並列タイトル等Control of the experimental model and the data acquisition system in ALFLEX dynamic wind tunnel tests
タイトル（掲載誌）航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory
一般注記航空宇宙技術研究所では1989年以来、空力微係数の同定を主目的とした動的風洞試験を行ってきた。最初にスペースプレーン模型、次にHOPE01B形状の模型を用いて、ケーブルマウント方式(CMS)での動的風洞試験を行った。一方、航空宇宙技術研究所と宇宙開発事業団は無人宇宙往還機(HOPE)の研究の一環として、自動着陸技術の確立を目的とした小型自動着陸実験(ALFLEX)を1996年に計画している。これは低速において固有安定性のない実験機を自動制御系により安定化させ、無人での着陸を目指すものである。小型自動着陸実験では、HOPE想定実機の37%スケールの実験機が、懸吊架台を介して1本のケーブルでヘリコプタにより曳航される。この懸吊状態において制御系の動作を確認した後に、高度約1,500mにおいてALFLEX実験機は切り離される。先に述べた動的風洞試験技術を応用し、懸吊状態での制御系の安定性確認と性能評価および空力微係数同定のためのデータ取得を目的として、ALFLEX実験機の40%スケール模型を用いた懸吊風洞試験を1994年9月〜11月にかけて実施した。データ取得に際しては、模型が風洞内で固定された風洞試験とは異なり、模型の運動を時系列データとして取得することが必要となる。このためデータの転送や保存の際に信頼性が要求され、取り込むデータはサンプリング周期毎に確実に保存することが必要となる。また制御コマンド送出に際しては、サンプリング周期の時間内に必要なコマンドの計算を終え送出することが必要である。コマンドの計算や送出に不具合が生じれば、機体の運動が不安定となり発散する危険性がある。このため、制御コマンド送出には特に信頼性が要求される。当所ではこれらの要求を満たすため、動的風洞試験において種々のデータの取得、必要な状態量の計算および保存、操舵コマンドの送出、制御コマンド計算および送出などを行うための「動的模型制御計測プログラム」(以下、制御計測プログラムと記述する。)を開発した。これは風洞試験を行うに当たっての計測データチェック機能、データ表示機能も備えており、センサ出力の確認、制御舵面駆動用アクチュエータの校正、取得データの確認および解析にも利用される。さらに、試験を安全かつ円滑に行うための機能もいくつか備えている。本プログラムには動的風洞試験の度に改修が加えられ、その機能は強化されてきた。ここでは、これまでの最新版となるALFLEX懸吊風洞試験の際に用いたものを取り上げ、その構成、機能とデータ処理方法について報告する。最後に、取得したデータを示し、本システムが実際に動的風洞試験において有効に機能したことを示す。
Dynamic wind tunnel tests have been conducted at the National Aerospace Laboratory since 1989, while the Automatic Landing Flight Experiment (ALFLEX) was being planned to develop an automatic landing technique. ALFLEX is one of the experiments supporting HOPE (H-2 Orbiting Plane), the Japanese unmanned spacecraft program. Prior to flight experiments, dynamic wind tunnel tests were conducted using a 40 percent ALFLEX scale model in order to evaluate the performance of the ALFLEX control system and to determine aerodynamic parameters. During the tests, control surface deflection commands were sent to the model and measured data were transmitted to an external computer and stored. This paper describes the control and data acquisition functions and algorithms developed for the dynamic wind tunnel tests. Data acquired from the tests demonstrate that the system performs well.
資料番号: AA0000587000
レポート番号: NAL TR-1291
一次資料へのリンクURLhttps://jaxa.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=39799&item_no=1&attribute_id=31&file_no=1
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
提供元機関・データベース宇宙航空研究開発機構 : 宇宙航空研究開発機構リポジトリ