JP4945752B2 - パラフォイルの飛行制御装置 - Google Patents

Description

この発明は，例えば，宇宙を周回するカプセル等の宇宙機，上空からの投下物等の飛行物体を目標地点に回収するために，パラフォイルを旋回制御即ち飛行制御によって飛行物体を高精度に目標地に回収するパラフォイルの飛行制御装置に関する。

従来，宇宙を周回するカプセル等の飛行物体の回収には，パラシュートが使用されているが，回収地点即ち目標地点への精度向上のために，例えば，ＧＰＳ等の位置情報システムを利用して飛行物体を飛行誘導できるパラフォイルの利用が広く研究されている。パラフォイルは，搭載されている誘導制御計算機（以下，コントローラという）からの指令で飛行物体の放出用のドアを開いた後に，ドアの開放と連動して働くばね等の力により射出されたドローグシュートの空気力を利用して引き出し展開される。また，パラフォイルを収納するコンテナ即ち収納庫は，飛行中のロケット等の飛行物体からパラフォイルがスムーズに引き出されるように後方壁面の傾を考慮する必要がある。

パラフォイルによる飛行物体の旋回制御方法即ち飛行制御方法には，図１３及び図１４に示すように，２種類ある。その１つは，図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように，宇宙機等の飛行物体５を支持するパラフォイル１の翼面２を左右のライザー３の一方をコントロールライン４で引き込んで点線で示すように傾ける方法である。また，他の１つは，図１４の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように，飛行物体５を支持するパラフォイル１の後縁の左右の一方をコントロールライン４で引き込んで点線で示すように折り曲げて操作する方法である。

従来，パラフォイルを備えた飛行体の自動誘導システムは，パラフォイルが適切な飛行経路を確保でき，着地の目標値に高精度な落下精度が得られるものであり，ＧＰＳ受信機，ＤＧＰＳビーコン受信機，磁気方位センサ等からの情報に基づいてフライトコンピュータによって風向及び風速を推定して，適切な飛行経路を決定し，アクチュエータによってパラフォイルの制御系を適宜引くことによって決定された飛行経路に従って飛行降下して目標設置点に着地するものである（例えば，特許文献１参照）。

また，パラフォイル制御装置として，風を考慮してパラフォイルを制御するものが知られている。該パラフォイル制御装置は，落下物の落下位置を制御するため，落下物に備えられたパラフォイルを制御するものであり，パラフォイルを操作するアクチュエータと，落下物の位置である落下物位置，及び落下物の対地速度の水平成分である水平対地速度を測定する位置検出部と，水平対地速度から落下物が受ける風の方向と速さを算出し，落下物位置と風の方向及び速さとを使用してアクチュエータの操作量を算出する演算部とを具備する。演算部は，落下物が水平方向に旋回した場合における水平対地速度の実質的な最大極限値及び実質的な最小極限値を取得し，最大極限値における落下物の移動方向と最小極限値における落下物の移動方向とのいずれかを使用して風の方向を算出し，更に，最大極限値と最小極限値から風の速さを算出するものである（例えば，特許文献２参照）。

また，従来，操縦性を備えた組立式凧として，凧の形を小形化しても安定して揚げることができ，あげ糸の操作で自由に操縦することができるものが知られている。該組立式凧は，水平翼と垂直翼の境目の前寄りの部分に，浮力を増すようなキャンバーを形成する紡錘状のひだを設けると共に，水平翼の後縁の浮力をセーブするためのくさび状のひだを設け，あげ糸の操作に伴って凧を旋回させる手段としてあげ糸を凧の背面で交差させて取り付けたものである（例えば，特許文献３参照）。
特開２０００−１５９１９２号公報 特開２００４−３２２９６５号公報 特開平１０−２９５９４８号公報

ところで，図１４の（Ａ）及び（Ｂ）に示すパラフォイル１の後縁を折り曲げて旋回制御する方法は，コントロールライン４を用いてパラフォイル１の左右の一方の後縁を下に折り曲げ，折り曲げた片側の抵抗を増やすことによってパラフォイル１の左右の空気力のアンバランスを生み出し，パラフォイル１が旋回する方法を採用している。現在，パラフォイルの多くの研究の対象は，この原理による旋回方法である。一方，図１３に示すパラフォイルと飛行物体を結ぶ左右いずれかのライザーを引いてパラフォイルの翼面全体を傾ける方法については，通常の飛行機と同じ原理で旋回制御するため，飛行性能への影響は少ない。しかし，パラフォイルを始めから展開した状態で飛行するような玩具等のリモコン制御でしか実現されていない。

図１２に示すように，宇宙機等の飛行物体５を飛行誘導させて所定の着地点に高精度に回収することを目的として，パラフォイル１の翼面２を傾けて旋回制御する図１３に示す方法が，実施困難な大きな理由の１つは，パラフォイル１が展開された時の衝撃荷重がライザー３に直接入力され，ライザー３の長さを制御するアクチュエータ７（図１）に大きな負荷がかかるためである。

空中を飛行している飛行物体５からパラフォイル１を展開する場合には，第１段階で，図１２（Ａ）に示すように，誘導制御計算機（コントローラ）からの指令により頂点付近で飛行物体５の放出ドアを展開した後，ドアの開放と連動して働くばねの力によりドローグシュート８が空中に放出される。第２段階で，（Ｂ）に示すように，ドローグシュート８が展開即ち開傘すると，ドローグシュート８に働く空気力により飛行物体５の胴体に収納されているパラフォイル１が引き出され，飛行物体５の収納庫から引き出されたパラフォイル１が空気力を受けて展開するが，この時にサスペンションライン６を介してライザー３に大きな衝撃荷重Ｗが負荷される。第３段階で，（Ｃ）に示すように，引き出されたパラフォイル１が展開し，飛行を始める。飛行物体５がパラフォイル１で空中で支持されると，ドローグシュート８が付いたままでは、パラフォイル１の揚抗特性が悪くなり，また旋回も難しくなるので，分離装置即ち離脱装置９が作動してドローグシュート８をパラフォイル１から切り離す。

そこで，パラフォイルの翼面を傾けて旋回制御する図１３に示す方法において，パラフォイル展開時に発生する衝撃荷重がアクチュエータに直接伝わらないように，コントロールラインを介してライザーの引き込み量を制御する機構の工夫が必要である。

この発明の目的は，上記の問題を解決するため，パラフォイルが展開即ち開傘した時の衝撃荷重を受けるライザー，該ライザーの引込み量を制御してパラフォイルの翼面を傾けるコントロールライン，衝撃荷重がコントロールラインに直接かからないようにパラフォイルの展開時には弛めておき且つコントロールラインが絡まらないように前後に張りを与えるばね，いずれか一方の片側前後のライザーの引込み量を調節するためのコントロールラインを巻き上げる制御用アクチュエータを備え，衝撃荷重がアクチュエータに直接負荷されないように構成してパラフォイルの翼面を傾けて旋回制御を行う安定した信頼性に富んだパラフォイルの飛行制御装置を提供することである。

この発明は，パラフォイルの両側にサスペンションラインを介してそれぞれ取り付けられた進行方向前後に設けられ且つ前記パラフォイルの展開時の衝撃荷重と飛行荷重を受ける一対のライザーを有し，いずれかの前記ライザーを引き込んで前記パラフォイルの翼面を傾けて飛行物体を飛行制御する装置において，
前記ライザーの途中を引き込むため前記ライザーにそれぞれ連結され且つ前記ライザーの引込み量をそれぞれ調節して前記パラフォイルの前記翼面の傾きを調節する一対のコントロールライン，前記コントロールラインに前記衝撃荷重が直接かからないように前記パラフォイルの展開時に前記コントロールラインを弛めておき且つ前記コントロールラインが絡まないように一部を引っ張って前後に張りを持たせるため前記コントロールラインに連結されたばね，及び前記飛行物体の胴体に設置され且つ前記ライザーの引き込み又は解放のため前記コントロールラインを巻き上げ又は解放作動するアクチュエータを有し，
前記パラフォイルの前記翼面は，前記パラフォイルの少なくとも片側前後の前記ライザーを前記コントロールラインを通じてそれぞれ引き込むことによって傾かせることができ，前記アクチュエータは，前記ライザーの前記引込み量をそれぞれ等しく調節するため，前記コントロールラインを同時にそれぞれ巻き上げることを特徴とするパラフォイルの飛行制御装置に関する。

また，前記ライザーは，前記パラフォイルに取り付けた前記サスペンションラインを集合させるリングキャッチに一端が取り付けられ，他端が前記胴体に取り付けられた胴体結合金具に取り付けられている。

前記コントロールラインは，一端が前記胴体結合金具に取り付けられ，前記ライザーの途中に取り付けられたライザープーリと前記胴体に取り付けられた胴体固定プーリとに掛けられて他端が前記アクチュエータに巻き上げられる。また，前記ライザープーリは，前記ライザーの途中に取付け紐を介して取り付けられている。

又は，前記コントロールラインは，ライザープーリを省略する場合には，一端が前記ライザーの途中の連結部に直接取り付けられ，前記胴体に取り付けられた胴体固定プーリに掛けられて他端が前記アクチュエータに巻き上げることも可能である。

また，前記ばねは，前記ライザープーリ又は前記連結部と前記胴体固定プーリとの間に位置する前記コントロールラインの部分に両端が固定されている。

前記アクチュエータのモータ回転軸には，回転駆動して前記コントロールラインを巻き上げるアクチュエータプーリが取り付けられている。更に，前記アクチュエータプーリは，前後の前記コントロールラインを同時に巻き上げるため，２条列の巻取り溝を備えている。

このパラフォイルの飛行制御装置は，上記のように，パラフォイルの翼面を傾けて旋回制御即ち飛行制御するものであり，パラフォイルがドローグシュートによって収納コンテナ即ち収納庫から引き出されて開傘即ち展開された時に，パラフォイルに取り付けられたライザーが衝撃荷重を受けるが，これとは別途にライザーにコントロールラインを装備し，コントロールラインが，パラフォイルの展開時には弛み状態にセットされることによってコントロールラインの弛みが緩衝となり，衝撃荷重がコントロールラインを引き込むアクチュエータに直接負荷されないこととなってアクチュエータを安定して信頼性に富んだ作動を行うことができ，また，弛み状態のコントロールラインが絡まないように長さの一部を引っ張って前後に張りを持たせるばねがコントロールラインの途中に設けられている。また，パラフォイルが展開した後のパラフォイルの旋回制御は，片側前後のライザーの引込み量をコントロールラインの引き込みによって調節し，パラフォイルの翼面の傾きを調節して達成できる。即ち，パラフォイルの展開時に発生する衝撃荷重は，飛行物体の機体即ち胴体に連結されている片側前後の２本のライザー（両側で全部で４本）で受けている。ライザーは，アクチュエータに直接結合されることなく，コントロールライン（片側２本，両側で４本）を介して連結されている。コントロールラインは，飛行物体の胴体に固定したプーリを介してばねによって進行方向前後のライザーに緩んだ状態で結合されて緩衝長さを有しているので，ライザーに負荷される衝撃荷重をコントロールラインの弛みによって避けることができ，アクチュエータに衝撃荷重がかからない。

また，このパラフォイルの飛行制御装置は，パラフォイルの翼面を傾ける旋回制御方式であるので，パラフォイルの片側一方の後縁を折り曲げて抵抗を増やして旋回する方式に比較して，コントロールラインの長さを短く構成できると共に，揚抗性能を損なうことなく旋回することが可能である。また，コントロールラインは，パラフォイルを展開する時に，弛んだ状態になっても，その一部の長さをばねで引っ張って弛む箇所を限定することになり，他の機器等に絡む恐れはなく，スムーズな作動ができる。コントロールラインのライザーへの結合構造には，コントロールラインをライザーの途中に取り付けられたライザープーリを通して宇宙機の胴体側に固定する形式と，コントロールラインをライザーの途中の連結部に直接結合する形式とがあるが，アクチュエータの能力やコントロールラインの必要な引き込み量等を考慮して，いずれかの形式を選択すればよい。パラフォイルを展開した後に，アクチュエータを作動させてコントロールラインを引っ張ると，ばねが伸びてコントロールライン全体に荷重が伝達されるようになる。更にコントロールラインを引くと，プーリを介して又は直接前後のライザーが下に引き込まれ，その結果，パラフォイルの翼面がコントロールラインで引き込んだライザーの側に傾き，この方向にパラフォイルが旋回降下することになる。このパラフォイルの飛行制御装置は，パラフォイルの展開時にかかる大きな衝撃荷重と飛行荷重をライザーで受け，次いで，コントロールラインでライザーを引くように構成したので，パラフォイルの翼面を傾ける旋回制御が可能になる。

以下，図面を参照して，この発明によるパラフォイルの飛行制御装置の実施例について説明する。この発明によるパラフォイルの飛行制御装置は，宇宙を周回するカプセル等の宇宙機，上空を飛行する航空機からの落下物体等の飛行物体５を予め決められた目標地点に飛行誘導して降下させる機能を有するものである。このパラフォイルの飛行制御装置は，パラフォイル１による飛行物体５の飛行誘導として，パラフォイル１のサスペンションライン６を束ねたライザー３の左右片方を，サーボモータのアクチュエータ７の駆動によってコントロールライン４で引っ張ることにより，パラフォイル１の翼面２の水平からの傾きを変え，その傾いた揚力の横成分により旋回させる方法を採用した。パラフォイル１の展開時の開傘荷重がサーボモータのアクチュエータ７に直接かからないように予め弛み状態にセットされたコントロールライン４によるものである。即ち，このパラフォイルの飛行制御装置は，飛行物体５の格納庫から引き出されたパラフォイル１の展開時に，ライザー３にかかる衝撃荷重Ｗを緩衝するため，ライザー３に緩衝機能を備えたコントロールライン４を取り付け，また，コントロールライン４によってライザー３の長さを制御することによってパラフォイル１の翼面２を傾けて旋回制御即ち飛行制御するように構成したものである。

このパラフォイルの飛行制御装置は，パラフォイル１の両側から出るサスペンションライン６を束ねる形で取り付けられた進行方向前後にそれぞれ設けられた一対のライザー３を有し，両側のうちいずれか片側前後のライザー３を引き込んでパラフォイル１の翼面２を傾けて飛行物体５を飛行制御するものであり，特に，パラフォイル１に連結され且つパラフォイル１が展開した時の衝撃荷重且つ飛行荷重を受けるライザー３，ライザー３に取り付けられ且つライザー３の長さ即ち引込み量を調節してパラフォイル１の翼面２を傾けるコントロールライン４，コントロールライン４に衝撃荷重Ｗが直接かからないようにパラフォイル１の展開時には弛めておき且つコントロールライン４の一部の長さを引っ張り弛む箇所を限定することにより他の機器等と絡むことを防止するばね１０，及び片側前後のライザー３の長さ即ち引込み量を調節するためコントロールライン４を巻き上げるアクチュエータ７を有している。アクチュエータ７は，飛行物体５の胴体１７に設置され且つライザー３の引き込み又は解放のためコントロールライン４を巻き上げ又は解放作動するものである。更に，アクチュエータ７は，コントロールライン４にそれぞれ設けられており，このパラフォイルの飛行制御装置の実施例では，片側前後のライザー３の引込み量をそれぞれ等しく調節するため，コントロールライン４を同時にそれぞれ巻き上げるように構成されている。

また，このパラフォイルの飛行制御装置において，コントロールライン４は，一端がライザー３の固定端である胴体結合金具１３に一緒に取り付けられ，ライザー３の途中の連結部２２に取り付けられたライザープーリ１１と胴体固定プーリ１２に掛けられて他端がアクチュエータプーリ１６に取り付き，アクチュエータ７によって巻き上げられるものである。ライザープーリ１１のライザー３への取付け位置即ち連結部２２の位置は，限定されるものではないが，ライザー３の中間より下側に設けることが，コントロールライン４の長さや引き込む力を考慮すると，適正な位置になる。即ち，ライザー３は，図４に示すように，ライザープーリ１１を取り付けた連結部２２の地点で屈曲して下方へ引き込まれることになり，パラフォイル１の翼面２が傾くことになる。また，ばね１０は，ライザープーリ１１と胴体固定プーリ１２との間に位置するコントロールライン４の部分に両端が固定されている。また，ライザー３は，一端がパラフォイル１のサスペンションライン６にリングキャッチ１４を介して取り付けられ，他端が飛行物体５の胴体１７に固定された胴体結合金具１３にリングキャッチ２３を介して取り付けられているものである。パラフォイル１には複数本のサスペンションライン６が取り付けられ，サスペンションライン６がリングキャッチ１４に集合して取り付けられている。また，アクチュエータ７のモータ回転軸２１には，回転駆動してコントロールライン４を巻き上げるドラムであるアクチュエータプーリ１６が取り付けられている。

このパラフォイルの飛行制御装置について，パラフォイル１は，ナイロン等の薄くて強い生地でできている袋状の複数のセルから形成されている。これらのセルを隣り合わせに縫い合わせて揚力面を形成している。セルの前方には口が開いており，開放した口から侵入する空気をはらむことにより翼の形が維持され，翼面２が形成される。また，サスペンションライン６は，パラフォイル１の下面から出る複数の紐であり，主としてケブラーやポリエステル繊維等からできている。リングキャッチ１４は，サスペンションライン６を一点でまとめて集合するライザー３を結ぶ金属の輪であり，主としてスチールで作製されている。勿論，リングキャッチ１４は，サスペンションライン６とライザー３とを直接結合する場合には不要である。

ライザー３は，リングキャッチ１４，２３を介してパラフォイル１のサスペンションライン６を飛行物体５の胴体結合金具１３に結びつける紐である。ライザー３は，飛行物体５の左右両側に前後２本ずつ設けられ，合計で４本設けられている。ライザー３には，パラフォイル１で飛行物体５を支える役割と，左右どちらかのライザー３が引かれて，パラフォイル１の翼面２を傾けることによって旋回させる機能を発揮できるものである。ライザー３は，主としてケブラーやポリエステル繊維等からなる紐やロープ状に作製されている。また，胴体結合金具１３は，ライザー３を飛行物体５のフレーム即ち胴体１７に結びつける金具であり，主としてスチールで作製されており，パラフォイル１が展開する時の開傘衝撃Ｗがライザー３から胴体１７に伝わるように構成されている。

コントロールライン４は，ライザー３を引くための紐であり，飛行物体５の左右それぞれの側に前後２本あるライザー３にそれぞれ設けられている。コントロールライン４の一端は，ライザー３の端部が結合している胴体結合金具１３にリングキャッチ２３を介して連結され，また，その他端は，ライザー３の途中に設けたライザープーリ１１と胴体１７に固定した胴体固定プーリ１２を通ってアクチュエータ７の回転ドラム即ちアクチュエータプーリ１６の巻取り溝２０に巻き上げられるようにセットされている。コントロールライン４は，主として，ケブラーやポリエステル繊維等から作製されている。また，コントロールライン４をライザー３に取り付ける構造には，２種類あり，その１つは，コントロールライン４をライザープーリ１１に通し，胴体結合金具１３に取り付ける取付け形式と，コントロールライン４をライザープーリ１１を取り付いている連結部２２の位置でライザー３に直接取り付ける取付け形式である。即ち，コントロールライン４は，ライザープーリ１１を介してライザー３の固定端である胴体結合金具１３にリングキャッチ２３を介して連結されているが，ライザー３の途中に直接連結しても良いことは勿論である。

このパラフォイルの飛行制御装置は，コントロールライン４をライザープーリ１１を介してライザー３に固定した場合には，動滑車の原理となってライザー３を２本のコントロールライン４で引き込むことになって引っ張り荷重が１／２（半分）になり，ライザー３を引く力が半分になるが，反面，コントロールライン４の引く長さは２倍になる。しかしながら，このパラフォイルの飛行制御装置は，ライザー３を引く長さが余り長くないので，引く力を半分にした取付け形式が得策である。勿論，アクチュエータ７の駆動力が大きい場合には，コントロールライン４をライザー３の途中の連結部２２に直接連結することがコントロールライン４が短くなって得策になる。

コントロールライン４を予め弛めているため，パラフォイル１が展開する時に生じる衝撃荷重Ｗをライザー３が受けるが，コントロールライン４の弛みによってコントロールライン４が他の機器等と絡まらないようにするためにコントロールライン４の一部の長さをばねで引っ張り，その弛む箇所を限定することにより他の機器等と絡むことを防止する。また，コントロールライン４を引き込むことによって，ばね１０は延び，それと共に，胴体結合金具１３とライザープーリ１１との間のライザー３が弛んだ状態になるが，ライザー全体の長さを考慮すれば，弛んだライザー３が他の機器に絡まるほど長くはなく，問題はない。

アクチュエータ７は，コントローラの指令で回転駆動する手段を備えており，コントロールライン４の長さを制御するためであり，左右のライザー３を引き込むために，胴体１７の左右両側に１個づつ，合計２個設けられている。アクチュエータ７にはモータ回転軸２１が連結されており，回転軸２１には，コントロールライン４を巻き上げるアクチュエータプーリ１６が取り付けられている。アクチュエータプーリ１６には，２条列の巻取り溝２０が設けられており，巻取り溝２０に前後のコントロールライン４の一端がそれぞれ固定されている。アクチュエータ７によってアクチュエータプーリ１６を回転させて，２条列の巻取り溝２０に巻きついた前後２本のコントロールライン４を同時に引いたり，弛めたりすることによって，前後のライザー３の長さを同時に同じ長さに制御している。

また，図８に示すように，コントロールライン４の一端は，ライザー３が取り付けられている胴体結合金具１３にリングキャッチ２３を介して繋がれている。図９に示すように，ライザー３に接続したライザープーリ１１及び胴体固定プーリ１２を通してもう一つの片端はアクチュエータ７のサーボモータのアクチュエータプーリ１６に結合されている。サーボモータのアクチュエータプーリ１６は巻取り溝２０が２条列に設けられており，前後２本のコントロールライン４を同時に巻き取ることが可能になっている。コントロールライン４がプーリ１６の巻取り溝２０から外れないように，案内装置２４（図１１）が取り付けられている。サーボモータで構成されたアクチュエータ７のまわりの状態は，図１１に示されている。パラフォイル１の展開時には，オープニングショックという強い衝撃荷重Ｗがライザー３に負荷される。その衝撃荷重Ｗを受けとめ，ロケット構造に伝達するのが，ライザー３の役目でもある。コントロールライン４は，パラフォイル１が完全に展開するまでは弛み状態にあるが，図１０に示すように，ばね１０によってコントロールライン４のたるみを取ることで，ラインのからまりや他の部品との干渉を防止した。コントロールライン４には，パラフォイル１のオープニングショックが直接かからず，飛行を維持する操舵力のみが，アクチュエータ７のサーボモータにかかるようにした点が特徴である。また，ライザー３に接続したライザープーリ１１によってコントロールライン４にかかる荷重は，半減される。

このパラフォイルの飛行制御装置は，上記のように構成されており，次のように作動する。パラフォイル１が開傘した時は，図３に示すように，宇宙機である飛行物体５の左右それぞれのライザー３が張り，衝撃荷重Ｗを受けるように構成されている。パラフォイル１が完全に展開され，定常飛行を始めると，次のような操作により旋回制御を行うことができる。このパラフォイルの飛行制御装置は，飛行物体５を旋回させたい側のアクチュエータ７を駆動して，そのモータ回転軸２１に固定されているアクチュエータプーリ１６を回転させ，コントロールライン４をアクチュエータプーリ１６に引く込む即ち巻き取る。コントロールライン４は，胴体固定プーリ１２及びライザープーリ１１を通って胴体結合金具１３にリングキャッチ２３を介して結ばれており，弛みをとるためのばね１０が伸びる。ばね１０がコントロールライン４の弛み分だけ伸びると，駆動力は胴体結合金具１３まで伝達される。更に，片側前後のコントロールライン４がアクチュエータ７によって引かれると，短くなった分だけライザープーリ１１が下がり，それと共に，胴体結合金具１３とライザープーリ１１との間のライザー３が弛んだ状態になってライザー３自身も下がることになる。ライザー３が下がった分だけ，パラフォイル１の翼面２の片側が下がって傾くので，飛行物体５は旋回を開始することになる。また，アクチュエータ７によるコントロールライン４の引き込みを解放してライザー３を元の状態に戻すと旋回は停止することになる。このパラフォイルの飛行制御装置は，飛行物体５を右に旋回させる場合には右側のライザー３を引き込み，また，飛行物体５を左に旋回させる場合には左側のライザー３を引き込めば達成できる。また，このパラフォイルの飛行制御装置は，左右のライザー３の引込み量に差を付けて引き込むこともできることは勿論である。左右のアクチュエータ７のサーボモータを作動してコントロールライン４の弛みが延びた状態になって，更にコントロールライン４によって両側のライザー３を同じ量だけ引き込むと，この段階では飛行物体５は旋回をしない状態である。ここで，例えば，右舷のコントロールライン４をアクチュエータ７によって更に引き込み，反対に左舷のコントロールライン４を解放して戻すと，コントロールライン４の差分だけ，左右のライザー３の引込み量に差が付き，右舷のパラフォイル１の翼面２が右舷側に傾き，右に迅速な旋回を開始することになる。飛行物体５の旋回を止めるには，右舷のコントロールライン４を解放し，反対に左舷のコントロールライン３を引き込むと左右のライザー３の引込み量が同じになり，旋回を停止することになる。

更に，このパラフォイルの飛行制御装置では，ライザープーリ１１は，コントロールライン４の引く力を軽減させる目的で設けられているが，アクチュエータ７に十分な制御トルクがある場合には，ライザープーリ１１を省略して，ライザー３自体を直接引くことも可能である。パラフォイル１によって，飛行物体５を回収誘導する場合には，飛行物体５内に格納されたパラフォイル１を必ず機体の外に放出し，展開しなければならないことはいうまでもない。従来は，パラフォイルの旋回制御方式は，パラフォイルの後縁の折り曲げによって生じる左右の抵抗のアンバランスによって飛行物体の向きを変える方式が用いられてきたが，抵抗が増える分，揚抗特性が悪くなり，飛行性能に影響するという課題を抱えている。しかしながら，この発明によるパラフォイルの飛行制御装置は，パラフォイル１の開傘時の大きな衝撃荷重をライザー３で受け，予め緩衝弛み状態にセットされたコントロールライン４を設けることによって，アクチュエータ７に衝撃荷重が直接負荷されないので，アクチュエータを損傷することがないため，揚抗特性を犠牲にすることなく飛行物体５を旋回制御させることができる。

この発明によるパラフォイルの飛行制御装置は，例えば，宇宙を周回するカプセル等の宇宙機，上空からの投下物等の飛行物体を地上に回収するシステムとして適用して好ましいものである。

この発明によるパラフォイルの飛行制御装置の一実施例を示し，ライザーが延びた状態を示し，図の左方向が飛行方向になる説明図である。 図１のパラフォイルの飛行制御装置を後ろから見た後面図である。 図１のパラフォイルの飛行制御装置を上から見た上面図である。 この発明によるパラフォイルの飛行制御装置の一実施例を示し，ライザーがコントロールラインで引き込まれた状態を示す説明図である。 アクチュエータとコントロールラインの連結状態を示す拡大斜視図である。 胴体固定プーリを示す拡大斜視図である。 ライザーとライザープーリとの関係を示す拡大斜視図である。 図１のパラフォイルの飛行制御装置において，胴体結合金具と胴体固定プーリとを胴体に取り付けた一例を示す説明図である。 図１のパラフォイルの飛行制御装置において，ライザーとライザー固定プーリとの連結状態を示す説明図である。 図１のパラフォイルの飛行制御装置において，コントロールラインとばねとの連結した弛んだ状態を示す説明図である。 図１のパラフォイルの飛行制御装置において，アクチュエータとコントロールラインとの関係を示す説明図である。 宇宙機回収用のパラフォイルとその展開シーケンスを示し，（Ａ）は飛行物体からドローグシュートが展開される状態，（Ｂ）はドローグシュートでパラフォイルが引き出される状態，（Ｃ）はパラフォイルが展開して飛行物体を飛行制御する状態，及び（Ｄ）はドローグシュートがパラフォイルから離脱された状態を示す説明図である。 パラフォイルの旋回制御方法の一例を示す説明図であって，（Ａ）が正面図であり，（Ｂ）が側面図である。 パラフォイルの旋回制御方法の別の例を示す説明図であって，（Ａ）が正面図であり，（Ｂ）が側面図である。

１ パラフォイル
２ 翼面
３ ライザー
４ コントロールライン
５ 飛行物体
６ サスペンションライン
７ アクチュエータ
１０ ばね
１１ ライザープーリ
１２ 胴体固定プーリ
１３ 胴体結合金具
１４ リングキャッチ
１６ アクチュエータプーリ
１７ 胴体
２０ 巻取り溝
２１ モータ回転軸
２２ 連結部
２３ リングキャッチ
Ｗ 衝撃荷重

Claims (8)

1. パラフォイルの両側にサスペンションラインを介してそれぞれ取り付けられた進行方向前後に設けられ且つ前記パラフォイルの展開時の衝撃荷重と飛行荷重を受ける一対のライザーを有し，いずれかの前記ライザーを引き込んで前記パラフォイルの翼面を傾けて飛行物体を飛行制御する装置において，
   前記ライザーの途中を引き込むため前記ライザーにそれぞれ連結され且つ前記ライザーの引込み量をそれぞれ調節して前記パラフォイルの前記翼面の傾きを調節する一対のコントロールライン，前記コントロールラインに前記衝撃荷重が直接かからないように前記パラフォイルの展開時に前記コントロールラインを弛めておき且つ前記コントロールラインが絡まないように一部を引っ張って前後に張りを持たせるため前記コントロールラインに連結されたばね，及び前記飛行物体の胴体に設置され且つ前記ライザーの引き込み又は解放のため前記コントロールラインを巻き上げ又は解放作動するアクチュエータを有し，
   前記パラフォイルの前記翼面は，前記パラフォイルの少なくとも片側前後の前記ライザーを前記コントロールラインを通じてそれぞれ引き込むことによって傾かせることができ，前記アクチュエータは，前記ライザーの前記引込み量をそれぞれ等しく調節するため，前記コントロールラインを同時にそれぞれ巻き上げることを特徴とするパラフォイルの飛行制御装置。
2. 前記ライザーは，前記パラフォイルに取り付けた前記サスペンションラインを集合させるリングキャッチに一端が取り付けられ，他端が前記胴体に取り付けられた胴体結合金具に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のパラフォイルの飛行制御装置。
3. 前記コントロールラインは，一端が前記胴体結合金具に取り付けられ，前記ライザーの途中に取り付けられたライザープーリと前記胴体に取り付けられた胴体固定プーリとに掛けられて他端が前記アクチュエータに巻き上げられることを特徴とする請求項２に記載のパラフォイルの飛行制御装置。
4. 前記ライザープーリは，前記ライザーの途中に取付け紐を介して取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のパラフォイルの飛行制御装置。
5. 前記コントロールラインは，一端が前記ライザーの途中の連結部に直接取り付けられ，前記胴体に取り付けられた胴体固定プーリに掛けられて他端が前記アクチュエータに巻き上げられることを特徴とする請求項１又は２に記載のパラフォイルの飛行制御装置。
6. 前記ばねは，前記ライザープーリ又は前記連結部と前記胴体固定プーリとの間に位置する前記コントロールラインの部分に両端が固定されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載のパラフォイルの飛行制御装置。
7. 前記アクチュエータのモータ回転軸には，回転して前記コントロールラインを巻き上げるアクチュエータプーリが取り付けらていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のパラフォイルの飛行制御装置。
8. 前記アクチュエータプーリは，前後の前記コントロールラインを同時に巻き上げるため，２条列の巻取り溝を備えていることを特徴とする請求項７に記載のパラフォイルの飛行制御装置。

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