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本研究では、提案する再利用可能な水平離着陸型宇宙往還機のコンセプトの実現性や確立した制御手法の有効性を単に計算機によるシミュレーションスタディだけでなく、常に実験を通して実証することを目的としている。そこで、本年度は、要素技術および検証モデルの開発に努め、宇宙往還機を模擬した模型飛行機(概念検証機体)と離着陸補助装置を模擬した高速ボート(離着陸補助装置)を製作・開発した。具体的には、下記のことを行った。
1.水平離着陸型宇宙往還機システムの製作・改良
2.水上離着陸補助システムの製作・改良
3.航法システムの開発(GPS (Global Positioning System)とIMU (Inertial Measurement Unit)を用いた高精度小型複合航法システムの開発)
本コンセプトの特徴は、広大な海を利用して航空機のような翼を持つ機体が、海上を航行する離着陸補助装置を用いて離着陸を行う点である。しかし、海上を航行する移動体から有翼機が離着陸した前例はなく、滑走路を用いた離着陸と異なり、離着陸補助装置を用いた離着陸は水上を滑走するため運動特性の変化が非常に大きい。このような厳しい条件の中で離着陸補助装置に高精度に着陸しなくてはならない。そこで、下記の手法を提案した。
1.複雑な相対運動をともなう移動体の相対航法アルゴリズム
2.MDM/MDP(多数遅れモデル/多数設計点)法とH∞制御を融合した飛行制御システムの設計手法
3.着陸フェーズの離着陸補助装置との協調制御手法
提案する手法の有効性を数値シミュレーションで検証し、シミュレーションレベルでロバストな飛行制御システムの構築の確認、提案された宇宙往還機コンセプトの離着陸フェーズの実現性を証明した。
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