JP6157266B2 - Device for preventing erroneous detection of acceleration of re-entry machine and method for preventing erroneous detection of acceleration - Google Patents

Device for preventing erroneous detection of acceleration of re-entry machine and method for preventing erroneous detection of acceleration Download PDF

Info

Publication number
JP6157266B2
JP6157266B2 JP2013165010A JP2013165010A JP6157266B2 JP 6157266 B2 JP6157266 B2 JP 6157266B2 JP 2013165010 A JP2013165010 A JP 2013165010A JP 2013165010 A JP2013165010 A JP 2013165010A JP 6157266 B2 JP6157266 B2 JP 6157266B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
entry machine
entry
spacecraft
erroneous detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013165010A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015033877A (en
Inventor
義宏 岸野
義宏 岸野
文隆 杉村
文隆 杉村
浩武 森崎
浩武 森崎
朝子 守屋
朝子 守屋
隆 牧野
隆 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Aerospace Co Ltd
Original Assignee
IHI Aerospace Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Aerospace Co Ltd filed Critical IHI Aerospace Co Ltd
Priority to JP2013165010A priority Critical patent/JP6157266B2/en
Publication of JP2015033877A publication Critical patent/JP2015033877A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6157266B2 publication Critical patent/JP6157266B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、再突入機の加速度誤検知防止装置及び方法に係り、詳しくは大気圏に再突入する再突入機の加速度の誤検知を防止するための装置及び方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for preventing erroneous detection of acceleration of a re-entry machine, and more particularly to an apparatus and method for preventing erroneous detection of acceleration of a re-entry machine that re-enters the atmosphere.

宇宙空間に打ち上げた人工衛星等の宇宙機は、その任務を終えると大気圏に再突入させられて、地上の安全な領域へ落下させることが従来から行われている。大気圏に宇宙機を再突入させると、宇宙機の機体は空力加熱により高温に曝される。ここで空力加熱とは、宇宙機が高速で大気圏を通過するために宇宙機の機体前方にある空気が圧縮されて温度が上昇し、高温となった空気によって機体が加熱されることである。再突入させる宇宙機が空力加熱に対する耐熱性を備えていない場合、大気圏に再突入させられた宇宙機は空力加熱により破壊されてしまい、機体の一部が地上に落下することになる。このため、宇宙機の形状を保持したまま地上へ帰還させるためには、その機体に耐熱性を備えている必要がある。   Conventionally, spacecraft such as artificial satellites launched into outer space have been re-entered into the atmosphere when they have completed their mission and dropped into a safe area on the ground. When a spacecraft is re-entered into the atmosphere, the spacecraft body is exposed to high temperatures due to aerodynamic heating. Here, the aerodynamic heating means that the air in front of the spacecraft is compressed and the temperature rises because the spacecraft passes through the atmosphere at high speed, and the airframe is heated by the high temperature air. If the spacecraft to be re-entry does not have heat resistance against aerodynamic heating, the spacecraft re-entered into the atmosphere will be destroyed by aerodynamic heating, and a part of the aircraft will fall to the ground. For this reason, in order to return to the ground while maintaining the shape of the spacecraft, the aircraft needs to have heat resistance.

宇宙機の任務の目的に応じて、例えば宇宙機に再突入機を搭載し、空力加熱により母船となる宇宙機が破壊されることによって再突入機を分離させ、再突入機を地上に落下させるものがある。   Depending on the mission purpose of the spacecraft, for example, a re-entry machine is mounted on the spacecraft, the aerospace heating destroys the spacecraft that becomes the mother ship, the re-entry machine is separated, and the re-entry machine is dropped to the ground There is something.

母船となる宇宙機に搭載された再突入機を大気圏に再突入させる場合、母船となる宇宙機から電気的なインタフェースが予め用意されている場合がある。このようなインタフェースがあると、宇宙機が再突入により破壊され、再突入機を分離した際に発生する分離信号等により、自身が母船から分離されたことを検知して自身のシーケンスを実行することができる。このシーケンスとは、例えばカメラでの撮像やパラシュート開傘等の各種制御であり、地上でデータを取得したり、再突入機を回収したりするためには非常に重要なものである(非特許文献1参照)。   When a re-entry machine mounted on a spacecraft serving as a mother ship is re-entered into the atmosphere, an electrical interface may be prepared in advance from the spacecraft serving as a mother ship. If there is such an interface, the spacecraft will be destroyed by re-entry, and it will detect that it has been separated from the mother ship by the separation signal generated when the re-entry aircraft is separated and execute its own sequence be able to. This sequence is, for example, various controls such as imaging with a camera and parachute opening, and is very important for acquiring data on the ground and collecting a re-entry machine (non-patent) Reference 1).

”何としても地球に帰らせたかった「はやぶさ」”、[online]、宇宙航空研究開発機構、[平成25年1月16日検索]、インターネット<http://www.jaxa.jp/article/special/hayabusareturn/kawaguchi01_j.html>"Hayabusa" that I wanted to return to the earth for any reason, [online], Japan Aerospace Exploration Agency, [searched on January 16, 2013], Internet <http://www.jaxa.jp/article/ special / hayabusareturn / kawaguchi01_e.html>

このようなシーケンスは、再突入機に備えられているタイマー及び加速度センサが計測する加速度に基づいて連続して行われるのが一般的である。この一連のシーケンスは宇宙機が再突入機を分離する前に開始され、分離された再突入機は、大気圏中を落下することに伴う加速度に基づいて各シーケンスを実行していく。   Such a sequence is generally performed continuously based on acceleration measured by a timer and an acceleration sensor provided in the re-entry machine. This series of sequences is started before the spacecraft separates the re-entry vehicle, and the separated re-entry vehicle executes each sequence based on the acceleration accompanying falling in the atmosphere.

この加速度センサが計測する加速度には、再突入機の落下に伴う加速度と、宇宙機の破壊により発生する衝撃加速度とが含まれる。再突入機が実行する各シーケンスは落下に伴う加速度に基づいて行うものであるため、宇宙機の破壊により発生する衝撃加速度の影響によって各シーケンスの実行タイミングがずれてしまうことが懸念される。そこで、意図したタイミングで確実に各シーケンスが実行されるようにするために、母船となる宇宙機が再突入機を分離した分離信号を再突入機が検知した後に、再突入機は加速度の計測を開始する必要があった。   The acceleration measured by the acceleration sensor includes acceleration due to the drop of the re-entry vehicle and impact acceleration generated by the destruction of the spacecraft. Since each sequence executed by the re-entry machine is performed based on the acceleration caused by the fall, there is a concern that the execution timing of each sequence may be shifted due to the impact acceleration caused by the destruction of the spacecraft. Therefore, in order to ensure that each sequence is executed at the intended timing, the re-entry machine detects acceleration after the re-entry machine detects the separation signal that separated the re-entry machine by the mother spacecraft. Had to start.

しかしながら、母船となる宇宙機が再突入機との電気的なインタフェースを有しておらず、宇宙機が大気圏に再突入して破壊されることによって再突入機が分離される場合、再突入機は自身が母船となる宇宙機から分離されたことを検知することができない。このため、再突入機が自身の分離を検知できなくても再突入機のシーケンスを適切なタイミングで実行することが求められていた。   However, if the spacecraft that is the mother ship does not have an electrical interface with the re-entry aircraft and the re-entry aircraft is separated by re-entry into the atmosphere and destroyed, the re-entry aircraft Cannot detect that it has been separated from its mother ship. For this reason, even if the re-entry machine cannot detect its separation, it has been required to execute the re-entry machine sequence at an appropriate timing.

本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、母船となる宇宙機と再突入機との間に電気的なインタフェースがない場合でも、再突入機の各シーケンスを適切なタイミングで実行することの可能な再突入機の加速度誤検知防止装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a re-entry machine even when there is no electrical interface between the spacecraft as the mother ship and the re-entry machine. An object of the present invention is to provide an acceleration erroneous detection preventing apparatus for a re-entry machine capable of executing each sequence at an appropriate timing.

上記の目的を達成するべく、請求項1の再突入機の加速度誤検知防止装置は、母船となる宇宙機に宇宙空間から大気圏に再突入するよう分離可能に搭載された再突入機の加速度誤検知防止装置であって、前記再突入機に設けられ、該再突入機の加速度を計測する加速度計測手段と、前記加速度計測手段から加速度データを取得する加速度データ取得手段を有し、該加速度データ取得手段から取得した加速度データに基づいて前記再突入機の各種制御を行う制御装置とを備え、前記制御装置は、前記宇宙機が宇宙空間から大気圏に再突入して破壊されるときに発生する衝撃加速度を前記加速度計測手段が計測した場合、前記衝撃加速度を計測した時点から該衝撃加速度の影響がなくなるまでの所定の時間に亘り、前記加速度データ取得手段による前記加速度計測手段からの加速度データの取得を中止する、または前記加速度データに基づく判定処理を実行しないように制御することを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the acceleration error detection preventing apparatus for a re-entry machine according to claim 1 is an acceleration error detection apparatus for a re-entry machine detachably mounted on a spacecraft as a mother ship so as to re-enter the atmosphere from space. An anti-detection device, comprising: an acceleration measurement means provided in the re-entry machine for measuring acceleration of the re-entry machine; and an acceleration data acquisition means for obtaining acceleration data from the acceleration measurement means. And a control device that performs various controls of the re-entry machine based on acceleration data acquired from the acquisition means, and the control apparatus is generated when the space machine is re-entered from outer space into the atmosphere and destroyed. When the acceleration measurement means measures the impact acceleration, the acceleration data acquisition means performs a predetermined time from when the impact acceleration is measured until the influence of the impact acceleration disappears. The abort the acquisition of acceleration data from the acceleration measuring means or and controlling not to execute the determination process based on the acceleration data.

請求項2の再突入機の加速度誤検知防止装置では、請求項1において、前記制御装置は、前記各種制御の1つとして、前記加速度計測手段が最大の加速度を計測した場合に所定の時間経過後にパラシュートを開傘するパラシュート開傘手段を含むことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for preventing erroneous detection of an acceleration of the re-entry machine, wherein the control device, as one of the various controls, has passed a predetermined time when the acceleration measuring means measures a maximum acceleration. Parachute opening means for opening the parachute later is included.

請求項3の加速度誤検知防止方法は、母船となる宇宙機に宇宙空間から大気圏に再突入するよう分離可能に搭載された再突入機の加速度誤検知防止方法であって、前記再突入機に設けられ、該再突入機の加速度を計測する加速度計測手段から加速度を取得する工程と、取得した加速度に基づいて前記再突入機の各種制御を行う工程とを有し、前記再突入機の各種制御を行う工程では、前記加速度計測手段によって計測した加速度を加速度データ取得手段により加速度データとして取得する一方、前記宇宙機が宇宙空間から大気圏に突入して破壊されるときに発生する衝撃加速度が前記加速度計測手段によって計測された場合、前記衝撃加速度を計測した時点から該衝撃加速度の影響がなくなるまでの所定の時間に亘り、前記加速度データ取得手段による前記加速度計測手段からの加速度データの取得を中止する、または前記加速度データに基づく判定処理を実行しないように制御することを特徴とする。   The method for preventing erroneous detection of acceleration according to claim 3 is a method for preventing erroneous detection of acceleration of a re-entry machine that is separably mounted on a spacecraft as a mother ship so as to re-enter the atmosphere from outer space. A step of acquiring acceleration from an acceleration measuring means for measuring the acceleration of the re-entry machine, and a step of performing various controls of the re-entry machine based on the acquired acceleration. In the step of controlling, the acceleration measured by the acceleration measuring means is acquired as acceleration data by the acceleration data acquiring means, while the impact acceleration generated when the spacecraft enters the atmosphere from the space and is destroyed is When measured by acceleration measuring means, the acceleration data is acquired for a predetermined time from the time when the impact acceleration is measured until the impact acceleration is no longer affected. To stop the acquisition of acceleration data from the acceleration measuring means by stages, or and controlling not to execute the determination process based on the acceleration data.

請求項1の再突入機の加速度誤検知防止装置によれば、母船となる宇宙機が大気圏に突入して破壊されるときに発生する衝撃加速度が計測された場合、制御装置は、衝撃加速度の影響がなくなるまでの時間に亘って、計測された加速度の取得を中止する、または加速度に基づく判定処理を実行しないように制御する。
これにより、宇宙機と再突入機との間に電気的なインタフェースがなく、再突入機が宇宙機から分離したことを自身で検知できなくても、宇宙機が破壊されるときに発生する衝撃加速度と、再突入機の落下に伴う加速度とを区別することができる。従って再突入機が実行する各シーケンスを加速度に基づいて適切なタイミングで実行することができる。
According to the apparatus for preventing erroneous detection of re-entry aircraft according to claim 1, when the impact acceleration generated when the spacecraft as the mother ship enters the atmosphere and is destroyed is measured, the control device Control is performed so that acquisition of measured acceleration is stopped or determination processing based on acceleration is not executed over a period of time until the influence is eliminated.
As a result, there is no electrical interface between the spacecraft and the re-entry aircraft, and even if the re-entry aircraft cannot be detected by itself, the impact that occurs when the spacecraft is destroyed. It is possible to distinguish between acceleration and acceleration due to the drop of the re-entry machine. Therefore, each sequence executed by the re-entry machine can be executed at an appropriate timing based on the acceleration.

請求項2の再突入機の加速度誤検知防止装置によれば、加速度の最大値を計測した場合、所定の時間経過後にパラシュートを開傘するので、再突入機の落下速度を減速させて緩降下させることができ、地上に軟着陸させたり水面に軟着水させたりすることができる。従って再突入機に搭載されている電子機器等の破損を防ぐことができるので、再突入機を回収したり、再突入機と通信してデータを取得したりすることが可能となる。   According to the acceleration error detection preventing apparatus for a re-entry machine according to claim 2, when the maximum value of acceleration is measured, the parachute is opened after a lapse of a predetermined time. It can be softly landed on the ground or softly landed on the water surface. Accordingly, it is possible to prevent damage to an electronic device or the like mounted on the re-entry machine, so that it is possible to collect the re-entry machine or acquire data by communicating with the re-entry machine.

請求項3の方法によれば、前述した請求項1の加速度誤検知防止装置と同様に、再突入機が実行する各シーケンスを加速度に基づいて適切なタイミングで実行することができる。   According to the method of claim 3, each sequence executed by the re-entry machine can be executed at an appropriate timing based on the acceleration as in the case of the erroneous acceleration detection preventing apparatus of claim 1 described above.

本発明の再突入機を含む宇宙機の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the spacecraft containing the re-entry machine of the present invention. 再突入機の概略構成図である。It is a schematic block diagram of a re-entry machine. (A)は再突入機の外装が分離する前の状態、(B)は外装が2つに分離した状態、(C)はパラシュートを引き出した状態、(D)はパラシュートを開傘した状態を示す概略図である。(A) is the state before the exterior of the re-entry machine is separated, (B) is the state where the exterior is separated into two, (C) is the state where the parachute is pulled out, (D) is the state where the parachute is opened FIG. 再突入機の再突入シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the re-entry sequence of a re-entry machine. 本発明に係る加速度誤検知防止ルーチンのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the acceleration erroneous detection prevention routine which concerns on this invention. 加速度センサが計測した加速度のグラフの一例である。It is an example of the graph of the acceleration which the acceleration sensor measured.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、宇宙機1の部分断面図を示す図である。宇宙機1は、例えば国際宇宙ステーション(図示せず)に物資を補給する補給機(例えばHTV(H-II Transfer Vehicle))である。宇宙機1は、与圧ユニット2、非与圧ユニット4、制御ユニット6、及び推進ユニット8を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the spacecraft 1. The spacecraft 1 is, for example, a supply machine (for example, an HTV (H-II Transfer Vehicle)) that supplies materials to an international space station (not shown). The spacecraft 1 includes a pressurizing unit 2, a non-pressurizing unit 4, a control unit 6, and a propulsion unit 8.

与圧ユニット2は、例えば国際宇宙ステーションのクルーが内部に入って作業できるよう与圧されており、内部には補給物資(図示せず)が搭載されている。与圧ユニット2の内部には、再突入機(加速度誤検知防止装置)12が固定されている。
非与圧ユニット4には、例えば国際宇宙ステーションの船外で用いる実験装置や交換するための機器等が内部に搭載されている。
The pressurizing unit 2 is pressurized so that, for example, a crew member of the International Space Station can enter and work therein, and supplies (not shown) are mounted inside. A re-entry machine (acceleration erroneous detection prevention device) 12 is fixed inside the pressurizing unit 2.
In the non-pressurizing unit 4, for example, experimental equipment used outside the ship of the International Space Station, equipment for replacement, and the like are mounted inside.

制御ユニット6は、推進ユニット8を制御して宇宙機1の航法制御、宇宙機1に搭載されている機器への電力供給、地上や国際宇宙ステーションとの通信等を行うものである。
推進ユニット8は、推進剤を収納したタンク(図示せず)と、当該タンクから供給された推進剤を高速ガスとして噴出し、推力を発生するスラスタ10とを備えている。なお、スラスタ10は、推進ユニット8の背面側だけでなく宇宙機1の各部にも配置されているが、図示は省略する。
The control unit 6 controls the propulsion unit 8 to perform navigation control of the spacecraft 1, power supply to equipment mounted on the spacecraft 1, communication with the ground and the international space station, and the like.
The propulsion unit 8 includes a tank (not shown) that stores a propellant, and a thruster 10 that generates a thrust by ejecting the propellant supplied from the tank as a high-speed gas. Although the thruster 10 is disposed not only on the back side of the propulsion unit 8 but also on each part of the spacecraft 1, illustration thereof is omitted.

再突入機12は、コンテナ13に覆われて与圧ユニット2に固定されている。再突入機12は、大気圏への再突入したときに発生する空力加熱に耐え得る耐熱性の外装12aで覆われている。コンテナ13は、再突入機12が大気圏へ突入したときに発生する空力加熱に耐え得る耐熱性を有していない。このため、宇宙機1が破壊されることにより再突入機12がコンテナ13と共に宇宙機1から分離されると、コンテナ13も空力加熱により破壊され、再突入機12だけが単独で落下することになる。   The re-entry machine 12 is covered with the container 13 and fixed to the pressurizing unit 2. The re-entry machine 12 is covered with a heat-resistant exterior 12a that can withstand aerodynamic heating that occurs when re-entering the atmosphere. The container 13 does not have heat resistance that can withstand aerodynamic heating that occurs when the re-entry machine 12 enters the atmosphere. For this reason, when the re-entry machine 12 is separated from the space machine 1 together with the container 13 due to the destruction of the spacecraft 1, the container 13 is also destroyed by aerodynamic heating, and only the re-entry machine 12 falls alone. Become.

再突入機12は、母船となる宇宙機1との電気的なインタフェースを有していない。このため再突入機12は、宇宙機1が大気圏に突入して空力加熱により破壊されることによって宇宙機1から分離されても、分離したことを知らせる信号を宇宙機1から受信することはできない。   The re-entry aircraft 12 does not have an electrical interface with the spacecraft 1 that is the mother ship. For this reason, even if the spacecraft 1 is separated from the spacecraft 1 by the spacecraft 1 entering the atmosphere and being destroyed by aerodynamic heating, the re-entry machine 12 cannot receive a signal informing the separation from the spacecraft 1. .

図2は、再突入機12の概略構成図を示している。再突入機12は、加速度センサ(加速度計測手段)14、タイマ16、制御装置18、及びパラシュート20を備えている。加速度センサ14及びタイマ16は、制御装置18に電気的に接続されている。加速度センサ14は、計測した加速度を制御装置18に入力する。タイマ16は、制御装置18からの入力信号をトリガにして時間の計測を開始し、制御装置18から指定された時間が経過すると制御装置18へ通知する。   FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the re-entry machine 12. The re-entry machine 12 includes an acceleration sensor (acceleration measuring means) 14, a timer 16, a control device 18, and a parachute 20. The acceleration sensor 14 and the timer 16 are electrically connected to the control device 18. The acceleration sensor 14 inputs the measured acceleration to the control device 18. The timer 16 starts measuring time using an input signal from the control device 18 as a trigger, and notifies the control device 18 when the time specified by the control device 18 elapses.

制御装置18は、中央演算処理装置(以下、CPUという)やROM、RAM等のメモリ(図示せず)から構成されたコンピュータであって、加速度センサ14から加速度データを取得する加速度データ取得部(加速度データ取得手段)22及びパラシュート開傘部(パラシュート開傘手段)24等を備えている。当該メモリには各プログラムが格納されており、制御装置18がこれらのプログラムを実行することによって、加速度データ取得部22、パラシュート開傘部24等の機能が発揮される。なお、制御装置18は、加速度データ取得部22、パラシュート開傘部24以外の機能も備えているが、本実施形態では説明を省略する。また、当該メモリに格納されている各種プログラムは、ハードディスク、光ディスク、メモリカード等の記憶媒体(図示せず)に記録されていたものであって、例えばこの記憶媒体から当該メモリに各種プログラムが供給される。   The control device 18 is a computer composed of a central processing unit (hereinafter referred to as a CPU), a memory (not shown) such as a ROM, a RAM, etc., and an acceleration data acquisition unit (which acquires acceleration data from the acceleration sensor 14). An acceleration data acquisition unit) 22 and a parachute opening unit (parachute opening unit) 24. Each program is stored in the memory, and the functions of the acceleration data acquisition unit 22, the parachute opening unit 24, and the like are exhibited by the control device 18 executing these programs. In addition, although the control apparatus 18 is provided with functions other than the acceleration data acquisition part 22 and the parachute opening part 24, description is abbreviate | omitted in this embodiment. The various programs stored in the memory are recorded on a storage medium (not shown) such as a hard disk, an optical disk, or a memory card. For example, the various programs are supplied from the storage medium to the memory. Is done.

制御装置18は、消費電力を抑えるために、後述するように宇宙機1の再突入シーケンス(各種制御)が開始される直前まで電源が切られている。   In order to reduce power consumption, the control device 18 is powered off until just before the re-entry sequence (various control) of the spacecraft 1 is started, as will be described later.

パラシュート20は再突入機12に収容されており、パラシュート開傘部24がパラシュート20の展開を指示する指令信号を出力することによってパラシュート20が開傘される。詳しくは図3(A)〜(D)に基づいて説明する。パラシュート開傘部24がパラシュート20を展開する指令信号を出力すると、図3(A)、(B)に示すように再突入機12の外装12aが分離して、図3(C)に示すように再突入機12に収容されていたパラシュート20を引き出し、図3(D)に示すようにパラシュート20を開傘する。なお再突入機12は、加速度センサ14、タイマ16,制御装置18、パラシュート20以外の構成も備えているが、本実施形態では説明を省略する。   The parachute 20 is accommodated in the re-entry machine 12, and the parachute 20 is opened when the parachute opening part 24 outputs a command signal instructing the deployment of the parachute 20. Details will be described with reference to FIGS. When the parachute opening part 24 outputs a command signal for deploying the parachute 20, the exterior 12a of the re-entry machine 12 is separated as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), as shown in FIG. 3 (C). The parachute 20 accommodated in the re-entry machine 12 is pulled out, and the parachute 20 is opened as shown in FIG. Note that the re-entry machine 12 includes a configuration other than the acceleration sensor 14, the timer 16, the control device 18, and the parachute 20, but the description thereof is omitted in the present embodiment.

次に、このように構成された再突入機12の制御装置18で行う再突入シーケンスについて説明する。図4は、再突入機12の再突入シーケンスを示す図、図5は、本発明に係る加速度誤検知防止ルーチンのフローチャート、図6は、加速度センサ14が計測した加速度の一例を示すグラフである。以下、これらの図に基づいて説明する。なお、以下に述べる加速度誤検知防止ルーチンのフローチャートにおける各ステップの処理は、制御装置18のメモリに格納されているプログラムをCPUで実行することによって行われる。   Next, a re-entry sequence performed by the control device 18 of the re-entry machine 12 configured as described above will be described. 4 is a diagram showing a re-entry sequence of the re-entry machine 12, FIG. 5 is a flowchart of an acceleration erroneous detection preventing routine according to the present invention, and FIG. 6 is a graph showing an example of acceleration measured by the acceleration sensor 14. . Hereinafter, description will be made based on these drawings. In addition, the process of each step in the flowchart of the acceleration erroneous detection prevention routine described below is performed by executing a program stored in the memory of the control device 18 by the CPU.

制御装置18は、例えば宇宙機1が図4のシーケンスA101に到達し、大気圏への再突入に向けて軌道を変更するためにスラスタ10を噴射したことを加速度センサ14が検出すると、自動的に電源が入るように構成されている。制御装置18の電源が入ると、加速度誤検知防止ルーチンが開始される。   For example, when the acceleration sensor 14 detects that the spacecraft 1 has reached sequence A101 in FIG. 4 and has fired the thruster 10 to change the trajectory toward reentry into the atmosphere, the control device 18 automatically It is configured to turn on. When the control device 18 is turned on, an erroneous acceleration detection prevention routine is started.

図5のステップS1では、加速度センサ14の加速度Gの計測を開始する。なお、加速度Gの計測が開始されると、加速度センサ14が計測した加速度Gは所定時間毎に取得され、後述するステップS2以降の各ステップで利用される。   In step S1 of FIG. 5, measurement of the acceleration G of the acceleration sensor 14 is started. When the measurement of the acceleration G is started, the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 is acquired every predetermined time and used in each step after step S2 described later.

続くステップS2では、加速度センサ14が計測した加速度Gが所定の加速度となる閾値を超えたか否かを判定する。図6に示すように、加速度センサ14で計測される加速度は計測開始から安定して変化していくものの、ある時点、即ち時間幅T1にある加速度のように大きく変化して不安定になることがある。これは、例えば図4のシーケンスA102に示す高度78km付近で母船となる宇宙機1の主要部が空力加熱により破壊され始め、シーケンスA103に示すように宇宙機1が破壊されて再突入機12が宇宙機1から放出されることにより生じる衝撃加速度のためである。この衝撃加速度のように加速度が不安定な状態のまま後述するステップS5を実行してしまうと、加速度の最大値が検出されたと誤って判定してしまう虞がある。このため、加速度センサ14が計測した加速度Gが、宇宙機1が破壊し始めるときの微小な衝撃加速度、例えば0.5Gを超えたか否かを本ステップで判定する。当該判定結果が真(Yes)の場合には、加速度センサ14が衝撃加速度を計測したとして、ステップS3へ進む。一方、当該判定結果が偽(No)の場合には、衝撃加速度を計測していないとして、所定時間経過後、再びステップS2へ戻る。   In subsequent step S2, it is determined whether or not the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 exceeds a threshold value at which a predetermined acceleration is reached. As shown in FIG. 6, although the acceleration measured by the acceleration sensor 14 changes stably from the start of measurement, it changes greatly and becomes unstable like an acceleration at a certain time, that is, the time width T1. There is. For example, the main part of the spacecraft 1 serving as a mother ship starts to be destroyed by aerodynamic heating at an altitude of 78 km shown in sequence A102 of FIG. 4, and the spacecraft 1 is destroyed as shown in sequence A103, and the re-entry machine 12 This is because of the impact acceleration caused by being emitted from the spacecraft 1. If step S5 described later is executed while the acceleration is unstable like the impact acceleration, there is a possibility that it is erroneously determined that the maximum value of the acceleration has been detected. For this reason, it is determined in this step whether or not the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 exceeds a minute impact acceleration when the spacecraft 1 starts to break, for example, 0.5 G. If the determination result is true (Yes), it is determined that the acceleration sensor 14 has measured the impact acceleration, and the process proceeds to step S3. On the other hand, if the determination result is false (No), it is determined that the impact acceleration has not been measured, and after a predetermined time has elapsed, the process returns to step S2.

ステップS3では、加速度センサ14が計測している加速度Gを予め規定された規定時間マスキングするために、タイマ16が経過時間Tの計測を開始する。経過時間Tが計測されている間、加速度センサ14が計測する加速度Gを無視し、加速度データ取得部22での加速度データの取得を中止する。ここで予め規定された規定時間とは、宇宙機1の破壊に伴い発生する不安定な衝撃加速度が収束する、つまり宇宙機1の破壊による衝撃加速度の影響がなくなり、加速度Gが安定するために十分な時間である。この時間幅は、加速度Gが最大値Gmaxに達する時間Tmaxにはかからない幅である。   In step S3, the timer 16 starts measuring the elapsed time T in order to mask the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 for a predetermined time. While the elapsed time T is being measured, the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 is ignored, and the acceleration data acquisition unit 22 stops acquiring the acceleration data. Here, the specified time defined in advance is that the unstable impact acceleration caused by the destruction of the spacecraft 1 converges, that is, the influence of the impact acceleration due to the destruction of the spacecraft 1 is eliminated, and the acceleration G is stabilized. It is enough time. This time width is a width that does not reach the time Tmax when the acceleration G reaches the maximum value Gmax.

ステップS4では、経過時間Tが予め規定された規定時間を超えたか否かを判定する。当該判定結果が真(Yes)の場合には、衝撃加速度が収束したとしてステップS5へ進む。一方、当該判定結果が偽(No)の場合、経過時間Tはまだ規定時間を超えておらず、衝撃加速度がまだ収束していないとして、所定時間経過後に再びステップS4へ戻る。   In step S4, it is determined whether or not the elapsed time T has exceeded a predetermined time. If the determination result is true (Yes), it is determined that the impact acceleration has converged and the process proceeds to step S5. On the other hand, when the determination result is false (No), it is determined that the elapsed time T has not yet exceeded the specified time and the impact acceleration has not yet converged, and the process returns to step S4 again after a predetermined time has elapsed.

ステップS5では、加速度センサ14が計測した加速度Gが最大値Gmaxに達したか否かを判定する。詳しくは、今回取得した加速度Gが前回取得した加速度Gより小さいか否かを判定する。当該判定結果が真(Yes)の場合、加速度センサ14が計測した加速度Gが前回取得した加速度Gより小さいので、加速度Gが最大値Gmaxに達したと判定してステップS6へ進む。一方、当該判定結果が偽(No)の場合、加速度センサ14が計測した加速度Gが前回取得した加速度G以上なので、加速度は最大値に達していないと判定して、所定時間経過後、ステップS5に戻る。   In step S5, it is determined whether or not the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 has reached the maximum value Gmax. Specifically, it is determined whether or not the acceleration G acquired this time is smaller than the acceleration G acquired last time. If the determination result is true (Yes), the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 is smaller than the previously acquired acceleration G, so it is determined that the acceleration G has reached the maximum value Gmax, and the process proceeds to step S6. On the other hand, if the determination result is false (No), the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 is equal to or greater than the previously acquired acceleration G, so that it is determined that the acceleration has not reached the maximum value, and after a predetermined time has elapsed, step S5 is performed. Return to.

ステップS6では、ステップS5から所定の時間経過後、パラシュート20を開傘する。詳しくは、ステップS5で加速度Gが最大値Gmaxに達したと判定された後にパラシュート20を開傘するが、要求されている高度に応じてパラシュート20を開傘する必要がある。このため、加速度センサ14が計測した加速度Gが最大値Gmaxに達した高度から要求されている高度まで再突入機12が落下するために要する時間を所定の時間とし、タイマ16が所定の時間を計測する。タイマ16から所定の時間が経過したことを通知されると、シーケンスA104に示すようにパラシュート20を開傘する。   In step S6, the parachute 20 is opened after a predetermined time has elapsed from step S5. Specifically, the parachute 20 is opened after it is determined in step S5 that the acceleration G has reached the maximum value Gmax, but it is necessary to open the parachute 20 according to the required altitude. Therefore, the time required for the re-entry machine 12 to fall from the altitude at which the acceleration G measured by the acceleration sensor 14 reaches the maximum value Gmax to the required altitude is set as a predetermined time, and the timer 16 sets the predetermined time. measure. When notified from the timer 16 that a predetermined time has elapsed, the parachute 20 is opened as shown in a sequence A104.

パラシュート20を開傘することで再突入機12の落下速度を減速させて緩降下させることができ、シーケンスA105に示すように、再突入機12は安全な海域に軟着水することができる。これにより、再突入機12内部の制御装置18等が着水の衝撃で壊れてしまうことを防ぐことができ、例えば人工衛星を介して制御装置18に蓄積された計測データ等を取得することが可能となる。なお、再突入機12が安全な海域に着水する場合、再突入機12は海面を浮遊するための浮き機構を備えていてもよい。また、再突入機12は、陸地の安全な領域に着陸するようにしてもよい。   By opening the parachute 20, it is possible to slow down the re-entry machine 12 by slowing the falling speed of the re-entry machine 12, and the re-entry machine 12 can softly land in a safe sea area as shown in sequence A105. Thereby, it is possible to prevent the control device 18 and the like inside the re-entry machine 12 from being broken by the impact of water landing, and for example, measurement data stored in the control device 18 can be acquired via an artificial satellite. It becomes possible. In addition, when the re-entry machine 12 lands in a safe sea area, the re-entry machine 12 may include a floating mechanism for floating on the sea surface. The re-entry machine 12 may land on a safe area on land.

このように、本実施形態では、再突入機12に対して母船となる宇宙機1が大気圏に突入して破壊を開始する初期の衝撃加速度を加速度センサ14が計測した場合、制御装置18は、宇宙機1の破壊に伴い不安定になる衝撃加速度が安定するまでの時間、加速度センサ14が計測する加速度を無視し、加速度データ取得部22での加速度データの取得を中止する。   As described above, in the present embodiment, when the acceleration sensor 14 measures the initial impact acceleration at which the spacecraft 1 serving as a mother ship enters the atmosphere and starts breaking with respect to the re-entry machine 12, the control device 18 The acceleration measured by the acceleration sensor 14 is ignored during the time until the impact acceleration that becomes unstable due to the destruction of the spacecraft 1 is stabilized, and the acceleration data acquisition unit 22 stops acquiring the acceleration data.

これにより、宇宙機1と再突入機12との間に電気的なインタフェースがなく、宇宙機1から再突入機12が分離した分離信号が与えられなくても、宇宙機1の破壊に伴う衝撃により発生する衝撃加速度を再突入機12の落下に伴う加速度と区別することができる。従って再突入機12が再突入に伴い実行する各処理を、加速度に基づいて適切なタイミングで実行することができる。   Thereby, there is no electrical interface between the spacecraft 1 and the re-entry machine 12, and even if the separation signal separated from the spacecraft 1 by the re-entry machine 12 is not given, the impact caused by the destruction of the spacecraft 1 Can be distinguished from the acceleration caused by the drop of the re-entry machine 12. Accordingly, each process executed by the re-entry machine 12 upon re-entry can be executed at an appropriate timing based on the acceleration.

また、加速度が最大値に達した後、所定の時間経過後にパラシュート20を開傘するので、再突入機12の落下速度を減速して緩降下させ、安全な海域に軟着水させることができ、制御装置18等の電子機器の破損を防止することができる。従って、着水した再突入機12を回収したり、通信によりデータを取得したりすることもできる。   In addition, since the parachute 20 is opened after a predetermined time has elapsed after the acceleration reaches the maximum value, the drop speed of the re-entry machine 12 can be slowed down and slowly lowered to softly land in a safe sea area. Further, it is possible to prevent the electronic device such as the control device 18 from being damaged. Therefore, the re-entry machine 12 that has landed can be collected or data can be acquired by communication.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   Although the description of the embodiment has been completed above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態では、再突入機12が大気圏に再突入して実行するシーケンスとしてパラシュート20の開傘について説明したが、これに限られず、再突入機12に撮像装置を設け、加速度センサ14が計測する加速度Gに基づいて、所望のタイミングで周囲を撮影するシーケンスを設けるようにしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the parachute 20 is opened as a sequence executed by the re-entry machine 12 re-entering the atmosphere. However, the present invention is not limited to this, and the re-entry machine 12 is provided with an imaging device, and the acceleration sensor 14 A sequence for photographing the surroundings at a desired timing may be provided based on the acceleration G measured by.

また、上記実施形態では、ステップS2で加速度Gが所定の加速度を超えた場合、予め規定された時間加速度Gをマスキングするとしているが、加速度の最大値Gmaxを誤検出してしまうことを防止できればこれに限られない。つまり、加速度Gが所定の加速度を超えた場合、予め規定された時間、ステップS5の加速度が最大値Gmaxに達したか否かの判定を実行しないように制御できればよい。   In the above embodiment, when the acceleration G exceeds the predetermined acceleration in step S2, the predetermined time acceleration G is masked. However, if it is possible to prevent erroneous detection of the maximum acceleration value Gmax. It is not limited to this. That is, when the acceleration G exceeds a predetermined acceleration, it is only necessary to perform control so as not to execute the determination as to whether or not the acceleration in step S5 has reached the maximum value Gmax for a predetermined time.

1 宇宙機
12 再突入機(加速度誤検知防止装置)
14 加速度センサ(加速度計測手段)
18 制御装置
20 パラシュート
22 加速度データ取得部(加速度データ取得手段)
24 パラシュート開傘部(パラシュート開傘手段)
1 Spacecraft 12 Re-entry aircraft (acceleration detection prevention device)
14 Acceleration sensor (acceleration measuring means)
18 control device 20 parachute 22 acceleration data acquisition unit (acceleration data acquisition means)
24 Parachute opening part (parachute opening means)

Claims (3)

母船となる宇宙機に宇宙空間から大気圏に再突入するよう分離可能に搭載された再突入機の加速度誤検知防止装置であって、
前記再突入機に設けられ、該再突入機の加速度を計測する加速度計測手段と、
前記加速度計測手段から加速度データを取得する加速度データ取得手段を有し、該加速度データ取得手段から取得した加速度データに基づいて前記再突入機の各種制御を行う制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記宇宙機が宇宙空間から大気圏に再突入して破壊されるときに発生する衝撃加速度を前記加速度計測手段が計測した場合、前記衝撃加速度を計測した時点から該衝撃加速度の影響がなくなるまでの所定の時間に亘り、前記加速度データ取得手段による前記加速度計測手段からの加速度データの取得を中止する、または前記加速度データに基づく判定処理を実行しないように制御することを特徴とする再突入機の加速度誤検知防止装置。
A re-entry machine acceleration erroneous detection prevention device that is separably mounted to reenter the atmosphere from outer space to the spacecraft that is the mother ship,
An acceleration measuring means provided in the re-entry machine for measuring the acceleration of the re-entry machine;
An acceleration data acquisition means for acquiring acceleration data from the acceleration measurement means, and a control device for performing various controls of the re-entry machine based on the acceleration data acquired from the acceleration data acquisition means,
In the case where the acceleration measuring means measures the impact acceleration that occurs when the spacecraft is re-entered into the atmosphere from the outer space and is destroyed, the control device has an effect of the impact acceleration from the time when the impact acceleration is measured. Control is performed so as to stop the acquisition of acceleration data from the acceleration measurement means by the acceleration data acquisition means, or to not execute the determination process based on the acceleration data for a predetermined time until disappearance Re-entry machine acceleration erroneous detection prevention device.
前記制御装置は、前記各種制御の1つとして、前記加速度計測手段が最大の加速度を計測した場合に所定の時間経過後にパラシュートを開傘するパラシュート開傘手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の再突入機の加速度誤検知防止装置。   The control apparatus includes parachute opening means for opening a parachute after a predetermined time when the acceleration measuring means measures maximum acceleration as one of the various controls. Device for preventing erroneous detection of acceleration of re-entry machine as described in 1. 母船となる宇宙機に宇宙空間から大気圏に再突入するよう分離可能に搭載された再突入機の加速度誤検知防止方法であって、
前記再突入機に設けられ、該再突入機の加速度を計測する加速度計測手段から加速度を取得する工程と、
取得した加速度に基づいて前記再突入機の各種制御を行う工程とを有し、
前記再突入機の各種制御を行う工程では、前記加速度計測手段によって計測した加速度を加速度データ取得手段により加速度データとして取得する一方、前記宇宙機が宇宙空間から大気圏に突入して破壊されるときに発生する衝撃加速度が前記加速度計測手段によって計測された場合、前記衝撃加速度を計測した時点から該衝撃加速度の影響がなくなるまでの所定の時間に亘り、前記加速度データ取得手段による前記加速度計測手段からの加速度データの取得を中止する、または前記加速度データに基づく判定処理を実行しないように制御することを特徴とする再突入機の加速度誤検知防止方法。
A method for preventing erroneous detection of acceleration of a re-entry machine that is separably mounted on a spacecraft to be a mother ship so as to re-enter the atmosphere from outer space,
A step of obtaining acceleration from an acceleration measuring means provided in the re-entry machine and measuring the acceleration of the re-entry machine;
And performing various controls of the re-entry machine based on the acquired acceleration,
In the step of performing various controls of the re-entry aircraft, when the acceleration measured by the acceleration measuring means is acquired as acceleration data by the acceleration data acquiring means, while the spacecraft enters the atmosphere from the space and is destroyed When the generated impact acceleration is measured by the acceleration measurement means, the acceleration data acquisition means from the acceleration measurement means for a predetermined time from when the impact acceleration is measured until the impact acceleration is no longer affected. A method of preventing erroneous detection of acceleration of a re-entry machine, characterized in that acquisition of acceleration data is stopped or determination processing based on the acceleration data is not executed.
JP2013165010A 2013-08-08 2013-08-08 Device for preventing erroneous detection of acceleration of re-entry machine and method for preventing erroneous detection of acceleration Active JP6157266B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013165010A JP6157266B2 (en) 2013-08-08 2013-08-08 Device for preventing erroneous detection of acceleration of re-entry machine and method for preventing erroneous detection of acceleration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013165010A JP6157266B2 (en) 2013-08-08 2013-08-08 Device for preventing erroneous detection of acceleration of re-entry machine and method for preventing erroneous detection of acceleration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015033877A JP2015033877A (en) 2015-02-19
JP6157266B2 true JP6157266B2 (en) 2017-07-05

Family

ID=52542748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013165010A Active JP6157266B2 (en) 2013-08-08 2013-08-08 Device for preventing erroneous detection of acceleration of re-entry machine and method for preventing erroneous detection of acceleration

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6157266B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3532822B2 (en) * 2000-03-24 2004-05-31 シャープ株式会社 humidifier
US6895314B2 (en) * 2003-06-11 2005-05-17 The Aerospace Corporation Spacecraft reentry breakup recorder
US20070120020A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Mei Technologies, Inc. Small reusable payload delivery vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015033877A (en) 2015-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6169671B2 (en) Unmanned aerial vehicle, unmanned aircraft control method, and unmanned aircraft control program
US10035597B2 (en) Sonotube deployable multicopter
JP7046923B2 (en) Aircraft and how to control the aircraft
US9776719B2 (en) Air-launchable container for deploying air vehicle
US11898828B1 (en) Closed, self-contained ballistic apogee detection module and method
EP3123102B1 (en) Stand-off delivery of unmanned underwater vehicles
JP7089623B2 (en) Crash detectors, methods for detecting aircraft crashes, parachute or paraglider deployment devices, and airbag devices
US20160046372A1 (en) Rocket Morphing Aerial Vehicle
GB2527344B (en) Launching aerial devices
JP7018066B2 (en) Aircraft with secondary flight assembly
JP6157266B2 (en) Device for preventing erroneous detection of acceleration of re-entry machine and method for preventing erroneous detection of acceleration
US11280600B2 (en) Safety and arming unit for a munition
JP2019043253A (en) Flying body failure detection system, method for detecting failure in battery in which multiple cells are connected, device for deploying parachute or paraglider, and air bag device
JP5660536B2 (en) Method and apparatus for acquiring fall position data
KR101493243B1 (en) Attach/release mechanism for spin recovery parchute system of aircraft
KR101388082B1 (en) Landing apparatus of unmanned aerial vehicle and method of operation thereof
KR101472386B1 (en) Spin recovery parachute system for aircraft
KR102561768B1 (en) Canistrer drop system using hot air balloon and operation method of the same
Lingard et al. Supersonic parachute testing using a MAXUS sounding rocket piggy-back payload
US11390390B2 (en) Ejection seat sequence start systems and methods
Xiong et al. Structure and control design of air-droppable ground-based surveillance equipment
JP6715788B2 (en) Unmanned aerial vehicle flying vehicle
Eggers et al. Preliminary Post-Flight Data Analysis of the SHEFEX Experiment
Draganová et al. Safety Equipment and Emergency Procedures for UAV Control
WO2022031377A2 (en) Aircraft emergency parachute deployment system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160719

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170606

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6157266

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250