JPS62168790A - 飛行体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は飛行体に関し、特に気象観測や軍事上の目的
をもって飛行する飛行体の経路・姿勢を安定化する経路
・姿勢安定方式に関するものである。

〔従来の技術〕

従来技術の例として良く知られた落下傘の姿勢安定方式
を第５図を用いて説明する。第５図において、１は観測
機器等のロード、２は落下傘の天蓋、３は落下傘の支持
網、４は支持点、５はロードの重心、６は天蓋２の空力
中心である。

落下傘では、ロードの重心５に作用する重力ｍ１と、天
蓋の空力中心６に作用する抗力りとがそれぞれ支持点４
を中心に反対方向に作用し、これにより落下傘の姿勢を
鉛直に安定化させるモーメントを作り出す。なお、ここ
では説明の便宜上天蓋２および支持網３に作用する重力
、およびロード１に作用する抗力は省略している。

次に第６図を用いてスピンによる経路・姿勢安定化の例
として砲弾の経路・姿勢安定原理について説明する。図
において、７は砲弾、８はその重心、９は砲弾７の回転
軸、１０は砲弾７の有する角運動量ベクトル■である。

通常の砲弾は経路および姿勢安定化のために砲筒内で回
転を与えられて発射される。その砲弾７の有する角運動
量ベクトルＨ（Ｎｍｓ）は百＝コ で与えられる。ここでＩは砲弾７の回転軸９まわりの慣
性モーメントＣｋｔｒｒｄ＞　、ωはその回転角速度（
ｒａｄ　／ｓ　）である。

この回転の第１の効果は砲弾７が加工誤差により回転軸
９まわりに非対称で、そのためこれに作用する空気力が
回転軸まわりに非対称であっても、この空気力は回転す
ることによって平均化され経路が特定の方向に偏らない
ことであり、第２の効果は以下に示すジャイロ効果によ
り姿勢が安定することである。

すなわち第６図において、砲弾７の有する角運動量ベク
トルＨにモーメントＮ　（Ｎｍ）がΔを秒間作用したと
する。このとき砲弾７に新たに付加される角運動量ベク
トルΔＨは ΔＨ−ＮΔｔ で与えられ、合成された角運動量ベクトルはＨｌとなる
。このため回転軸はこの新しい角運動量ベクトルの方向
に追随していき最後にＨｌの方向を向く、ところが、も
し砲弾７が角運動量を有していなければ、砲弾７はこれ
にモーメントが作用するとたちまちその作用軸まわりに
回転してし、まうから姿勢の安定が保てない。これが良
く知られたジャイロ効果である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の飛行体はモーメントが作用するとた。

ちまちその作用軸のまわりに回転してしまい、姿勢の安
定化を保つことが困難であり、また観測機器等を搭載し
た飛行体では落下傘のような姿勢安定化を必要とした。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、飛行体の飛行中は姿勢と経路を安定化し、ま
た飛行体が失速した後も落下傘のようにその姿勢を安定
化することができる飛行体を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る飛行体は、飛行体本体の後端に、該飛行
体の外皮の一部をなすよう表面に沿ってがつ後方に展開
可能に設けられた複数の羽根片からなり、飛行体と一体
にあるいは少なくともそれのみで回転可能な羽根を設け
たものである。

〔作用〕

この発明においては、飛行体本体の後端に複数の羽根片
からなり、回転する羽根を設けたから、飛行体の飛行中
羽根片に作用する空気力によって飛行体に経路・姿勢の
安定効果を与えることができ、また、飛行体が失速した
後も落下傘のようにその姿勢を安定に保つことができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

この発明の第１の実施例による飛行体は、落下傘の天蓋
の代りに飛行体本体の外皮の一部をなす複数の羽根片を
展開可能に設けたものであり、これにより、落下傘の場
合と異なり、複数の羽根片からなる展開羽根は飛行体本
体に剛に結合されているため、空気力により飛行体に回
転を与えることができる。

また、本発明の第２の実施例は、飛行体本体を前部と後
部に分け、後部に取付けた展開羽根を飛行体前部に対し
機軸まわりに回転可能としたものであり、これにより飛
行体に搭載した観測機器が、機軸まわりの高速の回転を
好まない場合でも、展開羽根のみの回転によるジャイロ
効果により姿勢を安定化できる。

また、飛行体の形状によっては、速度を失った後は展開
羽根を剛に飛行体に結合するよりも、落下傘のようにビ
ンジヨイントを介して結合した方が、姿勢の変動が小さ
い場合がある。

そこで本発明の第３の実施例は展開した羽根が飛行体と
ともに一定時間回転すると飛行体の前部と後部を連結す
るラッチが外れ、後部の羽根が前部の飛行体に対してピ
ンジヨイントの結合になるようにしたものであり、これ
により飛行の初期には展開羽根のジャイロ効果により経
路・姿勢安定化を行い、失速後は落下傘と全く同じ原理
で姿勢安定化を行うことができる。

以下、上記第１〜第３の実施例を図について詳細に説明
する。

第１図は本発明の第１の実施例による飛行体の説明図で
あり、図において、１３は飛行体本体、１４ａは飛行体
本体１３の後端にその外皮の一部をなすように取付けら
れた羽根片、１４は複数の羽根片１４ａからなる展開羽
根であり、これは飛行体の射出後一定時間後に展開する
。この展開機構はいろいろ考えられるが、本実施例にお
いては上記羽根片１４ａの取付部１５は蝶番とし、該羽
根片１４ａはバネ１６により展開可能に支持されている
。そして上記取付部１５は一定角度（例えば９０゛）以
上は開かないように設定されている。

羽根１４ａはそれぞれ延時装置のワイヤ１７で拘束され
ている。

次に作用効果について説明する。

飛行体の射出と同時に延時装置１８が点火され、該延時
装置は一定時間の延時薬の燃焼後、ワイヤ１７の拘束を
開放する（例えば少量の火薬を使う等して、熱で焼切る
）。このような展開機構は例えば人工衛嵐の太陽電池パ
ドルの展開などに用いられ、延時機構は爆弾やミサイル
などに用いられ、ともに周知のものである。一旦羽根の
展開がはじまれば羽根片１４ａは空気力を受けては急速
に展開し、該羽根は蝶番１５のロック位置、あるいはバ
ネ１６カと空気力との釣合う位置に保たれる。

この羽根片１４ａは例えば、すべての羽根片１４ａを同
じ長さ方向に涙っておくことによって風を受けると回転
力を生じるようにしておく。ここでこの羽根の形状は空
気力学的に設定すればより効率よく回転力を与えること
ができる。これにより機体は機軸まわりに回転をはじめ
るが、すでに説明したように高速で回転している間は外
乱力の平均化とジャイロ効果により安定な（変動の少な
い）経路と姿勢を維持し、また失速後も落下傘のように
安定な姿勢を保ちつつ、空気力による抵抗と重力加速度
の作用を受けて、徐々に下降していく。

この様子を第２図に示している。

ここで上記第１の実施例では、飛行体自身を高速で回転
させるものとしたが、観測機器の種類によっては回転を
好まないものも考えられる。

そこで本発明の第２の実施例は観測機器を搭載した部分
は高速で回転しないようにしたものである。すなわち第
３図に示すように、飛行体本体１３を前部３０と後部２
０の２つの部分に分け、この両者をシャフト２８で接続
し、後部が前部に対し機軸まわりに自由に回転多能とす
る。そして観測機器１９は前部に搭載する。この場合、
前後両部間の摩擦が十分小さければ羽根１４を有する後
部が高速で回転しても、前部はあまり回転せず、このた
め観測機器１９を高速で回転させることなく、経路、姿
勢の安定化を行うことができる。

上記２つの実施例においては展開羽根１４が飛行体本体
１３と剛に結合されており、この構造は天蓋とロードと
がピンジヨイント結合されている落下傘とは異なるが、
飛行体が失速して落下傘のような降下状態になった場合
には、観測機器の目的によっては展開羽根が飛行体本体
とピンジヨイントで結ばれた方がよい場合がある。例え
ば速い周波数の風の変動に対する飛行体の経路・姿勢の
変動がピンジヨイント結合の方が小さいような場合であ
る。

そこで本発明の第３の実施例は、第４図に示すように飛
行体の高速での飛行中には上記２つの実施例と同じ経路
・姿勢の安定効果を有し、失速した後は飛行体後部の展
開羽根１４が飛行体から外れてピンジヨイント結合の状
態となるようにしたものである。

図において、１３．１４は第１図と同一のものであり、
２０は羽根１４を取付けた飛行体の後部で、これにネジ
２１が取付けられている。飛行体本体１３の前部にはこ
れに対応するネジ穴２２があり、ネジ２１が外れると前
部３０と後部２０はケーブル２３により結合されるよう
にしている。

本実施例では飛行体の前部３０と後部２０とを初めのう
ちはラッチ機構２４によりラッチした状態とし、飛行体
の高速での回転中には前記２つの実施例と同じ方法で経
路・姿勢の安定効果を生じるようにする。一定の時間後
ラッチ２４が外れると、飛行体は失速するとともに後部
の展開羽根１４は空気力による回転の抵抗を受けて減速
をはじめるが、前部の飛行体１３はそのままの回転速度
を保とうとするのでネジ２１が回転して外れ、後部２０
の羽根と前部飛行体１３とはケーブル２３のみを介して
結合することになり、これにより飛行体には落下傘のよ
うにその姿勢を安定させる効果が与えられることとなる
。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明にかかる飛行体によれば、射出飛
行体本体に射出後展開する羽根を設けたので、高速で飛
行している間は砲弾と同じように回転による空気力の平
均化及びジャイロ効果により経路・姿勢を安定させるこ
とができ、また失速後は落下傘と同じように姿勢を安定
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による飛行体の構成及び
動作の説明図、第２図は上記実施例の射出飛行体の経路
及び姿勢変化を示す図、第３図および第４図はそれぞれ
本発明の第２．第３の実施例を示す図、第５図は落下傘
の姿勢安定効果を示す図、第６図は砲弾の経路・姿勢安
定効果を説明するための図である。 図において、１３は飛行体本体、１４は展開羽根、１４
ａは羽根片、１５は取付部、１６はバネ、１７はワイヤ
、１８は延時装置、２８はシャフト、２０は飛行体の後
部、３０は飛行体の前部、２１はネジ、２２はネジ穴、
２３はケーブル、２４はラッチ機構である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２図 第３図 第５図 己 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）地上の射出装置または空中の航空機等から射出さ
   れる飛行体において、 飛行体本体の後端に該飛行体本体の外皮の一部をなすよ
   うその表面に沿ってかつ後方に展開可能に設けられた複
   数の羽根片からなり、上記飛行体本体と一体にあるいは
   それのみで回転可能な羽根を備え、該羽根により飛行体
   の飛行中該飛行体に作用する空気力を平均化することに
   より、あるいは飛行体の一部の回転により生じるジャイ
   ロ効果により経路・姿勢の安定化を行い、飛行体の失速
   後は落下傘と同じ原理による姿勢安定効果を飛行体に付
   与するようにしたことを特徴とする飛行体。
2. （２）上記飛行体本体は、前部と該前部に対し機軸まわ
   りに回転可能に設けられた上記羽根をその後端に有する
   後部とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の飛行体。
3. （３）上記飛行体本体は前部と該前部に対し分離可能に
   設けられた後部とからなり、該後部は上記飛行体本体が
   射出後一定時間回転することにより上記前部に対し左右
   に移動可能に結合された状態となるものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の飛行体。