JP2548483B2 - A performance evaluation system for a flight system using thrust deflection control. - Google Patents
A performance evaluation system for a flight system using thrust deflection control.Info
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、推力の方向を偏向させ
て機体の運動を制御する飛しょう体システムの性能評価
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a performance evaluation device for a flight system that controls the motion of an airframe by deflecting the direction of thrust.
【０００２】[0002]
【従来の技術】まず、飛翔体の機体運動制御から説明を
始める。2. Description of the Related Art First, an explanation will be given from the control of the motion of a flying vehicle
Start .
【０００３】従来、ミサイルやロケット等の飛しょう体
では、推進装置の発生する推力の方向は機体に対して固
定されており、機体の運動制御は、機体が速度を出した
状態で翼を操舵して空力的な力を発生させて行なってい
た。Conventionally, in a flying body such as a missile or a rocket, the direction of the thrust generated by the propulsion device is fixed to the airframe, and the motion control of the airframe is performed by steering the wings while the airframe is at a high speed. I was doing it by generating aerodynamic force.
【０００４】しかし、最近これら飛しょう体の運動性能
の向上を目的として、推進ノズルを機体に設けたアクチ
ュエータによりノズルの向きを変化させて推力の方向を
偏向させる可動ノズルタイプや、ノズルの噴流中又はノ
ズルの出口にベーン等の障害物を設け、噴流の角度を変
化させることにより推力の方向を偏向させるベーンタイ
プ等の推力を偏向させて機体の運動を制御する推力偏向
制御（Thrust VectorControl ：以下ＴＶＣと略す）を
用いたミサイル等の飛しょう体が出現している。However, recently, for the purpose of improving the motion performance of these flying objects, a movable nozzle type in which the direction of the nozzle is changed by an actuator provided with a propulsion nozzle to deflect the direction of thrust, Or, an obstacle such as a vane is installed at the exit of the nozzle, and the direction of the thrust is deflected by changing the angle of the jet flow. A thrust deflection control that controls the motion of the aircraft by deflecting the thrust of a vane type (Thrust Vector Control: Missiles and other flying objects using TVCs) have appeared.
【０００５】図２はＴＶＣを用いたミサイルの１例を示
す図で、飛しょう体２６の尾部には２つの可動ノズルが
取付けられ、アクチュエータ３により機体に対する方向
が可変となっている。FIG. 2 is a diagram showing an example of a missile using a TVC. Two movable nozzles are attached to the tail portion of a flying body 26, and the actuator 3 can change the direction of the missile.
【０００６】１対の可動ノズル２を図中に矢印で示すよ
うに水平面内で同方向に偏向させることにより、機体を
旋回させることができ、図３に示す如く垂直面内で同方
向に平行して偏向させることにより機体の頭を上げたり
下げたりすることができる。又、図４に示す如く１対の
ノズルの中心線が互いに平行面内で交差するように偏向
させることにより、機体を前後方向の軸の回りに回転さ
せることができる。By deflecting the pair of movable nozzles 2 in the same direction in the horizontal plane as shown by the arrows in the figure, the aircraft can be swung, and as shown in FIG. 3, parallel to the same direction in the vertical plane. Then, by deflecting it, the head of the aircraft can be raised or lowered. Further, as shown in FIG. 4, by deflecting the center lines of the pair of nozzles so as to intersect each other in a plane parallel to each other, the machine body can be rotated around the axis in the front-rear direction.
【０００７】さて、従来ＴＶＣを用いた飛しょう体の性
能評価装置の例としては、図５に示す如く、可動ノズル
２を付設したＴＶＣを用いた推進装置（以下ＴＶＣ機と
略す）１をテストベンチ４に支持し、コンピュータ５よ
り操舵制御装置６を介して舵角指令δcをＴＶＣ機１に
送りアクチュエータに偏向角度を指令し、この指令に基
づき回動したノズルの実際の偏向角度（実舵角）δが操
舵制御装置６を介してコンピュータ５に入力され、舵角
指令δcに対する実舵角δの応答を見るようにしたもの
が用いられている。ここで、推力を偏向した場合の推進
装置が発生する分力のデータを試験により求めていた。Now, as an example of a conventional flying vehicle performance evaluation apparatus using a TVC, a propulsion apparatus (hereinafter abbreviated as TVC machine) 1 using a TVC equipped with a movable nozzle 2 is tested as shown in FIG. The steering angle command δ c is sent from the computer 5 via the steering control device 6 to the TVC machine 1 to be supported on the bench 4, and the deflection angle is commanded to the actuator. Based on this command, the actual deflection angle of the nozzle (actual The steering angle δ is input to the computer 5 via the steering control device 6 so that the response of the actual steering angle δ to the steering angle command δ c can be seen. Here, the data of the component force generated by the propulsion device when the thrust is deflected has been obtained by a test.
【０００８】その後、機体の運動性能、飛しょう経路を
知るために機体に作用する３軸方向の力及びその３軸の
回りのモーメントの６分力の値を計算により求め、機体
の運動方程式より機体の運動を演算する必要があった。After that, in order to know the motion performance of the airframe and the flight path, the values of the force in the three axis directions acting on the airframe and the six component force of the moment around the three axes are calculated and calculated from the equation of motion of the airframe. It was necessary to calculate the movement of the aircraft.
【０００９】以上の如く、従来の性能評価装置では、舵
角指令に対するＴＶＣ機１の実舵角の応答及び偏向した
推力データが判るだけであり、その挙動により飛しょう
体シスタムにどう云う効果が得られるのか、システムの
特性はこれで充分かと云ったシステム性能の直接的な評
価は不可能であった。又、飛しょう体が実際にはどう云
う経路を飛しょうするのか全く把握することができなか
った。As described above, in the conventional performance evaluation device, only the response of the actual steering angle of the TVC machine 1 to the steering angle command and the deflected thrust force data can be known, and the behavior thereof has no effect on the flight system cistum. It was not possible to directly evaluate the system performance, whether the obtained system characteristics were sufficient. In addition, I could not grasp what the flying body actually flies.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のＴＶ
Ｃを用いた飛しょう体システムの性能評価装置の上記の
欠点にかんがみ、簡単な構成で、高い精度で短時間にＴ
ＶＣを用いた飛しょう体の運動性能評価を閉ループ試験
により行なうことが可能であり、ＴＶＣ装置の仕様及び
飛しょう体の機体特性の決定に寄与する性能評価装置を
提供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a conventional TV.
Considering the above-mentioned drawbacks of the performance evaluation device for a flying system using C, T has a simple structure and high accuracy in a short time.
It is an object of the present invention to provide a performance evaluation device capable of performing a motion performance evaluation of a flying object using a VC by a closed loop test and contributing to the specification of a TVC device and the airframe characteristics of the flying object.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明のシステムの性能評価装置は、推力偏向制御
能力を有する推進装置、該推進装置が発生する力とモー
メントを計測し発信する６分力計測手段、該６分力計測
手段を介して前記推進装置を支持する架台、点火状態の
前記推進装置に与えられた舵角指令に基づいて偏向され
た推力により発生し、上記６分力計測手段により計測発
信された６分力が入力され、機体運動演算ソフトウェア
により機体運動を演算する演算部、上記演算部で演算さ
れた機体運動及び飛しょう経路を表示する手段を有する
処理部を有することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a system for evaluating the performance of a system according to the present invention uses thrust deflection control.
A propulsion device that has the capability to generate force and
6-component force measuring means for measuring and transmitting
A pedestal that supports the propulsion device via means,
It is deflected based on the steering angle command given to the propulsion device.
Generated by the thrust force generated by the
The received 6- component force is input, and a processor for calculating the body movement by means of the body movement calculation software, and a processor having a means for displaying the body movement and flight path calculated by the above-mentioned calculation unit are provided. To do.
【００１２】また、上記演算部で演算された機体運動情
報と目標情報に基づき、誘導演算ソフトウエアにより誘
導演算を行ない、出力される誘導指令に基づき、オート
パイロット系ソフトウエアにより舵角指令を出力する誘
導制御演算部を有することを特徴とする。Further, guidance calculation is performed by the guidance calculation software based on the machine body motion information and target information calculated by the calculation section, and a steering angle command is output by the autopilot software based on the guidance command output. It is characterized by having a guidance control calculation unit that operates.
【００１３】[0013]
【作用】この装置では、舵角指令に基き偏向した推力に
より機体に作用する分力が計測され、それに基づいて機
体運動が演算されるので、従来の空力的な性能評価装置
の場合の如く風洞試験データ等を積上げて機体運動を演
算するのと比較して手数が省略できるとともにデータの
積上げによる誤差の累積がなくなり、精度の高い評価を
行なうことができる。In this device, the component force acting on the airframe is measured by the thrust that is deflected based on the steering angle command, and the airframe motion is calculated based on the measured component force. Therefore, as in the conventional aerodynamic performance evaluation device, Comparing with the case where the test data and the like are accumulated to calculate the machine body motion, the number of steps can be reduced, and the accumulation of the error due to the accumulation of the data is eliminated, so that highly accurate evaluation can be performed.
【００１４】さらに、上記演算部で演算された機体運動
情報と目標情報に基づく誘導演算ソフトウエアにより誘
導演算が行なわれ、出力される誘導指令に基づきオート
パイロット系ソフトウエアにより舵角指令をＴＶＣ装置
に出力する誘導制御演算部を設けたならば、舵角指令に
対応するシステム全体の誘導制御性能を閉ループ試験に
より評価することが可能となる。Further, the guidance calculation is performed by the guidance calculation software based on the machine body motion information and the target information calculated by the calculation section, and the steering angle command is given by the autopilot system software based on the guidance command output by the TVC device. If the guidance control calculation unit that outputs to the vehicle is provided, the guidance control performance of the entire system corresponding to the steering angle command can be evaluated by the closed loop test.
【００１５】[0015]
【実施例】以下に、本発明の実施例を、図面に基づいて
詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１６】図１は、本発明によるＴＶＣを用いたミサ
イル等の飛しょう体システムの性能評価装置の１実施例
のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a performance evaluation apparatus for a flying object system such as a missile using a TVC according to the present invention.
【００１７】この性能評価装置では、可動ノズル２が付
設されたＴＶＣ機１は、ロードセル７を介してテストベ
ンチ４に支持される。このロードセル７によりＴＶＣ機
１により発生する６分力すなわちＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の各
外力ＦX，ＦY，ＦZ及びこれら各軸のまわりのモーメン
トＭX，ＭY，ＭZが計測され、発信される。２つの可動
ノズルに対するピッチ及びヨー方向の舵角指令は従来の
性能評価装置と同様操舵制御装置６を介してＴＶＣ機１
に入力され、実舵角が操舵制御装置を介してＡＤＣ９に
出力される。In this performance evaluation apparatus, the TVC machine 1 provided with the movable nozzle 2 is supported by the test bench 4 via the load cell 7. The load cell 7 measures the 6-component force generated by the TVC machine 1, that is, the external forces F X , F Y and F Z in the X, Y and Z axis directions and the moments M X , M Y and M Z around these axes. And sent. The pitch and yaw steering angle commands for the two movable nozzles are transmitted via the steering control device 6 to the TVC device 1 as in the conventional performance evaluation device.
Is input to the ADC 9 via the steering control device.
【００１８】上記の６分力及び実舵角信号はＡＤＣ９に
よりディジタル信号に変換され、Ｉ／Ｏインターフェー
ス１０を介してデータ保存領域１１に保存され、また
力、モーメントに基づき、演算部１２で機体運動演算ソ
フトにより機体運動が演算される。演算された機体運動
に関する各種情報はグラフィックソフト１３を介して、
ＣＲＴ表示部１４にＴＶＣ舵角、姿勢角、迎角、機体飛
しょう経路等がグラフ表示されるとともに、テストベン
チ４上に載置されたＴＶＣ機１の特にノズル近傍をビデ
オカメラ１５により撮影した時々刻々のカラー画像がス
ーパーＣＶＩ、ドライブソフト１６を介して同一ＣＲＴ
上にテレビカラー画像として表示される。なおテレビカ
メラ１５によるカラー画像は別のモニタＣＲＴ１７に映
されるとともにビデオ１８により録画される。処理部８
のＣＲＴ１４のすべての画像はＮＴＳＣ変換装置１９を
介してビデオ２０により録画されるとともに、カラービ
デオプリンタ２１によりプリントすることも可能となっ
ている。The above-mentioned 6-component force and actual steering angle signals are converted into digital signals by the ADC 9 and stored in the data storage area 11 via the I / O interface 10, and based on the forces and moments, the arithmetic unit 12 causes the machine body to operate. The body motion is calculated by the motion calculation software. Various information regarding the calculated body movements is sent via the graphic software 13.
A TVC rudder angle, attitude angle, angle of attack, flight path of the body, etc. are displayed in a graph on the CRT display section 14, and a video camera 15 photographs the vicinity of the nozzle of the TVC machine 1 placed on the test bench 4. The color image from moment to moment is the same CRT via Super CVI and drive software 16.
Displayed as a TV color image on top. The color image by the TV camera 15 is displayed on another monitor CRT 17 and recorded by the video 18. Processing unit 8
All images on the CRT 14 can be recorded by the video 20 via the NTSC converter 19 and printed by the color video printer 21.
【００１９】さらに、誘導制御演算部２２により、演算
部１２で演算された機体運動情報と目標の位置情報等が
入力され、誘導演算ソフト２３により誘導指令が演算さ
れ、オートパイロット系ソフト２４により舵角指令が演
算され、Ｉ／Ｏインタフェース１０を経て、ＤＡＣ２５
によりアナログ信号に変換され、再度操舵制御装置６を
介してＴＶＣ機１に入力され舵角の修正が行なわれる。
この構成によれば、シミュレーションのループに実際の
ＴＶＣ機が挿入されるので、いわゆるハードウエアイン
ザループ試験となり、システムレベルで精度高くＴＶＣ
装置、飛しょう体の機体特性、誘導制御の性能評価を直
接的に行なうことができる。Further, the guidance control calculation unit 22 inputs the machine body motion information and the target position information calculated by the calculation unit 12, the guidance calculation software 23 calculates the guidance command, and the autopilot system software 24 controls the steering. The angle command is calculated, and via the I / O interface 10, the DAC 25
Is converted into an analog signal by the input, and again input to the TVC device 1 via the steering control device 6 to correct the steering angle.
According to this configuration, since the actual TVC machine is inserted in the simulation loop, the so-called hardware-in-the-loop test is performed, and the TVC is highly accurate at the system level.
It is possible to directly evaluate the characteristics of the equipment and the airframe, and the performance of guidance control.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、ＴＶＣ機
本体を６分力計測手段を介して架台に支持し、点火状態
のＴＶＣ機に与えられた舵角指令に基づき偏向した推力
により本体に作用する６分力を計測し、これを用いて機
体運動を演算するようにしたので、実際の機体の運動性
能をシステムレベルで精度高く評価することができ、又
誘導制御のシミュレーションを精度高く短時間に行うこ
とができる。又、ＴＶＣ機を装備したシステムの誘導制
御性能を閉ループ試験により、直接的に評価することが
可能となった。As described above, according to the present invention, the main body of the TVC machine is supported on the pedestal through the six- component force measuring means, and the ignition state is maintained.
Of the 6 component force acting on the body is measured by the thrust deflected based on the steering angle command given to TVC machine. Thus computes the aircraft motion using the actual aircraft maneuverability system level It is possible to evaluate with high accuracy, and it is possible to perform simulation of the guidance control with high accuracy in a short time. In addition, the guidance control performance of the system equipped with the TVC machine can be directly evaluated by the closed loop test.
【図１】本発明によるＴＶＣを用いた飛しょう体システ
ムの性能評価装置の実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a performance evaluation device for a flying vehicle system using a TVC according to the present invention.
【図２】ＴＶＣを用いた飛しょう体の一例の外観を示す
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of an example of a flying body using a TVC.
【図３】その１対のノズルを同方向に平行に偏向させた
状態を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the pair of nozzles are deflected in the same direction in parallel.
【図４】その１対のノズルをノズル中心線が互いに平行
に交差するように偏向させた状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the pair of nozzles are deflected so that the center lines of the nozzles intersect each other in parallel.
【図５】従来のＴＶＣを用いた飛しょう体システムの性
能評価装置の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an example of a performance evaluation apparatus for a conventional flying object system using a TVC.
１ ＴＶＣを用いた推進装置（ＴＶＣ機） ２ 可動ノズル ３ アクチュエータ ４ テストベンチ（架台） ６ 操舵制御装置 ７ ロードセル（各分力計測手段） ８ 処理部 １２ 演算部（機体運動演算ソフト） １４ ＣＲＴ表示部 ２２ 誘導制御演算部 ２３ 誘導演算ソフト ２４ オートパイロット系ソフト ２６ 飛しょう体 1 Propulsion device using TVC (TVC machine) 2 Movable nozzle 3 Actuator 4 Test bench (stand) 6 Steering control device 7 Load cell (each component force measuring means) 8 Processing unit 12 Calculation unit (machine movement calculation software) 14 CRT display Part 22 Guidance control calculation unit 23 Guidance calculation software 24 Autopilot software 26 Flying body
Claims (2)
ルの推力の方向を偏向させて機体運動を制御する飛しょ
う体システムの性能評価装置において、 推力偏向制御能力を有する推進装置、該推進装置が発生する力とモーメントを計測し発信する
６分力計測手段、 該６分力計測手段を介して前記推進装置を支持する架
台、 点火状態の前記推進装置に与えられた 舵角指令に基づい
て偏向された推力により発生し、上記６分力計測手段に
より計測発信された６分力が入力され、機体運動演算ソ
フトウェアにより機体運動を演算する演算部、 上記演算部で演算された機体運動及び飛しょう経路を表
示する手段を有する処理部を有することを特徴とする飛
しょう体システムの性能評価装置。1. A performance evaluation device for flying object system to deflect the direction of thrust of the propulsion nozzles attached to the fuselage of the flying body to control the aircraft movement, propulsion device, said propulsion having thrust deflection control capability Measures and transmits the force and moment generated by the device
6-component force measuring means, a rack for supporting the propulsion device via the 6-component force measuring means
The 6- component force generated by the thrust deflected based on the rudder angle command given to the propulsion device in the stand and ignition state is input and the 6- component force measured and transmitted by the 6- component force measuring means is input. A performance evaluation device for a flight system, comprising: a calculation unit that calculates movements; and a processing unit that has means for displaying the body movements and flight paths calculated by the calculation unit.
目標情報に基づき誘導演算ソフトウエアにより誘導演算
を行い、出力される誘導指令に基づきオートパイロット
系ソフトウエアにより求めた舵角指令を出力する誘導制
御演算部を有することを特徴とする請求項１に記載の飛
しょう体システムの性能評価装置。2. The guidance calculation software performs guidance calculation based on the machine body motion information and target information calculated by the calculation unit, and outputs the steering angle command obtained by the autopilot software based on the guidance command output. The flight system performance evaluation apparatus according to claim 1, further comprising:
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|---|---|---|---|
| JP6629392A JP2548483B2 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | A performance evaluation system for a flight system using thrust deflection control. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP6629392A JP2548483B2 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | A performance evaluation system for a flight system using thrust deflection control. |
Publications (2)
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| JPH05272897A JPH05272897A (en) | 1993-10-22 |
| JP2548483B2 true JP2548483B2 (en) | 1996-10-30 |
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| JP6629392A Expired - Lifetime JP2548483B2 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | A performance evaluation system for a flight system using thrust deflection control. |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006508320A (en) * | 2002-11-07 | 2006-03-09 | レイセオン・カンパニー | Missile control system and method |
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH042596A (en) * | 1990-04-17 | 1992-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Flying body performance evaluating method and device therefor |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP6629392A patent/JP2548483B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2006508320A (en) * | 2002-11-07 | 2006-03-09 | レイセオン・カンパニー | Missile control system and method |
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