JP2784170B2 - サイドスラスタ型飛しよう体の制御方法 - Google Patents

サイドスラスタ型飛しよう体の制御方法

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JP2784170B2
JP2784170B2 JP4410696A JP4410696A JP2784170B2 JP 2784170 B2 JP2784170 B2 JP 2784170B2 JP 4410696 A JP4410696 A JP 4410696A JP 4410696 A JP4410696 A JP 4410696A JP 2784170 B2 JP2784170 B2 JP 2784170B2
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龍雄 高橋
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サイドスラスタ型
飛しよう体の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】飛しよう体の空力制御では、舵面を動か
すために高価な操舵位置を必要としていた。然し乍ら、
近年の飛しよう体の高速化,低価格化の要求に対応する
ために、安価で応答性の速いアクチュエータが必要とさ
れてきた。
【0003】上記要求に対応するものとして、従来、図
1に示すように飛しよう体1の重心Gから離れた位置の
外周部に、全て同一の推力を持つ小型ロケットモータ
(点火時間0.5〜200ms)2を多数取り付けてサ
イドスラスタ部3を構成し、小型ロケットモータ2を外
部に向けて点火し、外周面で飛しよう体1を平行運動さ
せるサイドスラスタ型飛しよう体がある。経路変更にサ
イドスラスタを用いる飛しよう体1にあっては、機体外
周部に100〜200個もの小型ロケットモータ2を装
着し、ロール回転に同期して小型ロケットモータ2に点
火して所定の経路変更を行っている。
【0004】ところで、このサイドスラスタ型飛しよう
体1では、図1に示される重心Gから遠く離れる小型ロ
ケットモータ2は、重心Gに近い小型ロケットモータ2
と比較し、飛しよう体1を回頭させるモーメントが大き
くなる。このモーメントが大きい程飛しよう体1の姿勢
角の変化が大きくなり、その姿勢角変化に伴い迎角の変
化も大きくなり、発生する空気力が大きくなる。従っ
て、重心から離れた位置にある小型ロケットモータ2
は、等価的に推力が大きい小型ロケットモータと同じに
なり、重心に近い位置にある小型ロケットモータ2は、
等価的に推力が小さい小型ロケットモータと同じにな
る。
【0005】そして、このサイドスラスタ型飛しよう体
1では、従来、図2に示すようにAとA′、BとB′と
いうペアの小型ロケットモータ2を作動させ、常に発生
する並進力,モーメントが同じ大きさになるような作動
シーケンを採っていた。この為、大きな加速度が必要と
される初期誘導と、加速度は小さくてもよいが速応性が
要求される終期誘導に対応できず、目標に対するサイド
スラスタ型飛しよう体1の命中精度が低くかった。
【0006】ここで、初期誘導時に大きな加速度を必要
とし、終期誘導時に加速度は小さくても良いが、速応性
が要求される理由について説明する。飛しよう体1の飛
しよう中に、飛しよう体1を目標に命中させる誘導を行
った場合の図1の進行方向Xに対して垂直な方向Zに発
生した加速度の時歴の一例を図3に示す。この図3から
誘導初期は目標の方向に飛しよう体1の進行方向を大き
く変えるため、大きな加速度が必要となり、誘導終期は
必要な加速度が小さいことが判る。そして誘導終期には
目標に追隨する為に、少しでも速く力を発生させて経路
変更する必要があることから、速応力が要求されるので
ある。
【0007】従って、大きな加速度が必要な初期誘導で
は、大きな推力又は等価推力の小型ロケットモータを作
動させ、必要な加速度が小さくとも速応力が要求される
終期誘導では、小さな推力又は等価推力の小型ロケット
モータを作動させた方が、効率的に、また高精度に制御
できることが判る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
の点に着目し、小型ロケットモータの飛しよう体重心か
らの距離,推力の大きさの違いを積極的に利用し、大き
な加速度を必要とされる初期誘導では、推力又は等価推
力の大きい小型ロケットモータを作動させ、必要とされ
る加速度は小さいが、速応性が要求される終期誘導で
は、推力又は等価推力の小さい小型ロケットモータを作
動させることにより、サイドスラスタ型飛しよう体を効
率良く且つ精度良く誘導でき、目標に対する命中精度を
向上させることのできる制御方法を提供しようとするも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のサイドスラスタ型飛しよう体の制御方法の1
つは、飛しよう体の重心位置から離れた位置の外周部
に、小型ロケットモータを多数設けてサイドスラスタ部
を構成したサイドスラスタ型飛しよう体に於いて、大き
な加速度が必要な初期誘導時、重心位置から離れた等価
推力の大きな小型ロケットモータを燃焼させ、加速度は
小さくても良いが速応性が要求される終期誘導時、重心
位置に近い等価推力の小さな小型ロケットモータを燃焼
させることを特徴とするものである。
【0010】上記のサイドスラスタ型飛しよう体の制御
方法に於いて、小型ロケットモータの推力より大きい推
力が必要な時は、重心から離れた位置の周方向の小型ロ
ケットモータを2個以上燃焼させ、小型ロケットモータ
の推力より小さい推力が必要な時は、重心に近い位置の
周方向の小型ロケットモータを2個以上燃焼させると良
い。
【0011】本発明のサイドスラスタ型飛しよう体の制
御方法の他の1つは、飛しよう体の重心から離れた位置
の外周部に、推力の大きな小型ロケットモータと推力の
小さな小型ロケットモータを、機軸方向に交互に配設し
てサイドスラスタ部を構成し、目標との相対距離が大き
い時、推力の大きな小型ロケットモータを燃焼させ、目
標との相対距離が小さくなった時、推力の小さな小型ロ
ケットモータを燃焼させることを特徴とするものであ
る。
【0012】
【作用】上記のように本発明のサイドスラスタ型飛しよ
う体の制御方法の1つは、大きな加速度が必要な初期誘
導時、重心位置から離れた等価推力の大きな小型ロケッ
トモータを燃焼させ、加速度は小さくても良いが速応性
が要求される終期誘導時、重心位置に近い等価推力の小
さい小型ロケットモータを燃焼させるので、飛しよう体
の誘導系に与える推力の影響の大きさを適切に変えるこ
とができる。
【0013】即ち、初期誘導時、等価推力の大きな小型
ロケットモータを燃焼させるので、飛しよう体を回頭さ
せるモーメントが大きくなって、目標の方向に飛しよう
体の進行方向を大きく変えることができ、発生する推力
の中で直接的な力、つまり飛しよう体質量をm、発生す
る推力をFとした時、F/mの加速度を発生させる成分
の割合が小さくなる。そして、終期誘導時、等価推力の
小さな小型ロケットモータを燃焼させるので、飛しよう
体を回頭させるモーメントが小さくなって、発生する推
力の中で直接的な力、つまり飛しよう体質量をm,発生
する推力をFとした時、F/mの加速度を発生させる成
分の割合が大きくなり、所望の力が得られるまでの時間
は、等価推力の大きな小型ロケットモータの燃焼の場合
に比べて短くなり、速応性の良好なものとなる。また、
誘導終期では、初期に比べ少しでも速く力を発生させて
経路を変更する必要があるため、この意味でも等価推力
の小さな小型ロケットモータを燃焼させることは、効率
良く且つ精度良く飛しよう体を誘導制御でき、目標に対
する命中精度を向上させることができる。
【0014】このサイドスラスタ型飛しよう体の制御方
法に於いて、小型モータの推力より大きい推力が必要な
時、重心から離れた位置の周方向の小型ロケットモータ
を2個以上燃焼させ、小型ロケットモータの推力より小
さい推力が必要な時、重心に近い位置の周方向の小型ロ
ケットモータを2個以上燃焼させると、各小型ロケット
モータの推力のベクトル合成により必要な推力に近い推
力を得ることができる。従って、飛しよう体の誘導系に
与える影響の大きさをより適切に調整し、一層効率良く
且つ精度良く飛しよう体を誘導制御し、目標に対する命
中精度を一層向上させることができる。
【0015】また、上記のように本発明のサイドスラス
タ型飛しよう体の制御方向の他の1つは、推力の大きな
小型ロケットモータと推力の小さな小型ロケットモータ
を、機軸方向に交互に配設してサイドスラスタ部を構成
し、目標との相対距離が大きい時、推力の大きな小型ロ
ケットモータを燃焼させ、目標との相対距離が小さくな
った時、推力の小さな小型ロケットモータを燃焼させる
ので、目標との相対距離が大きい時は、飛しよう体は比
較的にラフに誘導制御され、目標との相対距離が小さく
なった時は、飛しよう体が効率良く且つ精密に誘導制御
され、目標に対する命中精度が向上する。
【0016】
【実施例】本発明のサイドスラスタ型飛しよう体の制御
方法の1つについて説明する。図1に示すようにサイド
スラスタ型飛しよう体1は、飛しよう体1の重心Gより
も前方外周部に小型ロケットモータ(点火時間0.5〜
200ms程度)2を一定間隔に千鳥配列に100個設
けてサイドスラスタ部3を構成したものである。
【0017】このサイドスラスタ型飛しよう体1を発射
し、誘導制御するに於いて、大きな加速度が必要な初期
誘導時、重心Gの位置から離れた小型ロケットモータ2
を燃焼させ、逆に加速度は小さくても良いが速応性が要
求される終期誘導時、重心Gの位置に近い小型ロケット
モータ2を燃焼させる。これにより飛しよう体1は、初
期誘導時、等価推力の大きな小型ロケットモータ2の燃
焼によって回頭モーメントが大きくなって、目標の方向
に進行方向が大きく変わり、追隨する。
【0018】終期誘導時は、等価推力の小さな小型ロケ
ットモータ2の燃焼によって、飛しよう体1の回頭モー
メントが小さくなって、発生する推力の中で、飛しよう
体質量m,発生する推力をFとした時、F/mの加速度
を発生させる成分の割合が大きくなり、その結果、所望
の力が得られるまでの時間は、等価推力の大きな小型ロ
ケットモータ2の燃焼の場合に比べて短くなり、速応性
の良好なものとなる。こうして、飛しよう体1の誘導系
に与える推力の影響の大きさを適切に変えることができ
るので、効率良く精度良く飛しよう体1を誘導制御する
ことができ、目標に対する命中精度が向上する。
【0019】また、上記サイドスラスタ型飛しよう体1
の制御方法に於いて、小型ロケットモータ2の推力より
大きい推力が必要な時、重心Gから離れた位置の周方向
の小型ロケットモータ2を図4に示すように2個以上燃
焼させ、小型ロケットモータ2の推力より小さい推力が
必要な時、重心Gに近い位置の周方向の小型ロケットモ
ータ2を同様に2個以上燃焼させると、燃焼する小型ロ
ケットモータ2の推力のベクトル合成により、必要な等
価推力を得ることができる。
【0020】従って、飛しよう体1の誘導系に与える推
力の影響の大きさを適切に調整することができるので、
一層効率良く且つ精度良く飛しよう体1を誘導制御する
ことができ、目標に対する命中精度が一層向上する。
【0021】次に本発明のサイドスラスタ型飛しよう体
の制御方法の他の1つについて説明する。図5に示すよ
うに飛しよう体1の重心Gから離れた位置の外周部に、
推力の大きな小型ロケットモータ2aを50個と、推力
の小さな小型ロケットモータ2bを70個とを、機軸方
向に交互に配設してサイドスラスタ部3′を構成し、こ
のサイドスラスタ型飛しよう体1を発射し、誘導制御す
るに於いて、目標との相対距離が大きい時、推力の大き
な小型ロケットモータ2aを燃焼させ、目標との相対距
離が小さくなった時、推力の小さな小型ロケットモータ
2bを燃焼させると、飛しよう体1は目標との相対距離
が大きい時、比較的ラフに誘導制御でき、目標との相対
距離が小さくなった時、効率良く且つ精密に誘導制御さ
れ、目標に対する命中精度が向上する。
【0022】かかる制御方法をとるサイドスラスタ型飛
しよう体1は、図5に見られるように小型ロケットモー
タ2a,2bを配設しているので、単位面積当りの小型
ロケットモータの搭載可能な数が増大する。逆に同じ数
の搭載数で良いとすれば、搭載面積を減少することがで
きる。
【0023】尚、図5に示すサイドスラスタ型飛しよう
体1は、推力の大きい小型ロケットモータ2aと推力の
小さい小型ロケットモータ2bの2種類の小型ロケット
モータを搭載しているが、推力の異なる小型ロケットモ
ータを3種類以上搭載して良いものである。
【0024】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明のサイド
スラスタ型飛しよう体の制御方法は、小型ロケットモー
タを一様に消費させることなく、小型ロケットモータの
飛しよう体重心からの距離,推力の大きさの違いを積極
的に利用し、小型ロケットモータを選択的に使用して、
サイドスラスタ型飛しよう体の初期誘導,終期誘導に応
じて等価推力又は推力の異なる小型ロケットモータを作
動させたり、目標との相対距離に応じて推力の異なる小
型ロケットモータを作動させたりして、誘導制御するの
で、効率良く且つ精密な制御が可能となり、目標に対す
る命中精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御方法の1つを実施するサイドスラ
スタ型飛しよう体を示す概略側面図である。
【図2】図1のサイドスラスタ型飛しよう体における従
来の小型ロケットモータの作動順序を示す図である。
【図3】サイドスラスタ型飛しよう体の誘導中の加速時
系列を示す図である。
【図4】本発明の制御方法の1つの他の例の説明図であ
る。
【図5】本発明の制御方法の他の1つを実施するサイド
スラスタ型飛しよう体を示す概略側面図である。
【符号の説明】
1 サイドスラスタ型飛しよう体 2 小型ロケットモータ 2a 推力の大きな小型ロケットモータ 2b 推力の小さな小型ロケットモータ 3,3′ サイドスラスタ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F42B 10/66 F42B 15/01 F41G 7/00 - 7/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 飛しよう体の重心から離れた位置の外周
    部に、小型ロケットモータを多数設けてサイドスラスタ
    部を構成したサイドスラスタ型飛しよう体に於いて、大
    きな加速度が必要な初期誘導時、重心位置から離れた等
    価推力の大きな小型ロケットモータを燃焼させ、加速度
    は小さくて良いが速応性が要求される終期誘導時、重心
    位置に近い等価推力の小さな小型ロケットモータを燃焼
    させることを特徴とするサイドスラスタ型飛しよう体の
    制御方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のサイドスラスタ型飛しよ
    う体の制御方法に於いて、小型ロケットモータの推力よ
    り大きい推力が必要な時、重心から離れた位置の周方向
    の小型ロケットモータを2個以上燃焼させ、小型ロケッ
    トモータの推力より小さい推力が必要な時、重心に近い
    位置の周方向の小型ロケットモータを2個以上燃焼させ
    ることを特徴とするサイドスラスタ型飛しよう体の制御
    方法。
  3. 【請求項3】 飛しよう体の重心から離れた位置の外周
    部に、推力の大きな小型ロケットモータと推力の小さな
    小型ロケットモータを、機軸方向に交互に配設してサイ
    ドスラスタ部を構成し、目標との相対距離が大きい時、
    推力の大きな小型ロケットモータを燃焼させ、目標との
    相対距離が小さくなった時、推力の小さな小型ロケット
    モータを燃焼させることを特徴とするサイドスラスタ型
    飛しよう体の制御方法。
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