The configuration of the weapon platform

本発明は、移動体の武器プラットフォーム及びその構成方法に関する。 本発明は、これに限定されないが、特に飛行体の構成に関連して適用される。

典型的には、武器システムは、多くの場合に移動体の他の機械及び電子装置と機能的に一体になっているにも拘わらず、別個且つ個別の部品として、現状の移動体プラットフォームに適合している。 武器システムの重量は、弾薬を消費に連動して反動及び質量分布の変化のような発射の動的効果に対する許容分と共に、しばしば移動プラットフォームの設計に際し重要な考慮事項となる。 武器の重量、その分布及び発射の動的効果は、移動体の性能特性に直接に影響を及ぼす。

小型でコンパクトな移動体の場合、利用可能な武器システムの選択は、実際問題として限定されたもの又は避けなければならないものですらある。 しかし、多くの場合には、その性能を大幅に妥協させることなく、移動体を効果的に武装することは有利なことである。 現状の多くの移動体は、特にコンパクトな監視用飛行機又は調査用ロボットの特性から、典型的には比較的ゆっくり移動し、低空で動作し、しばしば非武装で、結果として小型武器が許されている。

関連する２又は３の例では、ミサイル管は、米異国特許第４，０４０，３３４号（スメサーズ，ジュニア）の広い胴体を持つ重装備のジェットで、英国特許第２，１２０，９９１号（ジョルセス及びモウィル）のホバークラフト又は水陸両用艇のような大型飛行機の構造に一体化されている。 しかし、本出願に特に適した種類の小型でコンパクトな飛行体に対して、提案のミサイル発射能力を用意することが実行可能か明らかでない。

従って、好ましくは、移動体の武器プラットフォーム及び新規な飛行体の設計の欠点、及び／又は特に敵環境下で使用される遠隔操作の小型飛行体のような現状の飛行体に従来の武器システムを装備する際の欠点に対応する武器プラットフォームを構成する方法を提供する。

一形態では、本発明は、武器プラットフォームの武器及び構造部材を形成する、複数本の砲身部を有する小型武器プラットフォームである。 この砲身部の砲身の各々は、好ましくは加工プラスチック又は炭素繊維複合材のような複合材料である比較的軽量の管から形成されていることが適している。 所望なら、この管は、共通の壁を持った細胞構成で結合されている。 望ましくない反動効果を最小限にするため、砲身部は、好ましくは砲身の両端から弾を同時に発射するように構成されている。

好適な一適用例では、武器プラットフォームは飛行体を備え、砲身部がその飛行体の構造フレームを形成し又は少なくとも構造フレームの一部を形成する。 固定翼又は回転翼飛行機のような飛行体の場合、砲身部は、飛行機の機体及び／又は胴体の翼桁及び／又は翼を形成することが出来る。

他の形態では、本発明は、武器の複数本の砲身部から、武器プラットフォームの一又はそれ以上の構造部材を形成するステップを含む武器プラットフォームを構成する方法である。 砲身部は、発射時に望ましくない反動効果を最小限にするため、反対方向に向けられた砲身で構成されていることが好ましい。

本発明は、本発明者の国際出願番号ＰＣＴ／ＡＵ９４／００１２４及びＰＣＴ／ＡＵ９６／００４５９に記載されたタイプの砲身部に特に適用される。 このような砲身部は、砲身と、該砲身内に軸方向に配置されて砲身の砲腔に作動的に封止係合する複数個の弾と、夫々の弾を砲身の砲口から逐次的に発射する個別の発射薬とを有している。

弾の芯部及び拡張スリーブを含む全体形状は、通常の形状であるダート形状でよく、概して球形又は他の便利な形状である。 弾は、ダートが円滑な砲腔の砲身から発射されるダートのように、方向安定スピンの発生を有利に相殺するフィンをも有していてもよい。

弾発射薬は装薬スペースに位置し、砲身部への装填に便利なように固形ブロックに形成されていてもよい。 或いは、発射薬はケースに入れ、砲身に関連して予め位置決めされた電気接点を閉じるようになっている外部接触部材をもつ埋込み火管を有してもよい。 例えば、火管はスプリング付き接点を備え、ケース入り装薬を砲身へ挿入出来るように引き出され、相手側の砲身接点に作動的に接触する孔に整合した時に砲身の孔に入り込むようにしてもよい。 所望なら、外側ケースは消耗品又は装薬の燃焼を化学的に助けるものでよい。 更に、砲身の再装填を容易にするため、積重ねて固着された又は別個にケースに入った装薬及び弾を用意してもよい。

砲身は非金属でよく、砲身の砲腔は発火手段の全部又は一部を収容する凹部を有してもよい。 この構成では、砲身は、制御手段と発火手段の間の電気的伝達に利用される電気導体を収容していてもよい。 このような構成は、短い発火寿命を持つような使い捨て砲身部に対して用いら、発火手段とその制御ワイヤが砲身と一体に製造されている。

或いは、砲身部は、砲身に発火用孔を有してもよく、発火手段は、砲身の外側でその孔に隣接して配置してもよい。 砲身は、発火手段を収納出来るような凹部を有する非金属製の外側砲身で取り巻いてもよい。 その外側砲身は、制御手段と発火手段の間の電気的伝達に利用される電気導体をも収納してもよい。 外側砲身は、発火手段用のプリント回路積層板をもった積層プラスチック砲身として形成することも出来る。

砲身部の発射薬を逐次的に発火する電気発火は、好ましくは、積重ねられた弾を通して発火信号を送ることにより先頭の発射薬に発火するステップと、先頭の発射薬の発火により、次の発火信号によって作動されるように次の発射薬を準備するステップとを有する。 装填済み砲身の端部から内側の全ての発射薬は、常閉電気接点間の夫々の絶縁物を介在させることにより無力化できる。

装薬の発火は電気的に実行でき、又は発火は中央発火火管で最も外側の弾を発火し、次の弾の発射薬を逐次的に発火するよう制御された逐次発火を利用する従来の発火ピンタイプの方法を利用してもよい。 これは、燃焼ガスの後方への漏洩を制御することにより、又は弾又は砲身を通して延在する棒状ヒューズの燃焼制御によって達成できる。

他の形態では、発火は、特別の発火信号によってトリガされる火管に関連した夫々の発射薬で電子的に制御されている。 例えば、積重ねられた発車装薬内の火管は、発火のパルス幅要求を増加するため順に並べられ、こうして電子制御は増加するパルス幅の発火パルスを選択的に送って選択された時間順序で逐次的に発射薬を発火する。 好ましくは、発射薬は一組のパルス幅信号で発火されるが、先頭の発射薬の燃焼によって、次の装薬を、次に出るパルスによって作動するように準備する。

このような構成では、装填済み砲身の端部から内側の全ての発射薬は、常閉電気接点間に介在して挿入された夫々の絶縁ヒューズによって無力化され、各絶縁ヒューズは適当なトリガ信号が伝達された時に燃焼して接点を閉じるように設定され、夫々の先頭の発射薬を発火するために開いている。

多数の弾が、同時に、又は素早く連続して、又は例えば遠隔操作の電気発火に応答して、発射することが出来る。 このような構成では、電気信号を砲身の外側で伝達してもよく、砲身を通して電気回路を形成する又は相互に電気的に接触するよう突き合わせた、互いに係留する積重ね弾を通して伝達してもよい。 弾は制御回路を持ち又は砲身と共に回路を形成してもよい。

図１は、両端に砲口端１２，１３をもった砲身１１を有する砲身部１０を示し、この砲身には複数個の砲弾１４とその推進装薬１５とが装填されている。 本実施形態の砲身は、複合材基材の軽量炭素繊維から形成されている。 砲弾１４が砲身内で共通の砲尾から開始して軸方向に重ねられ、砲身１１は弾が所望によりいずれか一方又は両方の砲口端から発射できるように装填されている。 発射薬１５は、電気的手段（図示せず。）により選択的に発火されるように配置され、弾を砲身１１から選択された発射速度で逐次的に発射することが出来る。 好ましくは、砲弾を発射する構成は、本発明者の出願した先行する特許出願に教示されたものと実質的に同じである。

ここで、図２に図示する武器プラットフォームの構造フレーム２０は、図１に関連して記載した複数の砲身部１０から形成されている。 フレーム２０は、横方向に延在する２本の砲身群２１と、縦方向に延在する４本の砲身群２２とを有している。 砲身群２１，２２の個々の砲身１１は、申し出の要求により、永久的に又は取外し自在に一緒に固定することができる。 他の構成では、武器プラットフォームの構造フレームは、単一の砲口端のみを持つ種類の砲身部であってもよいことを承知されたい。 更に、砲身部は異なるタイプの砲弾及び／又は構造の要求に合わせて、異なるサイズのものでもよい。

図３に図示するように、図２の構造フレーム２０は、特に航空機３０用に構成されている。 特に、航空機３０は無人且つ離隔操作のタイプの小規模戦闘用飛行体（ＳＣＡＶ small combat aerial vehicle）である。 航空機３０の構造配置では、横方向延在砲身群２１は飛行機の翼に対する翼桁３１を有し、縦方向延在砲身群２２は胴体３２を支持するフレームを有している。 飛行機３０は、各々が胴体フレームによって支持されている尾翼３３及び一対の水平安定板３４をも有している。 この構造配置は、飛行体重量をほんの僅か増加するが、飛行体に対して多銃身の銃システムを効果的に一体化している。

更に、略９フィート（２．７５ｍ）長で略１０フィート（３．０ｍ）翼長をもつ一形式の航空機３０の詳細が、図４及び５に示されている。 翼桁及び胴体フレームを形成する砲身部１０は、全て別々に発射される合計７８０×０．３２（８ｍｍ）弾を運んでいる。 １．１ポンド（０．５ｋｇ）を占める装薬及び２ポンド（０．９ｋｇ）だけ増加する砲身と共に、弾の総重量は略１２．５ポンド（５．６７５ｋｇ）になると見込まれる。 図４の側面図から分かるように、幾つかの弾は前部４１に発射され、幾つかは後部（後方）４２へ発射され、同時に他の弾は図５から分かるように航空機の左舷と右舷の翼先端４３，４４に隣接して砲口端を持つ砲身から横方向に発射することが出来る。

１つの動作モードでは、航空機３０は、無反動の効果で、毎分１８０，０００発（ｒｐｍ）の発射速度で目標に対して２７０発の弾を発射することが出来る。 図６に示すように、反動は、砲身１０の前方４１及び後方４２の砲口端の両方から同時に弾６５，６４を発射することにより効果的に相殺される。 このモードでは、目標に向けて４．３ポンド（１．９ｋｇ）弾を少なくとも０．０１秒で送出出来る。 本実施形態では航空機３０の尾翼３３搭載した監視カメラ６１は、目標に向けて発射するためにも使用することが出来る。 所望により、後方の砲口端４２から発射される弾６４は、例えばおとり（デコイ）又は一時的な刺激剤のために他の積載を提供するような、非致命的なものであってもよい。

更に動作のモードでは、縦方向砲身部は後方砲口端６２，６３だけから発射できるようにして、その反動により前方への飛行速度を高めるようにすることも出来る。

図７には、提案のＳＣＡＶ３０を、公知の商業的に乗客輸送機、例えばボーイング７３７エアーライナ７０と比較して、図示している。

図８には、更に別の動作のモードを図示し、ここでは航空機３０が目標８０の上空を環状の飛行パターンで周回している。 周期的に、そして所望ならランダムに、弾は、翼先端の銃口６７を持った横方向砲身群から目標８０に向けて発射される。 このモードでは、不確実且つやっかいなものとなるため、敵兵力の士気を粉砕することが出来る。 或いは、状況により、毎分６０，０００発で１２０発の弾を発射するような高い発射速度で使用することも出来る。 この一層高い発射速度では、１．９ポンド（０．８３６ｋｇ）弾を目標に対して０．１秒で送出できる。

本発明の上記実施形態の利点は、遅い飛行の脆弱性の問題に対処し、動作使用時に残存率を高めて軽量の武器システムを装備した航空機を低空飛行させ、多方向へランダムに発射することでやっかいな又は士気をくじく能力を提供する点にある。

動作時に、ＳＣＡＶは、一態様に超高高度を含む任意所望の高度で、装備された親航空機から送り出される。 敵ミサイルを追撃するため、例えば７０，０００フィート（２１，３５０ｍ）ような高々度の飛行船からの展開において、航空機３０は遅燃焼性の固体燃料ロケット６６（図６参照）によって加速される。 飛行機は、最初は飛行機に搭載の目標認識及び追尾装置によって誘導されて低空まで急降下し、その後、内部ターミナル追尾装置で巡航ミサイルのように特定の目標を捕捉する。

本実施形態の飛行機は、飛行機に損傷を与え、飛行機の飛行航路、高度又は飛行速度を邪魔しかねない反動のバランスを取りながら、可変の（遅い又は極端な）発射速度で反対方向に同時に発射する能力を具備し、そのサイズに対して不釣り合いな程の高い運動衝撃を加えることが出来る。

上述した実施形態は本発明の例示であって、当業者にとって明らかな実施形態に対する修正及び変更は本発明の範囲に含まれることを承知されたい。 本発明の技術的範囲は添付の特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。

図１は、本発明の実施形態に係る砲身部の拡大断面図である。

図２は、機搭載武器プラットフォームの構造フレームを形成するように配置された複数の砲身部の斜視図である。

図３は、図２の構造フレームを採用する航空機を示す図である。

図４は、図３に示す航空機の砲身部の配置を示す拡大側面図である。

図５は、図４の航空機の拡大正面図である。

図６は、更に、長さ方向の砲身部の動作使用状態を示す、図４の航空機の側面図である。

図７は、公知の一層大きい航空機に比較して図示した、図４に示す航空機の他の側面図である。

図８は、目標に対する横方向砲身部の動作使用状態を図示する、図４の航空機の概略図である。