JPH11348899A - ペイロードの防振装置 - Google Patents
ペイロードの防振装置Info
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- JPH11348899A JPH11348899A JP10162436A JP16243698A JPH11348899A JP H11348899 A JPH11348899 A JP H11348899A JP 10162436 A JP10162436 A JP 10162436A JP 16243698 A JP16243698 A JP 16243698A JP H11348899 A JPH11348899 A JP H11348899A
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Abstract
さくできる防振装置を提供する。 【解決手段】 打上げ用ロケット1の先端部に伸縮可能
な複数の支持部材5を介してペイロード2を搭載し、上
記ペイロード2の変位量を検出するセンサを設け、この
変位量に基づいて上記ペイロード2の振動が小さくなる
よう上記各支持部材5の伸縮特性を制御する制御回路を
設けた。
Description
に搭載したペイロードを振動・衝撃から保護するペイロ
ードの防振装置に係り、特に、防振性能を高めつつクリ
アランス・ロスを小さくできる防振装置に関するもので
ある。
ットの先端部に搭載されるが、従来、ペイロードはロケ
ットの先端部に固定されており、ロケットに生じている
エンジンによる振動やフェアリングの空気摩擦による振
動が直にペイロードに伝わるので好ましくない。
体にゴムを介在させることが考えられる。これによりペ
イロードがロケットから大きな振動を受けることはなく
なる。しかし、ペイロードとなる衛星は例えば直径2m
高さ7mと底面の大きさに比しての高さが高いために、
底面だけで支持すると一点支持になり、ペイロードの先
端部の揺動を招きやすいという不具合がある。しかも、
僅かの揺動角度でもペイロードの先端部の振幅が大きく
なり、ペイロードの先端部がロケットのフェアリングの
内壁に接触・衝突する可能性がある。
端部の周囲に推進軸に対して所定の傾斜角で傾斜されて
ペイロードを弾性的に支持する複数の弾性支持部材を設
けた防振装置を提案している(特願平10−11197
5号)。
なくなり、ペイロードは起立姿勢を保ったまま推進軸に
沿う方向(以下、推進方向という)又は推進軸に向かう
方向(以下、水平方向という)に小さく振動することに
なる。
性支持部材による全く受動的な防振装置にあっては、固
有振動数近傍での振動(共振)を抑えることは不可能で
あり、共振振動数での振幅が極端に大きくなることが避
けられない。上記防振装置では、ペイロードの起立姿勢
を保つことはできるが、共振によりペイロードはロケッ
トから受ける振動よりもかえって大きく推進方向又は水
平方向に振動することになる。このような大きな振動
は、ペイロードに搭載した機器に衝撃(G)を与え、或
いは有人の場合、搭乗員に衝撃を与えることになり、好
ましくない。また、水平方向の振幅が大きくなると、ペ
イロードがフェアリングの内壁に接触・衝突する可能性
もあり、ペイロードとフェアリングとの間のクリアラン
ス・ロスが大きくなる。
し、防振性能を高めつつクリアランス・ロスを小さくで
きる防振装置を提供することにある。
に本発明は、打上げ用ロケットの先端部に伸縮可能な複
数の支持部材を介してペイロードを搭載し、上記ペイロ
ードの変位量を検出するセンサを設け、この変位量に基
づいて上記ペイロードの振動が小さくなるよう上記各支
持部材の伸縮特性を制御する制御回路を設けたものであ
る。
3箇所にそれぞれ推進軸に沿う方向に伸縮するよう配置
し、かつ推進軸の周囲の少なくとも2箇所にそれぞれ推
進軸に向かう方向に伸縮するよう配置してもよい。
ュエータで構成し、上記制御回路により各アクチュエー
タの伸縮運動を制御するようにしてもよい。
の抵抗の減衰が制御可能な可変減衰ダンパで構成すると
共に上記打上げ用ロケットの先端部の周囲に推進軸に対
して所定の傾斜角で傾斜されて上記ペイロードを弾性的
に支持する複数の弾性支持部材を設け、上記制御回路に
より各可変減衰ダンパの減衰特性を制御するようにして
もよい。
面に基づいて詳述する。
1の先端部には本発明の防振装置を載せる平坦なベース
3と、ペイロード2を覆うフェアリング(図示せず)が
設けられている。ペイロード2はその底面が円盤状のプ
ラットフォーム4に固定されている。このプラットフォ
ーム4は、ベース3に対向する平面を有し、その平面の
中心には推進軸Aに重なる位置にベース3に向かって延
びた突起4aが形成されている。プラットフォーム4
は、ベース3に設けられた5つの支持部材5に支持され
ている。このうち3つの支持部材5aは、基端部がベー
ス3に固定され、先端部がプラットフォーム4に固定さ
れている。これら3つの支持部材5aは、推進軸Aの周
囲の3箇所に配置され、それぞれの支持部材5aが推進
軸Aに沿う方向に伸縮するようベース3に対して起立さ
せて設けられている。また、残り2つの支持部材5b
は、基端部が推進軸Aの周囲の2箇所に配置されたベー
ス3上の突起3aに固定され、先端部が突起4aに固定
されている。これら2つの支持部材5bは、2つの支持
部材5bが互いに直交しそれぞれの推進軸Aに向かう方
向に伸縮するようベース3に対して傾斜させて配置され
ている。
するアクチュエータ、例えば、油圧シリンダで構成され
る。
部材)5の伸縮運動を制御する制御回路を収容したコン
トローラボックス6と電源7とが設けられている。図示
しないが、ペイロード2の変位量を検出するセンサとし
て、プラットフォーム4とベース3との相対的な位置
(ペイロード2とロケット1との相対的な位置)を検出
する位置センサと、ペイロード2の絶対的加速度を検出
する加速度センサとが設けられている。絶対的加速度を
積分して絶対的速度を得るようにしてもよい。
制御回路は、各アクチュエータの伸縮運動を制御するも
のである。
図3の制御ブロック構成に準ずるものであり、ペイロー
ド2の相対的な変位量と絶対的な変位量とを用いて各ア
クチュエータの伸縮運動を制御するようになっている。
材5は、可変減衰ダンパで構成されている。可変減衰ダ
ンパは、シリンダとシリンダ内外に流体を流通させる細
孔とを有し、伸縮に対してはシリンダ内の流体が抵抗を
示し、細孔における流体の流通によりその抵抗が減衰す
るようになっている。そして、この細孔の径が調節可能
に構成され、そのことによって減衰力(ダンピングレー
ト)が制御可能になっているものである。
ドを弾性的に支持する4つの弾性支持部材8が設けられ
ている。これら4つの弾性支持部材8は、基端部が推進
軸Aの周囲の4箇所に配置されたベース3上の傾斜支持
角調整継手3bに固定され、先端部がプラットフォーム
4に固定されている。これら弾性支持部材8は、それぞ
れ推進軸Aに対して所定の傾斜角で傾斜されている。弾
性支持部材8は、シリコン積層ゴムからなる。
ド2の重心の高さ、ペイロード2の軸から弾性支持部材
8までの水平距離、弾性支持部材8の縦方向と横方向の
剛性等を用いた数式によりペイロード2に揺動が起きな
い条件が一意に決まる。この条件から推進軸Aに対する
弾性支持部材8の傾き角αが導かれる。このとき、推進
方向の固有振動数、水平方向の固有振動数も一意に決ま
る。
からなる受動的な防振装置と、5つの可変減衰ダンパ5
からなる準能動的な防振装置とを組み合わせたものと言
うことができる。
である。
スカイフックダンパ系とを組み合わせたものである。ま
ず、パッシブダンパ系は、4つの弾性支持部材8からな
る受動的な防振装置に相当し、外乱加速度等による機体
変位に応じてプラットフォーム4とベース3との相対的
な変位が印加され、この変位を微分した速度にパッシブ
減衰比を乗じた減衰力が得られる。一方、スカイフック
ダンパ系は、5つの可変減衰ダンパ5からなる準能動的
な防振装置に相当し、ペイロード2に加わる相対的加速
度のうち、可変減衰ダンパ5が緩やかに伸縮することに
より、高周波のみが伝達され、その加速度成分を積分し
た相対的速度にアクティブ減衰比を乗じた減衰力が得ら
れる。2つの減衰力を総合したものがプラットフォーム
4に作用するので、ペイロード2を含めた質量に応じて
プラットフォーム4に加速が生じる。スカイフックダン
パ系を制御するペイロード2の加速度・速度は、ベース
3との相対的なものではなく絶対的なものであるため、
受動的な部材で制御することはできず、アクティブ制御
を加えることにより初めて実現できる。具体的には、加
速度センサにより得られた絶対的加速度・速度を用いて
ダンピングレートを変化させることにより、可変減衰ダ
ンパ5の応答周波数を変化させる。
数に対してペイロード2に生じる加速度のグラフを示
す。図4は、前記受動的な防振装置のみによるものであ
る。図示のように、ロケット1の2Hz以下の低周波振
動に対してペイロード2には若干の加速度が生じ、7H
z以上の高周波振動に対しては殆ど加速度が生じない。
けれども、5Hz近傍において共振するため、極めて大
きい加速度が生じる。
ダンパ5を固定減衰ダンパ5に代えた受動的な防振装置
よるものである。5Hz近傍の共振は抑えられている
が、高周波の遮断特性がよくない。
ものである。5Hz近傍の共振は解消され、高周波の遮
断特性も優れている。
ものである。図6と同じように5Hz近傍に共振がな
く、図6よりも高周波の遮断特性に優れている。
すると、図1の防振装置は、性能に優れ、構成が簡素で
ある。図2の防振装置は、アクチュエータを動かす動力
が必要なく、軽量に構成できる。
る。
えることができ、防振性能が向上する。
るので、クリアランス・ロスを小さくできる。
ある。(a)は側面図、(b)はプラットフォームを除
いた上面図である。
である。(a)は側面図、(b)はプラットフォームを
除いた上面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 打上げ用ロケットの先端部に伸縮可能な
複数の支持部材を介してペイロードを搭載し、上記ペイ
ロードの変位量を検出するセンサを設け、この変位量に
基づいて上記ペイロードの振動が小さくなるよう上記各
支持部材の伸縮特性を制御する制御回路を設けたことを
特徴とするペイロードの防振装置。 - 【請求項2】 上記支持部材を推進軸の周囲の少なくと
も3箇所にそれぞれ推進軸に沿う方向に伸縮するよう配
置し、かつ推進軸の周囲の少なくとも2箇所にそれぞれ
推進軸に向かう方向に伸縮するよう配置することを特徴
とする請求項1記載のペイロードの防振装置。 - 【請求項3】 上記支持部材を動力により伸縮するアク
チュエータで構成し、上記制御回路により各アクチュエ
ータの伸縮運動を制御するようにしたことを特徴とする
請求項1又は2記載のペイロードの防振装置。 - 【請求項4】 上記支持部材を伸縮に対する抵抗を示し
その抵抗の減衰が制御可能な可変減衰ダンパで構成する
と共に上記打上げ用ロケットの先端部の周囲に推進軸に
対して所定の傾斜角で傾斜されて上記ペイロードを弾性
的に支持する複数の弾性支持部材を設け、上記制御回路
により各可変減衰ダンパの減衰特性を制御するようにし
たことを特徴とする請求項1又は2記載のペイロードの
防振装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16243698A JP4078712B2 (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | ペイロードの防振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16243698A JP4078712B2 (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | ペイロードの防振装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11348899A true JPH11348899A (ja) | 1999-12-21 |
JP4078712B2 JP4078712B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=15754586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16243698A Expired - Fee Related JP4078712B2 (ja) | 1998-06-10 | 1998-06-10 | ペイロードの防振装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4078712B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006054274B3 (de) * | 2006-11-17 | 2007-12-27 | Astrium Gmbh | 3-Achsen Feder-Dämpfungssystem |
JP2022512693A (ja) * | 2018-10-17 | 2022-02-07 | エアバス ディフェンス アンド スペース,エス.エー. | 関節式機構およびその機構を備える関節式指向システム |
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-
1998
- 1998-06-10 JP JP16243698A patent/JP4078712B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP4078712B2 (ja) | 2008-04-23 |
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