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FLIGHT CONTROL DEVICE FOR PARAFOIL

Patent code P09A014793
Posted date Nov 13, 2009
Application number P2006-301071
Publication number P2008-114763A
Patent number P4945752
Date of filing Nov 7, 2006
Date of publication of application May 22, 2008
Date of registration Mar 16, 2012
Inventor
  • (In Japanese)米本 浩一
  • (In Japanese)藤江 哲
  • (In Japanese)星野 元樹
  • (In Japanese)中村 智也
  • (In Japanese)押方 勇介
  • (In Japanese)加治 茂
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州工業大学
Title FLIGHT CONTROL DEVICE FOR PARAFOIL
Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flight control device for a parafoil, which is configured to control to pivot one of two risers by pulling one of control lines and to prevent the one of control lines from directly receiving impact load when deploying the parafoil, thereby stably activating an actuator.

SOLUTION: The flight control device for the parafoil is configured to receive the impact load W by one of the risers 3 provided to the parafoil 1 when deploying the parafoil 1. The control line 4 is attached to the middle of the riser 3 to prevent the control line 4 in a slack condition from entangling by a spring 10, while preventing the control line 4 from directly receiving the impact load W. The control lines 4 are alternatively winded or released by the actuator 7 to pull or release one of the risers 3 by the corresponding control line 4, thereby changing an angle of a wing surface 2 of the parafoil 1. In the result, a flight object 5 can be flight-controlled.

Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来,宇宙を周回するカプセル等の飛行物体の回収には,パラシュートが使用されているが,回収地点即ち目標地点への精度向上のために,例えば,GPS等の位置情報システムを利用して飛行物体を飛行誘導できるパラフォイルの利用が広く研究されている。パラフォイルは,搭載されている誘導制御計算機(以下,コントローラという)からの指令で飛行物体の放出用のドアを開いた後に,ドアの開放と連動して働くばね等の力により射出されたドローグシュートの空気力を利用して引き出し展開される。また,パラフォイルを収納するコンテナ即ち収納庫は,飛行中のロケット等の飛行物体からパラフォイルがスムーズに引き出されるように後方壁面の傾を考慮する必要がある。



パラフォイルによる飛行物体の旋回制御方法即ち飛行制御方法には,図13及び図14に示すように,2種類ある。その1つは,図13の(A)及び(B)に示すように,宇宙機等の飛行物体5を支持するパラフォイル1の翼面2を左右のライザー3の一方をコントロールライン4で引き込んで点線で示すように傾ける方法である。また,他の1つは,図14の(A)及び(B)に示すように,飛行物体5を支持するパラフォイル1の後縁の左右の一方をコントロールライン4で引き込んで点線で示すように折り曲げて操作する方法である。



従来,パラフォイルを備えた飛行体の自動誘導システムは,パラフォイルが適切な飛行経路を確保でき,着地の目標値に高精度な落下精度が得られるものであり,GPS受信機,DGPSビーコン受信機,磁気方位センサ等からの情報に基づいてフライトコンピュータによって風向及び風速を推定して,適切な飛行経路を決定し,アクチュエータによってパラフォイルの制御系を適宜引くことによって決定された飛行経路に従って飛行降下して目標設置点に着地するものである(例えば,特許文献1参照)。



また,パラフォイル制御装置として,風を考慮してパラフォイルを制御するものが知られている。該パラフォイル制御装置は,落下物の落下位置を制御するため,落下物に備えられたパラフォイルを制御するものであり,パラフォイルを操作するアクチュエータと,落下物の位置である落下物位置,及び落下物の対地速度の水平成分である水平対地速度を測定する位置検出部と,水平対地速度から落下物が受ける風の方向と速さを算出し,落下物位置と風の方向及び速さとを使用してアクチュエータの操作量を算出する演算部とを具備する。演算部は,落下物が水平方向に旋回した場合における水平対地速度の実質的な最大極限値及び実質的な最小極限値を取得し,最大極限値における落下物の移動方向と最小極限値における落下物の移動方向とのいずれかを使用して風の方向を算出し,更に,最大極限値と最小極限値から風の速さを算出するものである(例えば,特許文献2参照)。



また,従来,操縦性を備えた組立式凧として,凧の形を小形化しても安定して揚げることができ,あげ糸の操作で自由に操縦することができるものが知られている。該組立式凧は,水平翼と垂直翼の境目の前寄りの部分に,浮力を増すようなキャンバーを形成する紡錘状のひだを設けると共に,水平翼の後縁の浮力をセーブするためのくさび状のひだを設け,あげ糸の操作に伴って凧を旋回させる手段としてあげ糸を凧の背面で交差させて取り付けたものである(例えば,特許文献3参照)。

【特許文献1】特開2000-159192号公報

【特許文献2】特開2004-322965号公報

【特許文献3】特開平10-295948号公報

Field of industrial application (In Japanese)


この発明は,例えば,宇宙を周回するカプセル等の宇宙機,上空からの投下物等の飛行物体を目標地点に回収するために,パラフォイルを旋回制御即ち飛行制御によって飛行物体を高精度に目標地に回収するパラフォイルの飛行制御装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
パラフォイルの両側にサスペンションラインを介してそれぞれ取り付けられた進行方向前後に設けられ且つ前記パラフォイルの展開時の衝撃荷重と飛行荷重を受ける一対のライザーを有し,いずれかの前記ライザーを引き込んで前記パラフォイルの翼面を傾けて飛行物体を飛行制御する装置において,
前記ライザーの途中を引き込むため前記ライザーにそれぞれ連結され且つ前記ライザーの引込み量をそれぞれ調節して前記パラフォイルの前記翼面の傾きを調節する一対のコントロールライン,前記コントロールラインに前記衝撃荷重が直接かからないように前記パラフォイルの展開時に前記コントロールラインを弛めておき且つ前記コントロールラインが絡まないように一部を引っ張って前後に張りを持たせるため前記コントロールラインに連結されたばね,及び前記飛行物体の胴体に設置され且つ前記ライザーの引き込み又は解放のため前記コントロールラインを巻き上げ又は解放作動するアクチュエータを有し,
前記パラフォイルの前記翼面は,前記パラフォイルの少なくとも片側前後の前記ライザーを前記コントロールラインを通じてそれぞれ引き込むことによって傾かせることができ,前記アクチュエータは,前記ライザーの前記引込み量をそれぞれ等しく調節するため,前記コントロールラインを同時にそれぞれ巻き上げることを特徴とするパラフォイルの飛行制御装置。

【請求項2】
 
前記ライザーは,前記パラフォイルに取り付けた前記サスペンションラインを集合させるリングキャッチに一端が取り付けられ,他端が前記胴体に取り付けられた胴体結合金具に取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載のパラフォイルの飛行制御装置。

【請求項3】
 
前記コントロールラインは,一端が前記胴体結合金具に取り付けられ,前記ライザーの途中に取り付けられたライザープーリと前記胴体に取り付けられた胴体固定プーリとに掛けられて他端が前記アクチュエータに巻き上げられることを特徴とする請求項2に記載のパラフォイルの飛行制御装置。

【請求項4】
 
前記ライザープーリは,前記ライザーの途中に取付け紐を介して取り付けられていることを特徴とする請求項3に記載のパラフォイルの飛行制御装置。

【請求項5】
 
前記コントロールラインは,一端が前記ライザーの途中の連結部に直接取り付けられ,前記胴体に取り付けられた胴体固定プーリに掛けられて他端が前記アクチュエータに巻き上げられることを特徴とする請求項1又は2に記載のパラフォイルの飛行制御装置。

【請求項6】
 
前記ばねは,前記ライザープーリ又は前記連結部と前記胴体固定プーリとの間に位置する前記コントロールラインの部分に両端が固定されていることを特徴とする請求項35のいずれか1項に記載のパラフォイルの飛行制御装置。

【請求項7】
 
前記アクチュエータのモータ回転軸には,回転して前記コントロールラインを巻き上げるアクチュエータプーリが取り付けらていることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載のパラフォイルの飛行制御装置。

【請求項8】
 
前記アクチュエータプーリは,前後の前記コントロールラインを同時に巻き上げるため,2条列の巻取り溝を備えていることを特徴とする請求項7に記載のパラフォイルの飛行制御装置。
Industrial division
  • Aircraft
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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JP2006301071thum.jpg
State of application right Right is in force
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