JP2542109B2 - 管発射ミサイル用レトロフィットデジタル電子装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は管発射された光学的ワイヤ誘導ミサイルに関
し、特にそのようなミサイルに使用するレトロフィット
電子装置に関する。

［従来の技術］ このような形式のミサイルは10年以上前から開発され
ており、戦車、兵員輸送車、掩蔽壕等の目標に対して非
常に有効な兵器であることが認められている。

これらのミサイルの効果および利点の大部分はその動
作が簡単なことによるものである。ミサイルのオペレー
タは目標にミサイルを「誘導」する。ミサイルとの通信
はワイヤまたは光ファイバリンクを介して行われ、オペ
レータは望遠鏡の十字線を使用して樹木や丘陵のような
障害物を避けるようにミサイルの飛行ラインを視覚によ
って制御する。オペレータが飛行ラインを制御するため
にミサイル上の制御装置が簡単なものでよく、高レベル
の電子頭脳装置その他の複雑な制御装置をミサイルに搭
載する必要がないから、搭載される制御装置が小型軽量
となり、ミサイルに搭載する重量が軽減され、これはミ
サイルの費用を著しく減少させる。

［発明の解決しようとする課題］ これらのオペレータの発生した信号は通信リンク（１
対の細いスチールの線或いは光ファイバ）により伝達さ
れる信号の周波数を変化させてアナログ形式で伝達され
る。ミサイルに伝達された信号はアナログ形式であるた
め、電子装置もアナログ形式である。このような電子装
置はミサイルの頭脳であり、ピッチおよびヨー制御翼を
調節するように指令し、それによってミサイルは所望の
飛行経路に沿って誘導される。

アナログ回路を使用する場合の大きい欠点は、回路の
再構成が簡単にできないため性能向上のための動作の修
正が非常に困難であり、正確な微調整ができないことで
あり、またデジタル形式の電子装置に比較して大型で複
雑であることである。したがって、性能の向上された電
子装置を開発した場合にも狭い限定された空間しか利用
できないミサイルにおいては簡単に既存のアナログ電子
装置に置換して使用することが困難である。

すなわち、ミサイルを構成する種々の素子（例えば弾
頭、電子装置、飛翔モータ、発射モータ等）は、通常ミ
サイルの保守を容易にすると共にシステム全体の再構成
を行わずに部分的な再構成により性能向上を可能にする
ように分離可能なモジュール構成が採用されている。

電子装置は通常ミサイルの前部に配置された弾頭のす
ぐ後方に配置されているので、性能向上のために改善さ
れて大型となった電子装置は弾頭のすぐ後方の今まで配
置されていた電子装置の位置に収容することができず、
弾頭のための空間の一部を割く必要があり、したがって
弾頭の爆薬の量を減少させなければならなくなる。これ
は用途によって大きい問題である。

したがって、現在使用されているアナログ電子装置は
管発射誘導ミサイルの性能向上を妨げる多くの問題を含
んでいることは明白である。

［課題解決のための手段］ 本発明は、ハイブリッドアナログデジタル電子装置に
より管発射誘導ミサイルの純アナログ電子装置を置換し
てレトロフィットにより性能を向上させたものである。

本発明のミサイル内のアナログ電子装置を置換するデ
ジタル電子装置は、ミサイル内に配置されたジャイロ装
置からの信号を受信し、ミサイルの位置状態を決定し、
ヨー状態信号およびロール状態信号を発生する状態手段
と、オペレータ発生信号を受信し、オペレータ発生信号
に基づいてヨー指令信号およびピッチ指令信号を発生す
る指令手段と、ヨー状態信号、ロール状態信号、ヨー指
令信号、およびピッチ指令信号に応答してそれからヨー
制御信号およびピッチ制御信号を発生するデジタル制御
手段とを具備していることを特徴とする。

［実施例］ 第１図は、本発明の好ましい実施例のブロック図であ
る。この装置の動作の中心となるのはマイクロ制御装置
12である。そのソフトウエアを使用することによって、
このマイクロ制御装置12はミサイルの操縦制御動作の頭
脳として機能する。

マイクロ制御装置12はミサイルの状態（姿勢、すなわ
ちミサイルのロール状態およびヨー状態）を確認する。
このような情報は図示されていないロールジャイロ18お
よびヨージャイロ17からの信号をワイヤハーネスを介し
て供給される状態手段である状態機構10によって導出さ
れ、マイクロ制御装置12にロール状態信号およびヨー状
態信号として供給される。

すなわち、状態機構10はロールジャイロ18からの信号
を変換器10aによってロール状態信号に変換し、またヨ
ージャイロ17からの信号を変換器10bによってヨー状態
信号に変換してそれらをマイクロ制御装置12に供給す
る。

オペレータの指令に関係する情報は指令機構11を介し
てマイクロ制御装置12に供給される。オペレータは所望
の指令をオペレータインターフェイス16に入力する。こ
の指令情報は通信リンク（図示せず）を介して指令機構
11に供給される。この通信リンクはオペレータインター
フェイス16とミサイルとの間を結合する物理的に連続し
た鋼線、銅線、光ファイバ等のリンクである。

詳しく説明すると、オペレータからの指令は発射装置
に付属した制御装置によって適当な信号に変換されて通
信リンクを介してミサイルの指令機構11に伝達される。
この指令はまたミサイルが追跡制御されている状態であ
ることを示しているので、この明細書ではこの変換され
た信号をオペレータ発生信号と呼ぶ。

通信リンク１対の誘導線または光ファイバであるか
ら、オペレータから送られた種々の信号は各成分に分離
されなければならない。各信号成分は異なる周波数で伝
送され、信号中のピッチ指令信号およびヨー指令信号は
分離フィルタ11aによって分離される。負のしきい値を
有するローパスフィルタ11bはヨー安定信号を分離して
抽出する。

状態機構10からのロール状態信号およびヨー状態信号
と、指令機構11からのピッチ指令信号、ヨー指令信号、
およびヨー安定信号からマイクロ制御装置12は所定の制
御信号を形成してそれを操作機構13に供給し、ミサイル
を操縦するために制御翼73を操作するアクチュエータを
駆動させる。

操作機構13はアクチュエータの駆動増幅器であり、マ
イクロ制御装置12からの制御信号を増幅してその出力に
よりアクチュエータを駆動してミサイルの制御翼を操作
する。

この動作について説明すると、マイクロ制御装置12は
各駆動装置13a,13b,13c,13dにそれぞれ制御信号を送
り、駆動装置13aによってヨー運動を制御する第１の制
御翼を操作するアクチュエータ19aを駆動するためのヨ
ー１アクチュエータ信号を発生させ、駆動装置13bによ
ってピッチ運動を制御する第２の制御翼を操作するアク
チュエータ19bを駆動するためのピッチ２アクチュエー
タ信号を発生させ、駆動装置13cによってヨー運動を制
御する第３の制御翼を操作するアクチュエータ19cを駆
動するためのヨー３アクチュエータ信号を発生させ、駆
動装置13dによってピッチ運動を制御する第４の制御翼
を操作するアクチュエータ19dを操作するためのピッチ
４アクチュエータ信号を発生させる。これらの駆動装置
13a〜13dは信号増幅手段として極めて好ましいものであ
る。

このようにしてオペレータの指令はミサイルの操作に
必要な制御信号に迅速に容易に変換される。

第２図は第１図に記載された状態機構10の好ましい実
施例の回路の概略図である。ロールジャイロ18およびヨ
ージャイロ17からの信号は状態機構10に供給される。こ
のような目的に使用される種々のジャイロは当業者に良
く知られているからここでは特に説明はしない。

ロールジャイロ18およびヨージャイロ17からの信号は
コネクタ27を介して状態機構10に供給される。ヨージャ
イロ信号A23、ヨージャイロ信号B24、ロールジャイロ信
号A25、ロールジャイロ信号A26が状態機構10において処
理されてヨー状態信号21、ロール状態信号22としてマイ
クロ制御装置12に送られる。

第３図は第１図に示されたオペレータインターフェイ
ス16を介してオペレータの指令を受取る指令機構11の回
路の好ましい実施例を示す。

オペレータインターフェイス16から通信リンクを介し
て供給される信号はピッチ指令信号31およびヨー指令信
号32を形成するために前記のように分離フィルタを含む
２つの実質的に独立した回路によって処理される。ヨー
安定信号として使用される２つの制御信号33および34も
別の回路で処理されてマイクロ制御装置12に送られる。

第４図は状態機構10からの信号および指令機構11から
の信号を使用するマイクロ制御装置12を示している。状
態機構10からのヨージャイロ17の信号に基づいたヨー状
態信号21およびロールジャイロ18の信号に基づいたロー
ル状態信号22、および指令機構11からのピッチ指令信号
31およびヨー指令信号32並びにヨー安定信号のための制
御信号33および34を使用してマイクロ制御装置12は各駆
動装置13a,13b,13c,13dに供給される制御信号41a,41b,4
1c,41dを発生し、また後述する別の制御信号42を発生す
る。

このようにしてミサイルの位置状態は飛行中のミサイ
ルの適切な操作のためにオペレータの指令と組み合わせ
て利用される。

ソフトウエアによりマイクロ制御装置12は地上からの
指令による運動制御動作を最初に開始する時点を決定す
る。ミサイルの制御の最初の動作開始時点はマイクロ制
御装置12によって発射装置の制御装置からのピッチ制御
信号を監視することによって決定され、このような動作
の態様は当業者に良く知られていることであるから説明
は省略する。

１実施例において、マイクロ制御装置12としてインテ
ル社から部品番号8797BHとして市販されているマイクロ
プロセッサが使用される。入来した信号を処理して正し
い機能を行わせるソフトウエアはマイクロ制御装置12内
に記憶されている。このソフトウエアの好ましい１例は
前記インテル社の8797BH用のものである。

第５図は、第４図に示された別の制御信号42を使用す
る回路の１実施例を示し、これは種々の平衡信号を発生
する。これらの信号はミサイル上の電子回路と発射装置
の制御装置との動作を整合するための予備調整のために
使用されるものであり、ワイヤハーネスのコネクタ27に
接続され、発射前に発射装置の制御装置に送られて調整
に使用され、発射時にこれらのワイヤは切断されるから
発射後の飛行中はこの信号42は使用されない。これらの
信号について簡単に説明すると、制御信号42からピッチ
平衡Ａ信号50a、ピッチ平衡Ｂ信号50b、ヨー平衡Ａ信号
50c、ヨー平衡Ｂ信号50dが生成されて前記のようにコネ
クタ27を介して発射装置の制御装置へ送られ予備調整の
ために使用される。

第４図に示された残りの制御信号41a,41b,41c,41dは
第６図に示された回路に供給される。この回路は第１図
の操作機構13に対応する回路であり、制御信号41a,41b,
41c,41dはそれぞれピッチを制御する第４の制御翼を操
作するためのピッチ４アクチュエータ信号60a、ヨーを
制御する第１の制御翼を操作するためのヨー１アクチュ
エータ信号60b、ピッチを制御する第２の制御翼を操作
するためのピッチ２アクチュエータ信号60c、ヨーを制
御する第３の制御翼を操作するためのヨー３アクチュエ
ータ信号60dを発生するように増幅される。これらの信
号はワイヤハーネスのコネクタ27を介して対応する適切
なアクチュエータに送られて対応する制御翼を制御する
ために使用される。

第７図は好ましい実施例のミサイルおよびミサイルシ
ステム、すなわち管発射ミサイルおよびそのミサイルシ
ステムを示している。

ミサイルの部品は本体70内に収容され、また制御翼7
3、主翼77も最初は本体70内に収容されている。ビーコ
ン72aおよび72bはオペレータが発射後のミサイルを識別
し追跡するための補助として使用される。

弾頭78、引出し可能なプローブ79、飛行モータ74およ
び発射モータ76モジュール他ミサイルに内蔵されてい
る。これらの素子は良く知られているものであるから特
に説明はしない。

オペレータインターフェイス16がミサイル75と通信す
るためにワイヤ繰出し装置71およびワイヤ71aからなる
通信リンクが設けられている。ワイヤ71aは例えば鋼線
である。

このようにしてオペレータはオペレータインターフェ
イス16および通信リンクを介してミサイル75i指令を送
ることができる。オペレータからの制御指令はジャイロ
によるミサイルの位置状態情報と組合わされて電子装置
（第７図には示されていない）に適切に制御翼73を操作
させる。

したがって、本発明によればミサイルをレトロフィッ
トして高性能の制御のできるミサイルを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例のブロック図である。 第２図は、第１図に示された位置状態決定機構の概略的
な回路図である。 第３図は、第１図に示されたオペレータ発生信号のため
のデコード回路の概略図である。 第４図は、第１図に示されたマイクロ制御装置の概略配
線図である。 第５図は、ピッチおよびヨーを制御する信号の処理を行
う回路の概略図である。 第６図は、第１図の操作機構の概略図である。 第７図は、本発明を使用したミサイルおよびミサイルシ
ステムの概略図である。

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミサイル内に配置されたジャイロ装置から
   の信号を受信し、ミサイルの位置状態を決定し、ヨー状
   態信号およびロール状態信号を発生する状態手段と、 オペレータ発生信号を受信し、オペレータ発生信号に基
   づいてヨー指令信号およびピッチ指令信号を発生する指
   令手段と、 ヨー状態信号、ロール状態信号、ヨー指令信号、および
   ピッチ指令信号に応答してそれからヨー制御信号および
   ピッチ制御信号を発生するデジタル制御手段とを具備し
   ていることを特徴とするミサイル内のアナログ電子装置
   を置換するデジタル電子装置。
2. 【請求項２】前記状態手段および前記指令手段はアナロ
   グ信号を供給される請求項１記載のデジタル電子装置。
3. 【請求項３】前記状態手段は、 ロール状態信号にロールジャイロからの信号を変換する
   ロール変換手段と、 ヨー状態信号にヨージャイロからの信号を変換するヨー
   変換手段とを具備している請求項２記載のデジタル電子
   装置。
4. 【請求項４】前記ヨー制御信号は２個のヨー制御翼を別
   々に制御するための第１のヨー制御信号および第２のヨ
   ー制御信号からなり、前記ピッチ制御信号は２個のピッ
   チ制御翼を別々に制御するための第１のピッチ制御信号
   および第２のピッチ制御信号からなる請求項３記載のデ
   ジタル電子装置。
5. 【請求項５】前記第１のヨー制御信号を増幅する手段
   と、 前記第２のヨー制御信号を増幅する手段と、 前記第１のピッチ制御信号を増幅する手段と、 前記第２のピッチ制御信号を増幅する手段とを具備して
   いる請求項４記載のデジタル電子装置。
6. 【請求項６】ロール状態信号にミサイル上に配置された
   ロールジャイロからの信号を変換するロール変換手段
   と、ヨー状態信号にミサイル上に設置されたヨージャイ
   ロからの信号を変換するヨー変換手段とを備えた位置状
   態手段と、 ピッチ指令信号およびヨー指令信号を発生するオペレー
   タからの信号に応答する指令手段と、 ヨー状態信号ロール状態信号、ヨー指令信号およびピッ
   チ指令信号に応答し、それらからの２個のヨー制御翼を
   別々に制御するための第１のヨー制御信号および第２の
   ヨー制御信号と、２個のピッチ制御翼を別々に制御する
   ための第１のピッチ制御信号および第２のピッチ制御信
   号とを発生するデジタル制御手段とを具備していること
   を特徴とする管発射ミサイル中のアナログ電子装置を置
   換するデジタル電子装置。
7. 【請求項７】第１のピッチ制御翼と、 第２のピッチ制御翼と、 第１のヨー制御翼と、 第２のヨー制御翼とを有する本体部分と、 この本体部分を飛翔させるために本体部分内に設けられ
   た飛翔モータと、 前記本体部分内に設けられ、ロールジャイロ信号を発生
   するロールジャイロと、ヨージャイロ信号を発生するヨ
   ージャイロとを有するジャイロシステムと、 前記オペレータ発生信号を伝送するためのオペレータと
   ミサイルとの間の連続した物理的接続である通信リンク
   と、 ロール状態信号にロールジャイロ信号を変換するロール
   変換手段と、ヨー状態信号にヨージャイロ信号を変換す
   るヨー変換手段とを有する位置状態決定手段と、 前記通信リンクを介して受信されたオペレータ発生信号
   に応答してそれからピッチ指令信号およびヨー指令信号
   を発生する指令手段と、 ヨー状態信号、ロール状態信号、ヨー指令信号、および
   ピッチ指令信号に応答してそれから第１および第２のヨ
   ー制御翼を制御する第１のヨー制御信号および第２のヨ
   ー制御信号と、第１および第２のピッチ制御翼を制御す
   る第１のピッチ制御信号および第２のピッチ制御信号と
   を発生するデジタル制御手段と 前記第１のヨー制御信号を増幅する手段と、前記第２の
   ヨー制御信号を増幅する手段と、前記第１のピッチ制御
   信号を増幅する手段と、前記第２のピッチ制御信号を増
   幅する手段とを有する電子制御装置と、 前記第１のヨー制御翼の物理的運動のために前記増幅さ
   れた第１のヨー制御信号に応答する第１のアクチュエー
   タと、 前記第１のピッチ制御翼の物理的運動のために前記増幅
   された第１のピッチ制御信号に応答する第２のアクチュ
   エータと、 前記第２のヨー制御翼の物理的運動のために前記増幅さ
   れた第２のヨー制御信号に応答する第３のアクチュエー
   タと、 前記第２のピッチ制御翼の物理的運動のために前記増幅
   された第１のピッチ制御信号に応答する第４のアクチュ
   エータとを有する制御翼を操作する手段とを含むオペレ
   ータ発生信号によって誘導されるミサイル。
8. 【請求項８】前記デジタル制御手段は、第１のヨー制御
   信号、第２のヨー制御信号、第１のピッチ制御信号、第
   ２のピッチ制御信号による制御翼の駆動の開始を制御す
   る特許請求の範囲７記載のミサイル。
9. 【請求項９】オペレータ発生信号を発生するオペレータ
   入力装置と、 第１のピッチ制御翼と、 第２のピッチ制御翼と、 第１のヨー制御翼と、 第２のヨー制御翼とを有する本体部分と、 この本体部分を飛翔させるために本体部分内に設けられ
   た飛翔モータと、 前記本体部分内に設けられ、ロールジャイロ信号を発生
   するロールジャイロと、ヨージャイロ信号を発生するヨ
   ージャイロとを有するジャイロシステムと、 前記オペレータ発生信号をミサイルへ伝送するためのオ
   ペレータ入力装置とミサイルとの間の連続した物理的接
   続である通信リンクと、 ロール状態信号にロールジャイロ信号を変換するロール
   変換手段と、ヨー状態信号にヨージャイロ信号を変換す
   るヨー変換手段とを有する位置状態決定手段と、 前記通信リンクを介して受信されたオペレータ発生信号
   に応答してそれからピッチ指令信号およびヨー指令信号
   を発生する指令手段と、 ヨー状態信号、ロール状態信号、ヨー指令信号、および
   ピッチ指令信号に応答してそれから第１および第２のヨ
   ー制御翼を制御する第１のヨー制御信号および第２のヨ
   ー制御信号と、第１および第２のピッチ制御翼を制御す
   る第１のピッチ制御信号および第２のピッチ制御信号と
   を発生するデジタル制御手段と 前記第１のヨー制御信号を増幅する手段と、前記第２の
   ヨー制御信号を増幅する手段と、前記第１のピッチ制御
   信号を増幅する手段と、前記第２のピッチ制御信号を増
   幅する手段とを有する増幅手段と、 前記増幅された第１のヨー制御信号に応答して前記第１
   のヨー制御翼の物理的運動を制御する第１のアクチュエ
   ータと、 前記増幅された第１のピッチ制御信号に応答して前記第
   １のピッチ制御翼の物理的運動を制御する第２のアクチ
   ュエータと、 前記増幅された第２のヨー制御信号に応答して前記第２
   のヨー制御翼の物理的運動を制御する第３のアクチュエ
   ータと、 前記増幅された第２のピッチ制御信号に応答して前記第
   ２のピッチ制御翼の物理的運動を制御する第４のアクチ
   ュエータとを有する制御翼を操作する手段とを有するミ
   サイルとを含むことを特徴とする強化された誘導ミサイ
   ルシステム。
10. 【請求項１０】前記デジタル制御手段は、第１のヨー制
    御信号、第２のヨー制御信号、第１のピッチ制御信号、
    第２のピッチ制御信号による制御翼の駆動の開始を制御
    する特許請求の範囲９記載の誘導ミサイルシステム。