(57)【要約】【課題】全体の質量が増大することを抑制するとともに、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合または発射直後のように低速で飛翔する場合であっても、空中における姿勢を制御することができる誘導飛翔体を得る。【解決手段】機体２と、この機体２の内側に設けられ、ガス６を噴射するスラスタ３と、機体２の外側に回動可能に設けられ、スラスタ３から噴射されたガス６の流れを偏向する操舵翼４とを備え、スラスタ３は、操舵翼４に向かってガス６を噴射する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体と、
前記機体に設けられ、ガスを噴射するスラスタと、
前記機体の外側に回動可能に設けられ、前記スラスタから噴射された前記ガスの流れを偏向する操舵翼とを備え、
前記スラスタは、前記操舵翼に向かって前記ガスを噴射することを特徴とする誘導飛翔体。
【請求項２】
前記スラスタは、前記機体の内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の誘導飛翔体。
【請求項３】
前記スラスタは、前記機体の中心軸に対して垂直な方向に向かって前記ガスを噴射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導飛翔体。
【請求項４】
前記スラスタは、前記機体の中心軸に対して垂直な方向より前記機体の後方へ向かって前記ガスを噴射することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導飛翔体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操舵翼を有し、地上、海上または航空機から発射され、目標に向かって空中を飛ぶ誘導飛翔体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機体と、噴射口が機体の外側に配置されるとともに、機体に回動可能に設けられて、ガスを噴射するスラスタと、機体の外側に回動可能に設けられた操舵翼とを備えた誘導飛翔体が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このものの場合、操舵翼に衝突する気流の動圧が不十分の場合、つまり、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合または発射直後のように低速で飛翔する場合には、スラスタを所定の方向に回動し、このスラスタからガスを噴射し、このガスの噴射によって得られる推力を用いて、空中における姿勢を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５８８７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このものの場合、スラスタを回動させるための駆動装置をさらに備えなくてはならず、誘導飛翔体の全体の質量が増大してしまうという問題点があった。
【０００５】
この発明は、全体の質量が増大することを抑制するとともに、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合または発射直後のように低速で飛翔する場合であっても、空中における姿勢を制御することができる誘導飛翔体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る誘導飛翔体は、機体と、前記機体に設けられ、ガスを噴射するスラスタと、前記機体の外側に回動可能に設けられ、前記スラスタから噴射された前記ガスの流れを偏向する操舵翼とを備え、前記スラスタは、前記操舵翼に向かって前記ガスを噴射する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る誘導飛翔体によれば、スラスタが操舵翼に向かってガスを噴射するので、全体の質量が増大することを抑制するとともに、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合または発射直後のように低速で飛翔する場合であっても、操舵翼を所定の位置に回動させ、スラスタから噴射されたガスを操舵翼に衝突させ、このガスが操舵翼によって偏向されることによって得られる揚力を用いて、空中における姿勢制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る誘導飛翔体を示す一部破断正面図である。
【図２】図１の誘導飛翔体を示す側面図である。
【図３】図１のスラスタからガスを噴射した状態の誘導飛翔体を示す正面図である。
【図４】図３の誘導飛翔体の要部を示す側面図である。
【図５】図３の誘導飛翔体の要部を示す平面図である。
【図６】図１の操舵翼を回動させた状態の誘導飛翔体を示す正面図である。
【図７】図６の誘導飛翔体の要部を示す側面図である。
【図８】図６の誘導飛翔体の要部を示す平面図である。
【図９】図１のスラスタからガスを噴射し、さらに、操舵翼を回動させた状態の誘導飛翔体を示す正面図である。
【図１０】図９の誘導飛翔体の要部を示す側面図である。
【図１１】図９の誘導飛翔体の要部を示す平面図である。
【図１２】図１の操舵翼を回動させて回転する誘導飛翔体を示す正面図である。
【図１３】図１の操舵翼を回動させるとともにスラスタからガスを噴射して回転する誘導飛翔体を示す正面図である。
【図１４】図１のスラスタからガスを噴射して、進行方向に対して垂直な方向へ移動する誘導飛翔体を示す正面図である。
【図１５】図１のスラスタからガスを噴射するとともに操舵翼を回動させて、進行方向に対して垂直な方向へ移動する誘導飛翔体を示す正面図である。
【図１６】図１のスラスタからガスを噴射するとともに操舵翼を回動させて、進行方向に対して垂直な方向へ移動しながら一方向へ回転する誘導飛翔体を示す正面図である。
【図１７】図１のスラスタからガスを噴射するとともに操舵翼を回動させて、進行方向に対して垂直な方向へ移動しながら他方向へ回転する誘導飛翔体を示す正面図である。
【図１８】この発明の実施の形態２に係る誘導飛翔体を示す一部破断正面図である。
【図１９】図１８の誘導飛翔体を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係る誘導飛翔体１を示す一部破断正面図、図２は図１の誘導飛翔体１を示す側面図である。
この実施の形態に係る誘導飛翔体１は、一方向に延びて形成された機体２と、この機体２に設けられ、それぞれが噴射口３ａを有した４個のスラスタ３と、機体２の外側に回動可能に設けられた４個の操舵翼４とを備えている。
なお、スラスタ３および操舵翼４の数は、４個に限らず、その他の数であってもよい。
【００１１】
機体２は、長手方向に沿った中間部２ａが円筒形状に形成されている。各スラスタ３は、機体２の中間部２ａの内側に配置されている。また、各スラスタ３は、機体２の重心を通るとともに機体２の長手方向に沿った中心軸５を中心に、周方向について等間隔に並べられている。各スラスタ３の噴射口３ａの位置は、機体２の外周面上となっている。
なお、噴射口３ａの位置は、機体２の外周面上に限らず、機体２の外周面よりも機体２の内側であってもよい。
機体２の中間部２ａの外周面には、各スラスタ３の噴射口３ａの位置に合わせて開口部（図示せず）が形成されている。各スラスタ３は、機体２の中心軸５に対して垂直な方向に沿って、機体２の外側に向かって、ガス６を噴射する。機体２の内側には、各スラスタ３から噴射されるガス６の流量を制御するガス流量制御装置７が設けられている。
【００１２】
機体２の中間部２ａであって各スラスタ３より機体２の後方には、回動軸８が１本ずつ設けられている。
各回動軸８は、基端部が機体２に回動可能に支持され、先端部が機体２の外側へ突出している。各回動軸８には、操舵翼４が１枚ずつ取り付けられている。各回動軸８の先端部は、機体２の中心軸５に対して垂直な方向より機体２の前方へ向かっている。
【００１３】
この誘導飛翔体１では、各スラスタ３の噴射口３ａの中心を通るとともにスラスタ３から噴射されるガス６の噴射方向に沿った噴射中心軸（図示せず）と、そのスラスタ３の後方に設けられた回動軸８と、機体２の中心軸５とが同一面上にある。
また、この誘導飛翔体１では、各回動軸８に取り付けられた操舵翼４が、その回動軸８の前方に設けられたスラスタ３の噴射中心軸上に配置されている。
したがって、スラスタ３は、操舵翼４に向かってガス６を噴射することができる。
スラスタ３から噴射されたガス６の流れは、操舵翼４に衝突することで、偏向される。
各操舵翼４の回動角度は、機体２の内側に設けられた操舵翼駆動装置９が回動軸８の回動を制御することによって制御される。
なお、操舵翼４の大きさおよび形状は、誘導飛翔体１が飛翔する高度および速度に応じて選定される。
【００１４】
スラスタ３は、機体２の重心を通るとともに機体２の中心軸５に垂直な面上に配置されている。なお、スラスタ３は、機体２の中心軸５に垂直な面から、機体２の中心軸５に沿って前方向または後ろ方向へずらして配置してもよい。
スラスタ３が、機体２の中心軸５に垂直な面から、機体２の中心軸５に沿って前方向または後ろ方向へずれる程、スラスタ３がガス６を噴射することによって、誘導飛翔体１は、その重心を中心として容易に回転することができる。
その結果、誘導飛翔体１は、容易に進行方向を変えることができる。
【００１５】
機体２の内側には、ガス流量制御装置７および操舵翼駆動装置９に制御信号を送る誘導制御部１０が設けられている。
この誘導制御部１０は、スラスタ３から噴射されるガス６の噴射量と操舵翼４の回動角度とを制御して誘導飛翔体１を目標位置に誘導する。
【００１６】
機体２の後方端部には、機体２の中心軸５に沿った推力を発生するメインスラスタ（図示せず）が設けられている。メインスラスタからガスが噴射されることにより、誘導飛翔体１は、中心軸５に沿った方向へ推進する。
また、この後方端部には、周側面に４個の固定翼１１が取り付けられている。
固定翼１１は、機体２の中心軸５を中心に、放射状に等間隔に並べられている。
なお、固定翼１１の数は、４個に限らず、その他の数であってもよい。
【００１７】
次に、スラスタ３および操舵翼４を用いた誘導飛翔体１の姿勢の制御について説明する。
図３は図１のスラスタ３からガス６を噴射した状態の誘導飛翔体１を示す正面図、図４は図３の誘導飛翔体１の要部を示す側面図、図５は図３の誘導飛翔体１の要部を示す平面図である。なお、図４および図５では、右から左に向かって飛翔している誘導飛翔体１を示している。
誘導飛翔体１が中心軸５に沿って所定の速度で飛翔している場合、誘導飛翔体１には、この誘導飛翔体１の速度に応じた流速の気流１２が衝突する。
全ての操舵翼４が、この気流１２の流れと平行になっている場合、誘導飛翔体１は、気流１２の影響を受けにくく、中心軸５に沿った方向へ飛翔し続ける。
この場合、操舵翼４の上流側端部を鋭角に形成することで、気流１２が操舵翼４に衝突することによって発生する空気摩擦を低減させることができる。
この状態で、機体２の上側に取り付けられたスラスタ３から上方に向かってガス６を噴射した場合には、誘導飛翔体１は、ガス６の噴射によって中心軸５に対して垂直な下方向への推力ＮＴを受ける。
これにより、誘導飛翔体１は、下方向へ移動する。
【００１８】
図６は図１の操舵翼４を回動させた状態の誘導飛翔体１を示す正面図、図７は図６の誘導飛翔体１の要部を示す側面図、図８は図６の誘導飛翔体１の要部を示す平面図である。
スラスタ３からガス６が噴射されていない状態で、機体２の上側に取り付けられた操舵翼４が上方から視たときに時計回りに回動した場合には、気流１２が操舵翼４によって偏向されることによって、誘導飛翔体１は進行方向を向いたときの時計回り方向へロール回転する揚力ＮＡを受ける。
この揚力ＮＡは、操舵翼４の舵角Ｄと、気流１２の動圧Ｑとに依存する。
気流１２の動圧Ｑは、操舵翼４に向かって流れる気流１２の流速が低下したり、気流１２を構成する空気の密度が低下したりすることによって、低下する。
気流１２の動圧Ｑが低下することで、誘導飛翔体１に作用する揚力ＮＡが低下する。
つまり、誘導飛翔体１が空気密度の小さい高高度を飛翔する場合、または、発射直後のように誘導飛翔体１が低速で飛翔する場合には、誘導飛翔体１に作用する揚力ＮＡが低下する。
なお、機体２の下側に取り付けられた操舵翼４を回動させた場合にも、誘導飛翔体１は同様にしてロール回転する揚力ＮＡを受ける。
【００１９】
図９は図１のスラスタ３からガス６を噴射し、さらに、操舵翼４が回動した状態の誘導飛翔体１を示す正面図、図１０は図９の誘導飛翔体１の要部を示す側面図、図１１は図９の誘導飛翔体１の要部を示す平面図である。
機体２の上側に取り付けられたスラスタ３から上方に向かってガス６を噴射し、さらに、機体２の上側に取り付けられた操舵翼４が上方から視たときに時計回りに回動した場合には、誘導飛翔体１は進行方向を向いたときの時計回り方向へロール回転する揚力ＮＧを受ける。
この揚力ＮＧは、操舵翼４の舵角Ｄと、気流１２の動圧Ｑと、中心軸５に対して垂直な下方向への推力ＮＴとに依存する。
推力ＮＴは、操舵翼４に向かって流れる気流１２の流速が低下したり、気流１２を構成する空気の密度が低下したりしても、低下しない。
つまり、誘導飛翔体１が、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合、または、発射直後のように低速で飛翔する場合に、気流１２の動圧Ｑが低下するものの、誘導飛翔体１に働く揚力ＮＧが低下することが低減される。
なお、機体の下側に取り付けられたスラスタ３からガス６を噴射し、さらに、機体２の下側に取り付けられた操舵翼４を回動させた場合にも、誘導飛翔体１は、同様にしてロール回転する揚力ＮＧを受ける。
【００２０】
図１２は図１の操舵翼４を回動させて回転する誘導飛翔体１を示す正面図、図１３は図１の操舵翼４を回動させるとともにスラスタ３からガス６を噴射して回転する誘導飛翔体１を示す正面図である。
誘導飛翔体１が、空気密度が高く高度が低いところを飛翔する場合、または、発射された後に十分に加速されて高速で飛翔する場合には、誘導飛翔体１に衝突する気流１２の動圧Ｑが大きくなる。
このような高動圧条件下では、スラスタ３からガス６を噴射せずに、４個の操舵翼４の舵角Ｄを変化させ、各操舵翼４に作用する揚力ＮＡを制御することで、誘導飛翔体１に発生するロール回転力Ｌを制御して、ロール回転方向の姿勢の制御が可能となる。
【００２１】
一方、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合、または、発射直後のように低速で飛翔する場合には、誘導飛翔体１に衝突する気流１２の動圧Ｑが小さくなる。
このような低動圧条件下では、スラスタ３からガス６を噴射するとともに、４個の操舵翼４の舵角Ｄを変化させて、各操舵翼４に発生する揚力ＮＡを制御することで、誘導飛翔体１に発生するロール回転力Ｌを制御して、ロール回転方向の姿勢の制御が可能となる。
【００２２】
図１４は図１のスラスタ３からガス６を噴射して、進行方向に対して垂直な方向へ移動する誘導飛翔体１を示す正面図、図１５は図１のスラスタ３からガス６を噴射するとともに操舵翼４を回動させて、進行方向に対して垂直な方向へ移動する誘導飛翔体１を示す正面図である。
低動圧条件下では、例えば、４個のスラスタ３の内、進行方向を向いたときの機体２の左側にあるスラスタ３および機体２の下側にあるスラスタ３からガス６を噴射することで、操舵翼４の舵角Ｄを変化させなくても、誘導飛翔体１は、ガス６の噴射によって、各スラスタ３から受けた推力ＮＴの合力である、進行方向を向いたときの右斜め上方向への力である垂直力Ｎを受ける。
この状態で、さらに、４個の操舵翼４の内、進行方向を向いたときの機体２の左側にある操舵翼４および機体２の下側にある操舵翼４を所定の方向へ回動させることで、各スラスタ３から受けた推力ＮＴおよび操舵翼４から受けた揚力ＮＧの合力である、進行方向を向いたときの右斜め上方向への垂直力Ｎを受ける。
これにより、操舵翼４が回動しない場合と比較して、誘導飛翔体１は、大きな垂直力Ｎを受けることができる。
【００２３】
図１６は図１のスラスタ３からガス６を噴射するとともに操舵翼４を回動させて、進行方向に対して垂直な方向へ移動しながら一方向へロール回転する誘導飛翔体１を示す正面図、図１７は図１のスラスタ３からガス６を噴射するとともに操舵翼４を回動させて、進行方向に対して垂直な方向へ移動しながら他方向へロール回転する誘導飛翔体１を示す正面図である。
低動圧条件下では、全てのスラスタ３からガス６を噴射するとともに、全ての操舵翼４を所定の方向へ回動させて、進行方向を向いたときの機体２の左側および右側にある操舵翼４には上方向の揚力ＮＧが加えられ、機体２の上側および下側にある操舵翼４には右方向への揚力ＮＧが加えられるようにした場合、誘導飛翔体１には、進行方向を向いたときの右斜め上方向への垂直力Ｎが加えられる。
この場合、機体２の上側にある操舵翼４に作用する揚力ＮＧが、機体２の下側にある操舵翼４に作用する揚力ＮＧより大きく、さらに、機体２の左側にある操舵翼４に作用する揚力ＮＧが、機体２の右側にある操舵翼４に作用する揚力ＮＧより大きくすることで、誘導飛翔体１には、進行方向を向いたときの時計回り方向へロール回転するロール回転力Ｌが発生する。
一方、機体２の上側にある操舵翼４に作用する揚力ＮＧが、機体２の下側にある操舵翼４に作用する揚力ＮＧより小さく、さらに、機体２の左側にある操舵翼４に作用する揚力ＮＧが、機体２の右側にある操舵翼４に作用する揚力ＮＧより小さくすることで、誘導飛翔体１には、進行方向を向いたときの反時計回り方向へロール回転するロール回転力Ｌが発生する。
【００２４】
以上説明したように、この実施の形態に係る誘導飛翔体１によれば、スラスタ３が操舵翼４に向かってガス６を噴射するので、スラスタ３を回動させるための駆動装置が不要となり、全体の質量が増大することを抑制することができる。
また、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合、または、発射直後のように低速で飛翔する場合であっても、操舵翼４を所定の位置に回動させ、スラスタ３から噴射されたガス６を操舵翼４に衝突させることができるので、このガス６が操舵翼４により偏向されることによって得られる揚力を用いて、空中における姿勢をより確実に制御することができる。
また、スラスタ３が操舵翼４に向かってガス６を噴射するので、真空に近い高高度を飛翔する場合または非常に遅い速度で飛翔する場合であっても、スラスタ３から噴射されたガス６を確実に操舵翼４に衝突させることができ、空中における姿勢をより確実に制御することができる。
また、スラスタ３が操舵翼４に向かってガス６を噴射するので、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合または発射直後のように低速で飛翔する場合に、操舵翼４を大きくせずに、空中における姿勢をより確実に制御することができる。
また、空気密度の小さい高高度を飛翔する場合、または、発射直後のように低速で飛翔する場合であっても、空中における姿勢をより確実に制御することができるので、地上、海上または航空機から発射された後、任意の高度および速度で、空中を飛翔する目標体を追尾することができる。
【００２５】
また、スラスタ３が、機体２の内側に配置されているので、誘導飛翔体１の飛翔中に、スラスタ３に気流１２が衝突することを防止することができる。
したがって、気流１２がスラスタ３に衝突することによって発生する空気抵抗を抑制することができ、その結果、誘導飛翔体１の飛翔距離を増大させることができる。
【００２６】
また、スラスタ３は、機体２の中心軸５に対して垂直な方向に向かってガス６を噴射するので、中心軸５に沿って誘導飛翔体１が飛翔している場合に、誘導飛翔体１は、中心軸５に垂直な方向へ効果的に移動することができる。
【００２７】
実施の形態２．
図１８はこの実施の形態に係る誘導飛翔体１を示す一部破断正面図、図１９は図１８の誘導飛翔体１を示す側面図である。
この実施の形態に係る誘導飛翔体１は、各スラスタ３が、機体２の中心軸５に対して垂直な方向より機体２の後方へ向かってガス６を噴射するようになっている。
各回動軸８は、中心軸５に対して垂直な方向に沿って機体２に取り付けられている。
【００２８】
この誘導飛翔体１では、各スラスタ３の噴射口３ａの中心を通るとともにスラスタ３から噴射されるガス６の噴射方向に沿った噴射中心軸（図示せず）と、そのスラスタ３の後方に設けられた回動軸８と、機体２の中心軸５とが同一面上にある。
また、この誘導飛翔体１では、各回動軸８に取り付けられた操舵翼４が、その回動軸８の前方に設けられたスラスタ３の噴射中心軸上に配置されている。
したがって、スラスタ３は、操舵翼４に向かってガス６を噴射することができる。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２９】
以上説明したように、この実施の形態に係る誘導飛翔体１によれば、スラスタ３が、機体２の中心軸５に対して垂直な方向より機体２の後方へ向かってガス６を噴射するので、スラスタ３がガス６を噴射することで、誘導飛翔体１の中心軸５に沿った方向の速度を高めることができる。
【００３０】
なお、上記各実施の形態では、スラスタ３および操舵翼４が、機体２の中間部２ａに設けられた誘導飛翔体１について説明したが、勿論このものに限らず、スラスタ３および操舵翼４が、機体２の前方端部または後方端部に設けられた誘導飛翔体１であってもよい。
また、上記各実施の形態では、機体２の後方端部に固定翼１１が固定された誘導飛翔体１について説明したが、勿論このものに限らず、スラスタ３および操舵翼４の位置に応じて、後方端部以外の機体２に固定翼１１が固定された誘導飛翔体１であってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  誘導飛翔体、２  機体、２ａ  中間部、３  スラスタ、４  操舵翼、５  中心軸、６  ガス、７  ガス流量制御装置、８  回動軸、９  操舵翼駆動装置、１０  誘導制御部、１１  固定翼、１２  気流。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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