JP2755492B2 - 展開可能な操舵翼を備えたミサイル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ 本発明は制御可能なミサイルに関し、特に展開可能な
操舵翼を備えたミサイルに関する。

誘導ミサイル等のいくつかのタイプの誘導可能な兵器
は、ミサイルの誘導を行なうために２または４個の操舵
翼を使用する。操舵翼は、自己制御飛行中にミサイルの
側面から外向きに突出する。操舵翼は典型的に、ミサイ
ルが直線的に飛行している時の気流に対して、刃が前方
に向けられた刃物のような形状、または少し上向きに傾
斜された対称器な翼状の形状を有する。飛行航路を変更
するために、操舵翼は、航空機の制御システムによって
単独でまたはグループで少しだけ再度方向付けされる。
操舵翼を取付けて方向付けする１つの方法は、ミサイル
の本体の軸に対して直角に突出したシャフト上に操舵翼
を支持することである。気流に対する操舵翼の姿勢は、
少量だけシャフトを回転することによって変化させられ
る。

操舵翼は、ミサイルの自己制御飛行中にミサイルの側
面から外向きに突出する。多くの場合、操舵翼は使用前
に車両または航空機への配備および搭載中にミサイルの
本体に対して位置されることが望ましい。操舵翼のこの
積載位置は、ミサイルの実効直径を減少させ、さらに多
くのミサイルが制限された空間に貯蔵および、または支
持されることを可能にする。それはまた貯蔵および処理
中の操舵翼またはそれらの機構に対する損傷の可能性を
低下させる。

以下のように、貯蔵および処理中に操舵翼がミサイル
本体の側面に折畳まれ、ミサイルの発射後短時間で伸張
した位置に操舵翼を展開することが知られている。操舵
翼が折畳まれ、展開され、展開した位置でロックされ、
その後アクチュエータシステムによって動かされる（通
常、回転される）ことを可能にするために種々の比較的
複雑な機構が開発されている。固定されていて、展開後
アクチュエータにより動かされない翼の回転展開を可能
にする機構も知られている。

機構がさらに複雑になると、それだけその重量が増加
し、故障し易く、高価になる傾向がある。さらに、複雑
な展開機構は典型的に比較的大きい容積を占有し、ほと
んどのミサイルの本体内で利用可能な制限された空間に
よる著しい欠点を有する。ミサイルの操舵翼を支持し、
展開し、ロックして制御可能に動かす簡単で信頼性の高
いコンパクトな機構が必要とされている。本発明はこの
必要性を満し、さらに関連した利点を提供する。

［本発明の要約］ 本発明は、信頼性が高く、しかも軽量の操舵翼設置構
造を有するミサイルを提供する。設置構造は、処理およ
び貯蔵中に操舵翼をミサイル本体の側面に折畳み、その
後一度の回転運動で伸張した位置にそれを展開すること
ができる。操舵翼は伸張した位置でロックされ、その後
はアクチュエータの回転運動により完全に制御可能であ
る。展開および支持機構はコンパクトであり、またミサ
イルが小さい空間に貯蔵されることができるように操舵
翼が折畳まれた時にミサイルの断面積を全体的に小さく
する。

本発明によると、ミサイルは、ミサイル本体軸および
ミサイル本体の航路を制御する手段を有するミサイル本
体を含んでいる。制御手段は、操舵翼と、ミサイル本体
軸に垂直な制御軸を中心とした回転運動用の操舵翼を支
持する手段と、ミサイル本体に隣接して平行な折畳まれ
た位置から制御軸に平行な伸張した位置に展開軸を中心
とした回転運動によって操舵翼を展開する手段とを含
む。さらに制御手段は、操舵翼が伸張した位置にある時
に制御軸を中心として操舵翼を制御可能に回転する手段
を含む。典型的な適用において、各支持手段、展開手段
および制御可能に回転する手段をそれぞれ具備した４個
の操舵翼が存在する。

１実施例において、操舵翼は、アクチュエイト機構に
よって回転的に駆動されるアクチュエータシャフト上に
支持される。この機構において、アクチュエータは、リ
ンク装置またはその他の使用可能な構造によってアクチ
ュエータシャフトに結合されている。展開手段は、アク
チュエータシャフトに平行でない方向に操舵翼から延在
する展開シャフトと、アクチュエータシャフト中の展開
シャフト孔とを含む。展開シャフトは、展開シャフト孔
内に回転可能に受けられている。

この設計において、最初に操舵翼はその折畳まれた位
置にある。ミサイルの発射時、操舵翼は展開シャフトを
中心として伸張した位置に回転し、その伸張した位置で
永久的にロックする。展開シャフトは、アクチュエータ
シャフト上に操舵翼を支持し、ロック機構は、操舵翼が
アクチュエータシャフトに関して回転するかまたは折畳
まれることを阻止する。その後、アクチュエータシャフ
トがアクチュエイト機構によって回転されて、ミサイル
の制御運動を行なう。

この方法で、堅牢で信頼性が高く、コンパクトで軽量
なミサイル制御構造を提供する。操舵翼は、展開シャフ
トによってアクチュエータシャフトに取付けられ、両シ
ャフトはどのような予想空気力学または制御負荷でも支
持するように十分大きい寸法で形成されることができ
る。アクチュエイト機構はアクチュエータシャフトを回
転しさえすればよく、このアクチュエータシャフトはベ
アリング中に支持されているが、展開または制御動作の
いずれの期間中に動くことを要求されない。構造的およ
び空気力学的負荷を支持する構造の部分にはヒンジ、リ
ンク装置またはその他の機構は存在せず、故障の可能性
を減少させる。リンク装置は、元来アクチュエータシャ
フトにアクチュエータを接続するために設けられている
が、このリンク装置は構造的または空気力学的な負荷を
支持しない。最後に、本発明の方法は、２つの方法でコ
ンパクトな構造を提供する。第１に、展開およびアクチ
ュエイト機構はそれ自身コンパクトである。第２に、折
畳まれた操舵翼を備えたミサイルの全体的な断面寸法
は、他のタイプの展開およびアクチュエイト機構を備え
たものより小さく、貯蔵のために小さい断面積をミサイ
ルに提供する。

したがって、本発明は、展開可能な操舵翼および関連
したアクチュエータによって制御される改良されたミサ
イルを提供する。本発明のその他の特徴および利点は、
以下の好ましい実施例の詳細な説明および本発明の原理
を一例として示している添付図面から明らかになるであ
ろう。

［図面の簡単な説明］ 図１は、展開可能な操舵翼を使用したミサイルの概略
的な平面図である。

図２は、操舵翼およびアクチュエータシステムの分解
斜視図である。

図３は、操舵翼およびその展開シャフトの一部分の平
面図である。

図４は、図３の操舵翼および展開シャフトの正面図で
ある。

図５は、図１のミサイルの一部分の概略的な斜視図で
あり、操舵翼の展開期間中の経過のシーケンスを示す。

図６は、図５のミサイルの概略的な正面図であり、操
舵翼の展開中の経過のシーケンスを示す。

図７は、図２のシステムのアクチュエータおよびリン
ク装置部分の詳細な平面図である。

図８は、通常の折畳み翼設計を使用する詰め込まれた
操舵翼を備えたミサイルを示した概略的な正面図であ
る。

図９は、本発明の方法による詰め込まれた操舵翼を備
えた図８のものと同じ直径のミサイルを示した概略的な
正面図である。

［本発明の詳細な説明］ 図１は、本発明の方法を使用するミサイル20を示す。
ミサイル20は、ミサイル本体軸23と、およびここではそ
れがノズル24を通して排気するようにミサイル本体22の
上部に取付けられた単一のロケットエンジンとして示さ
れている推進システムとを有するミサイル本体22を含
む。ミサイルの好ましい形態において、４個の翼25は、
ロケットエンジンノズル24の前方の位置から外側に向か
って延在している。光ファイバ26は、ミサイルが飛行し
ているときにミサイル20の背後においてミサイル内のキ
ャニスタから繰出され、ミサイル20と制御ステーション
（示されていない）との間で情報が通信されることを可
能にする。ロケットエンジンの上部取付けノズル24は、
エンジンの排気ガスが光ファイバ26に当たらないように
方向付けられている。本発明は、後部取付けエンジン、
多エンジン、または翼取付けエンジンを有するミサイル
等のその他のミサイルタイプ、または光ファイバ誘導シ
ステムを持たないミサイル、或いはレーザ誘導爆弾等の
エンジンのないミサイルに関して等しく使用可能であ
る。このような装置は全てここにおいて使用されている
“ミサイル”という用語の範囲内にある。好ましい実施
例では、空中を飛行するミサイルが扱われているが、こ
こで使用される“ミサイル”という用語には魚雷も含ま
れる。

４個の操舵翼28は、ミサイル本体22の周囲に、この場
合はエンジンノズル24の後尾の近くの位置に等間隔で支
持されている。各操舵翼28は、ミサイル本体軸23に垂直
な各制御軸30を中心として回転可能な空気力学的表面で
ある。ミサイルの制御は、ミサイル誘導制御装置によっ
て命令された複雑なパターンでそれらの軸を中心として
各操舵翼28を回転することによって行われる。本発明
は、操舵翼の支持、展開および回転に関するものであ
り、ミサイルの特定の航路を実現するために必要とされ
る操舵翼の方向付けには関与しない。

最初、操舵翼28は貯蔵および処理中ミサイル本体22上
に折畳まれる。この折畳まれた位置において、操舵翼28
はミサイル本体22に対して平行に隣接している。操舵翼
28は、ミサイル発射後に短時間で図１に示された伸張し
た位置に展開する。その後、操舵翼28は、ミサイル20の
航路の制御を行なうために制御軸30を中心とし回転可能
でなければならない。

折畳まれた位置から伸張した位置への運動を行なっ
て、伸張した位置で操舵翼をロックし、続いて操舵翼を
制御可能に回転するのに好ましい取付け構造32は、図２
の分解斜視図に示されている。構造32は、アクチュエー
タシャフトハウジング36が取付けられたベース34を含
む。アクチュエータシャフト38は、１対のベアリング40
を使用してアクチュエータシャフトハウジング36内に回
転可能に取付けられている。アクチュエータシャフト38
の回転軸は、各操舵翼28の制御軸30と一致する。

操舵翼28は、操舵翼28の本体側端部44から延在する展
開シャフト42を含む。アクチュエータシャフト38は、そ
の側面に展開シャフト孔46を含む。展開シャフト孔46
は、展開シャフト42が展開シャフト孔46内において回転
することを可能にする回転可能な適合状態で展開シャフ
ト42を受けるに十分な大きさである。展開シャフト42は
組立てられた時に保持ねじ47によって展開シャフト孔46
内に保持されている。

展開シャフト42は、展開シャフト42が展開シャフト孔
46中において回転されたときに、操舵翼28が折畳まれた
位置から伸張した位置に移動するように操舵翼28に関し
て方向付けられて固定されている。好ましい実施例にお
いて、展開シャフト42は、図３および４に示されている
ように方向付けられている。操舵翼28は、一般に翼平面
48を中心として翼形状を有している。縦軸54は、翼平面
48中に位置し、翼の前縁50と後縁52との間にほぼ垂直に
延在する。

これらの定義に関して、展開シャフト42は、翼平面48
で測定して縦軸54に関して約44.8゜の角度で（図３の平
面図を参照されたい）、また翼平面48に垂直に測定して
縦軸54に対して約43.6゜の角度で（図４の上面図を参照
されたい）方向付けされていることが好ましい。その他
の動作可能な方向も使用可能である。

展開シャフト孔46は、それ自身が制御軸30と一致して
いるアクチュエータシャフト38の軸に関して約54.3゜の
角度で方向付けられていることが好ましい。したがっ
て、この機構が組立てられたとき、展開シャフト42は、
制御軸30に関してこの約54.3゜の角度で方向付けされ
る。その他の動作可能な方向も使用することができる。

図５および６は、各操舵翼28がミサイル本体22に対し
て平らな最初の折畳まれた位置（符号56）から伸張した
位置（符号58）に展開される経過のシーケンスを２つの
方向から見た図で示す。好ましい実施例において、操舵
翼28は折畳まれた位置56においてその先端の運動によっ
て前方に折畳まれ、後方に展開させる。この方法は、ミ
サイル20が発射されたときに受ける慣性および空気力学
的な力が展開に対して抗うのではなく、操舵翼の展開を
助けるように選択される。

図５および６に示されているように、展開シャフト42
の回転は操舵翼28全体を外側に開かせ、同時に展開シャ
フトにより適切な空気力学的方向に回転させ、前縁50は
後続する飛行に対してほぼ前方を指向する。結果的に、
ヒンジまたはそれに対応するような構造は不要であり、
このような構造ゆえの異なる利点がその機構において弱
点となる可能性が高い。展開シャフトを使用した構造は
堅牢であり、長期にわたる貯蔵の後、故障または動作不
良を生じることが少ない。

操舵翼28が伸張した位置58に向かって外側に回転した
後、それは過度に回転することを阻止され、飛行に適切
な位置でロックされなければならない。さもないと、操
舵翼28は飛行中に誤った望ましくない方向まで移動する
か、或は再び折畳まれる可能性もある。

操舵翼28の回転を停止して、伸張した位置58に操舵翼
28をロックするために、図２において認められるように
停止およびロック組合せ構造60が設けられる。停止板62
はアクチュエータシャフト38に固定され、操舵翼28が伸
張した位置58にある時、停止板62の平面は操舵翼28の本
体側端部44に平行である。すなわち、好ましい実施例に
おいて停止板62の表面は制御軸30に対して垂直である。
停止板62は、操舵翼28が停止板62に接触するまでその伸
張した位置58に向かって自由に回転することができる箇
所に制御軸30に沿って位置されている。

ロックラッチ64は、操舵翼28上に設けられている。ロ
ックラッチ64は、操舵翼28の本体側端部44から下方に延
在する金属の舌状の形態であることが好ましい。ロック
ラッチ受部66は停止板62上に設けられている。ロックラ
ッチ受部66は、操舵翼28が停止板62に接触した時に、ロ
ックラッチ64がスロット中にスライドするように位置さ
れたスロットの形態であることが好ましい。ロックラッ
チ64とロックラッチ受部66との間の結合は、操舵翼28が
伸張した位置58に達すると、展開シャフト42を中心に回
転して折畳まれた位置56に戻ることを阻止する。ほとん
どの適用について、ミサイルは１度しか使用されないた
め、ロックラッチ64とロックラッチ受部66を後で分離す
る必要はない。

操舵翼28が典型的にミサイル20の発射後短時間で伸張
した位置58に展開され、適切な位置でロックされると、
操舵翼28はミサイル20を操縦するために使用される回転
制御運動に利用することができる。この位置において、
操舵翼28はアクチュエータシャフト38上に強固に支持さ
れ、ロックされる。それによってアクチュエータシャフ
ト38を制御可能に回転することにより、操舵翼28の回転
が行われる。

図２はアクチュエータシャフト38の制御可能に回転す
るアクチュエイト機構70を全体的に示し、図７はアクチ
ュエイト機構70をさらに詳細に示す。駆動モータ72はベ
ース34に固定されている。駆動モータ72は、ねじを有す
る駆動シャフト74に対する出力部を備えた通常の直流モ
ータタイプであるが、その他のタイプのモータもまた使
用されることができる。駆動シャフト74の動作は、駆動
シャフト74に、およびアクチュエータシャフト38の側面
から突出した駆動アーム78に結合したリンク装置76によ
ってアクチュエータシャフト38に伝達される。任意の利
用可能なリンク装置を使用することができる。

好ましい形態において、リンク装置76は、駆動シャフ
ト74にねじ結合された内側に向かってねじを設けられた
ブロック（示されていない）にピボット結合で取付けら
れたクロスアーム80を含む。交差アーム80の一方の端部
は第１のサイドリンク82の一方の端部にピボット結合さ
れ、そのリンクの他方の端部はベース34にピボット結合
で固定されている。交差アーム80の他方の端部は、第２
のサイドリンク84の一方の端部にピボット結合され、そ
のリンクの他方の端部は駆動アーム78にピボット結合さ
れる。

駆動モータ72が動作されて駆動シャフト74を回転させ
るとき、駆動シャフトに結合された内側にねじを設けら
れたブロックは、駆動シャフト74の回転に応答して交差
アーム80を縦方向に移動させる。第２のサイドリンク84
もまた縦方向に駆動され、制御軸30を中心としてアクチ
ュエータシャフト38を回転させる。それによって操舵翼
28は、制御軸30を中心として回転される。ミサイルを操
舵するために要求される操舵翼28の回転は少量に過ぎな
い。他のアクチュエータシャフト駆動方法を使用するこ
ともできる。

別の利点に加えて、本発明は貯蔵および発射装置上の
設置のために“容器”すなわちミサイルの全体的な外側
の寸法を減少させる。図８および９は、仮定上のミサイ
ル90の設計プロセスの結果を示す。図８の設計形態は通
常の折畳み操舵翼を使用し、一方図９の設計形態は本発
明の方法を使用している。図９の設計形態は、図８の設
計形態より小さい全体的な外形寸法を実現しているた
め、さらに小さいパッキングを使用することができる。

説明のために、本発明の特定の実施例を詳細に説明し
てきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々
の修正および向上を行なうことができる。しがって、本
発明は添付された請求の範囲によってのみ限定される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−138096（ＪＰ，Ａ) 実公 昭62−26719（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭62−24640（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許4664339（ＵＳ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ミサイル本体軸を有するミサイル本体と、 ミサイル本体の航路を制御する制御手段とを具備し、こ
   の制御手段は、 操舵翼と、 ミサイル本体軸に垂直な制御軸を中心とした回転運動に
   対して操舵翼を支持するアクチュエータシャフトと、 ミサイル本体に隣接して平行な折畳まれた位置から制御
   軸に平行な伸張した位置に展開軸を中心とした回転運動
   によって操舵翼を展開する手段と、 操舵翼が伸張した位置にある時に制御軸を中心として操
   舵翼を制御可能に回転する手段と、 アクチュエータシャフトに固定的に支持され、操舵翼が
   伸張した位置にある時に操舵翼に接触するように位置さ
   れた停止部分と、 操舵翼上のロックラッチと、 停止部分上に固定的に支持され、操舵翼が伸張した位置
   にある時にロックラッチを受けるように位置されたロッ
   クラッチ受部とを具備していることを特徴とするミサイ
   ル。
2. 【請求項２】操舵翼を制御可能に回転する手段は、 アクチュエータモータと、 アクチュエータモータからアクチュエータシャフトまで
   延在するリンク装置とを含んでいる請求項１記載のミサ
   イル。
3. 【請求項３】操舵翼を展開する手段は、 ミサイル本体軸に垂直な軸を中心として回転可能に構成
   されたアクチュエータシャフトと、 展開軸と一致して操舵翼から延在する展開シャフトと、 展開シャフトを受ける直径を有して形成されたアクチュ
   エータシャフト中の展開シャフト孔とを含んでいる請求
   項１記載のミサイル。
4. 【請求項４】操舵翼は、翼平面を中心とする翼として形
   成され、翼平面に位置し、翼の前縁と後縁との間に延在
   する縦軸を有しており、 展開シャフトは、翼平面で測定した場合に縦軸に関して
   約44.8゜の角度、および翼平面に垂直な平面で測定した
   場合には縦軸に対して約43.6゜の角度で方向付けられて
   いる請求項３記載のミサイル。
5. 【請求項５】全体で４個の操舵翼が存在する請求項４記
   載のミサイル。