(57)【要約】【課題】  機関砲等からある程度被弾したとしても赤外線放射機能を維持でき、赤外線照準機能を有する機関砲等の発射試験、射撃訓練に有用で、かつ経済的な赤外線放射模擬標的を提供する。【解決手段】  赤外線照準機能を有する火器の発射試験、射撃訓練に用いられる赤外線放射模擬標的であって、台座１０と、台座１０上に配置された板状または空洞立体状を呈する標的ベース２０と、標的ベース２０の表面に沿って配置された電熱体を備えた熱源３０とを有している。電熱体は、標的ベース２０の表面上の所定の有効範囲に配置された金属薄板３０から成っている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線照準機能を有する火器の発射試験、射撃訓練に用いられる赤外線放射模擬標的であって、台座と、前記台座上に配置された板状または空洞立体状を呈する標的ベースと、前記標的ベースの表面に沿って配置された電熱体を備えた熱源とを有する赤外線放射模擬標的において、
前記電熱体は、前記標的ベースの表面上の所定の有効範囲に配置された金属薄板から成ることを特徴とする赤外線放射模擬標的。
【請求項２】
前記金属薄板は、５〜１０μｍの厚さを有する請求項１に記載の赤外線放射模擬標的。
【請求項３】
前記金属薄板は、２枚以上の金属板片から成り、
各前記金属板片は、１０ｃｍ以上の短辺長さを有すると共に、互いに電気的に並列接続されている請求項１または２に記載の赤外線放射模擬標的。
【請求項４】
前記熱源は、前記金属薄板の両端に電気的に接続された対の板状電極をさらに備えており、
前記板状電極は、１０ｃｍ以上の短辺長さを有する請求項１乃至３のいずれか１つに記載の赤外線放射模擬標的。
【請求項５】
前記金属薄板は、ステンレススチール薄板である請求項１乃至４のいずれか１つに記載の赤外線放射模擬標的。
【請求項６】
前記台座は、地上または水上を自力移動もしくは牽引、曳航されて移動するための移動手段を備えている請求項１乃至５のいずれか１つに記載の赤外線放射模擬標的。
【請求項７】
前記移動手段は、水上を曳航されて移動するためのフロートを備えている請求項６に記載の赤外線放射模擬標的。
【請求項８】
前記フロートは、前記電熱体の電源としてのバッテリと、電気回路類とを収容している請求項７に記載の赤外線放射模擬標的。
【請求項９】
前記赤外線放射模擬標的は、標的ベース上の着弾位置を計測する着弾位置計測装置をさらに有し、
前記着弾位置計測装置は、前記標的ベースの裏面または内側面上に互いに可及的離れてかつ等間隔に配置され、着弾によって該標的ベースに生ずる振動を検出する、３つ以上の衝撃センサと、
前記衝撃センサそれぞれの間の相対的な衝撃波検出時間差に基づいて標的ベース上の着弾位置を算出する着弾位置計測装置とを備えている請求項１乃至８のいずれか１つに記載の赤外線放射模擬標的。
【請求項１０】
前記標的ベースは板状を呈すると共に、その前記有効範囲は正方形を呈しており、
前記衝撃センサは、正方形を呈する前記有効範囲の角部に配置されている請求項９に記載の赤外線放射模擬標的。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関砲等の火器の発射試験、射撃訓練に用いられる模擬標的に関し、特に、赤外線照準機能を有する機関砲等のミサイル砲等よりも小型の火器の発射試験、射撃訓練に適した熱源（赤外線放射源）を有する赤外線放射模擬標的に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、機関砲やミサイル砲などの火器類には、射撃対象である戦車や軍事船などの移動体もしくはそれら移動体等の原動機や搭載火器等が発する熱（赤外線）を検知して、手動、半自動、あるいは全自動で照準を合わせるための赤外線照準機能が具備されているものが多い。
【０００３】
火器の発射試験、射撃訓練には、発射試験、射撃訓練に携わる人員の安全確保の点ならびに経済性の点から、実物の戦車、軍事船、または軍事船等に代えて、模擬標的が用いられるようになってきている。特に、赤外線照準機能を有する火器の発射試験、射撃訓練には、模擬標的として、熱源（赤外線放射源）を有する赤外線放射模擬標的が使用される。
【０００４】
より具体的には、赤外線放射模擬標的も含め、模擬標的は、ラジオコントロール等の遠隔操作や予め入力されたコンピュータープログラムに応じて移動する模型車、模型船、または模型飛行機等の模型移動体に直接搭載されるか、あるいはこれら模型移動体に牽引、曳航される標的体に搭載され、これら模型移動体と一体に移動することで、照準追尾の試験、訓練に供される。ここで、模型移動体自体は比較的高価であり、模型移動体に直接搭載された模擬標的が、ミサイル砲等から被弾したり、機関砲等からであっても移動体側に的ズレして被弾した場合には、模型移動体が破壊され、再利用が困難または不可能であるため、模擬標的は、模型移動体に牽引、曳航される標的体に搭載されることが、実際上、多い。
【０００５】
赤外線放射模擬標的の熱源の構造については、例えば、特許文献１および２に開示されている。
【０００６】
特許文献１に開示されている赤外線放射洋上標的は、全自動の赤外線照準機能としての赤外線自動追尾機能を有するミサイルの発射試験に用いることを主に想定しており、つまりいわば使い切りを想定しているものであり、容器状を呈し加熱されることで赤外線を放射する赤外線放射体と、燃料を燃焼させて発熱して赤外線放射体を内部から加熱する熱源としてのバーナとを有している。
【０００７】
特許文献２に開示されている赤外線放射洋上標的も、赤外線自動追尾機能を有するミサイルの発射試験に用いることを主に想定しており、つまりいわば使い切りを想定しているものであり、パイプをマトリックス状に平面に亘って配置し、パイプに電気ヒータや原動機からの排熱を利用して加熱した熱媒体を流通させて発熱する熱源を用いている。
【０００８】
この他にも、赤外線放射率のよい材料から成り加熱されることで赤外線を放射する的板と、ニクロム線等の電熱線を蛇行状に的板裏面に配置し、電熱線にバッテリから電流を流すことで発熱して的板を裏面から加熱する熱源とを有する、ヒートパネルとも呼ばれる赤外線放射標的が実用されている。
【０００９】
また、赤外線放射タイプではないが、主に拳銃などの小火器の射撃訓練においてその射撃結果である着弾位置を計測する手段が、例えば、特許文献に開示されている。この種の手段としては、標的板を画像認識するものが一般的であるが、特許文献３には、標的板への着弾座標を着弾時の音響に基づいて計測する手段が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−１９４９８号公報
【特許文献２】特開平５−３０２７９８号公報
【特許文献３】特開平７−２３４０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１による例のごとく、バーナを熱源とした赤外線放射模擬標的は、元来ミサイル砲等の大型の火器の発射試験を想定していることもあり、装置全体が大型であり、機関砲等の小型の火器の射撃訓練に用いるには、運用上、相応しくない。
【００１１】
また、特許文献２による例のごとく、熱媒体を流通させるパイプを熱源とした赤外線放射模擬標的も、バーナ熱源タイプ同様に構造が複雑かつ大型であって機関砲等の小型の火器の射撃訓練に用いるには運用上相応しくないことに加え、機関砲等からパイプに一弾でも着弾した場合には熱媒体が漏洩して赤外線放射機能に支障を来たし、その後の射撃訓練が続行できず、修理が必要になる。
【００１２】
さらに、電熱線を熱源とした赤外線放射模擬標的（ヒートパネル）も、パイプ熱源タイプ同様に、機関砲等から的板を経て電熱線に一弾でも着弾した場合には断線して電流が不通になって赤外線放射機能に支障を来たし、その後の射撃訓練が続行できず、修理が必要になる。
【００１３】
また、特許文献１および２による例のごとく、赤外線自動追尾機能を有するミサイルの発射試験に用いることを主に想定したいわば使い切りを想定している赤外線放射標的は、一度標的に命中すると標的が破壊され、以後、訓練結果を得ることができないから、当然、機関砲等のミサイル等よりも小型の火器からの詳細な着弾位置を試験、訓練結果として訓練中に亘って得ることは、できない。
【００１４】
それ故、本発明の課題は、機関砲等からある程度被弾したとしても赤外線放射機能を維持でき、赤外線照準機能を有する機関砲等の発射試験、射撃訓練に有用で、かつ経済的な赤外線放射模擬標的を提供することである。
【００１５】
本発明の他の課題は、赤外線照準機能を有する機関砲等からの詳細な命中位置を試験、訓練結果として得ることができ、赤外線照準機能を有する機関砲等の発射試験、射撃訓練に有用な赤外線放射模擬標的を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、赤外線照準機能を有する火器の発射試験、射撃訓練に用いられる赤外線放射模擬標的であって、台座と、前記台座上に配置された板状または空洞立体状を呈する標的ベースと、前記標的ベースの表面に沿って配置された電熱体を備えた熱源とを有する赤外線放射模擬標的において、前記電熱体は、前記標的ベースの表面上の所定の有効範囲に配置された金属薄板から成ることを特徴とする赤外線放射模擬標的が得られる。
【００１７】
本発明によればまた、前記金属薄板は、５〜１０μｍの厚さを有する前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【００１８】
本発明によればさらに、前記金属薄板は、２枚以上の金属板片から成り、各前記金属板片は、１０ｃｍ以上の短辺長さを有すると共に、互いに電気的に並列接続されている前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【００１９】
また、本発明によれば、前記熱源は、前記金属薄板の両端に電気的に接続された対の板状電極をさらに備えており、前記板状電極は、１０ｃｍ以上の短辺長さを有する前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【００２０】
さらに、本発明によれば、前記金属薄板は、ステンレススチール薄板である前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【００２１】
また、本発明によれば、前記台座は、地上または水上を自力移動もしくは牽引、曳航されて移動するための移動手段を備えている前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【００２２】
さらに、本発明によれば、前記移動手段は、水上を曳航されて移動するためのフロートを備えている前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【００２３】
また、本発明によれば、前記フロートは、前記電熱体の電源としてのバッテリと、電気回路類とを収容している前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【００２４】
さらに、本発明によれば、前記赤外線放射模擬標的は、標的ベース上の着弾位置を計測する着弾位置計測装置をさらに有し、前記着弾位置計測装置は、前記標的ベースの裏面または内側面上に互いに可及的離れてかつ等間隔に配置され、着弾によって該標的ベースに生ずる振動を検出する、３つ以上の衝撃センサと、前記衝撃センサそれぞれの間の相対的な衝撃波検出時間差に基づいて標的ベース上の着弾位置を算出する着弾位置計測装置とを備えている前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【００２５】
また、本発明によれば、前記標的ベースは板状を呈すると共に、その前記有効範囲は正方形を呈しており、前記衝撃センサは、正方形を呈する前記有効範囲の角部に配置されている前記赤外線放射模擬標的が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明による赤外線放射模擬標的は、機関砲等からある程度被弾したとしても赤外線放射機能を維持でき、赤外線照準機能を有する機関砲等の発射試験、射撃訓練に有用で、かつ経済的効果をもたらすことができる。
【００２７】
本発明による赤外線放射模擬標的はまた、赤外線照準機能を有する機関砲等からの詳細な命中位置を試験、訓練結果として得ることができ、赤外線照準機能を有する機関砲等の発射試験、射撃訓練に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【００２９】
図１（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の一実施例による赤外線放射模擬標的は、射撃対象である軍事船もしくはこれの原動機や搭載火器等が発する熱（赤外線）を検知して照準を合わせるための赤外線照準機能を有する保安船に搭載された機関砲等の洋上射撃訓練に用いることを、想定している。本赤外線放射模擬標的は、図示しない無線操作船によって海上を曳航されて移動する。
【００３０】
本赤外線放射模擬標的は、台座１０と、台座１０上に配置された板状を呈する標的ベース２０と、標的ベース２０表面の所定の有効範囲（本例では、約１．０×１．０ｍの正方形を呈する）に沿って配置された電熱体３１を備えた熱源３０とを有している。
【００３１】
尚、本例では、標的ベース２０の表裏二表面のうちの表（おもて）面に電熱体３１が配置されているが、本発明においては、電熱体３１は、標的ベース２０の裏面に配置されてもよい。ただし、裏面に電熱体を配置した場合には、伝熱体で生じた熱が比較的厚い標的ベースへの伝熱を経ることになるため、訓練者側への赤外線放射量が少く、また、伝熱体への通電を開始してから所定の赤外線放射量に達するまでに時間がかかり、合理的ではない点がある。
【００３２】
台座１０は、基枠１１と、立枠１２と、梁１３と、フロート１４とを備えている。フロート１４内には、後述するバッテリ５０ならびに着弾位置計測装置６０およびそ他の電気部品等が、出し入れ可能に水密的にかつ衝撃吸収材を介して収容されている。これら電気部品等がフロート１４内に収容されることで、電気部品の防水が保たれることに加え、本赤外線放射模擬標的の重心が低くなり転覆し難く、さらに、本赤外線放射模擬標的を使用する際にほぼ海面レベルに位置するため、電気部品が被弾し難い。フロート１４は、防弾構造であることが好ましい。
【００３３】
図1（ａ）および（ｂ）ならびに図２（ａ）および（ｂ）を参照して、標的ベース２０は、例えば１．２×１．２ｍのＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）製の板である。
【００３４】
熱源３０の電熱体３１は、標的ベース２０の有効範囲（本例では、約１．０×１．０ｍ）に面状に沿って配置された金属薄板としてのステンレススチール薄板から成っている。電熱体３１は、本例では、６枚のステンレススチール薄板から成っている。各ステンレススチール薄板は、５〜１０μｍの厚さ、１５ｃｍの短辺長さ、ならびに約１ｍの長辺長さを有している。
【００３５】
熱源３０は、電熱体３１の両端に電気的に接続された対の板状電極３２ａおよび３２ｂをさらに備えており、各ステンレススチール薄板は、互いに電気的に並列接続されている。板状電極３２ａおよび３２ｂはそれぞれ、銅板から成っており、１５ｃｍの短辺長さならびに約１．１ｍの長辺長さを有している。
【００３６】
尚、標的ベース２０表面には、その上に配置された電熱体３１ならびに板状電極３２ａおよび３２ｂをも含む全面に亘って、図示しない耐熱性樹脂から成る膜が防水のために形成されている。この膜は、標的ベース２０に比べて薄く、熱伝導的に優れている。この膜には、標的としての絵柄、線、記号等が描かれていてもよい。
【００３７】
ステンレススチール薄板は、厚さが５〜１０μｍと薄くて電流が流れる方向に垂直な断面積が小さいため、ニクロム線同様に、電気抵抗を持っており、バッテリ５０を電源として通電されることで発熱し、よって、標的ベース２０上の有効範囲から赤外線が発せられる。
【００３８】
尚、バッテリ５０と電熱体３１とは、板状電極３２ａおよび３２ｂの下方に形成された端子を経て単に電気的に直結するのではなく、通電を接続／断続するスイッチ、通電を所定時間させるタイマ、電熱体３１が所定温度となるように自動的に調整する温度調整回路、あるいは、無線操作で通電を接続／断続するスイッチ等を介在させてもよい。これらの電気回路も、その少くとも一部をフロート１４内に収容することが好ましい。
【００３９】
本赤外線放射模擬標的は、熱源や電極の幅が広いため、機関砲等からある程度被弾したとしても電熱回路が中断され難く、よって、回収、修理を伴うことなく赤外線放射機能を維持でき、赤外線照準機能を有する機関砲等の発射試験、射撃訓練に有用で、かつ経済的効果をもたらすことができる。
【００４０】
尚、本赤外線放射模擬標的は、曳航式模擬標的に限らず、無線操作船に搭載された構成であってもよい。
【００４１】
また、洋上標的に限らず、陸上、雪上で無線操作による自走行またはその移動体に牽引される構成や、空中で無線操作による自航行またはその移動体に牽引される構造であってもよい。
【００４２】
さらに、本赤外線放射模擬標的は、平面状の的板形状に限らず、角柱状、円柱状、全球状または部分球状、ドーム状等の外形を呈していてもよい。
【００４３】
図1（ａ）および（ｂ）、図２（ａ）および（ｂ）、ならびに図３を参照して、本赤外線放射模擬標的はさらに、標的ベース２０の表面上に互いに可及的離れてかつ等間隔に、即ち、本例では標的ベース２０の正方形有効範囲の四角部上（板状電極３２ａおよび３２ｂの各端部上）に配置され、着弾によって標的ベース２０に生ずる振動を検出する４つの衝撃センサ４１ａ〜４１ｄと、衝撃センサ４１ａ〜４１ｄ間の相対的な衝撃波検出時間差に基づいて標的ベース２０上の着弾位置を算出する着弾位置計測装置６０とを備えている。
【００４４】
着弾位置計測装置６０は、衝撃センサ４１ａ〜４１ｄの出力である衝撃波信号を所定のレベルにまで増幅する増幅器（ＡＭＰ）６１ａ〜６１ｄと、ノイズ信号を除去して衝撃波信号を濾波するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６２ａ〜６２ｄと、衝撃波信号の包絡線信号を検出して直流パルス信号を生成する検波器６３ａ〜６３ｄと、直流パルス信号を矩形パルス信号に変換する比較器６４ａ〜６４ｄと、着弾位置計測部６５と、命中判定回路６６と、出力部６７とを備えている。尚、着弾位置計測装置６０への電源供給は、本例のごとく熱源３０用のバッテリ５０と共用とする以外にも、専用のバッテリを別途用いてもよい。
【００４５】
ここで、各衝撃センサ４１ａ〜４１ｄで検出される衝撃波は、弾丸が命中した瞬間からの時間遅延があり、この時間遅延は、弾丸の命中位置からの距離に比例している。よって、着弾位置計測部６５は、各衝撃センサ４１ａ〜４１ｄ（比較器６４ａ〜６４ｄ）からの入力信号に基づいて、最も早く衝撃波が到達した衝撃センサからの入力信号を基準とし、二着目までの時間ｔ１と三番目までの時間ｔ２を計測し、遅延時間ｔ１およびｔ２と衝撃センサの番号とから、標的ベース２０上の着弾の二次元位置（座標）もしくは標的中心からの半径距離を推定し、これを示す信号を出力する。
【００４６】
命中判定回路６６は、着弾位置計測部６５からの入力信号が示す推定位置を、予め記憶されている命中と判定してよい領域もしくは標的中心からの半径距離と比較し、命中か否かを示す判定結果信号を出力部６７に出力する。
【００４７】
本例では、着弾位置計測部６５と命中判定回路６６とを別回路としているが、これらは一体であってもよい。着弾位置計測および命中判定を行う回路による命中判定のアルゴリズムの概要例を、以下に示す。
【００４８】
図４を参照して、標的中心点Ｐ０の座標は（５，５）とし、命中と判定してよい領域は標的中心点Ｐ０から半径Ｒの範囲とする。
【００４９】
いま、着弾点Ｐ１の座標を（ｘ１，ｙ１）とし、その衝撃波検知の上位３番までの順序が衝撃センサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃであったとすると、衝撃センサ４１ａ、４１ｂ、４１ｃへの到達時間ｔＡ、ｔＢ、ｔＣは、以下の式１、２、および３で表される。
【数１】
2005147603.tif 000003
【００５０】
尚、上式において、Ｃは、法的を伝播する進度云うの伝達速度であり、標的の材料によって異なる。例えば、所定成分のＦＲＰの場合には、約２０００メートル／秒である。
【００５１】
また、上位二位および三位の衝撃センサ４１ｂおよび４１ｃへの上位一位の衝撃センサ４１ａからの遅延時間ｔ１、ｔ２は、以下の式４、５で表される。
【数２】
2005147603.tif 000004
【００５２】
以上から、命中判定条件は、以下の式６を満たすものとする。
【数３】
2005147603.tif 000005
【００５３】
以上、命中判定のアルゴリズム例を示したが、これは、概要かつ一例である。
【００５４】
図1（ａ）および（ｂ）、図２（ａ）および（ｂ）、ならびに図３を再び参照して、出力部６７は、命中判定回路６６からの入力信号が示す判定結果に応じて、着弾毎の命中、非命中を示す表示をランプ（図示せず）で視覚的に出力するか、サイレンで音的に出力するか、もしくは射撃側船舶の受信機に対して無線送信する。あるいは、訓練中の一連の結果ログを記憶媒体に記録してもよい。
【００５５】
尚、着弾位置計測装置６０は、衝撃センサ４１ａ〜４１ｄのうちの１つが破壊された場合に、即ち、衝撃センサ数が減少した場合には、残りの衝撃センサのみの検出結果に基づいて判定結果を算出するように構成することが好ましい。理論上、衝撃センサは最低限３あれば、二次元座標を計測できる。
【００５６】
本赤外線放射模擬標的において、衝撃センサは４つに限らず、３つ以上であればよい。
【００５７】
本赤外線放射模擬標的は、機関砲等からある程度被弾したとしても電熱回路が中断され難く赤外線放射機能を維持できる、いわば使い切り標的ではないため、射撃訓練結果を訓練中常時出力でき、機関砲等の発射試験、射撃訓練に有用で、かつ経済的効果をもたらすことができる。しかも、衝撃センサを４つ以上用いた場合には、たとえ、衝撃センサが残り３つになるまで被弾によって破壊されても、計測を続行できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上、一実施例を挙げて本発明を具体的に説明してきたが、本発明が、その要旨を有している限り、種々に変形可能であることは、当業者にとっては明らかなことである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施例による赤外線放射模擬標的を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１に示した赤外線放射模擬標的の熱源を示す図であり、、（ａ）は断面図、（ｂ）は背面（裏面）図である。
【図３】本発明の実施例による赤外線放射模擬標的が有する着弾位置計測装置を示すブロック図である。
【図４】本発明における命中判定のアルゴリズムの一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    台座
１１    基枠
１２    立枠
１３    梁
１４    フロート
２０    標的ベース
３０    熱源
３１    電熱体
３２ａ、３２ｂ  板状電極
４１ａ〜４１ｄ  衝撃センサ
５０    バッテリ
６０    着弾位置計測装置
６１ａ〜６１ｄ  増幅器
６２ａ〜６２ｄ  バンドパスフィルタ
６３ａ〜６３ｄ  検波器
６４ａ〜６４ｄ  比較器
６５    着弾位置計測部
６６    命中判定回路
６７    出力部
【図１】
2005147603.tif 000006
【図２】
2005147603.tif 000007
【図３】
2005147603.tif 000008
【図４】
2005147603.tif 000009