JP2006232070A

JP2006232070A - グライド型水中航走体の姿勢制御方法、無線連絡方法及びグライド型水中航走体

Info

Publication number: JP2006232070A
Application number: JP2005048824A
Authority: JP
Inventors: Manabu Sasaki; 学佐々木
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】グライド型水中航走体の姿勢制御及び無線連絡を効率よく行うことができるグライド型水中航走体の姿勢制御方法、無線連絡方法及びグライド型水中航走体を提供する。
【解決手段】グライド型水中航走体１０におけるトリム姿勢の調整を、グライド型水中航走体１０に配設した可変翼３０の翼の位置の変化により、グライド型水中航走体１０の前後方向の重心位置又は浮心位置を変化させて行う。また、グライド型水中航走体１０のトリム姿勢を変化させて、グライド型水中航走体１０の前部又は後部に配設した無線アンテナ２１を水面上に突出させて、無線連絡を行う
【選択図】図１

Description

本発明は、グライド型水中航走体の姿勢制御及び無線連絡を効率よく行うことができるグライド型水中航走体の姿勢制御方法、無線連絡方法及びグライド型水中航走体に関する。

水中や海中において、海底地形や海底資源や生物資源の調査を行うために、無索の水中航走体を所定の場所に自律航行させることが行われている。この水中航走体の中に、浮力を調整して水中における正負の重量と翼で潜行又は浮上しつつ航走するグライド型水中航走体がある。

このグライド型水中航走体においては、できるだけ、軽量小型化する上に、重量と浮力を略同じ大きさに調整する必要があり、計測機器や制御機器等の配置が固定され易く、ペイロードによる重心・浮心の調整が難しいという問題がある。

また、この水中航走体においては、調査途中でデータ送信を行う場合や、調査を終了して母船等に回収される時に位置の連絡を行う場合等において、無線アンテナをできるだけ高く上げて無線連絡を行う必要がある（例えば、特許文献１参照。）。

従来技術では、図４に示すように、水中航走体１０Ｘが浮上した時に、上部になる部分１０ｕに無線アンテナ２１やＧＰＳアンテナ２２等を配置している。しかしながら、グライド型水中航走体においては、中性浮力に近いため、浮上しても水面上に出る部分は、非常に少なく、アンテナ２１、２２などを高く上げることができない。

そして、アンテナ２１、２２を高くするために、水平姿勢のグライド型水中航走体１０Ｘの上部１０ｕに、無線アンテナ２１やＧＰＳアンテナ２２を高く直立配置しようとすると、浮上時には、船体動揺の影響を大きく受けると共に、水中航行時は、抵抗となり、また、姿勢制御の邪魔になるため、大きな突出量を確保することが困難となる。

従って、従来技術の方法では、水面に浮上した時に高い位置に無線アンテナ２１やＧＰＳアンテナ２２を保持することが難しい、即ち、空中線高さの確保が難しいという問題がある。
特開２００３−２９１８８８号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、グライド型水中航走体の姿勢制御及び無線連絡を効率よく行うことができるグライド型水中航走体の姿勢制御方法、無線連絡方法及びグライド型水中航走体を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明のグライド型水中航走体の姿勢制御方法は、グライド型水中航走体におけるトリム姿勢の調整を、グライド型水中航走体に配設した可変翼の翼の位置の変化により、グライド型水中航走体の前後方向の重心位置又は浮心位置を変化させて行うことを特徴とする。

この可変翼を沈む比重で形成すれば重心位置を、浮く比重で形成すれば浮心位置を、可変翼の位置の変化により変化させることができる。従って、可変翼の翼の位置の極く僅かの変化により、姿勢制御の難しいグライド型水中航走体のトリム姿勢を微調整できる。特に、翼端部分に重量又は浮力を集中させると効果が大きい。

また、上記の目的を達成するための本発明のグライド型水中航走体の無線連絡方法は、グライド型水中航走体に配設した可変翼の翼の位置の変化により、グライド型水中航走体の前後方向の重心位置又は浮心位置を変化させることにより、グライド型水中航走体のトリム姿勢を変化させて、グライド型水中航走体の前部又は後部に配設した無線アンテナを水面上に突出させて、無線連絡を行うことを特徴とする。

この方法によると、グライド型水中航走体を釣り用の細長い浮きのように直立させることも可能になるので、非常に高い位置に無線アンテナ等を配置できるので、効率よく無線連絡を行うことができる。また、船首又は船尾に無線アンテナ等が前後方向に延びて配置されることになるので、水中航行時における抵抗は小さく、航行時の姿勢制御の邪魔にならない。

そして、上記の目的を達成するための本発明のグライド型水中航走体は、グライド型水中航走体に配設した可変翼の翼の位置の変化により、グライド型水中航走体の前後方向の重心位置又は浮心位置を変化させることによりグライド型水中航走体のトリム姿勢を変化させる姿勢変更手段を備えて構成される。

また、上記のグライド型水中航走体において、更に、船体の前部又は後部に配設した無線アンテナと、前記姿勢変更手段によりトリム姿勢を変化させることにより前記無線アンテナを浮上させて無線連絡を行う制御を行う制御装置とを備えて構成される。

本発明のグライド型水中航走体の姿勢制御方法、無線連絡方法及びグライド型水中航走体によれば、可変翼の翼の位置の変化により容易に重心位置又は浮心位置を変更できるので、トリム姿勢を容易に制御でき、更に、姿勢無線連絡用の浮上時に、船体動揺の影響を受けにくい状態で無線アンテナ等を高い位置に配置でき、効率よく無線連絡できる。

また、水中航行時において無線アンテナ等が抵抗になり難く、航行時の姿勢制御の邪魔にならない。

以下図面を参照して本発明に係るグライド型水中航走体の姿勢制御方法、無線連絡方法及びグライド型水中航走体の実施の形態について説明する。

図１〜図３に示すように、この実施の形態のグライド型水中航走体１０は、本体１１、ペイロード１４、ＣＴＤ（Conductivity,Temperature,Depth: 海水の電気電導度、温度、深さを計測）等の各種センサを積載した計測部１５、可変翼３０、モータ駆動のピニオン型翼可変機構３１、モータ駆動の容積型浮力調整機３２、制御装置３０等を備えて形成される。

そして、この可変翼３０は、モータ駆動のピニオン型翼可変機構３１によって、図１に示すようにＰＡ，ＰＢ，ＰＣの間で翼位置を変更できるように構成される。この可変翼３０の位置ＰＡと位置ＰＢの間は、浮力調整時の翼位置であり、位置ＰＣは浮上通信時の翼位置である。

この可変翼３０は比重が小さく浮力を有するように構成され、この浮力を有する可変翼３０の位置変更により、浮心位置が、本体１１に対して変化し、グライド型水中航走体１０全体として浮心位置の前後方向が変化する。特に可変翼３０の前後方向に動きが大きい翼端に浮力を集中的に配置すると、より効率的に浮心位置の変化を大きくすることができる。なお、可変翼３０を比重を大きく沈むように形成して重心位置を変更するように構成してもよい。

更に、グライド型水中航走体１０の後部即ち船尾部に（又は、前部即ち船首部に）、船首尾方向に突出させて、無線アンテナ２１とＧＰＳアンテナ２２を設ける。この船首尾方向に突出させることにより、グライド型水中航走体１０の航行方向に平行に無線アンテナ２１が配置されることになるので、水中航行時に、大きな抵抗にならず、また、姿勢制御の邪魔にならない。

次に、グライド型水中航走体１０の沈降及び浮上とトリム姿勢について説明する。

航行中の沈降及び浮上の変更は、容積型浮力調整機３２によって行う。この容積型浮力調整機３２は、モータ駆動により浮力となる容積を持つ部分の容積を可変とする浮力調整機であり、この容積を変更することにより、その部分の浮力を増減する。この浮力の増減により、グライド型水中航走体１０全体において重量よりも浮力が勝れば、浮上する状態となり、逆に重量が浮力よりも勝れば、沈降する状態となる。そして、可変翼３０により水中をグライダーのように滑りながら浮上又は沈降を行い、所定の場所を航行して調査する。

そして、浮力調整用の姿勢変化は可変翼３０をピニオン型翼可変機構３１によって位置ＰＡと位置ＰＢの間で変化させることによって行う。つまり、可変翼３０の浮心位置の変化により、グライド型水中航走体１０のトリム姿勢を変化させることができる。例えば、浮心位置を前方に移動すると（ＰＡ）、船首が上方を向く船首トリムとなる。また、反対に浮心位置を後方に移動すると（ＰＢ）、船尾が上方を向く船尾トリムとなる。なお、この場合には、浮力自体の変化はない。この可変翼３０の変化により、ペイロードによる重心位置及び浮心位置の調整が容易となり、比較的簡単にトリム姿勢を調整できる。

そして、浮上通信時の姿勢変化は、可変翼３０を位置ＰＣに変更して、可変翼３０を完全に閉の状態にして、浮心位置を最大限後方に移動する。それと共に、容積型浮力調整機３２により浮力を最大とする。この浮心位置の変化と浮力の最大化により、図３に示すように、グライド型水中航走体１０の姿勢を釣り用の細長い浮きのように略直立させて、船首尾方向を略垂直方向にする。

この姿勢により、無線アンテナ２１とＧＰＳアンテナ２２を配設した船尾を水面上に突き出すことが可能となる。そして、グライド型水中航走体１０のこの姿勢の船尾が、最も高い位置となるので、無線アンテナ２１とＧＰＳアンテナ２２を最も高い位置に保持することになる。

この方法によると、グライド型水中航走体を釣り用の細長い浮きのように略直立させることが可能になるので、非常に高い位置に無線アンテナ等を配置でき、効率よく無線連絡を行うことができる。また、船首又は船尾に無線アンテナ等が前後方向に延びて配置されることになるので、水中航行時における抵抗は小さく、航行時の姿勢制御の邪魔にならない。

従って、この構成によれば、可変翼３０の翼の位置の極く僅かの変化により、姿勢制御の難しいグライド型水中航走体１０のトリム姿勢を微調整できる。また、浮上通信時には、トリム姿勢の変化により、グライド型水中航走体１０の後部（又は前部）に配設した無線アンテナ２１等を水面上に突出させて、無線連絡を行うことができる。

本発明に係る実施の形態のグライド型水中航走体を示す平面図である。図１の側面図である。本発明に係る実施の形態のグライド型水中航走体の無線連絡方法を示す図である。従来技術のグライド型水中航走体の無線連絡方法を示す図である。

符号の説明

１０グライド型水中航走体
１１本体
２１無線アンテナ
２２ＧＰＳアンテナ
３０可変翼
３１ピニオン型翼可変機構

Claims

グライド型水中航走体におけるトリム姿勢の調整を、グライド型水中航走体に配設した可変翼の翼の位置の変化により、グライド型水中航走体の前後方向の重心位置又は浮心位置を変化させて行うことを特徴とするグライド型水中航走体の姿勢制御方法。
グライド型水中航走体に配設した可変翼の翼の位置の変化により、グライド型水中航走体の前後方向の重心位置又は浮心位置を変化させることにより、グライド型水中航走体のトリム姿勢を変化させて、グライド型水中航走体の前部又は後部に配設した無線アンテナを水面上に突出させて、無線連絡を行うことを特徴とする請求項１記載のグライド型水中航走体の無線連絡方法。
グライド型水中航走体に配設した可変翼の翼の位置の変化により、グライド型水中航走体の前後方向の重心位置又は浮心位置を変化させることによりグライド型水中航走体のトリム姿勢を変化させる姿勢変更手段を備えたことを特徴とするグライド型水中航走体。
前記グライド型水中航走体において、船体の前部又は後部に配設した無線アンテナと、前記姿勢変更手段によりトリム姿勢を変化させることにより前記無線アンテナを浮上させて無線連絡を行う制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とする請求項３記載のグライド型水中航走体。