JP3173773B2 - Tvc装置 - Google Patents
Tvc装置Info
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- JP3173773B2 JP3173773B2 JP30298598A JP30298598A JP3173773B2 JP 3173773 B2 JP3173773 B2 JP 3173773B2 JP 30298598 A JP30298598 A JP 30298598A JP 30298598 A JP30298598 A JP 30298598A JP 3173773 B2 JP3173773 B2 JP 3173773B2
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- Japan
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- nozzle
- roll
- actuator
- tvc
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
方向制御を行うTVC装置に関する。
飛しょう体の制御力を得る操舵方式のため、推力がある
限り、空力的には高迎角域でも、安定した機能を果たす
ことができるとされている。
全体を動かす方式の可動ノズルにスイベルノズルがあ
る。このスイベルノズルを有するTVC装置でロール制
御を行うには、従来、スイベルノズルが2個必要であっ
た。その為、飛しょう体の胴体径が増大し、アクチュエ
ータが4個必要であった。従って、TVC装置は構造が
複雑となり、大型化し且つ重量大となり、小型飛しょう
体には適用できなかった。尚、先行する参考技術とし
て、飛しょう体にTVC装置を適用した例が特許第25
48483号公報の図2,3,4に開示されている。
ベルノズル1個でよく、飛しょう体のロール,ピッチ,
ヨーの方向制御を3個のアクチュエータで可能にし、作
動の円滑、構造の単純化を図ることができると共に小型
軽量化を図ることのできるTVC装置を提供しようとす
るものである。
の本発明のTVC装置の1つは、飛しょう体の胴体尾部
に設けたロケットモータと、飛しょう体の尾端から機軸
線上に延長して設けたノズル延長管と、該ノズル延長管
の先端に設けられピッチアクチュエータ、ヨーアクチュ
エータを備えたシングルスイベルノズルと、ノズル延長
管の基部に設けたハウジングと、該ハウジングに機軸線
と直交する方向に向けて設けたロール用推力制御ノズル
とより成るTVC装置であって、前記ロール用推力制御
ノズルは、ノズルスカートとノズルプラグとでノズルが
構成されると共にノズルスロートがノズルスカートの内
面とノズルプラグの外面とで構成され、このノズルが左
右2対ハウジング外面に設けられて各ノズルプラグがハ
ウジング内に支持せる2本のシャフトの両端に夫々結合
され、2本のシャフトにラックが設けられ歯車機構を介
してシャフトを互い違いに摺動させて各ノズルスロート
の面積を連続的に且つ差動的に可変する1個のロールア
クチュエータが連繋されて成るものであることを特徴と
するものである。
う体の胴体尾部に設けたロケットモータと、飛しょう体
の尾端から機軸線上に延長して設けたノズル延長管と、
該ノズル延長管の先端に設けられピッチアクチュエー
タ,ヨーアクチュエータを備えたシングルスイベルノズ
ルと、ノズル延長管の基端外周側に設けたロール制御用
ノズルとより成るTVC装置であって、前記ロール制御
用ノズルは、ノズル延長管の基端外周に同心に嵌着固定
され外周面に偶数個のノズルを異なる周方向位置にて設
けた環状ハウジングと、該環状ハウジング内に回転可能
に嵌合され前記偶数個のノズルを互い違いに半数開閉す
るリングバルブと、該リングバルブを歯車機構を介して
正逆回転させるロールアクチュエータとより成るもので
あることを特徴とするものである。
前記シングルスイベルノズルの外筒に、ロール,ピッ
チ,ヨーの各アクチュエータと連動する空力翼が設けら
れていることが好ましい。
よって説明すると、図1において、飛しょう体1の胴体
2の尾部内部にロケットモータ3が設けられ、飛しょう
体1の尾端から機軸線L上に延長してノズル延長管4が
設けられ、このノズル延長管4の先端にシングルスイベ
ルノズル5が設けられている。ノズル延長管4の外周に
は90度ずらして、ピッチアクチュエータ6、ヨーアク
チュエータ7が設けられ、シングルスイベルノズル5が
Y方向、Z方向に回動されるようになっている。ノズル
延長管4の基部には矩形盤状のハウジング8が同心に設
けられ、このハウジング8に2対のロール用推力制御ノ
ズル9,10が機軸線Lと直交する方向に向けて設けら
れている。ロール用推力制御ノズル9,10は、図2に
示すように夫々ノズルスカート11とノズルプラグ12
とでノズル13が構成されると共にノズルスロート14
がノズルスカート11の内面とノズルプラグ12の外面
とで構成され、このノズル13が左右2対ハウジング8
の外面に設けられて、各ノズルプラグ12がハウジング
8内にノズル延長管4を挟むように摺動可能に支持され
た2本のシャフト15の両端に夫々結合されている。2
本のシャフト15の中間のノズル延長管4側には夫々ラ
ック16が設けられ、両ラック16にはハウジング8内
でノズル延長管4の外周に軸受17を介して回転可能に
支持した円環歯車18が噛合され、円環歯車18にはハ
ウジング8内に回転可能に支持した中歯車19が噛合さ
れ、中歯車19には図3に示すようにハウジング8の外
側面に取り付けたロールアクチュエータとしてのサーボ
モータ20におけるハウジング8内の図2に示される出
力軸21上の小歯車22が噛合されている。
による飛しょう体1のロール,ピッチ,ヨーの姿勢変更
の回転3軸の方向制御について説明する。飛しょう体1
の発射後、該飛しょう体1の姿勢をロール方向に変更す
るには、図2に示すように中立状態を保っている左右2
個のノズル13をハウジング8の外面に設けた2対のロ
ール用推力制御ノズル9,10を制御すべく、サーボモ
ータ20を駆動して、その出力軸21上の小歯車22を
回転し、これに噛合する中歯車19を回転し、さらに中
歯車19に噛合する円環歯車17を回転して2本のシャ
フト14をラック15を介して互いに反対方向に摺動さ
せて、2対のノズルプラグ11を相互に反対方向に進退
させて2対のロール用推力制御ノズル9,10の一方と
他方を開き、他方と一方を閉じる。かくしてロール用推
力制御ノズル9の一方とロール用推力制御ノズル10の
他方からガスが噴出する結果、飛しょう体1を矢印A方
向に回転しようとする力が働き、飛しょう体1のロール
方向への姿勢変更がなされる。前記とは逆に2対のノズ
ルプラグ11を相互に反対方向に進退させ、2対のロー
ル用推力制御ノズル9,10の他方と一方を開き、一方
と他方を閉じれば、ロール用推力制御ノズル9の他方と
推力制御ノズル10の一方からガスが噴出する結果、飛
しょう体1を矢印B方向に回転しようとする力が働き、
飛しょう体1のロール方向への姿勢変更がなされる。飛
しょう体1の姿勢をピッチ方向に変更するには、図1に
示されるピッチアクチュエータ6を駆動して、シングル
スイベルノズル5を上下方向に回動することにより、飛
しょう体1は上下方向にスイング回転し、飛しょう体1
のピッチ方向への姿勢変更がなされる。飛しょう体1の
姿勢をヨー方向に変更するには、図1に示されるヨーア
クチュエータ7を駆動してシングルスイベルノズル5を
水平方向に回動することにより、飛しょう体1は水平方
向にスイング回転し、飛しょう体1のヨー方向への姿勢
変更がなされる。
て説明すると、図4において、飛しょう体1の胴体2の
尾部内部にロケットモータ3が設けられ、飛しょう体1
の尾端から機軸線L上に延長してノズル延長管4が設け
られ、このノズル延長管4の先端にシングルスイベルノ
ズル5が設けられている。ノズル延長管4の外周には9
0度ずらして、ピッチアクチュエータ6、ヨーアクチュ
エータ7が設けられて、シングルスイベルノズル5がY
方向,Z方向に回動されるようになっており、ノズル延
長管4の基部外周側にはロール制御用ノズル25が設け
られている。このロール制御用ノズル25は、ノズル延
長管4の基端外周に図5,図6に示すように同心に嵌着
固定され一側半円外周面に2個のノズル26,26′を
上下対称位置にて平行に設けた環状ハウジング27と、
該環状ハウジング27内に回転可能に嵌合され前記2個
のノズル26,26′へのガス通路28,28′を互い
違いに開閉する2個の開口29,29′を備えたリング
バルブ30と、該リングバルブ30を歯車機構31を介
して正逆回転させる環状ハウジング27の外側面に設け
たロールアクチュエータとしてのサーボモータ32とよ
り成る。歯車機構31は、リングバルブ30の開口2
9,29′を有しない半円周面に設けた大径歯33とこ
れに噛合する中歯車34と、この中歯車34に噛合する
サーボモータ32の環状ハウジング27内の出力軸35
上の小歯車36とより成る。
1つによる飛しょう体1のロール,ピッチ,ヨーの姿勢
変更回転3軸の方向制御について説明する。飛しょう体
1の発射後、該飛しょう体1の姿勢をロール方向に変更
するには、図5に示すようにガス通路28,28′が閉
じられている2個の制御用ノズル26,26′を制御す
べくサーボモータ32を駆動して、その出力軸35上の
小歯車36を回転し、これに噛合する中歯車34を回転
し、さらに中歯車34に噛合する大径歯33を半円周面
に設けたリングバルブ30を回転して図7に示すように
開口29とガス通路28を連通して開き、ノズル延長管
4へと流れるガスをリングバルブ30内で開口29から
ガス通路28へ流し、ノズル26からガスを噴出する。
この時、他方のガス通路28′はリングバルブ30によ
り閉じられている。従って、飛しょう体1に矢印A方向
へ回転しようとする力が働き、飛しょう体1のロール方
向への姿勢変更がなされる。リングバルブ30を逆に回
転して図8に示すように開口29とガス通路28を閉じ
て、開口29′とガス通路28′を連通して開き、ガス
をノズル26′から噴出すると、飛しょう体1に矢印B
方向へ回転しようとする力が働き、飛しょう体1のロー
ル方向への姿勢変更がなされる。飛しょう体1の姿勢を
ピッチ方向に変更するには、図4に示されるピッチアク
チュエータ6を駆動してシングルスイベルノズル5を上
下方向に回動することにより、飛しょう体1は上下方向
にスイング回転し、飛しょう体1のピッチ方向への姿勢
変更がなされる。飛しょう体1の姿勢をヨー方向に変更
するには、図4に示されるヨーアクチュエータ7を駆動
してシングルスイベルノズル5を水平方向に回動するこ
とにより、飛しょう体1は水平方向にスイング回転し、
飛しょう体1のヨー方向への姿勢変更がなされる。
ル25は、環状ハウジング27の一側半円外周面に2個
のノズル26,26′を上下対称位置にて平行に設け、
リングバルブ30に2個の開口29,29′を設けてい
るが、図9に示すように環状ハウジング27の外周面に
4個のノズル26,26′,26a,26a′を左右対
称に且つ上下対称に2個づつ平行に設け、リングバルブ
30に4個の開口29,29′,29a,29a′を設
けてもよい。このように構成した場合、飛しょう体1の
ロール方向への姿勢変更は、リングバルブ30を回転
し、開口29とガス通路28を閉じ、開口29′とガス
通路28を連通して開き、開口29aとガス通路28a
を連通して開き、開口29a′とガス通路28a′を閉
じて、ガスをノズル26′と26aから矢印方向に噴出
して飛しょう体1を矢印A方向へ回転したり、リングバ
ルブ30を逆に回転し、ガスをノズル26と26a′か
ら噴出して飛しょう体1を矢印B方向へ回転したりする
ことにより行われる。
図によって説明すると、このTVC装置は図4に示すT
VC装置において、図10のa,bに示すようにシング
ルスイベルノズル5の外筒37に、ロールアクチュエー
タとしてのサーボモータ32、ピッチアクチュエータ
6、ヨーアクチュエータ7と夫々連動するように6枚の
空力翼38,38′,39,39′,40,40′が設
けられているもので、その他は同一構成である。
ル,ピッチ,ヨーの回転制御を推力制御と空気力制御同
時に行うことができるので、飛しょう体1の3軸回転制
御を低速域では主に推力制御を行い、高速域では主に空
気力制御が可能となる。当然、ロケットモータの発生す
るガスが減少しても空力翼のみで、飛しょう体1の方向
制御が可能であることは自明である。
C装置は、飛しょう体のロール,ピッチ,ヨーの回転3
軸の姿勢変更を独立した3個のアクチュエータで制御で
きるので、作動が円滑となり、構造が簡単化し、装置の
小型軽量化を図ることができ、比較的小型の飛しょう体
にも適用可能となる。また、空力翼をロール,ピッチ,
ヨーの回転制御と連動して操舵するようにしたものにあ
っては、飛しょう体の3軸回転制御を低速域では主に推
力制御を行い、高速域では主に空気力制御が可能とな
り、飛しょう体を目標に精度よく到達させることが可能
となる。
の概略斜視図である。
力制御ノズルを示す縦断面図である。
う体の概略斜視図である。
制御用ノズルの縦断面図である。
ズルからガスを噴出する状態を示す縦断面図である。
ズルからガスを噴出する状態を示す縦断面図である。
ある。
すもので、a図はb図のIII-III線縦断側面図、b図は
a図のIV−IV線縦断正面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 飛しょう体の胴体尾部に設けたロケット
モータと、飛しょう体の尾端から機軸線上に延長して設
けたノズル延長管と、該ノズル延長管の先端に設けられ
ピッチアクチュエータ、ヨーアクチュエータを備えたシ
ングルスイベルノズルと、ノズル延長管の基部に設けた
ハウジングと、該ハウジングに機軸線と直交する方向に
向けて設けたロール用推力制御ノズルとより成るTVC
装置であって、前記ロール用推力制御ノズルは、ノズル
スカートとノズルプラグとでノズルが構成されると共に
ノズルスロートがノズルスカートの内面とノズルプラグ
の外面とで構成され、このノズルが左右2対ハウジング
外面に設けられて各ノズルプラグがハウジング内に支持
せる2本のシャフトの両端に夫々結合され、2本のシャ
フトにラックが設けられ歯車機構を介してシャフトを左
右に互い違いに摺動させて各ノズルスロートの面積を連
続的に且つ差動的に可変する1個のロールアクチュエー
タが連繋されて成るものであることを特徴とするTVC
装置。 - 【請求項2】 飛しょう体の胴体尾部に設けたロケット
モータと、飛しょう体の尾端から機軸線上に延長して設
けたノズル延長管と、該ノズル延長管の先端に設けられ
ピッチアクチュエータ、ヨーアクチュエータを備えたシ
ングルスイベルノズルと、ノズル延長管の基端外周側に
設けたロール制御用ノズルとより成るTVC装置であっ
て、前記ロール制御用ノズルは、ノズル延長管の基端外
周に同心に嵌着固定され外周面に偶数個のノズルを異な
る周方向位置にて設けた環状ハウジングと、該環状ハウ
ジング内に回転可能に嵌合され前記偶数個のノズルを互
い違いに半数開閉するリングバルブと、該リングバルブ
を歯車機構を介して正逆回転させるロールアクチュエー
タとより成るものであることを特徴とするTVC装置。 - 【請求項3】 請求項2記載のTVC装置において、シ
ングルスイベルノズルの外筒に、ロール、ピッチ、ヨー
の各アクチュエータと連動する空力翼が設けられている
ことを特徴とするTVC装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP30298598A JP3173773B2 (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Tvc装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30298598A JP3173773B2 (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Tvc装置 |
Publications (2)
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JP2000130998A JP2000130998A (ja) | 2000-05-12 |
JP3173773B2 true JP3173773B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=17915553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30298598A Expired - Fee Related JP3173773B2 (ja) | 1998-10-23 | 1998-10-23 | Tvc装置 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (5)
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CN114233522A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-25 | 北京机械设备研究所 | 一种固态发动机调控方向的装置和飞行设备 |
-
1998
- 1998-10-23 JP JP30298598A patent/JP3173773B2/ja not_active Expired - Fee Related
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