JP2682525B2 - 曳航体の姿勢制御方法及び姿勢制御装置 - Google Patents

曳航体の姿勢制御方法及び姿勢制御装置

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JP2682525B2
JP2682525B2 JP7320603A JP32060395A JP2682525B2 JP 2682525 B2 JP2682525 B2 JP 2682525B2 JP 7320603 A JP7320603 A JP 7320603A JP 32060395 A JP32060395 A JP 32060395A JP 2682525 B2 JP2682525 B2 JP 2682525B2
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towed
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attitude control
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善幸 村井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、母機又は母船に曳
航索を介して曳航される曳航体の姿勢制御方法及び制御
装置に関し、特に、曳航索の破断事故の防止を図ること
ができる曳航体の姿勢制御方法及び姿勢制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から対空火器の標的や水中危険物の
処理等には、図5に示すように、母機(航空機)又は母
船(船舶)に曳航索102を介して曳航される曳航体1
01が広く用いられている。そして、このような曳航体
101を備えた従来の装置では、母機から曳航体101
を切り離した後に、繰り出される曳航索102に加わる
衝撃を軽減することにより、曳航索102の破断事故の
防止を図ったものが多数存在していた。
【0003】例えば、特開平3−102200号では、
曳航索を繰り出すときに巻胴の回転を遅くさせるための
制動手段を設けるとともに、前記曳航索の外側端部を被
覆して保護することにより、前記曳航索の破断防止を図
った回転巻胴フィラメントディスペンサが提案されてい
る。
【0004】また、実開昭63−11299号では、曳
航索の繰り出し装置に電磁ブレーキを設け、この電磁ブ
レーキによって、繰り出し時における前記曳航索に加わ
る衝撃力を緩和することにより、前記曳航索の破断防止
を図った曳航装置が提案されている。
【0005】さらに、実開昭63−11300号では、
上記実開昭63−11299号の曳航装置において、前
記曳航索と曳航標的(曳航体)の間に伸延性を有する緩
衝索を設け、前記曳航索の破断防止を図った曳航装置が
提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
の曳航装置等では、母機から繰り出される曳航索に加わ
る衝撃力を緩和することはできるが、前記曳航体の曳航
中に、前記母機が旋回などの急激な軌道変化を行なった
際に、前記曳航索に加わる大きな張力を緩和することが
できなかった。
【0007】すなわち、従来の曳航体は、前記曳航索に
より前記母機に引かれるのみで自ら軌道変更することが
できなかった。このため、前記母機が急激な軌道変更を
行なうと、前記母機の運動に対して前記曳航体が遅れて
運動することとなり、このときの前記曳航体の空気抵抗
によって前記曳航索に大きな張力が加わり、前記曳航索
が破断してしまうという問題があった。
【0008】また、前記母機が急激な軌道変更を行なう
と前記曳航索が破断してしまうので、前記母機の機動性
が制限され、これによって、前記曳航体の運動範囲も制
限されてしまうという問題もあった。
【0009】さらに、このような問題は、上記のように
母機によって曳航体を空中で曳航させる場合に限らず、
母船によって曳航体を水中で曳航させる場合でも同様に
生じる。
【0010】なお、特開昭57−196309号では、
曳航索にエレクトロメカニカルケーブルを用いることに
よって、母船と曳航体の有線式制御信号伝達系を形成
し、この有線式制御信号伝達系を介して前記曳航体を遠
隔制御する構成の曳航体の制御装置が提案されている。
【0011】このような構成により、前記母船が軌道変
更した際に、前記母船の姿勢変化に追従させて前記曳航
体を素早く姿勢制御し、前記曳航索に大きな張力が加わ
るのを防止することも考えられる。しかし、この曳航体
の制御装置では、前記曳航体を姿勢制御するために特殊
なケーブルを必要とし、また、前記曳航体の姿勢制御
は、前記母船側において作業員が行なわなければなら
ず、前記母船の姿勢変化に追従させて前記曳航体を姿勢
制御することは現実的には非常に困難であった。
【0012】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たものであり、母機又は母船の姿勢変化に追従させて曳
航体を姿勢制御することを可能とし、これにより、曳航
索の破断事故の防止を図ることができるとともに、母機
又は母船の機動性の制限を緩和し、曳航体の運動範囲の
拡大を図ることができる曳航体の姿勢制御方法及び姿勢
制御装置の提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の曳航体の姿勢制御方法は、曳航索を
介して母機又は母船に曳航される曳航体の姿勢を制御す
る方法であって、前記曳航索に加わる張力の少なくとも
縦方向と横方向の成分にもとづいて、前記曳航体の姿勢
を制御することにより、前記曳航体の姿勢を前記母機又
は母船の姿勢変化に追従させる手順としてある。
【0014】また、このような方法を実施するため、請
求項2記載曳航体の姿勢制御装置は、曳航索を介して母
機又は母船に曳航される曳航体の姿勢を制御する装置で
あって、前記曳航索に加わる張力の縦方向及び横方向の
成分を検出する張力センサと、この張力センサが検出し
た前記曳航索の張力の縦方向及び横方向の成分にもとづ
いて、前記曳航体のピッチ制御量及びロール制御量を算
出する演算器と、この演算器の算出結果にもとづいて前
記曳航体の可動翼を駆動させる駆動部とを備えた構成と
してある。
【0015】このような本発明の曳航体の姿勢制御方法
及び姿勢制御装置によれば、前記母機又は母船の姿勢変
化に追従させて、前記曳航体の姿勢を制御することがで
きるので、前記母機又は母船の軌道変更時における前記
曳航体の空気抵抗を低減させることができる。
【0016】これにより、前記曳航索に加わる大きな張
力を減少させることができ、前記曳航索の破断事故を防
止することができる。この結果、前記母機又は母船の機
動性の制限が緩和され、前記曳航体の運動範囲を大幅に
拡大させることができる。また、曳航中の前記曳航体の
姿勢の乱れを自動的に修正することもできる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の曳航体の姿勢制御
方法及び姿勢制御装置の一実施形態について、図面を参
照しつつ説明する。図1は本発明の一実施形態に係る曳
航体の姿勢制御装置を示す説明図である。また、図2は
上記の姿勢制御装置の張力センサを示す斜視図であり、
図3は上記の姿勢制御装置のブロック図である。
【0018】図1において、1は曳航体であり、曳航索
2を介して図示しない母機(航空機)に接続してある。
この曳航体1には、張力センサ11,制御演算器12及
び四つの駆動部13からなる姿勢制御装置が設けてあ
る。
【0019】図1に示すように、張力センサ11には曳
航索2が結合してあり、張力センサ11は曳航索2に加
わる張力Fの、縦方向(Z軸方向)の成分FZ 及び横方
向(Y軸方向)の成分FY を検出する。
【0020】この張力センサ11は、例えば、図2に示
すように、曳航体1のX,Y,Z軸方向にそれぞれ突出
する軸部を有する支持金具11aと、この支持金具11
のY軸方向及びZ軸方向に突出する二つの軸部にそれぞ
れ取り付けた歪みゲージ11bとによって形成すること
ができる。
【0021】このような構成によれば、曳航索2に張力
Fが加わると、支持金具11aを形成する各軸部に微小
な歪みが生じ、この歪みを各歪みゲージ11bによって
検出することにより、曳航索2に加わる張力Fの、縦方
向の成分FZ 及び横方向の成分FY を検出することがで
きる。
【0022】制御演算器12は、図3に示すように、ピ
ッチ制御部12aとロール制御部12bを有する。ピッ
チ制御部12aは、張力センサ11からの縦方向の成分
Z を入力し、曳航体1の縦方向の制御量を算出する。
また、ロール制御部12bは、張力センサ11からの横
方向の成分FY を入力し、曳航体1の横方向の制御量を
算出する。
【0023】ここで、図4はこれらピッチ制御部12a
及びロール制御部12bを示すブロック図であり、同図
を参照しつつ、これらピッチ制御部12a及びロール制
御部12bについて説明する。なお、これらピッチ制御
部12a及びロール制御部12bは、制御する方向(縦
方向と横方向)が異なるのみで、その構成はほぼ同じと
なっている。
【0024】同図において、縦方向の成分FZ (又は横
方向の成分FY )を入力したピッチ制御部12a(又は
ロール制御部12b)は、一方で、 (1)この縦方向の成分FZ を最終目標量0と比較して
誤差量S0 を算出する。 (2)この誤差量S0 を比例定数部121に入力し、誤
差に比例した制御量S1を算出する。 (3)また、このとき、誤差量S0 を積分器122及び
比例定数部123に入力し、誤差の積分量に比例した制
御量S2 を算出する。
【0025】(4)さらに、ピッチ制御部12aは、他
方で、縦方向の成分FZ を微分器124及び比例定数部
125に入力し、誤差の微分、すなわち、変化量に比例
した制御量S3 を算出する。 (5)その後、誤差に比例した制御量S1 ,誤差の積分
量に比例した制御量S2,変化量に比例した制御量S3
を加算して(S4 )、この算出結果S4 を比例定数部1
26に入力し、最終制御量S5 を算出する。
【0026】各駆動部13は、図1に示すように、曳航
体1の後端部に取り付けた四枚の可動翼1aにそれぞれ
接続してあり、図2に示すように、ピッチ制御部12a
及びロール制御部12bから出力された最終制御量S5
にもとづいて四枚の可動翼1aを回動させる。これによ
り、前記母機の姿勢変化に追従して曳航体1の姿勢が制
御される。
【0027】このような本実施形態の曳航体の姿勢制御
方法及び姿勢制御装置によれば、前記母機の姿勢変化に
追従させて、曳航体1の姿勢を制御することができるの
で、前記母機の軌道変更時における曳航体1の空気抵抗
を低減させることができる。
【0028】これにより、曳航索2に加わる大きな張力
を減少させることができ、曳航索2の破断事故を防止す
ることができる。この結果、前記母機の機動性の制限が
緩和され、曳航体1の運動範囲を大幅に拡大させること
ができる。また、曳航中の曳航体1の姿勢の乱れを自動
的に修正することもできる。
【0029】なお、本発明の曳航体の姿勢制御方法及び
姿勢制御装置は、上述した実施形態に限定されるもので
はない。例えば、本発明の曳航体の姿勢制御方法及び姿
勢制御装置は、上記のように母機によって曳航体を空中
で曳航させる場合に限らず、母船によって曳航体を水中
で曳航させる場合にも応用することができる。
【0030】また、上述した本実施例の姿勢制御装置で
は、曳航体1の姿勢制御を簡単に行なうという観点か
ら、張力Fを形成する成分のうち、縦方向の成分FZ
び横方向の成分FY のみにもとづいて曳航体1の姿勢を
制御する構成としたが、これら成分FZ 及びFY に曳航
方向(X軸方向)の成分FX を加えて曳航体1の姿勢を
制御する構成とすることもできる。
【0031】すなわち、図2に示すように、張力センサ
11の支持金具11aのX軸方向に突出する軸部に歪み
ゲージ(二点鎖線)を追加し、この歪みゲージによって
検知したX軸方向の成分FX を、図3及び図4における
ロール制御量及びピッチ制御量の演算に加えれば、X,
Y,Z軸方向の成分FX ,FY ,FZ にもとづいて曳航
体1の姿勢を制御することができる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明の曳航体の姿勢制
御方法及び姿勢制御装置によれば、母機又は母船の姿勢
変化に追従させて曳航体を姿勢制御することを可能と
し、これにより、曳航索の破断事故の防止を図ることが
できるとともに、母機又は母船の機動性の制限を緩和
し、曳航体の運動範囲の拡大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る曳航体の姿勢制御装
置を示す説明図である。
【図2】上記の姿勢制御装置の張力センサを示す斜視図
である。
【図3】上記の姿勢制御装置のブロック図である。
【図4】上記の姿勢制御装置の制御演算部を形成するピ
ッチ制御部及びロール制御部を示すブロック図である。
【図5】母機(航空機)により曳航体を曳航している状
態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 曳航体 2 曳航索 11 張力センサ 12 制御演算部 12a ピッチ制御部 12b ロール制御部 121,123,125,126 比例定数部 122 積分器 124 微分器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 曳航索を介して母機又は母船に曳航され
    る曳航体の姿勢を制御する方法であって、 前記曳航索に加わる張力の少なくとも縦方向と横方向の
    成分にもとづいて、前記曳航体の姿勢を制御することに
    より、前記曳航体の姿勢を前記母機又は母船の姿勢変化
    に追従させることを特徴とする曳航体の姿勢制御方法。
  2. 【請求項2】 曳航索を介して母機又は母船に曳航され
    る曳航体の姿勢を制御する装置であって、 前記曳航索に加わる張力の縦方向及び横方向の成分を検
    出する張力センサと、 この張力センサが検出した前記曳航索の張力の縦方向及
    び横方向の成分にもとづいて、前記曳航体のピッチ制御
    量及びロール制御量を算出する演算器と、 この演算器の算出結果にもとづいて前記曳航体の可動翼
    を駆動させる駆動部とを備えたことを特徴とする曳航体
    の姿勢制御装置。
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