JP3019663B2 - 推力方向制御装置 - Google Patents
推力方向制御装置Info
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- JP3019663B2 JP3019663B2 JP5108197A JP10819793A JP3019663B2 JP 3019663 B2 JP3019663 B2 JP 3019663B2 JP 5108197 A JP5108197 A JP 5108197A JP 10819793 A JP10819793 A JP 10819793A JP 3019663 B2 JP3019663 B2 JP 3019663B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、温度や外気圧によっ
て推力の変動があっても、推力の偏向によって生じる軸
方向に垂直な推力成分を、要求値通りに発生できるよう
な推力方向制御装置に関するものである。
て推力の変動があっても、推力の偏向によって生じる軸
方向に垂直な推力成分を、要求値通りに発生できるよう
な推力方向制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の方法による推力方向制御装
置の構成例を示し、図７はその機能を示すブロック図で
ある。図において、２は推力を発生させるロケットモー
タ、６はその推力の方向を機械的に変える推力偏向部、
５は推力偏向部６を駆動する駆動部である。
置の構成例を示し、図７はその機能を示すブロック図で
ある。図において、２は推力を発生させるロケットモー
タ、６はその推力の方向を機械的に変える推力偏向部、
５は推力偏向部６を駆動する駆動部である。
【０００３】従来の方法による推力方向制御装置は上記
のように構成される。推力方向制御装置は、推力偏向角
度指令δo を受け、駆動部５においてその指令に応じて
推力偏向部６を動かすのに必要な信号を作り、推力偏向
部６はそれを受けて角度δをとる。その結果、推力の方
向が変化し軸方向成分と垂直方向成分に分解できる力を
発生するものである。
のように構成される。推力方向制御装置は、推力偏向角
度指令δo を受け、駆動部５においてその指令に応じて
推力偏向部６を動かすのに必要な信号を作り、推力偏向
部６はそれを受けて角度δをとる。その結果、推力の方
向が変化し軸方向成分と垂直方向成分に分解できる力を
発生するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような推力方向
制御装置では、外部からの角度指令は機軸に対して垂直
な推力成分を得るためのものであり、その指令は所要の
垂直力とロケットモータの基準の推力値を用いて推力偏
向部の角度に換算されたものとして与えられる。したが
って、実際の推力が温度等によって基準値から変化して
いるとすると、垂直方向の推力も変化するため、所要の
垂直成分と実際に発生する垂直成分との間に誤差が生じ
てしまう問題があった。
制御装置では、外部からの角度指令は機軸に対して垂直
な推力成分を得るためのものであり、その指令は所要の
垂直力とロケットモータの基準の推力値を用いて推力偏
向部の角度に換算されたものとして与えられる。したが
って、実際の推力が温度等によって基準値から変化して
いるとすると、垂直方向の推力も変化するため、所要の
垂直成分と実際に発生する垂直成分との間に誤差が生じ
てしまう問題があった。
【０００５】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたものであり、推力が温度等によって変動した場合
でも、それを測定したり推定したりして推力変動に応じ
た推力偏向部の角度指令を再計算し、その再計算された
推力偏向部角度指令に合わせて推力偏向部の角度を変え
ることによってその影響を打ち消し、所望の垂直方向の
推力成分を発生できるようにすることを目的としてい
る。
されたものであり、推力が温度等によって変動した場合
でも、それを測定したり推定したりして推力変動に応じ
た推力偏向部の角度指令を再計算し、その再計算された
推力偏向部角度指令に合わせて推力偏向部の角度を変え
ることによってその影響を打ち消し、所望の垂直方向の
推力成分を発生できるようにすることを目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる推力方
向制御装置においては、推力測定器と、測定された推力
と推力偏向角度指令から新たに推力偏向部の角度指令を
計算する計算器を持つ。
向制御装置においては、推力測定器と、測定された推力
と推力偏向角度指令から新たに推力偏向部の角度指令を
計算する計算器を持つ。
【０００７】また、温度測定器と、温度による推力変動
のパターン情報を記憶しその情報と測定された温度と推
力偏向角度指令から新たに推力偏向部の角度指令を計算
する計算器を持つ。
のパターン情報を記憶しその情報と測定された温度と推
力偏向角度指令から新たに推力偏向部の角度指令を計算
する計算器を持つ。
【０００８】また、上記温度測定器の代わりに、上記計
算器の中に事前に外部の温度情報を取り込んで記憶する
部分を持つ。
算器の中に事前に外部の温度情報を取り込んで記憶する
部分を持つ。
【０００９】
【作用】温度や外気圧によって推力の変動がある場合で
も、上記のような手段を用いることによって、推力を直
接測定したり、温度情報と記憶された温度と推力の関係
を示すデータからそれを推定することができ、その推力
変動に応じた推力偏向部の角度指令を再計算することに
よって変動の影響を打ち消し、所望の垂直推力成分を発
生させる制御装置としての制御精度が向上するように作
用する。
も、上記のような手段を用いることによって、推力を直
接測定したり、温度情報と記憶された温度と推力の関係
を示すデータからそれを推定することができ、その推力
変動に応じた推力偏向部の角度指令を再計算することに
よって変動の影響を打ち消し、所望の垂直推力成分を発
生させる制御装置としての制御精度が向上するように作
用する。
【００１０】
実施例１ 図１はこの発明による推力方向制御装置の一実施例を搭
載した飛しょう体の一構成例である。図において、１は
飛しょう体全体、２はロケットモータ、３はこの飛しょ
う体に所望の運動をさせるために推力の偏向指令を出す
操縦装置、４は推力偏向部の角度指令計算器、５は６の
推力偏向部を動かすのに必要な信号を作る駆動部、７は
ロケットモータ開口部の推力を測定する推力測定器であ
る。また図２はこの推力方向制御装置の機能を説明する
ためのブロック図であり、４〜７は図１の構成品を示
し、８は与えられた推力偏向角度指令δo から要求され
る垂直方向の推力成分を計算する部分、９は測定された
現在の推力と要求されている垂直成分から推力偏向部の
角度指令δc を再計算する部分である。
載した飛しょう体の一構成例である。図において、１は
飛しょう体全体、２はロケットモータ、３はこの飛しょ
う体に所望の運動をさせるために推力の偏向指令を出す
操縦装置、４は推力偏向部の角度指令計算器、５は６の
推力偏向部を動かすのに必要な信号を作る駆動部、７は
ロケットモータ開口部の推力を測定する推力測定器であ
る。また図２はこの推力方向制御装置の機能を説明する
ためのブロック図であり、４〜７は図１の構成品を示
し、８は与えられた推力偏向角度指令δo から要求され
る垂直方向の推力成分を計算する部分、９は測定された
現在の推力と要求されている垂直成分から推力偏向部の
角度指令δc を再計算する部分である。
【００１１】次にこの実施例について、図１、図２およ
び図３のベクトル図を用いてその動作を説明する。飛し
ょう体１を旋回させるためには、機軸に垂直な方向に力
を発生させる必要がある。そこで自動操縦装置３は、所
要の垂直方向成分Ｆｙｏを得るために必要な推力偏向角
度指令δｏを、ロケットモータ２が発生する基準の推力
値Ｆｔｏから換算して出力する。推力方向制御装置は、
この指令を受け、推力偏向部角度指令計算器４において
推力偏向部６の角度指令を計算し、駆動部５によって推
力偏向部６を動かし、所要の垂直推力成分を得るもので
ある。もし、ここで推力Ｆｔｏが温度や外気圧によって
Ｆｔ１に変化したとすると、推力偏向角度指令δｏによ
って発生する垂直成分はＦｙ１となり、所要の垂直力と
の間に誤差が生じる。しかし、推力垂直成分計算８にお
いて”数１”のように所要垂直推力Ｆｙ（＝Ｆｙｏ）を
求め、推力測定器７によって変動の有無にかかわらず現
在の推力Ｆｔを得ることによって、推力偏向部角度計算
９において”数２”のように新たに所要の垂直力を得る
ための推力偏向部角度指令δｃが計算できる。駆動部５
と推力偏向部６はその指令に従うため、この推力方向制
御装置においては常に所要の推力垂直成分Ｆｙを得るこ
とができる。
び図３のベクトル図を用いてその動作を説明する。飛し
ょう体１を旋回させるためには、機軸に垂直な方向に力
を発生させる必要がある。そこで自動操縦装置３は、所
要の垂直方向成分Ｆｙｏを得るために必要な推力偏向角
度指令δｏを、ロケットモータ２が発生する基準の推力
値Ｆｔｏから換算して出力する。推力方向制御装置は、
この指令を受け、推力偏向部角度指令計算器４において
推力偏向部６の角度指令を計算し、駆動部５によって推
力偏向部６を動かし、所要の垂直推力成分を得るもので
ある。もし、ここで推力Ｆｔｏが温度や外気圧によって
Ｆｔ１に変化したとすると、推力偏向角度指令δｏによ
って発生する垂直成分はＦｙ１となり、所要の垂直力と
の間に誤差が生じる。しかし、推力垂直成分計算８にお
いて”数１”のように所要垂直推力Ｆｙ（＝Ｆｙｏ）を
求め、推力測定器７によって変動の有無にかかわらず現
在の推力Ｆｔを得ることによって、推力偏向部角度計算
９において”数２”のように新たに所要の垂直力を得る
ための推力偏向部角度指令δｃが計算できる。駆動部５
と推力偏向部６はその指令に従うため、この推力方向制
御装置においては常に所要の推力垂直成分Ｆｙを得るこ
とができる。
【００１２】
【数１】
【００１３】
【数２】
【００１４】実施例２ 上記実施例１では変動後の推力を推力測定器で直接測定
しているが、推力変動は温度によるものが支配的である
ため、温度を測定することによって、ほぼ同等の推力方
向制御装置を実現できる。図４はその一実施例の機能を
示すブロック図である。ここで１０はロケット燃料の温
度測定器であり、１１はその温度信号と１２の温度と推
力の相関関係を示す温度−推力パターン情報から現在の
推力を推定する部分である。ロケットモータのそばに設
置された温度測定器１０によってロケット燃料の温度が
得られれば、予め試験等によって得られたデータから作
成した温度−推力パターン情報１２を使って、１１にお
いて現在の推力Ｆt を推定することができる。したがっ
て、あとは上記実施例１と同様に“数１”と“数２”に
よって推力偏向部角度指令δc を計算し、推力偏向部６
を動かすことによって所要の垂直推力成分Ｆy を得るこ
とができる。
しているが、推力変動は温度によるものが支配的である
ため、温度を測定することによって、ほぼ同等の推力方
向制御装置を実現できる。図４はその一実施例の機能を
示すブロック図である。ここで１０はロケット燃料の温
度測定器であり、１１はその温度信号と１２の温度と推
力の相関関係を示す温度−推力パターン情報から現在の
推力を推定する部分である。ロケットモータのそばに設
置された温度測定器１０によってロケット燃料の温度が
得られれば、予め試験等によって得られたデータから作
成した温度−推力パターン情報１２を使って、１１にお
いて現在の推力Ｆt を推定することができる。したがっ
て、あとは上記実施例１と同様に“数１”と“数２”に
よって推力偏向部角度指令δc を計算し、推力偏向部６
を動かすことによって所要の垂直推力成分Ｆy を得るこ
とができる。
【００１５】実施例３ 上記実施例２では、温度測定器によって直接温度を測定
しているが、通常ロケット燃料は比較的比熱が大きいた
め、その温度は保存されている環境温度にほぼ等しいう
えに短時間で大きく変わることはない。したがって、発
射前に外部の温度データを入力しそれを記憶しておくこ
とによってほぼ同等な推力方向制御装置が実現できる。
図５にその一実施例を示す。ここで、１３は発射前に入
力された外部温度Ｔo の温度情報であり、その他は前述
した通りである。このように予め温度情報１３を持って
いれば、後は実施例２と同様に推力を推定し、新たに計
算された推力偏向部角度指令δc に基づいて推力偏向部
６を動かすことによって所要の垂直推力成分Ｆy を得る
ことができる。
しているが、通常ロケット燃料は比較的比熱が大きいた
め、その温度は保存されている環境温度にほぼ等しいう
えに短時間で大きく変わることはない。したがって、発
射前に外部の温度データを入力しそれを記憶しておくこ
とによってほぼ同等な推力方向制御装置が実現できる。
図５にその一実施例を示す。ここで、１３は発射前に入
力された外部温度Ｔo の温度情報であり、その他は前述
した通りである。このように予め温度情報１３を持って
いれば、後は実施例２と同様に推力を推定し、新たに計
算された推力偏向部角度指令δc に基づいて推力偏向部
６を動かすことによって所要の垂直推力成分Ｆy を得る
ことができる。
【００１６】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果がある。
れているので、以下に記載されるような効果がある。
【００１７】温度や外気圧によって推力が変動しても、
推力測定器によって開口部の推力を直接測定し、測定し
た推力と与えられた推力偏向角度指令から新たに計算さ
れた推力偏向部の角度指令に基づいて推力偏向部の角度
を動かすことによって、常に所要の垂直方向推力を得る
ことができ、飛しょう体に適用した場合は、その目標と
する運動に対する制御精度が向上する。
推力測定器によって開口部の推力を直接測定し、測定し
た推力と与えられた推力偏向角度指令から新たに計算さ
れた推力偏向部の角度指令に基づいて推力偏向部の角度
を動かすことによって、常に所要の垂直方向推力を得る
ことができ、飛しょう体に適用した場合は、その目標と
する運動に対する制御精度が向上する。
【００１８】また、推力測定器の代わりに、温度測定器
と温度−推力パターン情報から変動した推力を推定する
ことによっても同様の効果が得られる。また、温度測定
器は可動部分である開口部に取り付ける必要があるが、
温度測定器は非可動部分であるロケットモータ付近に設
置すれば良いため装置の構成が簡単になる。
と温度−推力パターン情報から変動した推力を推定する
ことによっても同様の効果が得られる。また、温度測定
器は可動部分である開口部に取り付ける必要があるが、
温度測定器は非可動部分であるロケットモータ付近に設
置すれば良いため装置の構成が簡単になる。
【００１９】さらに、温度測定器の代わりに、発射直前
に外部から温度情報をもらい、それを記憶して上記と同
様に推力を推定することによって、より安価で簡単な構
成でほぼ同等の効果が得られる。
に外部から温度情報をもらい、それを記憶して上記と同
様に推力を推定することによって、より安価で簡単な構
成でほぼ同等の効果が得られる。
【００２０】ところで、上記実施例では飛しょう体に搭
載した場合について述べたが、推力を偏向させて軸方向
と直交する推力成分を必要とするものであれば何にでも
適用できることは言うまでもない。また、簡単のために
推力偏向部としてロケットモータのノズル部分の角度を
変えるものについて述べたが、機械的に動かすものであ
れば他の方式の場合にも同様に実現できる。
載した場合について述べたが、推力を偏向させて軸方向
と直交する推力成分を必要とするものであれば何にでも
適用できることは言うまでもない。また、簡単のために
推力偏向部としてロケットモータのノズル部分の角度を
変えるものについて述べたが、機械的に動かすものであ
れば他の方式の場合にも同様に実現できる。
【図１】この発明の実施例１およびそれを搭載した飛し
ょう体の構成を示す図である。
ょう体の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施例１の機能および信号の流れを
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図３】推力の変動および推力偏向角度と推力成分の関
係を示すベクトル図である。
係を示すベクトル図である。
【図４】この発明の実施例２の機能および信号の流れを
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】この発明の実施例３の機能および信号の流れを
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図６】従来の推力方向制御装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図７】従来の推力方向制御装置の機能および信号の流
れを示すブロック図である。
れを示すブロック図である。
１ 飛しょう体 ２ ロケットモータ ３ 飛しょう体の操縦装置 ４ 推力偏向部角度指令計算器 ５ 駆動部 ６ 推力偏向部 ７ 推力測定器 ８ 要求推力垂直成分計算部 ９ 推力偏向部角度計算部 １０ 温度測定器 １１ 推力推定部 １２ 温度−推力パターン情報記憶部 １３ 温度情報記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02K 9/80 - 9/84 B64G 1/00 F42B 10/66
Claims (3)
- 【請求項１】 ロケットモータの推力の方向を機械的に
変える推力偏向部を備え、外部から与えられる角度指令
に応じて推力偏向部の角度を変えることによって機軸方
向と垂直な推力成分を得る推力方向制御装置において、
ロケットモータ開口部に取り付けられた推力測定器と、
ここで測定された推力と外部から与えられた角度指令か
ら新たに所要の垂直力を得るための角度を計算する計算
器とを持ち、上記計算器で計算された角度指令に応じて
推力偏向部を動かすことを特徴とした推力方向制御装
置。 - 【請求項２】 ロケットモータの推力の方向を機械的に
変える推力偏向部と、ロケット燃料の温度測定器と、温
度による推力変動のパターン情報を記憶し、その情報と
測定された温度と推力偏向角度指令から新たに推力偏向
部の角度指令を計算する計算器と、その角度指令に応じ
て推力偏向部を動かす駆動部を持つことを特徴とした推
力方向制御装置。 - 【請求項３】 ロケットモータの推力の方向を機械的に
変える推力偏向部と、事前に取り入れた外部の温度情報
と温度により推力変動のパターン情報を記憶し、それら
の情報と推力偏向角度指令から新たに推力偏向部の角度
指令を計算する計算器と、その角度指令信号に応じて推
力偏向部を動かす駆動部を持つことを特徴とした推力方
向制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5108197A JP3019663B2 (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 推力方向制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5108197A JP3019663B2 (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 推力方向制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317219A JPH06317219A (ja) | 1994-11-15 |
| JP3019663B2 true JP3019663B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=14478483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5108197A Expired - Fee Related JP3019663B2 (ja) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | 推力方向制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019663B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100911941B1 (ko) * | 2007-11-01 | 2009-08-13 | 한국항공우주연구원 | 추력벡터제어용 구동특성 시험장치 및 이를 이용한 노즐거동 분석방법 |
| KR102177960B1 (ko) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | 국방과학연구소 | 영상 정보 기반 추력 방향 제어 장치의 구동 성능 점검 시스템, 이의 방법, 및 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 |
-
1993
- 1993-05-10 JP JP5108197A patent/JP3019663B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06317219A (ja) | 1994-11-15 |
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Legal Events
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