JP2848238B2 - 飛翔体の誘導制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は飛翔体の誘導制御装置に
関し、特に発射後に目標を自動捜索、捕捉、追尾する飛
翔体の誘導制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の飛翔体は、一例として図
６に示すように、発射時に点火する発射ロケット１、巡
航速度まで加速するブースタ２、巡航時に推力を与える
サステナ３等のロケットモータと、それらロケットモー
タの点火タイミングを決定する点火シーケンサ４と、加
速度，姿勢，高度等の機体情報ａを出力する慣性センサ
５と、目標を捜索・捕捉し、捕捉信号ｂ及び観目線の角
度信号ｃを出力するシーカ６と、飛翔方向，姿勢，高度
を変化させる操舵翼７と、その操舵翼７を機体情報ａと
予め与えられた飛翔経路との誤差またはシーカの観目線
角度信号ｃとに基づいて操作するオートパイロット８と
により構成される。

【０００３】この種の飛翔体の誘導制御は巡航速度・巡
航高度に達するまでの初期誘導、目標を発見・捕捉する
までの中間誘導、目標を捕捉後追尾する終末誘導の３段
階の誘導フェーズに大別される。

【０００４】初期誘導時には、点火シーケンサ４により
発射ロケット１及びブースタ２が次々に点火されると同
時に、オートパイロット８により機体情報ａに基づいて
操舵翼７が操作されることによって、姿勢を保ちながら
所定の速度，高度，経路に導かれ、水平飛行に移る。

【０００５】中期誘導時には、点火シーケンサ４により
サステナ３が点火され、巡航時の推力が与えられてオー
トパイロット８は機体情報ａに基づいて予め与えられた
飛翔経路・高度に沿うように操舵翼７を操作して飛翔体
を誘導する。同時にシーカ６が目標を捜索し、検知・識
別処理を行う。シーカ６としては赤外線カメラやフェー
ズドアレイレーダ等が２〜３軸のジンバル機構に搭載さ
れた形で使用される。

【０００６】終末誘導はシーカ６が目標を発見・捕捉し
た時点から始まり、オートパイロット８はシーカ６が出
力する捕捉信号を受けると予め与えられた飛翔経路の代
わりにシーカ６が出力する観目線角度信号Ｃが０となる
ように操舵翼を操作して目標を追尾するいわゆるホーミ
ング誘導を行い、飛翔体は最終的に目標に命中する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の飛翔体
は中期・終末誘導時にはサステナのみによって推力を与
えられるため、ほぼ一定の速度となっているが、飛翔速
度を速くすると、中期誘導時にシーカが目標捜索するた
めの時間が短くなるため、捜索範囲が狭くなり、検知・
識別処理の時間も十分に得られなくなる。

【０００８】一方、飛翔速度を遅くすると、終末誘導時
の突入速度が遅くなり、敵に発見・撃墜される可能性が
高くなるという問題点がある。

【０００９】本発明の目的は、中期誘導時における飛翔
速度の大小と目標捜索・捕捉の困難性との関係及び飛翔
速度の大小と敵による発見・撃墜の可能性との関係を全
て問題なく解決し得る様にした飛翔体の誘導制御装置を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、巡航速
度及び巡航高度に達するまでの初期誘導、目標発見捕捉
するまでの中期誘導、目標追尾の終末誘導の各誘導フェ
ーズを有する飛翔体の誘導制御装置であって、前記中期
誘導のフェーズにおいて高揚力装置を駆動する駆動手段
と、この高揚力駆動時に予め設定された目標捜索パター
ンに従って飛行経路及び目標捜索範囲を制御する制御手
段と、前記終末誘導のフェーズにおいてこの目標発見補
捉に応答してこの目標へ向けて加速をなす手段とを有
し、前記駆動手段は、予め設定されている目標捜索可能
範囲に達した時点で駆動開始をなし、前記制御手段は、
目標発見補捉がなされていないときに前記目標捜索パタ
ーンに従って目標発見補捉をなすよう制御し、前記目標
捜索パターンは渦巻き状の飛行経路パターンであること
を特徴とする飛翔体の誘導制御装置が得られる。

【００１１】

【作用】目標操作範囲に達するまでの初期誘導フェーズ
では予め与えられた（プログラムされた）飛翔経路に従
って飛行せしめ、目標捜索中は速度を低下させて捜索を
やり易くすると共に予め与えられた目標捜索パターンに
従って飛行せしめつつ目標捜索を行い、目標捕捉後は加
速して目標追尾を高速に行わしめるようにしたものであ
る。

【００１２】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１３】図１は本発明の実施例のブロック図であ
り、図６と同等部分は同一符号により示している。本実
施例では、図６の構成の他に、更に高揚力装置９と捜索
パターン発生器１０と第２ブースタ１１とを追加したも
のである。

【００１４】高揚力装置９はフラップ等の手段であり、
初期誘導後目標捜索可能範囲に飛翔体が到達したときに
駆動されるもので、これにより飛翔体速度は減速されて
目標捕捉を容易とするものである。

【００１５】捜索パターン発生器１０は、この高揚力装
置９による減速中に、最短時間で広範囲の捜索が行える
ように飛翔方向、捜索方向をオートパイロット８やシー
カ６へ指示するものであり、予めこの捜索パターンはプ
ログラムされている。

【００１６】第２ブースタ１１は、この捜索パターンに
よる目標捜索によって目標が捕捉されると、点火されて
高速にて目標追尾をなすためのものである。

【００１７】図２は本発明の実施例の動作を示すシーケ
ンス図である。飛翔体が発射ロケット１及びブースタ２
が点火され発射されると（ステップ２１）、初期誘導で
あるいわゆるプログラム誘導により飛翔を続ける（ステ
ップ２２）。

【００１８】この間、オートパイロット８は慣性センサ
５が出力する機体情報ａに基づいて操舵翼７を操作す
る。こうして飛翔体は姿勢を保ちつつプログラムされた
飛行経路，高度へ導かれ、水平飛行に入り、次の中期誘
導に移る。この中期誘導は、本発明では、２つのフェー
ズを有しており、巡航フェーズと捜索フェーズとの２つ
である。

【００１９】巡航フェーズでは、点火シーケンサ４がサ
ステナ３を点火することで以後の推力が維持され、オー
トパイロット８は、慣性センサ５が出力する機体情報ａ
に基づき予め与えられた飛翔経路，高度に沿う様に操舵
翼７を操作し、シーカ６が目標を捜索することが可能と
思われる地点まで飛翔体を誘導する。

【００２０】予め定められている目標捜索可能範囲に到
達すると（ステップ２３）、次の捜索フェーズに移り、
オートパイロット８は高揚力装置９であるフラップを駆
動して展開せしめる（ステップ２４）。よって、機体は
高度を維持しつつ減速することになる。

【００２１】この時点で目標捕捉されれば（ステップ２
５）、シーカ６は捕捉信号ｂを出力し終末誘導に移るこ
とになる。この終末誘導では、オートパイロット８によ
りフラップ９が収納または投棄し、点火シーケンサ４が
第２ブースタ１１を点火することにより（ステップ２
６）、飛翔体は再び加速され、十分な突入速度を得る。

【００２２】更に、オートパイロット８はシーカ６が出
力する観目線角度信号ｃが０になる様に操舵翼７を操作
し、飛翔体は目標を追尾し、最終的に目標に命中する
（ホーミング誘導：ステップ２７）。

【００２３】捜索フェーズのステップ２５において、目
標捕捉がなされなければ、高揚力装置９が展開されたま
まの状態、すなわち低速かつ高々度の状態で、目標捜索
がなされるが、本発明では、この目標捜索は捜索パター
ン発生器１０から生成される最適捜索パターンに従って
行われるのである。（ステップ２８，２９）。

【００２４】この捜索パターン発生器１０の構成及び動
作について、図３〜図５を用いて詳述する。この捜索パ
ターン発生器１０を用いる理由は次の如くである。

【００２５】従来のこの種の飛翔体である、発射後に目
標を捕捉し追尾するいわゆるロックオンアフタランチ
（Ｌｏｃｋ Ｏｎ Ａｆｔｅｒ Ｌａｕｎｃｈ）型のミ
サイルでは、予め偵察された偵察情報等による目標地点
付近までは、予めプログラムされた慣性誘導によって到
達し、その後目標捕捉した後のホーミング誘導に切換え
られるが、万一目標が偵察情報による存在地点から移動
している場合には、目標が発見できず、航続距離の限界
または強制弾着指令を受けるまで飛行を続けることにな
る。

【００２６】そこで、本発明では、図２のステップ２５
で目標捕捉できなければ、目標が偵察情報による存在位
置から移動しているとみなして、最適捜索パターンに従
って目標捜索を行うのである。

【００２７】図３は捜索パターン発生器１０の構成例で
あり、予め最適捜索パターンの飛行経路を記憶した飛行
経路メモリ１３と、シーカ６の首振り角度（範囲）を記
憶した首振り角度メモリ１４と、これ等メモリ内容によ
り捜索パターンに従った処理をなすＣＰＵ（プロセッ
サ）１２とを有する。

【００２８】ＣＰＵ１２はオートパイロット８が出力す
る位置信号ｅ及びシーカ６が出力する捕捉信号ｂを参照
して偵察情報による目標地点に到達しても目標が発見で
きないとき（図２のステップ２８）、例えばその地点を
中心とした渦巻状の飛行経路信号ｆをメモリ１３から読
出してオートパイロット８へ出力し、今までの捜索範囲
とできるだけ重複しない様な首振角度信号ｄをメモリ１
４から読出してシーカ６へ出力する（図２のステップ２
９）。

【００２９】シーカ６が目標を発見するまで、シーカ６
及びオートパイロット８は捜索パターン発生器１０が発
生する首振り角度信号ｇ，飛行経路信号ｆに従って目標
を捜索し、シーカ６が目標を発見すると、捜索パターン
発生器１０は切離されてホーミング誘導へ移る（ステッ
プ２７）。

【００３０】図４は最適捜索パターンとして渦巻状パタ
ーンとした場合の例を示し、一点鎖線Ｏ１，Ｏ２が飛行
経路メモリ１３に予め格納された経路パターンであると
し、Ｏ１→Ｏ２と時間経過があるものとする。首振角度
メモリ１４に予め格納されているシーカの首振範囲（シ
ーカが見渡せる地上範囲）は軌跡Ｏ１を飛行していると
きは、斜線で示す範囲φ１であり、過去の捜索範囲とな
っている。

【００３１】従って、次の軌跡Ｏ２を飛行するときに
は、過去の捜索範囲と重ならない範囲を捜索する必要が
あるために、ＣＰＵ１２は重なりの有無を検出して重な
りが有れば、その軌跡Ｏ２を修正してＯ２’となる様に
制御をなす。

【００３２】このときのＣＰＵ１２の制御動作が図５の
フローチャートに示されている。ステップ５２におい
て、現在の飛行経路信号（位置情報）及び首振角度信号
（範囲情報）が各メモリ１３，１４へ格納される。ステ
ップ５３において、最新の飛行経路Ｏ２と過去の飛行経
路Ｏ１との差の絶対値αが算出され、このαとメモリ１
４から読出された首振範囲とが比較される。首振範囲が
αよりも小さければ、過去の捜索範囲と重なりはないと
判定され、ステップ５５へ移る。

【００３３】そうでなければ重なりがあると判定される
ので、ステップ５４において飛行経路、首振範囲の修正
がなされる。この修正は図４に示す如く、Ｏ２に対して
ある一定値△αだけ渦巻パターンの外側へずれたＯ２’
の経路とされ、首振範囲は過去の範囲に重ならないφ２
に修正される。

【００３４】修正後の経路及び首振範囲がオートパイロ
ット及びシーカへ夫々出力され（ステップ５５，５
６）、目標捕捉されるまで上記ステップ５２〜５６が繰
返される（ステップ５１）。

【００３５】図４，５の例は単に一例を示すものであ
り、要は捜索に最適の飛行経路をとり、かつ過去の捜索
範囲と重ならないような効率の良い捜索パターンとなる
様に制御すれば良いものであり、捜索パターンは地形に
応じて適宜変更され得るものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、中
期誘導の捜索フェーズにおいて高揚力装置を用いること
により高度を維持しながら速度を減じるようにしたの
で、捜索に十分な時間がかけられ、捜索パターン発生器
の追加により最短時間で広範囲の捜索が可能となる。ま
た捜索時の速度が遅いので検知・識別のための処理時間
も十分とれるという効果を有する。

【００３７】更に終末誘導時には第２ブースタにより十
分な突入速度まで加速されるため、敵に発見・撃墜され
る可能性も低くなるという結果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のブロック図である。

【図２】本発明の実施例の処理フロー図である。

【図３】図１のブロックにおける捜索パターン発生器の
例を示す図である。

【図４】捜索パターン発生器の捜索パターンの例を示す
図である。

【図５】捜索パターン発生器の動作処理を示すフロー図
である。

【図６】従来の飛翔体の誘導制御装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 発射ロケット ２，１１ ブースタ ３ サステナ ４ 点火シーケンサ ５ 慣性センサ ６ シーカ ７ 操舵翼 ８ オートパイロット ９ 高揚力装置 １０ 捜索パターン発生器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｄ 1/10 Ｇ０５Ｄ 1/10 1/12 1/12 Ｚ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巡航速度及び巡航高度に達するまでの初
   期誘導、目標発見捕捉するまでの中期誘導、目標追尾の
   終末誘導の各誘導フェーズを有する飛翔体の誘導制御装
   置であって、前記中期誘導のフェーズにおいて高揚力装
   置を駆動する駆動手段と、この高揚力駆動時に予め設定
   された目標捜索パターンに従って飛行経路及び目標捜索
   範囲を制御する制御手段と、前記終末誘導のフェーズに
   おいてこの目標発見補捉に応答してこの目標へ向けて加
   速をなす手段とを有し、前記駆動手段は、予め設定され
   ている目標捜索可能範囲に達した時点で駆動開始をな
   し、前記制御手段は、目標発見補捉がなされていないと
   きに前記目標捜索パターンに従って目標発見補捉をなす
   よう制御し、前記目標捜索パターンは渦巻き状の飛行経
   路パターンであることを特徴とする飛翔体の誘導制御装
   置。