(57)【要約】空胴を規定するハウジングと、前記ハウジング内の装薬と、前記装薬の周りのハウジングの空胴内の多数の個別の軍用品とを含むことを特徴とする広領域分散弾頭。前記装薬は爆轟（ばくごう：デトイネーション）の際に前記軍用品を半球ドーム形状のパターンに配備するよう構成される。
2008522127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空胴を規定するハウジングと、
前記ハウジング内の装薬と、
前記装薬の周りのハウジングの空胴内の多数の個別の軍用品とを含み、
前記装薬は爆轟の際に前記軍用品を半球ドーム形状のパターンに配備するよう構成されることを特徴とする弾頭。
【請求項２】
前記ハウジングは、端部に取り付けられた第１および第２の端板を備えた円筒状の胴体を含むことを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項３】
１つの前記端板はドーム形状であって、弾頭のノーズを構成することを特徴とする請求項２に記載の弾頭。
【請求項４】
前記装薬は、より大きい第１の端部から、より小さい第２の端部まで先細になる円錐形の形状にあることを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項５】
前記装薬周りにバッファをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項６】
前記ハウジングはトロイド形状であることを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項７】
前記軍用品は球形形状であることを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項８】
前記軍用品は、ガラス、金属、タングステンカーバイド、フェノール材料、および爆発性材料を含む材料から作られることを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項９】
前記空胴内に１,０００,０００以上の軍用品が存在することを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項１０】
前記装薬は鈍感な爆発物であることを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項１１】
前記ハウジングは２ミル未満の厚さの壁を有することを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項１２】
前記軍用品は、軍用品コアと、前記軍用品コアの外部表面に付着され、ターゲットと軍用品の衝突の際に前記軍用品コアから解放するよう設計された複数の粒子と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の弾頭。
【請求項１３】
前記軍用品コアは高密度な材料から作られていることを特徴とする請求項１２に記載の弾頭。
【請求項１４】
前記高密度な材料はタングステンカーバイド組成であることを特徴とする請求項１３に記載の弾頭。
【請求項１５】
前記粒子は脆性材料から作られていることを特徴とする請求項１２に記載の弾頭。
【請求項１６】
前記脆性材料はガラスであることを特徴とする請求項１５に記載の弾頭。
【請求項１７】
前記粒子は接着剤で前記軍用品コアに付着されていることを特徴とする請求項１２に記載の弾頭。
【請求項１８】
前記粒子はサイズに関してミクロ粒子であることを特徴とする請求項１２に記載の弾頭。
【請求項１９】
空胴を規定するハウジングと、
前記ハウジング内の装薬と、
前記装薬の周りのハウジングの空胴内の多数の個別の軍用品とを含み、
前記軍用品は、軍用品コアと、前記軍用品コアの外部表面に付着され、ターゲットと軍用品の衝突の際に前記軍用品コアから解放するよう設計された複数の粒子と、
を含むことを特徴とする弾頭。
【請求項２０】
弾頭の空胴とノーズとベースとを規定するハウジングと、
前記ハウジングの空胴内の多数の個別の軍用品と、
前記ハウジングのノーズに隣接したより小さい第１の端部から、前記ハウジングのベースに隣接したより大きい第２の端部まで先細になる円錐形の形状を備え、爆轟の際に前記軍用品を半球ドーム形状のパターンに配備する前記ハウジング内の装薬と、
を有することを特徴とする弾頭。
【請求項２１】
長手軸を持ったハウジングと、
その長手軸に沿って延在し、円錐形の形状を持ったハウジング内の装薬と、
前記装薬の周りのハウジング内の多数の個別の軍用品と、
を有することを特徴とする弾頭。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の潜在性または実際的な脅威に同時に対処するよう設計された弾頭に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の体積における多数の潜在性または実際的な脅威がターゲットにされるようないくつかの計画が存在する。従来の衝突破壊型や、その他のミサイルおよび弾頭は、通常、所定の空間の体積における多数の脅威またはターゲットに対処するように使うことができない。衝突破壊型やその他の武器に関する背景情報は本発明の発明者によって教本で開示されている。すなわち、いずれも、この参考文献としてここに組み入れられている非特許文献１および非特許文献２である。
【非特許文献１】「従来の弾頭システム物理学と工学設計(Conventional Warhead Systems Physics and Engineering Design)」（１９９８年）
【非特許文献２】「命中の物理学とニアミス弾頭技術(Physics of Direct Hit and Near Miss Warhead Technology)」（２００１年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明の目的は、多数の潜在性または実際的な脅威に同時に対処するよう設計された弾頭を提供することである。
【０００４】
本発明のさらなる目的は、従来の弾頭破壊飛行体（輸送体）と連結して使うことができ、その状況で、第１に弾頭が多数の潜在性の脅威に対処するよう配備され、第２に弾頭破壊飛行体が実際の脅威をターゲットとするよう配備されるような弾頭を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、多数の小さな軍用品をハウジングにまとめ、内部の装薬を円錐形の形状を持つように設計することによって、多数の潜在性または実際的な脅威に一層包括的に対処するように軍用品が半球ドーム形状のパターンに配備される、ということの実現からもたらされる。
【０００６】
しかしながら本発明は、他の実施の態様においては、これらすべての目的を達成する必要はなく、ここでの請求項はこれらの目的を達成することができる構成または方法に限定すべきではない。
【０００７】
本発明は、空胴を規定するハウジングと、前記ハウジング内の装薬と、前記装薬の周りのハウジングの空胴内の多数の個別の軍用品とを含むことを特徴とする。前記装薬は爆轟（ばくごう：デトネーション）の際に前記軍用品を半球ドーム形状のパターンに配備するよう構成される。
【０００８】
通常、弾頭ハウジングは、その端部に取り付けられた第１（ベースまたは基底部）および第２（ノーズまたは前端部）の端板を備えた円筒状の胴体を含む。ノーズの端板は好ましくはドーム形状である。好ましい装薬は、ベースにおけるより大きい第１の端部から、ノーズにおけるより小さい第２の端部まで先細になる円錐形の形状にある。装薬周りに泡のようなバッファ材料を含むことも好ましい。
【０００９】
１つの例では、ハウジングはトロイド(toroid)形状（ドーナツ形状または環状）である。軍用品は、ガラス、金属、タングステンカーバイド、フェノール材料、および爆発性材料を含む材料から作られ、典型的に、そのハウジング内に１,０００,０００以上の小さな球形の軍用品が存在する。装薬は鈍感な爆発物でありうる。ハウジングは２ミル(１／１０００インチ)未満の厚さの壁を有する。
【００１０】
１つの例では、前記軍用品は、軍用品コアと、前記軍用品コアの外部表面に付着され、ターゲットと軍用品の衝突の際に前記軍用品コアから解放するよう設計された複数の粒子と、を含む。軍用品コアは、タングステンカーバイド組成のような高密度な材料から作られている。粒子はサイズに関してミクロ粒子でありうる。そしてガラスのような脆性材料から作られうる。通常、粒子は接着剤で前記軍用品コアに付着されている。
【００１１】
本発明による弾頭は、空胴を規定するハウジングと、前記ハウジング内の装薬と、前記装薬の周りのハウジングの空胴内の多数の個別の軍用品とを含む。前記軍用品は、軍用品コアと、前記軍用品コアの外部表面に付着され、ターゲットと軍用品の衝突の際に前記軍用品コアから解放するよう設計された複数の粒子と、を含む。本発明による弾頭の１つの例は、弾頭の空胴とノーズとベースとを規定するハウジングと、前記ハウジングの空胴内の多数の個別の軍用品と、前記ハウジングのノーズに隣接したより小さい第１の端部から、前記ハウジングのベースに隣接したより大きい第２の端部まで先細になる円錐形の形状を備え、爆轟の際に前記軍用品を半球ドーム形状のパターンに配備する前記ハウジング内の装薬と、を有する。
【００１２】
本発明による弾頭は、長手軸を持ったハウジングと、その長手軸に沿って延在し、円錐形の形状を持ったハウジング内の装薬と、前記装薬の周りのハウジング内の多数の個別の軍用品と、を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
他の目的、特徴、および利点は、以下の望ましい実施形態の説明と添付の図面から、当業者に認識されるであろう。
【００１４】
以下に開示された望ましい実施形態はさておき、本発明は他の実施形態が可能で、または様々の方法で実践され遂行できる。従って、本発明は、以下の説明で開示し、または図面に示した部材の構成および配置の詳細をその用途において制限するものではない、ということを理解すべきである。１つの実施形態のみをここで説明していても、ここでの請求項はその実施形態に制限されるべきではない。さらに、ここでの請求項は、排他、制限、免責を明示する明確かつ説得力のある証拠がないならば、限定的なものとして読むべきではない。
【００１５】
図１の弾頭１０は、長く中央に配置された装薬１６の周りの多数の個別の軍用品１４で充填された、内部の空胴を規定するハウジング１２を含む。装薬１６は、爆轟の際に図２に示した半球ドーム形状のパターンに軍用品を配備するよう構成され、多数の潜在性または実際的な脅威に対処する。
【００１６】
１つの例では、円筒状のハウジング１２は長さ３〜５フィート、直径３フィートであって、第１の端板１８と第２の端板２０を持っている。第１の端板１８は弾頭１０のベース（基底部）を構成し、通常、内部に軍用品１４と装薬１６が配置された後でハウジング胴体２２に固定される。第２の端板２０は胴体２２と一体とすることができ、典型的にはドーム形状であって、弾頭のノーズ（前端部）を構成する。装薬１６の爆轟（ばくごう：デトネーション）の際に消耗されるハウジング１２に対して、薄い（例えば１ミル）のアルミニウムを使うことができる。
【００１７】
軍用品１４は、タングステンカーバイド、ガラス、フェノール材料などの脆性材料からなる小さな０．１５インチ直径の球形の粒子とすることができ、あるいはそれらは、金属から、または爆発性材料からさえも作ることができる。通常、１〜５百万個のこのような軍用品粒子がハウジング１２内に配置される。他の実施形態では、軍用品は下記で論じられるように設計された複合材料である。
【００１８】
装薬１６は、ＰＢＸＮ１０９のような鈍感な爆発物でありうる。望ましい装薬は、ベース３０に隣接した１／２インチの直径と、ノーズ３２に隣接した１／４インチの直径とを持った円錐形の形状である。このように、弾頭の長手軸Ｌに沿って粒子の差別的な速度を作るように、ノーズ端部３２よりもベース端部３０に多くの爆発性材料が存在する。１つの例では、装薬１６は３フィート長さである。雷管３４は通常、安全な武器起爆装置である。フォーム（気泡）バッファライナー３６は、装薬１６が雷管３４によって爆発させられる時のショックを和らげるために、装薬１６の周りに配置できる。フォームバッファ３６は円錐形の形状にある装薬１６に従うような円錐形の形状でありうる。
【００１９】
図２の弾頭１０は、ミサイルやその他のロケット駆動された飛行体のような輸送手段によって、図２に示す多数の潜在的なターゲッＴの前の空間における位置に運ばれる。円錐形の形状の中央に配置された装薬は、爆発させられる時に、図２に示すように軍用品の間に差別的な速度を作り、ベース３０に隣接した軍用品がノーズ３２に隣接した軍用品よりも図２に示す如く大きな速度（高い割合）で配備される。従って、図１の円錐形の形状の装薬１６は、２０フィートの半径かそれ以上の軍用品の図２に示す半球ドーム形状のパターン４０を作り、図２に示すようなターゲット空間の曲線経路の前におけるスペース内の位置に弾頭１０が配備される時に、ターゲットＴに対処する。図２に示すスプレーパターンは、ターゲットＴへの多数の攻撃を生じる何千フィートもの広がりとなることができる。ガラスのような脆性材料が軍用品１４のために使われる場合、それらはターゲットとの衝突の際に粉々になり、自らを埋め込むようなより小さな粒子に崩壊する。
【００２０】
図３の代替のハウジング１２’は、示されたようにトロイド形状であって、図４〜図５に示したように軍用品１４で満たされる空胴６０を含む。この実施形態におけるトロイド形状の装薬１６’も、図３の円錐形の形状にある空胴６０に起因して円錐形の形状にある。このように、弾頭１０’は、図５のロケットエンジン６４を持った飛行体６２によって運ぶことができる。軍用品が装薬１６’の爆轟の際に粉々にならないような障害不適合を生じるために、フォームバッファ材料（図示せず）をこの設計において装薬１６’の周りに組み込むこともできる。
【００２１】
図６は、コンピュータシミュレーションにおいて、少なくとも１つの軍用品が大きな半径内の３０個のターゲットのそれぞれを攻撃することを示す。
【００２２】
一実施形態においては、図１のハウジング１２内の軍用品１４、または図２〜図５の１２’は複合材料の形態にあり、図７の軍用品１４’に対して示したように構成される。本発明による図８の小さな粒子７０は、図９の軍用品コア７２の外部表面に接着剤で付けられるか、あるいは別な方法で付着され、図７の新規な軍用品１４’となる。粒子７０は、例えば直径が４００ミクロンの大きさのミクロ粒子であり、軍用品コア７２は直径が１．２５インチでありうる。しかし、軍用品コア７２は様々の大きさが可能で球形の形態、または他の何らかの形態が可能である。同じことが粒子７０についても当てはまり、それらは球形の形態が可能でありうるが、それらもやはり他の形態またはランダムな形態または薄片でさえでありうる。
【００２３】
本発明によれば、衝突の際に粒子濃度を強化するために、コア７２はより小さくて多くの粒子を搭載する。より小さな運動量の粒子７０は通常、コア７２上にエポキシ樹脂接着されて、コアのターゲットとの衝突の際に破砕する。より小さな粒子が貫通し穴を供給するための全体的な質量をコアが有するので、このような軍用品は軟らかいターゲットに使うことができる。次により小さな粒子は、コアから解放される際に高密度なスプレーパターンを作る。
【００２４】
図１０Ａにおいて軍用品１４’は、推進して経路Ｐに沿ってターゲット７６に衝突するように示されている。軍用品１４’が図１０Ｂのようにターゲット７６に衝突する時、図１０Ｃに示すように軍用品コア７２から粒子７０が砕け、そして図１０Ｄに示すように、入口開口よりも一般に大きな出口開口を作る。
【００２５】
本発明の軍用品は、ターゲット７６に対する内部の物または構造を破壊するのにも使うることができるが、軍用品１４’の図１０Ａのような真直ぐな経路Ｐに必ずしも直接的に使われるのではない。軍用品が爆薬を含むケースで発生する可能性のある意図されない巻き添え被害は、本発明によれば最小である。例えば、軍用品コアは、タングステンカーバイド組成のような高密度な材料から作られ得るし、粒子はガラスのようなより脆性のある材料から作られている。エポキシのような接着剤は、軍用品コアに粒子を付着するために使うことができる。粒子または軍用品の最終的な選択は殺傷の要求によって決定される。その要求事項は、ターゲット厚さ、衝突速度、およびターゲットの脆弱性に基づく。
【００２６】
一実施形態において、図７及び図９の軍用品コア７２は、直径０．１５インチのタングステンカーバイド組成であった。粒子７０は、エポキシでコア７２に付着されたそれぞれ４００ミクロン大きさの、５００〜１，０００個のガラス球で構成した。コア７２がターゲットに衝突する時に発生する衝突波Ｓは、粒子１０をコア７２から吐き出させて、図１０Ｃ〜図１０Ｄに示すスプレーパターンを形成する。
【００２７】
しかしながら、コアの大きさ、形状、および組成と、さらに粒子の大きさ、形状、数、および組成は、特定の実装、配備方法、要求される致死性、および貫通するターゲットのタイプに応じて変化するであろう。その結果、増加した致死性を有する軍用品設計が簡単になる。
【００２８】
このように本発明の弾頭は、多数の潜在性または実際的な脅威に対処するよう設計される。この弾頭は、従来の弾頭破壊飛行体（輸送体）と連結して使うことができ、その状況で、第１に弾頭が多数の潜在性の脅威に対処するよう配備され、第２に弾頭破壊飛行体が、弾頭の個別の軍用品が潜在的な脅威を攻撃する時に現れるいくつかの実際の脅威をターゲットとするよう配備される。
【００２９】
本発明の特定の特徴を、他のものではない、いくつかの図面で示しているが、それぞれの特徴が本発明による他の特徴のいくつか、またはすべてと組み合わせることができるので、これは便利さのみのためである。ここに使われている「含む」、「有する」、「持つ」、および「備える」と言う用語は広く、また包括的に解釈されるはずであり、物理的な相互連結に限定されない。さらに、本願で開示されたいくつかの実施形態は唯一可能な実施形態であると解釈すべきではない。他の実施形態が当技術分野の当業者によって認識されるであろうし、それらは添付の請求項の範囲内にある。
【００３０】
さらに、本特許のための特許出願の遂行の間に提出される何らかの補正は、提出される出願において与えられる何らかの請求項の事項の限定修正ではない。つまり、当技術分野の当業者はすべての可能な均等物を文言通りに包含することになる請求項を立案することを合理的に期待できないし、多くの均等物が補正の時点で予知できず、かつそれらは放棄すべきもの（もしあるならば）の公正な解釈を越えているだろうし、補正の基礎となる理論的根拠が多くの均等物に対するあまり関係のないものを持つだけかも知れないし、および／または、補正された何らかの請求項の事項に対するある特定の実体のない置き換えについて出願人の説明を期待できない多くの他の理由が存在するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による弾頭の一実施形態の一部を切り取った概略立体分解正面図である。
【図２】図１に示した弾頭が配備された時の空間の体積内に作られる軍用品パターンを示す側面図である。
【図３】本発明による弾頭ハウジングの他の実施形態の立体部分概略正面図である。
【図４】図３に示したトロイド形状ハウジングを含む本発明による弾頭の他の実施形態の概略立体分解正面図である。
【図５】伝統的なロケット駆動飛行体によって運ばれる図４のトロイド形状の弾頭を示す概略断面図である。
【図６】大きなパターン半径を想定した図１に示す弾頭を含む３つのテストケースのコンピュータ刺激に対して、命中した対象物の数の関数としての軍用品の数を示すグラフである。
【図７】本発明による軍用品の１つの例を示す概略立体図である。
【図８】図７に示した軍用品に関係する個別の粒子を示す概略概念図である。
【図９】図７に示した軍用品のための軍用品コアの一実施形態の概略概念図である。
【図１０Ａ】ターゲットにおける図７に示した軍用品の配備を示すかなり概略化した側面図である。
【図１０Ｂ】ターゲットにおける図７に示した軍用品の配備を示すかなり概略化した側面図である。
【図１０Ｃ】ターゲットにおける図７に示した軍用品の配備を示すかなり概略化した側面図である。
【図１０Ｄ】ターゲットにおける図７に示した軍用品の配備を示すかなり概略化した側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０、１０’  弾頭
１２、１２’  ハウジング
１４  軍用品
１６、１６’  装薬
１８、１８’  端板（ベース）
２０、２０’  端板８(ノーズ）
２２  ハウジング胴体
２２  胴体
３４  雷管
３６  フォームバッファライナー
４０  パターン
６０  空胴
６２  飛行体
６４  ロケットエンジン
７０  粒子
７２  軍用品コア
７６  ターゲット
Ｐ  経路
Ｓ  衝突波
【図１】
2008522127.tif 000003
【図２】
2008522127.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008522127.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008522127.tif 000011
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2008522127.tif 000013
【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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