JPS58500493A - 空中または水中ミサイル用方向制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 空中または水中ミサイル用方向制徒Ｉ装置技術分野 この発明は、空中または水中ミサイル用の方向制御装置に関するものである。

背景技術 ミサイル々ど大部分の制御可能な飛行体は機体後部に取り付けられたｌ糾の操縦 面を傾けることに−より操縦される。しかし、ここ数年、光用翼制御装置の性能 に相当量の研究が注がれてきた。この研究はモジュールの追加によって既存のミ サイルの役割や性能を拡大しようとする動向から刺激を受けたものである。その −例は標準爆弾から”ヌマート”爆弾への転換である。そのような場合に、前胴 を取り去って、それを目標センサ、いくつかの基本情報源、およびミサイルを目 標へ向けて飛行させる制御装置で餘＠換えることは魅力的であり、摩細として簡 単である。し力・しながら、突き出た先尾翼面は周囲の状況によっては梱包に問 題点があり、その上、静的に安定なミサイルを釣合迎角に設定したときに、先尾 板面が発生する揚力はミサイルの垂直加速度を増す方向にあるのに対し後尾翼面 は垂直加速度に違う作用をするので、光用翼面のほうが抜用翼面より有利である とネえられるが、その空力的性能は期待されるほど艮く々い。しかしながら、ミ サイルか先尾翼より胴体は径数個分下流に揚力面を有している場合、これらの揚 力面は流れ整流板として働き、光用翼面によって生じた吹下しを除去しようとす る。そのように作用する場合、揚力面は光用翼面の垂直力にほぼ等しい垂直力の 減少が生じる。したがって、先尾翼の正味の効果は、縦揺れモーメントは得られ るが、一般にミサイルの垂直加速度に対する貢献ははＡのわずこの発明の目的は 、簡単に応用でき、なお有効に方向制御ができる改良された制御形式を提供する ことである。

この目的はこの発明にしたがって、偏向可能な頭部を使用することによって達成 されており、頭部はどの面内においても偏向可能なことが好ましい。

このような装置は、ミサイルの梱包性に悪い影響を与えることはないであろうし 、まだ頭部の偏向による頭部揚力は流れの中に横に拡がらずに、一般に胴体の風 下に吹下しを伴うので、下流の揚力面は吹下しを除去するのにそれほどの効果は ないであろう。頭部を常に目標へ指向させるようにすれば、非常に簡単なミサイ ル操縦法が得られることが理解されるであろう。その場合、ミサイルに動く諸刃 によシ、ミサイルは目標へ向って飛行する。

下に曲がる頭部を用いる航空機は勿論知られているが、これは単にに窒機が着陸 するとき、滑走路がよく見えるようにするためであって方向制御のために使用さ れているのではない。

丸い先端をもつ細長いわん曲した頭部とＪＴｈｊ体を使用し、わん曲した頭部を 偏向−可能に製作して、典型的なミサイル胴体上の偏向可能な頭部の制御の有効 性について風洞試験を実施した。操縦面すなわち揚力図の干渉がない場合におけ る偏向可能力頭部の制御の有効性を調べるのが目的であるから、模型には揚力図 は取り付けなかった。

亜音速および超音速において、力とモーメントを測定した。その結果から、この 装置が有効であり、空中または水中で航行する飛行体に容易に応用できることが わかった。

この装置の実際の構造はさまざまなものが可能であるが、簡単な構造の場合、飛 行体すなわちミサイルは、飛行体の胴体上の球形軸受に取り付けられ胴体の軸線 に対しその軸線を偏向させることが可能な頭部を有している。

頭部を角偏位させるために、駆動手段が設置されている。

駆動手段は胴体に対する頭部の制御パターンにしたがって自在に方向を定めれる ように、頭部と胴体の間に使用されている。

この発明は、一般に、空中または水中を軸方向に前進する、飛行軸のまわりに形 成された胴体から成る空中または水中ミサイル用の方向制御装置であって、前記 Ｕｌ＝ｖ体は胴体の飛行軸に対し角偏位が可能で胴体周囲の流体の流れの様子を 変えることによりミサイルを操縦する手段となる頭部と、頭部と胴体との間にあ って角偏位を生じさせる手段とを備えている。

頭部を偏向させる機構は多くのさまざまな形式か可能であるが、頭部に連結され た油圧作動式または電気作動式グツシュ・ロンドまたはケーブルなどの一連の制 御装置が相互に直角にＸ軸とＹ軸上に配置されていて、差動動作によりどの面内 においても頭部を偏向できるものが好ましい。

方向制御装置はマイクロプロセッサ装置により要求された動作パターンで動かす ことができ、または無縁制御により作動させることができる。あるいは、所定の 誘導法則にしたがってミサイルの運動を制御するホーミング装置を使用すること ができる。このように、突き出たフィンすなわち先尾翼を付けなくても有効な装 置が得られるので、銃から発射する必要のある、あるいは魚雷管など管から発射 する必要のあるミサイルの場合に特に有利である。方向制御装置を胴体殻など回 転するミサイルに装着する場合は、一般に軸受を使用して頭部をミサイルの胴体 に取り付け、スピンの影響を除くことが必要と々る。

頭部と胴体の接合部は、流体の流れの干渉をできるだけ少なくす゛るため整形す ることができる。外形を滑らかにする弾力性のある手段を付けることもできる。

また、要求された制御量にしたかつて頭部の偏向をその長さに沿って次第に大き くすることができるように、頭部をいくつかの独立部分で構成して弾力性のある 外皮で疲＆することもできよう。

給付図面は・方向制御を行なうためミサイルの頭部をどのように胴体に取り付け ることができるかを典型的に示す。しかし、図面は実例としてたけのものであり 、発明を限定するものでないことを理解されたい。

図面の簡単な説明 第１図は非回転のミサイルの断面図、 第２１図は回転するミサイルの断面図、および第３図は非回転の、または回転す ることが可能なミサイルの断面図である。

発明を実施するだめの最良の形態 第１図において、ミサイル１は３で自在に連結された頭部２を有している。胴体 １に取り付けられ頭部２をＸ軸およびＹ軸まわりに傾けるように配置されたモー タ４．５によって、頭部２に角偏位が与えられる。点線は、操縦の場合頭部がど のように傾くかを示す。頭部の後方部分はピボット軸受３のまわりに放射状の部 分球形になっており、胴体１の同様な形状のソケット６に接触している。

第２図において、ミサイル１０の頭部はプラットフォーム１３の偵斜用軸受１２ 上に支持されている。プラットフォーム１３はミサイルの胴体により支持された 逆スピン用モータ１４の軸に取り付けられていて、ミサイルの、す同体に対し回 転することかできる。プラットフォームに支持された２個のモータ１５．１６は 、同様に、操縦のとき頭部を傾ける。頭部１１は可撓性膜１７によってプラット フォーム１３につ々がるよう整形されている。

第３図において、頭部２０は胴体２２の周囲に等間隔で配置された３個のモータ ２１の土に支持されており、頭部の角度はモータ２１の軸部２８を差動的に伸縮 させることによって制御される。

頭部２０と胴体２２は間隔がおいているが、弾力性のあるリングＲがそのすきま を埋めて延びている。探知センサ２４はリード紳２６でマイクロプロセッサ２５ に接続されておシ、マイクロプロセッサ２５からモータ２１の差動的駆動が行な われ、モータの軸部２３は、マイクロプロセッサ２５の制御のもとて前述のよう に差動的にほぼ軸方向に動いて、頭部２０をどの角度方向にでも動かすことがで きる。

満すべき条件は以下のように要約できる。

第１図の非回転の胴体と頭部の場合には、胴体のロール安定化は標準的な方法た とえば胴体内に塔載されたロール速度センサと制御装置によって行なわれる。ロ ール制御トルクは、操縦面’ｔＭけること、スポイラを引っ込めること、あるい はガス噴射を行なうことなど既知の方法で与えられる。

回転する力同体と非回転もしくはゆっくり回転する頭部の場合、第２図の組立体 は、ステータが１ｊｉｊ体に取り付けられ、ロータに頭部１８が取り付けられた モー名１４’に使用している。さらに、頭部１３にロール速度センサ１８が取り 付けられている。ロール速度センサ１８）ｒ使ってモータの速度を適蟲に制御す れば、頭部の回転速度は非常に小さくなる。

略述した装置に対するもつとも簡単々誘導装置は、レーザ誘導爆弾用に使用され た装置にしたがって指示された目標へ向う追跡誘導であろう。空包力学的効果と ジャイロ効果により、胴体ｌ、１０または２２は風ベクトルにぴったり一致する が、目標センサを内蔵した頭部２．１１または２０は一般に目標を指向している 。頭部と胴体の中心線間の偏位角を表わす電気的誤差信号は、この誤差信号がな くなるような方向にモータ４．５（または、１５．１６）（または、２１）を作 動させる。ミサイルに塔載したジャイロ・プラットフォームと頭部の角偏位およ び角速度を感知するセンサを用いれば、より複雑な誘導装置を作ることができよ う。その場合には、適当々伝達関数をもつ誘導装置がモータを作動させてミサイ ルを目標へ向けて制御する。

以上の説明から、流体中を航行し、多くの檜内で制御が必要な飛行体すなわちミ サイルの有効な操縦が、非常に簡単な方法で行なわれ、飛行体すなわちミサイル の胴体の外に障害になる物が突き出るなど望ましくない要因を招く外部制御手段 を使用する必要のないことが理解されるであろう。

ｊ藷ｎチ、２ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　空中または水中を軸方向に前進する飛行軸のまわ□シに形成された胴体から 成る方向制御装置を備えた、空中または水中で使用されるミサイルにおいて、前 記胴体は、その飛行軸に対し角偏位が可能で、且つ前記胴体の周囲の流体の流れ の様子を変えることによってミサイルの操縦手段となる頭部と、前記頭部と前記 胴体の間にあって必要な角偏位を生じさせる手段とを有していることを特徴とす るミサイル。 コ　前記頭部と胴部の間に配置されたモータとこのモータを作動させる手段とに より、頭部と胴体とのｌｌＥｔＥ部の近くで、前記胴体の飛行軸のまわりに前記 頭部を自在に揺動させるため、前記頭部は前記胛体上の支持手段に連結されてい ることを特徴とする請求の範囲第１項記載のミサイル。 ３　前記モータは、Ｘ軸およびＹ軸のまわりに胴体の前部全制御することを特徴 とする請求の範囲第２項記載のミサイル。 ｑ　前記モータは胴体から前記前部全支持し、差動作用により前記前部に角度を 付けることを特徴とする請求の範囲第２項記載のミサイル。 Ｓ　前記頭部の後方部分は月同体の飛行軸上の球形鞠１受に１係合し、さらに前 記胴体の前部にある同じ形状のソケットに接触するよう前記球形軸受のまわりに 放射状の部分球形をしていることを特徴とする請求の範囲第１項記載のミサイル 。 乙　胴体との間にある駆動手段・挺よって前記飛行軸のまわシに回転できるよう に支持されだグラソトフォームと、前記飛行軸に対し一前記頭部に角度を付ける ため前記プラントフォルム上に前記頭部を支持する手段と、前記胴体及び前記プ ラットフォーム間の前記相対回転を制御する手段とによって、前記頭部には逆ヌ ビンが与えられることを特徴とする請求の範囲第１項記載のミサイル。 ７　前記頭部は、前記胴体の外周の、近くに間隔をおいて配置された複数のモー タによって前記胴体に支持されており、前記モータは軸方向にかつ前記飛行軸に ほぼ平行に伸長することができ、それらの差動的伸長を制御する手段によって前 記頭部を傾けること全特徴とする請求の範囲第１項記載のミサイル。 ｇ　前記頭部は、その内部に、前記頭部の角偏位全制御するマイクロゾロセッサ に接続された探知センザｆ：有していることを特徴とする謂禾の範囲第１項記載 のミサイル。 ？　さらに、回転センサを有している請求の範囲第３項記載のミサイル。 ７０図面に記載されている迫りに製作さｔｌ、かつ動作するミサイル。