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技術 自動着陸実験機の飛行試験方法

出願人 川崎重工業株式会社
発明者 米本浩一吉桑栄二冨田光土本圭司
出願日 1992年11月16日 (26年6ヶ月経過) 出願番号 1992-330084
公開日 1994年5月24日 (24年11ヶ月経過) 公開番号 1994-144390
状態 特許登録済
技術分野 飛行船・気球・飛行機 航空機の整備
主要キーワード 三角翼 拘束支持 平面三角形状 方向安定 揺れ止め ビデオカメラ画像 垂直安定板 飛行試験
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1994年5月24日)のものです。
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図面 (11)

目的

実験機を所定の高度までヘリコプター曳航して模擬飛行試験を行うことができるようにし、分離誘導飛行させて着陸させる自動着陸実験機の飛行試験方法を提供する。

構成

自動着陸実験機4を抱持できる揺れ止め機構架台の下側に備え上側にホイストを備えた吊下げ装置2を母機ヘリコプター1にワイヤー3にて吊設し、次にこの吊下げ装置の揺れ止め機構に自動着陸実験機を抱持させると共にホイストにより自動着陸実験機をその機体装備したジンバル機構を介して吊上げて母機ヘリコプターの飛行により曳航し、所定の高度に達した後自動着陸実験機の姿勢を制御しながら吊下げ装置のホイストにより自動着陸実験機を降下させて揺れ止め機構から解放させ、ジンバル機構を介して模擬飛行試験を行い、機体姿勢確立後自動着陸実験機を吊下げ装置から分離し、誘導飛行させて着陸させる。

概要

背景

従来より飛行模型,飛行標的,ミサイル,その他同等の空力特性を有する物体を、ヘリコプターにそのまま又は吊下げ用装置で吊下げて運航したり、運航中それらを投下したりすることは良く知られている。

ところで、近時自動着陸実験機をヘリコプターで所定の高度まで曳航した後分離飛行させ、着陸させる飛行試験を行う計画が、HOPE開発の一環として策定されているが、この飛行試験に図10に示すように枠体30と、枠体30の左右に飛行方向中心線に関して対称的に左右方向及び上下方向を向いて取付けられた対をなす張出抵抗板31と、枠体30の左右に飛行方向中心線に関して対称的に前後方向及び上下方向を向いて取付けられた対をなす垂直安定板32と、枠体30の上側に設けた吊下げ手段33と、枠体30の下側に設けられた切離し自在の物体取付け装置34とを備えた、従来の飛行模型35等の物体のヘリコプター36等からの吊下げ装置37(先行技術文献として特開昭61−16197号公報がある。)を用いることはできない。なぜなら飛行試験は、自動着陸実験機を所定の高度まで曳航した後、分離飛行させるのであるが、上記の吊下げ装置3では、曳航時における自動着陸実験機の縦揺れ安定,偏揺れ方向安定横揺れ安定を増大させるために吊下げ装置3に拘束支持するので、自動着陸実験機を安全に分離飛行できるように機体姿勢を制御することができないからである。

また、これまでのところ自動着陸実験機をヘリコプターで所定の高度まで曳航し、その後機体の姿勢を分離飛行できる姿勢に制御することは行われておらず、分離飛行も行われていない。

概要

実験機を所定の高度までヘリコプターで曳航して模擬飛行試験を行うことができるようにし、分離誘導飛行させて着陸させる自動着陸実験機の飛行試験方法を提供する。

自動着陸実験機4を抱持できる揺れ止め機構架台の下側に備え上側にホイストを備えた吊下げ装置2を母機ヘリコプター1にワイヤー3にて吊設し、次にこの吊下げ装置の揺れ止め機構に自動着陸実験機を抱持させると共にホイストにより自動着陸実験機をその機体に装備したジンバル機構を介して吊上げて母機ヘリコプターの飛行により曳航し、所定の高度に達した後自動着陸実験機の姿勢を制御しながら吊下げ装置のホイストにより自動着陸実験機を降下させて揺れ止め機構から解放させ、ジンバル機構を介して模擬飛行試験を行い、機体姿勢確立後自動着陸実験機を吊下げ装置から分離し、誘導飛行させて着陸させる。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

自動着陸実験機を抱持できる揺れ止め機構架台の下側に備え上側にホイストを備えた吊下げ装置を母機ヘリコプターワイヤーにて吊設し、次にこの吊下げ装置の揺れ止め機構に自動着陸実験機を抱持させると共にホイストにより自動着陸実験機をその機体装備したジンバル機構を介して吊上げて母機ヘリコプターの飛行により曳航し、次いで所定の高度に達した後自動着陸実験機の姿勢を制御しながら吊下げ装置のホイストにより自動着陸実験機を降下させて揺れ止め機構から解放させ、ジンバル機構を介して模擬飛行試験を行い、然る後自動着陸実験機の姿勢を分離可能な姿勢に制御し、機体姿勢確立後自動着陸実験機を吊下げ装置から分離し、誘導飛行させて着陸させることを特徴とする自動着陸実験機の飛行試験方法。

技術分野

0001

本発明は、自動着陸実験機の着陸時の飛行試験方法に係り、特に所定の高度まで母機ヘリコプターにより曳航した後、模擬飛行試験を行い、その後分離誘導させて着陸させる飛行試験方法に関する。

背景技術

0002

従来より飛行模型,飛行標的,ミサイル,その他同等の空力特性を有する物体を、ヘリコプターにそのまま又は吊下げ用装置で吊下げて運航したり、運航中それらを投下したりすることは良く知られている。

0003

ところで、近時自動着陸実験機をヘリコプターで所定の高度まで曳航した後分離飛行させ、着陸させる飛行試験を行う計画が、HOPE開発の一環として策定されているが、この飛行試験に図10に示すように枠体30と、枠体30の左右に飛行方向中心線に関して対称的に左右方向及び上下方向を向いて取付けられた対をなす張出抵抗板31と、枠体30の左右に飛行方向中心線に関して対称的に前後方向及び上下方向を向いて取付けられた対をなす垂直安定板32と、枠体30の上側に設けた吊下げ手段33と、枠体30の下側に設けられた切離し自在の物体取付け装置34とを備えた、従来の飛行模型35等の物体のヘリコプター36等からの吊下げ装置37(先行技術文献として特開昭61−16197号公報がある。)を用いることはできない。なぜなら飛行試験は、自動着陸実験機を所定の高度まで曳航した後、分離飛行させるのであるが、上記の吊下げ装置3では、曳航時における自動着陸実験機の縦揺れ安定,偏揺れ方向安定横揺れ安定を増大させるために吊下げ装置3に拘束支持するので、自動着陸実験機を安全に分離飛行できるように機体姿勢を制御することができないからである。

0004

また、これまでのところ自動着陸実験機をヘリコプターで所定の高度まで曳航し、その後機体の姿勢を分離飛行できる姿勢に制御することは行われておらず、分離飛行も行われていない。

発明が解決しようとする課題

0005

そこで本発明は、自動着陸実験機を所定の高度までヘリコプターで曳航して模擬飛行試験を行うことができるようにし、その後機体の姿勢を分離飛行できる姿勢に制御し、分離誘導飛行させて着陸させる自動着陸実験機の飛行試験方法を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するための本発明の自動着陸実験機の飛行試験方法は、自動着陸実験機を抱持できる揺れ止め機構架台の下側に備え上側にホイストを備えた吊下げ装置を母機ヘリコプターにワイヤーにて吊設し、次にこの吊下げ装置の揺れ止め機構に自動着陸実験機を抱持させると共にホイストにより自動着陸実験機をその機体に装備したジンバル機構を介して吊上げて母機ヘリコプターの飛行により曳航し、次いで所定の高度に達した後自動着陸実験機の姿勢を制御しながら吊下げ装置のホイストにより自動着陸実験機を降下させて揺れ止め機構から解放させ、ジンバル機構を介して模擬飛行試験を行い、然る後自動着陸実験機の姿勢を分離可能な姿勢に制御し、機体姿勢確立後自動着陸実験機を吊下げ装置から分離し、誘導飛行させて着陸させることを特徴とするものである。

0007

上記のように本発明の自動着陸実験機の飛行試験方法では、架台の下側に揺れ止め機構を備え上側にホイストを備えた吊下げ装置の揺れ止め機構に、自動着陸実験機を抱持させて吊下げ装置と一体化した状態で母機ヘリコプターに吊り、母機ヘリコプターの飛行により自動着陸実験機を曳航するので、この曳航中自動着陸実験機は、縦揺れ,偏揺れ,横揺れが殆んど無くなり、方向も安定する。

0008

また、所定の高度に達した後、吊下げ装置により自動着陸実験機の機能試験を容易に行うことができ、引き続き吊下げ装置のホイストにより自動着陸実験機を降下させ、機体装備のジンバル機構により姿勢制御状態を保ちながら自動着陸実験機の模擬飛行試験を容易に実施できる。

0009

こうして、模擬飛行試験終了後、この自動着陸実験機は容易に分離飛行できる機体姿勢に制御でき、分離飛行できる機体姿勢の確立後は、吊下げ装置から分離し、誘導飛行により安全に着陸させることができる。

0010

本発明の自動着陸実験機の飛行試験方法の実施例を図によって説明する。図1はその概要を示すもので、1は母機ヘリコプター,2は母機ヘリコプター1に吊下げワイヤー3にて吊垂された吊下げ装置,4は吊下げ装置2にロープ5にて吊下げられた自動着陸実験機である。吊下げ装置2は図2に示すように平面三角形状の架台6の後端頂部からバー7を後方に延設し、このバー7の後部に垂直に方向安定板8を固設し、架台6の中央部上側にホイスト9を備え、中央部下側に自動着陸実験機4を抱持する揺れ止め機構10を備え、架台6の先端部にバランスウエイト11を備えてなるものである。尚、ホイスト9から繰り出されたロープ5にはロードセル12が備えられ、揺れ止め機構10の内面にはパッド13が取付けられている。自動着陸実験機4は、図3,4に示すように三角翼14の後部左右両側が垂直翼15となっている翼構造を持つもので、胴16の後端にボディフラップ17,三角翼14の後端にエレボン18,垂直翼15の後側にラダー19が設けられ、胴16の前端にα,βベーン及びピトー20が設けられ、胴16内の前部に各種センサー21,ビデオカメラ22,各種機器23,バッテリー24等が搭載され、胴16の下部に超軽量級飛行機の脚25が設けられている。そして胴16の中央部にジンバル機構26が装備されている。尚、27はスピードブレーキである。

0011

前記ジンバル機構26は、図5,6,7に示すように胴16の中央部に於いて、機体フレーム28に固設された前後一対ブランケット29上にシム30を介して第1矩形枠31が架設固定され、この第1矩形枠31内に第2矩形枠32が前後のピン33,33にて左右方向に回動可能に支持され、この第2矩形枠32内にフィッティング34が左右のピン35,35にて前後方向に回動可能に支持され、このフィッティング34の中央部にリフトラグ36が垂直に取付けられたもので、リフトラグ36に吊下げ装置2からのロープ5が連結されるものである。

0012

さて、本発明による自動着陸実験機4の飛行試験方法について説明する。先ず母機ヘリコプター1にワイヤー3にて吊下げ装置2を連結し、この吊下げ装置2の揺れ止め機構10に図8に示すように自動着陸実験機4を抱持させる。そしてこの状態で母機ヘリコプター1は勿論のこと吊下げ装置2,自動着陸実験機4の全機器動作・状態の確認,データ入力の確認を行う。次に吊下げ装置2のホイスト9から繰り出したロープ5を自動着陸実験機4の機体に装備されたジンバル機構26のリフトラグ36(図5,6,7参照)に連結し、母機ヘリコプター1を離陸させ、自動着陸実験機4を吊下げ装置2に揺れ止め機構10に抱持させたまま図9に示すように吊上げる。次いでこの状態で飛行し、自動着陸実験機4の図3,4に示す各種センサ21,ボディフラップ17,エレボン18,ラダー19の動きを確認する。また、電気系統の確認もする。次に所定の高度に達した後、吊下げ装置2の揺れ止め機構10に自動着陸実験機4を抱持した状態で飛行試験を行い、その吊下げ装置2の取扱い及び空力的安定性を検証する。また、同時に吊下げ実験方法を決めると共に吊下げ装置2のワイヤーハーネスを調整し、計測機器の確認もする。次いで図1に示すように自動着陸実験機4の吊下げ装置2からジンバル機構26により機体の姿勢制御を行いながら降下・回収試験を行い、吊下げ装置2の機能を確認する。

0013

こうして模擬飛行予備実験を行った後、自動着陸実験機4を再び吊下げ装置2から図1に示すように降下させて模擬飛行本実験を行う。即ち、迎角のみ変化させる縦姿勢制御能力試験,縦の姿勢制御を行っている状態でのビデオカメラ画像データを撮る遠隔操縦視界データ取得試験,横・方向の姿勢制御を行ったり、制御ゲインを変更したりして、制御能力を検証する制御能力評価試験等を行う。

0014

然る後、本番の自動着陸実験では、自動着陸実験機4を吊下げ装置2から降下させ、ジンバル機構26により機体の姿勢制御を行わせ、機体姿勢の確立後自動着陸実験機4を吊下げ装置4から分離し、即ち、ジンバル機構26のリフトラグ36(図5,6,7参照)から吊下げ装置2のホイスト9より繰り出したロープ5を外し、自動着陸実験機4を誘導飛行させて着陸させる。

0015

上記実施例で判るように本発明の自動着陸実験機の飛行試験方法では、架台6の下側に揺れ止め機構10を備え、上側にホイスト9を備えた吊下げ装置2の揺れ止め機構10に、自動着陸実験機4を抱持させて吊下げ装置2と一体化した状態で母機ヘリコプター1に吊り、母機ヘリコプター1の飛行により自動着陸実験機4を曳航するので、この曳航中自動着陸実験機4は縦揺れ,偏揺れ,横揺れが殆んど無くなり、方向も安定する。

0016

また所定の高度に達した後吊下げ装置2のホイスト9により自動着陸実験機4をジンバル機構26を用いて姿勢制御を行いながら降下させたり、吊上げたりして、吊下げ装置2の飛行試験,自動着陸実験機4の吊下げ飛行試験,降下・回収試験等の模擬飛行予備実験を容易に行うことができ、その後再び自動着陸実験機4を吊り降ろし、ジンバル機構26により基本姿勢制御能力試験,機内に装備されたビデオカメラ画像による遠隔操縦視界データ取得試験,制御能力評価試験等の模擬飛行本実験を容易に行うことができ、模擬飛行試験を全うすることができる。

0017

自動着陸実験機4の模擬飛行試験終了後、この自動着陸実験機4は吊下げ装置2,ジンバル機構26により容易に分離飛行できる姿勢に制御でき、分離飛行できる機体姿勢の確立後は、吊下げ装置から分離し、誘導飛行により安全に着陸させることができる。

発明の効果

0018

以上の通り本発明の自動着陸実験機の飛行試験方法は、架台の下側に揺れ止め機構を備え上側にホイストを備えた吊下げ装置の揺れ止め機構に、自動着陸実験機を抱持させて吊下げ装置と一体化した状態で母機ヘリコプターに吊り、母機ヘリコプターの飛行により自動着陸実験機を曳航するので、この曳航中自動着陸実験機は、縦揺れ,偏揺れ,横揺れが殆んど無くなり、方向も安定する。

0019

また、所定の高度に達した後、吊下げ装置から姿勢制御状態で自動着陸実験機を降下させ、模擬飛行予備実験を容易に行うことができる。さらに引き続き吊下げ装置から再び機体を降下させて分離飛行できる機体姿勢に確立した後、自動着陸実験機を吊下げ装置から分離し、誘導飛行により安全に着陸させることができる。

図面の簡単な説明

0020

図1本発明の自動着陸実験機の飛行試験方法の概要を示す図である。
図2本発明の飛行試験方法で用いる吊下げ装置の斜視図である。
図3本発明の飛行試験方法を行う自動着陸実験機を示す平面図である。
図4図3の側面図である。
図5自動着陸実験機に装備されたジンバル機構を示す平面図である。
図6図5のA−A線断面図である。
図7図5の右側面図である。
図8自動着陸実験機を吊下げ装置に抱持させた状態を示す側面図である。
図9図8の吊下げ装置及び自動着陸実験機を母機ヘリコプターを離陸させて吊上げた状態を示す図である。
図10従来の吊下げ装置によりヘリコプターから飛行模型を吊下げた状態を示す斜視図である。

--

0021

1母機ヘリコプター
2吊下げ装置
3ワイヤー
4 自動着陸実験機
9ホイスト
10揺れ止め機構
26 ジンバル機構

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