JP2008513265A - 測位された機雷を破壊するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

測位された機雷を破壊するための方法において、機雷の爆破の目的で、一次ビークル（１１）として働く無人の水中ビークルを、装薬を装備した二次ビークル（１２）として働く、無人の遠隔制御型の水中ビークルと協働させる。使い捨てビークルを使用する方法に比べて掃海コストを減少させ、かつ再利用可能なビークルを使用する方法に比べて掃海時間を短くするために、一次ビークル（１１）と二次ビークル（１２）とを、自律的に作動するタンデムとして使用し、このタンデムにおいて二次ビークル（１２）を一次ビークル（１１）から遠隔制御する。一次ビークル（１１）から、測位された機雷（３３）の記憶された位置データと、オンボードアシストされたナビゲーションデータとによってタンデムを機雷（３３）へ案内し、音響的および／または光学的なセンサによって機雷（３３）を再測位し、機雷（３３）の再測位後に二次ビークル（１２）を遠隔制御して機雷（３３）に位置決めし、装薬を遠隔起爆させる。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、測位された機雷を破壊するための方法、つまり一次ビークルとして働く無人の水中ビークルを、位置を突き止められた、つまり測位された機雷を爆破するための装薬を装備した二次ビークルとして働く、無人の遠隔制御型の水中ビークルと協働させて、測位された機雷を破壊するための方法に関する。

機雷を探知しかつ破壊するための公知の方法（欧州特許第０５３５０４４号明細書）では、無人の遠隔操舵型の水中ビークル、つまり「ＲＯＶ（海洋無人探査機）」ならびに機雷破壊のための装薬を装備した遠隔操舵型の探査・機雷破壊ユニットが使用される。ＲＯＶと探査・機雷破壊ユニットとはグラスファイバケーブルを介して互いに接続されている。ＲＯＶは別のグラスファイバケーブルを介して水上艦艇（Oberflaechenschiff）に接続されている。この水上艦艇は機雷を探知しかつ測位するためのソナー設備を有している。機雷探査ユニットはさらにトランスポンダ、音響的なセンサ、たとえば短距離ソナー、光学的なセンサ、たとえば照明ユニットを備えたＴＶカメラならびにナビゲーションのための実際データ、たとえば航行方向、水平平面に対する角度、海底までの距離および潜航深度を測定するためのセンサを装備している。トランスポンダは音響的な位置システム（ＡＰＳ）と対応している。ＡＰＳのハイドロホンはＲＯＶに配置されている。ＲＯＶは発射ユニット、つまり「ランチャ」を有しており、このランチャによって探査・機雷破壊ユニットが射出される。探査・機雷破壊ユニットはＡＰＳを用いて、水上艦艇内に位置決めされたオペレータにより、機雷掃討ソナーの、機雷に向けられたソナービームに対して操舵される。次いで、機雷掃討ソナーのソナービーム内で、探査・機雷破壊ユニットはオペレータによって機雷へ向かって制御され、この場合、探査・機雷破壊ユニットのトランスポンダ信号ならびに機雷エコー信号は機雷掃討ソナーのディスプレイに表示される。機雷はＴＶカメラによって検査され、そして探査・機雷破壊ユニットはオペレータによって機雷に対して、破壊のために好都合な位置へもたらされ、次いでオペレータによって遠隔起爆される。たとえば成型炸薬であってよい、探査・機雷破壊ユニットの爆発性装薬は機雷の爆轟をレリーズする。この場合、探査・機雷破壊ユニットは一緒に破壊される。探査・機雷破壊ユニットはその音響的なセンサ、光学的なセンサおよびナビゲーションセンサによって、比較的コストのかかる掃海器具であるが、しかし特定の使用事例では機雷破壊時の時間節約はコスト投入に見合うものとなる。

掃海時間が探査・機雷破壊ユニットの原価に比べてあまり重要にならないような使用事例では、探査・機雷破壊ユニットは兵器特性を有する使い捨てビークルとしてではなく、再利用可能な水中ビークルとして構想されている。このような再利用可能な水中ビークルは機雷に装薬を仕掛けるに過ぎず、装薬および機雷の爆轟の前に水上艦艇によって再び回収される（BuschhornおよびSchuetz著「Minenjaegd-eine moderne Variante der Seeminenabwehr」、軍事技術年鑑、１９７６／７７年、第１４２頁〜第１５１頁）。探査・機雷破壊ユニットが水上艦艇によって収容された後に、装薬が水上艦艇から遠隔起爆される。この場合、遠隔起爆は、たとえば水中への手榴弾の投下によって行なわれ、これにより音響的な起爆体を介してレリーズされた、装薬の爆轟は、装薬の爆轟に誘発された機雷の誘爆によって機雷を破壊する。

本発明の根底を成す課題は、掃海器具にかかるコストを最小限に抑え、しかも再利用可能な探査・機雷破壊ユニットを投入する方法に比べて掃海時間の著しい短縮をもたらすような機雷破壊のための方法を提供することである。

この課題は本発明によれば請求項１の特徴部に記載の特徴、つまり両水中ビークルを、自律的に作動するタンデムとして使用し、二次ビークルを一次ビークルから遠隔制御し、一次ビークルから、測位された機雷の記憶された位置データと、オンボードアシストされた、つまり艦搭載のナビゲーションデータとによってタンデムを機雷へ案内し、一次ビークルから音響的および／または光学的なセンサによって機雷を再測位し、機雷の再測位後に二次ビークルを一次ビークルから遠隔制御して機雷に位置決めし、一次ビークルから装薬を遠隔起爆させることにより解決される。

本発明による方法には次のような利点がある。すなわち、無人であって、かつそれぞれ専用の駆動装置を有している一次ビークルと二次ビークルとを、自律的なタンデム、つまりプラットフォームから独立したタンデムとして使用することに基づき、再利用可能な一次ビークルと、使い捨てビークルとして設計された、魚雷に似た兵器を成す二次ビークルとへのシステムコンポーネントの廉価な分配が可能となる。これにより、二次ビークルの破壊により生じるコストを極めて少なく保持することができる。タンデムは、予め測位された機雷の位置データの知識を持って、かつ一次ビークルに設けられた、オンボードアシストされたナビゲーション装置、つまり一次ビークル搭載のナビゲーション装置のナビゲーションデータを用いて、自主的に機雷へ向かって航行する。次いで、一次ビークルは二次ビークルを遠隔制御によって直接に機雷へ近付けて、相応する起爆信号により装薬の起爆装置をレリーズさせる。固有の駆動装置および固有の操舵装置に基づき、二次ビークルは一次ビークルによって、機雷の爆破のために最適な位置へもたらされ、そして一次ビークルが機雷からの安全間隔をとるまでこの位置に保持され得る。二次ビークルの最適な位置の調節により、機雷を確実に爆轟させるためには小型の装薬の使用が可能となるので、装薬を収容するために必要となる二次ビークル内の構成スペースならびに二次ビークルの全重量は減じられる。このことは掃海作業のためには著しく重要となる。なぜならば、その場合、１つの一次ビークルに対して多数の二次ビークルを準備して、プラットフォームによって搭載運搬することができるからである。装薬を機雷に設置する掃海器具に比べて、「ミニエフェクタ（Minieffektor）」を成す二次ビークルは、はるかに正確に位置決めされて、著しく減じられた爆薬量を用いるだけで、機雷の確実な破壊を生ぜしめることができる。

本発明による方法の有利な実施態様は請求項２以下に記載されている。

本発明の有利な実施態様では、一次ビークルと二次ビークルとがケーブルによって互いに接続される。このケーブルを介して、一次ビークルから二次ビークルへ操舵信号ならびに二次ビークルのための駆動エネルギが伝送され、さらに装薬を遠隔レリーズさせるための電気的な起爆信号も伝送される。機雷へ向かうタンデムの潜航時に、一次ビークルと二次ビークルとの間に張設されたケーブル長さは、両車両の間に目下存在する間隔にケーブル長さが常時適合されるように制御される。これにより、機雷への接近中にこのケーブルが、繰り出されてルーズに弛んでしまったケーブルのように、水中の対象物および物体や、先行する二次ビークルのアウタエレメントに引っ掛かって裂断してしまう危険は回避される。

本発明の別の有利な実施態様では、機雷の測位および、機雷破壊ミッションのために一次ビークルのメモリにインプットされる、測位された機雷の位置データの決定が、タンデムを展開させるプラットフォームから、自体公知の機雷掃討ソナーを用いて実施される。

本発明による方法において使用される機雷破壊システムは、請求項１３に記載されている。この場合、本発明の構成では、それぞれ少なくとも１つの駆動モータと操舵装置とを有する２つの無人の水中ビークルが設けられており、両水中ビークルのうち一方の水中ビークルが、遠隔制御型に形成されていて、機雷破壊のための遠隔起爆可能な装薬を支持しており、さらに水中使用のための音響的および／または光学的なセンサが設けられている形式の機雷破壊システムにおいて、水中ビークルが、一次ビ―クルと二次ビークルとから構成された、自律的に作動するタンデムを形成しており、一次ビークルが、測位された機雷の位置データを記憶させておくためのメモリと、ナビゲーション装置と、電子制御装置とを有していて、かつ前記音響的および／または光学的なセンサを装備しており、二次ビークルが、前記装薬と、該装薬を遠隔起爆させるための起爆装置とを装備している。

本発明による機雷破壊システムの有利な構成は請求項１４〜請求項１７に記載されている。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１〜図６は、測位された機雷を破壊するための方法を実施する際の時間的に連続する経過のうちの第１のステップを示す概略図であり、
図７は、図１〜図６に示した方法経過において使用される一次ビークルのブロック回路図であり、
図８は、図１〜図６に示した方法経過において使用される二次ビークルのブロック回路図である。

以下に説明する機雷爆破のための方法では、図２〜図５に図示されているような一次ビークル１１および二次ビークル１２が使用される。両ビークル１１，１２はプラットフォーム１０によって運搬される。プラットフォーム１０は、たとえば図１に図示したように水上艦艇である。択一的にはプラットフォーム１０は潜水艦、膨張式ボートまたはヘリコプタであってもよい。図７および図８にブロック回路図の形で図示した両ビークル１１，１２はそれぞれ少なくとも１つの専用の駆動モータ１３；１４、有利には電動モータと、ラダー（舵）１７；１８を制御するための操舵装置１５；１６とを有している。一次ビークル１１はさらに燃料セル、バッテリまたは蓄電池の形のエネルギ源１９と、ナビゲーション装置２０とを有していて、水中使用のための音響的なセンサ２１と光学的なセンサ２２とを装備している。音響的なセンサとしては、自体公知のショートレンジソナーもしくは短距離ソナーが使用されると有利であり、光学的なセンサとしては、照明装置を備えたＴＶカメラが使用されると有利である。一次ビークル１１には、さらにケーブルウィンチ２３が設備されている。このケーブルウィンチ２３には、二次ビークル１２に接続可能な接続ケーブル２４が巻き上げられている。全てのコンポーネントは制御ユニット２５により制御される。この制御ユニット２５は、測位された機雷の位置データおよびナビゲーション装置２０のナビゲーションデータを処理するための人工知能２６を有している。測位後に破壊したい機雷の位置データを記憶するためには、メモリ２７が設けられており、このメモリ２７に制御ユニット２５がアクセスする。

使い捨てビークルとして設計されている二次ビークル１２は、いわゆる「ミニエフェクタ」を成している。このミニエフェクタには主として機雷破壊のための装薬２８およびこれに所属する起爆装置２９しか装備されていない。駆動エネルギは二次ビークル１２に一次ビークル１１のエネルギ源１９から接続ケーブル２４を介して供給される。接続ケーブル２４はさらに操舵信号を二次ビークル１２の操舵装置１６へ伝送し、かつ起爆装置２９を作動させるレリーズ信号を伝送するために働く。電子制御装置３０により、接続ケーブル２４を介して伝送された信号に関連した個々のコンポーネントの制御が行われる。

機雷破壊のためのミッションの際に自律的に作動するタンデムとして使用される上記両ビークル１１，１２を用いて、当該方法は次のようにして実施される：
プラットフォーム１０から、アクティブ探査型のソナー、つまり「機雷掃討ソナー３１」を用いて、所定の機雷掃海領域が探査される。図１に図示されているように、この場合、たとえば海底３２に位置する機雷３３が探知されて、地球アシストされた座標系におけるその位置データの測定によって測位される。測位された機雷３３を破壊したい場合、位置データは一次ビークル１１のメモリ２７に記憶され、そして接続ケーブル２４により互いに接続された両ビークル１１，１２が射出装置３４（図１）によって水中へ射出される（図２）。両水中ビークル１１，１２により形成されたタンデムは自律的に作動し、この場合、一次ビークル１１において、測位された機雷３３の記憶された位置データと、ナビゲーション装置２０のナビゲーションデータとによって、一次ビークル１１のためにも二次ビークル１２のためにも操舵信号が生成されて、両水中ビークル１１，１２の操舵装置１５，１６へ伝送される。これらのデータは人工知能２６のアルゴリズムを介して処理される。このときにタンデムはまずできるだけ短い距離で海底３２（図２）の方向へ航行し、次いで海底３２から間隔を置いて海底３２に沿って機雷３３に接近する（図３）。このミッション航行時では、一次ビークル１１におけるケーブルウィンチ２３の制御によって、一次ビークル１１と二次ビークル１２との間の引き出されたケーブル長さが、両水中ビークル１１，１２の間に目下存在する間隔に合わせて連続的に調整される（図２および図３）。これによって、接続ケーブル２４の引き出されたケーブル長さは最小限の緩みしか有しなくなるので、接続ケーブル２４の、水中を移動する接続部分が水中の物体に引っ掛かったり、一次ビークル１１または二次ビークル１２に設けられた突出エレメントに絡まったりする危険は生じない。

音響的なセンサ２１によって、機雷３３は一次ビークル１１から再測位される（図４）。すなわち、機雷３３の位置データが新たに決定されて、メモリ２７に書き込まれるので、人工知能２６を備えた制御ユニット２５には、二次ビークル１２のための操舵信号を発生させるために機雷３３の改善された位置データが提供されており、一次ビークル１１は二次ビークル１２を機雷３３へ向かって精密に操舵することができる。二次ビークル１２が機雷３３に到達すると（図５）、一次ビークル１１では起爆信号が発生させられる。この起爆信号は接続ケーブル２４を介して二次ビークル１２に設けられた起爆装置２９へ到達し、そしてたとえば成型装薬として形成されていてよい装薬２８を機雷３３へ発射する。機雷３３の爆轟時に二次ビークル１２は破壊され、接続ケーブル２４は裂断される（図６）。二次ビークル１２が機雷３３に位置決めされた後に、一次ビークル１１の制御ユニット２５ではプログラムルーチンがレリーズされ、これにより一次ビークル１１は、プラットフォーム１０への帰投を開始する。この場合、プラットフォーム１０の位置データはやはり一次ビークル１１のメモリ２７に記憶されている。プラットフォーム１０を帰投させるために、制御ユニット２５は一次ビークル１１の操舵装置１５へ、相応する操舵信号を印加する。

幾つかの機雷タイプでは、二次ビークル１２を最適に機雷３３に配置するために、機雷を光学的もしくは視覚的に正確に検査することが必要となる。この場合、タンデムは機雷３３へ極めて密に接近するので、一次ビークル１１から照明およびＴＶカメラを用いて機雷３３の細部が見えるようになる（図４）。この光学的なデータによって、制御ユニット２５により二次ビークル１２のための相応する操舵信号が生成されて、機雷３３における、爆破のために最適な位置を調節する目的で二次ビークル１２に伝送される。この場合、一次ビークル１１に種々の機雷タイプの視覚的な外観のデータを記憶させておき、ＴＶカメラを用いて撮影されたデータを、記憶されたデータと比較することが有利である。これにより、機雷を正確に識別し、そして識別された機雷の既知の特性に基づいて二次ビークル１２の最良の配置を選び出すことができる。一次ビークル１１は、安全距離が確保されるまで機雷３３から遠ざかり（図５）、そして起爆信号により装薬２８を爆発させる（図６）。

本発明は前記実施例に限定されるものではない。すなわち、測位された機雷の位置データをタンデムのミッション航行の開始前に一次ビークル１１に記憶させる必要はない。当該位置データはタンデムのミッション航行中でも、ワイヤレス水中通信によってプラットフォームから一次ビークルへ伝送され得る。

測位された機雷を破壊するための方法を実施する際の時間的に連続する経過のうちの第１のステップを示す概略図である。 上記経過のうちの第２のステップを示す概略図である。 上記経過のうちの第３のステップを示す概略図である。 上記経過のうちの第４のステップを示す概略図である。 上記経過のうちの第５のステップを示す概略図である。 上記経過のうちの第６のステップを示す概略図である。 図１〜図６に示した方法経過において使用される一次ビークルのブロック回路図である。 図１〜図６に示した方法経過において使用される二次ビークルのブロック回路図である。

Claims (17)

1. 一次ビークル（１１）として働く無人の水中ビークルを、測位された機雷（３３）を爆破するための装薬（２８）を装備した二次ビークル（１２）として働く、無人の遠隔制御型の水中ビークルと協働させて、測位された機雷（３３）を破壊するための方法において、両水中ビークル（１１，１２）を、自律的に作動するタンデムとして使用し、二次ビークル（１２）を一次ビークル（１１）から遠隔制御し、一次ビークル（１１）から、測位された機雷（３３）の記憶された位置データと、オンボードアシストされたナビゲーションデータとによってタンデムを機雷（３３）へ案内し、一次ビークル（１１）から音響的および／または光学的なセンサ（２１，２２）によって機雷（３３）を再測位し、機雷（３３）の再測位後に二次ビークル（１２）を一次ビークル（１１）から遠隔制御して機雷（３３）に位置決めし、一次ビークル（１１）から装薬（２８）を遠隔起爆させることを特徴とする、測位された機雷を破壊するための方法。
2. 一次ビークル（１１）から付加的に、再測位された機雷（３３）の光学的もしくは視覚的な識別を実施して、記憶された機雷データにつき機雷（３３）における二次ビークル（１２）の位置決めを最適化する、請求項１記載の方法。
3. 一次ビークル（１１）での装薬（２８）の遠隔起爆の前に、規定された安全距離に相当する、機雷（３３）からの一次ビークル（１１）の待避運動をレリーズするプログラムルーチンを実施する、請求項１または２記載の方法。
4. 機雷破壊のためのミッションの開始前に、測位された機雷（３３）の位置データを一次ビークル（１１）に記憶させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 機雷破壊のためのミッションの実施中に、測位された機雷（３３）の位置データを一次ビークル（１１）へ伝送する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
6. 一次ビークル（１１）内で人工知能（２６）を用いて、測位された機雷（３３）の位置データと、オンボードアシストされたナビゲーションデータとから一次ビークル（１１）および二次ビークル（１２）のための操舵信号を算出する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 一次ビークル（１１）と二次ビークル（１２）とを、接続ケーブル（２４）によって互いに接続し、該接続ケーブル（２４）を介して一次ビークル（１１）から二次ビークル（１２）へ操舵信号を伝送する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 二次ビークル（１２）により必要とされる駆動エネルギを一次ビークル（１１）から接続ケーブル（２４）を介して伝送する、請求項７記載の方法。
9. 接続ケーブル（２４）を介して、二次ビークル（１２）内の装薬（２８）を遠隔レリーズするための起爆信号を伝送する、請求項７または８記載の方法。
10. 測位された機雷（３３）へのタンデム航行の間、接続ケーブル（２４）の、一次ビークル（１１）と二次ビークル（１２）との間に張設されたケーブル長さを、該ケーブル長さが、両水中ビークル（１１，１２）の間に目下存在する間隔に連続的に適合されるように制御する、請求項７から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 一次ビークル（１１）および二次ビークル（１２）をプラットフォーム（１０）に搭載して運搬し、該プラットフォーム（１０）からの射出後にタンデムとして構成する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 機雷（３３）の測位と、測位された機雷（３３）の位置データの決定とを、プラットフォーム（１０）に配置された、アクティブ探査型のソナー装置によって実施する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 機雷破壊システムであって、それぞれ少なくとも１つの駆動モータ（１３，１４）と操舵装置（１５，１６）とを有する２つの無人の水中ビークルが設けられており、両水中ビークルのうち一方の水中ビークルが、遠隔制御型に形成されていて、機雷破壊のための遠隔起爆可能な装薬を支持しており、さらに水中使用のための音響的および／または光学的なセンサ（２１，２２）が設けられている形式のものにおいて、水中ビークルが、一次ビ―クル（１１）と二次ビークル（１２）とから構成された、自律的に作動するタンデムを形成しており、一次ビークル（１１）が、測位された機雷（３３）の位置データを記憶させておくためのメモリ（２７）と、ナビゲーション装置（２０）と、電子制御装置（２５）とを有していて、かつ前記音響的および／または光学的なセンサ（２１，２２）を装備しており、二次ビークル（１２）が、前記装薬（２８）と、該装薬（２８）を遠隔起爆させるための起爆装置（２９）とを装備していることを特徴とする機雷破壊システム。
14. 一次ビークル（１１）と二次ビークル（１２）とが、接続ケーブル（２４）を介して互いに接続されており、該接続ケーブル（２４）が、操舵信号を二次ビークル（１２）の操舵装置（１６）へ伝送するために、かつ／または電気的なエネルギを、一次ビークル（１１）に配置されたエネルギ源（１９）から二次ビークル（１２）へ伝送するために形成されている、請求項１３記載の機雷破壊システム。
15. 接続ケーブル（２４）が、一次ビークル（１１）に設備されたケーブルウィンチ（２３）に巻上げ可能であり、該ケーブルウィンチ（２３）からの接続ケーブル（２４）の引出し長さが、一次ビークル（１１）と二次ビークル（１２）との間の目下の距離に連続的に適合されるように前記ケーブルウィンチ（２３）が制御可能である、請求項１４記載の機雷破壊システム。
16. 一次ビークル（１１）が、機雷（３３）の位置データと、ナビゲーション装置（２０）のナビゲーションデータとを処理するための人工知能（２６）を有している、請求項１３から１５までのいずれか１項記載の機雷破壊システム。
17. 音響的なセンサ（２１）が、短距離ソナーを有しており、光学的なセンサ（２２）が、照明装置を備えたＴＶカメラを有している、請求項１３から１６までのいずれか１項記載の機雷破壊システム。

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