JPS6137559B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は対潜水艦兵器に関し、特に潜水艦また
は同様な標的の近傍に水上から発射され、兵器が
水中に入つた後はそれ自体で推進して潜水艦に命
中するような兵器に関する。

対潜水艦戦闘（ASW）の問題は米国その他多
くの国家にとつて長い間重要な関心事であつた。
戦争を効果的に遂行し、また他国からの攻撃に対
し防衛する能力は、一部は、敵潜水艦の攻撃に対
し商船及び艦艇を守ることによつて決まる。敵潜
水艦を探知する技術は非常に洗練されたレベルま
で開発されている。しかし潜水艦を確実に破壊で
きる個所へ弾頭を発射する能力はまだ遅れてい
る。

第二次世界大戦以後、魚雷の有効射程は、魚雷
発射艇からその兵器をさらに方向づけるロケツト
推進システムを備えることにより広げられた。こ
れにより射程は広がり従つて発射艇の安定性が高
くなつたものの、それら兵器はなお確実な攻撃を
行うためには敵潜水艦の殆んど直上に落さなけれ
ばならない。より優れたASW兵器は、入水後に
潜水艦を探知してその方へ向かう能力をもつた対
潜水艦魚雷の形で開発されてきた。対潜水艦ロケ
ツト・システム（ASROC）が開発されて魚雷を
空中発射し潜水艦の付近に落すようになつた。そ
こで魚雷は水に入つた後潜水艦を探知し、そして
これの方へ向かつて進み命中して破壊する。

このようなシステムは非常に複雑でありそして
価格が高くなる。１つのそのような兵器の現在の
コストは500000から750000ドルのオーダーであ
る。さらにそのような兵器は潜水艦から反撃され
易く、また水深の浅いところ（180ｍ以下）ある
いは海面上の潜水艦に対しては効果がずつと低く
なる。このことは敵潜水艦が海面上あるいは大陸
棚に沿つた非常に広範囲な領域においてあまり攻
撃されることなく、そのような領域内の沿岸また
は大陸間航行船舶を餌食にできるということであ
る。そこで特に浮上または沿岸沿いの浅い水深の
潜水艦に対しより効果的に機能し、また構成がよ
り簡単という点でコスト効率がより高く、そして
製造と操作が安価に実施できるような対潜水艦兵
器を提供できることが重要なことは明らかであ
る。

対潜水艦戦闘用兵器の開発の試みのさまざまな
実例は当該技術において知られている。その１つ
の実例は前記のASROC兵器であり、これは
MK46爆雷または水雷、ロケツト・モーターおよ
びパラシユート・パツクで構成される。魚雷は水
に入ると他のものから放され、潜水艦に向かつて
いく。しかしその潜水艦探知は前方捜索探知シス
テムに限定される。この探知システムは、水雷が
最初から潜水艦を探し回わる追跡態様に方向づけ
られていない限り、入水個所から側方向に位置す
る潜水艦を探知することはできない。他の実例は
ロケツトまたはガンで発射されて水に入り、ここ
から沈んで潜水艦を攻撃する兵器である。これは
水中推進システムをもつていないが、潜水艦の雑
音の音響探知に応答してある程度の沈降方向制御
を行う。

従来技術はまた、さまざまな型式のラジオ周波
数探知及び制御システム、及びさまざまな型式の
水中運搬体及び推進システムを提示しており、そ
の中には弾頭と制御システムをもつた自動誘導魚
雷も含まれている。

対潜水艦戦闘について、特に水中の探知と推進
に関する問題を解決すべくなされた従来技術の多
くの試みにも拘らず、本発明により提供されるよ
うな解決はこれまでなかつた。

本発明は、水中の標的を破壊するための兵器に
おいて、ハウジング、このハウジングの前端部近
くの中に装架される弾頭、操舵制御信号に応答し
て水中の該兵器の操舵を行うための装置、及びハ
イドロパルス推進機構を備え、このハイドロパル
ス推進機構が、該ハウジングの後端部近の中に設
けられる室、この室から後方へ水を射出する水ジ
エツト・ノズル、及び該室内へ定期的に海水を取
入れ、その後その海水を該ノズルから大きな力で
押出すことにより該兵器を推進させるための推力
を搾る装置を備える、兵器を提供する。

簡単にいうと本発明による構造は、潜水艦、機
雷及び同様な標的に対抗する兵器であつて、水中
の標的を探知し且つその兵器を当該標的に命中さ
せるよう制御するための受動的と能動的の両方の
システムを有し、そして動いていく標的を兵器の
有効射程内に捕えることのできる速度でその兵器
を水中で駆動し、また予め探知された水中標的の
近くに兵器を運搬できるような簡単であるが効果
的な水中推進システムを備えるごとき兵器を構成
するものである。本発明は特に対潜水艦兵器とし
て有効であり、以下の説明はそのような背景のも
とに続けられよう、しかしいうまでもなく本発明
はそれに限定されるものではなく、兵器の有効深
度（180ｍ）以内に係留されているか、あるいは
浮遊している機雷に対しても有効である。本発明
による装置は、本発明とは異なつた設計原理と目
的性をもつて開発されてきた魚雷よりずつと簡単
な誘導及び推進システムを備えるという点で、従
来の魚雷より効果的である。

本発明の１つの特別な構成において、この兵器
は母艦から標的近傍まで空中を自己推進するため
のロケツト・モーターを備える。入水後そのロケ
ツト室は、標的を捕えるために兵器を水中の駆動
させるハイドロパルス推進システム用室として用
いられる。ハイドロパルス・モーターは、ロケツ
ト室の中に水を繰返し充満させ、それからこの水
を、逐次的に点火される一連のガス発生器によつ
て兵器尾部のノズルから高速で押出すことによつ
て操作する。ガス発生器の１つが燃焼し、この結
果室から水を吐出して標的を捕えるべく運搬体
（兵器）を加速するときには相当な自己雑音が発
生する。しかし運搬体が惰行するパルス間のイン
ターバルには自己雑音は小さくなり、そこで運搬
体上の能動または受動音響探知器が潜水艦からの
雑音を聴取できる。命中の制御は特に潜水艦が動
いている場合には全く簡単である。

本発明の第２の特別な構成においては、兵器は
ヘリコプタまたはその他のASW航空機から標的
の近傍へ投下させるよう構成される。この構成に
おいて、ロケツト室は推進剤を入れられないが、
しかしなお兵器運搬体が水中に落下した後ハイド
ロパルス・システムの推進室として働く。

本発明の実施例は特に、ロケツト推進魚雷を発
射させるのに使用されるような在来の発射システ
ムと関連して用いられるように設計された。その
実例は、TerneRail Launcher，LIMBO
mortar MK10システム、、Bofors375ロケツト発
射システム、およびsouidシステムである。本発
明の実施例は、NATO及び太平洋同盟諸国の現
在のASW艦艇上に既に装備されている発射装置
で発射するのに容易に適用できる。本来水中推進
を行わない水雷で使用されるそれらの発射システ
ムの１つと共に用いることにより、本発明の構造
は水中推進のないシステムの攻撃範囲を1500フイ
ート（450ｍ）以上広げることができる。しかし
本発明のさらに重要な点は、動いている潜水艦を
効果的に捕えて実際に接触し、その艦体に弾頭を
直接爆発させることである。このように上記シス
テムの魚雷発射の下方距離と側方距離の誤差を補
正する。このような誤差は距離ミスを大きくする
ため潜水艦に殆んどあるいは全く損害を与えない
ことが多い。しかして本発明によれば破壊率を著
しく高くすることができる。本発明の新規な設計
は、潜水艦を探知しそして兵器の発射を制御する
ASW艦艇上のソナー、点火制御及び発射システ
ムのような従来技術の魚雷発射システム等のため
に艦艇上に既設されている在来のシステムと共に
操作できる。兵器がASWヘリコプタ及び航機に
塔載される場合、兵器投下に先立つて普通の探知
システムも使用される。

本発明の兵器の他の特に著しい用例は追従する
潜水艦に対する防御のためのものであろう。一連
の兵器が海上の艦艇または艦隊潜水艦によつて追
従する潜水艦の航路内に敷設させることがある。
適当な調時または探知システムにより、兵器は敷
設艇が範囲外に出た後に作動して追従潜水艦の位
置を探知しこれを捕えることができよう。特別な
利点が本発明の兵器に備えられた能力から得られ
る。というのは中位の高速の海上艦艇または潜水
艦に追いつく速度と範囲の組合せをもたないから
である。そこで敷設艇は自分自身の兵器と接触す
ることから保護される。（魚雷がコースを変え
て、それを発射した潜水艦自体の方へ向かい破壊
することはよく知られている。） 本発明の兵器の設計の簡単さ、一体的な構造、
用いられる推進、探知及び制御システムの堅固
さ、水上と水中の両方の推進に同じ構造を共通的
に使用できることのために、この新規な兵器は製
造が比較的簡単で安くできる。例えば本発明の兵
器の１つのコストは対応するASROC兵器のコス
トの２％から５％である。

本発明は添付図面と関連して以下に続ける詳細
な説明からさらによく理解されよう。

第１図は本発明による水中兵器１０を発射して
潜水艦１２を破壊するところを概略的に示してい
る。第１図では艦艇１４またはヘリコプタ１６か
らの発射が示されている。前者の場合、、潜水艦
１２の近傍への艦艇１４からの兵器１０の発射
は、先に述べたロケツト推進魚雷の点火システム
の１つによつて、弾道を画いて行われる。艦艇１
４は、ソナーまたは受動音響探知技術によつて艦
艇１４の付近に潜水艦１２を探知すると、そのよ
うなロケツト点火を開始する。一度入水すると水
中探知、誘導及び推進システムが引継いで操作
し、兵器１０を潜水艦１２の方向へ向かわせ、推
進させ、これと接触して破壊させる。150ポンド
（68Kg）の爆薬をもつた兵器１０の弾頭は、接触
して爆発すれば、現代の二重艦体潜水艦の艦体で
も破壊することができる。

兵器１０がヘリコプタ１６またはその他の
ASW航空機のような航空機から落される場合に
は、兵器１０は潜水艦の近くに投下され、そこか
ら独自に潜水艦１２を探知してこれに向かい、弾
頭を接触して爆発させる。兵器１０を塔載した
ASW航空機またはヘリコプタ１６は海上の艦艇
によつて潜水艦１２の近くに導かれるか、あるい
はソノブイ、沈降ソナー、または磁気近距離探知
によつてその標的の位置を知ることができる。必
要であれば入水するまで落下速度を遅くするため
に、前記ASROCに関するバートランドの特許に
記載のものと同様なパラシート・パツク（図示せ
ず）を使用しもよい。その特許に説明されている
ように、パラシユート・パツクは完全に沈む前に
放棄されよう。空中投下方式の場合、兵器１０は
普通の魚雷を塔載するように装備されたASW航
空機またはヘリコプタに取付けて、これら落下す
ることができる。その寸法及び形状のために本発
明の兵器は、通常の魚雷塔載機の爆弾ラツクに取
付けられるものと同じ魚雷懸架バンドを、特別な
改造を行わずに使用できる。兵器１０の空中投下
は発射ワイヤを引張つて一次電池を働かせ、これ
によつて電子システムを付勢すことにより行われ
る。弾頭の爆発準備は、兵器が水に衝突するま
で、起爆装置４４（第３図）に付属した安全及び
警報機構によつて禁じられている。現在の技術に
よれば、潜水艦１２の位置が分かればヘリコプタ
１６からその標的の100から400ヤード（90から
360ｍ）以内の水中に兵器１０を落すことができ
る。あるいは艦艇１４から発射する場合でも、同
じ範囲内の水中に投ずることができる。これは充
分に兵器１０が標的を音響探知してこれに指向す
るこができ、またハイドロパルス推進システムが
潜水艦を捕獲できる範囲である。

入水した後（第２図参照）兵器１０は殆んど垂
直な姿勢でその称呼沈降速度まで急激で減速す
る。第５図に示されるようなハイドロブレーキを
使用してその運搬体（すなわち兵器１０）を遅く
することができる、これによつて100フイート
（30ｍ）のような浅い水深で操作させることがで
きる。次いで兵器１０は、標的探知に応答するそ
の制御面の作動によつて、標的の方向へ操舵され
る。入水時のキヤビテイ（泡）がつぶれたら、側
部に装架されたトランスジユーサが発信と受信を
行つて標的を探索する。それら側部装架トランス
ジユーサは兵器１０を取巻く円環状に探知システ
ムの範囲の限界まで水中を走査する。兵器は最初
垂直に近い姿勢になつているから、その標的探知
性能は全方向的とされ、そして2.5ノツトまで低
い標的速度のドツプラ識別を行う。これは標的の
方へ狙いを付け、そして探知しながら追跡しなけ
ればならない魚雷の探知性能とは対照的である。
側部装架トランスジユーサからの探索ビーム・パ
ターン１８が第２図に示される。この図にはま
た、兵器先端部に設けられる別のソナー・トラン
スジユーサから発せられる能動案内ビーム・パタ
ーン２０が示されている。そのソナー・トランス
ジユーサは標的への操舵修正を能動的に決定する
ように操作する。兵器１０は約1500フイート
（450ｍ）の範囲までに30ノツトの平均水中速度に
達する。標的の最高速度は100から200フイート
（30から60ｍ）の浅い水深のところで５から７ノ
ツトの範囲と想定される。これ以上の速さの潜水
艦を攻撃する場合なら兵器は標的の前方に向けて
落されよう。

兵器１０が水に入つた後、そのモーター室に海
水が充満されるようになる。そこで高温ガス発生
器が点火されて水をノズルから押出し推力を作
る。水の充満と押出しを交互に繰返すことによつ
て兵器１０は水中で推進される。

第３図と第４図は本発明による兵器の１つの具
体的な構造の概略的な断面平面図と端面図であ
る。特に第３図に示されるようにこの兵器１０は
全体的に４つの主要なセクシヨンに分けられる。
すなわちトランスジムユーサとトランシーバを収
容した前部セクシヨン３０、弾頭３２、推進シス
テム３４、及び方向制御システム３６である。

前記セクシヨン３０は兵器先端部にモザイク状
に配列装架される音響トランジユーサ４０及びこ
れと関連する能動的な高出力モノパルス追跡シス
テムを作るトランスミツタとレシーバを備えてい
る。このトランスミツタ、レシーバ及び弾頭の接
触信管はトランスジユーサの背後のブロツク４２
内に取付けられている。

弾頭３２は好適に、弾頭室を実質的に充満する
150ポンド（68Kg）の爆薬と、弾頭後部に示され
ている安全装備された起爆装置４４を備えてい
る。図示していないがケーブルを担持する管が備
えられ、このケーブルによつて兵器先端部のトラ
ンスミツタとレシーバがプロセツサ８２と接続さ
れる。

推進システム３４は２つの目的をもつている。
その主要な要素はハウジング４８に囲われた室４
６である。ロケツト推進のために室４６は１つま
たはそれ以上に分割されたグレイン燃焼ユニツト
５０及び複数個のガス噴射ノズル５２を備える。
このロケツト推進システムは、第１図に示すよう
に、兵器１０を艦艇舷側の発射台から標的近傍の
水中へ射出するのに使われる。燃焼ユニツト５０
は兵器１０が水に入るときまでに完全に消費され
る。その入水時点でガス・ジエツト・ノズル５２
は、これの開口と合わさる複数個の孔を有する回
転プレート５４によつて閉じられる。このプレー
ト５４はこれの孔がガス・ノズル開口と整合しな
くなるまで、ギヤ装置５６と電気モーター５８に
よつて回わされる。こうしてガス・ノズル５２は
閉鎖され、そして室４６の後端部の開口としては
水ジエツト・ノズル６０だけが残される。

水中での推進のために、室４６に水が充満さ
れ、それからガス発生器が点火されてその水をノ
ズル６０から外方へ押出し、こうしてハイドロパ
ルスの推力が作られる。海水は入口通路６２と弁
６４を通して室４６に入る。それら弁はソレノイ
ド６６および付属のリンク装置６８によつて制御
される。複数個のガス発生器７０が管７２を介し
て室４６とつながれている。それらガス発生器は
兵器１０の長手方向軸心の周囲に円形に相互に間
隔を置いて配備され、そして逐次的に点火されて
一連のナイドロパルスを発生し、兵器を水中に推
進させる。

また室４６と弾頭３２の間の区域には、最初に
標的潜水艦の位置を探索するのに用いられる複数
個の側部に装架された音響トランスジユーサ８
０、及び中央ブロツク８２内に装架された一次電
池と信号ブロセツサ８１が備えられている。

後部セクシヨン３６は、舵翼９０、作動器９２
及び制御エレクトロニクスを含む運搬体（兵器）
のための操舵システム、及びブロツク９４内に装
架された関連システムを備えている。

本発明の変化形実施例が第５図に示される。こ
の第５図の兵器１０Ａは特にヘリコプタまたはそ
の他のASW航空機から空中投下されるものとし
て設計され、従つて第３図の兵器のロケツト推進
モーターは省略されている。この兵器１０Ａは本
質的に第３図及び第４図の兵器１０と同じもので
あり、その主要な相違点は室４６Ａ内にロケツト
推進システムが無いことである。この室４６Ａ
は、第３図の運搬体１０の推進システム３４のハ
イドロパルス部分と同じようにしてガス発生器７
０により室４６Ａの外へ押出される海水ジエツト
を射出するための単一の射出ノズル６０Ａを備え
る。既に述べたように、ガス発生器７０は中央ブ
ロツク８２内のマイクロプロセツサ８１によつて
制御される時間間隔をもつて逐次的に点火する。
プロセツサ８１のその制御は、兵器の速度が速度
感知器８３で検知される所定のレベルまで落ち、
またフロート８４により室４６Ａ内に水が充満さ
れたことが検知されるごとに行なわれる。

第３図の兵器１０との別の相違点は兵器１０Ａ
がハイドロブレーキ９６を備えていることであ
る。これらハイドロブレーキは格納室９８上また
は中に格納され、そして外方へ延出することによ
り兵器１０Ａの速度を落とし、浅い水深での操作
を可能にする。一度入水速度が落ちればハイドロ
ブレーキ９６は格納室９８内に引込められる。あ
るいはブレーキ９６は投下航空機から離れるとき
に延出されるようにすることもできる。この場合
エア及びハイドロブレーキとして働く。あるいは
また必要であれば、ブレーキ９６は入水した兵器
または運搬体１０Ａを減速させた直後に放棄され
るようにしてもよい。これによつて、それらブレ
ーキがその後、標的の方へ向かつていく兵器の推
進の制動を行うことはなくなる。

第６図は水中への最初の進入時の兵器のハイド
ロパルス推進システムの典型的な初期の操作を示
すグラフ・プロツトである。第６図は、53度の典
型的な入水角度と590フイート毎秒（fps）（177ｍ
毎秒（mps））の速度で入水開始する兵器の行程
を示す。入水後半秒間で速度は76rps
（22.8mps）まで下がり、そして入水後１秒で速
度は40rps（12mps）まで落ちる。この時点で兵
器周囲の泡キヤビテイはつぶれ、従つて水が音響
トランスジユーサに接触するようになる。次の２
秒間の内に標的潜水艦の方向が側部装架トランス
ジユーサ８０によつて探知され、そしてハイドロ
パルス室が水で充満される。その後、第１ガス発
生器７０が点火されて最初のハイドロパルスを発
生する。これが兵器を加速し、標的の方向へ回頭
させる。必要であれば標的の方向への兵器の回頭
は第１ハイドロパルスの前に行うこともできよ
う。第１ハイドロパルスに続いて運搬体は惰行
し、そして誘導情報を受信する。この間にその推
進室に再び海水が充満される。このシーケンスは
潜水艦を破壊するかまたはガス発生器が消耗しつ
きるまで繰返され、そこで運搬体は誘導情報を受
けながらの惰行と標的の方への推進を交互に行な
う。

第７図は兵器の速度プロフイルムのグラフ・プ
ロツトである。このプロツトから分かるように逐
次的なハイドロパルスの間に速度は約35と70fps
（10.5と21mps）の間で変化し、その平均速度は
約50fps（15mps）または30ノツトになる。これ
は殆んどの潜水艦標的、特に本発明の兵器が対照
とする浅い水深の標的には適切である。潜水艦が
走行している場合、発射システムは兵器を潜水艦
の前方の水中に落とし、これによつて捕獲と攻撃
に必要なリードをとることができる。

本発明の兵器システムはその操作態様のため
に、標的への推進中に行われる水中標的探知の問
題を取扱うのに特に適している。誘導システムの
機能は標的の位置を求め、そして操舵指令を出す
ことである。誘導システムは自己雑音、海面と海
底の反響、及び標的探索の問題を解決しなければ
ならない。音響式命中魚雷のような水中兵器は、
通常、自己雑音によつて性能が制約される。兵器
が遅く動いているなら音響ソナーは高い信号対雑
音比を以つて、従つて高い精度を以つて標的の位
置、速度、その他必要な諸パラメーターを測定で
きる。しかしより高速で動けば標的の逃れる機会
は高くなろう。兵器の速度が高くなるほど、自己
雑音も高くなり、約35ノツトになれば誘導は雑音
で制約されるようになり、システムの機能は低下
する。この制約する雑音は兵器の推進と流れ雑音
によるものである。

しかし本発明の兵器はこの問題に対する独得の
解決法を備えている。ハイドロパルス・モーター
は時間の実質的な部分が35ノツト以下の速度にな
るような兵器の変化する速度プロフイルを提供す
る。その時間中に音響システムか作動され、そし
て必要な誤差測定値をもつて自己雑音無し情況内
で操作する。自己雑音が低い時だけに標的を査察
するこの技術は自己雑音問題を解決する。

好適な水充満時間と合理的な室圧力を得るため
に、本発明の基本的な設計になるモーター調時サ
イクルは１パルス当り3.5秒のオーダーにされ
る。音響標的測定に低速の「低雑音時間」を利用
する場合には、進路誤差を修正するための時間
は、各モータ・パルスごとに0.3秒から1.0秒程度
である。誘導システムのこの比較的低いデータ・
レートは特に標的に側方から接近する場合には標
的命中にラグを生じさせることがあり得るが、こ
のラグは、兵器を潜水艦中央部より後方により破
壊し易い区域へずらすことにより撃沈の可能性を
高めるのである。変化する兵器速度と関連する他
のフアクタは操舵力と旋回率の間の非線形関係で
ある。この動的変数は誘導サブシステム内に含ま
れるマイクロコンピユータにより処理される。

浅い水中の潜水艦の探知と追跡は、探知、誤警
報、及び誘導精度の諸要件に合うに充分な信号対
反響レベルの質を要求する。反響レベルに影響す
る主要なフアクタは、トランスジユーサ・ビー
ム・パターン、海面状態、海面擦過角度、海底面
状態、海底面擦過角度、及び操作周波数である。

音響エネルギーのパルスは水の体部と境界面を
音響化する。波が前進していくと境界及び標的か
ら反射する。擦過角度、表面角度及び音響化区域
までの距離は時間の関数として変化する。大きい
ビーム・パターンほど音響化区域をより大きく
し、より多くの反響を作る。場合によつては距離
効果が主役になり、反響をなくする。ある瞬間に
おける反響は表面積の積分によつて与えられる。
典型的なジエオメトリーに対するこの積分の値
は、40度のビーム幅で100KHzにおいて―15から
―10dBの範囲の反響後方散乱係数を示す。―5dB
以上の標的については、充分な標的対反響比が単
パルス・ベースで上質の探知及び追跡を行うもの
として得られる。一般的に本発明による兵器は約
1500フイート（450ｍの）の標的探索範囲をも
つ。

第８図と第９図は本発明の兵器に備えられる案
内サブシステムをブロツク・ダイアグラムの形で
示す。特に第８図に見られるように１つは探搾
（または捜索）用であり、そして他の１つは追跡
用である２つのソナー・システムが備えられる。
この各システムはそれぞれ特定の用途に合わせら
れた信号プロセツサを有する。

探索システムは８個の側部に装架されたトラン
スジユーサ８０を備え、これらはトトランスジユ
ーサ・セレクタ１０２に接続されている。追跡シ
ステムのモザイク配列４０は探索―追跡セレクタ
１０４と接続される。このセレクタ１０４は、探
索システムのトランスジユーサ・セレクタ１０２
と接続される発信―受信セレクタ１０６と接続さ
れることによつて、探索と追跡セレクタの間の選
択を行う。セレクタ１０２，１０４，１０６は制
御及び調時マイクロプロセツサ１０８からの制御
信号を受けるように接続されている。プロセツサ
１０８はトランスミツタ１１０をトリガーするパ
ルス信号を出す。トランスミツタ１１０は出力パ
ルスをセレクタ１０４に送るように接続されてい
る。セレクタ１０６からの信号は探索レシーバ１
１２へ、従つて探索プロセツサ１１４へ送られ
る。このプロセツサ１１４はマイクロプロセツサ
１０８と接続されている。

追跡ソナー・システムのレシーバはモザイク配
列４０内に装架された４つのハイドロフオン１２
０を備えている。これらハイドロフオン１２０は
算術ユニツト１２２と接続され、このユニツトは
和信号プラス差方位及び高度信号をモノパルス・
レシーバ１２４へ送る。このレシーバ１２４は出
力信号を和及び差プロセツサ１２６と１２８に送
り、そしてこれらプロセツサは信号を誤りプロセ
ツサ１３０へ送り、この誤りプロセツサは制御要
素９２（第３図参照）に加えられる操舵指令を発
する。マイクロプロセツサ１０８はまたプロセツ
サ１２６，１２８，１３０と接続され、誘導シス
テム全体の制御を行う。

第９図は探索レシーバ１１２内の特別なステー
ジを示す。第９図の回路において１対の遅延増幅
器１５０が直列で和ステージ１５２に挿入接続さ
れている。各増幅器１５０からの追加入力信号が
次の和ステージ１５２に加えられて反響反射の取
消しを行う。第９図の回路の各ステージは、ステ
ージ１５０のパルス繰返しレート（PRR）の逆
数だけ受信パルス位置の方へ遅延し、次いで和ス
テージ１５２において次のパルス・リーンを減算
することによつて操作する。これは次いで第２ス
テージ内で第３パルスについて繰返される。反響
反射の場合のように、もしリターン・パルスの振
幅と位相が３つのパルス内で著しく変わらなけれ
ば、それは減算後非常に小さくなろう。

探索態様操作 入水泡がつぶれ、トランスジユーサが水と接触
した直後に開始される探索または捜索態様は50ワ
ツトの音響出力が、８個の側部装架トランスジユ
ーサの各々から放射されることによつて始められ
る。この発信パルスはセレクタ１０４，１０６及
び１０２を継続的に通つて同時に８個全てのトラ
ンスジユーサ８０に送られて全ての方位に同等に
分布される。これにより兵器１０の入水直後に第
２図に示されるように探索ビーム・パターン１８
が発生される。パルス発信後８個のトランスジユ
ーサ８０はリターン信号のたもに逐次的に走査さ
れる。この走査レートは、８個の感知器の各各が
各範囲分析「セル」または時間スロツト内で１度
質問されるに充分高いものである。毎秒1.5パル
スのPRRで60ミリ秒（ms.）パルスを使用した場
合、作られる波形は約1675フイート（502.5ｍ）
までの範囲で明瞭なものになる。方位走査レート
は60ms.パルスを８つのセグメントに分割し、こ
れによつてレシーバは１チヤンネル当り200Hzの
バンド幅を処理できるようになる。約18ノツトま
での標的速度に適応するには６つのドツプラ・チ
ヤンネルだけが必要である。

探索プロセスの間少なくとも３つのパルスが発
信される。反響反射は部分的に、探索レシーバ
（ガウス分布反響の３つのパルスのための最適に
合わせられたフイルタ）内の３パルス・キヤンセ
ラ（第９図において既述）によつて取消される
（35dBだけ減らされる）。

レシーバ１１２から出る探索信号はプロセツサ
１１４で処理されて標的の在を決定する。８つの
探知は単一のレシーバ１１２とプロセツサ１１４
を通しトランスジユーサ・セレクタ１０２によつ
て時間多重化され、60ms.発信パルスは８つの
7.5ms.の時間ビンに分割される。積分は使用され
ない。特定の多重化されたビン内の標的のしきい
探知は範囲と角度の両方の情報（すなわち８個の
トランスジユーサのどれかが標的信号を受ける）
をマイクロプロセツサ１０８に送る。範囲データ
は最初の操舵指令として検査確認され、そして続
いて追跡態様への移行が開始される。このの探索
システムは（雑音限界が53dB以下の場合）2.75
秒内の1500フイート（450ｍ）における―5dBの
標的強度をもつた範囲と角度情報について探知を
確実に行えるようになつている。

追跡態様操作 第８図のダイアグラムの探索システム部分によ
り求められた標的の方へ兵器が回頭され間に、誘
導サブシステムが追跡態様へ切換えられる。回頭
が完了する前に追跡システム（第８図の部分）が
±22.5度の追跡ビームで高度の捜索を行うパルス
を送り始める。これは第２図において潜水艦の方
向へ向かつた位置で示される同図の中央部の兵器
１０から発せられる能動案内ビーム・パターン２
０である。回頭の約半分のところで追跡を開始す
ることにより、−60から＋30度の高度捜索が行わ
れる。一度探索システムが標的を探索すれば回頭
は停められて推進モーターがパルスを発する。

追跡ソナーは優れた誘導精度のために全500ワ
ツト・ピーク出力のトランスミツタ１１０を使
う。それはセレクタ１０４を通してモザイク配列
トランスジユーサ４０へ送られる。トランスジユ
ーサ４０はキヤビテーシヨンが無ければ500ワツ
トで、45度ビーム幅の100KHzまで操作すること
ができる。該配列は、広いビーム幅を作る大きな
面積を提供するように、逆の位相配列の概念を用
いうる。各配列トランスジユーサ４０の位相は物
理的位置によつて完全に決められ、従つてその配
列は適切なバンド幅を有し、そしてコストが低
い。

追跡パルスのレシーバは第８図の４個のハイド
ロパルス１２０を備える。これらハイドロフオン
の出力は算術ユニツト１２２内で組合わされて２
つの角度誤り信号（方位と高度）及び１つの和信
号を出す。これらは右方ハイドロフオン信号から
左方ハイドロフオン信号を差引いて方位誤りを決
め、また上方ハイドロフオン信号から下方ハイド
ロフオン信号を差引いて高度誤りを決めることに
より作られる。和信号は４つ全部のハイドロフオ
ン信号の和に等しい。

発信されるパルス幅は10msである。モノパル
ス・レシーバ１２４とプロセツサ２０，２６，１
２８及び１３０を備える追跡プロセツサは130Hz
のバンド幅を使つて、海面と海底の両方の反響及
び毎秒3.2フイート（96cm）以内までの標的速度
を決めることによつてドツプラ情報を追跡する。
ドツプラ・プロセツサは和チヤンネル内に組込ま
れている。探知の後、マイクロプロセツサ１０８
が誤りプロセツサ１３０に差チヤンネルを和チヤ
ンネルで割らせ、そしてその結果の正常化された
角度誤り信号が操舵指令のために用いられる。

本発明の兵器のハイドロパルス・モーター推進
システムの最初の利用可能性はミニチユア模型の
実験とコンピユータ・シミユレーシヨンによつて
証明された。1/8インチ（３mm）直径のノズルを
もつた直径約３インチ（76.2mm）長さ５インチ
（127mm）の試験モデル室は375psi（26.3Kg／cm²）
の内部圧力で8.5lbs.（4.9Kg）の推力を出す。

兵器の個々のサブシステムの概念的及び実際的
な単純さとその全ユニツト内への一体化のため
に、兵器の非常に高い信頼性が非常に低いコスト
をもつて得られる。潜在的に摩滅または損傷させ
るようなフイールド内のユニツトの試験の必要は
ない。兵器のコストが充分低く多くの訓練を行え
るので、使用者の高い塾練が可能になる。150lbs
（68Kg）の爆薬をもつた弾頭は接触爆発によつて
潜水艦の艦体を破壊するのに充分である。こうし
て兵器の全重量を小さくでき、これに伴つてヘリ
コプタその他のASW航空機の兵器積個数を多く
することができるのである。

ここに本発明による対潜水艦兵器の特定の構造
を示して本発明の長所を具体的に示したが、本発
明がそれにだけ限定されるものでないことは理解
されよう。従つて当該技術者に起想されるような
その他の全ての変化形、改造形または同等な構成
は特許請求の範囲に定義される本発明の中に含ま
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシステムの操作態様の概
略図、第２図は本発明の兵器の入水後の標的探索
と標的の方への案内を示す概略図、第３図は本発
明による１つの特定な構成の断面概略図、第４図
は第３図の装置の端面図、第５図は本発明による
僅かに異なる構成の断面概略図、第６図は本発明
の初期操作を示すグラフ、第７図は本発明の装置
の水中推進時の速度プロフイルムを示すグラフ、
第８図は本発明の装置で使用される探知及び案内
システムのブロツク・ダイアグラム、第９図は第
８図の回路の特定部分のブロツク・ダイアグラム
である。 １０……兵器、１２……潜水艦、１４……艦
艇、１６……ヘリコプタ、１８……探索ビーム・
パターン、２０……誘導ビーム・パターン、３０
……前部セクシヨン、３２……弾頭、３４……推
進システム、３６……方向制御システム、４０…
…追跡音響トランスジユーサ、４４……起爆装
置、４６……推進室、５０……燃焼ユニツト、５
２……ガス噴射ノズル、５４……回転プレート、
６０……水ジエツト・ノズル、６２……海水入
口、７０……ガス発生器、８０……探知音響トラ
ンスジユーサ、８１……信号プロセツサ、９０…
…舵翼、９４……操舵システム、９６……ハイド
ロブレーキ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水中の標的を破壊するための兵器にして、ハ
   ウジングと、ハウジングの前端部近くに配置され
   る弾頭３２と、標的捜索装置によりつくられた操
   舵制御信号に応じて該兵器の操舵を行うための方
   向制御装置３６と、一連のハイドロパルスを発生
   させるためのハイドロパルス推進機構３４とを有
   し、該ハイドロパルス推進機構はハウジングの後
   端部近くに設けた室４６と、該室から後方へ水を
   射出する水ジエツトノズル６０と、水を周期的に
   室内に取り入れるため制御弁を備えた通路を有す
   る水取入れ装置と、兵器を推進するに充分な水力
   を発生させるように海水を前記ノズルを通して室
   から押出す水押出し装置７０とを有している兵器
   において、 前記標的捜索装置が、二重ソナー・システムを
   有し、その各システムがソナー・パルスを発振
   し、標的から反射して来る音響信号に基いて兵器
   を標的に向かわせしめるため指向装置への操舵制
   御信号をつくりだしており、また前記ソナー・パ
   ルスが、次々に発生するハイドロパルスの間で、
   水中速度が、標的から反射して来る音響信号の受
   信を自己雑音が妨害してしまうような速度よりも
   低くなつた時にだけ発信されるようになつている
   ことを特徴とする兵器。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の兵器におい
   て、前記二重ソテー・システムの少くとも一つ
   は、次々に発生するハイドロパルスの間の休止時
   間にだけソナー・パルスを発信する信号プロセツ
   サを有していることを特徴とする兵器。 ３ 特許請求の範囲第２項の兵器において、該二
   重ソナー・システムのいずれか一つが、該兵器周
   囲の側方フイールド内に音響信号を発信及び受信
   するため該兵器側部に間隔をもつて配置される複
   数個の側部装架トランスジユーサを有する捜索シ
   ステムを備えることを特徴とする兵器。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載の兵器におい
   て、該捜索システムが、トランスジユーサがソナ
   ー・パルスを放射するようにトランスジユーサへ
   トランスミツタ・パルスを逐次的に付加するた
   め、信号プロセツサ１０８により制御されるため
   のトランスジユーサ・セレクタ１０２を備える、
   兵器。 ５ 特許請求の範囲第４項の兵器において、該捜
   索システムが、ある１つのトランスジユーサから
   の受信信号に応答し、探知された標的の方向へ兵
   器を向けるための指令信号を該操舵装置へ送る応
   答装置を備える、兵器。 ６ 特許請求の範囲第３項から第５項までのいず
   れか１項の兵器において、該二重ソナー・システ
   ムの他の一つが、該兵器の先端部近くに装架され
   るソナー・パルス発信及び受信装置４０，１２０
   を有する追跡システムを備えることを特徴とする
   兵器。 ７ 特許請求の範囲第６項の兵器において、該捜
   索システムが、兵器の制御を該捜索システムから
   該追跡システムへ移行させる移行装置を備えるこ
   とを特徴とする兵器。 ８ 特許請求の範囲第６項または第７項の兵器に
   おいて、該追跡システムがパルス発生器１１０を
   有し、該パルス発生器の、捜索システムのトラン
   スジユーサおよび追跡システムの発信装置への信
   号付加は、信号プロセツサ１０８によつて制御さ
   れ調時されており、さらに追跡システムが、水中
   においてソナー・パルスを発信しかつその反射エ
   コーを受信するため、音響信号発生器４０とレシ
   ーバ１２０とを有する送受信装置を、兵器先端部
   に備えていることを特徴とする兵器。 ９ 特許請求の範囲第８項の兵器において、該音
   響信号発生器が、兵器の先端部から前方へ全体的
   に円錐形のビーム・パターンを発生するように指
   向されたトランスジユーサのモザイク配列を備え
   ることを特徴とする兵器。 １０ 特許請求の範囲第８項または第９項の兵器
   において、該レシーバが、反射信号を受信して、
   標的の方向を表示する電気信号を発するように指
   向された複数個のハイドロフオンを備えることを
   特徴とする兵器。 １１ 特許請求の範囲第５項の兵器において、望
   ましくない反響反射信号を消去することによつて
   標的信号と反響信号との間の謝別を行う回路装置
   １５０，１５２を備えることを特徴とする兵器。 １２ 特許請求の範囲第１１項の兵器において、
   該回路装置が縦列接続の１対の遅延ステージを備
   え、その各遅延ステージがこれの受信する信号
   と、そのステージからの極性を逆にした出力信号
   とを組合わせる装置を有することを特徴とする兵
   器。