スラストベクタリング
ロケットと弾道ミサイル編集
名目上、のアクションの行 ロケットノズルの推力ベクトルは、車両の質量中心を通過し、質量中心についてゼロの正味モーメントを生成する。 主ロケットの推力ベクトルを質量中心を通過しないように偏向させることにより、ピッチとヨーモーメントを生成することが可能である。 アクションラインは、一般的にロール軸にほぼ平行に配向されているので、ロール制御は、通常、主推力を偏向し、ロケットエンジンの排気プルーム内のフィン、またはベーンなど、二つ以上の別々にヒンジ付きノズルまたは完全に別のシステムの使用を必要とします。 推力ベクトル制御（TVC）は、推進システムが推力を発生させている場合にのみ可能であり、飛行の他の段階での姿勢制御と飛行経路制御には別々のメカニ
スラストベクタリングは、四つの基本的な手段によって達成することができます。
- Gimbaledエンジン（s）またはノズル（s）
- 反応性流体注入
- 補助”バーニア”スラスタ
- 排気ベーン、また、ジェットベーンとして知られています
Gimbaled thrustEdit
多くの液体ロケットのスラストベクタリングは、エンジン全体をgimbalingすることによって達成されます。 これには、タイタンIIのツイン一段モータのように燃焼室全体と外側のエンジンベル、または関連する燃料と酸化剤ポンプを含むエンジンアセンブリ全体を移動させることが含まれます。 サターンVとスペースシャトルはジンバル式エンジンを使用した。
固体推進剤弾道ミサイルのために開発された後の方法は、電気アクチュエータまたは油圧シリンダを使用してロケットのノズルのみを偏向させることによってスラストベクタリングを達成する。 ノズルは、中央に穴が開いたボールジョイント、または耐熱性材料で作られた柔軟なシールを介してミサイルに取り付けられ、後者は一般に、より多くのト 三叉の矛C4およびD5システムは水力で作動させたノズルによって制御される。 STS SRBsはジンバル式ノズルを使用していた。
推進剤注入編集
固体推進剤弾道ミサイルに使用されるスラストベクタリングの別の方法は、ロケットノズルが固定されている液体注入であるが、ミサイルの後方端の周りに取り付けられたインジェクタからの排気流に流体が導入される。 液体がミサイルの片側だけに注入された場合、それは排気プルームのその側を変更し、その側で異なる推力とミサイル上の非対称の正味の力をもたら これは、Minuteman IIとアメリカ海軍の初期のSlbmで使用された制御システムでした。
バーニアスラスタ編集
スラストベクタリングに似た効果は、複数のバーニアスラスタ、独自のターボポンプを欠いており、一軸にジンバルすることができる小さな補助燃焼室で生成することができる。 これらはアトラスとR-7ミサイルで使用され、まだR-7の子孫であるソユーズロケットで使用されていますが、その複雑さと重量のために新しいデザイ これらは、宇宙での操縦に使用される固定された独立したロケットエンジンである反応制御システムスラスタとは異なる。
排気vanesEdit
ロケットエンジンのスラストベクタリングの最も初期の方法の一つは、エンジンの排気流にベーンを配置することでした。 これらの排気ベーンまたはジェットベーンは、エンジンの一部を動かさずに推力を偏向させるが、ロケットの効率を低下させる。 それらにノズルのgimbalingがしない単一エンジンだけとのロール制御を許可することの利点がある。 V-2はグラファイト製の排気ベーンと空力ベーンを使用しており、V-2から派生したレッドストーンも使用していた。 アマチュアグループのコペンハーゲン-サブ軌道のサファイアロケットとNexoロケットは、ジェットベーンの現代的な例を提供している。 ジェットベーンは、耐火材料で作られているか、またはそれらが溶融するのを防ぐために積極的に冷却されなければならない。 サファイアは銅の高い熱容量および熱伝導性のために固体銅の羽根を使用し、Nexoは高い融点のためにグラファイトを使用したが、積極的に冷却されな これは、ジェットベーンの非効率性と組み合わせて、主に新しいロケットでの使用を排除します。
戦術ミサイルと小型発射機編集
AIM-9Xサイドワインダーのようないくつかのより小さなサイズの大気戦術ミサイルは、飛行制御面を避け、代わりに機械的なベーンを使用してモーターの排気を片側に偏向させる。
スラストベクタリングは、ミサイルの最小範囲を減少させる方法であり、その前に、その小さな空力面が効果的な操縦を生成するのに十分な速さに達することはできません。 例えば、ERYXやPARS3LRなどの対戦車ミサイルは、この理由のためにスラストベクタリングを使用します。
スラストベクタリングを使用するいくつかの他の発射体:
- 9M330
- Strixモルタルラウンドは、ターミナルコース補正を提供するために十二中央部横スラスターロケットを使用しています
- AADはジェットベーン
- r-73（ミサイル）は、ジェットベーンを使用しています
- hq-9は、ジェットベーンを使用しています
- pl-10（asr）は、ジェットベーンを使用しています
- マイカ（ミサイル） “PIF-PAF”と呼ばれるコントロール
- AIM-9Xは、フィンが移動するにつれて移動する排気内部の四つのジェットベーンを使用しています。
- 9M96Eは、ガス動的制御システムを使用して、非戦略的弾道ミサイルの関与を可能にする35g以上の力で20キロまでの高度で操縦を可能にし
- 9K720Iskanderは、ガスダイナミックと空力制御面で全体の飛行中に制御されます。
AircraftEdit
現在動作中のほとんどのベクトル推力航空機は、排気流を偏向させるために回転ノズルまたはベーンを備えたターボファンを使用しています。 この方法は、航空機の中心線に対して90度の推力をうまく偏向させることができます。 しかし、エンジンは通常の飛行ではなく垂直揚力のためのサイズにする必要があり、その結果、重量のペナルティが発生します。 非常に熱い排気が滑走路の表面を損傷する可能性があるため、アフターバーニング（またはプレナムチャンバーバーニング、PCB、バイパスストリーム内）は組み込 アフターバーナーがなければ、超音速飛行速度に到達するのは難しいです。 1965年にブリストル-シドレー-BS100が製造中止となった。
回転ターボプロップエンジンナセルを介してティルトローター航空機ベクトル推力。 この設計の機械的複雑さは、柔軟な内部部品のねじれやエンジン間のドライブシャフトの動力伝達など、非常に面倒です。 ほとんどの現在のtiltrotorの設計は並んで構成の二つの回転子を特色にする。 そのような航空機が渦リング状態に入る方法で飛行された場合、ローターの一方は常に他方の前にわずかに入り、航空機は劇的で計画外のロールを実行
スラストベクタリングは、飛行船の制御機 初期のアプリケーションは、1912年に最初に飛行した英国陸軍飛行船デルタでした。 その後、1916年に初飛行したイギリスの剛体飛行船であるHma（His Majesty’S Airship）No.9rと、1930年代のアメリカの双子で使用された。 空挺空母として使用された海軍の剛体飛行船UssアクロンとUSSメイコン、および同様の形式のスラストベクタリングは、現代の非剛体飛行船の制御のために、今日も特に貴重である。 この使用では、負荷のほとんどは通常浮力によって支えられ、ベクトル推力は航空機の動きを制御するために使用される。 加圧空気に基づいた制御システムを使用した最初の飛行船は、1930年代にEnrico ForlaniniのOmnia Dirでした。
推力ベクトルを組み込んだジェットの設計は、1949年にPercy Walwynによって英国航空省に提出されました; ウォルウィンの図面はファーンボローの国立航空宇宙図書館に保存されている。 デザイナーが精神病院の患者であることが分かったとき、公式の関心は縮小されました。
今研究されている、流体スラストベクタリング（FTV）は、二次流体注入を介して推力を転換します。 試験は、ジェットエンジンの排気流に強制された空気が15度まで推力をそらすことができることを示しています。 このようなノズルは、より低い質量およびコスト（最大50％以下）、慣性（より速く、より強い制御応答のため）、複雑さ（機械的に単純で、可動部品または表面の少な これは、多くの無人航空機（Uav）、および第6世代戦闘機に使用される可能性が高い。