JPH11336612A - 飛翔体のサイドスラスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体ガス発生剤を用いた従来のサイドスラス
タでは、推力制御の要不要にかかわらずガス流量が一定
であるため、固体ガス発生剤の燃焼効率が不充分であっ
た。 【解決手段】 固体ガス発生剤１を用いたサイドスラス
タＳにおいて、ガス流量制御手段３で固体ガス発生剤１
の燃焼圧力を増減させることにより、固体ガス発生剤１
からのガス発生量ならびにガス流量を増減可能にし、推
力制御の要不要に応じてガス流量を増減させて、固体ガ
ス発生剤１の燃焼効率を高めた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛翔体の進路変更
や姿勢制御を行うのに用いられるサイドスラスタに関
し、とくに、固体ガス発生剤の燃焼により生じたガスを
進路変更や姿勢制御の推力源として用いる飛翔体のサイ
ドスラスタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８に示すサイドスラスタは、互いに逆
向きにした噴射ノズル１００，１００の間にフラッパ弁
１０１を備えている。フラッパ弁１０１は、一対のソレ
ノイド１０２，１０２を駆動源とし、ソレノイド１０２
の直線運動を回転運動に変換する機構としてレバー１０
３やシャフト１０４などで構成される伝達機構１０５を
介して駆動される。また、サイドスラスタは、図示しな
いガス発生器を備えている。ガス発生器は、構造の簡略
化に有利な固体ガス発生剤を用いており、イグナイタに
より点火すると固体ガス発生剤が燃焼してガスを発生し
続ける。

【０００３】このサイドスラスタは、飛翔体おいて、両
噴射ノズル１００，１００を飛翔体側部に開口させた状
態にして搭載され、選択された片側の噴射ノズル１００
をフラッパ弁１０１で閉塞することにより、ガス発生器
から連続的に供給されるガスを反対側の噴射ノズル１０
０から噴射し、これにより飛翔体に横方向の推力を付与
する。また、横方向の推力を必要としない場合には、フ
ラッパ弁１０１を中立状態にし、ガス発生器からのガス
を両方の噴射ノズル１００，１００から噴射させて両方
向への推力のバランスを得る。

【０００４】このようなサイドスラスタについては、例
えば、平成４年９月３０日に丸善が発行した『第２版・
航空宇宙工学便覧』の第７２９頁および第７３０頁など
に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな飛翔体のサイドスラスタは、固体ガス発生剤を用い
ることによって構造の簡略化を実現できるなどの優れた
点を有するが、固体ガス発生剤が定常燃焼することか
ら、横方向の推力の要不要にかかわらずガス発生器から
一定流量のガスが流出し続けることとなる。このため、
噴射ノズルが推力必要方向に変更できず、推力を与える
ガスが定常供給されていることから、必要以上のガスを
消費するという問題点があり、このような問題点を解決
することが要望されていた。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、上記従来の状況に鑑みて成さ
れたもので、固体ガス発生剤を用いた飛翔体のサイドス
ラスタにおいて、固体ガス発生剤の燃焼効率を高めるこ
とができる飛翔体のサイドスラスタを提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる飛翔体の
サイドスラスタは、請求項１として、固体ガス発生剤の
燃焼により生じたガスを飛翔体のヨー軸方向およびピッ
チ軸方向に選択的に噴射させる飛翔体のサイドスラスタ
において、固体ガス発生剤の燃焼圧力を増減させるガス
流量制御手段を備えた構成とし、請求項２として、燃焼
によってガスが発生する固体ガス発生剤を装填した燃焼
室と、飛翔体のヨー軸方向およびピッチ軸方向に向けて
配置した複数のガス噴射ノズルと、各ガス噴射ノズルを
選択的に開閉するノズル開閉手段を備えると共に、燃焼
室内における固体ガス発生剤の燃焼圧力を増減させるガ
ス流量制御手段を備えた構成とし、請求項３として、ガ
ス流量制御手段が、燃焼室からのガス流路の断面積を増
減させる駆動部と、駆動部を制御する制御部を備えてい
る構成とし、請求項４として、ガス流量制御手段が、ノ
ズル開閉手段に対する開閉指令信号の発生に基づいて固
体ガス発生剤の燃焼圧力を増減させる制御を行う制御部
を備えている構成とし、請求項５として、ノズル開閉手
段が、各ガス噴射ノズルに設けた開閉バルブである構成
とし、請求項６として、燃焼室からのガスを噴射するガ
ス噴射ノズルとして、飛翔体のヨー軸方向およびピッチ
軸方向に向けて配置した複数のダイバート用のガス噴射
ノズルと、同じく飛翔体のヨー軸方向およびピッチ軸方
向に向けて配置した複数の姿勢制御用のガス噴射ノズル
を備えており、ガス流量制御手段が、少なくともダイバ
ート用のガス噴射ノズルに対するガス流量を制御する手
段である構成とし、請求項７として、ガス流量制御手段
の制御部は、慣性航法装置からのデータによって、修正
量に対応した起動加速度を予測し、駆動部を駆動する構
成としており、上記の構成を課題を解決するための手段
としている。

【０００８】なお、上記の構成における固体ガス発生剤
は、点火すると燃焼してガスを発生し続けるものであっ
て、例えば図５に示すように、燃焼圧力の上昇に伴って
ガス発生量が増大する燃焼特性を有している。

【０００９】

【発明の作用】本発明の請求項１に係わる飛翔体のサイ
ドスラスタでは、固体ガス発生剤の燃焼によってガスが
発生し続けており、そのガスの噴射が常時行われている
が、固体ガス発生剤の燃焼圧力を増減させるガス流量制
御手段を備えているので、ヨー軸方向やピッチ軸方向へ
の推力の要不要に応じて、固体ガス発生剤の燃焼圧力を
増減させてその燃焼を促進または抑制し、これによりガ
ス流量を増減させることが可能になる。

【００１０】本発明の請求項２に係わる飛翔体のサイド
スラスタでは、燃焼室において固体ガス発生剤の燃焼に
よりガスが発生し続けており、複数のガス噴射ノズルか
らガスの噴射が常時行われているが、燃焼室内における
固体ガス発生剤の燃焼圧力を増減させるガス流量制御手
段を備えているので、ヨー軸方向やピッチ軸方向への推
力を必要とするとき、つまりノズル開閉手段によって各
ガス噴射ノズルを選択的に開閉するときには、固体ガス
発生剤の燃焼圧力を増大させてその燃焼を促進し、これ
によりガス流量を増大させることが可能になる。また、
推力を必要としないとき、つまりノズル開閉手段による
各ガス噴射ノズルの開閉を行わないときには、固体ガス
発生剤の燃焼圧力を減少させてその燃焼を抑制し、これ
によりガス流量を減少させることが可能になる。

【００１１】本発明の請求項３に係わる飛翔体のサイド
スラスタでは、ガス流量制御手段が燃焼室からのガス流
路の断面積を増減させる駆動部と駆動部を制御する制御
部を備えており、制御部の制御により駆動部でガス流路
の断面積を増減させることにより、燃焼室内における固
体ガス発生剤の燃焼圧力を増減させ、その結果ガス流量
の増減が行われる。

【００１２】本発明の請求項４に係わる飛翔体のサイド
スラスタでは、ガス流量制御手段の制御部により、ノズ
ル開閉手段に対して開閉指令信号が発生したとき、つま
りヨー軸方向やピッチ軸方向への推力が必要であるとき
には、固体ガス発生剤の燃焼圧力を増大させ、これによ
りガス流量が増大するようにし、その後、推力の発生が
不要となった場合には、固体ガス発生剤の燃焼圧力を減
少させ、これによりガス流量も減少させる。

【００１３】本発明の請求項５に係わる飛翔体のサイド
スラスタでは、ノズル開閉手段として各ガス噴射ノズル
に設けた開閉バルブを選択的に開閉することにより、所
望の方向へのガス噴射が行われる。また、ガス流量制御
手段によって固体ガス発生剤の燃焼圧力の増減を行った
際に、固体ガス発生剤の燃焼速度が変化してガス発生量
が増減するまでに一定の時間を要するので、その遅れを
各開閉バルブの開閉制御によってカバーし得る。

【００１４】本発明の請求項６に係わる飛翔体のサイド
スラスタでは、固体ガス発生剤を装填した１つの燃焼室
からダイバート用のガス噴射ノズルと姿勢制御用のガス
噴射ノズルの両方にガスが供給されることとなり、ガス
流量制御手段によって少なくともガスの使用量が大きい
ダイバート用のガス噴射ノズルに対するガス流量を制御
することで、固体ガス発生剤の燃焼効率が高められる。

【００１５】本発明の請求項７に係わる飛翔体のサイド
スラスタでは、慣性航法装置からのデータによって例え
ばダイバートを行う際、そのダイバート量（修正量）に
対応した起動加速度を予測し、駆動部を駆動するため、
ガス流量制御が効率的に行われ、ガスの消費が最適配分
される。

【００１６】

【発明の効果】本発明の請求項１に係わる飛翔体のサイ
ドスラスタによれば、固体ガス発生剤を用いた飛翔体の
サイドスラスタにおいて、固体ガス発生剤の燃焼圧力を
増減させるガス流量制御手段を採用したことから、ヨー
軸方向やピッチ軸方向への推力が必要なときにはガス流
量を増大させ、推力が不要なときにはガス流量を減少さ
せるように、固体ガス発生剤の燃焼速度およびガス発生
量を増減させることが可能となり、必要以上のガスの消
費を防止して、固体ガス発生剤の燃焼効率の向上を図る
ことができ、さらには作動時間の延長も図ることができ
る。また、燃焼効率の向上により、搭載する固体ガス発
生剤を節減することも可能となり、これにより小型軽量
化や低コスト化などにも貢献することができる。

【００１７】本発明の請求項２に係わる飛翔体のサイド
スラスタによれば、固体ガス発生剤を用いた飛翔体のサ
イドスラスタにおいて、燃焼室内における固体ガス発生
剤の燃焼圧力を増減させるガス流量制御手段を採用した
ことにより、ノズル開閉手段によって各ガス噴射ノズル
を選択的に開閉するときにはガス流量を増大させ、ノズ
ル開閉手段による各ガス噴射ノズルの開閉を行わないと
きにはガス流量を減少させるように、固体ガス発生剤の
燃焼速度およびガス発生量を増減させることが可能とな
り、請求項１と同様に、固体ガス発生剤の燃焼効率の向
上や作動時間の延長を図ることができ、あるいは搭載す
る固体ガス発生剤の節減、小型軽量化や低コスト化など
にも貢献することができる。

【００１８】本発明の請求項３に係わる飛翔体のサイド
スラスタによれば、請求項１および２と同様の効果を得
ることができるうえに、燃焼室からのガス流路の断面積
を増減させる駆動部を備えたガス流量制御手段を採用し
たことから、簡単な構造で固体ガス発生剤の燃焼圧力の
増減を確実に行うことができ、装置の簡略化、小型軽量
化および低コスト化などにより一層貢献し得るものとな
る。

【００１９】本発明の請求項４に係わる飛翔体のサイド
スラスタによれば、請求項２および３と同様の効果を得
ることができるうえに、制御部を備えたガス流量制御手
段により、ノズル開閉手段の作動状況に即応した固体ガ
ス発生剤の燃焼圧力の増減を行うことができると共に、
ガス流量の制御精度をより高めることができる。

【００２０】本発明の請求項５に係わる飛翔体のサイド
スラスタによれば、請求項２〜４と同様の効果を得るこ
とができるうえに、ノズル開閉手段として各ガス噴射ノ
ズルに設けた開閉バルブを採用したことにより、ノズル
開閉手段の構造を大幅に簡略化することができると共
に、開閉動作の応答性を著しく高めることが可能とな
り、さらなる小型軽量化や低コスト化およびをガス流量
制御の精度向上を実現することができ、また、ガス流量
制御手段で固体ガス発生剤の燃焼圧力を増減させた際の
燃焼速度の遅れをカバーすることができ、ガス噴射ノズ
ルからのガス流量を適切に維持することができる。

【００２１】本発明の請求項６に係わる飛翔体のサイド
スラスタによれば、請求項２〜５と同様の効果を得るこ
とができるうえに、ダイバート用と姿勢制御用の両方の
ガス噴射ノズルに対するガス供給源が１つとなり、構造
の大幅な簡略化および小型軽量化を実現することができ
ると共に、少なくともガスの使用量が大きいダイバート
用のガス噴射ノズルに対するガス流量の制御を行うこと
により、固体ガス発生剤の燃焼効率を高めることができ
る。

【００２２】本発明の請求項７に係わる飛翔体のサイド
スラスタによれば、請求項３〜６と同様の効果を得るこ
とができるうえに、慣性航法装置からのデータによって
例えばダイバートを行う際、ガス流量制御を効率的に行
うことができ、ガスの消費を最適配分することができ
る。

【００２３】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わる飛翔
体のサイドスラスタの一実施例を説明する。

【００２４】図１および図２に示す飛翔体（図２中符号
Ａ）のサイドスラスタＳは、燃焼によってガスが発生す
る固体ガス発生剤１を装填した燃焼室２と、飛翔体Ａの
ヨー軸Ｙ方向およびピッチ軸Ｐ方向に向けて配置した複
数のガス噴射ノズルと、各ガス噴射ノズルを選択的に開
閉するノズル開閉手段Ｂを備えると共に、燃焼室２内に
おける固体ガス発生剤１の燃焼圧力を増減させるガス流
量制御手段３を備えている。

【００２５】固体ガス発生剤１は、例えばロケットモー
タに装填される固体推進薬あるいはそれに類するものが
用いられ、イグナイタ４により点火すると燃焼し続けて
ガスを発生する。また、固体ガス発生剤１は、図５に示
すように、燃焼圧力が上昇すると燃焼が促進されて、ガ
ス発生量が増大する燃焼特性を有している。このガス発
生剤１は、燃焼面積を一定にするための一例として、例
えば、燃焼室２内において端面燃焼型に成形して用いる
ことができる。

【００２６】燃焼室２は、円筒形の圧力容器であって、
この実施例では後記するダイバート用および姿勢制御用
の各ガス噴射ノズルにガスを供給することから、図１中
左側の一端部中央に第１ガス流路Ｇ１を備えると共に、
固体ガス発生剤１の軸線上を貫通して当該燃焼室２の他
端側に延出する第２ガス流路Ｇ２を備えている。この燃
焼室２は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やチ
タンを用いることで軽量化することができる。

【００２７】ガス噴射ノズルとしては、進路変更を行う
ためのダイバート用の４個のガス噴射ノズルＮＤ１〜Ｎ
Ｄ４と、姿勢制御用の６個のガス噴射ノズルＮＡ１〜Ｎ
Ａ６を備えている。ダイバート用のガス噴射ノズルＮＤ
１〜ＮＤ４は、飛翔体Ａの機軸であるロール軸Ｒ回りに
９０度間隔で配置してあり、選択されたノズルからヨー
軸Ｙ方向やピッチ軸Ｐ方向にガスを噴射して、その推力
により飛翔体Ａを横滑り運動させる。

【００２８】他方、姿勢制御用のガス噴射ノズルＮＡ１
〜ＮＡ６は、とくに図２（ｂ）に示すように、ロール軸
Ｒを中心にして１８０度異なる２か所に各々１個のガス
噴射ノズルＮＡ１，ＮＡ４を配置すると共に、これらと
９０度異なる２か所に各々２個のガス噴射ノズルＮＡ
２，ＮＡ３，ＮＡ５，ＮＡ６を配置している。そして、
１個配置のガス噴射ノズルＮＡ１，ＮＡは、いずれかの
ノズルからガスを噴射することにより、飛翔体Ａにヨー
軸Ｙ回りの運動を付与する。また、２個配置のガス噴射
ノズルＮＡ２，ＮＡ３，ＮＡ５，ＮＡ６は、いずれかの
組の両ノズルからガスを同時噴射することにより、飛翔
体Ａにピッチ軸Ｐ回りの運動を付与し、さらに、いずれ
かの組の片方のノズルあるいは両組の片方のノズルから
ガスを噴射することにより、飛翔体Ａにロール軸Ｒ回り
の運動を付与する。

【００２９】上記の各ガス噴射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４，
ＮＡ１〜ＮＡ６と先に述べた燃焼室２との間には、第１
および第２のガス流路Ｇ１，Ｇ２に連通する主管と主管
から分岐して各ガス噴射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４，ＮＡ１
〜ＮＡ６に至る枝管から成る第１および第２のマニホル
ドＭ１，Ｍ２が設けてある。上記ダイバート用のガス噴
射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４、姿勢制御用のガス噴射ノズル
ＮＡ１〜ＮＡ６、第１および第２のマニホルドＭ１，Ｍ
２には、耐熱性と軽量化を考慮して、炭素繊維強化炭素
複合材（Ｃ／Ｃコンポジット）やチタンを用いることが
望ましい。

【００３０】各ガス噴射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４，ＮＡ１
〜ＮＡ６を選択的に開閉するノズル開閉手段Ｂは、第１
および第２のマニホルドＭ１，Ｍ２の各枝管と、各ガス
噴射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４，ＮＡ１〜ＮＡ６との間にそ
れぞれ設けた高速応答可能な開閉バルブＶ１〜Ｖ１０に
より構成してある。

【００３１】固体ガス発生剤１の燃焼圧力を増減させる
ガス流量制御手段３は、ダイバート用の各ガス噴射ノズ
ルＮＤ１〜ＮＤ４に対するガス供給系に設けてあり、燃
焼室２に接続した第１ガス流路Ｇ１と第１マニホルドＭ
１の間に、第１ガス流路Ｇ１の断面積を増減させる駆動
部３Ａと、この駆動部３Ａを駆動制御する制御部を備え
ている。なお、第２ガス流路Ｇ２と第２マニホルドＭ２
の間には、固定のオリフィス５が設けてある。

【００３２】駆動部３Ａは、第１ガス流路Ｇ１内に配置
したバルブ機構やモータ等のバルブ駆動源などにより構
成してある。駆動部３Ａのバルブ機構としては、例えば
図３（ａ）に示すように、第１ガス流路Ｇ１内に固定し
たノズル部材６と、ノズル部材６の内側に対して進退動
作するピントル７を備えたものや、図３（ｂ）に示すよ
うに、第１ガス流路Ｇ１を直径方向に貫通する駆動軸８
によって回転駆動されるロータリーバルブ９のほか、各
種のバルブ機構を用いることができる。

【００３３】また、ガス流量制御手段３の制御部は、ノ
ズル開閉手段Ｂに対する開閉指令信号、とくにダイバー
ト用のガス噴射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４に対する開閉バル
ブＶ１〜Ｖ４への開閉指令信号の発生に基づいて駆動部
３Ａを駆動制御し、固体ガス発生剤１の燃焼圧力を増減
させる。この制御部は、サイドスラスタ用のコントロー
ラＣ内で構成されている。

【００３４】コントローラＣには、図４に示すように、
飛翔体Ａの慣性航法装置１０からのデータがダイバート
や姿勢制御の指令として入力される。つまり、慣性航法
装置１０により、飛翔体Ａの運動で生じた加速度から速
度および移動距離を算出して現在位置を求め、現在位置
と別に入力された飛翔経路との誤差を修正し得るように
サイドスラスタＳを作動させる。

【００３５】コントローラＣは、慣性航法装置１０から
入力されたデータに基づいて、修正に必要な方向のガス
噴射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４，ＮＡ１〜ＮＡ６を選択し、
ノズル開閉手段Ｂにおいて該当する開閉バルブＶ１〜Ｖ
１０に開閉指令信号を出力して、その開閉バルブＶ１〜
Ｖ１０の開度を変化させる。このとき、コントローラＣ
は、先にも述べたようにガス流量制御手段３の制御部を
構成しているので、ダイバート用のガス噴射ノズルＮＤ
１〜ＮＤ４の開閉バルブＶ１〜Ｖ４に対する開閉指令信
号に基づいて、ガス流量制御手段３の駆動部３Ａを駆動
する。

【００３６】また、コントローラＣは、慣性航法装置１
０に対するフィードバック系と同様に飛翔体Ａの運動を
検出するフィードバック系により、当該サイドスラスタ
Ｓの作動結果を認識する機能を有しており、これにより
後記するガス流量の制御精度等を高めている。さらに、
コントローラＣには、固体ガス発生剤１の燃焼圧力とし
て燃焼室２内の圧力もフィードバックされ、この圧力測
定値を用いることによって後記するガス流量制御のさら
なる高精度化を図っている。

【００３７】上記の構成を備えた飛翔体Ａのサイドスラ
スタＳは、飛翔体Ａの飛翔開始とともにイグナイタ４に
対する点火指令が発生して、イグナイタ４による点火で
固体ガス発生剤１が燃焼を開始し、これにより発生した
ガスがダイバート用および姿勢制御用の各ガス供給系を
介してガス噴射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４，ＮＡ１〜ＮＡ６
に供給される。

【００３８】当初、ガス流量制御手段３は、駆動部３Ａ
によって第１ガス流路Ｇ１の断面積を大きく維持してい
る。これにより、燃焼室２内における固体ガス発生剤１
の燃焼圧力が小さくなる。すなわち、先述したように固
体ガス発生剤１が、燃焼圧力の増減とともにガス発生量
が増減する燃焼特性（図５）を有しているので、燃焼圧
力が小さくなると、固体ガス発生剤１の燃焼が抑制さ
れ、ガス発生量が減少する。したがって、サイドスラス
タＳは、ダイバートあるいは姿勢制御を必要としない状
態においても、固体ガス発生剤１の連続燃焼によって各
ガス噴射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４，ＮＡ１〜ＮＡ６からガ
スが噴出しているが、そのガス流量は小さいものとな
る。

【００３９】次に、飛翔体Ａの飛翔中には、例えば現在
位置と計画した飛翔経路との誤差を修正し得るようにサ
イドスラスタＳが作動し、この作動はフィードバック制
御によって繰り返し行われる。

【００４０】当該サイドスラスタＳでは、姿勢制御につ
いては、コントローラＣからの開閉指令信号により、姿
勢制御用の開閉バルブＶ５〜Ｖ１０を適宜作動させて該
当するガス噴射ノズルＮＡ１〜ＮＡ６からガス噴射が行
われるようにし、この姿勢制御よりも多量のガスを必要
とするダイバートの際に、ガス流量制御手段３を作動さ
せるようにしている。

【００４１】ここで、サイドスラスタＳのコントローラ
Ｃでは、図６（ａ）に示すように、慣性航法装置１０か
らのデータによって修正に必要な起動加速度を予測する
ことができる。図６（ａ）に示す起動加速度を増大させ
るには、図６（ｂ）に示すように、ガス流量制御手段３
の駆動部３Ａによって第１ガス流路Ｇ１の断面積を減少
させればよい。つまり、第１ガス流路Ｇ１の断面積を減
少させると、燃焼室２内における固体ガス発生剤１の燃
焼圧力が増大してその燃焼が促進され、ガス発生量が増
大する。これによりガス流量が増大するので、そのガス
を噴射することにより推力とともに起動加速度が増大す
ることとなる。

【００４２】当該サイドスラスタＳは、ダイバートを行
う際、図６（ａ）に示す如く予測された起動加速度に対
応して、図６（ｃ）に示す如く時間経過に伴うガス流路
の開度を調整する。つまりガスの消費が最適配分され
る。

【００４３】すなわち、慣性航法装置１０からのデータ
によってダイバートを行う必要性が生じると、そのダイ
バート量（修正量）に対応した起動加速度が予測され、
コントローラＣからダイバート用の開閉バルブＶ１〜Ｖ
４に対する開閉指令信号が発生する。そして、選択され
た開閉バルブＶ１〜Ｖ４の開度が調整され、これに該当
するガス噴射ノズルＮＡ１〜ＮＡ４からガス噴射が行わ
れる。

【００４４】このとき、サイドスラスタＳは、コントロ
ーラＣにおけるガス流量制御手段３の制御部により、ダ
イバート用の開閉バルブＶ１〜Ｖ４に対する開閉指令信
号の発生に基づいて駆動部３Ａを駆動し、第１ガス流路
Ｇ１の断面積を減少させ、その結果ガス流量を増大させ
る。

【００４５】また、飛翔体Ａがダイバートを完了する
と、その運動のフィードバック系を用いて、開閉バルブ
Ｖ１〜Ｖ４に対する開閉指令信号が解除され、ヨー軸Ｙ
方向およびピッチ軸Ｐ方向の推力のバランスが得られる
ように各開閉バルブＶ１〜Ｖ４の開度が調整され、さら
に、開閉指令信号の解除に伴って、図６（ｃ）に示す開
度変化に基づいてガス流量制御手段３の駆動部３Ａが第
１ガス流路Ｇ１の断面積を増大させる。これにより固体
ガス発生剤１の燃焼圧力を減少させてガス流量を減少さ
せる。この状態は、次の開閉指令信号が発生するまでの
間、つまり次のダイバートを行うまでの間継続される。

【００４６】このように、当該飛翔体Ａのサイドスラス
タＳは、慣性航法装置１０からのデータによってダイバ
ートを行う際、そのダイバート量（修正量）に対応した
起動加速度を予測して駆動部３Ａを駆動し、固体ガス発
生剤１の燃焼圧力を増減させて、ガスの消費を最適配分
するので、ガス流量制御が効率的に行われ、ガスの必要
以上の消費を防いで固体ガス発生剤１の燃焼効率が高め
られる。

【００４７】このような効果は、図７から明らかなよう
に、ガス流量制御手段をもたない従来のサイドスラスタ
では、図中の点線で示すように、ダイバートを行うか否
かにかかわらずガス流量が一定であり、これに対して、
ガス流路制御手段３を備えている当該サイドスラスタＳ
では、図注の実線で示すように、ダイバートを行うとき
にガス流量が増大し、ダイバート終了とともにガス流量
が減少する。したがって、従来のサイドスラスタに対し
て、当該サイドスラスタＳでは、図注の斜線で示すよう
に大幅なガス流量の節減が行われる。

【００４８】また、上記実施例で説明した飛翔体Ａのサ
イドスラスタは、ガス流量制御手段３によって固体ガス
発生剤１の燃焼圧力の増減を行った際に、固体ガス発生
剤１の燃焼速度が変化してガス発生量が増減するまでに
一定の時間を要するが、ノズル開閉手段Ｂとして高速応
答する開閉バルブＶ１〜Ｖ１０を備えているので、その
遅れを各開閉バルブＶ１〜Ｖ１０の開閉制御によってカ
バーし得るものとなっており、ガス噴射ノズルＮＤ１〜
ＮＤ４，ＮＡ１〜ＮＡ６におけるガス流量制御が高速で
精度良く行われる。

【００４９】さらに、飛翔体Ａのサイドスラスタは、上
記開閉バルブＶ１〜Ｖ１０の採用により、例えば従来技
術の項で説明した手段（図８参照）に比べて、構造が大
幅に簡略化されたものとなり、しかも、固体ガス発生剤
１を装填した１つの燃焼室２からダイバート用のガス噴
射ノズルＮＤ１〜ＮＤ４と姿勢制御用のガス噴射ノズル
ＮＡ１〜ＮＡ６の両方にガスを供給するので、これらの
構成によって装置の構造を大幅に小型軽量化し得るもの
となっている。

【００５０】なお、ガス流量制御手段３による固体ガス
発生剤１の燃焼圧力制御は、姿勢制御の際に行うように
することも当然可能であるが、姿勢制御はダイバートよ
りも頻繁に行われるわりに、使用するガス流量がダイバ
ートに比べて少ないので、上記実施例のようにダイバー
トの際に燃焼圧力制御を行うことにより、固体ガス発生
剤１の燃焼効率が大幅に高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる飛翔体のサイドスラスタの一実
施例を示すブロック説明図である。

【図２】飛翔体に搭載されたサイドスラスタを一部断面
にして示す斜視図（ａ）および姿勢制御用のガス噴射ノ
ズルの配置を説明する正面図（ｂ）である。

【図３】ガス流量制御手段における駆動部の２つの例を
示す各々断面図（ａ）（ｂ）である。

【図４】サイドスラスタの制御系を説明するブロック図
である。

【図５】固体ガス発生剤の燃焼特性として燃焼圧力とガ
ス発生量との関係を示すグラフである。

【図６】時間と予測起動加速度との関係を示すグラフ
（ａ）、起動加速度とガス流路の開度との関係を示すグ
ラフ（ｂ）、および時間とガス流路の開度との関係を示
すグラフ（ｃ）である。

【図７】従来のサイドスラスタと本発明に係わるサイド
スラスタにおいて、時間経過に伴うガス流量の変化を比
較するためのグラフである。

【図８】従来におけるサイドスラスタを一部断面にして
示す斜視図である。

【符号の説明】

Ａ 飛翔体 Ｂ ノズル開閉手段 Ｃ コントローラ（ガス流量制御手段の
制御部） Ｇ１ 第１ガス流路 ＮＡ１〜ＮＡ６ （姿勢制御用の）ガス噴射ノズル ＮＤ１〜ＮＤ４ （ダイバート用の）ガス噴射ノズル Ｐ ピッチ軸 Ｓ サイドスラスタ Ｙ ヨー軸 Ｖ１〜Ｖ１０ 開閉バルブ（ノズル開閉手段） １ 固体ガス発生剤 ２ 燃焼室 ３ ガス流量制御手段 ３Ａ 駆動部（ガス流量制御手段の駆動
部） １０ 慣性航法装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体ガス発生剤の燃焼により生じたガス
   を飛翔体のヨー軸方向およびピッチ軸方向に選択的に噴
   射させる飛翔体のサイドスラスタにおいて、固体ガス発
   生剤の燃焼圧力を増減させるガス流量制御手段を備えた
   ことを特徴とする飛翔体のサイドスラスタ。
2. 【請求項２】 燃焼によってガスが発生する固体ガス発
   生剤を装填した燃焼室と、飛翔体のヨー軸方向およびピ
   ッチ軸方向に向けて配置した複数のガス噴射ノズルと、
   各ガス噴射ノズルを選択的に開閉するノズル開閉手段を
   備えると共に、燃焼室内における固体ガス発生剤の燃焼
   圧力を増減させるガス流量制御手段を備えたことを特徴
   とする飛翔体のサイドスラスタ。
3. 【請求項３】 ガス流量制御手段が、燃焼室からのガス
   流路の断面積を増減させる駆動部と、駆動部を制御する
   制御部を備えていることを特徴とする請求項１または２
   に記載の飛翔体のサイドスラスタ。
4. 【請求項４】 ガス流量制御手段が、ノズル開閉手段に
   対する開閉指令信号の発生に基づいて固体ガス発生剤の
   燃焼圧力を増減させる制御を行う制御部を備えているこ
   とを特徴とする請求項２または３に記載の飛翔体のサイ
   ドスラスタ。
5. 【請求項５】 ノズル開閉手段が、各ガス噴射ノズルに
   設けた開閉バルブであることを特徴とする請求項２〜４
   のいずれかに記載の飛翔体のサイドスラスタ。
6. 【請求項６】 燃焼室からのガスを噴射するガス噴射ノ
   ズルとして、飛翔体のヨー軸方向およびピッチ軸方向に
   向けて配置した複数のダイバート用のガス噴射ノズル
   と、同じく飛翔体のヨー軸方向およびピッチ軸方向に向
   けて配置した複数の姿勢制御用のガス噴射ノズルを備え
   ており、ガス流量制御手段が、少なくともダイバート用
   のガス噴射ノズルに対するガス流量を制御する手段であ
   ることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の飛
   翔体のサイドスラスタ。
7. 【請求項７】 ガス流量制御手段の制御部は、慣性航法
   装置からのデータによって、修正量に対応した起動加速
   度を予測し、駆動部を駆動することを特徴とする請求項
   ３〜６のいずれかに記載の飛翔体のサイドスラスタ。