JPH1045099A - 自動編隊飛行制御装置 - Google Patents

自動編隊飛行制御装置

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JPH1045099A
JPH1045099A JP8201756A JP20175696A JPH1045099A JP H1045099 A JPH1045099 A JP H1045099A JP 8201756 A JP8201756 A JP 8201756A JP 20175696 A JP20175696 A JP 20175696A JP H1045099 A JPH1045099 A JP H1045099A
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JP
Japan
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aircraft
relative
positional relationship
relative positional
control
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JP8201756A
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Inventor
Atsushi Fujimoto
淳 藤本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】相対位置関係を一定に保持する自動飛行を可能
とし、操縦者のワークロードを軽減してが他の任務に専
念できるようにする。 【解決手段】レーザ測距装置5からレーザ光線を走査
し、その走査結果をレーザ測距装置5で検知し、相対位
置関係算出計算機6に出力する。この相対位置関係算出
計算機6で、上記走査結果、既存センサによる自航空機
の姿勢情報等及びレーザ測距装置5の自航空機9への搭
載位置情報とに基づいて他航空機との相対位置関係を演
算し、飛行制御計算機3に出力する。飛行制御計算機3
は、上記相対位置関係を一定に保持するための操縦コマ
ンドに変換し、舵面/エンジン4に出力し、舵面/エン
ジン4を操作する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、編隊飛行を実施す
る航空機に適用される自動編隊飛行制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の航空機における編隊飛行の例を図
4に示す。編隊飛行を行う操縦者21は、編隊内の他航
空機との相対位置関係を目視等により把握する。この相
対位置関係を一定に保持するため、操縦者21は必要と
判断される操縦入力を手動により操縦桿、ペダル、スロ
ットル等に与える。この操縦入力は、操縦桿、ペダル、
スロットル等に取り付けられた操縦入力センサ22によ
り電気的な操縦入力信号に変換され、飛行制御計算機3
に伝えられ、この飛行制御計算機23で舵面/エンジン
24を操作するための操縦コマンドが算出されて舵面/
エンジン24に出力される。この操縦コマンドにより舵
面/エンジン24が操作され、舵面の舵角が変化し、エ
ンジンの推力が操縦コマンドの適性値に追随するように
変化することで機体が運動する。ここで操縦者21は新
たな相対位置関係を目視等により改めて把握し、さらに
他航空機との相対位置関係を一定に保持するために必要
と考えられる操縦入力を与える。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の航空機
における編隊飛行を実施する場合、その編隊飛行中は大
気の攪乱や操縦者の操縦による機体の運動等により、編
隊内の他航空機との相対位置関係は常時変化している。
この変化に対して操縦者は編隊内の他航空機との相対位
置関係を常時把握し、必要な操縦操作を判断し、手動に
より実施しなければならないためワークロードが高く、
編隊飛行を行いながら編隊外の他航空機等の目標を探知
したり、警戒などの任務を同時に実施する場合にはワー
クロードはさらに高くなる。
【0004】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、相対位置関係
を一定に保持する自動飛行を可能とし、操縦者が相対位
置関係を保持する手動作業から解放されることで操縦者
のワークロードを軽減し、編隊外の他航空機等の目標を
探知したり、警戒等の任務を行うことに専念することが
できる自動編隊飛行制御装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る自動編隊飛
行制御装置は、自航空機と他航空機との相対距離を一定
に保持しながら編隊飛行する自航空機に搭載された自動
編隊飛行制御装置において、前記他航空機との相対距離
を測定する測距装置と、この測距装置で測定した他航空
機との相対距離情報に基づいて前記他航空機との相対位
置関係を演算し出力する相対位置関係算出計算機と、こ
の相対位置関係算出計算機の出力に基づいて前記相対位
置関係を一定に保持するための操縦コマンドを算出する
飛行制御計算機とを具備したことを特徴とする。
【0006】また、本発明に係る自動編隊飛行制御装置
は、自航空機と他航空機との相対距離を一定に保持しな
がら編隊飛行する自航空機に搭載された自動編隊飛行制
御装置において、レーザ光線を走査して前記他航空機と
の相対距離を測定する測距装置と、この測距装置で測定
した他航空機との相対距離情報及び既存センサから得ら
れる前記自航空機の位置情報とに基づいて前記他航空機
との相対位置関係を演算し出力する相対位置関係算出計
算機と、この相対位置関係算出計算機の出力に基づいて
前記相対位置関係を一定に保持するための操縦コマンド
を算出する飛行制御計算機とを具備したことを特徴とす
る。
【0007】本発明による自動編隊飛行制御装置は、上
記構成によって以下の作用・効果を有する。自航空機の
測距装置から例えばレーザ光線を走査し、その走査結果
に基づいて他航空機との相対距離を測定する。次に、相
対位置関係算出計算機において、測距装置から出力され
た相対距離情報及び既存センサから得られる自航空機の
位置情報に基づいて、自航空機と他航空機との相対位置
関係を算出する。
【0008】得られた他航空機との相対位置関係は、飛
行制御計算機に出力され、ここで相対位置関係を一定に
保持するための操縦コマンドが算出される。この算出さ
れた操縦コマンドが舵面/エンジンに伝えられ、他航空
機との相対位置関係を一定に保持するように舵面/エン
ジンが自動操作され、舵面の舵角が変化し、エンジンの
推力が操縦コマンドの適正値に追随するように変化する
ことで機体が運動する。
【0009】上記のようにして、自航空機と他航空機と
の相対位置関係が常時修正され、一定に保持される。ま
た、相対位置関係を一定に保持するための操縦コマンド
は自動入力されるので、操縦者は、目視等による相対位
置関係を常時把握し、他航空機との相対位置を操縦桿、
ペダル、スロットル等により手動制御する必要がなくな
り、その操縦負担の減少により編隊外の他航空機等の目
標を探知したり、警戒などの任務を実施することに専念
することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態を説明する。図1は、本発明の一実施形
態に係る自動編隊飛行制御装置の構成を示すブロック図
である。本発明に係る自動編隊飛行制御装置は、図1に
示すように飛行制御計算機3の他に、編隊内の他航空機
との距離を計測するレーザ測距装置5及び他航空機との
相対位置関係を算出する相対位置関係算出計算機6を備
えている。この相対位置関係算出計算機6は、レーザ測
距装置5による計測結果と、既存センサ7による自航空
機の位置、姿勢等に基づいて自航空機と他航空機との相
対位置関係を算出し、その算出結果を飛行制御計算機3
へ出力する。
【0011】飛行制御計算機3は、手動飛行モード及び
自動編隊飛行モードを備えており、手動飛行モードが指
定されると、操縦者1の操縦操作に伴う操縦入力センサ
2からの操縦入力に従って飛行制御を行い、自動編隊飛
行モードが指定されると、相対位置関係算出計算機6の
算出結果に基づいて、自航空機と他航空機との相対位置
関係が常に一定に保持されるように飛行制御を行う。
【0012】上記レーザ測距装置5は、図2(a)〜
(c)に示すように例えば機体の上面、下面及び機首部
分の3点に設けられるレーザ測距装置5a〜5cからな
っている。図2(a)は自航空機9を前方から見た図、
図2(b)は上方から見た図、図2(c)は側面から見
た図を表す。
【0013】次に、上記実施形態の動作を図1、図2及
び図3を用いて説明する。図1に示すように、まず操縦
者1は、飛行制御計算機3に対して手動飛行モードを指
定した後、他航空機との編隊を組むに必要な位置に移動
するため、他航空機との相対位置関係を目視等で把握
し、この把握した相対位置関係に基づいて、操縦入力を
与える。具体的には、操縦桿、ペダル、スロットル等の
機器の手動操作を行う。操縦入力センサ2は、上記した
それぞれの機器の操縦入力の操作量を検知し、その操作
量の信号を電気信号に変換する。次に、飛行制御計算機
3において、操縦入力センサ2で電気信号に変換された
操縦入力信号に基づき、舵面/エンジン4を操作するた
めの操縦コマンドを演算し、舵面/エンジン4にこの操
縦コマンドを出力する。この操縦コマンドに基づいて舵
面/エンジン4が操作され、その操作量に従って機体運
動が行われる。
【0014】次に、自航空機が他航空機との編隊を組む
に十分な位置に移動したとき、操縦者1は飛行制御計算
機3に対して自動編隊飛行モードを指定する。これによ
り以下に示す自動編隊飛行制御が行われる。
【0015】まず、レーザ測距装置5(5a、5b、5
c)により、レーザ光線を走査する。このレーザ光走査
による走査範囲を示したのが図2である。それぞれのレ
ーザ測距装置のレーザ光走査範囲は、3つのレーザ測距
装置5a、5b、5cに対応して、12a、12b、1
2cに示される。このように、上面、下面、及び機種部
分3点に測距装置5を設置することで、編隊を組む他航
空機がどの方向に位置していても、他航空機を見失うこ
となく走査可能となる。
【0016】また、レーザ測距装置5(5a、5b、5
c)による測距方法及び他航空機との相対位置関係の算
出方法の一例を図3を参照して説明する。図3に示すよ
うに、自航空機9の上面、下面、及び機首部分それぞれ
に取り付けたレーザ測距装置5a、5b、5cにおい
て、レーザ光線8を図2に示すレーザ光走査範囲12
a、12b、12c内で方位角方向、仰角方向に走査す
る。走査されたそれぞれのレーザ光線8は、走査精度の
ため、図に示すような碁盤目状の相対距離測定点11を
走査していくこととなる。この相対距離測定点11は、
上記したレーザ測距装置5a、5b、5cの走査精度が
高くなると密度が高くなる。
【0017】相対距離測定点11に他航空機が位置して
いない場合、すなわちレーザ光線が8aのような方向に
照射された場合、レーザ光線は反射されない。相対距離
測定点11に他航空機10が位置している場合、すなわ
ちレーザ光線が8bのような方向に照射された場合、他
航空機10により反射され、レーザ測距装置5が反射し
たレーザ光を集光する。このレーザ測距装置5で集光さ
れたレーザ光と、発射したレーザ光のそれぞれの情報に
基づいて、レーザ測距装置5は相対距離情報を得る。こ
の測距方法の一例としては、レーザを、発射してから戻
ってくる時間を測定して対象物までの距離情報を求め、
発射光と反射光の強度の差より状態を知る方法がある。
【0018】上記した相対距離情報とレーザ光線8の発
射角度(方位角、仰角)の情報が相対位置関係算出計算
機6に入力され、この相対位置関係算出計算機6におい
て、自航空機9と他航空機10との相対位置が求まる。
【0019】また、上記した相対位置は、測定点11の
密度を十分高くする、すなわち走査精度を上げることに
より、他航空機10の相対位置だけでなく、外形の概略
の把握までも可能となり、さらにはその外形の情報より
姿勢情報を得ることも可能である。
【0020】相対位置関係算出計算機6は、上記した他
航空機10に関する相対位置及び姿勢情報、また自航空
機9の既存センサ7から入手する自航空機9の位置及び
姿勢情報等、及びレーザ測距装置5の航空機9への搭載
位置情報から、他航空機10との相対位置に加えて、自
航空機9が他航空機10との相対位置を一定に保持する
ために必要な制御量の情報を含む相対位置関係を演算
し、飛行制御計算機3に出力する。
【0021】次に、飛行制御計算機3は、上記した他航
空機との相対位置関係から、その位置関係を一定に保持
するための操縦コマンドを演算し、その操縦コマンドに
基づいて舵面/エンジン4を操作する。この舵面/エン
ジン4の操作により、舵面の舵角が変化し、エンジンの
推力が操縦コマンドの適正値に追随するように変化する
ことで機体が運動する。この機体運動をさらにレーザ測
距装置5が検知することで、上記したような他航空機1
0との相対位置関係を一定に保持するための自動制御が
繰り返される。
【0022】この装置により相対位置関係の制御が自動
的に繰り返し行われるため、操縦者1は、目視等により
他航空機10との相対位置関係を常時把握する必要がな
くなり、また操縦桿、ペダル、スロットル等を手動操作
する必要がなくなる。
【0023】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。例えば、レーザ光線を走査して自航空機と他
航空機との相対位置関係を測定する方法を示したが、レ
ーザ光線以外でも他航空機との相対距離が測距可能な方
法であればよい。また、レーザ光線の発射と集光をレー
ザ測距装置5で行う一局方式を示したが、集光を別の装
置において行う方式でもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、編
隊内の他航空機との相対位置関係の自動的な把握が可能
となり、この相対位置関係を飛行制御計算機への入力と
することにより、相対位置関係を一定に保持する自動飛
行を行うことができるため、操縦者のワークロードを軽
減し、編隊外の他航空機等の目標を探知したり、警戒等
の任務を行うことに専念することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る自動編隊飛行制御装
置の構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態におけるレーザ測距装置によるレー
ザ光走査範囲の概略を示す図。
【図3】同実施形態におけるレーザ測距方法の概略を示
す図。
【図4】従来の編隊飛行における機体の制御の概略を示
すブロック図。
【符号の説明】
1 操縦者 2 操縦入力センサ 3 飛行制御計算機 4 舵面/エンジン 5、5a、5b、5c レーザ測距装置 6 相対位置関係算出計算機 7 既存センサ 8、8a、8b レーザ光線 9 自航空機 10 他航空機 11 相対距離測定点 12a、12b、12c レーザ光走査範囲 21 操縦者 22 操縦入力センサ 23 飛行制御計算機 24 舵面/エンジン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自航空機と他航空機との相対距離を一定
    に保持しながら編隊飛行する自航空機に搭載された自動
    編隊飛行制御装置において、 前記他航空機との相対距離を測定する測距装置と、 前記測距装置で測定した他航空機との相対距離情報に基
    づいて、前記他航空機との相対位置関係を演算し出力す
    る相対位置関係算出計算機と、 前記相対位置関係算出計算機の出力に基づいて、前記相
    対位置関係を一定に保持するための操縦コマンドを算出
    する飛行制御計算機とを具備したことを特徴とする自動
    編隊飛行制御装置。
  2. 【請求項2】 自航空機と他航空機との相対距離を一定
    に保持しながら編隊飛行する自航空機に搭載された自動
    編隊飛行制御装置において、 レーザ光線を走査して前記他航空機との相対距離を測定
    する測距装置と、 前記測距装置で測定した他航空機との相対距離情報及び
    既存センサから得られる前記自航空機の位置情報とに基
    づいて、前記他航空機との相対位置関係を演算し出力す
    る相対位置関係算出計算機と、 前記相対位置関係算出計算機の出力に基づいて、前記相
    対位置関係を一定に保持するための操縦コマンドを算出
    する飛行制御計算機とを具備したことを特徴とする自動
    編隊飛行制御装置。
JP8201756A 1996-07-31 1996-07-31 自動編隊飛行制御装置 Withdrawn JPH1045099A (ja)

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