ローラーロン

ローラーロンはロケットに使用されるエルロンの一種で、回転に対する受動的な安定化を提供するために使用されます。最も一般的にはロールに対する安定化に使用されますが、ヨーとピッチを打ち消すためにも使用できます。^[1]

1950 年代初頭、最初のローラーロンが製造されました。ミサイルの動的安定化に有効であることが評価され、すぐに米国航空諮問委員会(NACA) で研究されました。これは、サーボ機構とエルロンの組み合わせなどの従来の方法よりも、ロールを制御するためのコンパクトでシンプル、かつ信頼性の高いソリューションであることが証明されました。ローラーロンデバイスは、多用されているAIM-9 サイドワインダーなどの機動性の高い近距離空対空ミサイルに広く使用されています。ロケットビークルも、一般的な用途の 1 つとなっています。

歴史

1950年代初頭、ローラーロン（当初はロールダンパーとも呼ばれた）の最初の例が登場した。ミサイル安定化装置としての潜在的価値から、国家航空諮問委員会（NACA）やその他の組織による詳細な評価がすぐに行われた。 ^[2] 1950年代半ばまでに使用された初期のミサイルは、揚力面のアスペクト比が低いため、空力ロールの減衰が限られているのが特徴であった。この問題に対する歴史的な解決策は、ロール速度を感知し、必要に応じて従来のエルロンを調整するサーボ機構を設置することであったが、このアプローチは複雑さと重量を増大させ、限られたスペースしか占有しなかった。そのため、内部コンポーネントをまったく必要としない方法が優先され、影響の少ない方法が緊急に求められた。^[3]

1956年11月までに、NACAはローラーロンがミサイル構成の信頼できる設計アプローチであると判断しました。^[3]米軍の要請により、量産ミサイルでの性能を検証するためのさらなるテストが実施されました。^[4]より一般的には、ローラーロンに関連するさらなる革新と特許は、その後の数十年間にわたって行われました。^[5]^[6] 1990年代に入っても、ローラーロンとその潜在的な用途は、さまざまな組織や国によって引き続き調査されました。^[1]

関数

ローラーロンは比較的単純で費用効果の高い安定化装置である。^[7]ローラーロンの中核となる要素は金属製のフライホイールで、通常はフィンの後端に配置される。ホイールの円周には切り込みが入れられており、これらの切り込みは気流との相互作用を最大化するために意図的に突き出ている。そのため、ミサイルが空中を移動している間、結果として生じる気流によってローラーロンが回転する。^{[8]ローラーロンは、}ストレラ-1およびストレラ-10防空システムの9M31および9M37地対空ミサイルにも使用されており、前者はフライホイールディスクに巻かれたワイヤーを使用して発射時にディスクを回転させ、後者は小型ガス発生器を使用して発射直前にディスクを回転させている。^{[9]回転中、フライホイールは}ジャイロスコープと同様に、それに作用する横方向の力に抵抗する。このジャイロ運動の利点は、ミサイルが中心軸を中心に回転する望ましくない傾向を打ち消し、飛行を動的に安定させることです。^[7]ロールに対する安定化に加えて、ヨーとピッチに対しても同様の効果が得られます。^[1]

これは、戦闘機同士の短距離ドッグファイトで使用されるような、高度な機動性が求められるミサイルにとって非常に価値があると評価されている。[ 1 ^]ローラーロンを早期に採用したのは、有名な空対空ミサイルであるAIM-9サイドワインダーである。この装置は、後部翼の4つすべてに装備されている。ローラーロンはロール傾向を排除することで、ミサイルがターゲット追跡などのコア機能を実行するのを大幅に容易にする。^[7]^[10]さらに、ローラーロンはロケットビークルの標準的な機能にもなっている。^[11]^[12]

参考文献

^ abcd Der-Ren Taur; Jeng-Shing Chern (2012年8月22日). 「ミサイル応用におけるローラーンダイナミクス」.第24回大気飛行力学会議 1999年8月9日 - 1999年8月11日. doi :10.2514/6.1999-4260.
^ Nason, Martin L.; Brown, Clarence A. Jr.; Rock, Rupert S. (1955 年 9 月 15 日)。「マッハ数 0.9 から 2.3 でのカナードミサイル構成のロール速度安定化システムの評価」。米国航空諮問委員会(NACA)。
^ ab Nason, Martin L. (1956 年 11 月 29 日)。「ローラーロン装備ミサイルのローリング特性を決定するための半グラフィック法」。米国航空諮問委員会 (NACA)。
^ クラレンス A. ブラウン Jr.、マーティン L. ネイソン (1954 年 4 月 29 日)。「海軍兵器試験所サイドワインダーミサイルのマッハ数 0.9 ～ 20 2.3 でのロール率安定化システムを評価する飛行調査」。米国航空諮問委員会 (NACA)。
^ ハリー・B・ポーター;ロバート・A・ワインハート（1970年）。「US3640484A: リリース機構」。
^ Greene, Ronald W. (1980 年 7 月)。「ERB/TIGER II の航空弾道分析: 空力試験ユニット ATU-2 ( SLA R7150J2)」。osti.gov。doi :10.2172/5233735。S2CID 107835834 。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です
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^ ヘンリー・スペンサー、スティーブン・カソウ。「Rolleronの説明」。ニュースグループsci.space.tech 。 2022年5月23日閲覧。
^ 電気光学誘導ミサイルの歴史(PDF) . Hpasp. 2016. p. 17.
^ 「サイドワインダーミサイル」スミソニアン。 2022年5月23日閲覧。
^ フォン・ベングソン、クリスチャン (2011 年 10 月 25 日)。「空中に浮く」。有線.com。
^ Munz, Jamie (2013). 「ホバリングロケット飛行体の機械システム設計」 espace.library.uq.edu.au.

外部リンク

珍しいメカニズム：ローラーロン、Makeマガジン
アマチュア製作ロケットのローラーオンテスト
YouTubeでの Rolleron のデモ

[rolldyanamics_1999-1] Der-Ren Taur; Jeng-Shing Chern (2012年8月22日). 「ミサイル応用におけるローラーンダイナミクス」.第24回大気飛行力学会議 1999年8月9日 - 1999年8月11日. doi :10.2514/6.1999-4260.

[NACA_1955-2] Nason, Martin L.; Brown, Clarence A. Jr.; Rock, Rupert S. (1955 年 9 月 15 日)。「マッハ数 0.9 から 2.3 でのカナードミサイル構成のロール速度安定化システムの評価」。米国航空諮問委員会(NACA)。

[NACA_1956-3] Nason, Martin L. (1956 年 11 月 29 日)。「ローラーロン装備ミサイルのローリング特性を決定するための半グラフィック法」。米国航空諮問委員会 (NACA)。

[4] クラレンス A. ブラウン Jr.、マーティン L. ネイソン (1954 年 4 月 29 日)。「海軍兵器試験所サイドワインダーミサイルのマッハ数 0.9 ～ 20 2.3 でのロール率安定化システムを評価する飛行調査」。米国航空諮問委員会 (NACA)。

[5] ハリー・B・ポーター;ロバート・A・ワインハート（1970年）。「US3640484A: リリース機構」。

[6] ^ Greene, Ronald W. (1980 年 7 月)。「ERB/TIGER II の航空弾道分析: 空力試験ユニット ATU-2 ( SLA R7150J2)」。osti.gov。doi :10.2172/5233735。S2CID 107835834 。 {{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です

[howstuffworks-7] Harris, Tom (2002年10月3日). 「Rollerons explained」. howstuffworks.com . 2022年5月23日閲覧。

[8] ヘンリー・スペンサー、スティーブン・カソウ。「Rolleronの説明」。ニュースグループsci.space.tech 。 2022年5月23日閲覧。

[9] 電気光学誘導ミサイルの歴史(PDF) . Hpasp. 2016. p. 17.

[10] 「サイドワインダーミサイル」スミソニアン。 2022年5月23日閲覧。

[11] フォン・ベングソン、クリスチャン (2011 年 10 月 25 日)。「空中に浮く」。有線.com。

[12] Munz, Jamie (2013). 「ホバリングロケット飛行体の機械システム設計」 espace.library.uq.edu.au.