JP3889963B2

JP3889963B2 - 飛しょう体

Info

Publication number: JP3889963B2
Application number: JP2001383387A
Authority: JP
Inventors: 規好沼田; 義徳梅原
Original assignee: 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2021-12-17
Also published as: JP2003185398A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機体の上段部と下段部とが分離可能に結合されたいわゆる多段式の飛しょう体に関し、例えば上段部をペイロードとし下段部をロケットモータ等の推進装置とする場合に、その推進装置が燃焼し終えた後の慣性飛しょう中において両者を切り離して上段部であるペイロードのみをなおも飛しょうさせるようにした飛しょう体の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
この種の飛しょう体に関する技術として例えば図５に示すものが知られている。これは同図（Ａ），（Ｂ）に示すように、それぞれに機体の一部を構成することになるペイロード等の上段部５１とロケットモータ等の下段部５２とを図示しない分離機構を介して結合した上で、ロケットモータ等の推進力により発射させ、発射から所定時間経過した時点で上段部５１から下段部５２を切り離し、以降は上段部５１のみを単独で飛しょうさせるようにしたものである。
【０００３】
この場合において、分離後の上段部５１と下段部５２とが衝突もしくは干渉することがないようにして上段部５１を目標地点まで到達させるために、同図（Ｂ）〜（Ｅ）に示すようにその分離直後に下段部５２側から減速傘（落下傘）５３を放出，開傘させて、その下段部５２側を積極的に減速させることが有効であるとされている。なお、減速傘５３はワイヤ５４を介して予め上段部５１と結合されていることからそのワイヤ５４をもって下段部５２から引き出されるものの、減速傘５３が完全に開傘するとそのワイヤ５４はやがて切断される。
【０００４】
ここで、本来は下段部５２の後部側から減速傘５３を放出するのが好ましいにもかかわらず、その減速傘５３の開傘をもって積極的に減速させようとする下段部５２にはロケットモータ等の推進装置が搭載されているために、やむを得ず下段部５２の前部側から減速傘５３を放出するようにしているものであるから、図５の（Ｄ）のほか図６に拡大して示すように、減速傘５３の開傘の際にその吊索５５が尾翼５６に絡まりやすく、減速傘５３が十分に開傘しないことがある。その結果、減速傘５３本来の十分な減速効果が得られずに、分離した上段部５１と下段部５２とが衝突もしくは干渉する可能性をなおも残している。
【０００５】
また、上記技術とは逆に上段部の姿勢安定化と減速とを目的として、例えば特開平９−３０３９９４号公報（特許第２８５２４１３号公報）に記載されているように、分離後の上段部から後方側に先ず安定傘を放出し、次いでその上段部の安定化を待って安定傘を分離するのと同時に減速効果の大きな落下傘を放出，開傘させるようにした技術が提案されているが、そもそも上段部側を積極的に減速させているが故に上記のような衝突防止効果を期待することはできない。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、飛しょう中において分離されることになる上段部と下段部との衝突もしくは相互干渉を確実に回避できるようにした構造を提供するものである。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、機体の上段部と尾翼を備えた下段部とが分離可能に結合されているとともに、その両者が飛しょう中において分離するように構成された飛しょう体において、下段部内に、その下段部に結合された減速傘とそれよりも開傘面積の小さな補助傘とが互いに連結された状態で予め折り畳み格納されていて、上記補助傘は、上段部と下段部とが分離した後に下段部の前方側から放出されることにより開傘して、下段部の減速作用とともに下段部よりも補助傘が後方側となるようにその下段部の姿勢変更作用をなす一方、上記減速傘は、補助傘の開傘をもって姿勢変更した下段部から引き出されながら開傘してその補助傘よりも大きな減速作用を下段部に及ぼすようになっていて、さらに上記補助傘は開傘状態において少なくともその傘体および吊索が尾翼と干渉しないように設定されていることを特徴としている。
【０００８】
そして、この発明では、機体上段部を例えば所定のペイロードとし、また機体下段部としてロケットモータ等の推進装置を備えたものを想定していて、上段部であるペイロードと下段部との衝突もしくは相互干渉を確実に防止して、ペイロードである上段部を目標地点まで正確に到達させることを主眼としている。
【０００９】
この場合において、請求項２に記載のように、上記補助傘は格納状態では索状体をもって予め上段部と連結されていて、分離後の上段部と下段部との速度差に基づきその索状体を介して下段部から引き出されて開傘するようになっていることが構造の簡素化の上で好ましい。
【００１０】
また、減速傘の引き出し動作の安定化と信頼性向上の観点から、請求項３に記載のように、上記補助傘による下段部からの減速傘の引き出し動作は、予め上段部と下段部とを連結している索状体に加わる張力をトリガーとして行われるようになっていることが望ましい。
【００１１】
さらに請求項４に記載のように、上記補助傘を引き出すための索状体が、予め上段部と下段部とを連結している索状体を兼ねていることが、減速傘の引き出し動作の安定化と構造の簡素化を両立する上でより望ましい。これは、上段部と下段部とを連結している索状体を実質的に一本のものとして、この索状体の途中に比較的切断が容易な糸等の破断型連結機構をもって補助傘を結合し、同時に減速傘を折り畳み収納してある収納袋を同様の破断型封止機構にて封止した上でその破断型封止機構を上記索状体に結合することで実現できる。
【００１２】
したがって、本発明では、所定の分離機構の作動によって機体上段部と下段部とが分離すると、例えば機体上段部と下段部とを連結している索状体にて引き出されるようにして下段部の前方側から補助傘が放出されて、その開傘に伴い下段部が姿勢変更しながら減速される。この場合において、索状体にて補助傘を引き出すためにその索状体と補助傘が予め破断型連結機構で結合されていると、補助傘の引き出しと同時にその破断型連結機構が切断もしくは破断されてその結合が解除される。また、補助傘は開傘状態においてその傘体および吊索が下段部側の尾翼と干渉しないように予め考慮されていることから、開傘と同時に本来の減速効果を発揮する。
【００１３】
この後、補助傘の開傘及び姿勢変更に伴い減速傘が徐々に引き出されて、その減速傘の開傘をもって下段部の本来の減速効果が発揮されるようになり、最終的には下段部は自重による降下姿勢をもって安定化し、浮遊しながらゆっくりと降下する一方、上段部はなおも単独で飛しょうすることになる。この場合において、上記索状体が減速傘の収納袋を封止している破断型封止機構にも結合されている場合には、機体上段部と下段部とがある程度離れてその索状体に張力が作用すると、その張力をトリガーとして収納袋を封止している破断型封止機構が破断されて収納袋が開封され、補助傘による収納袋からの減速傘の引き出しが可能となる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、機体上段部から分離した下段部を減速させるにあたって補助傘および減速傘の順に開傘させるようにしたので、従来のように減速傘の傘体や吊索が尾翼に絡まることがなく、その下段部の効果的な減速によって機体上段部と下段部との衝突や相互干渉を確実に防止できるようになり、運用上の信頼性が飛躍的に向上する。
【００１５】
特に、請求項２に記載のように機体上段部側に連結された索状体をもって補助傘を引き出したり、あるいは請求項３に記載のように索状体に加わる張力をトリガーとして減速傘を引き出すようにすると、補助傘および減速傘の引き出しが確実に行われてその信頼性が高くなるほか、補助傘および減速傘の放出機構を必要としないので構造の簡素化を併せて達成できる利点がある。
【００１６】
さらに、請求項４に記載のように索状体を実質的に一つのものとすることにより、一層の構造の簡素化が図れる利点がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜３は本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、特に図１は飛しょう体の全体構成を、図２は図１の要部の作動手順を、図３，４は機体の分離から機体下段部の減速および降下までの一連の運用手順をそれぞれ示している。
【００１８】
図１に示すように、飛しょう体１は、例えば機体上段部として機能するペイロード（例えば弾体等）２と同じく機体下段部として機能するロケットモータ３とを火工品等を使用した図示外の分離機構を介して分離可能に結合したもので、ロケットモータ３には機体の空力安定を保つために複数の尾翼４が装着されている。そして、ロケットモータ３のモータケース５前部の傘収納部には図２に示すように減速傘（落下傘）７とこれよりも小さな補助傘（落下傘）６とがそれぞれ折り畳み状態で格納されているとともに、ペイロード２とロケットモータ３とは一定の張力で切断可能な索状体としてのワイヤ８をもって予め相互に連結されている。したがって、後述するようにロケットモータ３がペイロード２から分離した時には、そのロケットモータ３の前方から補助傘６および減速傘７がそれぞれ放出されるようになっている。
【００１９】
減速傘７は折り畳み状態で収納袋９に収納された上でロケットモータ３内に収納配置されているものであり、それに隣接して同じく折り畳み状態の補助傘６が収容配置され、補助傘６の吊索６ｂは収納袋９内の減速傘７の傘体７ａの頂部に予め接続されている。同時に、補助傘６は例えば比較的切断が容易な糸あるいはピン等のいわゆる破断型連結機構１０をもって予めワイヤ８に連結されている。そして、図２の（Ｃ）に示すように、補助傘６が最大に開傘したとしてもその傘体６ａや吊索６ｂが尾翼４と干渉することがないように、傘体６ａの大きさや吊索６ｂの長さ等が予め調整されている。
【００２０】
減速傘７の収納袋９は、例えば比較的切断が容易な糸あるいはピン等のいわゆる破断型封止機構１１にて封止されていて、同時にその破断型封止機構１１をもってワイヤ８に連結されている。なお、この破断型封止機構１１は、後述するようにワイヤ８に一定の張力が作用した時点で切断もしくは破断されて収納袋９を確実に開封する機能を有する。その結果、仮に補助傘６が先に放出されて開傘したとしてもその補助傘６の力だけでは減速傘７が引き出されることがなく、上記破断型封止機構１１の破断により収納袋９が開封され、さらに補助傘６が姿勢変更されることで初めて減速傘７の引き出しが可能となっている。
【００２１】
したがって、このように構成された飛しょう体１によれば、飛しょう体１は地上もしくは海上等の適宜の発射機から発射され、尾翼４で空力安定を保ちながらロケットモータ３の推進力を得て加速しつつ目標地点に向かって飛しょうする。そして、ロケットモータ３の推進薬が燃焼し尽くした後においてもなおも飛しょう体１は図３の（Ａ）のような姿勢で高速にて慣性飛しょうを続けることになる。
【００２２】
発射から所定時間経過後に図示しない分離機構に指令を与えてその分離機構を作動させると、同図（Ｂ）に示すように機体の上段部であるペイロード２から下段部であるロケットモータ３が分離する。同時に、分離したペイロード２とロケットモータ３との速度差のためにワイヤ８が引き出され、これをもって補助傘６がロケットモータ３から引き出される。そして、同図（Ｃ）に示すように補助傘６は直ちに開傘し、その開傘によってロケットモータ３は減速され、同時に減速力を受けて同図（Ｄ）に示すようにロケットモータ３よりも補助傘６が後方側になるように姿勢変更せしめられてロケットモータ３はいわゆるタンブリングすることになる。この時、先に述べたように傘体６ａの大きさや吊索６ｂの長さ等が予め調整されていることから、補助傘６が最大に開傘したとしてもその傘体６ａや吊索６ｂが尾翼４と干渉することはない。
【００２３】
ここで、補助傘６が開傘するまでの挙動を図２に基づきもう少し詳しく説明すると、同図（Ａ）に示すようにワイヤ８に折り畳み状態にある補助傘６が予め連結されていることから、ペイロード２からロケットモータ３が分離すればワイヤ８すなわちワイヤのうちペイロード２から破断型連結機構１０までの長さ分のワイヤ８を介して補助傘６が引き出される。そして、同図（Ｂ）に示すように補助傘６の伸展完了まではワイヤ８のうち破断型連結機構１０よりも後側の部分には張力が加わらないように予め弛みを持たせてあるため、補助傘６の伸展完了とともにそれまで補助傘６をワイヤ８に結合していた破断型連結機構１０が破断して、同図（Ｃ）に示すように補助傘６が直ちに開傘する。さらに、補助傘６の開傘にわずかに遅れて、ペイロード２とロケットモータ３との距離の拡大化に伴いワイヤ８のうち先に弛みを持たせていた部分が伸びきると、それまで収納袋９を封止していた破断型封止機構１１が破断されて収納袋９が開封される。これにより、図３の（Ｅ）に示すように先に開傘状態にある補助傘６に引き出されるようにして減速傘７が収納袋９ひいてはロケットモータ３から徐々に引き出される。
【００２４】
この後、同図（Ｆ）に示すように補助傘６よりも大きな減速傘７が開傘するとその減速効果が一気に大きくなり、ペイロード２とロケットモータ３との速度差が大きくなって両者の衝突もしくは相互干渉が回避されるとともに、ワイヤ８の張力の増大に伴ってそのワイヤ８が切断される。そして、ペイロード２から切り離されたロケットモータ３はやがては図４のように自重による降下姿勢で安定化し、浮遊しながらゆっくりと降下することになる一方、ペイロードはなおも単独で慣性飛しょうを続けることになる。
【００２５】
このように本実施の形態によれば、補助傘６の開傘とそれに続く減速傘７の開傘によって、ペイロード２から分離したロケットモータ３の減速が確実且つ十分に行われるようになり、分離直後のペイロード２とロケットモータ３との衝突もしくは相互干渉を確実に回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態として飛しょう体の全体構成を示す説明図。
【図２】図１の要部の作動説明図。
【図３】図１に示した飛しょう体の機体の分離から減速傘の開傘までの手順を示す説明図。
【図４】図３のロケットモータが単独で降下姿勢にて安定化した状態を示す説明図。
【図５】従来の飛しょう体の一例として減速傘開傘までの手順を示す説明図。
【図６】図５の要部拡大図。
【符号の説明】
１…飛しょう体
２…ペイロード（機体上段部）
３…ロケットモータ（機体下段部）
４…尾翼
６…補助傘
７…減速傘
８…ワイヤ（索状体）
９…収納袋
１０…破断型連結機構
１１…破断型封止機構

Claims

機体の上段部と尾翼を備えた下段部とが分離可能に結合されているとともに、その両者が飛しょう中において分離するように構成された飛しょう体において、
下段部内に、その下段部に結合された減速傘とそれよりも開傘面積の小さな補助傘とが互いに連結された状態で予め折り畳み格納されていて、
上記補助傘は、上段部と下段部とが分離した後に下段部の前方側から放出されることにより開傘して、下段部の減速作用とともに下段部よりも補助傘が後方側となるようにその下段部の姿勢変更作用をなす一方、
上記減速傘は、補助傘の開傘をもって姿勢変更した下段部から引き出されながら開傘してその補助傘よりも大きな減速作用を下段部に及ぼすようになっていて、
上記補助傘は開傘状態において少なくともその傘体および吊索が尾翼と干渉しないように設定されていることを特徴とする飛しょう体。
上記補助傘は格納状態では索状体をもって予め上段部と連結されていて、分離後の上段部と下段部との速度差に基づきその索状体を介して下段部から引き出されて開傘するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の飛しょう体。
上記補助傘による下段部からの減速傘の引き出し動作は、予め上段部と下段部とを連結している索状体に加わる張力をトリガーとして行われるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の飛しょう体。
上記補助傘を引き出すための索状体が、予め上段部と下段部とを連結している索状体を兼ねていることを特徴とする請求項３に記載の飛しょう体。