並列タイトル等Development of flight simulation program for the HYFLEX vehicle and flight analysis
タイトル（掲載誌）航空宇宙技術研究所報告 = Technical Report of National Aerospace Laboratory
一般注記本稿では、1996年2月12日に打ち上げられた極超音速飛行実験機(HYFLEX)の航法・誘導・制御系解析に用いた飛行シミュレーションプログラムと飛行シミュレーション解析結果について報告する。従来、航空宇宙技術研究所(NAL)では、再突入機、あるいはスペース・プレーンの飛行シミュレーションを行う際の運動方程式は、地球を球と仮定して導出されていた。また、HYFLEXの基本設計段階においても、地球の取り扱いを球とした仮定の基で導かれた運動方程式で飛行シミュレーションを行っていた。しかし、HYFLEXの回収に対する信頼性、成功率を上げること、および飛行安全性確保の観点からより精度の高い飛行シミュレーション解析の要求が生じた。そこで本稿では、地球をより精度の高い回転楕円体モデルと仮定して取り扱う。運動方程式導出に際しては、地球モデルの変更に伴い局所水平座標系の定義が従来のものと一致しなくなるため、新たに地心局所座標系と対気速度座標系を定義する。さらに、地球モデルの変更に伴い機体に作用する外力である重力ベクトルも変化する。このため、重力モデルも逆自乗場のモデルから、重力ポテンシャルによるモデルへと変更した。また、計算効率、計算精度を上げるため、新たに2つの状態量を導入した。本稿ではまず最初に、上記に伴い新たに開発された飛行シミュレーションプログラムについて述べる。そして、開発した飛行シミュレーションプログラムにより行った、打ち上げ前の最終的な飛行シミュレーション解析結果についても報告する。得られた飛行シミュレーション解析結果により、設計されたHYFLEXの航法・誘導・制御系が所望の性能を有していることが確認された。また、着水点、および着水点分散域に関するより精度の高いデータを得た。
This paper describes a flight simulation program, used to analyze the navigation, guidance and control system and for flight analysis of the Hypersonic Flight Experiment vehicle (HYFLEX). Up to this time, the earth had been considered as a sphere at NAL. The flight simulation was carried out using the model at the predesign phase of the HYFLEX. However, more precise flight analysis had to be carried out to predict the splash down point as planned to recover the HYFLEX vehicle. In this paper, two coordinate systems were newly introduced to deal with the earth as a ellipsoid of revolution and new equations of motion were derived. Also, the gravity model was changed to the model mentioned in reference. To maintain precision, two state vectors were newly defined. The designed navigation, guidance and control system of the HYFLEX is proved to satisfy the mission requirements through the results of flight analysis. Further, more accurate data of the nominal impact point and dispersion of the impact point are obtained.
資料番号: AA0000924000
レポート番号: NAL TR-1317
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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