JP2002529303A

JP2002529303A - 航空母艦とその操作方法

Info

Publication number: JP2002529303A
Application number: JP2000580889A
Authority: JP
Inventors: ジヨンピーターアレン，フイリツプ; レヂナルドセイフアング，ジヨーヂ
Original assignee: BAE Systems PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1998-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2002-09-10
Also published as: CA2321031A1; AU759816B2; WO2000027700A1; GB9824220D0; US6279500B1; EP1044132A1; ZA200003879B; AU1058500A

Abstract

(57)【要約】航空母艦１０は、フライトデッキに沿って通る空気に、速度の上方成分が与えられるフラップ１４、膨張できるフラット２６あるいはエアジェット２８のような空気流れ偏向手段を備える。それによって、航空母艦の背後のエアウエークにおいて吹き上がりを提供する。この吹き上がりは、航空母艦及び手段の下方の適当な長さ亘って持続し、所定の空間的な姿勢で、気流に対する航空機の攻撃角度の増加を持続する。これは、航空機が、パイロットがデッキの視界を損なうことなく、着艦進入の気流への適度に高い攻撃角度で進む。加えて攻撃の増加角度はフレア運動を容易にするために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、航空母艦への航空機着艦の補助あるいはそれを向上させるための航
空母艦と、それに係る装置と、その操作方法に関わる。

【０００２】海軍任務のユーロファイタ(Eurofighter)のような現代の戦闘機を使用する最
近の研究では、航空機の着艦速度は、定義された失速限界よりもむしろ攻撃の際
のパイロット視野限界角度(航空機の攻撃角度は、パイロットが着艦のときフラ
イトデッキに適切な視野を設けるために十分に低くするべきものある)によって
決定されることが示されている。これは、ユーロファイタのような航空機は、揚
力傾斜が比較的低く、失速角度が比較的高いからである。従って、一面において
は、本発明は、許容水準の着地垂直及び水平速度を維持あるいは減少させながら
、パイロットがフライトデッキに対して十分な視野を保ち、コックピットからの
各種視覚合図を十分に見られる攻撃角度で航空機を着艦させる際の問題を解決す
ることに関するものである。

【０００３】この点を考慮し、出願人は、従来型の航空母艦または、航空母艦の形態の設計
や変更における船舶の下方気流(the airwake)を分析した。これは、船舶の背後
のエアウエーク(airwake)の吹き上がり角度の確実性あるいは増加を提供するた
めである。その結果、航空機の飛行姿勢が、低くなるために、飛行姿勢より大き
い効果的な攻撃角度を維持しながらパイロットの視野が広くなる。初期研究は、
吹き上がり角度を増加することにより着地速度を低減させ、ある程度のグランド
効果を提供するので、さらに緩やかな着地をもたらすことを示している。

【０００４】前進速度及び自然風によって起こる船舶の自然エアウエークは、船尾のすぐ後
ろの流れに小さな洗流成分(burble)ができる。このことは、可能なすべての領域
、とりわけ両側と上(例えばフライトデッキ)から船舶の背後で分離した気流の基
底領域を自然に満たすために生じる。従って、下記に記載された実施例では、船
舶の背後の分岐流の基底領域が、両側のみから満たされるように、フライトデッ
キからの流れが上方に偏向する。フライトデッキの端部から上方に傾いた角度の
流れは、上方に傾いた角度で流れ続け、船舶の背後にある程度の距離を維持する
ような増加吹き上がり効果を提供する。

【０００５】英国特許明細書第1052359号には、船舶に着艦しようとする航空機の着艦速度
と同等の速度で水中を通るジェットエンジンによって水中を進むための水上発進
及び着艦用船舶が開示されている。そのエンジンは船舶の後部に配置され、航空
機の着艦進入通路の片方の側に離間し、水平方向を向く。航空機が通常飛行姿勢
を低くできるための着艦通路において増加吹き上がりを供給することはこの文献
では示していない。

【０００６】また、英国特許明細書第1036015号は、母艦の背後の着艦路からの海の薄霧あ
るは濃霧をきれいにするための装置を開示している。熱流出物が、海の薄霧ある
いは濃霧をきれいにするために、船舶前方から、すなわち船舶の背後の滑走路に
沿って熱痕跡のつくターボジェットあるいはそれに類似するものから放出される
。増加吹き上がりを供給するため流れ偏向手段がフライトデッキの船尾端領域に
配置される装置も、増加吹き上がりが航空機の通常飛行姿勢を低くできるよう使
用される装置も、この文献では示していない。

【０００７】また、英国特許明細書第542901号は、上方に突出した着艦滑走路を遮断するよ
うに設計された配置を開示している。ここでは、航空母艦の背後の増加吹き上が
りを提供する装置のようなものの使用は示していない。英国特許明細書第343763号は、人工対抗風が、デッキから少し離れた航空機の
前方に配置されるブロアあるいは発生手段によって発生される装置を開示してい
る。ブロワあるいは発生器は、通常後ろ方向にその流出を行う。

【０００８】従って、一つの特徴として、本発明は、航空機が着艦するフライトデッキを備
える航空母艦において、前記フライトデッキが先端と船尾を有し、前記航空母艦
が、概ね前記先端から前記船尾への方向において、前記フライトデッキに沿って
通る気流に対して速度の上方傾斜成分を与えるための気流偏向手段を前記フライ
トデッキの船尾領域に配置し、前記航空母艦の背後の航空機着艦通路のエアウエ
ークにおける吹き上がりを提供しあるいは増加させるものである。

【０００９】気流偏向手段は多数の異なる位置に配置され、これは好ましくは、吹き上がり
効果が効果的であるエアウエークの大きさを越えて増加させるため、フライトデ
ッキの船尾領域に配置される。気流偏向手段は幾つかのフォームを取り入れ、簡便には、着艦方向に概ね横断
して配置され、実質的に連続してそこに横断して延長する概ね上方に傾斜する偏
向表面を備える。気流偏向手段は、少なくともフライトデッキの実質的横幅を横断する実質的に
均一な高さの偏向表面を有する。代替的には、気流偏向手段は、実質的に均一な高さの中央部分を有する偏向表
面で構成される。ある装置において、気流偏向手段は、偏向表面が有効ゼロ高さ
である中央ギャップを有する。代替的に、中央部分は母艦の両側向かって高さを
低くする両側部分より高い。

【００１０】たとえ、前記偏向表面が永久固定体、例えば永久湾曲面あるいは永久突起表面
であっても、一方では、偏向表面が展開作動位置と収容無作動位置との間を移動
可能である。安全性のために、偏向表面は通常の運転状態で遭遇する風力への耐性を備える
べきであるが、航空機やその一部による偶発的な衝撃を受けたことにより、前
記偏向表面が、潰れた状態になったり、あるいはへこんだり、裂けたりすること
に適応しなければならない。

【００１１】一実施例によれば、偏向表面手段はフラップ要素で構成される。他の実施例によれば、前記気流偏向手段は概ね上昇の気流を発生させるために
気流発生手段を備える。"上昇"によって、垂直に±４５゜の角度で配置すること
を意味し、多くの例では、気流が概ね垂直、例えば垂直に対して±１０゜内であ
る。この例では、気流発生手段は、典型的にはブロアまたは圧縮機のような圧縮空
気流及び前記圧縮空気の排出に用いるスロット手段で構成し、それによって上記
の上昇気流を発生させる。

【００１２】また、もう一つの特徴によれば、本発明は、航空機が着艦できるフライトデッ
キと、前記フライトデッキは先端と船尾を有し、実質的な成分を有する前記フラ
イトデッキ上を、概ね前記先端からの船尾への方向に気流を移動させ、前記フラ
イトデッキの上の流れに、概ね速度の上方傾斜成分を与える航空母艦を操作する
方法を提供するものである。

【００１３】本発明は上述のように説明され、上記の記載あるいは以下の詳細な説明で示さ
れた発明における特徴の組合せに拡張される。本発明は、多様な方法によって達成される。第１図は本発明に係る航空母艦の実施例の側面図である。第２図は、第１図の航空母艦の後部拡大された頂部平面図である。第３図は、第１図の航空母艦の後方部分の拡大側面図である。第４図は、本発明に係る航空母艦の第２実施例の拡大側面図である。第５図(a),(b),(c)及び(d)は、本発明に係る航空母艦の後部側面図である。第６図(a),(b),(c)及び(d)は、偏向手段のない船舶の後方概略図であり、ソリ
ッド表面デフレクタの多様な形態、航空力学デフレクタ各々を備え、各ケースに
おける見積り吹き上がり量を示す。

【００１４】上述のように、多くの例において、航空機が着艦デッキに最終的に接近する時
、その攻撃角度はパイロットがコックピットから着艦デッキを十分に見ることが
できるかどうかという必要性によって強く影響を受ける。しかし、通常の航空母
艦は、エアウエークが水平あるいは下方に傾いている場合、接地より前の瞬間の
航空機の攻撃角度が低いほど、接地速度は速くなる。次に下記の実施例において
、船の船尾のグライドスロープに沿って局所的気流が着艦進入路に対して一定の
航空機の上昇姿勢を設定するために、攻撃の角度の精度が向上し、接地着艦速度
が減少するように、速度の上方傾斜成分を与える。また、攻撃効果角度が増すと
、接地効果の向上が着地垂直速度の減少を導くことができる。

【００１５】第１図には、約３０Ktsの典型的なデッキを越える風の流れ(wind-over-deck f
low)を含む風に対向する航空母艦１０が示されている。その航空母艦１０は、実
質的に船全長に亘るフライトデッキ１２を備える。フライトデッキ１２の後部端
に、実質的にフライトデッキの全長を横断して延びるフラップ１４を備える。こ
の実施例において、前記フラップはフライトデッキに対して９０゜の方向に向か
い、かつ他方に４５゜(後方傾斜)の角度で上方に向くことができる。前記フラッ
プ１４は、第２〜４図に図示されるように、直立作動位置と収容される位置との
間に作動するために、ピボット旋回するように、デッキに搭載される。

【００１６】また、第１図に示されるように、着艦デッキ上の仮想接地点１８に対し滑空グ
ライドスロープ１６が仮想的に４゜であることが示される。航空機２０が船舶に
着艦進入を行っているところを概略的に示しており、航空機の典型的に着艦速度
が１５０Kts程度である。フラップ１４は、航空母艦の後部への着艦進入領域に
おいて吹き上がりが増加するように、着艦デッキを通り越す気流を偏向させる。
以下に記載されるように、前記フラップは典型的には、船舶後部へ９０メートル
離れた４゜のグライドスロープ上で３〜４゜の角度の増加吹き上がり角度を起こ
す。この試みは、フラップの高さが増すと増加吹き上がり効果が起こり、小さいフ
ラップは顕著な効果を有し、さらには、吹き上がり効果は約１００メートルの間
維持され(船舶の全長の半分)、かつ航空母艦の後方約２００メートルの間(船舶
の全長)でほとんど無くなるということを示した。

【００１７】上記に参照した吹き上がり角度は、約３０Kts程度になり得るデッキを越える
風の流れの吹き上がりである。典型的な航空機着艦進入速度が約１５０Ktsであ
るならば、例えば１０゜の増加吹き上がりは、航空機の攻撃過剰角度２゜に等し
い。この攻撃の過剰角度の２゜は２つの可能な方法で使用され得る。一つは、航
空機の攻撃角度がパイロットの視野を制限する場合、着艦速度を減速させること
である。典型的な減速は約８Kts程度である。もう一つの方法は、空気速度及び
飛行形態が一定に保たれる場合、フレア運動を起こすことである。これは、約1.
5m/s程度で接地垂直速度の典型的な減速を達成する。第３図と第４図を参照すると、参照符号は同じものが使用され、フラップ要素
が、航空母艦の後部に比例して異なる高さを示す。フラップ１４は、図面に見ら
れる作動上方突起位置とフライトデッキに平坦に置かれる無作動収容位置(図示
せず)との間に配備される。作動位置と無作動位置との間の運動は、アクチュエ
ータ２２とステイ２４によって達成される。

【００１８】第５図(a)〜(d)は増加吹き上がりが達成されるいろいろな方法が図示される。
第５図(a)は第１〜４図で実施される原理が図示される。これは、顕著にはデッ
キに対して上方角度に向けるために、垂直フラップが気流を起こすものである。第５図(b)を参照するならば、この実施例のフラップ要素において、航空力学
原理は第５図(a)のそれに似通っており、そのフラップは、偶然の衝撃で受ける
航空機の損傷が最小になるように脆い、打撃に弱い構造に組み立てられる。第５図(c)において、そのフラップ要素はここではフライトデッキから上方に
気流を偏向する膨張可能なフラップ要素２６である。

【００１９】第５図(d)において、そのフラップ要素は船上のブロワ３０あるいは圧縮機か
ら圧縮空気を前記航空母艦に供給するスロット２８と交換される。これは、増加
吹き上がりを供給するため、上方にフライトデッキ１２を横切る空気を再びそら
すエアジェットカーテン３２をもたらすためである。ここで、第６図を参照すると、第１〜５図(a)のフラップ設計は均一の高さ(第
６図(b)で図示される)で行われ、または第６図(c)と(d)に示すように、テーパ状
あるはギャップを付けて構成される。最大高さ２ｍにすると、モデル上の風洞研
究では、均一高さのフラップが船舶の下方に４゜の９０メートルグライドスロー
プで、８゜の増加吹き上がりを提供し、また、テーパ状とギャップ形成が、とり
わけ５゜と３゜各々の吹き上がりの増加を少なくしていることが示唆されている
。第５図(d)のブロワファンの概念を組み入れた装置上の試験では、８゜周辺の
船舶の下流４゜かつ９０メートルのグライドスロープ上に増加吹き上がりが実行
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明に係る航空母艦の実施例の側面図である。

【図２】第２図は、第１図の航空母艦の後部拡大された頂部平面図である
。

【図３】第３図は、第１図の航空母艦の後方部分の拡大側面図である。

【図４】第４図は、本発明に係る航空母艦の第２実施例の拡大側面図であ
る。

【図５】第５図(a),(b),(c)及び(d)は、本発明に係る航空母艦の後部側面
図である。

【図６】第６図(a),(b),(c)及び(d)は、偏向手段のない船舶の後方概略図
であり、ソリッド表面デフレクタの多様な形態、航空力学デフレクタ各々を備え
、各ケースにおける見積り吹き上がりの量を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者アレン，フイリツプジヨンピーターイギリス国ランカシヤーピイアール４１エイエツクス，ニヤープレストン，ワートン，ブリテツシユエアロスペースミリタリーエアークラフトアンドエアロストラクチヤーズデパートメント 844 ダブリユ328ビイワートンエアロドローム (72)発明者セイフアング，ジヨーヂレヂナルドイギリス国ランカシヤーピイアール４１エイゼツト，ニヤープレストン，ワートン，ブリテツシユエアロスペースミリタリーエアークラフトアンドエアロストラクチヤーズデパートメントダブリユアール７アール５ダブリユ 293エツチワートンエアロドローム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】航空機が発着するフライトデッキを備える航空母艦が、前記フ
ライトデッキが先端と船尾を有し、前記航空母艦が、概ね前記先端から前記船尾
への方向において、前記フライトデッキに沿って通る気流に対して速度の上方傾
斜成分を与えるための前記フライトデッキの船尾領域に気流検知手段を配置し、
前記航空母艦の背後の航空機着艦進入通路のエアウエークにおける吹き上がりを
提供しあるいは増加させることを特徴とする航空母艦。
【請求項２】前記気流偏向手段が前記フライトデッキの船尾領域に配置され
ることを特徴とする請求項１に記載の航空母艦。
【請求項３】前記気流偏向手段が、前記フライトデッキの発進方向あるいは
着艦方向に概ね横断して配置される上方傾斜偏向表面を備えることを特徴とする
請求項１または２に記載の航空母艦。
【請求項４】前記気流偏向手段が、少なくともフライトデッキの実質的に横
幅の長さを横断する実質的に均一の高さである偏向表面を備えることを特徴とす
る請求項３に記載の航空母艦。
【請求項５】前記気流偏向手段が、実質的に均一な高さである中央部分と、
高さが低くなった前記中央部分のいずれか一方のサイド部分とを含む偏向表面を
備えることを特徴とする請求項３に記載の航空母艦。
【請求項６】前記偏向表面が配置作動位置と収納無作動位置との間を移動可
能であることを特徴とする請求項３〜５いずれか１項に記載の航空母艦。
【請求項７】航空機またはその一部に衝撃を受けたことにより、前記偏向表
面が、潰れた状態になったり、へこんだりあるいは、破壊されたりすることに適
応することを特徴とする請求項３〜６いずれか１項に記載の航空母艦。
【請求項８】前記偏向表面手段がフラップ要素を備えることを特徴とする請
求項３〜７いずれか１項に記載の航空母艦。
【請求項９】前記気流偏向手段が、前記偏向表面を画定するため膨張可能な
要素と前記膨張要素を膨張させるための手段とを備えることを特徴とする請求項
３〜７いずれか１項に記載の航空母艦。
【請求項１０】前記気流偏向手段が、概ね上方に向く気流を発生させるため
の気流発生手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の航空母艦。
【請求項１１】前記気流発生手段が、圧縮空気源と前記圧縮空気を排出する
のに使用するスロット手段とを備え、それらによって上方気流を発生させること
を特徴とする請求項１０に記載の航空母艦。
【請求項１２】航空機が着艦できるフライトデッキを備える航空母艦の操作
方法において、前記フライトデッキが先端と船尾を有し、前記航空母艦が、概ね
前記先端から前記船尾への方向において、前記フライトデッキ上を通る気流を起
こすために、前記航空母艦が一方向に向かって進み、前記フライトデッキを通る
気流に対して速度の上方傾斜成分を与えるように構成し、前記航空母艦の背後の
エアウエークにおける吹き上がりを提供しあるいは増加させることを特徴とする
航空母艦の操作方法。
【請求項１３】航空母艦の背後のエアウエークにおける吹き上がりを提供あ
るいは増加させるために前記航空母艦に備えられ、前記航空母艦に適用され、前
記航空母艦の前記フライトデッキを通る気流に対して速度の上方傾斜成分を与え
ることが操作可能である気流検知装置を備え、前記気流探知装置が偶然の衝撃に
よって航空機に起こる損傷を防いだり少なくしたりするため折り畳み式になって
いることを特徴とする航空力学着艦補助装置。