JPH0141560B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0141560B2 JPH0141560B2 JP55008935A JP893580A JPH0141560B2 JP H0141560 B2 JPH0141560 B2 JP H0141560B2 JP 55008935 A JP55008935 A JP 55008935A JP 893580 A JP893580 A JP 893580A JP H0141560 B2 JPH0141560 B2 JP H0141560B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- satellite
- thrusters
- gas jet
- control
- thruster
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
この発明は人工衛星の姿勢制御および軌道制御
に用いられるガスジエツト装置の改良に関する。 一般に、人工衛星は複数個のモジユールによつ
て構成されている。即ち、第１図は従来の人工衛
星であり、１１，１２はそれぞれ電源系や通信系
等の衛星を構成するモジユールである。このモジ
ユール１１，１２の間には姿勢制御や軌道制御を
行なうためのスラスタを含めたガスジエツトモジ
ユール１３が設けられている。このガスジエツト
モジユール１３は複数個のスラスタ１４によつて
構成されている。また、前記モジユール１２には
打上げロケツトに連結される通常円柱状のアダプ
タ１５が設けられている。 ところで、前記各モジユール１１，１２，１３
は相互においてインターフエースが少いことが望
ましい。即ち、第１図の場合、モジユール１１，
１２の機械的、電気的なインターフエースはガス
ジエツトモジユール１３が行なつており、例えば
前記モジユール１１，１２の試験等を行なう際、
ガスジエツトモジユール１３なしでは行ない得な
いという不都合を有している。 また、通常衛星のピツチ軸方向には太陽電池パ
ネルが設けられる。したがつて、ガスジエツトモ
ジユール１３が中央部に在ると軌道面制御等の際
に、前記スラスタ１４より噴出されるガスによつ
て太陽電池セルが化学変化を生じて劣化したり、
パネルに外乱トルクが発生したりする不都合を生
ずる。 そこで、上記欠点を除去するためガスジエツト
モジユールを衛星の一端部に設けることが考れら
れる。第２図はその一例であり、複数のスラスタ
１４はアダプタ１５に設けられている。このよう
な構成とすれば、モジユール１１，１２相互のイ
ンターフエース問題および太陽電池に与える悪影
響は除去し得る。しかし、ガスジエツト系は通
常、姿勢制御および軌道制御機能を持たなければ
ならない。上記構成ではスラスタ１４の組合せ噴
射によつて姿勢制御は行ない得るものの、軌道制
御は不可能である。これを可能とするには第２図
の構成に少なくとも第３図に示す如く正（＋）、
負（−）のロール方向Ｒにスラスタ１６，１７、
ピツチ方向Ｐにスラスタ１８を設けねばならな
い。即ち、軌道制御において面内制御（軌道半径
を可変する）を行なうには衛星のロール方向の速
度を可変することによりなされる。例えばスラス
タ１７によつて＋ロール方向に２回にわたつて速
度を増せば軌道半径は第４図ａに一点破線Ａで示
す如く大となり、スラスタ１６によつて−ロール
方向に２回にわたつて速度を増せば軌道半径は第
４図ａに点線Ｂで示す如く小となる。また、面外
制御（軌道傾角を制御する）を行なうにはピツチ
方向に速度ベクトルを発生することによつてなさ
れる。即ち、第４図ｂに示す如く正規の軌道Ｃに
対してＤのように軌道が傾斜したとする。この場
合、点P1における速度ベクトルは軌道Ｃに対し
てVC、軌道Ｄに対してVDであり、これらの差ベ
クトルはΔVとなる。したがつて、−ピツチ方向
に向けられたスラスタ１８によつてこれを相殺す
るように制御すればよい。また、この制御は第４
図ｂに示す点P1もしくはP2のどちらか適当な増
速ベクトルを持てる地点で行なえばよく、ピツチ
方向のスラスタは少なくとも１個あればよいもの
である。 以上のように、ガスジエツトモジユール１３を
衛星の一端部に設けることによつて、他のモジユ
ールに対するインターフエース等の問題は解決さ
れるものの、軌道制御を行ない得ないという欠点
を有するものである。 尚、第２図、第３図において第１図と同一部分
には同一符号を付す。また、第４図ａ，ｂにおい
てＥは地球である。 この発明は上記事情に基づいてなされたもの
で、衛星本体の一端部に複数個のスラスタを設
け、姿勢制御においては前記所定のスラスタの組
合せ噴射を行ない、軌道制御においては衛星本体
をヨー回りに所定角度回転した状態で前記所定の
スラスタの組合せ噴射を行なうことにより、他の
モジユール等に対する悪影響を除去し得るととも
に、衛星の姿勢制御および軌道制御を確実に行な
い得るガスジエツト装置を提供しようとするもの
である。 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。 第５図において、５１，５２は衛星本体を構成
する電源系や通信系等のモジユールであり、この
うちモジユール５２にはガスジエツトモジユール
５３が設けられている。このガスジエツトモジユ
ール５３は第６図に示す如くアダプタ５４および
複数個のスラスタ５５〜６６によつて構成されて
いる。これらスラスタのうち、５５，５８，６
１，６４は−ロール方向、５６，６０は−ピツチ
方向、６２，６６は＋ピツチ方向、５９，６３は
−ヨー方向、５７，６５は＋ヨー方向に向けられ
ている。このような構成において、衛星は通常第
５図に点線で示す如く＋ロール方向に軌道上を周
回している。この状態において姿勢制御を行なう
場合は、次のように前記複数のスラスタ５５，
〜，６６が組合せ噴射される。 ＋ロール回り；スラスタ５７，６３ −ロール回り；スラスタ５９，６５ ＋ピツチ回り；スラスタ５５ −ピツチ回り；スラスタ６１ ＋ヨー 回り；スラスタ５８ −ヨー 回り；スラスタ６４ また、衛星の軌道制御はそのままの姿勢又は衛星
の姿勢を＋ヨー回り、あるいは−ヨー回りに回転
した状態で行なわれる。衛星を回転する手段とし
てはアクチユエータあるいはリアクシヨンホイー
ル等が使用される。例えばリアクシヨンホイール
を用いる場合は、ホイールを第５図に示す矢印Ｆ
方向に回転することによつて衛星は矢印Ｇ方向に
回転され、所定の位置近くに衛星が回転した状態
でホイールを逆回転することにより、衛星の回転
が停止される。ここで、前述した衛星の面内制御
を行なう場合、軌道半径を大とする増速は、第５
図に点線で示す状態において例えばスラスタ５
８，６４を噴射し、軌道半径を小とする減速は、
衛星の姿勢をヨー回りに180゜回転した状態におい
てスラスタ５８，６４を噴射することによつて行
なわれる。また、衛星の面外制御を行なう場合
は、衛星の姿勢を＋ヨー回り、あるいは−ヨー回
りに90゜回転し、この状態において例えばスラス
タ５８，６４を噴射することにより行なわれる。 上記した構成によれば、ガスジエツトモジユー
ル５３を衛星の一端部に設け、衛星の軌道制御時
には衛星の姿勢をヨー回りに回転した状態におい
て前記ガスジエツトモジユールを噴出する構成と
している。したがつて、衛星の一端部に設けたガ
スジエツトモジユール５３のみによつて姿勢制御
および軌道制御を行なうことが可能である。 また、ガスジエツトモジユール５３と他のモジ
ユール５１，５２との電気的、機械的なインター
フエースが少ないため、各モジユールの製造およ
び試験を容易に行ない得る。さらに、ガスジエツ
トモジユール５３の取替えも容易である。また、
特に問題の大きい面外制御時のスラスタ噴射の方
向に太陽電池パネルが無いため、太陽電池パネル
に及ぼす悪影響および、衛星全体としての外乱ト
ルクも減少し得る。 以上、詳述したようにこの発明によれば、他の
モジユール等に対する悪影響を除去し得るととも
に、衛星の姿勢制御および軌道制御を確実に行な
い得るガスジエツト装置を提供できる。
に用いられるガスジエツト装置の改良に関する。 一般に、人工衛星は複数個のモジユールによつ
て構成されている。即ち、第１図は従来の人工衛
星であり、１１，１２はそれぞれ電源系や通信系
等の衛星を構成するモジユールである。このモジ
ユール１１，１２の間には姿勢制御や軌道制御を
行なうためのスラスタを含めたガスジエツトモジ
ユール１３が設けられている。このガスジエツト
モジユール１３は複数個のスラスタ１４によつて
構成されている。また、前記モジユール１２には
打上げロケツトに連結される通常円柱状のアダプ
タ１５が設けられている。 ところで、前記各モジユール１１，１２，１３
は相互においてインターフエースが少いことが望
ましい。即ち、第１図の場合、モジユール１１，
１２の機械的、電気的なインターフエースはガス
ジエツトモジユール１３が行なつており、例えば
前記モジユール１１，１２の試験等を行なう際、
ガスジエツトモジユール１３なしでは行ない得な
いという不都合を有している。 また、通常衛星のピツチ軸方向には太陽電池パ
ネルが設けられる。したがつて、ガスジエツトモ
ジユール１３が中央部に在ると軌道面制御等の際
に、前記スラスタ１４より噴出されるガスによつ
て太陽電池セルが化学変化を生じて劣化したり、
パネルに外乱トルクが発生したりする不都合を生
ずる。 そこで、上記欠点を除去するためガスジエツト
モジユールを衛星の一端部に設けることが考れら
れる。第２図はその一例であり、複数のスラスタ
１４はアダプタ１５に設けられている。このよう
な構成とすれば、モジユール１１，１２相互のイ
ンターフエース問題および太陽電池に与える悪影
響は除去し得る。しかし、ガスジエツト系は通
常、姿勢制御および軌道制御機能を持たなければ
ならない。上記構成ではスラスタ１４の組合せ噴
射によつて姿勢制御は行ない得るものの、軌道制
御は不可能である。これを可能とするには第２図
の構成に少なくとも第３図に示す如く正（＋）、
負（−）のロール方向Ｒにスラスタ１６，１７、
ピツチ方向Ｐにスラスタ１８を設けねばならな
い。即ち、軌道制御において面内制御（軌道半径
を可変する）を行なうには衛星のロール方向の速
度を可変することによりなされる。例えばスラス
タ１７によつて＋ロール方向に２回にわたつて速
度を増せば軌道半径は第４図ａに一点破線Ａで示
す如く大となり、スラスタ１６によつて−ロール
方向に２回にわたつて速度を増せば軌道半径は第
４図ａに点線Ｂで示す如く小となる。また、面外
制御（軌道傾角を制御する）を行なうにはピツチ
方向に速度ベクトルを発生することによつてなさ
れる。即ち、第４図ｂに示す如く正規の軌道Ｃに
対してＤのように軌道が傾斜したとする。この場
合、点P1における速度ベクトルは軌道Ｃに対し
てVC、軌道Ｄに対してVDであり、これらの差ベ
クトルはΔVとなる。したがつて、−ピツチ方向
に向けられたスラスタ１８によつてこれを相殺す
るように制御すればよい。また、この制御は第４
図ｂに示す点P1もしくはP2のどちらか適当な増
速ベクトルを持てる地点で行なえばよく、ピツチ
方向のスラスタは少なくとも１個あればよいもの
である。 以上のように、ガスジエツトモジユール１３を
衛星の一端部に設けることによつて、他のモジユ
ールに対するインターフエース等の問題は解決さ
れるものの、軌道制御を行ない得ないという欠点
を有するものである。 尚、第２図、第３図において第１図と同一部分
には同一符号を付す。また、第４図ａ，ｂにおい
てＥは地球である。 この発明は上記事情に基づいてなされたもの
で、衛星本体の一端部に複数個のスラスタを設
け、姿勢制御においては前記所定のスラスタの組
合せ噴射を行ない、軌道制御においては衛星本体
をヨー回りに所定角度回転した状態で前記所定の
スラスタの組合せ噴射を行なうことにより、他の
モジユール等に対する悪影響を除去し得るととも
に、衛星の姿勢制御および軌道制御を確実に行な
い得るガスジエツト装置を提供しようとするもの
である。 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。 第５図において、５１，５２は衛星本体を構成
する電源系や通信系等のモジユールであり、この
うちモジユール５２にはガスジエツトモジユール
５３が設けられている。このガスジエツトモジユ
ール５３は第６図に示す如くアダプタ５４および
複数個のスラスタ５５〜６６によつて構成されて
いる。これらスラスタのうち、５５，５８，６
１，６４は−ロール方向、５６，６０は−ピツチ
方向、６２，６６は＋ピツチ方向、５９，６３は
−ヨー方向、５７，６５は＋ヨー方向に向けられ
ている。このような構成において、衛星は通常第
５図に点線で示す如く＋ロール方向に軌道上を周
回している。この状態において姿勢制御を行なう
場合は、次のように前記複数のスラスタ５５，
〜，６６が組合せ噴射される。 ＋ロール回り；スラスタ５７，６３ −ロール回り；スラスタ５９，６５ ＋ピツチ回り；スラスタ５５ −ピツチ回り；スラスタ６１ ＋ヨー 回り；スラスタ５８ −ヨー 回り；スラスタ６４ また、衛星の軌道制御はそのままの姿勢又は衛星
の姿勢を＋ヨー回り、あるいは−ヨー回りに回転
した状態で行なわれる。衛星を回転する手段とし
てはアクチユエータあるいはリアクシヨンホイー
ル等が使用される。例えばリアクシヨンホイール
を用いる場合は、ホイールを第５図に示す矢印Ｆ
方向に回転することによつて衛星は矢印Ｇ方向に
回転され、所定の位置近くに衛星が回転した状態
でホイールを逆回転することにより、衛星の回転
が停止される。ここで、前述した衛星の面内制御
を行なう場合、軌道半径を大とする増速は、第５
図に点線で示す状態において例えばスラスタ５
８，６４を噴射し、軌道半径を小とする減速は、
衛星の姿勢をヨー回りに180゜回転した状態におい
てスラスタ５８，６４を噴射することによつて行
なわれる。また、衛星の面外制御を行なう場合
は、衛星の姿勢を＋ヨー回り、あるいは−ヨー回
りに90゜回転し、この状態において例えばスラス
タ５８，６４を噴射することにより行なわれる。 上記した構成によれば、ガスジエツトモジユー
ル５３を衛星の一端部に設け、衛星の軌道制御時
には衛星の姿勢をヨー回りに回転した状態におい
て前記ガスジエツトモジユールを噴出する構成と
している。したがつて、衛星の一端部に設けたガ
スジエツトモジユール５３のみによつて姿勢制御
および軌道制御を行なうことが可能である。 また、ガスジエツトモジユール５３と他のモジ
ユール５１，５２との電気的、機械的なインター
フエースが少ないため、各モジユールの製造およ
び試験を容易に行ない得る。さらに、ガスジエツ
トモジユール５３の取替えも容易である。また、
特に問題の大きい面外制御時のスラスタ噴射の方
向に太陽電池パネルが無いため、太陽電池パネル
に及ぼす悪影響および、衛星全体としての外乱ト
ルクも減少し得る。 以上、詳述したようにこの発明によれば、他の
モジユール等に対する悪影響を除去し得るととも
に、衛星の姿勢制御および軌道制御を確実に行な
い得るガスジエツト装置を提供できる。
第１図乃至第３図はそれぞれ従来のガスジエツ
ト装置を説明するために示す概略構成図、第４図
ａ，ｂはそれぞれ衛星の軌道制御を説明するため
に示す図、第５図はこの発明に係るガスジエツト
装置の一実施例を示す概略構成図、第６図は第５
図の要部を取り出して示す図である。 ５１，５２……電源系、通信系モジユールなど
の衛星を構成するモジユール、５３……ガスジエ
ツトモジユール、５５〜６６……スラスタ。
ト装置を説明するために示す概略構成図、第４図
ａ，ｂはそれぞれ衛星の軌道制御を説明するため
に示す図、第５図はこの発明に係るガスジエツト
装置の一実施例を示す概略構成図、第６図は第５
図の要部を取り出して示す図である。 ５１，５２……電源系、通信系モジユールなど
の衛星を構成するモジユール、５３……ガスジエ
ツトモジユール、５５〜６６……スラスタ。
Claims (1)
- １ 衛星本体の一端部にロール方向、ピツチ方
向、ヨー方向にガスを噴射する複数のスラスタを
設け、姿勢制御においては前記所定のスラスタの
組合せ噴射を行ない、軌道制御においては衛星本
体をヨー回りに所定角度回転した状態で前記所定
のスラスタの組合せ噴射を行なう構成とすること
を特徴とするガスジエツト装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP893580A JPS56108398A (en) | 1980-01-29 | 1980-01-29 | Gas jet device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP893580A JPS56108398A (en) | 1980-01-29 | 1980-01-29 | Gas jet device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56108398A JPS56108398A (en) | 1981-08-27 |
| JPH0141560B2 true JPH0141560B2 (ja) | 1989-09-06 |
Family
ID=11706517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP893580A Granted JPS56108398A (en) | 1980-01-29 | 1980-01-29 | Gas jet device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56108398A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3001586B2 (ja) * | 1989-03-15 | 2000-01-24 | 株式会社東芝 | スラスタ制御方式 |
| JP6128801B2 (ja) * | 2012-11-02 | 2017-05-17 | 株式会社Ｉｈｉエアロスペース | 空中発射システムの発射方位制御装置 |
-
1980
- 1980-01-29 JP JP893580A patent/JPS56108398A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56108398A (en) | 1981-08-27 |
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