JPS59219700A - 飛しよう体のオ−トパイロツト - 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】 この発明は、飛しよう体を目標へ、又は目標との予想会
合点に向って誘導させる飛しよう体のオートパイロット
に関するものである。

一般に、飛しよう体自身で目標をとらえて目標までの誘
導が行われる場合に、比例航法が行われる場合が多い。

この場合に、地球上においては。

Ｍｔ力の影響を補償する為に、横加速度［Ｇバイアスを
加えることがある。このＧバイアスを加えるためＫは飛
しよう体自身において上下方向を認識する必要がある。

このため通常、飛しよう体発射前に飛しよう体内に装着
したフリージャイロを鉛直面に合わせて基準とする方法
、あるいは機体軸まわシの回転運動を許容せずに、ロー
ル姿勢制御を行う方法等がとられる。以下Ｇバイアスを
行う飛しよう体のオートパイロットの一実施例としてフ
リージャイロを使用する方法について述べる。

従来、フリージャイロをロール姿勢の基準としてＧバイ
アスを加えた飛しよう体のオートパイロットの一例とし
て、第１図に示すものがあった。

図において、（１）は目標追尾装置、（２）はピッチ軸
増幅器、（３）はフリージャイロによるロール姿勢検出
５、１４Ｈ”ｊ　ヒツチ軸Ｇバイアス計算機、（５）は
ピッチ軸制御装Ｍ、、　（６１はピッチ軸レートジャイ
ロ、（７）はピッチ軸操舵装圓、（８）はピッチ軸加速
度計、（９）はヨー軸増幅器、　叫ＩＩｓヨー軸Ｏバイ
アス計算機、’＋Ｉ＋）はヨー軸制御装置、（Ｌ２はヨ
ー軸レートジャイロ。

ａ■エヨー軸操舵装置、ａ荀はヨー軸加速度計である。

次に動作について説明する。目標追尾装置＋１１は。

目標からの赤外放射、可視反射等のエネルギーを捕捉し
追尾を行い、または電波を使って目標を追尾することで
、目標と飛しよう体との間に構成される目視線角の慣性
空間上での変′化率を出力する。

以下ピッチ軸について考えると、目標追尾装置Ｉｌ＋か
ら出力された目視線角変化率σｐは、増幅器（２）によ
って加速度指令〜ＰＶｃ変換される。ここで。

目視線角変化率σ２と加速度指令ａ。Ｐの間には次の関
係かめる。

ａｃｐ　＝Ｎｅ’　Ｘ　Ｖ□　ＸσｊＰ・・・ｆｌ＋（
１）式においで、Ｎθ　は航法定数、ｖｃは接近速度で
ある。ところで、この飛しよう体は９発射時にロール軸
の基準となるフリージャイロを起動させている。ロール
姿勢検出器（３）は、このフリージャイロと、角度検出
器から構成されており、飛しよう中上下方向からのピッ
チ４ｉ１１１　、　　ヨー軸のずれを継続的に計測する
。ピッチ軸のＧバイアスは所定のＧバイアスに対して、
Ｃ０８φだけ掛は合わせた値になっている。この部分の
計算がピッチ軸Ｇバイアス計算機（４）で計算されてい
る。このＧバイアスは、ピッチ軸加速度指令と加算芒れ
で、ピッチ軸制御装置１ｉ：　（５）　ＶＣ入力される
。ピッチ軸制餉ｊ装置（５）で６１７−１−ジャイロ（
６）、加速度計１８１と入力信号が処理されて、ｂ［要
の操舵信号が操舵装置（７）に送らｈる。同様の動作が
ヨー軸でも行われる。

Ｇバイアスを作動させる誘導飛しよう体の上記オートパ
イロットでは、上下方向からの機体の回転を検出するた
めに、フリージャイロを使用するため、飛しよう体発射
時に過大な加速が必要な飛しよう体では適用が困難であ
シ、また発射時にフリージャイロの起動２女定化、上下
軸設定等の準備が必要であるという欠点があった。その
上、フリージャイロを利用するために、小形化、低価格
化の点で問題があった。

この発明は以上のような点にかんがみてなされたもので
、高価なフリージャイロも２発射前の設定も不要で２発
射時の過酷な加速にも影響されずに２重力等の影俟を受
けにくい誘導を行うもので。

通常の誘導信号に更に誘導信号を積分した個を加算する
ことで、Ｇバイアスを加える場合と同様な効果を得るこ
とができ、安価な飛しよう体を構成することの可能なオ
ートパイロットを提供するものでおるら 以下この発り］の一実施例について図面を追って説明す
る。

第２図は、この発明によるオートパイロットの誘導信号
等の時間変化の一例を示したものである。

図において、０９は時刻、α６１はロックオン信号、　
（１７１は水平面の計導信号、餞は補償を行わない場合
の上下面の誘導信号、　（Ｊｌは補償を行った場合の上
下面の誘導信号、　＋２１［この発明による補償信号、
（２υは補償を加えない場合の上下方向横加速度、Ｑ′
４は補償を加えた場合の上下方向横加速度である。

飛しよう体が目標捜索を行った後、目標を捕捉するとロ
ックオン信号θｅが得られる。目標捕捉後。

第１図ｆｉ＋における目標追尾装置からげ誘導信号が出
力される。目標が艦船等の様に急速な回避運動をとらな
い場合に・工、水平面の誘導信号ａηは、初期誤差の修
正時に出力されるだけになる。ところが、上下面の誘導
信号は重力補償を行わない場合ｔｌＣ＆丁、０８のよう
に増加して行く傾向がある。また。

この増加傾向（工、目標の回避運動によってももたらさ
れる。上記従来のオートパイロットの一例では、この増
加を打ち消すために、上記Ｇバイアスを行っていた。こ
の発明においては、ロックオン信号（ＩＧが倚られた後
ｔＢ抄後から、誘導信号を積分し加速度指令に加え°′
ることでθＱのような誘導信号増加を打ち消すものであ
る。第２図中、信号（至）は誘導信号を積分して得る補
償信号を示す。信号（イ）を加速度指令に加えると誘導
信号は０で示される様子になる。この場合に飛しょう体
で発生する加速度はＣｉって示される変化をし、補償を
行わない場合の加速度Ｑυに比較して命中時における加
速度が低くなってお９命中精度の向上が実現できる。

第３図は１機体のピッチ軸、ヨー軸と誘導信号の関係を
示す図である。図において、（ハ）は空間安定化を行っ
た基準軸Ｘ２．（財）は基準軸Ｘ２と直交する基準軸ｘ
ｉ、　　Ｇ！５１＆ま機体のピッチ軸、（ハ）は機体の
ヨー軸、（５）は上記基準軸Ｘ２（２）と上記ピッチ軸
（ハ）のなす角度φｐ１．（２１は誘導信号の方向を示
す。

飛しよう体は、ロール軸の運動を制御しているものが多
いが、この発明では、必らずしもロール運動が制御され
ていないものを例にとる。その場合に、慣性空間上の上
下左右面と機体のピッチ。

ヨー面は角度φのずれがあるものと仮定すると。

機体で検出する誘導信号を座標変換することで慣性座標
上での信号を得ることができる。この発明では９機軸上
のピッチ軸（ハ）、ヨー軸（２）に沿って得た誘導信号
を、ロックオン時点から、ロールレート信号を計測した
ロール角φｐ　（２７１で、基準軸Ｘ１゜Ｘ２　に座標
変換し、基準軸　ｘｌ、ｘ２から見ｆＣ＠導信号として
積分等の処理を行っている。積分された誘導信号ａｎ　
ｈｓ　、逆変換をほどこされ、ピッチ軸ヨー軸に加わり
、加速度指令となる。

第４図は、この発明の一実施例による飛しよう体のオー
トパイロットを示す因である。図中、　１１＋。

＋２１．　＋５１〜＋９１．　（Ｉｌｌ〜α〜は第１図
と同じものを示す。

図において、Ｃ２１＆まロツクオ／判定装置、−はロー
ルレートジャイロ、０υはロールレート信号Ｌ　１．３
ｚは合成装置、０３は切換器、Ｏａは誘導信号積分器。

Ｃ（つは分配装置である。

次に動作について説明する。目標追尾装置（１）ス”に
目標追尾を開始すると、ロックオン判定装ｆｉｔ’　Ｃ
Ｉｌによって、ロックオン信号が出力される。ロールレ
ートジャイロ（至）の出力信号は、上記ロックオン信号
が出た時点から積分器Ｏυによって積分され、ロックオ
ン時点からのピッチ軸ヨー軸の回転角節が出力される。

一方、目標追尾装置から出力された誘導信号は、ピッチ
軸成分σ２′は増幅器（２）で。

ヨー軸成分は増幅器（９）で各々加速度指令ａ。Ｐ。

ａｏＹに変換される。合成装置０δでは、上記加速度指
令が、基準軸Ｘ２（ハ）、基準軸Ｘ１（２）に分解され
る。基準軸Ｘ２．　Ｘ１上の信号をａＸ２．ａｘｌとす
ると、上記回転角φ２とａＣｔＰ　Ｉ　ａＯＹ　＃　ａ
Ｘ２　”　ＸＩの間には次の関係がある。

切換器（至）では、ロックオン後所定の時間ｔ８秒後か
ら回路を作動させる。積分器（２）では、（２）式にお
けるａＸ２　”　ｘｌが積分されて行き’　　ａｘ’２
　’　ａｘ’１となる。

分配装置（ハ）では、信号ａｘ２　”　ｘｌが機体のピ
ッチ軸、ヨー軸の信号ａ。Ｐ　Ｉ　ａａｙ　に分配され
る。

ピッチ軸ヨー軸の加速度指令信号ａ　　、ａ　　は（３
）ａｐ　　　　　ａｙ 式による補正信号ａ。Ｐ’ｌ　ａＯＹ’　を加えて、ａ
ｏ’昼。

、　Ｏ／／　　となる。

信号ａ。γ、ａｏ′Ｙ′は、新らたな加速度指令信号と
して、ピッチ軸制御装置（５）、ヨー軸ｆｌｊｌＪ　ａ
ｌ装−０υに入力され、レートジャイロ＋６１．　Ｈ，
加速度計（８）。

（１４１の信号を利用することで、所要の加速度を発−
生ずる操舵が操舵装置（７）において行われる。

以上のようにこの発明による飛しょう体のオートパイロ
ットは構成され、目標追尾装置から出力される誘導信号
の定常誤差をなくせるので、従来の飛しよう体で必要で
あった上下方向を検出して車力補償を行う必要がないた
め、フリージャイロ等を使用しない低価格、高信頼度の
飛しよう体が実現できる。また、飛しよう体発射時ＶＣ
ハ誘導制御系を活性化する必要がないため１発射時、ブ
ースト時過大な加速度が働いても影ｆ＃は受けにくい。

また発射時のロール角度を記憶又は維持する必要はない
ため、航空機から発射する場合に航空機側、のバンク角
は制限を受けず回避行動中の飛しよう体発射も可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

、　　第１図は従来のフリージャイロを基準としてＧバ
イアスを加えた飛しよう体オートパイロットの一実施例
を示す図、第２図はこの発明によるオートパイロットの
誘導信号等の時間変化の一例を示したグラフ、第３図は
機体のピッチ軸ヨー軸と誘導信号の関係を示す図、゛第
４図はこの発明による飛しよう体オートパイロットの一
実施例を示すブロック図であり９図中、（１）は目標追
尾装置、（２）はピッチ軸増幅梅、　＋３）はフリージ
ャイロによるロール姿勢検出器、（４）はピッチ軸Ｇバ
イアス計算４６゜（５）はピッチ軸制御装置、　（６１
はピッチ軸レートジャイロ、（刀はピッチ軸操舵装置、
　＋８１はピッチ軸加速度計、（９）はヨー軸増幅器、
　［１！はヨーｆｉ、！＋Ｇバイアス計算機、ａ１）は
ヨー軸制御装置、　（＋２１はヨー軸レートジャイロ１
ｔａｔまヨー軸操舵装置、０４１はヨー軸加速度計、０
！９は時刻、００はロックオン信号、αηは水平向の誘
導信号、Ｈ＆ま補償を行わない場合の上下面の誘導信号
、（１１！工補償を行った場合の上下面の誘導信号、Ｃ
ａは補償４８号、　ｔ２１１Ｇ丁補償を加えない場合の
上下方向横加速度、（２４は補償を加えた場合の上下方
向横加速度、ｒ１３は空間安定化を行った基準軸Ｘ２．
　　Ｃｏ１ｔ工基準軸Ｘ２と直交する基準軸ｘ１．　　
（ハ）は機体のピッチ軸、翰は機体のヨー軸、（５）は
上記基準軸Ｘ２と上記ピッチ軸のなす角度φＰ、（２）
は誘導信号の方向、＠はロツクオ／判定装置、ケｈまロ
ールレートジャイロ、０υはロールレートｌｉｔ　分５
゜０２＆工合成装置、αｌｉｔ″ｊ−切換器、（財）は
誘導信号ケ分器。 ｃＩ５１は分配装置を示す。 なお９図中同一あるいは相当量・分に＆大同−符号を付
して示しである。 代理人　大　岩　増　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 目標あるいは目標との予想会合点に向けて飛しよう体を
   誘導する飛しよう体のオートパイロットにおいて、目標
   を捜索し捕捉し追尾を行う目標追尾装置と、上記目標追
   尾装置が目標を捕捉した時に所定の信号を出力するロッ
   クオン判定装置と。 上記目標追尾装置°から得られる誘導信号を加速度指令
   信号に増幅する増幅器と２機体の機軸まわシのロール角
   速度を検出するレートジャイロと、上記ロールレートジ
   ャイロの検出信号を積分する積分器と１機体のロール運
   動に魅して独立した誘導信号を得る合成装置と、上記ロ
   ックオン判定装置からの信号によって導通状態になる切
   換器と、上記合成装置からの出力を積分する積分器と、
   上記積分器からの出力をピッチ軸ヨー軸に分配する分配
   装置と２機体のピッチ軸ヨー軸の加速度を検出する加速
   ＃計と９機体のピッチ軸ヨー軸まわシの角速度を検出す
   るレートジャイロと、上記加速度泪の信号、レートジャ
   イロの信号、および誘導信号から所望の制御を行なうピ
   ッチ軸制御装置並びにヨー軸制御装置と１機体を所望の
   方向へ軸道修正を行う操舵装置とを備え０機体に働く１
   力の影Ｖシ及び目標の加速度連動による誤差増大を除去
   することを特徴とする飛しよう体のオートパイロット。