JP7601661B2 - Underwater vehicle jamming device and underwater vehicle jamming method - Google Patents
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Description
本開示は、水中航走体妨害装置等に関する。 This disclosure relates to an underwater vehicle jamming device, etc.
船舶に衝突または近接し、爆薬等を爆発させる水中航走体は、船舶にとって非常に脅威である。 Underwater vehicles that collide with or approach ships and detonate explosives and other explosives are a major threat to ships.
水中航走体はレーダーや光学センサにより検出することができないため、ソナーにより水中音波を利用して検出する。しかし、水中航走体が小型である場合、アクティブソナーにより水中航走体からの反響音を検出することは非常に難しい。パッシブソナーにより水中航走体の航走音を検出することはできる。しかし、パッシブソナーでは水中航走体までの距離を検出することができないので、水中航走体の位置を正確に把握することができない。 Underwater vehicles cannot be detected by radar or optical sensors, so they are detected by sonar, which uses underwater sound waves. However, if the underwater vehicle is small, it is very difficult to detect the sound reflected from the underwater vehicle using active sonar. Passive sonar can detect the sound of the underwater vehicle moving. However, passive sonar cannot detect the distance to the underwater vehicle, so it cannot accurately determine the position of the underwater vehicle.
特許文献1には、船舶に接近するウェーキホーミング方式の水中航走体を捕獲網に絡めて航走を妨害する水中航走体無力化装置が開示されている。
一方、水中航走体に対して船舶から迎撃用水中航走体を射出し、迎撃用水中航走体を水中航走体に向かって航走させて、水中航走体を無力化する迎撃用水中航走体がある。迎撃用水中航走体は、例えば、水中航走体の至近距離まで接近し、迎撃用水中航走体の弾頭として搭載された爆薬を爆発させる。 On the other hand, there is an interceptor underwater vehicle that is launched from a ship toward the underwater vehicle and travels toward it, neutralizing the underwater vehicle. For example, the interceptor underwater vehicle approaches close to the underwater vehicle and detonates an explosive mounted as the warhead of the interceptor underwater vehicle.
水中物体が放射する推進器音等の航走音を数100mの距離で検出する方法としては、迎撃用水中航走体にパッシブソナーを搭載することが有望である。 Equipping an interceptor underwater vehicle with a passive sonar is a promising method for detecting propulsion sounds and other navigation sounds emitted by underwater objects at a distance of several hundred meters.
しかし、パッシブソナーでは水中航走体から放射された航走音の到来方向を検出できるが、水中航走体までの距離を検出できない。従って、パッシブソナーにより検出した航走音の到来方向の情報では、迎撃用水中航走体と水中航走体が最接近したタイミングを検出することは難しい。 However, while passive sonar can detect the direction of arrival of the navigation sound emitted from the underwater vehicle, it cannot detect the distance to the underwater vehicle. Therefore, it is difficult to detect the timing when the interceptor underwater vehicle and the underwater vehicle are closest to each other using information on the direction of arrival of the navigation sound detected by passive sonar.
本開示は、迎撃用水中航走体を用いて、最接近時の爆発によらずに水中航走体の航走を妨害できる、水中航走体妨害装置等を提供する。 This disclosure provides an underwater vehicle jamming device and the like that can disrupt the navigation of an underwater vehicle using an interceptor underwater vehicle without exploding at the closest point of approach.
本開示に係る水中航走体妨害装置は、水中航走体を捕獲する捕獲網と、前記捕獲網を曳航しながら、前記水中航走体の前方から、前記水中航走体に向かって航走する迎撃用水中航走体と、を備える。 The underwater vehicle jamming device according to the present disclosure comprises a capture net for capturing the underwater vehicle, and an intercepting underwater vehicle that travels toward the underwater vehicle from in front of the underwater vehicle while towing the capture net.
本開示に係る水中航走体捕獲網は、迎撃用水中航走体と連結する連結部と、貫通孔を有する捕獲網本体と、前記貫通孔を挟む少なくとも2箇所で前記捕獲網本体に固定される貫通孔補助網と、を備え、前記迎撃用水中航走体内に収納され、水中で展開されると、航走する前記迎撃用水中航走体に前記貫通孔を通過させ、前記迎撃用水中航走体に曳航されると前記貫通孔補助網は前記貫通孔をふさぐ。 The underwater vehicle capture net according to the present disclosure comprises a connecting portion that connects to an intercepting underwater vehicle, a capture net main body having a through hole, and a through hole auxiliary net that is fixed to the capture net main body at at least two points that sandwich the through hole, and is stored within the intercepting underwater vehicle. When deployed underwater, the through hole is passed through the intercepting underwater vehicle as it travels, and when towed by the intercepting underwater vehicle, the through hole auxiliary net blocks the through hole.
本開示に係る水中航走体妨害方法は、水中で捕獲網を曳航しながら、水中航走体の前方から、前記水中航走体に向かって迎撃用水中航走体が航走し、前記捕獲網で前記水中航走体を捕獲する。 The method of intercepting an underwater vehicle disclosed herein involves towing a capture net underwater while an intercepting underwater vehicle travels toward the underwater vehicle from in front of the underwater vehicle, and captures the underwater vehicle with the capture net.
本開示によれば、迎撃用水中航走体を用いて、最接近時の爆発によらずに水中航走体の航走を妨害することができる。 According to the present disclosure, an interceptor underwater vehicle can be used to disrupt the underwater vehicle's movement without exploding at the closest point.
以下、図面を参照して、本開示の実施形態を説明するが、本開示は本実施形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。 Below, an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings, but the present disclosure is not limited to this embodiment. Note that in the drawings described below, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanations may be omitted.
(概要)
図1~図7を用いて、本発明の一実施形態としての水中航走体妨害装置の概要を説明する。水中航走体妨害装置は、捕獲網と、水中航走体に向かって船舶から射出される迎撃用水中航走体とを含む。迎撃用水中航走体は爆薬を積んでいなくてもよい。
(overview)
An outline of an underwater vehicle jamming device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 7. The underwater vehicle jamming device includes a capture net and an interceptor underwater vehicle that is launched from a ship toward the underwater vehicle. The interceptor underwater vehicle does not need to be loaded with explosives.
図1は、水中航走体3が検出された状態を示す図である。船舶1に装備されたソナー2は、水中航走体3が水中を航走する際に発生させる推進器音等の水中音波を検出する。
Figure 1 shows the state in which an
船舶1は、水中航走体3がホーミング航走する際の目標物である。ソナー2は、船舶1に搭載されたソナーである。ソナー2は、一般的にアクティブソナーの機能とパッシブソナーの機能を有する。アクティブソナーは、水中で探信音波を送信し、水中の物体からの反響音を検出する方式のソナーである。パッシブソナーは、水中航走体などの推進器音などを検出する方式のソナーである。本開示に係るソナー2は、少なくともパッシブソナーの機能を有していればよい。
The
水中航走体3は、船舶1を目標物としてホーミング航走する。水中航走体3の直径は、一般的に0.3~0.6mである。
The
船首方位4は、水中航走体の検出方向5の基準となる。
The
水中航走体の検出方向5は、船首方位4を基準とした方向である。水中航走体の検出方向5は、ソナー2により検出した水中航走体3から放射された推進器音等の航走音の到来方向を示す。
The
図2は、迎撃用水中航走体10の射出直後の状態を示す図である。船舶1は、迎撃用水中航走体10を射出し、迎撃用水中航走体10を海中に投下する。図2は、迎撃用水中航走体10が、誘導ワイヤー8により船舶1からの誘導を受ける前の状態を示す。
Figure 2 shows the state of the interceptor underwater
誘導ワイヤー8は、船舶1が迎撃用水中航走体10の針路、及び、深度及びを制御する信号を伝送する電線または光ファイバーケーブルである。船舶1は、水中航走体3の到来方向に進行するよう、誘導ワイヤー8を介して迎撃用水中航走体10を有線誘導する。
The
図3は、迎撃用水中航走体10の誘導中の状態を示す図である。迎撃用水中航走体の検出方向9は、船首方位4を基準とした方向である。迎撃用水中航走体の検出方向9は、ソナー2が検出した迎撃用水中航走体10が放射する推進器音等の航走音の検出方向を示す。迎撃用水中航走体10は、誘導ワイヤー8を介して船舶1からの誘導を受けて、水中航走体3と、船舶1の間に誘導される。
Figure 3 shows the state of the interceptor underwater
船舶1のソナー2は、迎撃用水中航走体10の推進器音と、水中航走体3の推進器音の方向を検出する。またソナー2は、迎撃用水中航走体10の推進器音と、水中航走体3の推進器音が同一方向から到来することを検出する。さらに、ソナー2は、迎撃用水中航走体10の進行方向の延長線と水中航走体3の到来方向の延長線が一致することを検出してもよい。
誘導ワイヤー8は、さらに、捕獲網11の展開タイミングを制御する信号を伝送してもよい。迎撃用水中航走体10の航走方向の誘導ができたら、誘導ワイヤー8を用いた遠隔制御により、迎撃用水中航走体10から捕獲網11が展開される。捕獲網11は、迎撃用水中航走体10と連結する連結部を備える。捕獲網11の大きさは特に限られないが、好適には直径30~50mである。なお、捕獲網11の直径は30m以下であっても、50m以上であってもよい。また、捕獲網11の形状は特に限られない。捕獲網11の網目の大きさは、水中航走体3を捕獲できるように適宜設計される。迎撃用水中航走体10は、捕獲網11を曳航する。
The
図4は、捕獲網11が展開された後の状態を示す図である。図4は、迎撃用水中航走体10の後部から捕獲網11を展開して曳航する様子を示す。図5は、水中航走体3が、迎撃用水中航走体10が曳航する捕獲網11に捕獲される様子を示す。図6は、迎撃用水中航走体10が曳航する捕獲網11に水中航走体3が完全に捕獲された様子を示す。水中航走体3は、完全に捕獲されると、迎撃用水中航走体10を引きずる。この段階で、水中航走体3のホーミング航走を妨害することができる。
Figure 4 shows the state after the
図7は、水中制動パラシュート12が展開された状態を示す図である。水中航走体3のホーミング航走の妨害を徹底するため、迎撃用水中航走体10は、前部から水中制動パラシュート12を展開する。水中制動パラシュート12を展開することにより、水中航走体3の水中抵抗を増大させ、速度を低下させる。従って、船舶1は、水中航走体3の追尾を回避することができる。
Figure 7 shows the underwater braking parachute 12 deployed. In order to thoroughly disrupt the homing navigation of the
(構成)
次に、図8~図13、図15、図16を用いて、本実施形態に係る水中航走体妨害システムの構成例を説明する。水中航走体妨害システムは、迎撃用水中航走体10と、捕獲網11と、誘導ワイヤー8と、船舶1を含む。
(composition)
Next, a configuration example of the underwater vehicle jamming system according to this embodiment will be described with reference to Figures 8 to 13, 15, and 16. The underwater vehicle jamming system includes an intercepting
図8は、迎撃用水中航走体10の構成及び内部構造の例を示す図である。迎撃用水中航走体10の直径は適宜設計されうるが、好ましくは、直径0.3~0.5mの範囲で設計される。迎撃用水中航走体10の直径は0.3m以下であっても、0.5m以上であってもよい。
Figure 8 is a diagram showing an example of the configuration and internal structure of the interceptor
以下の図面において、x軸正側は迎撃用水中航走体10の航走方向である。y軸正側は、航走方向に対して上側である。z軸方向正側は、航走方向に対して右側である。
In the following drawings, the positive side of the x-axis is the direction of travel of the interceptor
迎撃用水中航走体10は、自律航走が可能であってもよい。この場合、迎撃用水中航走体10の前部には、パッシブソナー13が装備される。パッシブソナー13は、水中航走体3が放射する推進器音等の航走音を受信し、航走音の到来俯仰角及び到来水平方向を検出する。パッシブソナー13は、一般的に迎撃用水中航走体10の最前部に搭載される。
The interceptor
迎撃用水中航走体10は、水中制動パラシュート12を備えてもよい。この場合、水中制動パラシュート収納部14は、迎撃用水中航走体10の中に水中制動パラシュート12を収納する。水中制動パラシュート収納部14は、水中制動パラシュート12を展開させる機構を有する。水中制動パラシュート収納部14は、例えば、水中制動パラシュート収納部14の外郭を分離させ、水中制動パラシュート12を展開させる。
The interceptor
迎撃用水中航走体10は、捕獲網収納部15、燃料タンク部16、機関部17、プロペラシャフト18、スクリュープロペラ19、舵20、制御部21、誘導ワイヤー収納部22、及び、誘導ワイヤーガイドレール23を備える。
The interceptor
捕獲網収納部15は、迎撃用水中航走体10の中に捕獲網11を収納する。捕獲網収納部15は、捕獲網11を展開させる機構を有する。捕獲網収納部15は、例えば、捕獲網収納部15の外郭を分離させ、捕獲網11を展開させる。
The capture
なお、水中制動パラシュート収納部14及び捕獲網収納部15の外郭部分を分離させる技術は、水中航走体の分野において知られているので、説明を省略する。本実施の形態では、水中制動パラシュート収納部14及び捕獲網収納部15の外郭部分の分離以外の機構に特徴がある。
The technology for separating the outer shells of the underwater braking
燃料タンク部16は、迎撃用水中航走体10の機関部17が使用する燃料を収納する。機関部17が電動モーターである場合、燃料タンク部16は電池である。
The
機関部17は、迎撃用水中航走体10のスクリュープロペラ19を回転させる動力源であり、燃料タンク部16から供給される燃料を燃焼させる内燃機関または電動モーターである。機関部17が内燃機関である場合、機関部17は発電機を内蔵してパッシブソナー13等が使用する電力を供給する。
The engine section 17 is a power source that rotates the screw propeller 19 of the interceptor
プロペラシャフト18は、機関部17とスクリュープロペラ19を連結する軸機構である。 The propeller shaft 18 is a shaft mechanism that connects the engine section 17 and the screw propeller 19.
スクリュープロペラ19は、水中で回転することにより推進力を発生させる推進器である。迎撃用水中航走体10に装備されるスクリュープロペラ19は、2重反転プロペラであり、前後のプロペラを反対方向に回転させる。これは、プロペラが水中で回転することにより反作用が発生して本体が回転することを防止するためである。一般的に水中航走体3も、スクリュープロペラ19と同様のプロペラを備える。
The screw propeller 19 is a propulsion device that generates thrust by rotating underwater. The screw propeller 19 equipped on the interceptor
舵20は、航走方向を制御する。舵20は、例えば、水平舵及び垂直舵を有する。舵20は、水平舵及び垂直舵により、迎撃用水中航走体10の水平方向及び俯仰角を制御する。一般的に水中航走体3も、舵20と同様の舵を備える。
The
制御部21は、パッシブソナー13から水中航走体3の航走音の到来水平方向及び俯仰角の入力を受ける。また、制御部21は誘導ワイヤー収納部22から船舶1の誘導情報の入力を受ける。制御部21は、舵20の水平舵及び垂直舵並びに水中制動パラシュート収納部14及び捕獲網収納部15に対して制御信号を出力する。制御部21は、舵20を制御するから、舵制御部とも呼ばれる。
The
誘導ワイヤー収納部22は、誘導ワイヤー8を収納するドラムである。
The guide
誘導ワイヤーガイドレール23は、誘導ワイヤー8がスクリュープロペラ19に絡まることを防止するため、誘導ワイヤー8の繰り出し口をスクリュープロペラ19の後ろに位置するよう調整する機構である。
The guide wire guide rail 23 is a mechanism that adjusts the payout port of the
迎撃用水中航走体10は、さらに、捕獲網ガイドレール28及び捕獲網ガイドレール29を備えてもよい。捕獲網ガイドレール28、29は進行方向の左右に設けられてもよい。x軸負側から見た場合に、捕獲網ガイドレール28は、左側捕獲網ガイドレールとも呼ばれ、捕獲網ガイドレール29は、右側捕獲網ガイドレールとも呼ばれる。
The interceptor
図9は、迎撃用水中航走体10が捕獲網11を展開する前及び展開した後の迎撃用水中航走体10の構造を示す。図9は、迎撃用水中航走体10を図8の状態から、長軸方向に90度回転させた状態を示す。従って、誘導ワイヤーガイドレール23が迎撃用水中航走体10の下部ではなく中部に図示されている。
Figure 9 shows the structure of the interceptor
捕獲網ガイドレール28、29は、捕獲網11の収納時には迎撃用水中航走体10の内部に格納されている。捕獲網ガイドレール28、29は、捕獲網11の展開時にはy軸の周りに回転する回転軸30を軸として外側に180度回転し、図9の下側の図に示すように捕獲網11を迎撃用水中航走体10の後部に曳航する。ただし、図9の下側の図では、捕獲網ガイドレール28、29の回転軸30と反対側の他端に固定され展開している捕獲網11は省略されている。
The capture
回転軸30は、捕獲網ガイドレール28及び捕獲網ガイドレール29が回転する際の軸である。捕獲網ガイドレール28、29の一端は、回転軸30に連結している。舵20によって迎撃用水中航走体10を長軸(図面上x軸)を中心として回転させることで、捕獲網ガイドレール28、29は外側に展開されてもよい。
The
中央構造物31は、捕獲網11を展開後に迎撃用水中航走体10の構造を維持するため、捕獲網収納部15の外郭を分離後に水中制動パラシュート収納部14と燃料タンク部16を支持する機械構造である。
The central structure 31 is a mechanical structure that supports the underwater braking
図10は、迎撃用水中航走体10が捕獲網11を展開する時及び曳航する時のx軸負側から見た捕獲網11の構造の例を示す。捕獲網11は、例えば、捕獲網貫通孔32を有する(捕獲網貫通孔は貫通孔とも呼ばれる)。捕獲網貫通孔32は、捕獲網11を展開する際に迎撃用水中航走体10の後部(燃料タンク16が収納されている部分より進行方向の後ろ側)を捕獲網11がすり抜けるための穴である。
Figure 10 shows an example of the structure of the capture net 11 as viewed from the negative x-axis when the interceptor
捕獲網11には、例えば、捕獲網貫通孔補助網33が固定される(捕獲網貫通孔補助網は貫通孔補助網とも呼ばれる)。捕獲網貫通孔補助網33は、捕獲網11の展開後に捕獲網貫通孔32を塞ぐための二重の網である。捕獲網貫通孔補助網33は、捕獲網11が水流の抵抗により展開した後、捕獲網貫通孔32を塞ぐよう、捕獲網11に固定される。捕獲網貫通孔補助網33は、捕獲網貫通孔32を挟む少なくとも2箇所で固定される。例えば、図10において、捕獲網貫通孔補助網33は、左右の両端のみ捕獲網11に固定される。
For example, a capture net through-hole auxiliary net 33 is fixed to the capture net 11 (the capture net through-hole auxiliary net is also called a through-hole auxiliary net). The capture net through-hole auxiliary net 33 is a double net for blocking the capture net through-hole 32 after the
迎撃用水中航走体10の後部を捕獲網11がすり抜けることを妨害しなければ、捕獲網貫通孔補助網33は、捕獲網貫通孔32を囲う3箇所以上で固定されてもよい。
The capture net penetration hole auxiliary net 33 may be fixed at three or more points surrounding the capture net penetration hole 32, as long as it does not prevent the capture net 11 from passing through the rear of the interceptor
図15及び図16は、捕獲網11を展開させる方法の一例の説明図である。図15に示すように、迎撃用水中航走体10の捕獲網収納部15の外郭部分が外れ、捕獲網ガイドレール28、29が回転軸30を中心にそれぞれ追撃用水中航走体10の外側に回転する。捕獲網11は、捕獲網ガイドレール28、29の回転軸30と反対側の他端に曳航ロープで連結される。捕獲網11は、捕獲網ガイドレール28、29の回転とともに、収容されていた捕獲網収納部15から引き出される。図16は、迎撃用水中航走体10が捕獲網11の捕獲網貫通孔32を通り抜ける状態を示している。さらに、通り抜けが進み、迎撃用水中航走体10の後部を捕獲網11の捕獲網貫通孔32が完全に通り抜けると、図9の下側の図及び図4に示すとおり、捕獲網11を開きながら曳航状態となる。このとき、図10に示すように捕獲網貫通孔補助網33が捕獲網貫通孔32を塞ぐので、捕獲網11によって捕獲される水中航走体3は、捕獲網貫通孔32を潜り抜けない。
15 and 16 are explanatory diagrams of an example of a method for deploying the
図11は、本開示に係る水中航走体妨害システムの全体の概要例を示すブロック図である。図11には、船舶1と迎撃用水中航走体10が示されている。船舶1と迎撃用水中航走体10は、誘導ワイヤー8により接続される。
Figure 11 is a block diagram showing an example of an overall outline of an underwater vehicle jamming system according to the present disclosure. Figure 11 shows a
水中音波34は、水中航走体3が放射する推進器音等の航走音を含む水中音波である。船舶1のソナー2と、迎撃用水中航走体10のパッシブソナー13は、それぞれ、水中音波34を検出する。
The underwater acoustic waves 34 are underwater acoustic waves that include navigation sounds such as propulsion sounds emitted by the
図12は、パッシブソナー13をx軸正側から見た平面図である。パッシブソナー13は、垂直受波アレイ24及び水平受波アレイ25を備える。垂直受波アレイ24は、水中航走体3が放射する航走音を受信し、航走音の到来俯仰角を検出する。水平受波アレイ25は、水中航走体3が放射する航走音を受信し、航走音の到来水平方向の検出を可能にする。
Figure 12 is a plan view of the
図13は、垂直受波アレイ24により得られる垂直受波指向性26、及び、水平受波アレイ25により得られる水平受波指向性27を示す。図13において、上側は、y軸正側、下側はy軸負側である。また、右側は、z軸正側、左側はz軸負側である。垂直受波アレイ24は、垂直方向の指向性を有する。垂直受波アレイ24が備える複数の電歪振動子35が受信した水中音波34について、位相のずれを利用して、水中航走体3が放射する航走音の到来俯仰角が算出される。水平受波アレイ25は、水平方向の指向性を有する。水平受波アレイ25が備える複数の電歪振動子35が受信した水中音波34について、位相のずれを利用して、水中航走体3が放射する航走音の到来方向角が算出される。
Figure 13 shows the vertical receiving directivity 26 obtained by the vertical receiving array 24 and the horizontal receiving directivity 27 obtained by the horizontal receiving array 25. In Figure 13, the upper side is the positive side of the y-axis, and the lower side is the negative side of the y-axis. The right side is the positive side of the z-axis, and the left side is the negative side of the z-axis. The vertical receiving array 24 has vertical directivity. The arrival elevation and depression angles of the navigation sound emitted by the
電歪振動子35は、ソナー2並びにパッシブソナー13の垂直受波アレイ24及び水平受波アレイ25に装備され、水中音波34を電気信号に変換する。
The
プリアンプ36は、ソナー2及びパッシブソナー13に装備されており、電気信号を増幅する。
The
アナログデジタル(A/D(Analog/Digital))変換部37は、ソナー2及びパッシブソナー13に装備され、アナログ電気信号をデジタル信号に変換する。
The analog-to-digital (A/D (Analog/Digital))
水平指向性合成処理部38は、ソナー2及びパッシブソナー13に装備され、ソナー2及び水平受波アレイ25の電歪振動子35により受波した音波の位相差により信号を水平方向の受波信号レベルに変換する。
The horizontal directivity
高速フーリエ変換(FFT(Fast Fourier Transform))処理部39は、ソナー2に装備され、水平方向毎の受波信号レベルについて、周波数成分毎の受波信号レベルに変換する。FFT処理部39は、水平方向毎かつ周波数成分毎の受波信号レベルを誘導制御部40へ送信する。
The Fast Fourier Transform (FFT)
誘導制御部40は、ソナー2に装備され、水平方向毎かつ周波数成分毎の受波信号レベルから、水中航走体の検出方向5及び迎撃用水中航走体の検出方向9を算出する。誘導制御部40は、水中航走体の検出方向5及び迎撃用水中航走体の検出方向9が一致するよう、誘導ワイヤー8を介して迎撃用水中航走体10の針路を制御する。また、誘導制御部40は、水中航走体の検出方向5及び迎撃用水中航走体の検出方向9が一致した場合は、迎撃用水中航走体10に対して捕獲網11の展開タイミングを指示する。
The
垂直指向性合成処理部41は、ソナー2及びパッシブソナー13に装備され、垂直受波アレイ24の電歪振動子35により受波した音波の位相差により信号を垂直方向の受波信号レベルに変換する。
The vertical directivity
水中では、深度によって水温、塩分濃度及び密度が異なるため、水中の音速が変化する。音波は特に垂直方向(水面方向および海底方向)に直進しない特性があるので、船舶1に装備されたソナー2では水中航走体3の深度を正確に検出することができない。迎撃用水中航走体10が捕獲網11により水中航走体3を捕獲するために、迎撃用水中航走体10が備えるパッシブソナー13を用いて、水中航走体3の航走音に向かって迎撃用水中航走体10の深度を調整することが好ましい。
Underwater, the speed of sound changes because water temperature, salinity, and density vary with depth. Sound waves have the characteristic of not traveling straight in a vertical direction (towards the water surface and the seabed), and so the
具体的には、迎撃用水中航走体10の先端部に装備されたパッシブソナー13の垂直受波アレイ24を用いる。垂直指向性合成処理部41は、垂直受波アレイ24の垂直受波指向性26を用いて、水中航走体3の航走音が到来する俯仰角を算出し、その俯仰角の方向に深度が変更される。
Specifically, the vertical receiving array 24 of the
また、船舶1に装備されたソナー2により水中航走体3の航走音を検出することができるが、捕獲網11により水中航走体3を捕獲するためには、迎撃用水中航走体10を、より精度よく水中航走体3の方向へ針路を制御することが好ましい。従って、迎撃用水中航走体10が備えるパッシブソナー13を用いて、水中航走体3の航走音に向かって針路が制御される。
In addition, the
具体的には、迎撃用水中航走体10の先端部に装備されたパッシブソナー13の水平受波アレイ25を用いる。水平指向性合成処理部38は、水平受波アレイ25の水平受波指向性27を用いて、水中航走体3の航走音が到来する方向を算出し、その方向に針路が変更される。水中航走体3と迎撃用水中航走体10の離隔距離が短くなるほど、高精度で迎撃用水中航走体10が水中航走体3の方向に向かって航走することができる。
Specifically, the horizontal wave receiving array 25 of the
(動作)
本実施形態に係る、水中航走体妨害システムの動作について説明する。図14は、水中航走体妨害システムの動作例を示すフローチャートである。
(Operation)
An operation of the underwater vehicle jamming system according to this embodiment will be described below. Fig. 14 is a flowchart showing an example of the operation of the underwater vehicle jamming system.
船舶1に装備されたソナー2が、水中航走体3が放射する水中音波34を検出し、水中航走体の検出方向5を検出する(ステップS1)。
The
具体的には、水中音波34を船舶1に装備されたソナー2の電歪振動子35が電気信号に変換する。電気信号は、プリアンプ36により増幅され、アナログデジタル変換部37によりデジタルデータ化され、水平指向性合成処理部38により方向毎の音波受信データに変換される。FFT処理部39は、音波受信データに基づいて、周波数特性を分析する。誘導制御部40は水中航走体3の航走音の周波数の特徴を有する水中音波34の到来方向を判定する。
Specifically, the underwater sound waves 34 are converted into an electrical signal by an
次に、迎撃用水中航走体10が船舶1から射出され、誘導ワイヤー8により誘導される(ステップS2)。迎撃用水中航走体10は、船舶1から誘導ワイヤー8により誘導されつつ航走し、水中航走体の検出方向5と迎撃用水中航走体の検出方向9が同じになるよう誘導される。
Next, the interceptor
具体的には、水中音波34を船舶1に装備されたソナー2の電歪振動子35が電気信号に変換する。電気信号は、プリアンプ36により増幅され、アナログデジタル変換部37によりデジタルデータ化され、水平指向性合成処理部38により方向毎の音波受信データに変換される。FFT処理部39は音波受信データに基づいて、周波数特性を分析する。誘導制御部40は、水中航走体3の航走音の周波数の特徴を有する水中音波34と、誘導中の迎撃用水中航走体10の周波数の特徴を有する水中音波34が、同じ方向から到来するよう、迎撃用水中航走体10の針路を制御し誘導する。
Specifically, the underwater sound waves 34 are converted into an electric signal by an
迎撃用水中航走体10から放射された水中音波34の迎撃用水中航走体の検出方向9と水中航走体の検出方向5が一致したことが確認されると、迎撃用水中航走体10は、捕獲網11を展開する(ステップS3)。
When it is confirmed that the
具体的には、誘導制御部40は、水中航走体3の航走音の周波数の特徴を有する水中音波34及び誘導中の迎撃用水中航走体10の周波数の特徴を有する水中音波34が同じ方向から到来することを判定する。誘導制御部40は、例えば、水中航走体の検出方向5と、迎撃用水中航走体の検出方向9の差が所定の範囲内であるとき、迎撃用水中航走体10の推進器音と、水中航走体3の推進器音が同一方向から到来すると判定する。誘導制御部40は、誘導ワイヤー8を介して迎撃用水中航走体10の制御部21に対して捕獲網11の展開を指示する。制御部21は、捕獲網収納部15の外郭部分を分離させて捕獲網11を展開させる。
Specifically, the
このとき、捕獲網11が迎撃用水中航走体10のスクリュープロペラ19に絡まないように、図9に示す捕獲網ガイドレール28及び捕獲網ガイドレール29が、回転軸30を中心に迎撃用水中航走体10の外側に180度回転しながら、捕獲網11が展開される。捕獲網11が展開されるとき、図15に示す状態から図16に示すように捕獲網11の捕獲網貫通孔32は迎撃用水中航走体10の後部をくぐり抜ける。
At this time, the
迎撃用水中航走体10は、図4に示すように水中航走体3に向かって自律ホーミング航走する(ステップS4)。
The interceptor
具体的には、水中音波34を迎撃用水中航走体10に装備された垂直受波アレイ24及び水平受波アレイ25の電歪振動子35が電気信号へ変換する。電気信号は、プリアンプ36により増幅され、アナログデジタル変換部37によりデジタルデータ化される。垂直指向性合成処理部41は、変換されたデジタルデータを俯仰角毎の音波受信データに変換し、制御部21へ出力する。水平指向性合成処理部38は、変換されたデジタルデータを水平方向毎の音波受信データに変換し、制御部21へ出力する。
Specifically, the underwater acoustic waves 34 are converted into electrical signals by
制御部21は、俯仰角毎の音波受信データについて、レベルが大きい方向に水中航走体3が存在すると仮定し、水中航走体3の方向に迎撃用水中航走体10が航走するよう舵20の水平舵を制御する。また、制御部21は、方向毎の音波受信データについて、レベルが大きい方向に水中航走体3が存在すると仮定し、水中航走体3の方向に迎撃用水中航走体10が航走するよう舵20の垂直舵を制御する。
The
図5、図6に示すように捕獲網11が水中航走体3を完全に捕獲する(ステップS5)。このとき、制御部21に内蔵される図示しない慣性航法装置は、迎撃用水中航走体10が水中航走体3の運動エネルギーにより急減速したことを検出する。
As shown in Figures 5 and 6, the capture net 11 completely captures the underwater vehicle 3 (step S5). At this time, the inertial navigation system (not shown) built into the
捕獲網11に水中航走体3が完全に捕獲された後、図7に示すように迎撃用水中航走体10が水中制動パラシュート12を展開する(ステップS6)。水中制動パラシュート12は、水中航走体3の航走速度を減速させる。
After the
具体的には、制御部21が、水中制動パラシュート収納部14に対し、外郭部分を分離させて、水中制動パラシュート12を展開させる。水中制動パラシュート12を展開することにより、水中航走体3の航走速度を遅くさせて、水中航走体3と船舶1が近接することを防止することができる。好適には、水中制動パラシュート12は、水中航走体3の航走速度を船舶1の航走速度よりも遅くさせる。
Specifically, the
上述した実施形態の処理をコンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本開示の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。 The scope of the present disclosure also includes a program that causes a computer to execute the processing of the above-described embodiment and a recording medium on which the program is stored. Examples of recording media that can be used include magnetic disks, magnetic tapes, optical disks, magneto-optical disks, and semiconductor memories.
(効果)
<第1の効果>
本実施形態によれば、迎撃用水中航走体と水中航走体が最接近したタイミングが検出できない場合にも、水中航走体を妨害することができる。その理由は、迎撃用水中航走体10が捕獲網11を曳航しながら、水中航走体3の前方から水中航走体3に向かって航走し、捕獲網11で水中航走体3を捕獲するためである。また、その理由は、迎撃用水中航走体10が所定の幅を有する捕獲網11を曳航することにより、所定の範囲まで接近した水中航走体3を捕獲網11により捕獲するためである。さらに、迎撃用水中航走体10が、捕獲網11により水中航走体を捕獲後、水中制動パラシュート12を展開するためである。本実施形態により、水中航走体3の航走速度を遅くするから、水中航走体3が船舶1に接近することを妨害できる。
(effect)
<First Effect>
According to this embodiment, even if the timing at which the underwater vehicle and the intercepting underwater vehicle are closest to each other cannot be detected, the underwater vehicle can be jammed. This is because the intercepting
<第2の効果>
本実施形態によれば、より確実に迎撃用水中航走体10と水中航走体3を接近させることができる。その理由は、水中航走体3に向かって迎撃用水中航走体10を誘導し、接近させる技術について、まず、大まかな方向を船舶1に装備されたソナー2により検出するためである。迎撃用水中航走体10は、誘導ワイヤー8により大まかな方向へ有線誘導される。迎撃用水中航走体10と水中航走体3の離隔距離が短くなると、迎撃用水中航走体10のパッシブソナー13は水中航走体3の航走音を検出する。そして、水中航走体3の航走音を検出した後は、迎撃用水中航走体10に装備されたパッシブソナー13を用いて、水中航走体3の航走音が到来する俯仰角及び水平方向へ迎撃用水中航走体10が航走するためである。
<Second Effect>
According to this embodiment, the interceptor
以上、上述した実施形態を模範的な例として本開示を説明した。しかしながら、本開示は、上記実施形態には限定されない。即ち、本開示は、本開示のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。 The present disclosure has been described above using the above-mentioned embodiment as an exemplary example. However, the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiment. In other words, the present disclosure can be applied in various aspects that can be understood by a person skilled in the art within the scope of the present disclosure.
1 船舶
2 ソナー
3 水中航走体
4 船首方位
5 水中航走体の検出方向
8 誘導ワイヤー
9 迎撃用水中航走体の検出方向
10 迎撃用水中航走体
11 捕獲網
12 水中制動パラシュート
13 パッシブソナー
14 水中制動パラシュート収納部
15 捕獲網収納部
16 燃料タンク部
17 機関部
18 プロペラシャフト
19 スクリュープロペラ
20 舵
21 制御部
22 誘導ワイヤー収納部
23 誘導ワイヤーガイドレール
24 垂直受波アレイ
25 水平受波アレイ
26 垂直受波指向性
27 水平受波指向性
28 捕獲網ガイドレール
29 捕獲網ガイドレール
30 回転軸
31 中央構造物
32 捕獲網貫通孔
33 捕獲網貫通孔補助網
34 水中音波
35 電歪振動子
36 プリアンプ
37 アナログデジタル変換部
38 水平指向性合成処理部
39 FFT処理部
40 誘導制御部
41 垂直指向性合成処理部
1
Claims (9)
前記捕獲網を曳航しながら、前記水中航走体の前方から、前記水中航走体に向かって航走する迎撃用水中航走体と、
を備え、前記迎撃用水中航走体は、
前記捕獲網を収納する捕獲網収納手段と、
水中制動パラシュートを収納するパラシュート収納手段と、
前記捕獲網を水中で展開させ、前記水中航走体の検出水平方向及び検出垂直方向に向けて自律ホーミング航走するよう制御し、前記水中制動パラシュートを前記迎撃用水中航走体の航走方向に展開させる制御手段と、を備える、
水中航走体妨害装置。 A capture net for capturing the underwater vehicle;
an intercepting underwater vehicle traveling toward the underwater vehicle from in front of the underwater vehicle while towing the capture net;
The interceptor underwater vehicle comprises:
A net storage means for storing the net;
a parachute storage means for storing an underwater braking parachute;
a control means for controlling the capture net to be deployed underwater and for autonomous homing travel toward the detected horizontal and vertical directions of the underwater vehicle, and for deploying the underwater braking parachute in the travel direction of the interceptor underwater vehicle.
Underwater vehicle jamming device.
請求項1に記載の水中航走体妨害装置。 The control means deploys the capture net in water by guidance from a ship.
The underwater vehicle jamming device according to claim 1.
請求項2に記載の水中航走体妨害装置。 The underwater vehicle jamming device according to claim 2 , wherein the interceptor underwater vehicle further comprises a capture net guide rail that is deployed at a rear portion of the interceptor underwater vehicle and that tows the capture net.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の水中航走体妨害装置。 The control means deploys the underwater braking parachute in response to detecting the capture of the underwater vehicle by detecting the deceleration of the interceptor underwater vehicle.
An underwater vehicle jamming device according to any one of claims 1 to 3 .
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水中航走体妨害装置。 The underwater vehicle jamming device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a passive sonar that receives the navigation sound of the underwater vehicle, and autonomously homing toward a detection horizontal direction and a detection vertical direction of the received navigation sound.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水中航走体妨害装置。 a guide wire for transmitting a guidance command from a ship to guide the interceptor underwater vehicle to the underwater vehicle;
An underwater vehicle jamming device according to any one of claims 1 to 5 .
貫通孔を有する捕獲網本体と、
前記貫通孔を挟む少なくとも2箇所で前記捕獲網本体に固定される貫通孔補助網と、を備え、
前記迎撃用水中航走体内に収納され、水中で展開されると、航走する前記迎撃用水中航走体に前記貫通孔を通過させ、
前記迎撃用水中航走体に曳航されると前記貫通孔補助網は前記貫通孔をふさぐ、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の水中航走体妨害装置。 The capture net is
A capture net body having a through hole;
and a through-hole auxiliary net fixed to the capture net body at at least two points sandwiching the through-hole,
When the missile is stored in the interceptor underwater vehicle and deployed in water, the missile passes through the through hole of the interceptor underwater vehicle traveling,
When towed by the interceptor underwater vehicle, the through hole auxiliary net blocks the through hole.
An underwater vehicle jamming device according to any one of claims 1 to 6.
迎撃用水中航走体に収納された捕獲網を水中で展開させ、
水中で前記捕獲網を曳航しながら、水中航走体の前方から、前記水中航走体の検出水平方向及び検出垂直方向に向かって前記迎撃用水中航走体を自律航走させ、
前記捕獲網で前記水中航走体を捕獲し、
前記迎撃用水中航走体に収納された水中制動パラシュートを前記迎撃用水中航走体の航走方向に展開させる
水中航走体妨害方法。 Underwater vehicle jamming devices,
The capture net stored in the interceptor underwater vehicle is deployed underwater,
while towing the capture net underwater , the intercepting underwater vehicle is autonomously navigated from in front of the underwater vehicle toward the detected horizontal direction and the detected vertical direction of the underwater vehicle;
Capturing the underwater vehicle with the capture net ;
An underwater braking parachute stored in the interceptor underwater vehicle is deployed in the traveling direction of the interceptor underwater vehicle.
Method for interfering with underwater vehicles.
請求項8に記載の水中航走体妨害方法。 After capturing the underwater vehicle by the capture net, the interceptor underwater vehicle deploys the underwater braking parachute.
A method for intercepting an underwater vehicle according to claim 8 .
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