電力及び制御機構を備えた誘導型発射体
発射体は、電力を生成し、電力を互いに相対回転を有する発射体の２つの部分に配置された部品に供給する機能を有する。発射体は、２つの部分における部品の電力供給が可能な一対の発電機を有する。発射体は、発射体が発射体の長手方向軸に沿って移動する際に発射体の方向を変更する力発生装置を有し、発射体上の力発生装置の相対回転位置は、発電機によって制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
爆破装置を目標に発射するには様々な方法がある。これらの方法としては、誘導ミサイル、誘導或いはスマート砲弾、及びダム砲弾を含む種々のビークルを用いることが挙げられる。各種の装置には利益や不利益な点がある。
【背景技術】
【０００２】
誘導ミサイルは極めて正確であり、内部推進システムを備えている。しかしながら、１ビークル、１ミサイル当たりのコストは非常に高価である。誘導或いはスマート砲弾は１アイテム当たりで高価ではない。しかしながら、砲弾は独自の推進方法を有していない。
【０００３】
誘導或いはスマート砲弾は、飛行中に発射体を操縦する力発生装置を有している。発射体内の電子機器は、発射体の位置を決める。電子機器は、発射体内に配置されたバッテリによって電力供給される。バッテリは、砲弾のコストを上昇させる。さらに、バッテリにより、発射体の重量が増すため、電子機器及び／又は炸薬を含む他の部品の容量を減少させてしまう。誘導砲弾は力発生装置を有しているが、砲弾は推進システムを備えていない。バッテリによる追加重量もまた、砲弾の射程を減少させる。
【０００４】
ダム砲弾は、誘導ミサイルよりも１砲弾当たりで大幅に安価であり、誘導或いはスマート砲弾よりも安価である。しかしながら、ダム砲弾を発射した場合、最初の砲弾は目標を大きく四散して外す恐れがある。この発射プロセスは、環境を含む条件を補正するための試行修正プロセスを通じて成功する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
砲弾又は発射体は、発射される際に、砲弾にかけられたスピンから安定性を得ることを認識されたい。残念なことに、上述の発射体には欠点がある。発射体は誘導ミサイルのように１発射体当たり非常に高価であるか或いは、ダム砲弾のように不正確であるかのいずれかである。従来の誘導或いはスマート砲弾では、バッテリ要件によりコストが上昇し、性能を制限している。さらに、最も一般的な発射体では、発射体は１つのユニットとして回転し；発射体が２つの異なる速度で回転する２つの部分を有する場合、部品及びセンサは両方とも一方の部分に配置される。
【０００６】
従来の発射体とは異なり、本発明の実施形態は、電力を生成し、かつ、互いに相対回転を有する発射体の２つの部分に配置された部品に電力供給する技術に関する。誘導システムに関する部品の少なくともいくつかは、発射体が飛行する地形に関して、スマート或いは誘導砲弾、あるいは、発射体上で回転すべきではないか或いは最小限に回転すべきであることを認識されたい。
【０００７】
さらに、発射体は、発射体が発射体の長手方向軸に沿って移動する際に発射体の方向を変更する力発生装置を有し、発射体上の力発生装置のその相対回転位置は、発電機により制御される。発射体は、効率的かつ費用効果的に目標に誘導できる。従って、発射体がセンサ及び他の部品を特定部分に制限するか或いはバッテリを要する従来の方法は、不要となる。
【０００８】
一配列構成において、発射体は、細長い砲弾と誘導制御アセンブリとを有する。誘導制御アセンブリは、円錐形状の前部を有し、砲弾の前部に取り付けられる。砲弾は弾薬を有する。誘導制御アセンブリは前部分と後部分とを有する。該部分は互いに回転可能に取り付けられている。誘導制御アセンブリの後部分は砲弾に固定され、かつ、起爆装置を有する。誘導制御アセンブリの前部分は、後部分と砲弾に対して誘導制御アセンブリの前部分の相対回転に影響を及ぼす空力装置を有する。
【０００９】
発射体は、電機子と場とを有する第１の発電機を有する。場は誘導制御アセンブリの一方の部分により担持される。電機子は他方の部分により担持される。発射体の第２の発電機は電機子と場とを有する。場は第１の発電機の電機子を担持する部分により担持され、電機子は前記第１の発電機の場を担持する部分により担持される。一方の発電機は前部分及び後部分の相対回転から電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの前部分に配置された少なくとも１つの電気部品に電力供給する。他方の発電機は前部分及び後部分の相対回転から電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの後部分と砲弾に配置された少なくとも１つの電気部品に電力供給する。
【００１０】
一配列構成において、第１の発電機の電機子は誘導制御アセンブリの前部分により担持され、第１の発電機の場は誘導制御アセンブリの後部分により担持される。第２の発電機の電機子は誘導制御アセンブリの後部分により担持され、場は誘導制御アセンブリの前部分により担持される。第１の発電機は相対回転から電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する。第２の発電機は電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの後部分と砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する。
【００１１】
一配列構成において、第１の発電機の場は永久磁石の配列により生成され、第２の発電機の場は電磁石により生成される。第２の発電機の場は、第１の発電機から電磁石に発生する電流により生成される。
【００１２】
一配列構成において、電機子及び第２の発電機の場の各々は複数のアーク部分を備えた平面を有する。各部分はセグメント巻線を形成する螺旋形状に形成された一連の導電トレースを有する。信号は、高周波信号によって第２の発電機の電機子場の境界面を通じて、誘導制御アセンブリの前部分から誘導制御アセンブリの後部分に通信される。
【００１３】
別の配列構成において、第１の発電機の電機子は誘導制御アセンブリの後部分により担持される。第１の発電機の場は誘導制御アセンブリの前部分により担持される。第２の発電機の電機子は誘導制御アセンブリの前部分により担持される。場は誘導制御アセンブリの後部分により担持される。第１の発電機は相対回転から電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの後部分と砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する。第２の発電機は電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する。
【００１４】
一配列構成において、一方の発電機は、電機子から電流を引き出すことで後部分に対して前部分の回転を減少させる。発電機は、電磁制動によって後部分に対する前部分の相対回転を減少させる。
【００１５】
一配列構成において、誘導制御アセンブリの後部分と砲弾に対する前部分の相対位置は、一方の発電機から引き出す電流を変える制御器によって制御される。力発生装置は、発射体の長手方向軸に平行ではなく、略垂直な力を及ぼす。力発生装置は誘導制御アセンブリの前部分により担持される。
【００１６】
一配列構成において、空力装置は、後部分の回転に逆らって前部分の相対回転を誘発する複数のストレークである。
【００１７】
一配列構成において、前部分の部品と、後部分及び砲弾の部品の間を通信する通信リンク機構が存在する。一配列構成において、通信リンク機構は光リンクである。別の配列構成において、通信リンク機構は場／電機子の境界面上に担持される高周波信号である。
【００１８】
一配列構成において、第１及び第２の発電機は、発射体の長手方向軸を中心として同軸である。一配列構成において、制御器は、発電機からのエネルギーを、充電蓄積装置及び過剰エネルギー放散装置を含む別の装置に向ける。発電機の制御器は、力発生装置の正確な方向付けを達成するため、電流を変える命令に応答し、それによりトルクを変える。
【００１９】
目標に命中させる発射体を照準する方法は、カノン砲から発射体を発射するステップを含む。発射体の長手方向軸に沿った発射体の回転は、砲身の旋条により生成される。発射体の誘導制御アセンブリの前部分は、発射体が空気中を移動する際に空気と相互作用する前部分により担持される複数の空力装置によって、誘導制御アセンブリの後部分と発射体の砲弾に対して回転する。誘導制御アセンブリ内の一対の発電機は、場と電機子とを有する各発電機によって発射体で電力を生成し、一方の発電機の場と他方の発電機の電機子は前部分により担持され、一方の発電機の電機子と他方の発電機の場は後部分により担持される。誘導制御アセンブリの各部分における少なくとも１つの部品には、各発電機から電力供給する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】発射体の側面部分破断図である。
【図２】発射体の飛行の図である。
【図３Ａ】発射体の２つの別の配置構成の概略図である。
【図３Ｂ】発射体の２つの別の配置構成の概略図である。
【図４】発射体の一部の拡大図である。
【図５】図４の線５−５に沿った発射体の断面図である。
【図６】図４の線６−６に沿った発射体の断面図である。
【図７】発電機の制御システム及び整流器のブロック図である。
【図８】配置位置における力発生装置を備えた発射体の正面図である。
【図９】発射体の別の配置構成の一部の拡大図である。
【図１０】図９の線１０−１０に沿った発射体の第１の発電機の断面図である。
【図１１】図１０の部分１１に沿った発射体の第２の発電機の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の前述ならびに他の目的、特徴、及び利点は、様々な図を通じて同様の参照符号には同番号を付している添付図面に示すように、本発明の特定の実施形態についての以下の説明から明らかになるであろう。図面は必ずしも比例尺で描かれておらず、代りに、本発明の原理を示す場合には強調している。
【００２２】
改良型の発射体は、電力を生成し、かつ、２つの部分が互いに対して回転する発射体の２つの部分に配置された部品に電力供給する機能を有する。さらに、発射体は、発射体が発射体の長手方向軸に沿って移動する際に発射体の方向を変更する力発生装置を有し、発射体上の力発生装置のその相対回転位置は、発電機によって制御される。発射体は、効率的に目標に誘導することができ、コスト効率良く製造できる。従って、ＧＰＳ、ヒューズ、及び電力制御装置を含むセンサや制御電子機器などの制御部品をある部分に制限する、或いはバッテリを要する発射体による従来の方法は不要となる。
【００２３】
図１は、外部ケーシング２２の一部が発射体２０内部の一部を示すため切り欠かれた発射体２０を示す。発射体２０は砲弾２６と誘導制御アセンブリ２８とを有する。誘導制御アセンブリ２８は、図１の左方に、発射体２０の長手方向軸３０に沿って砲弾２６の前に配置される。砲弾２６は図１に断面で示されている外部ケーシング２２と炸薬３２とを有する。
【００２４】
誘導制御アセンブリ２８は前部分３４と後部分３６とを有する。後部分３６は砲弾２６の外部ケーシング２２に取り付けられる。誘導制御アセンブリ２８の２つの部分３４及び３６は、発射体２０の長手方向軸３０を中心にして相対回転が可能なように互いに回転可能に取り付けられる。２つの部分３４と３６の間の境界面については、図４に関して以下でより詳細に説明する。
【００２５】
誘導制御アセンブリ２８の後部分３６は、起動した際に発射体２０内で炸薬３２を起爆する起爆装置３８のヒューズ部分を有する。
【００２６】
誘導制御アセンブリ２８の前部分３４は、発射体２０が空気中を移動する際に空気の流れと相互作用し、誘導制御アセンブリ２８の前部分３４の回転に影響を及ぼす複数のストレーク４０などの空力装置を有する。発射体２０は、前部分３４に配置された力発生装置４２を有し、力発生装置４２は、空気を通じて発射体２０の動きの制御を支援する。
【００２７】
図２を参照すると、発射体２０の飛行経路の略図を示している。発射体２０は大砲４８から発射される。大砲４８は砲身内に旋条を有する。旋条は、発射体２０に与えられた高加速度により発射体２０が非常に高速で大砲４８の砲身を出る際に発射体２０に回転を与える。発射体２０に与えられた回転により、より安定した飛行経路で発射体２０は移動することができる。従来の発射体では、発射体は、大砲４８を出た後は制御されない。そのような飛行経路を線５０で表す。風や湿度などの気象条件を含む様々な要因により、発射体が着地する正確な位置を定めるのは困難である。そのため、発射体が大きく四散して目標５２を外すことが日常的であり、通常、試行修正プロセスを通じてようやく目標にうまく命中する。
【００２８】
後述する配置構成の発射体２０は、目標への命中成功率を向上させるため飛行中に操縦可能である。発射体２０は推進システムを有していない。後述するように、発射体２０は飛行経路を変更するため制御できる。変更には、発射体２０が移動する距離の増減も含み得る。さらに、発射体２０は左右に操縦できる。述べたような発射体２０の飛行経路を線５４により表す。
【００２９】
示される配置構成では、大砲４８は、発射体２０の後部から見た際に、発射体２０に時計方向の回転をかける。図１に示すように、ストレーク４０は、発射体２０が空気中を移動する際に、発射体２０の誘導制御アセンブリ２８の前部分３４に反時計方向の回転をかける。
【００３０】
図３Ａを参照すると、発射体２０の概略配置構成を示している。砲弾２２は誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に接続される。誘導制御アセンブリ２８の２つの部分３４及び３６は、発射体２０の長手方向軸３０を中心として相対回転が可能なように回転可能に取り付けられている。２つの部分３４と３６の間の境界面は、長手方向軸３０近傍の中心部で後部分３６側に突出している線４４により表される。砲弾２２と後部分３６は一緒に回転し、発射体２０が空気中を移動する際に時計方向に回転する。前部分３４は後部分３６と砲弾２２に対して反時計方向に回転する。
【００３１】
発射体２０は、一対の発電機、第１或いは主発電機６８と第２の発電機８０とを有する。両発電機は、誘導制御アセンブリ２８の各部分３４及び３６に部品を有する。発電機６８及び８０は図３Ａで破線により表される。図３Ａに示される配置構成では、主発電機６８は前部分３４に電力供給し、第２の発電機８０は後部分３６と砲弾２６の任意の部品に電力供給する。
【００３２】
発射体２０が空気中を飛行する際に、大砲内の旋条に起因する時計方向の回転は、発射体を時計方向に回転させる。空気中を移動する際に、誘導制御アセンブリ２８の前部分上のストレーク４０により、前部分３４を他方向、つまり反時計方向に回転させる。２つの部分間の相対回転により、各発電機の相対的な部品、場及び電機子を互いに相対的に動かし、電流を生成する。
【００３３】
誘導制御アセンブリ２８の前部分３４の相対回転は、現行の前部分の逆スピンを減速させる傾向がある主発電機である第１の発電機６８から取り出したエネルギー量によって制御できる。発電機６８は、コイルを通じて電力を放散することで逆スピンをさらに低減するように制御できる。このようにして、半静的な前部分は地上に対して静止するように制御できるのに対して、後部分は空気中を飛行する際には地上に対して回転し、かつ、発射体２０の安定性を維持し続ける。
【００３４】
これにより、誘導制御アセンブリ２８の前部分３４は、下にある地面に対して比較的ゆっくりと回転するか或いは全く回転しないようにさせることができる。この非回転又は比較的緩やかな回転により、この部分に配置された、いくつかのセンサによる出力がより正確となるため、発射体２０の位置決定がより正確なものとなる。
【００３５】
図３Ｂを参照すると、別の発射体１４０の概略配置構成を示している。砲弾２６は、誘導制御アセンブリ１４２の後部分１４６に接続される。誘導制御アセンブリ１４２の２つの部分１４４及び１４６は、発射体１４０の長手方向軸３０を中心として相対回転が可能なように回転可能に取り付けられている。２つの部分１４４と１４６の間の境界面は、方形波形状を有する線４６により表される。砲弾２６と後部分１４６は、一緒に回転し、発射体１４０が空気中を移動する際に時計方向に回転する。前部分１４４は、後部分１４６と砲弾２６に対して反時計方向に回転する。
【００３６】
発射体２０は、一対の発電機、第１或いは主発電機１５６と第２の発電機１６８とを有する。両発電機は、誘導制御アセンブリ１４２の各部分１４４及び１４６に部品を有する。発電機１５６及び１６８は図３Ｂで破線により表され、第２の発電機１６８は第１の発電機１５６内に配置される。図３Ｂに示される配置構成では、主発電機１５６は後部分１４６に電力供給し、第２の発電機１６８は前部分１４４に電力供給する。
【００３７】
図４を参照すると、発射体２０の一部を断面で示している。誘導制御アセンブリ２８の後部分３６は砲弾２６の外部ケーシング２２に固定される。誘導制御アセンブリ２８の前部分３４は、一対の軸受５６によって誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に回転可能に接続される。各軸受５６は、一対の軌道輪６０と６２の間に介装された複数のボール５８を有する。内輪６０は前部分３４により担持される。外輪６２は誘導制御アセンブリ２８の後部分３６により担持される。軸受５６により、長手方向軸３０に沿って誘導制御アセンブリ２８の前部分３４及び後部分３６の相対回転が可能になる
【００３８】
誘導制御アセンブリ２８の前部分３４は、図４で軸受５６の右側に、誘導制御アセンブリ２８の後部分３６の基本的に円筒部分６６内に受け入れられる部６４を有する（即ち、誘導制御アセンブリの後部分の一部は、前部分３４の同軸部６４を取り囲む）
【００３９】
誘導制御アセンブリ２８は、図４で破線の一対のボックスによって全体的に取り囲まれる第１の発電機６８を有する。発電機６８は、図５に最良に示すように、後部分３６に取り付けられた磁石７２の配列で構成される場７０と、前部分３４により担持される電機子７４とを有する。電機子７４には、磁気ワイヤコイル７８を備えた歯状の積層スチールリング７６を有する。
【００４０】
図４をさらに参照すると、誘導制御アセンブリ２８は、破線のボックスによって取り囲まれる第２の発電機８０を有する。発電機８０は、プリント基板などの一対の平行な平面板８２及び８４を有する。第１の板８２は、図６に示されるように、導電性材料８８と絶縁材料９０の複数の交互層からなる場８６であり、前部分３４に取り付けられる。磁場は、第１の発電機６８から発生する電流から、或いは、図７に関して述べるように、いくつかの電子機器を通じた蓄電から発生する電流から生じる。第２の板８４、電機子９２も同様にして、図６に最良に示すように、導電性材料８８と絶縁材料９０の複数の交互層からなり、誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に取り付けられる。電機子９２は、場８６と電機子９２の間の相対運動の関数として、又は、場８６の電流が変化するためのいずれか、或いは両方の組合せにより、磁束が変化すると、電機子９２に電位を生成するよう場８６に磁気的に連結している。第２の発電機８０の場８６と電機子９２の間の誘導間隙は、前部分３４と後部分３６の間に配置される。
【００４１】
誘導制御アセンブリ２８の前部分３４と後部分３６間の相対回転は、各発電機６８及び８０の電力源である。
【００４２】
前部分３４は、発射体２０の弾頭９８に配置された制御器９６を有する。制御器９６は、第１の発電機６８からの電流を調節し、正確な量のトルクを生成する。制御器９６に加えて、前部分３４の弾頭９８は、他の誘導制御電子機器１００を有する。一配列構成において、制御器９６及び誘導制御電子機器１００は、少なくとも１つのプリント基板１０２上に配置される。
【００４３】
前部分３４の外部に取り付けられた空力装置である３つのストレーク４０の一部を示す。さらに、力発生装置４２は、事前に配置された位置で示す。
【００４４】
図４をさらに参照すると、起爆装置３８に加えて後部分３６は、セーフアーム装置１０６を含む追加部品１０４を有する。
【００４５】
図５は、主発電機とも呼ばれる第１の発電機６８を示す発射体２０の断面図である。発電機６８は、誘導制御アセンブリ２８の後回転部分３６により担持される場７０を有する。場７０は、交互磁極の永久磁石７２の配列からなる。
【００４６】
電機子７４は、磁気ワイヤコイル７８を備えた歯状の積層スチールリング７６を有する。電機子７４は前部分３４により担持され、前部分３４と一緒に回転する。場７０と電機子７４の間の相対運動は変化する磁束を生成し、これにより、コイル７８に電圧を生成する。
【００４７】
一配列構成において、後回転部分３６は外側のスチールリング１０８より成る。Ｎ極とＳ極が交互する磁石７２をスチールリング１０８に取り付ける。
【００４８】
発電機６８は、場７０と電機子７４の相対回転を介して、前部分３４と後部分３６の相対回転に対応する必要電力を生成する。さらに、発電機６８は、相対回転を遅くするためのブレーキ機構として作用でき、ブレーキの度合いは、発電機から引き出された電力量による。
【００４９】
図６は、誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に取り付けられた第２の発電機８０の平面板８４を示す。示される配置構成でプリント基板である平面板８４は、複数のセクタ１１２に形成された、導電性材料８８と絶縁材料９０の多数の交互層を有する。各部分或いはセクタ１１２は、材料８８の連続的な導電トレースから成るコイル１１４を含む。電機子７４が前部分３４により担持される第１の発電機６８とは異なり、第２の発電機８０の電機子９２は、後部分３６により担持される。
【００５０】
図４を再び参照すると、前部分３４と後部分３６が、互いに相対的に回転するという点において、起爆装置３８及びセーフアーム１０６などの、後部分３６に配置された追加部品１０４は、第１の発電機６８から電力を直接受けることができない。２つの部分３４と３６の間の連続的な高速相対運動のため、誘導制御アセンブリ２８の前部分３４から誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に走行するワイヤは存在できない。従って、第２の発電機８０は、後回転部分に配置される追加部品１０４に必要な電力を生成するのに使用する。
【００５１】
一配列構成において、第２の発電機８０は、ＰＣＢの長さに比べて小さな間隙によって離隔している任意の一般的なＰＣＢの厚さである、２枚の平行なプリント基板（ＰＣＢ）８２及び８４を有する。好適な実施形態では、各ＰＣＢは、０．０２０インチ（０．０５０８ｃｍ）の間隙で離隔したおよそ０．０６０インチ（０．１５２４ｃｍ）の厚さである。第１のＰＣＢは、典型的なＰＣＢ構造である、導電性材料と絶縁材料の多数の交互層から構成できる。各導電層は、エッチングされ、セクタ１１２を形成し；１つの層のセクタは、ＰＣＢの厚さを通じて次の導電層上のコイルと直列に結合され、板の全厚さを通じて１つの連続的なコイルを形成する。各ＰＣＢは、いくつかのエッチングされた電気コイルを有し、例えば、図６に示すＰＣＢは、９つの部分或いはセクタ１１２を有する。
【００５２】
２つの発電機６８及び８０の相対的大きさのため、第１の発電機６８である主発電機は、誘導制御アセンブリ２８の２つの部分３４及び３６の相対回転を制御するのに用いる。第２の発電機８０は、誘導制御アセンブリ２８の後部分３６における要素、及び砲弾２６に配置された任意の要素に電力供給するのに主に用いる。
【００５３】
図７は、発電機、第１の発電機６８、整流器１１８、及び制御器９６のブロック図である。発電機６８は、電機子７４が電機子７４と場７０間の相対回転により変化する磁束を生成する際にコイル７８に生成された電圧を回収するため、図４に示されるように、電機子７４上に多相、この好適な実施形態に示すのは三相１１６を有する。示される配置構成では、発電機６８は、三相ブラシレス直流型発電機である。三相１１６からの電圧は、複数のダイオード１２０を有する三相整流器１１８によって調整される。発電機の交流電流は、整流器１１８によって、リップルがほとんどない直流電流に整流される。
【００５４】
発電機６８からの電力により、必要な全エネルギーを供給できる。電力は、蓄積装置１２２に向けられ、必要に応じて制御電子機器１２４に向けられる。蓄積装置１２２は、コンデンサ又は充電式バッテリのいくつかの組合せであってもよい。蓄積されたエネルギーは、断続的な電力サージのニーズに用いることができる。エネルギー蓄積装置１２２は、これらのサージを供給するのに十分な大きさであればよく、そのため、発射体飛行全体に対し全システムに電力を提供できる蓄積装置よりもはるかに小型である。小型の蓄積装置は、関連する空間要件、重量要件、及びコスト要件により有利である。飛行の大半において、制御電子機器１２４及び蓄積装置１２２に必要なエネルギーを超えるエネルギーが生成される。この過剰エネルギーは、過剰エネルギー放散装置１２６によって、例えば、抵抗器を通じて周囲に、例えば、熱の形態でケーシング２２に放散できる。制御電子機器１２４は、誘導制御アセンブリ２８の他の部品１００から指令信号１２８を受信する。
【００５５】
１つのブロック図のみを図７に示しているが、各発電機６８及び８０は、独自の整流器及び制御器を有することを認識されたい。
【００５６】
さらに、発電機用の制御器９６は、発電機６８にかかる負荷を変更する負荷調節装置１３０を含み、これは、次いで、逆スピンを正確に制御するため前部分３４にかかるトルクを変更する。一好適実施形態では、負荷調節装置１３０は、パワートランジスタであるが、任意の数の電力制御又はスイッチング装置、例えば、継電器、増幅器、又は種々のトランジスタであってもよい。負荷調節装置１３０は、過剰エネルギー放散装置１２６からフィードバック経路１３４を有する制御電子機器１２４によって変更される。
【００５７】
負荷を変更することにより、前部分３４の逆スピンは正確に制御できる。１つのブロック図のみを図７に示しているが、各発電機６８及び８０は、独自の整流器及び制御器を有することを認識されたい。
【００５８】
図８は、配置位置における力発生装置４２を備えた発射体２０の正面図である。４つのストレーク４０は、誘導制御アセンブリ２８の前部分３４に配置される。前部分３４／後部分３６の境界面は、円１３６により表される。示される配置構成における力発生装置４２は、空気ブレーキであり、発射体２０は、空気ブレーキから生じる空力抵抗により飛行経路から力発生装置４２の方向にそれる。
【００５９】
飛行経路から特定の方向に、例えば、図２に示されるように飛行経路を短くすることを望む場合、力発生装置４２は、前部分３４が、発射体２０が上空を飛行する領域／地上に対して全力回転のごく一部で回転するように負荷調節装置１３０を調節することで移動する。図８（正面図）に示すように左手下部に配置された力発生装置４２は、発射体２０の後部から見たときは右手下部であるが、発射体２０が空気中を飛行する際に飛行経路を下方及び右側の両方に変更する。
【００６０】
図４に示されるように、前部分３４に配置された誘導制御電子機器１００により、発射体２０の動作及び位置をトラッキングし、かつ、正確な弾道を確立する制御器への指令を供することができる。正確な弾道が確立された場合、一方向における力発生装置４２の継続的な適用により、力発生装置４２が一方向の力で目標外に発射体２０を送ってしまう。従って、正確な弾道が確立された場合、第１の発電機６８は、制御アセンブリ２８が発射体２０の回転率のごく一部で地上に対して回転するように調節される。
【００６１】
誘導制御アセンブリ２８の前部分のセンサが、発射体２０が、風などにより正確な経路から流されていることを検出すると、誘導制御アセンブリ２８の制御器９６は、前部分がスピンせず、かつ、発射体を正しい方向に戻すよう力発生装置が適切に配置されるように、前部分３４を正確に位置決めするため第１の発電機６８を調節する。誘導制御アセンブリ２８の前部分３４の絶え間ない再調整は、制御器９６により第１の発電機６８の電流を調節すること（電流の増減を調整するか或いは、電流をオン／オフに切換えること）によって行われる。第１の発電機６８のこの調節により、制御器９６によって確立されたように発電機で反応したトルクを調節する。オンの場合、電流が流れ、発電機は、発射体のスピン方向に、空力装置（即ち、ストレーク４０）により生成されたトルクと反対に、前部分にトルクを生成する。
【００６２】
発射体２０の誘導部分は、誘導制御アセンブリ２８の前部分に配置される。起爆装置３８及びセーフアーム装置１０６は、後部分３６に配置される。後部分３６に配置されたセーフアーム装置１０６と起爆装置３８に交信するために、高周波信号は、第２の発電機８０の場７０と電機子７４の相対回転によって生じた電圧に重畳する。
【００６３】
電子機器用に第１の発電機６８から電力を吸い出す或いは捕捉することにより、現行の前部分の逆スピンを遅くする傾向がある。発電機は、（抵抗器などの過剰エネルギー放散装置１２６の有無に依らず）コイルを通じて電力を放散することで逆スピンをさらに低減するよう制御できる。この手段によって、半静的前部分は、後部分が回転し続けている間、地上に対して静止状態になるよう制御できる。
【００６４】
図９は、発射体１４０の別の配置構成を示す。図１に関して上述した発射体２０と同様の発射体１４０は、砲弾２６と誘導制御アセンブリ１４２とを有する。誘導制御アセンブリ１４２は、図９の左側、発射体１４０の長手方向軸３０に沿った砲弾２６の前に配置される。砲弾２６は、外部ケーシング２２と炸薬３２とを有する。誘導制御アセンブリ１４２は、前部分１４４と後部分１４６とを有する。前部分１４４は、図１及び７に示すストレーク４０などの複数の空力装置と力発生装置４２とを有する。
【００６５】
誘導制御アセンブリ１４２の２つの部分１４４及び１４６は、発射体１４０の長手方向軸３０を中心として相対回転が可能なように互いに回転可能に取り付けられている。２つの部分１４４と１４６の間の機械的に回転可能な境界面は、図４に対して上述したように一対の軸受５６である。
【００６６】
上述した配置構成とは異なり、誘導制御アセンブリ１４２の前部分１４４は、誘導制御アセンブリ１４２の後部分１４６の外円筒部１５０と後部分１４６の中央円筒部１５２の間に受け入れられる環状部１４８を有する。
【００６７】
図９をさらに参照すると、誘導制御アセンブリ１４２は、第１の発電機１５６を有する。発電機１５６は、図１０に最良に示すように、前部分１４４上に取り付けられた一連の磁石１６０を有する場１５８と、後部分１４６により担持される電機子１６２とを有する。電機子１４６は、磁気ワイヤコイル１６６を備えた歯状の積層スチールリング１６４を有する。
【００６８】
さらに、誘導制御アセンブリ１４２は、第１の発電機１５６と長手方向軸３０を中心として同軸である第２の発電機１６８を有する。第２の発電機１６８は、図１１に最良に示すように、後部分１４６に取り付けられた一連の磁石１７２を有する場１７０と、前部分１４４により担持される電機子１７４とを有する。電機子は、磁気ワイヤコイル１７８を備えた歯状の積層スチールリング１７６を有する。
【００６９】
図１０は、主発電機とも呼ばれる第１の発電機１５６を示す発射体１４０の断面図である。発電機１５６は、誘導制御アセンブリ１４２の前回転部分１４４により担持される場１５８を有する。場１５８は交互磁極の磁石１６０を有する。
【００７０】
電機子１６２は、図９に最良に示すように、磁気ワイヤコイル１６６を備えた歯状の積層スチールリング１６４を有する。電機子１６２は後部分１４６により担持され、後部分１４６と一緒に回転する。場１５８と電機子１６２の間の相対運動により変化する磁束を生成し、これにより、コイル１６６に電圧を生成する。
【００７１】
一配列構成において、発電機１５６は三相ブラシレス直流型であり、その制御回路は、整流器出力を調節するため負荷調節装置１３０（トランジスタが適当）を備えた三相整流器１１８からなるのが好ましい。制御回路は図７に関して上述している。
【００７２】
第２の発電機１６８は、第１の発電機１５６と長手方向軸３０を中心として同軸であり、第１の発電機１５６の場１５８の磁石１６０が図１０に示すように取り囲む筒状空間内に位置する。図１１は、第２の発電機１６８を示す発射体１４０の断面図である。発電機１６８は、誘導制御アセンブリ１４２の後回転部分１４６により担持される場１７０を有する。場１７０は、交互磁極の磁石１７２を有する。
【００７３】
電機子１７４は、図１１に最良に示すように、磁気ワイヤコイル１７８を備えた歯状の積層スチールリング１７６を有する。電機子１７４は前部分１４４により担持され、前部分１４４と一緒に回転する。場１７０と電機子１７４間の相対運動により変化する磁束を生成し、これにより、コイル１７８に電圧を生成する。
【００７４】
一配列構成において、電機子及び場は、一般的には、ブラシレス直流機械設計である。この発電機１６８は、前部分に配置された部品にエネルギーを供給する。第１の発電機６８に対して述べた第１の配置構成と同様に、過剰エネルギーは蓄積装置１２２に蓄積できる。蓄積装置１２２からのエネルギーは断続的な電力サージのニーズに用いることができる
【００７５】
図４〜図６に関して上述した配置構成と同様に前部分３４に取り付けられる電機子９２及び後部分３６に取り付けられる場７０とは異なり、電機子１６２は後部分１４６に取り付けられ、場１５８は前部分１４４に取り付けられる。この別の配置構成では、この第１の発電機１５６からの電力は、誘導制御アセンブリ１４２の後部分１４６に供給され、かつ、砲弾のいかなる所要電力を供給する。
【００７６】
誘導制御アセンブリ１４２の後部分１４６は、セーフアーム制御と、起動した際に発射体１４０内の炸薬３２を起爆する起爆装置３８とを有する。
【００７７】
図９を再び参照すると、前部分１４４における制御器、及び後部分１４６におけるセーフアームなどの電子機器は、長手方向軸３０の中心線に沿ったホールを通じ光リンク１８２を介して、前部分１４４から後部分１４６に信号を送ることで交信する。光送受信装置はホールの両端に位置しており、前部分１４４における１つは誘導制御と関連し、後部分１４６における１つはセーフアームと関連している。第１の発電機１５６から電力を受ける電子部品は、後部分１４６に配置され、例えば、図７に示す回路により制御される。
【００７８】
第２の発電機１６８は、制御電子機器、及び前部分１４４に配置された他の部品に電力供給するのに用いる。第２の発電機１６８は前部分１４４の電子機器に電力供給するが、第１の配置構成のように、第１の発電機１５６は前部分１４４と後部分１４６の相対回転、及び発射体１４０の移動方向を制御するのに用いる。
【００７９】
好適な実施形態を参照しながら本発明を詳しく示し、説明してきたが、当業者には、以下の請求項に定められる本発明の精神および範囲を逸脱せずに形態及び詳細における種々の変更を行うことができることが理解できるであろう。
【００８０】
例えば、力発生装置は、一方向ではない力発生構成に再構成することができ、或いは、正確な弾道が確立された後に投げ捨てることが可能なことを認識されたい。力発生装置は、抗力とは異なる何らかのタイプの揚力或いは推力を生成する装置であってもよいことも認識されたい。揚力発生装置は、固定先尾翼、非対称な弾頭、及びスピンモーメントと横力の両方を与えるよう傾けられるストレークを含むことができる。推力発生装置は、高温又は冷却ガスのいずれかの衝撃噴射を有する。
【００８１】
発射体は、風などの環境条件に応答する飛行経路に基づいて予測するセンサ及び誘導システムを有することができ、発射体が目標に近づく際に必要となり得る予測弾道にマージンを割り当てる必要がある場合があることを認識されたい。発射体が飛行を強制的に伸ばす推進システムを有していないという点において、システムは、目標を超過する弾道に意図的に追随でき、それにより、目標に届かないことを回避し、任務終了の補正により、目標への飛行を正確に完了することができる。さらに、センサ及び誘導システムにより、発射体の飛行経路が予測されるものと比べた際に補正過度であるか又は補正不足であるかの点においてシステム制御の感度に補正が必要であることを判断することができる。目標に届かないことを回避し、制御感度を補正するこれらの補正は、飛行経路における他の補正と組み合わせて行うことができる。
【００８２】
三相ブラシレス直流型発電機について述べたが、交流型発電機、ブラシ付き直流型発電機、又は複巻発電機などの他のタイプの発電機を使用することができ、かつ、任意の数の相のブラシレス直流型発電機を相と同数の整流器と組み合わせて用いることができることを認識されたい。
【００８３】
図６の別の構成は、単相変圧器構成用の、場に１コイル、電機子に１コイルを生成する、単一渦巻きの同心リングのトレースとすることができることを認識されたい。この場合、相対運動により磁束は変化しない。三相を有する発電機を示したが、１又は４などの他の数の相であってもよいことを認識されたい。
【００８４】
本発明は、種々のタイプの発射体及びミサイルに使用できることを認識されたい。大砲から発射される発射体について前述したが、本発明は、ロケット推進式ミサイル、迫撃砲、電磁砲により発射される発射体、或いは誘導爆弾などの他の装置に全体的、或いは部分的に実装することができることを認識されたい。
【技術分野】
【０００１】
爆破装置を目標に発射するには様々な方法がある。これらの方法としては、誘導ミサイル、誘導或いはスマート砲弾、及びダム砲弾を含む種々のビークルを用いることが挙げられる。各種の装置には利益や不利益な点がある。
【背景技術】
【０００２】
誘導ミサイルは極めて正確であり、内部推進システムを備えている。しかしながら、１ビークル、１ミサイル当たりのコストは非常に高価である。誘導或いはスマート砲弾は１アイテム当たりで高価ではない。しかしながら、砲弾は独自の推進方法を有していない。
【０００３】
誘導或いはスマート砲弾は、飛行中に発射体を操縦する力発生装置を有している。発射体内の電子機器は、発射体の位置を決める。電子機器は、発射体内に配置されたバッテリによって電力供給される。バッテリは、砲弾のコストを上昇させる。さらに、バッテリにより、発射体の重量が増すため、電子機器及び／又は炸薬を含む他の部品の容量を減少させてしまう。誘導砲弾は力発生装置を有しているが、砲弾は推進システムを備えていない。バッテリによる追加重量もまた、砲弾の射程を減少させる。
【０００４】
ダム砲弾は、誘導ミサイルよりも１砲弾当たりで大幅に安価であり、誘導或いはスマート砲弾よりも安価である。しかしながら、ダム砲弾を発射した場合、最初の砲弾は目標を大きく四散して外す恐れがある。この発射プロセスは、環境を含む条件を補正するための試行修正プロセスを通じて成功する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
砲弾又は発射体は、発射される際に、砲弾にかけられたスピンから安定性を得ることを認識されたい。残念なことに、上述の発射体には欠点がある。発射体は誘導ミサイルのように１発射体当たり非常に高価であるか或いは、ダム砲弾のように不正確であるかのいずれかである。従来の誘導或いはスマート砲弾では、バッテリ要件によりコストが上昇し、性能を制限している。さらに、最も一般的な発射体では、発射体は１つのユニットとして回転し；発射体が２つの異なる速度で回転する２つの部分を有する場合、部品及びセンサは両方とも一方の部分に配置される。
【０００６】
従来の発射体とは異なり、本発明の実施形態は、電力を生成し、かつ、互いに相対回転を有する発射体の２つの部分に配置された部品に電力供給する技術に関する。誘導システムに関する部品の少なくともいくつかは、発射体が飛行する地形に関して、スマート或いは誘導砲弾、あるいは、発射体上で回転すべきではないか或いは最小限に回転すべきであることを認識されたい。
【０００７】
さらに、発射体は、発射体が発射体の長手方向軸に沿って移動する際に発射体の方向を変更する力発生装置を有し、発射体上の力発生装置のその相対回転位置は、発電機により制御される。発射体は、効率的かつ費用効果的に目標に誘導できる。従って、発射体がセンサ及び他の部品を特定部分に制限するか或いはバッテリを要する従来の方法は、不要となる。
【０００８】
一配列構成において、発射体は、細長い砲弾と誘導制御アセンブリとを有する。誘導制御アセンブリは、円錐形状の前部を有し、砲弾の前部に取り付けられる。砲弾は弾薬を有する。誘導制御アセンブリは前部分と後部分とを有する。該部分は互いに回転可能に取り付けられている。誘導制御アセンブリの後部分は砲弾に固定され、かつ、起爆装置を有する。誘導制御アセンブリの前部分は、後部分と砲弾に対して誘導制御アセンブリの前部分の相対回転に影響を及ぼす空力装置を有する。
【０００９】
発射体は、電機子と場とを有する第１の発電機を有する。場は誘導制御アセンブリの一方の部分により担持される。電機子は他方の部分により担持される。発射体の第２の発電機は電機子と場とを有する。場は第１の発電機の電機子を担持する部分により担持され、電機子は前記第１の発電機の場を担持する部分により担持される。一方の発電機は前部分及び後部分の相対回転から電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの前部分に配置された少なくとも１つの電気部品に電力供給する。他方の発電機は前部分及び後部分の相対回転から電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの後部分と砲弾に配置された少なくとも１つの電気部品に電力供給する。
【００１０】
一配列構成において、第１の発電機の電機子は誘導制御アセンブリの前部分により担持され、第１の発電機の場は誘導制御アセンブリの後部分により担持される。第２の発電機の電機子は誘導制御アセンブリの後部分により担持され、場は誘導制御アセンブリの前部分により担持される。第１の発電機は相対回転から電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する。第２の発電機は電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの後部分と砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する。
【００１１】
一配列構成において、第１の発電機の場は永久磁石の配列により生成され、第２の発電機の場は電磁石により生成される。第２の発電機の場は、第１の発電機から電磁石に発生する電流により生成される。
【００１２】
一配列構成において、電機子及び第２の発電機の場の各々は複数のアーク部分を備えた平面を有する。各部分はセグメント巻線を形成する螺旋形状に形成された一連の導電トレースを有する。信号は、高周波信号によって第２の発電機の電機子場の境界面を通じて、誘導制御アセンブリの前部分から誘導制御アセンブリの後部分に通信される。
【００１３】
別の配列構成において、第１の発電機の電機子は誘導制御アセンブリの後部分により担持される。第１の発電機の場は誘導制御アセンブリの前部分により担持される。第２の発電機の電機子は誘導制御アセンブリの前部分により担持される。場は誘導制御アセンブリの後部分により担持される。第１の発電機は相対回転から電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの後部分と砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する。第２の発電機は電力を捕捉して、誘導制御アセンブリの前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する。
【００１４】
一配列構成において、一方の発電機は、電機子から電流を引き出すことで後部分に対して前部分の回転を減少させる。発電機は、電磁制動によって後部分に対する前部分の相対回転を減少させる。
【００１５】
一配列構成において、誘導制御アセンブリの後部分と砲弾に対する前部分の相対位置は、一方の発電機から引き出す電流を変える制御器によって制御される。力発生装置は、発射体の長手方向軸に平行ではなく、略垂直な力を及ぼす。力発生装置は誘導制御アセンブリの前部分により担持される。
【００１６】
一配列構成において、空力装置は、後部分の回転に逆らって前部分の相対回転を誘発する複数のストレークである。
【００１７】
一配列構成において、前部分の部品と、後部分及び砲弾の部品の間を通信する通信リンク機構が存在する。一配列構成において、通信リンク機構は光リンクである。別の配列構成において、通信リンク機構は場／電機子の境界面上に担持される高周波信号である。
【００１８】
一配列構成において、第１及び第２の発電機は、発射体の長手方向軸を中心として同軸である。一配列構成において、制御器は、発電機からのエネルギーを、充電蓄積装置及び過剰エネルギー放散装置を含む別の装置に向ける。発電機の制御器は、力発生装置の正確な方向付けを達成するため、電流を変える命令に応答し、それによりトルクを変える。
【００１９】
目標に命中させる発射体を照準する方法は、カノン砲から発射体を発射するステップを含む。発射体の長手方向軸に沿った発射体の回転は、砲身の旋条により生成される。発射体の誘導制御アセンブリの前部分は、発射体が空気中を移動する際に空気と相互作用する前部分により担持される複数の空力装置によって、誘導制御アセンブリの後部分と発射体の砲弾に対して回転する。誘導制御アセンブリ内の一対の発電機は、場と電機子とを有する各発電機によって発射体で電力を生成し、一方の発電機の場と他方の発電機の電機子は前部分により担持され、一方の発電機の電機子と他方の発電機の場は後部分により担持される。誘導制御アセンブリの各部分における少なくとも１つの部品には、各発電機から電力供給する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】発射体の側面部分破断図である。
【図２】発射体の飛行の図である。
【図３Ａ】発射体の２つの別の配置構成の概略図である。
【図３Ｂ】発射体の２つの別の配置構成の概略図である。
【図４】発射体の一部の拡大図である。
【図５】図４の線５−５に沿った発射体の断面図である。
【図６】図４の線６−６に沿った発射体の断面図である。
【図７】発電機の制御システム及び整流器のブロック図である。
【図８】配置位置における力発生装置を備えた発射体の正面図である。
【図９】発射体の別の配置構成の一部の拡大図である。
【図１０】図９の線１０−１０に沿った発射体の第１の発電機の断面図である。
【図１１】図１０の部分１１に沿った発射体の第２の発電機の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の前述ならびに他の目的、特徴、及び利点は、様々な図を通じて同様の参照符号には同番号を付している添付図面に示すように、本発明の特定の実施形態についての以下の説明から明らかになるであろう。図面は必ずしも比例尺で描かれておらず、代りに、本発明の原理を示す場合には強調している。
【００２２】
改良型の発射体は、電力を生成し、かつ、２つの部分が互いに対して回転する発射体の２つの部分に配置された部品に電力供給する機能を有する。さらに、発射体は、発射体が発射体の長手方向軸に沿って移動する際に発射体の方向を変更する力発生装置を有し、発射体上の力発生装置のその相対回転位置は、発電機によって制御される。発射体は、効率的に目標に誘導することができ、コスト効率良く製造できる。従って、ＧＰＳ、ヒューズ、及び電力制御装置を含むセンサや制御電子機器などの制御部品をある部分に制限する、或いはバッテリを要する発射体による従来の方法は不要となる。
【００２３】
図１は、外部ケーシング２２の一部が発射体２０内部の一部を示すため切り欠かれた発射体２０を示す。発射体２０は砲弾２６と誘導制御アセンブリ２８とを有する。誘導制御アセンブリ２８は、図１の左方に、発射体２０の長手方向軸３０に沿って砲弾２６の前に配置される。砲弾２６は図１に断面で示されている外部ケーシング２２と炸薬３２とを有する。
【００２４】
誘導制御アセンブリ２８は前部分３４と後部分３６とを有する。後部分３６は砲弾２６の外部ケーシング２２に取り付けられる。誘導制御アセンブリ２８の２つの部分３４及び３６は、発射体２０の長手方向軸３０を中心にして相対回転が可能なように互いに回転可能に取り付けられる。２つの部分３４と３６の間の境界面については、図４に関して以下でより詳細に説明する。
【００２５】
誘導制御アセンブリ２８の後部分３６は、起動した際に発射体２０内で炸薬３２を起爆する起爆装置３８のヒューズ部分を有する。
【００２６】
誘導制御アセンブリ２８の前部分３４は、発射体２０が空気中を移動する際に空気の流れと相互作用し、誘導制御アセンブリ２８の前部分３４の回転に影響を及ぼす複数のストレーク４０などの空力装置を有する。発射体２０は、前部分３４に配置された力発生装置４２を有し、力発生装置４２は、空気を通じて発射体２０の動きの制御を支援する。
【００２７】
図２を参照すると、発射体２０の飛行経路の略図を示している。発射体２０は大砲４８から発射される。大砲４８は砲身内に旋条を有する。旋条は、発射体２０に与えられた高加速度により発射体２０が非常に高速で大砲４８の砲身を出る際に発射体２０に回転を与える。発射体２０に与えられた回転により、より安定した飛行経路で発射体２０は移動することができる。従来の発射体では、発射体は、大砲４８を出た後は制御されない。そのような飛行経路を線５０で表す。風や湿度などの気象条件を含む様々な要因により、発射体が着地する正確な位置を定めるのは困難である。そのため、発射体が大きく四散して目標５２を外すことが日常的であり、通常、試行修正プロセスを通じてようやく目標にうまく命中する。
【００２８】
後述する配置構成の発射体２０は、目標への命中成功率を向上させるため飛行中に操縦可能である。発射体２０は推進システムを有していない。後述するように、発射体２０は飛行経路を変更するため制御できる。変更には、発射体２０が移動する距離の増減も含み得る。さらに、発射体２０は左右に操縦できる。述べたような発射体２０の飛行経路を線５４により表す。
【００２９】
示される配置構成では、大砲４８は、発射体２０の後部から見た際に、発射体２０に時計方向の回転をかける。図１に示すように、ストレーク４０は、発射体２０が空気中を移動する際に、発射体２０の誘導制御アセンブリ２８の前部分３４に反時計方向の回転をかける。
【００３０】
図３Ａを参照すると、発射体２０の概略配置構成を示している。砲弾２２は誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に接続される。誘導制御アセンブリ２８の２つの部分３４及び３６は、発射体２０の長手方向軸３０を中心として相対回転が可能なように回転可能に取り付けられている。２つの部分３４と３６の間の境界面は、長手方向軸３０近傍の中心部で後部分３６側に突出している線４４により表される。砲弾２２と後部分３６は一緒に回転し、発射体２０が空気中を移動する際に時計方向に回転する。前部分３４は後部分３６と砲弾２２に対して反時計方向に回転する。
【００３１】
発射体２０は、一対の発電機、第１或いは主発電機６８と第２の発電機８０とを有する。両発電機は、誘導制御アセンブリ２８の各部分３４及び３６に部品を有する。発電機６８及び８０は図３Ａで破線により表される。図３Ａに示される配置構成では、主発電機６８は前部分３４に電力供給し、第２の発電機８０は後部分３６と砲弾２６の任意の部品に電力供給する。
【００３２】
発射体２０が空気中を飛行する際に、大砲内の旋条に起因する時計方向の回転は、発射体を時計方向に回転させる。空気中を移動する際に、誘導制御アセンブリ２８の前部分上のストレーク４０により、前部分３４を他方向、つまり反時計方向に回転させる。２つの部分間の相対回転により、各発電機の相対的な部品、場及び電機子を互いに相対的に動かし、電流を生成する。
【００３３】
誘導制御アセンブリ２８の前部分３４の相対回転は、現行の前部分の逆スピンを減速させる傾向がある主発電機である第１の発電機６８から取り出したエネルギー量によって制御できる。発電機６８は、コイルを通じて電力を放散することで逆スピンをさらに低減するように制御できる。このようにして、半静的な前部分は地上に対して静止するように制御できるのに対して、後部分は空気中を飛行する際には地上に対して回転し、かつ、発射体２０の安定性を維持し続ける。
【００３４】
これにより、誘導制御アセンブリ２８の前部分３４は、下にある地面に対して比較的ゆっくりと回転するか或いは全く回転しないようにさせることができる。この非回転又は比較的緩やかな回転により、この部分に配置された、いくつかのセンサによる出力がより正確となるため、発射体２０の位置決定がより正確なものとなる。
【００３５】
図３Ｂを参照すると、別の発射体１４０の概略配置構成を示している。砲弾２６は、誘導制御アセンブリ１４２の後部分１４６に接続される。誘導制御アセンブリ１４２の２つの部分１４４及び１４６は、発射体１４０の長手方向軸３０を中心として相対回転が可能なように回転可能に取り付けられている。２つの部分１４４と１４６の間の境界面は、方形波形状を有する線４６により表される。砲弾２６と後部分１４６は、一緒に回転し、発射体１４０が空気中を移動する際に時計方向に回転する。前部分１４４は、後部分１４６と砲弾２６に対して反時計方向に回転する。
【００３６】
発射体２０は、一対の発電機、第１或いは主発電機１５６と第２の発電機１６８とを有する。両発電機は、誘導制御アセンブリ１４２の各部分１４４及び１４６に部品を有する。発電機１５６及び１６８は図３Ｂで破線により表され、第２の発電機１６８は第１の発電機１５６内に配置される。図３Ｂに示される配置構成では、主発電機１５６は後部分１４６に電力供給し、第２の発電機１６８は前部分１４４に電力供給する。
【００３７】
図４を参照すると、発射体２０の一部を断面で示している。誘導制御アセンブリ２８の後部分３６は砲弾２６の外部ケーシング２２に固定される。誘導制御アセンブリ２８の前部分３４は、一対の軸受５６によって誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に回転可能に接続される。各軸受５６は、一対の軌道輪６０と６２の間に介装された複数のボール５８を有する。内輪６０は前部分３４により担持される。外輪６２は誘導制御アセンブリ２８の後部分３６により担持される。軸受５６により、長手方向軸３０に沿って誘導制御アセンブリ２８の前部分３４及び後部分３６の相対回転が可能になる
【００３８】
誘導制御アセンブリ２８の前部分３４は、図４で軸受５６の右側に、誘導制御アセンブリ２８の後部分３６の基本的に円筒部分６６内に受け入れられる部６４を有する（即ち、誘導制御アセンブリの後部分の一部は、前部分３４の同軸部６４を取り囲む）
【００３９】
誘導制御アセンブリ２８は、図４で破線の一対のボックスによって全体的に取り囲まれる第１の発電機６８を有する。発電機６８は、図５に最良に示すように、後部分３６に取り付けられた磁石７２の配列で構成される場７０と、前部分３４により担持される電機子７４とを有する。電機子７４には、磁気ワイヤコイル７８を備えた歯状の積層スチールリング７６を有する。
【００４０】
図４をさらに参照すると、誘導制御アセンブリ２８は、破線のボックスによって取り囲まれる第２の発電機８０を有する。発電機８０は、プリント基板などの一対の平行な平面板８２及び８４を有する。第１の板８２は、図６に示されるように、導電性材料８８と絶縁材料９０の複数の交互層からなる場８６であり、前部分３４に取り付けられる。磁場は、第１の発電機６８から発生する電流から、或いは、図７に関して述べるように、いくつかの電子機器を通じた蓄電から発生する電流から生じる。第２の板８４、電機子９２も同様にして、図６に最良に示すように、導電性材料８８と絶縁材料９０の複数の交互層からなり、誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に取り付けられる。電機子９２は、場８６と電機子９２の間の相対運動の関数として、又は、場８６の電流が変化するためのいずれか、或いは両方の組合せにより、磁束が変化すると、電機子９２に電位を生成するよう場８６に磁気的に連結している。第２の発電機８０の場８６と電機子９２の間の誘導間隙は、前部分３４と後部分３６の間に配置される。
【００４１】
誘導制御アセンブリ２８の前部分３４と後部分３６間の相対回転は、各発電機６８及び８０の電力源である。
【００４２】
前部分３４は、発射体２０の弾頭９８に配置された制御器９６を有する。制御器９６は、第１の発電機６８からの電流を調節し、正確な量のトルクを生成する。制御器９６に加えて、前部分３４の弾頭９８は、他の誘導制御電子機器１００を有する。一配列構成において、制御器９６及び誘導制御電子機器１００は、少なくとも１つのプリント基板１０２上に配置される。
【００４３】
前部分３４の外部に取り付けられた空力装置である３つのストレーク４０の一部を示す。さらに、力発生装置４２は、事前に配置された位置で示す。
【００４４】
図４をさらに参照すると、起爆装置３８に加えて後部分３６は、セーフアーム装置１０６を含む追加部品１０４を有する。
【００４５】
図５は、主発電機とも呼ばれる第１の発電機６８を示す発射体２０の断面図である。発電機６８は、誘導制御アセンブリ２８の後回転部分３６により担持される場７０を有する。場７０は、交互磁極の永久磁石７２の配列からなる。
【００４６】
電機子７４は、磁気ワイヤコイル７８を備えた歯状の積層スチールリング７６を有する。電機子７４は前部分３４により担持され、前部分３４と一緒に回転する。場７０と電機子７４の間の相対運動は変化する磁束を生成し、これにより、コイル７８に電圧を生成する。
【００４７】
一配列構成において、後回転部分３６は外側のスチールリング１０８より成る。Ｎ極とＳ極が交互する磁石７２をスチールリング１０８に取り付ける。
【００４８】
発電機６８は、場７０と電機子７４の相対回転を介して、前部分３４と後部分３６の相対回転に対応する必要電力を生成する。さらに、発電機６８は、相対回転を遅くするためのブレーキ機構として作用でき、ブレーキの度合いは、発電機から引き出された電力量による。
【００４９】
図６は、誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に取り付けられた第２の発電機８０の平面板８４を示す。示される配置構成でプリント基板である平面板８４は、複数のセクタ１１２に形成された、導電性材料８８と絶縁材料９０の多数の交互層を有する。各部分或いはセクタ１１２は、材料８８の連続的な導電トレースから成るコイル１１４を含む。電機子７４が前部分３４により担持される第１の発電機６８とは異なり、第２の発電機８０の電機子９２は、後部分３６により担持される。
【００５０】
図４を再び参照すると、前部分３４と後部分３６が、互いに相対的に回転するという点において、起爆装置３８及びセーフアーム１０６などの、後部分３６に配置された追加部品１０４は、第１の発電機６８から電力を直接受けることができない。２つの部分３４と３６の間の連続的な高速相対運動のため、誘導制御アセンブリ２８の前部分３４から誘導制御アセンブリ２８の後部分３６に走行するワイヤは存在できない。従って、第２の発電機８０は、後回転部分に配置される追加部品１０４に必要な電力を生成するのに使用する。
【００５１】
一配列構成において、第２の発電機８０は、ＰＣＢの長さに比べて小さな間隙によって離隔している任意の一般的なＰＣＢの厚さである、２枚の平行なプリント基板（ＰＣＢ）８２及び８４を有する。好適な実施形態では、各ＰＣＢは、０．０２０インチ（０．０５０８ｃｍ）の間隙で離隔したおよそ０．０６０インチ（０．１５２４ｃｍ）の厚さである。第１のＰＣＢは、典型的なＰＣＢ構造である、導電性材料と絶縁材料の多数の交互層から構成できる。各導電層は、エッチングされ、セクタ１１２を形成し；１つの層のセクタは、ＰＣＢの厚さを通じて次の導電層上のコイルと直列に結合され、板の全厚さを通じて１つの連続的なコイルを形成する。各ＰＣＢは、いくつかのエッチングされた電気コイルを有し、例えば、図６に示すＰＣＢは、９つの部分或いはセクタ１１２を有する。
【００５２】
２つの発電機６８及び８０の相対的大きさのため、第１の発電機６８である主発電機は、誘導制御アセンブリ２８の２つの部分３４及び３６の相対回転を制御するのに用いる。第２の発電機８０は、誘導制御アセンブリ２８の後部分３６における要素、及び砲弾２６に配置された任意の要素に電力供給するのに主に用いる。
【００５３】
図７は、発電機、第１の発電機６８、整流器１１８、及び制御器９６のブロック図である。発電機６８は、電機子７４が電機子７４と場７０間の相対回転により変化する磁束を生成する際にコイル７８に生成された電圧を回収するため、図４に示されるように、電機子７４上に多相、この好適な実施形態に示すのは三相１１６を有する。示される配置構成では、発電機６８は、三相ブラシレス直流型発電機である。三相１１６からの電圧は、複数のダイオード１２０を有する三相整流器１１８によって調整される。発電機の交流電流は、整流器１１８によって、リップルがほとんどない直流電流に整流される。
【００５４】
発電機６８からの電力により、必要な全エネルギーを供給できる。電力は、蓄積装置１２２に向けられ、必要に応じて制御電子機器１２４に向けられる。蓄積装置１２２は、コンデンサ又は充電式バッテリのいくつかの組合せであってもよい。蓄積されたエネルギーは、断続的な電力サージのニーズに用いることができる。エネルギー蓄積装置１２２は、これらのサージを供給するのに十分な大きさであればよく、そのため、発射体飛行全体に対し全システムに電力を提供できる蓄積装置よりもはるかに小型である。小型の蓄積装置は、関連する空間要件、重量要件、及びコスト要件により有利である。飛行の大半において、制御電子機器１２４及び蓄積装置１２２に必要なエネルギーを超えるエネルギーが生成される。この過剰エネルギーは、過剰エネルギー放散装置１２６によって、例えば、抵抗器を通じて周囲に、例えば、熱の形態でケーシング２２に放散できる。制御電子機器１２４は、誘導制御アセンブリ２８の他の部品１００から指令信号１２８を受信する。
【００５５】
１つのブロック図のみを図７に示しているが、各発電機６８及び８０は、独自の整流器及び制御器を有することを認識されたい。
【００５６】
さらに、発電機用の制御器９６は、発電機６８にかかる負荷を変更する負荷調節装置１３０を含み、これは、次いで、逆スピンを正確に制御するため前部分３４にかかるトルクを変更する。一好適実施形態では、負荷調節装置１３０は、パワートランジスタであるが、任意の数の電力制御又はスイッチング装置、例えば、継電器、増幅器、又は種々のトランジスタであってもよい。負荷調節装置１３０は、過剰エネルギー放散装置１２６からフィードバック経路１３４を有する制御電子機器１２４によって変更される。
【００５７】
負荷を変更することにより、前部分３４の逆スピンは正確に制御できる。１つのブロック図のみを図７に示しているが、各発電機６８及び８０は、独自の整流器及び制御器を有することを認識されたい。
【００５８】
図８は、配置位置における力発生装置４２を備えた発射体２０の正面図である。４つのストレーク４０は、誘導制御アセンブリ２８の前部分３４に配置される。前部分３４／後部分３６の境界面は、円１３６により表される。示される配置構成における力発生装置４２は、空気ブレーキであり、発射体２０は、空気ブレーキから生じる空力抵抗により飛行経路から力発生装置４２の方向にそれる。
【００５９】
飛行経路から特定の方向に、例えば、図２に示されるように飛行経路を短くすることを望む場合、力発生装置４２は、前部分３４が、発射体２０が上空を飛行する領域／地上に対して全力回転のごく一部で回転するように負荷調節装置１３０を調節することで移動する。図８（正面図）に示すように左手下部に配置された力発生装置４２は、発射体２０の後部から見たときは右手下部であるが、発射体２０が空気中を飛行する際に飛行経路を下方及び右側の両方に変更する。
【００６０】
図４に示されるように、前部分３４に配置された誘導制御電子機器１００により、発射体２０の動作及び位置をトラッキングし、かつ、正確な弾道を確立する制御器への指令を供することができる。正確な弾道が確立された場合、一方向における力発生装置４２の継続的な適用により、力発生装置４２が一方向の力で目標外に発射体２０を送ってしまう。従って、正確な弾道が確立された場合、第１の発電機６８は、制御アセンブリ２８が発射体２０の回転率のごく一部で地上に対して回転するように調節される。
【００６１】
誘導制御アセンブリ２８の前部分のセンサが、発射体２０が、風などにより正確な経路から流されていることを検出すると、誘導制御アセンブリ２８の制御器９６は、前部分がスピンせず、かつ、発射体を正しい方向に戻すよう力発生装置が適切に配置されるように、前部分３４を正確に位置決めするため第１の発電機６８を調節する。誘導制御アセンブリ２８の前部分３４の絶え間ない再調整は、制御器９６により第１の発電機６８の電流を調節すること（電流の増減を調整するか或いは、電流をオン／オフに切換えること）によって行われる。第１の発電機６８のこの調節により、制御器９６によって確立されたように発電機で反応したトルクを調節する。オンの場合、電流が流れ、発電機は、発射体のスピン方向に、空力装置（即ち、ストレーク４０）により生成されたトルクと反対に、前部分にトルクを生成する。
【００６２】
発射体２０の誘導部分は、誘導制御アセンブリ２８の前部分に配置される。起爆装置３８及びセーフアーム装置１０６は、後部分３６に配置される。後部分３６に配置されたセーフアーム装置１０６と起爆装置３８に交信するために、高周波信号は、第２の発電機８０の場７０と電機子７４の相対回転によって生じた電圧に重畳する。
【００６３】
電子機器用に第１の発電機６８から電力を吸い出す或いは捕捉することにより、現行の前部分の逆スピンを遅くする傾向がある。発電機は、（抵抗器などの過剰エネルギー放散装置１２６の有無に依らず）コイルを通じて電力を放散することで逆スピンをさらに低減するよう制御できる。この手段によって、半静的前部分は、後部分が回転し続けている間、地上に対して静止状態になるよう制御できる。
【００６４】
図９は、発射体１４０の別の配置構成を示す。図１に関して上述した発射体２０と同様の発射体１４０は、砲弾２６と誘導制御アセンブリ１４２とを有する。誘導制御アセンブリ１４２は、図９の左側、発射体１４０の長手方向軸３０に沿った砲弾２６の前に配置される。砲弾２６は、外部ケーシング２２と炸薬３２とを有する。誘導制御アセンブリ１４２は、前部分１４４と後部分１４６とを有する。前部分１４４は、図１及び７に示すストレーク４０などの複数の空力装置と力発生装置４２とを有する。
【００６５】
誘導制御アセンブリ１４２の２つの部分１４４及び１４６は、発射体１４０の長手方向軸３０を中心として相対回転が可能なように互いに回転可能に取り付けられている。２つの部分１４４と１４６の間の機械的に回転可能な境界面は、図４に対して上述したように一対の軸受５６である。
【００６６】
上述した配置構成とは異なり、誘導制御アセンブリ１４２の前部分１４４は、誘導制御アセンブリ１４２の後部分１４６の外円筒部１５０と後部分１４６の中央円筒部１５２の間に受け入れられる環状部１４８を有する。
【００６７】
図９をさらに参照すると、誘導制御アセンブリ１４２は、第１の発電機１５６を有する。発電機１５６は、図１０に最良に示すように、前部分１４４上に取り付けられた一連の磁石１６０を有する場１５８と、後部分１４６により担持される電機子１６２とを有する。電機子１４６は、磁気ワイヤコイル１６６を備えた歯状の積層スチールリング１６４を有する。
【００６８】
さらに、誘導制御アセンブリ１４２は、第１の発電機１５６と長手方向軸３０を中心として同軸である第２の発電機１６８を有する。第２の発電機１６８は、図１１に最良に示すように、後部分１４６に取り付けられた一連の磁石１７２を有する場１７０と、前部分１４４により担持される電機子１７４とを有する。電機子は、磁気ワイヤコイル１７８を備えた歯状の積層スチールリング１７６を有する。
【００６９】
図１０は、主発電機とも呼ばれる第１の発電機１５６を示す発射体１４０の断面図である。発電機１５６は、誘導制御アセンブリ１４２の前回転部分１４４により担持される場１５８を有する。場１５８は交互磁極の磁石１６０を有する。
【００７０】
電機子１６２は、図９に最良に示すように、磁気ワイヤコイル１６６を備えた歯状の積層スチールリング１６４を有する。電機子１６２は後部分１４６により担持され、後部分１４６と一緒に回転する。場１５８と電機子１６２の間の相対運動により変化する磁束を生成し、これにより、コイル１６６に電圧を生成する。
【００７１】
一配列構成において、発電機１５６は三相ブラシレス直流型であり、その制御回路は、整流器出力を調節するため負荷調節装置１３０（トランジスタが適当）を備えた三相整流器１１８からなるのが好ましい。制御回路は図７に関して上述している。
【００７２】
第２の発電機１６８は、第１の発電機１５６と長手方向軸３０を中心として同軸であり、第１の発電機１５６の場１５８の磁石１６０が図１０に示すように取り囲む筒状空間内に位置する。図１１は、第２の発電機１６８を示す発射体１４０の断面図である。発電機１６８は、誘導制御アセンブリ１４２の後回転部分１４６により担持される場１７０を有する。場１７０は、交互磁極の磁石１７２を有する。
【００７３】
電機子１７４は、図１１に最良に示すように、磁気ワイヤコイル１７８を備えた歯状の積層スチールリング１７６を有する。電機子１７４は前部分１４４により担持され、前部分１４４と一緒に回転する。場１７０と電機子１７４間の相対運動により変化する磁束を生成し、これにより、コイル１７８に電圧を生成する。
【００７４】
一配列構成において、電機子及び場は、一般的には、ブラシレス直流機械設計である。この発電機１６８は、前部分に配置された部品にエネルギーを供給する。第１の発電機６８に対して述べた第１の配置構成と同様に、過剰エネルギーは蓄積装置１２２に蓄積できる。蓄積装置１２２からのエネルギーは断続的な電力サージのニーズに用いることができる
【００７５】
図４〜図６に関して上述した配置構成と同様に前部分３４に取り付けられる電機子９２及び後部分３６に取り付けられる場７０とは異なり、電機子１６２は後部分１４６に取り付けられ、場１５８は前部分１４４に取り付けられる。この別の配置構成では、この第１の発電機１５６からの電力は、誘導制御アセンブリ１４２の後部分１４６に供給され、かつ、砲弾のいかなる所要電力を供給する。
【００７６】
誘導制御アセンブリ１４２の後部分１４６は、セーフアーム制御と、起動した際に発射体１４０内の炸薬３２を起爆する起爆装置３８とを有する。
【００７７】
図９を再び参照すると、前部分１４４における制御器、及び後部分１４６におけるセーフアームなどの電子機器は、長手方向軸３０の中心線に沿ったホールを通じ光リンク１８２を介して、前部分１４４から後部分１４６に信号を送ることで交信する。光送受信装置はホールの両端に位置しており、前部分１４４における１つは誘導制御と関連し、後部分１４６における１つはセーフアームと関連している。第１の発電機１５６から電力を受ける電子部品は、後部分１４６に配置され、例えば、図７に示す回路により制御される。
【００７８】
第２の発電機１６８は、制御電子機器、及び前部分１４４に配置された他の部品に電力供給するのに用いる。第２の発電機１６８は前部分１４４の電子機器に電力供給するが、第１の配置構成のように、第１の発電機１５６は前部分１４４と後部分１４６の相対回転、及び発射体１４０の移動方向を制御するのに用いる。
【００７９】
好適な実施形態を参照しながら本発明を詳しく示し、説明してきたが、当業者には、以下の請求項に定められる本発明の精神および範囲を逸脱せずに形態及び詳細における種々の変更を行うことができることが理解できるであろう。
【００８０】
例えば、力発生装置は、一方向ではない力発生構成に再構成することができ、或いは、正確な弾道が確立された後に投げ捨てることが可能なことを認識されたい。力発生装置は、抗力とは異なる何らかのタイプの揚力或いは推力を生成する装置であってもよいことも認識されたい。揚力発生装置は、固定先尾翼、非対称な弾頭、及びスピンモーメントと横力の両方を与えるよう傾けられるストレークを含むことができる。推力発生装置は、高温又は冷却ガスのいずれかの衝撃噴射を有する。
【００８１】
発射体は、風などの環境条件に応答する飛行経路に基づいて予測するセンサ及び誘導システムを有することができ、発射体が目標に近づく際に必要となり得る予測弾道にマージンを割り当てる必要がある場合があることを認識されたい。発射体が飛行を強制的に伸ばす推進システムを有していないという点において、システムは、目標を超過する弾道に意図的に追随でき、それにより、目標に届かないことを回避し、任務終了の補正により、目標への飛行を正確に完了することができる。さらに、センサ及び誘導システムにより、発射体の飛行経路が予測されるものと比べた際に補正過度であるか又は補正不足であるかの点においてシステム制御の感度に補正が必要であることを判断することができる。目標に届かないことを回避し、制御感度を補正するこれらの補正は、飛行経路における他の補正と組み合わせて行うことができる。
【００８２】
三相ブラシレス直流型発電機について述べたが、交流型発電機、ブラシ付き直流型発電機、又は複巻発電機などの他のタイプの発電機を使用することができ、かつ、任意の数の相のブラシレス直流型発電機を相と同数の整流器と組み合わせて用いることができることを認識されたい。
【００８３】
図６の別の構成は、単相変圧器構成用の、場に１コイル、電機子に１コイルを生成する、単一渦巻きの同心リングのトレースとすることができることを認識されたい。この場合、相対運動により磁束は変化しない。三相を有する発電機を示したが、１又は４などの他の数の相であってもよいことを認識されたい。
【００８４】
本発明は、種々のタイプの発射体及びミサイルに使用できることを認識されたい。大砲から発射される発射体について前述したが、本発明は、ロケット推進式ミサイル、迫撃砲、電磁砲により発射される発射体、或いは誘導爆弾などの他の装置に全体的、或いは部分的に実装することができることを認識されたい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾薬を有する砲弾と、
互いに回転可能に取り付けられている前部分及び後部分を有する誘導制御アセンブリであって、
前記誘導制御アセンブリの前記後部分は、前記砲弾に固定され、
前記誘導制御アセンブリの前記前部分は、前記後部分及び前記砲弾に対して前記誘導制御アセンブリの前記前部分の相対回転に影響を及ぼす空力装置を有しており、
前記誘導制御アセンブリの前記一方の部分により担持される場と、前記他方の部分により担持される電機子とを有する第１の発電機と、
前記第１の発電機の前記電機子を担持する前記部分により担持される場と、前記第１の発電機の前記場を担持する前記部分により担持される電機子とを有する第２の発電機と、
を含む発射体であって、
前記一方の発電機は、前記前部分及び後部分の相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの電気部品に電力供給し、前記他方の発電機は、電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの電気部品に電力供給する発射体。
【請求項２】
前記第１の発電機の前記電機子が前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、前記第１の発電機の前記場が前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、
前記第２の発電機の前記電機子が前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、前記場が前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、
前記第１の発電機が相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給し、前記第２の発電機が電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する請求項１に記載の発射体。
【請求項３】
前記第１の発電機の前記場が永久磁石の配列により生成され、前記第２の発電機の前記場が前記第１の発電機から発生する電流により生成された電磁石により生成される請求項２に記載の発射体。
【請求項４】
前記第２の発電機の前記電機子及び前記場の各々が複数のアーク部分を備えた平面を有しており、各部分がセグメント巻線を形成する螺旋形状に形成された一連の導電トレースを有する請求項２に記載の発射体。
【請求項５】
信号が、高周波信号による前記第２の発電機の電機子場境界面を通じて、前記誘導制御アセンブリの前記前部分から前記誘導制御アセンブリの前記後部分に交信される請求項２に記載の発射体。
【請求項６】
前記第１の発電機の前記電機子が前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、前記第１の発電機の前記場が前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、
前記第２の発電機の前記電機子が前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、前記場が前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、
前記第１の発電機が相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給し、前記第２の発電機が電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する請求項１に記載の発射体。
【請求項７】
前記一方の発電機が、前記電機子から電流を引き出すことによって前記後部分に対して前記前部分の回転を減少させる請求項１に記載の発射体。
【請求項８】
前記一方の発電機が、電磁制動によって前記後部分に対する前記前部分の相対回転を減少させる請求項７に記載の発射体。
【請求項９】
前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に対する前記前部分の回転位置が、前記一方の発電機から引き出された電流を変化する制御器によって制御される請求項１に記載の発射体。
【請求項１０】
前記発射体の長手方向軸に略垂直な力を出す、前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持されている力発生装置をさらに含む請求項９に記載の発射体。
【請求項１１】
前記空力装置が、前記後部分の回転に逆らって前記前部分の相対回転を誘発する複数のストレークである請求項９に記載の発射体。
【請求項１２】
弾薬を有する砲弾と、
互いに回転可能に取り付けられている前部分及び後部分を有する誘導制御アセンブリであって、
前記誘導制御アセンブリの前記後部分は、前記砲弾に固定され、かつ、起爆装置を有しており、
前記誘導制御アセンブリの前記前部分は、前記後部分及び前記砲弾に対して前記誘導制御アセンブリの前記前部分の相対回転に影響を及ぼす空力装置を有しており、
前記誘導制御アセンブリの前記一方の部分により担持される場と、前記他方の部分により担持される電機子とを有し、前記相対回転から電力を捕捉し、少なくとも１つの部品に電力供給する発電機と、
前記発射体の経路を変更するため前記発射体の長手方向軸に略垂直な力を出す力発生装置と、
を含む発射体。
【請求項１３】
電機子と場とを有する第２の発電機をさらに含み、前記場は前記第１の発電機の前記電機子を担持する前記部分により担持され、前記電機子は前記第１の発電機の前記場を担持する前記部分により担持され、
前記一方の発電機は相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給し、前記他方の発電機は電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する請求項１２に記載の発射体。
【請求項１４】
前記第１の発電機の前記電機子は前記後部分により担持され、前記第１の発電機の前記場は前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、
前記第２の発電機の前記電機子は前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、前記場は前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、
前記第１の発電機は相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給し、前記第２の発電機が電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する請求項１３に記載の発射体。
【請求項１５】
前記前部分の部品と、前記後部分及び前記砲弾の部品とを通信する通信リンク機構をさらに含む請求項１３に記載の発射体。
【請求項１６】
前記通信リンク機構が光リンクである請求項１５に記載の発射体。
【請求項１７】
前記通信リンク機構が、場／電機子の境界面上に担持される高周波信号である請求項１５に記載の発射体。
【請求項１８】
前記第１及び前記第２の発電機が同軸である請求項１３に記載の発射体。
【請求項１９】
前記空力装置が前記後部分の回転に逆らって前記前部分の相対回転を誘発する複数のストレークであり、前記力発生装置が非対称に配備可能なエアブレーキである請求項１８に記載の発射体。
【請求項２０】
前記発電機からの直接エネルギーを、充電蓄積装置及び過剰エネルギー放散装置を含む別の装置に向ける制御器をさらに含む請求項１２に記載の発射体。
【請求項２１】
前記力発生装置の正確な方向付けを達成するため、前記発電機が、電流を変える命令に応答し、それによってトルクを変える制御器をさらに含む請求項１２に記載の発射体。
【請求項２２】
カノン砲から前記発射体を発射するステップと、
前記カノン砲の砲身の旋条により前記発射体の長手方向軸に沿って前記発射体の回転を生成するステップと、
前記発射体が空気中を移動する際に、空気と相互作用する前記前部分により担持された複数の空力装置によって、前記誘導制御アセンブリの後部分と前記発射体の砲弾に対して前記発射体の前記誘導制御アセンブリの前部分を回転させるステップと、
前記誘導制御アセンブリに一対の発電機を有することで前記発射体に電力を生成するステップと、ここで、各発電機は場と電機子とを有しており、前記一方の発電機の前記場と前記他方の発電機の前記電機子は前記前部分により担持され、前記一方の発電機の前記電機子と前記他方の発電機の前記場は前記後部分により担持されており、
前記各発電機からの電力により、前記誘導制御アセンブリの前記各部分の少なくとも１つの部品に電力供給するステップと、
を含む発射体を照準する方法。
【請求項２３】
前記前部分により担持される力発生装置を配置するステップと、
前記一方の発電機の所要電力を制御することにより前記前部分を回転させることで前記力発生装置を位置決めするステップと、
前記前部分に担持されたセンサによって目標に対する前記発射体の位置及び弾道を監視するステップと、
前記目標に向かって前記発射体を操縦するため必要に応じて前記力発生装置を再位置決めするステップと、
をさらに含む請求項２２に記載の発射体を照準する方法。
【請求項１】
弾薬を有する砲弾と、
互いに回転可能に取り付けられている前部分及び後部分を有する誘導制御アセンブリであって、
前記誘導制御アセンブリの前記後部分は、前記砲弾に固定され、
前記誘導制御アセンブリの前記前部分は、前記後部分及び前記砲弾に対して前記誘導制御アセンブリの前記前部分の相対回転に影響を及ぼす空力装置を有しており、
前記誘導制御アセンブリの前記一方の部分により担持される場と、前記他方の部分により担持される電機子とを有する第１の発電機と、
前記第１の発電機の前記電機子を担持する前記部分により担持される場と、前記第１の発電機の前記場を担持する前記部分により担持される電機子とを有する第２の発電機と、
を含む発射体であって、
前記一方の発電機は、前記前部分及び後部分の相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの電気部品に電力供給し、前記他方の発電機は、電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの電気部品に電力供給する発射体。
【請求項２】
前記第１の発電機の前記電機子が前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、前記第１の発電機の前記場が前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、
前記第２の発電機の前記電機子が前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、前記場が前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、
前記第１の発電機が相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給し、前記第２の発電機が電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する請求項１に記載の発射体。
【請求項３】
前記第１の発電機の前記場が永久磁石の配列により生成され、前記第２の発電機の前記場が前記第１の発電機から発生する電流により生成された電磁石により生成される請求項２に記載の発射体。
【請求項４】
前記第２の発電機の前記電機子及び前記場の各々が複数のアーク部分を備えた平面を有しており、各部分がセグメント巻線を形成する螺旋形状に形成された一連の導電トレースを有する請求項２に記載の発射体。
【請求項５】
信号が、高周波信号による前記第２の発電機の電機子場境界面を通じて、前記誘導制御アセンブリの前記前部分から前記誘導制御アセンブリの前記後部分に交信される請求項２に記載の発射体。
【請求項６】
前記第１の発電機の前記電機子が前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、前記第１の発電機の前記場が前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、
前記第２の発電機の前記電機子が前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、前記場が前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、
前記第１の発電機が相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給し、前記第２の発電機が電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する請求項１に記載の発射体。
【請求項７】
前記一方の発電機が、前記電機子から電流を引き出すことによって前記後部分に対して前記前部分の回転を減少させる請求項１に記載の発射体。
【請求項８】
前記一方の発電機が、電磁制動によって前記後部分に対する前記前部分の相対回転を減少させる請求項７に記載の発射体。
【請求項９】
前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に対する前記前部分の回転位置が、前記一方の発電機から引き出された電流を変化する制御器によって制御される請求項１に記載の発射体。
【請求項１０】
前記発射体の長手方向軸に略垂直な力を出す、前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持されている力発生装置をさらに含む請求項９に記載の発射体。
【請求項１１】
前記空力装置が、前記後部分の回転に逆らって前記前部分の相対回転を誘発する複数のストレークである請求項９に記載の発射体。
【請求項１２】
弾薬を有する砲弾と、
互いに回転可能に取り付けられている前部分及び後部分を有する誘導制御アセンブリであって、
前記誘導制御アセンブリの前記後部分は、前記砲弾に固定され、かつ、起爆装置を有しており、
前記誘導制御アセンブリの前記前部分は、前記後部分及び前記砲弾に対して前記誘導制御アセンブリの前記前部分の相対回転に影響を及ぼす空力装置を有しており、
前記誘導制御アセンブリの前記一方の部分により担持される場と、前記他方の部分により担持される電機子とを有し、前記相対回転から電力を捕捉し、少なくとも１つの部品に電力供給する発電機と、
前記発射体の経路を変更するため前記発射体の長手方向軸に略垂直な力を出す力発生装置と、
を含む発射体。
【請求項１３】
電機子と場とを有する第２の発電機をさらに含み、前記場は前記第１の発電機の前記電機子を担持する前記部分により担持され、前記電機子は前記第１の発電機の前記場を担持する前記部分により担持され、
前記一方の発電機は相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給し、前記他方の発電機は電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する請求項１２に記載の発射体。
【請求項１４】
前記第１の発電機の前記電機子は前記後部分により担持され、前記第１の発電機の前記場は前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、
前記第２の発電機の前記電機子は前記誘導制御アセンブリの前記前部分により担持され、前記場は前記誘導制御アセンブリの前記後部分により担持され、
前記第１の発電機は相対回転から電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記後部分と前記砲弾に配置された少なくとも１つの部品に電力供給し、前記第２の発電機が電力を捕捉して、前記誘導制御アセンブリの前記前部分に配置された少なくとも１つの部品に電力供給する請求項１３に記載の発射体。
【請求項１５】
前記前部分の部品と、前記後部分及び前記砲弾の部品とを通信する通信リンク機構をさらに含む請求項１３に記載の発射体。
【請求項１６】
前記通信リンク機構が光リンクである請求項１５に記載の発射体。
【請求項１７】
前記通信リンク機構が、場／電機子の境界面上に担持される高周波信号である請求項１５に記載の発射体。
【請求項１８】
前記第１及び前記第２の発電機が同軸である請求項１３に記載の発射体。
【請求項１９】
前記空力装置が前記後部分の回転に逆らって前記前部分の相対回転を誘発する複数のストレークであり、前記力発生装置が非対称に配備可能なエアブレーキである請求項１８に記載の発射体。
【請求項２０】
前記発電機からの直接エネルギーを、充電蓄積装置及び過剰エネルギー放散装置を含む別の装置に向ける制御器をさらに含む請求項１２に記載の発射体。
【請求項２１】
前記力発生装置の正確な方向付けを達成するため、前記発電機が、電流を変える命令に応答し、それによってトルクを変える制御器をさらに含む請求項１２に記載の発射体。
【請求項２２】
カノン砲から前記発射体を発射するステップと、
前記カノン砲の砲身の旋条により前記発射体の長手方向軸に沿って前記発射体の回転を生成するステップと、
前記発射体が空気中を移動する際に、空気と相互作用する前記前部分により担持された複数の空力装置によって、前記誘導制御アセンブリの後部分と前記発射体の砲弾に対して前記発射体の前記誘導制御アセンブリの前部分を回転させるステップと、
前記誘導制御アセンブリに一対の発電機を有することで前記発射体に電力を生成するステップと、ここで、各発電機は場と電機子とを有しており、前記一方の発電機の前記場と前記他方の発電機の前記電機子は前記前部分により担持され、前記一方の発電機の前記電機子と前記他方の発電機の前記場は前記後部分により担持されており、
前記各発電機からの電力により、前記誘導制御アセンブリの前記各部分の少なくとも１つの部品に電力供給するステップと、
を含む発射体を照準する方法。
【請求項２３】
前記前部分により担持される力発生装置を配置するステップと、
前記一方の発電機の所要電力を制御することにより前記前部分を回転させることで前記力発生装置を位置決めするステップと、
前記前部分に担持されたセンサによって目標に対する前記発射体の位置及び弾道を監視するステップと、
前記目標に向かって前記発射体を操縦するため必要に応じて前記力発生装置を再位置決めするステップと、
をさらに含む請求項２２に記載の発射体を照準する方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１０−５１３８２６（Ｐ２０１０−５１３８２６Ａ）
【公表日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２２９４７（Ｐ２００９−５２２９４７）
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７４３１９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０８８６９
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０２２００５３１）エイチアール テキストロン インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２５日（２００７．７．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７４３１９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１０８８６９
【国際公開日】平成２０年９月１２日（２００８．９．１２）
【出願人】（５０２２００５３１）エイチアール テキストロン インコーポレイテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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