【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操舵翼の操舵により姿勢制御する飛しょう体本体と、飛しょう体本体の後方に連結されたブースタとからなる飛しょう体を、飛しょう体本体が飛しょう可能な範囲になるまで加速する発射初期、いわゆる、ブースタ飛しょう時において、飛しょう体の姿勢、安定を行うための飛しょう体姿勢制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】長距離飛しょうさせるタイプの飛しょう体には、発射初期において飛しょう体を所定の速度になるまで加速するブースタと、飛しょう体が所定の速度になったとき、後方に連結されたブースタを切離し、後端部に設けた操舵翼の操舵により姿勢制御を行う飛しょう体本体とから構成するようにしたものがある。

【０００３】上述したタイプの飛しょう体には、図３に示すように、ブースタ加速中の飛しょうにおいて旋回が必要になるため、ブースタ加速を行う発射初期においても、飛しょう体１に旋回運動をさせる必要があり、ブースタ３の後端部に開口させたノズル内に、発射初期においても、強い燃焼ガスの噴射力で飛しょう体１の姿勢制御するための制御力を発生させることのできる４枚の推力偏向板６を設けて、旋回運動を必要とするときに推力偏向板６を偏向させて、飛しょう体１の姿勢制御を行うためにピッチ、ヨー、ロールの各軸まわりの大きな制御力を発生させることができるようにした、推力偏向装置７を設けるようにした飛しょう体がある。

【０００４】なお、飛しょう体は、飛しょう体１が所定の速度になったとき、後方に連結されたブースタ３を切離し、飛しょう体本体２の飛しょうを安定させるための周方向に９０度間隔で配置され、中央部外周面から外方へ突出させた４枚の主翼と、飛しょう体本体２の姿勢を制御するための、主翼と同様に外周面から突出させ、後端部に配置された、４枚の操舵翼１０とを設けるようにしている。

【０００５】従来の飛しょう体に設けるようにした飛しょう体姿勢制御装置では、ブースタ３の後端部に燃焼ガスを偏向させて、偏向した燃焼ガスの噴射力で飛しょう体１の姿勢、安定を制御するための制御力を発生させることができる４枚の推力偏向板６を設けるようにしているために、発射初期においても、高速で噴射される燃焼ガスの大きな流体力が作用する推力偏向板６に生じる大きな偏向力によって、発射初期において必要とされる飛しょう体１の姿勢制御には、充分に対処することができ、ブースタ３切離し直後に旋回させる必要のある飛しょう体本体２の旋回性能要求は緩和される。

【０００６】しかしながら、従来の飛しょう体に設けるようにしている推力偏向装置７では、偏向させて大きな飛しょう体１のピッチ、ヨー、ロールの各軸まわりの制御力を発生させることができる推力偏向板６等からなる推力偏向装置７を設けるようにしているために、飛しょう体１の重量が増し、また、所定の加速性能を発揮させるためのブースタ３が大型化する不具合がある。

【０００７】すなわち、図４に示すように、従来の推力偏向装置７は、ピッチ、ヨー、ロールの各軸まわりの制御力をそれぞれ発生させることができる４枚の推力偏向板６と、推力偏向板６のそれぞれに、ピッチ、ヨー、ロールの各軸まわりの制御力を発生させることのできる偏向をさせるためのアクチュエータ１１と、アクチュエータ１１からの駆動力を推力偏向板６に伝達するための駆動軸１２とからなり、しかも、推力偏向装置７は、個別の推力偏向板６毎にそれぞれ設ける必要があるため、推力偏向装置７自体の重量が増し飛しょう体１の重量が増すとともに、多くのアクチュエータ１１及び駆動軸１２
を設けるスペースが必要であるために、ブースタ３も大型化することとなる。 なお、図４中、軸Ｃ２８はロール軸に対し同心状に配置された軸である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の飛しょう体の発射初期における制御を行うために採用されている、上述した飛しょう体姿勢制御装置の不具合を解消するため、ピッチ軸、ヨー軸まわりの制御には、飛しょう体本体の後方に連結され、飛しょう体本体を飛しょう可能な範囲にまで加速するブースタの後端部に設けられて同一方向に変角されて、発射初期においても高速度で外部に排出される燃焼ガスを偏向させて、ピッチ軸、ヨー軸まわりの大きな制御力を飛しょう体に発生させて、
ピッチ軸、ヨー軸まわりの十分な制御を行うことができ、ロール軸まわりの制御には、飛しょう体本体の後部外周から外方へ突出させ、対向させて設けられ、４枚の操舵翼１０を変角することによって、空力的干渉の影響を受けず大きなロール軸まわりの制御力を飛しょう体に発生させて、飛しょう体の発射初期においてロール軸まわりの制御を行うことができ、従って、飛しょう体の発射初期においても、飛しょう体の姿勢、安定を制御して飛しょうさせることのできる飛しょう体姿勢制御装置とした。

【０００９】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の飛しょう体姿勢制御装置は、次の手段とした。

【００１１】（１）飛しょう体本体と、飛しょう体本体の後方に連結され、飛しょう体本体が飛しょう可能な範囲にまで加速するブースタとからなる飛しょう体の発射初期における、ピッチ軸、ヨー軸まわりの姿勢、安定を制御するために、発射初期においても高速度で外部に排出される燃焼ガスを偏向させて、ピッチ軸、ヨー軸まわりの制御力を発生させ、発射初期においても十分な制御を行うことができるようにするために、ブースタの後端部内に対向して設けられ、アクチュエータによりそれぞれ同一方向に偏向させて、ピッチ軸、ヨー軸まわりにそれぞれ大きな制御力を発生させることができる、２対の推力偏向板、及び１対の推力偏向板を同時に駆動させることのできるアクチュエータ等からなる推力偏向装置を設けた。

【００１２】（２）飛しょう体本体と、飛しょう体本体の後方に連結され、飛しょう体本体を飛しょう可能な範囲にまで加速するブースタとからなる飛しょう体の発射初期における、ロール軸まわりの姿勢、安定を制御するために、飛しょう体本体の後部外周から対向させて外方へ突出され、飛しょう体本体アクチュエータにより変角させて、発射初期においても、空力的干渉の影響を受けることが少なく、ロール軸まわりの大きな制御力を発生させることができる、４枚の飛しょう体本体操舵翼を設けた。

【００１３】なお、発射初期におけるロール軸まわりの制御力を発生させる４枚の飛しょう体本体操舵翼は、飛しょう体からブースタが分離され飛しょう体本体のみで飛しょうするときには、飛しょう制御を行うようにしたものを使用することが好ましい。

【００１４】本発明の飛しょう体姿勢制御装置は、上述の手段としたので、飛しょう体の発射初期における、ピッチ軸、ヨー軸まわりの姿勢制御に、飛しょう体の発射初期においても高速度で外部に排出される燃焼ガスを偏向させて、ピッチ軸、ヨー軸まわりに大きな制御力を発生させることができる推力偏向装置を設けたので、飛しょう体の発射初期におけるピッチ軸、ヨー軸まわりの姿勢制御を十分にでき、飛しょう体の外乱対処性を向上させ、安定した飛しょうをさせることができ飛しょうのばらつきを小さくできる。

【００１５】また、ロール軸まわりの姿勢、安定の制御に、飛しょう体本体の後部外周から対向させて外方へ突出され、変角させて、発射初期においても空力的干渉の影響をうけることが少なく、大きなロール軸まわりの制御力を発生できる４枚の飛しょう体本体操舵翼を設けたので、発射初期におけるロール外乱への対処に対しても充分な制御力を発生させることができ、ロール軸まわりの制御性に優れたものにできる。

【００１６】さらに、飛しょう体姿勢制御装置に設ける推力偏向装置では、ピッチ軸、ヨー軸まわりの姿勢制御のみを行うようにし、ロール軸まわりの姿勢制御は、飛しょう体本体に設けた操舵翼で行うようにしたので、ピッチ、ヨー、ロールの各軸まわりの制御力を発生させるために、従来、４枚の推力偏向板のそれぞれに設け、ピッチ、ヨー、ロールの各軸まわりの制御力を発生させるための偏向を行うようにしていたアクチュエータ、駆動力を推力偏向板に伝達するための駆動軸は、個別の推力偏向板にそれぞれには設ける必要がなく、１対毎に設ければ良く、これにより推力偏向装置のアクチュエータ、
駆動軸は半減できて重量を小さくでき、飛しょう体の重量を逓減でき、さらには推力偏向装置を設けるスペースを小さくでき、ブースタの小型化等を計ることができる。

【００１７】また、発射直後の旋回制御させる必要のある場合でも、発射初期においても必要とする旋回制御ができるので、ブースタを切離し高旋回飛しょうをさせる必要のある飛しょう体本体の旋回性能要求が緩和され、
しかもピッチ軸、ヨー軸まわりの姿勢制御に推力偏向装置を、ロール軸まわりの姿勢制御に飛しょう体本体操舵翼をそれぞれ使用するようにしたので、簡素な構成で飛しょう体の姿勢制御が可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の飛しょう体姿勢制御装置の実施の形態を図面に基づき説明する。

【００１９】図１は本発明の飛しょう体姿勢制御装置の実施の形態を搭載した、飛しょう体の全体側面図、図２
は図１に示す飛しょう体姿勢制御装置を構成する推力偏向装置を示す斜視図である。

【００２０】なお、図１，２において、図３、図４に示す部材と同一部材には、同一符号を付して説明は省略する。

【００２１】本実施の形態の飛しょう体姿勢制御装置においては、ブースタ３後端部内に飛しょう体１の姿勢制御もしくは安定化を目的として、推進力を発生させるために、外部に噴出させている燃焼ガスを偏向させる後述の２軸リンク型推力偏向装置１５を設け、ピッチ軸、ヨー軸まわりの、いわゆるピッチ系、ヨー系の飛しょう体１の制御を行うようにしている。

【００２２】すなわち、図２に示すように、ピッチ軸と平行にされて、ブースタ３のノズル内に配置された軸Ａ
２６線上に、回転軸心が配置された第１推力偏向板１
６、第３推力偏向板１８のそれぞれの後縁側が、例えば、下方になるように偏向することにより、高速の燃焼ガスは後下方側へ偏向されることになり、この燃焼ガスの偏向によりブースタ３の後端を上方へ押し上げる推進力が発生し、飛しょう体１には重心まわりに頭下げ方向の回転力が発生することにより飛しょう体１のピッチ軸まわりの姿勢制御を行うことができる。

【００２３】また、ヨー軸と平行にされて、ブースタ３
のノズル内に配置された軸Ｂ２７線上に、回転軸心が配置された第２推力偏向板１７、第４推力偏向板１９のそれぞれの後端側が、例えば、右側になるように偏向することにより、高速の燃焼ガスは右側後方へ偏向されることになり、ブースタ３の後端を左側へ移動させる推進力が発生し、飛しょう体１には重心まわりに、右側に頭部を向ける回転力が発生することにより、飛しょう体１のヨー軸まわりの姿勢制御を行うことができる。

【００２４】また、ロール軸まわりの飛しょう体１の制御には、従来の飛しょう体１では発射初期、すなわち、
ブースタ飛しょう時には、従来作動させるようにしていない飛しょう体本体２の後端部に設けた、４枚の操舵翼１０のそれぞれを同一周方向に変角させることにより、
ロール軸と同心状に配置された、軸Ｃ２８まわりの回転力が空気力により発生して、飛しょう体１のロール制御力を発生させるようにしている。 しかも、操舵翼１０に作用する空気力は、空力的干渉の影響が小さいため、発射初期の外乱に対処できる十分なロール制御力を発生させることができる。

【００２５】次に、図２により発射初期における飛しょう体１のピッチ軸Ｙ及びヨー軸Ｚまわりの制御を行うようにした２軸リンク型推力偏向装置１５について、詳細に説明する。

【００２６】本偏向装置１５は、第１から第４の推力偏向板１６、１７、１８、１９と、相対する第１推力偏向板１６と第３推力偏向板１８、第２推力偏向板１７と第４推力偏向板１９をそれぞれ連結させるため、ブースタノズルの外周に半周にわたって配設され、その中央部分が、後述するボールスクリューＡ２４及びボールスクリューＢ２５のそれぞれに連結されるとともに、両端部が第１推力偏向板１６と第３推力偏向板１８との回転軸に、及び第２推力偏向板１７と第４推力偏向板１９との回転軸にそれぞれ連結されたリンクＡ２０、リンクＢ２
１と、そのリンクＡ２０及びリンクＢ２１を前述したボールスクリューＡ２４及びボールスクリューＢ２５を介して駆動するためのアクチュエータＡ２２、アクチュエータＢ２３とで構成されている。

【００２７】本偏向装置は、このように構成されているので、アクチュエータＡ２２によりボールスクリューＡ
２４が前後に駆動されることにより、リンクＡ２０がピッチ軸と平行に配置された軸Ａ２６の軸心を中心に回転し、相対して配置されている第１推力偏向板１６、第３
推力偏向板１８を同じ角度で同方向へ回転させる。 これにより、機体軸ピッチ方向Ｐのモーメントを発生させる推力の偏向が可能となり、飛しょう体１のピッチ軸まわりの姿勢制御を行うことができる。

【００２８】また、アクチュエータＢ２３によりボールスクリューＢ２５が前後に駆動されることにより、リンクＢ２１がヨー軸と平行に配置された軸Ｂ２７の軸心を中心に回転し、相対して配置されている第２推力偏向板１７、第４推力偏向板１９を同じ角度で、同方向へ回転させる。 これにより、機体軸ヨー方向Ｑのモーメントを発生させる推力の偏向が可能になり、飛しょう体１のヨー軸まわりの姿勢制御を行うことができる。

【００２９】また、本実施の形態の飛しょう体姿勢制御装置では、上述した２軸型推力偏向装置１５に加えて、
通常は飛しょう体１の発射初期においては、作動させるようにしていない飛しょう体本体２の後端部に設けた操舵翼１０にて、ロール軸まわりの姿勢制御を行うようにしている。 すなわち、４枚からなる操舵翼１０を同一周方向に変角させることにより、ロール軸と同心状にされた軸Ｃ２８まわりのモーメントを発生し、軸Ｃ２８まわりに回転力が発生するようにして、ロール制御を行うようにしている。

【００３０】この操舵翼１０は、飛しょう体本体２に搭載されたアクチュエータにより駆動され、本来は、ブースタ３切離し後の飛しょう体本体２のみで飛しょうするときに使用するようにしたものであるが、本実施の形態の飛しょう体姿勢制御装置２は、発射初期におけるブースタ飛しょう時においても、ロール制御だけはこの操舵翼１０により行えるようになっている。

【００３１】（１）本実施の形態の飛しょう体姿勢制御装置は上述のように構成され、ロール系の制御を空力操舵により、またピッチ系、ヨー系の制御を推力偏向装置により、独立にコントロールしている。

【００３２】（２）しかも、推力偏向装置は２基のアクチュエータで４枚の推力偏向板をコントロールする２軸リンク型推力偏向装置１５としたことにより、次の作用効果を奏するものとすることができる。 （ａ）２軸リンク型推力偏向装置１５により、ピッチ軸、ヨー軸まわりの制御をするため、操舵翼は空力干渉の影響を受けず、操舵力、いわゆる、制御力を向上させることができる。 （ｂ）外乱対処性は、ピッチ系、ヨー系の制御は、２軸リンク型推力偏向装置１５により積極的にコントロールできるため、発射初期における姿勢制御を十分に行うことができ、飛しょう体１の飛しょう特性はばらつかない。 また、操舵翼１０は空力的干渉の影響を受けず、ロール系の制御性が向上し、ロール系の外乱対処性を向上させることができる。 （ｃ）２軸リンク型推力偏向装置により、ピッチ系、ヨー系の制御を行い、発射初期における旋回制御が実施可能であるため、飛しょう体本体２に対する旋回性能要求は緩和される。 （ｄ）２軸リンク型推力偏向装置１５を使用するようにしたため、従来のピッチ系、ヨー系、ロール系の全ての制御を行うようにした推力偏向装置７に比較し、アクチュエータ等が少なくてすむため、小型且つ軽量にでき、
飛しょう体１の軽量化が計れるとともに、ブースタ３の大型化を防ぐことが可能となるとともに、従来の飛しょう体において発射初期に、飛しょう体１の制御を行う推力偏向装置７に比較して低コストにできる。

【００３３】以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。

【００３４】

【発明の効果】本発明の飛しょう体姿勢制御装置は、飛しょう体本体と、飛しょう体本体を飛しょう可能な範囲にまで加速するブースタとからなる飛しょう体の発射初期におけるピッチ軸、ヨー軸まわりの姿勢制御には、高速度で排出される燃焼ガスを偏向させて、ピッチ軸、ヨー軸まわりの制御力を発生させる２対の推力偏向板を設け、ロール軸まわりの姿勢制御には、空力的干渉の影響を受けることが少い飛しょう体本体の後部外周から対向させて外方へ突出されて、ロール軸まわりの制御力を発生させる４枚の飛しょう体本体操舵翼を設けたものとした。

【００３５】これにより、飛しょう体の発射初期においても、ピッチ軸、ヨー軸まわりに大きな制御力を発生させることができ、ピッチ軸、ヨー軸まわりの安定した姿勢制御ができ、飛しょう体の外乱対処性を向上でき、安定した飛しょうをさせることができるので、飛しょうのばらつきを小さくできる。

【００３６】また、ロール軸まわりの姿勢制御には、空力的干渉の影響をうけることが少なく大きな操舵力を発生できる４枚の飛しょう体本体に設けた操舵翼を使用するので、発射初期における外乱対処性を向上でき、ロール軸まわりの制御性にも優れたものにできる。

【００３７】さらに、推力偏向装置は、ピッチ軸、ヨー軸まわりの姿勢制御のみを行い、ロール軸まわりの姿勢制御は、操舵翼で行うので、推力偏向装置の４枚の推力偏向板を駆動するアクチュエータは２個でよく、推力偏向装置自体の重量を小さくでき、飛しょう体の重量を逓減でき、また、推力偏向装置設置スペースも小さくでき、ブースタの小型化等を計ることができる。

【００３８】また、ブースタの切離し時に、飛しょう体本体に旋回性能が要求される飛しょう体の場合でも、ブースタ飛しょう時にピッチ軸、ヨー軸まわりに大きな制御力で飛しょう体を旋回させることができるので、飛しょう体本体に対する旋回性能要求が緩和される。 また、
ピッチ軸、ヨー軸まわりの姿勢、安定の制御に推力偏向装置を、ロール軸まわりの姿勢、安定の制御に飛しょう体本体操舵翼を、それぞれ使用するようにしたので、簡素な構成になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であって、飛しょう体姿勢制御装置を搭載した、飛しょう体の全体側面図である。

【図２】図１に示す飛しょう体姿勢制御装置を構成する推力偏向装置を示す斜視図である。

【図３】飛しょう体姿勢制御装置を設ける、従来の飛しょう体の全体側面図である。

【図４】図３に示す飛しょう体に設けられている、従来の推力偏向装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 飛しょう体 ２ 飛しょう体本体 ３ ブースタ ６ 推力偏向板 ７ 推力偏向装置 １０ 操舵翼 １１ アクチュエータ １２ 駆動軸 １５ ２軸リンク型推力偏向装置 １６ 第１推力偏向板 １７ 第２推力偏向板 １８ 第３推力偏向板 １９ 第４推力偏向板 ２０ リンクＡ ２１ リンクＢ ２２ アクチュエータＡ ２３ アクチュエータＢ ２４ ボールスクリューＡ ２５ ボールスクリューＢ ２６ 軸Ａ ２７ 軸Ｂ ２８ 軸Ｃ