JP2008215704A - 水中高速飛翔体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、筺体に設けた羽根をキャビティの水／キャビティ境界に接することにより、水中安定飛翔を行うことを目的とする。
【解決手段】本発明による水中高速飛翔体は、キャビテーション発生器(26)を先端に有する筺体(22)の後部に開閉自在な複数の羽根(50)を設け、この各羽根(50)を水／キャビティ境界(38)に接しさせることによって、水中安定飛翔を行うようにした構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、水中高速飛翔体に関し、特に、筺体の先端のキャビテーション発生器によって発生するキャビティの内面に羽根を接することにより、安定な飛翔特性を得ることができるようにするための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の水中高速飛翔体としては、特許文献１に開示された構成を図３に挙げることができる。
すなわち、図３において符号２２で示されるものは、水中高速飛翔体２０の筺体であり、この筺体２２の先端には円錐形のキャビテーション発生器２６が設けられると共に、その周方向側面には気体を水中に噴出するための隙間２４が設けられている。

前記筺体２２の後部には、風船式スカート３０、この風船式スカート３０の後部には、筺体２２の安定性もしくは方向を制御するための翼４２が設けられ、この翼４２の後部には、ジェット気流２８を発生させるための水中ジェット推進器４５が設けられている。

次に、動作について説明する。前記水中ジェット推進器４５によって形成されるジェット気流２８で水中を高速で推進する水中高速飛翔体２０は、その先端に取付けられたキャビテーション発生器２６によってキャビティ３６に覆われた状態で水６０の中を推進する。前記キャビティ３６はキャビテーション発生器２６によって作られた水蒸気と、筺体２２の側面の隙間２４から供給される気体とからできているため、キャビティ３６がない場合の水６０と筺体２２間に発生する摩擦力に比べ水６０とキャビティ３６との間の水／キャビティ境界３８の摩擦力は著しく小さくでき、水６０の中での高速飛翔が可能になる。この時、水中高速飛翔体２０の後部にできるジェット気流２８によってキャビティ３６の気体が急速に吸い出されてキャビティ３６が消滅するのを防ぐため、筺体２２周辺に取付けられた風船式スカート３０が吸い出される高速気流によって膨らみ、高速気流の領域を狭くするため、薄い気流の層４０からの気体の流出になり、キャビティ３６内の気体の流出が阻止され、キャビティ３６がより長い時間保持されることになり、高速飛翔時間が長くなっていた。

米国特許第６，７３９，２６６号明細書

従来の水中高速飛翔体は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、従来の水中高速飛翔体を銃や火砲で水中に打ち込み、且つ水中ジェット推進器が積めない小型の水中高速飛翔体に適用した場合、飛翔体後部のジェット気流が無いため、キャビティ内気体の高速流出部がなくなり、飛翔体全体が飛翔体先端を起点としたキャビティの中に取り込まれた状態になる。このため、飛翔を安定させ、方向を制御する翼の効果がなくなり、且つ飛翔体後部に作用する力が先端部に比べて著しく小さくなるため飛翔が不安定になる問題があった。

本発明による水中高速飛翔体は、長手形状をなし断面が円形で形成された筺体と、前記筺体の先端に設けられたキャビテーション発生器と、前記筺体の前記キャビテーション発生器よりも後方位置に設けられ開閉自在な複数の羽根と、を備え、キャビテーション発生器によって発生するキャビティの内面に、前記羽根が接するようにした構成であり、また、前記羽根は、少なくとも３枚よりなる構成であり、また、前記筺体に設けられた羽根開閉機構部と、前記羽根開閉機構部に設けられ前記羽根をその端部に有する支持体と、前記筺体に設けられ前記支持体を回動させるための駆動機構と、前記駆動機構の動作を制御するための制御機構と、を備え、前記羽根が前記キャビティの内面に接する力を前記駆動機構で制御することにより、前記筺体の飛翔方向を制御する構成であり、また、前記筺体の後端には、前記筺体を推進するための水中ジェット推進器が設けられていない構成である。

本発明による水中高速飛翔体は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、筺体の一部に開閉自在な複数の羽根を設け、この各羽根をキャビティの水／キャビティ境界に接するように構成しているため、構造が簡単になり、飛翔体の速度やキャビテーション発生器の性能によって変化するキャビティの径に応じて飛翔の広がりを簡単に調整でき、水中高速飛翔体が安定し、飛翔体の方向を簡単、かつ、確実に制御することができる。

本発明は、筺体の先端のキャビテーション発生器によって発生するキャビティの内面に羽根を接することにより、安定な飛翔特性を得ることができるようにした水中高速飛翔体を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による水中高速飛翔体の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において符号２２で示されるものは水中高速飛翔体２０の断面円形をなす筺体であり、この筺体２２の先端には、水６０の中でキャビティ３６を形成するためのキャビテーション発生器２６が設けられている。

前記筺体２２の前記キャビテーション発生器２６の後部側、すなわち、前記筺体２２の長手方向におけるほぼ中央位置には、複数の羽根５０が矢印Ａの方向に沿って開閉自在に設けられている。

前記各羽根５０は、前記筺体２２内の羽根開閉機構部５１に、軸支部５２ａを介して回動自在に設けられたアーム状の支持体５２の端部に取付けられ、この各羽根５０は水中高速飛翔体２０の進行方向に対して幅広の面となるように形成されている。
前記各羽根５０は、前記筺体２２の後部側からみた場合、図２で示されるように、4枚の羽根５０が互いにその面を直交させる状態で配設されていると共に、各羽根５０は弧状に曲折して形成されている。また、前記各羽根５０はキャビティ３６の内面である水／キャビティ境界３８に接するように構成されている。

前記筺体２２内に設けられた羽根開閉機構部５１に支持された支持体５２は、前記筺体２２に設けられたリニアアクチュエータ等からなる駆動機構５３によって矢印Ａの方向に回動し、開閉動作を行うことができるように構成され、前記駆動機構５３は、制御機構５４によって、前記開閉動作が制御されるように構成されている。
尚、前記筺体２２の後端には、図３における水中ジェット推進器は設けられておらず、前記筺体２２は、図示しない銃又は火砲によって水中に発射されるように構成されている。

次に、動作について説明する。前述の銃又は火砲によって水中高速飛翔体２０が水６０の中に打ち込まれた時、この筺体２２の先端のキャビテーション発生器２６で発生した水蒸気が先端から後部にかけて筺体２２を一様に覆ってキャビティ３６を形成し、水との摩擦力を著しく小さくし、水６０の中における高速飛翔が可能となる。

前述の場合、前記筺体２２に設けられた前記各羽根５０を、前記駆動機構５３の作動によって外側へ広げてキャビティ３６の内面、すなわち、前記水／キャビティ境界３８に接する力を制御することにより、各羽根５０はキャビティ３６の水／キャビティ境界３８、すなわち、前記内面の水面から力を受け、水中高速飛翔体２０はキャビティ３６の軸中心位置に安定して保持される。

前述のように、前記水中高速飛翔体２０が水６０の中で高速飛翔している状態下で、前記制御機構５４により前記駆動機構５３及び支持体５２を介して前記羽根５０の広がり状態を制御することによって、水中高速飛翔体２０の飛翔方向を制御することができる。
尚、この水中高速飛翔体２０の飛翔方向の制御は、前記制御機構５４に予め内蔵されたプログラム、又は、図示しない無線による外部からのリモートコントロールによって制御することができる。
また、前記各羽根５０の数は、図２では４枚の場合を示しているが、少なくとも３枚は必要であり、３枚以上が好適である。
また、前記各羽根５０は、図２に示されるように、弧状に曲折した面で構成されているが、曲折しない平面の場合も可能である。さらに、前記筺体２２の後端には、図３の従来構成の水中ジェット推進器を用いない場合について述べたが、水中ジェット推進器を設けて用いることもできる。

本発明による水中高速飛翔体の要部（後部は省略）を示す断面図である。 図１の右側面図である。 従来の水中高速飛翔体を示す構成図である。

符号の説明

２０ 水中高速飛翔体
２２ 筺体
２６ キャビテーション発生器
３８ 水／キャビティ境界
５０ 羽根
５１ 羽根開閉機構部
５２ 支持体
５３ 駆動機構
５４ 制御機構
６０ 水

Claims (4)

1. 長手形状をなし断面が円形で形成された筺体(22)と、前記筺体(22)の先端に設けられたキャビテーション発生器(26)と、前記筺体(22)の前記キャビテーション発生器(26)よりも後方位置に設けられ開閉自在な複数の羽根(50)と、を備え、
   キャビテーション発生器(26)によって発生するキャビティ(36)の内面に、前記羽根(50)が接するようにしたことを特徴とする水中高速飛翔体。
2. 前記羽根(50)は、少なくとも３枚よりなることを特徴とする請求項１記載の水中高速飛翔体。
3. 前記筺体(22)に設けられた羽根開閉機構部(51)と、前記羽根開閉機構部(51)に設けられ前記羽根(50)をその端部に有する支持体(52)と、前記筺体(22)に設けられ前記支持体(52)を回動させるための駆動機構(53)と、前記駆動機構(53)の動作を制御するための制御機構(54)と、を備え、
   前記羽根(50)が前記キャビティ(36)の内面に接する力を前記駆動機構(53)で制御することにより、前記筺体(22)の飛翔方向を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の水中高速飛翔体。
4. 前記筺体(22)の後端には、前記筺体(22)を推進するための水中ジェット推進器が設けられていないことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の水中高速飛翔体。

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