JPH08183497A - 飛行体の制御方法および制御装置 - Google Patents

飛行体の制御方法および制御装置

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JPH08183497A
JPH08183497A JP33927894A JP33927894A JPH08183497A JP H08183497 A JPH08183497 A JP H08183497A JP 33927894 A JP33927894 A JP 33927894A JP 33927894 A JP33927894 A JP 33927894A JP H08183497 A JPH08183497 A JP H08183497A
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JP
Japan
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rudder
control
thrust
yaw angle
deflecting
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JP33927894A
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English (en)
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Taitaro Tanaka
泰太郎 田中
Yoichi Nagatome
世一 永留
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 方向舵が損傷して、方向舵による方向安定性
の確保が不可能になった場合においても、方向安定性を
確保できる飛行体の制御方法および制御装置を提供す
る。 【構成】 ジェット排気の方向を偏向させることによ
り、機体のヨー方向に関するモーメントを生成する推力
偏向ノズル41と同駆動装置42とからなる推力偏向手
段4を用い、ヨー角変化を修正するように推力偏向ノズ
ル41の角度を調整するものである。そのため、方向舵
2が機能しなくなっても、方向安定性が確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は飛行体の制御方法および
制御装置に関する。さらに詳しくは、方向舵が損傷した
場合においても安定した飛行がなし得る飛行体の制御方
法および制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、航空機等の飛行体のヨー角の
調整は方向舵の舵角を制御することによりなされてい
る。そのため、方向舵が、戦闘あるいは気密室破裂等に
より損傷すると、ヨー角の調整が不能となり、いわゆる
ダッチロールが生じ操縦不能となる。その結果、正常な
飛行の維持が困難となり、最悪の場合には墜落という事
態を生ずる。例えば、日航機事故がこれに該当する。そ
のため、方向舵が損傷等してもヨー方向の制御がなし得
る装置が求められている。
【0003】この飛行体のヨー方向制御に関して、特公
昭49ー18397号公報に、垂直離着陸動作の間航空
機のヨー制御を提供することを目的として、複数個の偏
向セグメントを有し、これらのセグメントは収納された
位置と偏向位置との間に動くことが出来るようになさ
れ、ジェット・エンジン特に航空機用タービン・ジェッ
ト・エンジンにガス流を偏向させるための装置におい
て、前記偏向セグメントの偏向位置において偏向された
流れの排出面積の面内に配置された板状体を彎曲の内方
から流出流れ中へ延出せしめた少なくとも一つの偏向セ
グメントと協働して排出面積の区域を制限せしめるよう
になし、かつ前記板状体は放出縁を有し、偏向装置の長
手方向垂直面に関する前記放出縁の角度位置は前記面の
少なくとも一側において変化せしめられるようになした
ことを特徴とする偏向装置が提案されている。
【0004】しかしながら、前記偏向装置は、垂直離着
陸機における垂直離着陸動作の間に関するものであり、
巡航速度における飛行中に対するヨー制御については配
慮がなされていない。したがって、巡航速度において飛
行中に方向舵が損傷した場合において、方向舵の代わり
をなすことはできないという欠点を有している。
【0005】このため、方向舵が損傷した場合において
も、方向安定性を確保できる飛行体の制御方法および制
御装置の出現が関係者により熱望されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、方向舵が損傷
して、方向舵による方向安定性の確保が不可能になった
場合においても、方向安定性を確保できる飛行体の制御
方法および制御装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の飛行体の制御方
法は、ジェット排気の方向を偏向させることにより、機
体のヨー方向に関するモーメントを生成する推力偏向手
段を用いる飛行体の制御方法であって、ヨー角変化を検
出する手順と、前記ヨー角変化を修正するように推力偏
向手段を操作する手順とを含んでなることを特徴とす
る。
【0008】より具体的には、本発明の飛行体の制御方
法は、方向舵と、ジェット排気の方向を偏向させること
により、機体のヨー方向に関するモーメントを生成する
推力偏向手段とを用いる飛行体の制御方法であって、ヨ
ー角変化を検出する手順と、前記ヨー角変化を修正する
ように方向舵の操作を指示する手順と、前記指示に基づ
いて方向舵が機能したか否かを判定し、方向舵が機能し
ていないと判定すると、推力偏向手段による制御に切り
換える手順とを含んでなることを特徴とする。
【0009】一方、本発明の飛行体の制御装置は、ヨー
角変化検知手段と、機体のヨー方向に関するモーメント
を生成する推力偏向手段と、該推力偏向手段を制御する
制御手段とを備えてなることを特徴とする。
【0010】より具体的には、本発明の飛行体の制御装
置は、ヨー角変化検知手段と、方向舵と、ジェット排気
の方向を偏向させることにより、機体のヨー方向に関す
るモーメントを生成する推力偏向手段と、制御部とを備
え、前記制御部が、前記方向舵および推力偏向手段を制
御する制御手段と、判定手段と、切り換え手段とを有
し、前記判定手段により方向舵が機能しているか否かが
判定され、前記判定手段により方向舵が機能していない
と判定されると、前記切り換え手段が方向舵による制御
から推力偏向手段による制御に切り換えることを特徴と
する。
【0011】
【作用】ヨー角変化検知手段により、ヨー角に変化が生
じたことが検出されると、制御手段によりその変化を修
正するように方向舵の制御がなされる。しかるのち、判
定手段は、ヨー角変化検知手段からのデータによりヨー
角変化が修正されたか否かを判定する。この結果、ヨー
角変化が修正されていないと判定されると、切り換え手
段により、ヨー方向制御が方向舵から推力偏向手段に切
り換えられる。ついで、制御手段は、ヨー角変化を修正
するだけの推力偏向角を算出するとともに、推力偏向手
段のノズル噴射角を前記角度に設定し、ジェット排気を
偏向させ機体のヨー方向の修正を図る。
【0012】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【0013】本発明の飛行体の制御方法に用いる飛行体
の制御装置を図1に示し、同飛行体の制御装置は、ヨー
角の変化を検知するヨー角変化検知手段1と、方向舵2
と、この方向舵2を駆動する方向舵駆動装置3と、推力
偏向ノズル41とこの推力偏向ノズル41を駆動する推
力偏向ノズル駆動装置42と、制御部5を主要部として
なる。なお、本実施例においては、推力偏向ノズル41
と推力偏向ノズル駆動装置42とが推力偏向手段4を構
成する。
【0014】推力偏向ノズル41は、ジェットエンジン
からのジェット排気の方向を偏向させることにより機体
にヨー方向に関する回転力を生じさせるものである。よ
り具体的には、例えば、図2に示すように、ジェットエ
ンジンの排気側に設けられた第1可変部材411と、こ
の第1可変部材411の先端に後端が接合されている第
2可変部材412とからなる可変ノズルとされる(JS
ABE 87ー7062 49頁 図7参照)。
【0015】推力偏向ノズル駆動装置42は、図2にブ
ロック図的に示すように、従来よりこの種の可変ノズル
41に用いられている、駆動軸の先端が推力偏向ノズル
41のリンク機構に接続されたジェットエンジンのハウ
ジングの適宜位置に固定されているアクチュエータ42
1,422とからなるものとされる。
【0016】制御部5は、従来の飛行体の制御装置と同
様に、演算処理手段51およびヨー角変化検知手段1か
らのヨー角変化信号に基づいて方向舵2の制御なす方向
舵制御手段52を有する他、推力偏向ノズル制御手段5
3、これら方向舵制御手段52と推力偏向ノズル制御手
段53とを切り換える切り換え手段54、およびこの切
り換え手段54に切り換え指示を行うための判定をなす
判定手段55を有している。具体的には、例えば、飛行
体の制御に従来より用いられているコンピュータに対応
する制御プログラムを付加することにより構成される。
【0017】なお、ヨー角変化検知手段1の構成の詳細
な説明は省略するが、機体のヨー方向に関する角速度変
化に基づいてヨー角変化を検出する、従来より公知のヨ
ー角変化検知センサと同様の構成とされている。また、
方向舵2および同駆動装置3の構成の詳細な説明も省略
するが、従来から用いられているものと同様とされてい
る。
【0018】次に、このように構成された飛行体の制御
装置による飛行体の制御について説明する。
【0019】ヨー角変化検知手段1によりヨー角変化
が検出されて制御部5の演算処理手段51に入力され
る。
【0020】演算処理手段51は方向舵制御手段52
によりヨー角変化を修正するための方向舵角を算出する
とともに、それに対応した方向舵駆動装置3の操作量を
算出する。
【0021】制御部5は方向舵制御手段52により算
出された操作量により方向舵駆動装置3を駆動して方向
舵2の舵角を変更する。
【0022】ヨー角変化検知手段1によりヨー角変化
が検知されて制御部5の演算処理手段51にフィードバ
ックされる。
【0023】演算処理手段51はフィードバックされ
た値を判定手段55に転送し、方向舵が機能しているか
否か判定する。この判定は、例えば、先に入力されてい
るヨー角変化と新たに入力されたヨー角変化の大小を比
較することによりなされ、新たに入力されたヨー角変化
が先に入力されている値より小さくないときは、方向舵
が機能していないと判定する。
【0024】演算処理手段51は、判定手段55の判
定結果により方向舵が機能していないと判定すると切り
換え手段54に、方向舵制御から推力偏向ノズル制御へ
の切り換えを指示する。
【0025】切り換え手段54は、前記指示により方
向舵制御から推力偏向ノズル制御への切り換えを行う。
【0026】推力偏向ノズル制御手段53は推力偏向
角を算出するとともに、推力偏向ノズル駆動装置42の
操作量を算出する。
【0027】制御部5は算出された操作量により推力
偏向ノズル駆動装置42を操作し、推力偏向ノズル41
の噴射角を偏向する。
【0028】ついで、本発明の制御方法による方向安定
性制御のシミュレーションを、方向舵制御・無制御・推
力偏向ノズル制御というモードで行った。その結果を図
3に示す。図3より、方向舵制御がなされなくなると、
横方向ガスト外乱によりダッチロールモード不安定が発
生するが、その不安定も推力偏向ノズル制御により安定
に移行するのがわかる。したがって、推力偏向ノズル制
御によっても、方向舵制御と同様にヨー角方向の安定性
が保たれるのがわかる。
【0029】このように、本実施例によれば方向舵の損
傷等により方向舵によるヨー角制御が不能になっても、
推力偏向ノズルによりヨー角制御がなし得るので、安定
な飛行を維持することができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、方向舵と推力偏向ノズルのいずれによっても方向制
御がなし得るので、方向舵が事故あるいは戦闘により損
傷等して方向舵による方向制御が不能になった場合にお
いても方向安定性が確保され、それにより墜落等を免れ
ることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御方法に用いる制御装置のブロック
図である。
【図2】推力偏向ノズルの一例の概略図である。
【図3】本発明の制御方法による方向安定性制御のシミ
ュレーション結果のグラフである。
【符号の説明】
1 ヨー角変化検知手段 2 方向舵 3 方向舵駆動装置 4 推力偏向手段 41 推力偏向ノズル 411 第1可変部材 412 第2可変部材 42 推力偏向ノズル駆動装置 421 アクチュエータ 422 アクチュエータ 5 制御部 51 演算処理手段 52 方向舵制御手段 53 推力偏向ノズル制御手段 54 切り換え手段 55 判定手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジェット排気の方向を偏向させることに
    より、機体のヨー方向に関するモーメントを生成する推
    力偏向手段を用いる飛行体の制御方法であって、ヨー角
    変化を検出する手順と、前記ヨー角変化を修正するよう
    に推力偏向手段を操作する手順とを含んでなることを特
    徴とする飛行体の制御方法。
  2. 【請求項2】 方向舵と、ジェット排気の方向を偏向さ
    せることにより、機体のヨー方向に関するモーメントを
    生成する推力偏向手段とを用いる飛行体の制御方法であ
    って、ヨー角変化を検出する手順と、前記ヨー角変化を
    修正するように方向舵の操作を指示する手順と、前記指
    示に基づいて方向舵が機能したか否かを判定し、方向舵
    が機能していないと判定すると、推力偏向手段による制
    御に切り換える手順とを含んでなることを特徴とする飛
    行体の制御方法。
  3. 【請求項3】 ヨー角変化検知手段と、機体のヨー方向
    に関するモーメントを生成する推力偏向手段と、該推力
    偏向手段を制御する制御手段とを備えてなることを特徴
    とする飛行体の制御装置。
  4. 【請求項4】 ヨー角変化検知手段と、方向舵と、ジェ
    ット排気の方向を偏向させることにより、機体のヨー方
    向に関するモーメントを生成する推力偏向手段と、制御
    部とを備え、前記制御部が、前記方向舵および推力偏向
    手段を制御する制御手段と、判定手段と、切り換え手段
    とを有し、前記判定手段により、方向舵が機能している
    か否かが判定され、前記判定手段により、方向舵が機能
    していないと判定されると、前記切り換え手段が方向舵
    による制御から推力偏向手段による制御に切り換えるこ
    とを特徴とする飛行体の制御装置。
JP33927894A 1994-12-30 1994-12-30 飛行体の制御方法および制御装置 Pending JPH08183497A (ja)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980217