(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炸薬が装填された飛翔体に搭載され、前記炸薬を点火する信管において、
前記飛翔体の飛翔速度を検出し、検出結果として飛翔体の飛翔速度データＶ0を出力する速度検出手段と、
前記飛翔体の目標物への着弾を検知し、検知結果として検知信号を出力する弾着検知手段と、
前記検知信号が入力された時点から計時を開始し、計時結果として時間データｔを出力する時間計数手段と、
前記飛翔体が前記目標物内部において移動する際に前記目標物との接触以後に受ける加速度の値を検出し、検出結果として加速度データｇを出力する加速度検出手段と、
前記飛翔速度データＶ0、前記時間データｔ、前記加速度データｇ及び当該飛翔速度データＶ0、前記時間データｔおよび前記加速度データｇに関する下式（２）に基づき前記飛翔体の前記目標物内部における深度を示す第一の深度データＬを求める演算手段と、
前記飛翔体の前記目標物内部における炸裂深度を示す第二の深度データＬ0が設定され、前記第一の深度データＬと前記第二の深度データＬ0とを比較し、前記第一の深度データＬと前記第二の深度データＬ0とが一致したときに前記炸薬を起爆させる起爆手段と、
を具備することを特徴とする信管。
Ｌ ＝ Ｖ0・ｔ − ｇ・ｔ2／２         ・・・・・（２）
【請求項２】
前記第二の深度データの設定が前記目標物の材質に対応して変更されることを特徴とする請求項１記載の信管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、爆弾などに搭載され、目標物内の所定の深度において炸薬を炸裂させる信管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
爆弾用信管は、基本的に着発瞬発信管、着発時限信管および近接信管の３種類に分類される。ここで、着発時限信管は、対艦艇、対建造物および対地上目標に使用され、地表面および地中の状態にかかわらず、目標物内の所定の深度において爆弾の炸薬を炸裂させる。そのため、炸薬の炸裂時において目標物に与えるダメージは、目標物表面で炸裂する場合に比較して、炸裂時に発生するエネルギーが解放されないため大きくなる。
【０００３】
前述した所定の炸裂深度において爆弾を炸裂させるため、信管内部のタイマは、爆弾が目標物へ着弾した時点から計時を開始する。そして、タイマの出力する計時データとタイマにあらかじめ設定された値とが一致したとき、タイマはタイムアップ信号を炸薬を爆発させるための起爆回路へ出力する。これにより、起爆回路は、所定深度に爆弾が到達したとして炸薬を炸裂させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した着発時限信管は、目標物へ着弾した時から所定時間経過した後に炸薬に点火する。しかしながら、目標物を構成する材料の硬度が考慮されていないため、上述した所定深度は、目標物の硬度により大きく変化される。すなわち、艦船（鋼板）、建造物（コンクリート）および敵陣地（土）等の様々な攻撃の目標物により、爆弾の炸裂する深度は、従来のタイマ式延期信管において、４〜１０倍程度の誤差を伴ったものとなる。
【０００５】
その結果、目標物の硬度によっては、爆弾が目標物を突き抜けてから炸裂する場合や爆弾が目標物表面で炸裂する場合などがある。この結果、爆弾の炸裂時に発生するエネルギーは、攻撃の目標物を破壊させるために十分に使用されない。
【０００６】
本発明はこのような背景の下になされたもので、目標物を形成する材料の硬度に関係なく、効果的に目標物を破壊する所定の深度において炸薬を炸裂させることが可能な信管を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、炸薬が装填された飛翔体に搭載され、前記炸薬を点火する信管において、前記飛翔体の飛翔速度を検出し、検出結果として飛翔体の飛翔速度データを出力する速度検出手段と、前記飛翔体の目標物への着弾を検知し、検知結果として検知信号を出力する弾着検知手段と、前記検知信号が入力された時点から計時を開始し、計時結果として時間データを出力する時間計数手段と、前記飛翔体が前記目標物内部において移動する際に前記目標物との接触以後に受ける加速度の値を検出し、検出結果として加速度データを出力する加速度検出手段と、前記飛翔速度データ、前記時間データおよび前記加速度データに基づき前記飛翔体の前記目標物内部における深度を演算し、演算の結果を第一の深度データとして出力する演算手段と、前記飛翔体の前記目標物内部における深度を示す第二の深度データが設定され、前記第一の深度データと前記第二の深度データとを比較し、前記第一の深度データと前記第二の深度データとが一致したときに前記炸薬を起爆させる起爆手段とを具備することを特徴とする信管。
【０００８】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記第二の深度データの設定が前記目標物の材料に対応して変更されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態による信管が搭載された爆弾Ｂの構成を示す一部裁断側面図である。この図において、Ｄ１は略円筒形状の容器であって中央部から一端まで除々に縮径された容器であり、その他端縁は、一端部から他端まで徐々に縮径された容器である円筒Ｄ２の一端縁に嵌合されている。１は弾着センサであり、前記容器Ｄ１の一端部に設けられている。また、弾着センサ１は、爆弾が目標物へ弾着したことを検知し、検知結果を弾着信号Ａとして信号線２ａを介して爆弾Ｂ内部に設けられた信管３へ出力する。
【００１０】
信管３については、後に詳述する。４は電波センサであり、目標物に放射した放射波が目標物において反射された反射波を受信する。ここで、放射波は、放射される電波が垂直方向および水平方向において収束されているペンシルビームである。また、電波センサ４は、入力された反射波を電気信号に変換し、変換結果を反射波信号ｃとして信号線２ｂを介して信管３へ出力する。
【００１１】
次に、図２を参照して図１の信管３について説明する。図２は本発明の一実施形態による図１における信管３の構成を示すブロック図である。この図において、５は速度検知部であり、ＣＷ（非変調連続波）レーダを用いて爆弾Ｂの目標物への接近速度Ｖ0を求める。
【００１２】
すなわち、速度検知部５は、電波センサ４から目標物へ放射された放射波が目標物により反射された反射波の周波数Ｆbと目標物へ放射された放射波の周波数Ｆとのずれから求められるドップラー周波数Ｆdに基づき目標物に対する接近速度Ｖを以下に示す（１）式により求める。
Ｖ  ＝  （Ｆd  ×  ｃ）／（２  ×  Ｆ）     ・・・・・（１）
ここで、「ｃ」は光速度である。
また、速度検知部５は、この求めた接近速度Ｖを落下速度データＶ0として信号処理部６へ出力する。
【００１３】
７は加速度センサであり、爆弾Ｂ（図１参照）が目標物へ弾着した後、目標物内部を移動するときの減速割合に基づき爆弾Ｂ（図１参照）の受ける加速度を求める。また、加速度センサ７は、求めた加速度を加速度データｇとして信号処理部６へ出力する。８はタイマであり、信号処理部６が弾着センサ１の弾着信号Ａの入力を認識して出力するタイマ制御信号ｓが入力されることにより計時を開始する。また、タイマ８は、計時した時間を計数データｔとして信号処理部６へ出力する。
【００１４】
信号処理部６は、速度検知部５からの着弾時の落下速度データＶ0、加速度センサ７からの加速度データｇおよびタイマ８から出力される計数データｔに基づき、以下に示す式（２）により、所定の時間における目標物内での爆弾の移動深度を示す移動深度データＬを求める。
Ｌ  ＝  Ｖ0・ｔ  −  ｇ・ｔ2／２      ・・・・・（２）
【００１５】
また、信号処理部６は、（２）式により求められた移動深度データＬと自身に記憶されている爆弾が炸裂する深さを示す所定の深度データＬ0との比較を行う。さらに、信号処理部６は、移動深度データＬと深度データＬ0とが一致した時点において、起爆回路９へ起爆信号ｋを出力する。
【００１６】
起爆回路９は、この起爆信号ｋを入力することにより図に示されない炸薬を炸裂させる。また、信号処理部６の記憶部に記憶されている深度データＬ0の数値は、攻撃目標である目標物に対応して、適時、設定変更されることが可能である。
【００１７】
次に、図１、図２および図３を参照し、一実施形態による信管の動作を説明する。図３は、爆弾Ｂの動作を説明する爆撃の概念図である。
例えば、爆弾Ｂは、爆撃機Ｗから攻撃目標である目標物ＴＧに対して投下される。このとき、安全ピンＳは、爆弾Ｂから除去される。これにより、信管３は動作を開始する。そして、この投下された爆弾Ｂは、攻撃目標である目標物ＴＧに向けて自然落下する。このとき、電波センサ４は目標物ＴＧへ周波数Ｆ0の放射波を放射する。
【００１８】
そして、電波センサ４には、放射波が目標物ＴＧにおいて反射された周波数Ｆの反射波が入射される。そして、電波センサ４は、入射された反射波を反射波信号ｃに変換して速度検知部５へ出力する。これにより、速度検知部５は、電波センサ４が目標物ＴＧへ放射した放射波の周波数Ｆ0と電波センサ４へ入射される目標物ＴＧからの反射波の周波数Ｆとのずれからドップラー周波数Ｆdを求める。
【００１９】
その結果、速度検知部５は、この求めたドップラー周波数Ｆdに基づいて（１）式により爆弾Ｂの落下速度データＶを計算する。そして、速度検知部５は、この計算結果の落下速度データＶ0を信号処理部６へ所定の単位時間毎に出力する。
【００２０】
そして、爆弾Ｂは、重力加速度により加速され、最終的に落下速度データＶ0の速度にて目標物ＴＧの表面Ｄへ着弾する。これにより、着弾センサ１は信号処理部６へ着弾信号Ａを出力する。そして、信号処理部６は、タイマ８へ計時を開始する制御信号ｓを出力する。これにより、タイマ８は爆弾Ｂが目標物ＴＧの表面に着弾した時点からの計時を開始する。同時に、信号処理部６は自身の記憶部に着弾時点における落下速度データＶ0を書き込む。
【００２１】
そして、爆弾Ｂは、落下速度データＶ0を初期速度として目標物ＴＧ内を移動する。このとき、爆弾Ｂには、目標物ＴＧ内を移動する過程で爆弾Ｂの外壁と目標物ＴＧの構成物との摩擦により加速度が作用する。そして、加速度センサ７は、爆弾Ｂに作用する加速度の加速度データｇを所定時間毎に測定し、この加速度データｇを信号処理部６へ出力する。
【００２２】
この結果、信号処理部６は、タイマ８において計数される計数データｔ、自身の記憶部に記憶されている落下速度データＶ0および加速度センサ７により得られた加速度データｇに基づき、所定の時間毎に爆弾Ｂの目標物ＴＧ内部の移動深度Ｌを上述した（２）式により計算する。
【００２３】
すなわち、信号処理部６は、所定時間毎に計数データｔ、加速度データｇおよび落下速度データＶ0を（２）式に代入して移動深度Ｌのデータを求める。そして、信号処理部６は、自身の記憶部に記憶されている爆弾を炸裂させる深度Ｌ0のデータと所定時間毎に求められる実際の深度Ｌのデータとの比較を行う。
【００２４】
この結果、信号処置部６は、深度Ｌ0のデータと深度Ｌのデータとが一致した時点において、起爆回路９に起爆信号を出力する。これにより、起爆回路９は、図に示されない炸薬に点火する。これにより、爆弾Ｂは、信号処理部６の記憶部に記憶されている深度Ｌ0において炸裂する。
【００２５】
上述したように、一実施形態による信管においては、爆弾Ｂが目標物ＴＧ内部で受ける加速度に基づく加速度データｇを考慮して所定時間毎に爆弾Ｂの目標物ＴＧ内部における深度Ｌの計算が行われる。このため、一実施形態による信管によれば、目標物ＴＧを構成する物質によらず信号処理部６の記憶部に予め設定されている炸裂効果が最も高い深度データＬ0の深さにおいて炸薬を炸裂させることができるという効果がある。
【００２６】
以上、本発明の一実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの一実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、一実施形態においては、爆弾Ｂの落下時における落下速度Ｖを電波センサ４と速度検知部５とを用いて求めていたが、電波センサ４の代わりに風車を用いて、この風車の回転数から爆弾Ｂの落下速度を求めることも可能である。
【００２７】
また、上述した一実施形態においては、爆弾に適用した例について説明したが、これに限定されることなく、砲弾およびミサイル等にも適用することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
第１の発明によれば、炸薬が装填された飛翔体に搭載され、前記炸薬を点火する信管において、前記飛翔体の飛翔速度を検出し、検出結果として飛翔体の飛翔速度データを出力する速度検出手段と、前記飛翔体の目標物への着弾を検知し、検知結果として検知信号を出力する弾着検知手段と、前記検知信号が入力された時点から計時を開始し、計時結果として時間データを出力する時間計数手段と、前記飛翔体が前記目標物内部において移動する際に前記目標物との接触以後に受ける加速度の値を検出し、検出結果として加速度データを出力する加速度検出手段と、前記飛翔速度データ、前記時間データおよび前記加速度データに基づき前記飛翔体の前記目標物内部における深度を演算し、演算の結果を第一の深度データとして出力する演算手段と、前記飛翔体の前記目標物内部における深度を示す第二の深度データが設定され、前記第一の深度データと前記第二の深度データとを比較し、前記第一の深度データと前記第二の深度データとが一致したときに前記炸薬を起爆させる起爆手段とを具備するため、爆弾Ｂが目標物内部で受ける加速度を考慮して所定時間毎に爆弾の目標物内部における深度の計算を行うため、目標物を構成する物質によらず起爆手段の記憶部に予め設定されている炸裂効果のある一定の深度において炸薬を炸裂させる効果がある。
【００２９】
第２の発明によれば、前記第二の深度データの設定が前記目標物の材料に対応して変更されるため、各種目標物の攻撃に対して、炸裂する深度を常に効果的な位置に設定させることが可能となる効果がある。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による信管が搭載された爆弾の構成を示す一部裁断側面図である。
【図２】  本発明の一実施形態による信管の構成を示すブロック図である。
【図３】  図１の爆弾の動作を説明する爆撃の概念図である。
【符号の説明】
１  弾着センサ
２  信号線
３  信管
４  電波センサ
５  速度検知部
６  信号処理部
７  加速度センサ
８  タイマ
９  起爆回路
Ｂ  爆弾
Ｓ  安全ピン
【図１】
0003685984.tif 000002
【図２】
0003685984.tif 000003
【図３】
0003685984.tif 000004