JPH0263999A - リエントリービークルの姿勢制御システム - Google Patents
リエントリービークルの姿勢制御システムInfo
- Publication number
- JPH0263999A JPH0263999A JP63217031A JP21703188A JPH0263999A JP H0263999 A JPH0263999 A JP H0263999A JP 63217031 A JP63217031 A JP 63217031A JP 21703188 A JP21703188 A JP 21703188A JP H0263999 A JPH0263999 A JP H0263999A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbines
- drag
- air
- attitude
- control system
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 2
- 241000555745 Sciuridae Species 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
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- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、再利用型のスペースプレーン（リエントリー
ビークル）のりエントリー時の姿勢制御システムに関す
る。
ビークル）のりエントリー時の姿勢制御システムに関す
る。
リエントリーする物体は、地上に達するまでに適当な速
度に減速し表ければならない。さらに、スペースプレー
ンは所定の場所に着陸しなければならないので、機体の
進路を変える能力を必要とする。そのために、姿勢制御
が必要である。
度に減速し表ければならない。さらに、スペースプレー
ンは所定の場所に着陸しなければならないので、機体の
進路を変える能力を必要とする。そのために、姿勢制御
が必要である。
従来、リエントリーピークルの姿勢を制御する方式とし
て、ヌクスターを用いたりアクシロンコントロールシス
テムおよび空力操舵による姿勢制御システムが実用化さ
れている。
て、ヌクスターを用いたりアクシロンコントロールシス
テムおよび空力操舵による姿勢制御システムが実用化さ
れている。
一般にスペースプレーンは、リエン） ＩＪ−時にスピ
ードを落とすためと空力加熱から機体を守るために大迎
角の姿勢を維持しなければならない。
ードを落とすためと空力加熱から機体を守るために大迎
角の姿勢を維持しなければならない。
空力操舵による姿勢制御システムでは、大迎角の姿勢で
はヨー軸回シの靜安定が悪化する。能動的にラダーをコ
ントロールして風見安定性を確保しようとしても、大迎
角の姿勢では垂直尾翼は主翼の陰に入っ−ＣＬまいラダ
ーの効果は小さい。したがって、空気力を利用した操舵
でヨー４４１１回シの運動を制御しようとするときＫは
、大迎角の姿勢は好ましくない。この大迎角の姿勢は、
風見安定性に悪影響を及ぼしている。また、高マ、ハ数
で飛翔するスペースプレーンには、もともと風見安定性
が不足する傾向がある。
はヨー軸回シの靜安定が悪化する。能動的にラダーをコ
ントロールして風見安定性を確保しようとしても、大迎
角の姿勢では垂直尾翼は主翼の陰に入っ−ＣＬまいラダ
ーの効果は小さい。したがって、空気力を利用した操舵
でヨー４４１１回シの運動を制御しようとするときＫは
、大迎角の姿勢は好ましくない。この大迎角の姿勢は、
風見安定性に悪影響を及ぼしている。また、高マ、ハ数
で飛翔するスペースプレーンには、もともと風見安定性
が不足する傾向がある。
リエン） ＩＪ−時のスペースプレーンＶこは、大迎角
の姿勢と風見安定性の不足という２つの問題点がある。
の姿勢と風見安定性の不足という２つの問題点がある。
本発明の目的は、リエントリービークルにおける大迎角
の姿勢の緩和と風見安定性の増大をもたらすことにある
。
の姿勢の緩和と風見安定性の増大をもたらすことにある
。
地球と宇宙空間との間を往還するリエントリービークル
の姿勢制御システムであって、スペースプレーンの機軸
に関し左右対称な位置にそれぞれ設けてある第１及び第
２のタービンと、前記第１及び第２のタービンで発生す
る抗力を制御する手段と、前記第Ａ及び第２のタービン
で発生する動力で空気を圧縮するコンプレッサと、前記
コンプレッサで生成した圧縮空気で前記スペースプレー
ンのスラスタを作動させるリアクシ嘗ン・コントロール
システムとを含んで成り、前記第１及び第２のタービン
は前記スペースプレーンが大気圏内を飛翔する際に該ス
ペースプレーンの空気取入口から取入れられる空気でブ
レードに回転力を受け、 前記抗力制御手段は前記スペースプレーンのヨー軸制御
信号に応じて前記第１及び第２のタービンの前記ブレー
ドのピッチを変えて前記抗力を制御する ことを特徴とする。
の姿勢制御システムであって、スペースプレーンの機軸
に関し左右対称な位置にそれぞれ設けてある第１及び第
２のタービンと、前記第１及び第２のタービンで発生す
る抗力を制御する手段と、前記第Ａ及び第２のタービン
で発生する動力で空気を圧縮するコンプレッサと、前記
コンプレッサで生成した圧縮空気で前記スペースプレー
ンのスラスタを作動させるリアクシ嘗ン・コントロール
システムとを含んで成り、前記第１及び第２のタービン
は前記スペースプレーンが大気圏内を飛翔する際に該ス
ペースプレーンの空気取入口から取入れられる空気でブ
レードに回転力を受け、 前記抗力制御手段は前記スペースプレーンのヨー軸制御
信号に応じて前記第１及び第２のタービンの前記ブレー
ドのピッチを変えて前記抗力を制御する ことを特徴とする。
本発明の姿勢制御システムは、２つのタービンを有して
いる。２つのタービンは、胴体の軸から左右に「６［じ
距離離れたところに取り付ける。これらのタービンは、
スピードブレーキ、ヨーイングモーメントの少数、及び
エネルギーの吸収のために用いられる。タービンブレー
ドのピッチをコントロールすることによシ、各々のター
ビンに働く抗力を制御する。２つのタービンのタービン
ブレードのピッチを同じように変化させることによりス
ピードブレーキとして用いる。スピードブレーキを使用
すると抗力が発生するので、その分だけ迎角を小さくす
ることができる。迎角が小さくなった分だけ風見安定性
は、良くなる。また、片方のピッチを太きくし、もう一
方のピッチ企小さくすることによう、２つのタービンに
働く抗力の大きさに差を生じさせて機体にヨーイングト
ルクを発生させる。ラダーを用いずに機体にヨーイング
トルクを発生させることができ、スペースプレーンのヨ
ー軸回９の運ｗＪをコントロールできる。
いる。２つのタービンは、胴体の軸から左右に「６［じ
距離離れたところに取り付ける。これらのタービンは、
スピードブレーキ、ヨーイングモーメントの少数、及び
エネルギーの吸収のために用いられる。タービンブレー
ドのピッチをコントロールすることによシ、各々のター
ビンに働く抗力を制御する。２つのタービンのタービン
ブレードのピッチを同じように変化させることによりス
ピードブレーキとして用いる。スピードブレーキを使用
すると抗力が発生するので、その分だけ迎角を小さくす
ることができる。迎角が小さくなった分だけ風見安定性
は、良くなる。また、片方のピッチを太きくし、もう一
方のピッチ企小さくすることによう、２つのタービンに
働く抗力の大きさに差を生じさせて機体にヨーイングト
ルクを発生させる。ラダーを用いずに機体にヨーイング
トルクを発生させることができ、スペースプレーンのヨ
ー軸回９の運ｗＪをコントロールできる。
ジエントリー時において、スペースプレーンは十分な位
置エネルギーと運動エネルギーを持っている。これらの
エネルギーは、着陸するまでにほとんど熱エネルギーに
変わってしまう。これらのエネルギーをすこしでも利用
するために、本発明ではタービンの出力をリアクシ璽ン
・コントロールシステムに用いる。タービンの出力でコ
ンプレ、サーを作動させ、中綿された空気をタンクに送
り圧縮空気を蓄える。この圧縮空気をノズルより噴射し
、スラスタ−として使用する。ノズルは、適当な位置に
配置して３軸回りのトルクを発生させる。
置エネルギーと運動エネルギーを持っている。これらの
エネルギーは、着陸するまでにほとんど熱エネルギーに
変わってしまう。これらのエネルギーをすこしでも利用
するために、本発明ではタービンの出力をリアクシ璽ン
・コントロールシステムに用いる。タービンの出力でコ
ンプレ、サーを作動させ、中綿された空気をタンクに送
り圧縮空気を蓄える。この圧縮空気をノズルより噴射し
、スラスタ−として使用する。ノズルは、適当な位置に
配置して３軸回りのトルクを発生させる。
上に述べたところから明らかなように、本発明の作用と
して第１の特徴は、タービンの抗力を制御してヨー軸回
りのトルクと機体の速度を制御することである。また、
本発明の作用として第２の特徴は、機体の位置エネルギ
ー及び運動エネルギ−の一部をタービンで吸収しそのエ
ネルギーを利用してリアクシ、ン・コントロールをする
°ことである。
して第１の特徴は、タービンの抗力を制御してヨー軸回
りのトルクと機体の速度を制御することである。また、
本発明の作用として第２の特徴は、機体の位置エネルギ
ー及び運動エネルギ−の一部をタービンで吸収しそのエ
ネルギーを利用してリアクシ、ン・コントロールをする
°ことである。
次に実施例を挙げ本発明を一層詳しく説明する。
第１図は本発明の一実施例のシステムを備えるリエン）
ＩＪ−ビークルの概念的な斜視図、第２は第１図のリ
エントリービークルを示す概念的な平面図、第３図は第
１図実施例の作用を示す概念図である。
ＩＪ−ビークルの概念的な斜視図、第２は第１図のリ
エントリービークルを示す概念的な平面図、第３図は第
１図実施例の作用を示す概念図である。
本実施例は、タービンｌａ、ｌｂ、コンプレッサ２ａ、
２ｂ、圧縮空気タンク３ａ、３ｂｓスラスタ−ノズル（
ピッチ）４ａ、４ｂ、スラスタ−ノズル（ヨー）５ａ、
５ｂ、スラスタノズル（ロール）６ａ、６ｂ、及びター
ビンｌａ、ｌｂの抗力を制御する抗力制御装置（図示せ
ず）を含んで々る。
２ｂ、圧縮空気タンク３ａ、３ｂｓスラスタ−ノズル（
ピッチ）４ａ、４ｂ、スラスタ−ノズル（ヨー）５ａ、
５ｂ、スラスタノズル（ロール）６ａ、６ｂ、及びター
ビンｌａ、ｌｂの抗力を制御する抗力制御装置（図示せ
ず）を含んで々る。
タービンｌａ、ｌｂは、リス／トリービークル（スペー
スプレーン）が大気圏に突入して飛翔する際に空気取入
ロアａ、７ｂから取シ入れられる高速空気をブレードに
受けて回転力を生成する。
スプレーン）が大気圏に突入して飛翔する際に空気取入
ロアａ、７ｂから取シ入れられる高速空気をブレードに
受けて回転力を生成する。
抗力制御装置は、ヨー軸制御信号に応じてタービンｌａ
、ｌｂのブレードのピッチを変えて、タービンｌａ、ｌ
ｂで生じる抗力を制御する。機体の速度だけを制御する
ときには、第３図（ａ）に示すように、タービン１ａ、
ｌｂの抗力を等しくする。
、ｌｂのブレードのピッチを変えて、タービンｌａ、ｌ
ｂで生じる抗力を制御する。機体の速度だけを制御する
ときには、第３図（ａ）に示すように、タービン１ａ、
ｌｂの抗力を等しくする。
機体をヨー軸回シに制御するときには、第３図（ｂ）に
示すように、一方のタービンの抗力を他方のタービンの
抗力よシ大きくする。
示すように、一方のタービンの抗力を他方のタービンの
抗力よシ大きくする。
タービンｌａ、ｌｂで得た動力によりコンプレッサ２ａ
、２ｂを作動させ、空気を圧縮し、圧縮された空気は圧
縮空気タンク３ａ 、３ｂに蓄える。
、２ｂを作動させ、空気を圧縮し、圧縮された空気は圧
縮空気タンク３ａ 、３ｂに蓄える。
圧縮空気タンク３ａ、３ｂＫ蓄えた圧縮空気をスラスタ
−ノズル（ピッチ）４ａ、４ｂ、スラスタノズル（ヨー
）５ａ、５ｂ、スラスタノズル６ａ。
−ノズル（ピッチ）４ａ、４ｂ、スラスタノズル（ヨー
）５ａ、５ｂ、スラスタノズル６ａ。
６ｂに送シ、これらノズルから空気を噴射して、ピッチ
軸、ヨー軸、ロール軸の回シにトルクを発生し、機体の
姿勢を制御する。
軸、ヨー軸、ロール軸の回シにトルクを発生し、機体の
姿勢を制御する。
なお、以上の説明においては言及していないが、第１図
のリエントリービークルの姿勢制御システムには、セン
サー、制御回路及びアクチュータがある。センサーとし
ては加速度計、レートジャイロ、迎角検出装置、及び横
滑り角検出装置を用いる。アクチーエータとして、ター
ビン１ ａ 、 ｌｂ。
のリエントリービークルの姿勢制御システムには、セン
サー、制御回路及びアクチュータがある。センサーとし
ては加速度計、レートジャイロ、迎角検出装置、及び横
滑り角検出装置を用いる。アクチーエータとして、ター
ビン１ ａ 、 ｌｂ。
スラスタノズル４ａ 、 ４ｂ 、 ５ａ 、 ５ｂ
、 ６ａ 、 ６ｂの他に空力舵面を使用する。制御回
路は、適当な制御則を用いて、センサーからの信号から
コントロール信号をつくシ、このコントロール信号でア
クチ為ニーを作動させ、機体の姿勢を制御する。
、 ６ａ 、 ６ｂの他に空力舵面を使用する。制御回
路は、適当な制御則を用いて、センサーからの信号から
コントロール信号をつくシ、このコントロール信号でア
クチ為ニーを作動させ、機体の姿勢を制御する。
以上に詳しく説明したところから明らかなように、本発
明の方式を採用することによシ、リエントリービークル
の速度を下げるのにタービンが貢献し、また該タービン
によルヨー翰回シの姿勢を制御できるから、ジエントリ
ー時におけるスペースプレーンの風見安定性を向上する
ことができる。
明の方式を採用することによシ、リエントリービークル
の速度を下げるのにタービンが貢献し、また該タービン
によルヨー翰回シの姿勢を制御できるから、ジエントリ
ー時におけるスペースプレーンの風見安定性を向上する
ことができる。
また、スペースプレーンの持つ位置エネルギーと運動エ
ネルギーを有効に利用した３軸回シ姿勢制御アクチ、二
一タを設けることができる。したがって、本発明によれ
ば、リエントリビークルにおける大迎角の姿勢を緩和し
て、しかも風見安定性を増大できる。
ネルギーを有効に利用した３軸回シ姿勢制御アクチ、二
一タを設けることができる。したがって、本発明によれ
ば、リエントリビークルにおける大迎角の姿勢を緩和し
て、しかも風見安定性を増大できる。
第１図は本発明の一実施例の姿勢制御システムを備える
リス／トリービークルの概念的な斜視図、第２図は第１
図のリエントリービークルを示す概念的な平面図、第３
図は第１図実施例の作用を示す概念図である。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・タービン、２ａ、２ｂ・・・・
・・コンプレッサ、３ａ、３ｂ・・・・・・圧縮空気タ
ンク、４ａ。 ４ｂ 、 ５ａ 、 ５ｂ 、 ６ａ 、 ６ｂ−−−
・−・スラスタ−ノズル、７ａ、７ｂ・・・・・・空気
取入口。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介
リス／トリービークルの概念的な斜視図、第２図は第１
図のリエントリービークルを示す概念的な平面図、第３
図は第１図実施例の作用を示す概念図である。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・タービン、２ａ、２ｂ・・・・
・・コンプレッサ、３ａ、３ｂ・・・・・・圧縮空気タ
ンク、４ａ。 ４ｂ 、 ５ａ 、 ５ｂ 、 ６ａ 、 ６ｂ−−−
・−・スラスタ−ノズル、７ａ、７ｂ・・・・・・空気
取入口。 代理人 弁理士 本 庄 伸 介
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 地球と宇宙空間との間を往還するリエントリービークル
の姿勢制御システムにおいて、 スペースプレーンの機軸に関し左右対称な位置にそれぞ
れ設けてある第１及び第２のタービンと、前記第１及び
第２のタービンで発生する抗力を制御する手段と、前記
第１及び第２のタービンで発生する動力で空気を圧縮す
るコンプレッサと、前記コンプレッサで生成した圧縮空
気で前記スペースプレーンのスラスタを作動させるリア
クション・コントロールシステムとを含んで成り、 前記第１及び第２のタービンは前記スペースプレーンが
大気圏内を飛翔する際に該スペースプレーンの空気取入
口から取入れられる空気でブレードに回転力を受け、 前記抗力制御手段は前記スペースプレーンのヨー軸制御
信号に応じて前記第１及び第２のタービンの前記ブレー
ドのピッチを変えて前記抗力を制御する ことを特徴とするリエントリービークルの姿勢制御シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63217031A JPH0263999A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | リエントリービークルの姿勢制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63217031A JPH0263999A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | リエントリービークルの姿勢制御システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263999A true JPH0263999A (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=16697754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63217031A Pending JPH0263999A (ja) | 1988-08-31 | 1988-08-31 | リエントリービークルの姿勢制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0263999A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014037177A (ja) * | 2012-08-13 | 2014-02-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ジェット干渉アクチュエータおよびこれを備えた大気圏再突入機 |
| CN104986358A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-21 | 西北工业大学 | 一种增稳充气式再入飞行器 |
-
1988
- 1988-08-31 JP JP63217031A patent/JPH0263999A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014037177A (ja) * | 2012-08-13 | 2014-02-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ジェット干渉アクチュエータおよびこれを備えた大気圏再突入機 |
| CN104986358A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-10-21 | 西北工业大学 | 一种增稳充气式再入飞行器 |
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