JPH085296A

JPH085296A - 飛しょう体

Info

Publication number: JPH085296A
Application number: JP14189794A
Authority: JP
Inventors: Satoyuki Morooka; 智行師岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-06-23
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】操舵翼とサイドスラスタの２つの姿勢制御装
置をもつ飛しょう体において、サイドスラスタの噴流の
噴出により生じる渦流と飛しょう体の翼との空力干渉を
低減し、サイドスラスタの作動状況によらずに安定性、
運動性の良い飛しょう体を得る。【構成】飛しょう体１の操舵翼２の翼面にサイドスラ
スタの噴射ノズル３を設ける。【効果】飛しょう体１において、サイドスラスタの噴
射ノズル３を操舵翼２の翼端に配置することにより噴射
ノズル３より噴流５を噴出した際に生じる渦流６と安定
翼４との空力干渉を低減することができ、飛しょう体１
の安定性及び運動性能の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操舵翼とサイドスラス
タの姿勢制御装置をもち、操舵翼の翼端面にサイドスラ
スタの噴射ノズルを有する飛しょう体に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のミサイル等の飛しょう体には、２
つの姿勢制御方式があり、１つは操舵翼を可動させるこ
とによって発生する空気力により姿勢制御を行う空力的
制御方式であり、もう１つは飛しょう体の周方向に設け
た噴射ノズルより噴流を噴出することによって得る反力
を利用して姿勢制御を行うサイドスラスタ制御方式の２
つの方式である。この２つの制御方式の違いは応答性に
あり、伝達関数で表現すると、「ＵＮＮＯＵＶＥＡＵ
ＣＯＮＣＥＰＴＤＥＰＩＬＯＴＡＧＥＤＥＳ
ＭＩＳＳＩＬＥＳＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＡＵＸ
ＳＯＬ−ＡＩＲ」（Ｇ．ＳＥＬＩＮＣＥ著ＡＧＡＲＤ
ＬＳｎ°１３５，１９８４）にもあるように表現上
は同じとなるが次の式で表される。

【０００３】

【数１】

【０００４】数１において、サイドスラスタ制御方式は
Ａ≒０となり、空力的制御方式ではＡは高度と共に増加
し、マッハ数と共に減少する。このため、サイドスラス
タ制御方式は空力的制御方式に比べて非常に速い応答性
を有する。

【０００５】空力的制御方式の対空ミサイル等の飛しょ
う体は時定数が大きいため、高速飛行し高機動力を有す
る目標には対処できないことから、空力的制御方式に加
えて応答時間の短いサイドスラスタ制御方式を併用する
飛しょう体がある。一例を示すと、図９は空力的姿勢制
御方式とサイドスラスタ制御方式を併用する飛しょう体
の構成図であり、１は飛しょう体、２は飛しょう体１の
頭部側に対を成す翼を組みとして配置した操舵翼、３は
操舵翼２の後方に４つ設けられると共に１対づつが正反
対の関係に配置されたサイドスラスタの噴射ノズル、４
は飛しょう体１の尾部側に配置された安定翼、５は噴射
ノズル３より噴射された噴流、６は噴射ノズル３より噴
流５を噴出する際に噴出ノズル３付近より発生する渦流
である。図１０は前記飛しょう体１の頭部側に対を成す
操舵翼２を配置し、操舵翼２の前方に、サイドスラスタ
の噴射ノズル３を配置し、飛しょう体１の尾部側に安定
翼４を配置したものであり、５は噴射ノズル３より噴射
された噴流、６は噴射ノズル３より噴流５を噴出する際
に噴射ノズル３付近より発生する渦流である。図１１及
び図１２は、飛しょう体１を頭部側より見た時の操舵翼
２の動作方向を示す図である。図１３はサイドスラスタ
制御装置の構成図であり、３は噴射ノズル、８は噴射ノ
ズル３より噴流として噴射するガスを発生するガス発生
器、９はガス発生器８と噴射ノズル３とを連結する配管
である。

【０００６】飛しょう体１は空間に機体のロール姿勢を
安定化して飛行し、大きい旋回力を必要とする場合には
操舵翼２を使用し翼または飛しょう体胴体に発生する空
気力により旋回する。操舵翼２の動作方向は、ピッチ方
向に旋回する場合は、図１１に示すように操舵翼２ｂ及
び２ｄの一組の翼を上下に可動させることによって飛し
ょう体１の姿勢を変化させてピッチ方向に旋回する。同
様に、ヨー方向に旋回する場合は、図１２に示すように
操舵翼２ａ及び２ｃの一組の翼を左右に可動させること
によって飛しょう体１の姿勢を変化させてヨー方向に旋
回する。旋回力は小さいが、速い応答性を必要とする場
合にはガス発生器８より発生したガスをサイドスラスタ
の噴射ノズル３より噴流５として噴出し、噴流５の反力
を用いて旋回する。また、大きな旋回力と旋回時の横加
速度の応答性の両方が要求される場合は、空力的制御と
サイドスラスタ制御を同時に行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の操舵翼２を可動
させることによって発生する空気力により姿勢制御を行
う空力的制御装置と噴射ノズル３より噴流を噴出すると
きの反力を利用して姿勢制御を行うサイドスラスタ制御
装置の２つの制御装置をもつ飛しょう体１では、サイド
スラスタの噴射ノズル３から噴流５を噴射すると、噴流
５が飛しょう体１まわりの気流に対して障害物となり気
流を遮断するため、噴射ノズル３に近い領域で噴流５を
はさんで前方の気流が加圧され後方気流は減圧されるた
めに圧力差が生じ噴射ノズル３付近で渦流６が発生す
る。この渦流６は飛しょう体１に沿って後方に流れてい
き安定翼４にあたる。渦流６が安定翼４にあたると、安
定翼４の翼面の速度分布が変化するために圧力分布も変
化する。翼面の圧力分布が変化すると安定翼４の翼面に
働く力の均衡がくずれると同時に、安定翼４の相互に働
く力の均衡もくずれるためにピッチまたはヨー方向への
トルクが生じ、このトルクによって飛しょう体１にピッ
チまたはヨー方向の回転運動が加わり、飛しょう体１の
姿勢が不安定となるため所定の応答が得られないという
課題があった。

【０００８】さらに、図１０のように、操舵翼２の前に
サイドスラスタの噴射ノズル３がある場合、サイドスラ
スタの噴射ノズル３より噴流５を噴出するときに発生す
る渦流５が操舵翼２と干渉し、操舵翼２の翼面の圧力分
布が変化し翼面に働く力の均衡がくずれ、同時に操舵翼
２の相互に働く力の均衡もくずれるために所定の操舵力
が得られないという課題があった。

【０００９】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、サイドスラスタの噴射ノズル３より噴流
５を噴出したときに噴射ノズル３付近で発生する渦流６
と安定翼４、及び操舵翼２との空力干渉を抑え、サイド
スラスタの作動状況によらず安定性、操縦性の良い飛し
ょう体を得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る飛しょう
体においては、操舵翼を可動させることによって発生す
る空気力により姿勢制御を行う空力的姿勢制御装置と、
飛しょう体の周方向に噴射ノズルを有し噴射ノズルより
噴流を噴出する際の反力を利用して姿勢制御を行うサイ
ドスラスタ制御装置の制御装置をもち、操舵翼の翼端面
にサイドスラスタの噴射ノズルを取り付けたものであ
る。

【００１１】また、この発明に係る飛しょう体において
は、操舵翼翼端面にある噴射ノズルを操舵翼翼端面の中
心付近に設けたものである。

【００１２】さらに、この発明に係る飛しょう体におい
ては、操舵翼翼端面にある噴射ノズルからの噴流の噴出
による操舵翼翼面の圧力分布の変化を低減するために操
舵翼翼端面の後縁近傍に噴射ノズルの位置を設けたもの
である。

【００１３】また、この発明に係る飛しょう体において
は、操舵翼翼端面にある噴射ノズルからの噴流の噴出に
より発生する渦流と操舵翼との空力干渉を避けるために
操舵翼翼端面に整流板を設けたものである。

【００１４】

【作用】上記のように構成された飛しょう体において
は、サイドスラスタの噴射ノズルを操舵翼翼端面に取り
付けることにより、噴射ノズルより噴流を噴出した際に
生じる渦流が飛しょう体より離れて後方に流れていくた
め、飛しょう体尾部側にある安定翼への空力干渉を低減
することができ、飛しょう体の安定性及び操縦性能の向
上と旋回性能の向上を図ることができる。

【００１５】この飛しょう体においては、操舵翼翼端面
にあったサイドスラスタの噴射ノズルを操舵翼翼端面の
中心付近に取り付けることにより、噴射ノズルの口径を
大きくすることができ、サイドスラスタの出力を大きく
することができる。

【００１６】さらに、サイドスラスタの噴射ノズルを操
舵翼翼端面の後縁近傍に取り付けることにより、噴射ノ
ズルより噴流を噴出した時に噴射ノズル付近に生じる渦
流の操舵翼翼端付近の翼面上の圧力分布への影響を低減
することができ、飛しょう体の安定性、操縦性の向上を
図ることができる。

【００１７】また、操舵翼翼端面に整流板を取り付ける
ことにより、サイドスラスタを使用しても噴射ノズルよ
り噴流を噴出したときに発生する渦流と操舵翼翼面上の
圧力分布への影響を避けることができ、飛しょう体の安
定性の向上を図ることができる。

【００１８】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す飛しょう
体の構成図であり、１は飛しょう体、２は飛しょう体１
の頭部側のまわりに十字形に配置された操舵翼、３はサ
イドスラスタの噴射ノズル、４は飛しょう体１の尾部側
のまわりに十字形に配置された安定翼、５は噴射ノズル
３より噴出する噴流、６は噴射ノズル３より噴流５を噴
出する際に発生する渦流である。

【００１９】上記のように構成された飛しょう体１にお
いて、サイドスラスタを使用した場合、すなわち操舵翼
２の翼端面にある噴射ノズル３より噴流５を噴出する
と、噴出した噴流５が噴射ノズル３付近における飛しょ
う体１まわりの気流に対し障害物となるため気流が遮ら
れ、噴流５の前方の気流は加圧され噴流５の後方の気流
は減圧されるために圧力差が生じ、噴射ノズル３付近に
渦流６が発生する。この渦流６は飛しょう体１の後方に
流れていくが、噴射ノズル３が操舵翼２の翼端面にある
ために飛しょう体１より離れて流れていく。よって安定
翼４に渦流６がかからないので、安定翼４の翼面の圧力
分布変化が抑えられ、翼面に働く力の均衡を保て、同時
に安定翼４の相互に働く力の均衡も保つことができる。
故に、サイドスラスタを使用しても飛しょう体１は空力
的安定性が保つことができ、さらに操舵翼とサイドスラ
スタを使用することによって旋回性能の向上が図れる。

【００２０】なお、操舵翼２の翼幅は、操舵翼２と安定
翼４の空力干渉を避けるため、及び所望の性能を得るた
めに安定翼４の翼幅より長く取るのが一般的である。

【００２１】また、サイドスラスタの噴射ノズル３は飛
しょう体１のまわりに十字型に配置された操舵翼２の全
てに取り付けなくてもよく、飛しょう体１に対して対を
成す一組の操舵翼２にだけ取り付けてもよい。この場
合、サイドスラスタはピッチまたはヨー方向のどちらか
一方向のみ姿勢制御できる。サイドスラスタでピッチ及
びヨーの両方向の姿勢制御を行う場合には、飛しょう体
１を旋転させることにより噴射ノズル３をピッチ及びヨ
ー方向に向けることが可能となり、これによりピッチ方
向だけでなく、ヨー方向の姿勢制御も可能になる。

【００２２】実施例２．図２は、この発明の実施例２を
示す飛しょう体の構成図であり、１は飛しょう体、２は
飛しょう体１の頭部側のまわりに十字型に配置された操
舵翼、３は操舵翼２の翼面の後縁付近に配置されたサイ
ドスラスタの噴射ノズル、４は飛しょう体１の尾部側の
まわりに十字型に配置された安定翼、５は噴射ノズル３
より噴出される噴流、６は噴射ノズル３より噴流５を噴
出することにより発生する渦流である。図３は操舵翼２
の翼端の拡大図であり、噴射ノズル３は操舵翼２の翼端
面の中心付近にある。

【００２３】上記のように構成された飛しょう体１にお
いて、操舵翼２の翼端面の中心付近にある噴射ノズル３
より噴流５を噴出すると、噴出した噴流５が噴射ノズル
３付近における飛しょう体１まわりの気流に対し障害物
となるため気流が遮られ、噴流５の前方の気流は加圧さ
れ噴流５の後方の気流は減圧されるために圧力差が生
じ、噴射ノズル３付近に渦流６が発生する。この渦流６
は飛しょう体１の後方に流れていくが、噴射ノズル３が
操舵翼２の翼端面にあるために飛しょう体１より離れて
流れていく。よって安定翼４に渦流６がかからないの
で、安定翼４の翼面の圧力分布変化が抑えられ、翼面に
働く力の均衡を保て、同時に安定翼４の相互に働く力の
均衡も保つことができる。故に、サイドスラスタを使用
しても飛しょう体１は空力的安定性が保つことができ、
さらに操舵翼とサイドスラスタを使用することによって
旋回性能の向上が図れる。

【００２４】また、図３のように翼は中心付近が最も厚
くなる構造をしているため、噴射ノズル３を操舵翼２の
翼端面の中心付近に取り付けることで噴射ノズル３の口
径を大きくすることができるので、サイドスラスタの出
力を大きくすることができる。

【００２５】実施例３．図４は、この発明の実施例２を
示す飛しょう体の構成図であり、１は飛しょう体、２は
飛しょう体１の頭部側のまわりに十字型に配置された操
舵翼、３は操舵翼２の翼面の後縁付近に配置されたサイ
ドスラスタの噴射ノズル、４は飛しょう体１の尾部側の
まわりに十字型に配置された安定翼、５は噴射ノズル３
より噴出される噴流、６は噴射ノズル３より噴流５を噴
出することにより発生する渦流である。図５は操舵翼２
の翼端の拡大図であり、噴射ノズル３は操舵翼２の翼端
面の後縁付近にある。図６はサイドスラスタを使用しな
いときの操舵翼２の翼面の圧力分布であり、一般に流速
Ｖの一様な流れの中に置かれた翼は翼の上面に沿う流速
が下面より大きく、速度の大きい所は小さい所に比べて
圧力が低くなるので翼まわりの圧力分布は図６のように
なる。

【００２６】図６において、サイドスラスタを使用しな
い時の操舵翼２にかかる圧力は操舵翼２の前縁付近から
最大翼厚付近が大きく、後縁にいくほど小さくなる。サ
イドスラスタの噴射ノズル３を操舵翼２の翼端面の後縁
近傍に取り付けると、噴射ノズル３より噴流５を噴出し
た際に生じる渦流の影響は操舵翼２の翼面の圧力分布の
低いところに主に作用し、操舵翼２の前縁から最大抑圧
付近への影響は少ないことから翼の効率の低下は噴射ノ
ズル３を操舵翼２の翼端面の中心付近に取り付けた時に
比べてわずかである。故に、飛しょう体１はサイドスラ
スタと操舵翼を同時に使用しても、安定性、操縦性能の
向上を図ることができる。

【００２７】実施例４．図７は、この発明の実施例３を
示す飛しょう体の構成図であり、１は飛しょう体、２は
飛しょう体１の頭部側のまわりに十字型に配置された操
舵翼、３は操舵翼２の翼端面に配置されたサイドスラス
タの噴射ノズル、４は飛しょう体１の尾部側のまわりに
十字型に配置された安定翼、５は噴射ノズル３より噴出
される噴流、６は噴射ノズル３より噴流５を噴出するこ
とにより発生する渦流、７は操舵翼２の翼端面に取り付
けられた整流板であり、整流板７の材質は操舵翼２と同
一であればよい。図８は、操舵翼２の拡大図である。

【００２８】図８において、整流板７は操舵翼２の翼端
面に垂直に取り付けるが、この時、噴射ノズル３は覆わ
ないようにする。整流板７の形状はできるだけ空気抵抗
が少ないようにする。例えば、ａは、操舵翼２の翼端に
おける翼弦と同じくらいの長さにとり、ｂは飛しょう体
１の胴径以下になるようにしてもよい。

【００２９】図８において、操舵翼２の翼端面にある噴
射ノズル３より、噴流５を噴出すると、噴射ノズル３付
近より渦流６が発生する。整流板７は渦流６の操舵翼２
の翼面への回り込みを妨げる。このため、操舵翼２の翼
面への空力干渉を防止することができるため、翼の効率
を低下させることがなくなる。したがって、サイドスラ
スタの作動状況に係わらず飛しょう体の姿勢安定性を保
つことができ、かつ、飛しょう体の操縦性、旋回性能の
向上を図ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、操舵翼翼端面に
サイドスラスタの噴射ノズルを取り付けるようにしたの
で、噴射ノズルからの噴流の噴出により発生する渦流と
安定翼との空力干渉を低減することができ、サイドスラ
スタを使用しても飛しょう体の姿勢安定性を保つことが
でき、かつ、飛しょう体の操縦性、旋回性を向上させる
ことができる。

【００３１】また、本発明は、サイドスラスタの噴射ノ
ズルを操舵翼翼端面の中心付近に取り付けるようにした
ので、噴射ノズルの口径を大きくすることができ、サイ
ドスラスタの出力を大きくすることができる。

【００３２】さらに、本発明は、サイドスラスタの噴射
ノズルを操舵翼翼端面の後縁近傍に取り付けるようにし
たので、噴射ノズルからの噴流の噴出によって生じる操
舵翼翼面の圧力分布の変化を低減することができ、サイ
ドスラスタと操舵翼を同時に使用しても飛しょう体の姿
勢安定性を保つことができる。

【００３３】また、本発明は、操舵翼翼端面に整流板を
取り付けたので、噴射ノズルからの噴流の噴出によって
発生する渦流と操舵翼との空力干渉を避けることがで
き、サイドスラスタの作動状況に係わらず飛しょう体の
姿勢安定性を保つことができ、なおかつ、飛しょう体の
操縦性、旋回性能を向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の実施例１を示す構成図であ
る。

【図２】図２はこの発明の実施例２を示す構成図であ
る。

【図３】図３はこの発明の実施例２の操舵翼の拡大図
である。

【図４】図４はこの発明の実施例３を示す構成図であ
る。

【図５】図５はこの発明の実施例３の操舵翼の拡大図
である。

【図６】図６は操舵翼翼面の圧力分布図である。

【図７】図７はこの発明の実施例４を示す構成図であ
る。

【図８】図８はこの発明の実施例４の操舵翼の拡大図
である。

【図９】図９は従来の飛しょう体を示す構成図であ
る。

【図１０】図１０は従来の飛しょう体を示す構成図で
ある。

【図１１】図１１は従来の飛しょう体の操舵翼の可動
方向を示す図である。

【図１２】図１２は従来の飛しょう体の操舵翼の可動
方向を示す図である。

【図１３】図１３はサイドスラスタ制御装置の構成図
である。

【符号の説明】

１飛しょう体、２操舵翼、３サイドスラスタの噴
射ノズル、４安定翼、５噴流、６渦流、７整流
板、８ガス発生器、９配管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操舵翼を作動させることによって発生す
る空気力により姿勢制御を行う空力的制御装置と、噴射
ノズルより噴流を噴出する際の反力を利用して姿勢制御
を行うサイドスラスタ制御装置をもつ、飛しょう体にお
いて、前記飛しょう体本体のまわりに対を成す翼を組と
して配置された操舵翼と、前記操舵翼の翼端面に設けら
れたサイドスラスタの噴射ノズルとを有することを特徴
とする飛しょう体。
【請求項２】噴射ノズルは操舵翼翼端面の中心付近に
有することを特徴とする請求項第１項記載の飛しょう
体。
【請求項３】噴射ノズルは操舵翼翼端面の後縁近傍に
有することを特徴とする請求項第１項記載の飛しょう
体。
【請求項４】操舵翼翼端面に整流板を設け、その整流
板にサイドスラスタの噴射ノズルを有することを特徴と
する請求項第１項記載の飛しょう体。