JP2011230627A - Solar underwater glider and submerging method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】構造が複雑でなく、かつ長時間の潜航が可能な、エネルギー効率の向上を図った水中航走体を提供する。
【解決手段】胴体1と翼2と推進器3とを備えた機体を有す水中航走体であり、前記翼2は、前記推進器3の作動により前記機体を前進沈降させ、推進器3の停止時は浮力により前記機体を前進浮上させるように前記胴体1に設けられ、前記推進器3の駆動源としてソーラー発電装置6が設けられている。前記ソーラー発電装置6からの動力供給および停止が繰り返されて、前記前進沈降および前進浮上が繰り返されることが好ましい。
【選択図】図3An underwater vehicle that is not complicated in structure and capable of diving for a long time and has improved energy efficiency is provided.
An underwater vehicle having a fuselage including a fuselage, a wing, and a propulsion unit. The wing causes the propulsion unit to move forward and sink by the operation of the propulsion unit. When the vehicle is stopped, the fuselage 1 is provided so as to lift the aircraft forward by buoyancy, and a solar power generation device 6 is provided as a drive source for the propulsion unit 3. It is preferable that the power supply and the stop from the solar power generation device 6 are repeated, and the forward settling and forward levitation are repeated.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、水中航走体(ソーラー水中グライダー)及びその潜航方法に関する。 The present invention relates to an underwater vehicle (solar underwater glider) and a submerged method thereof.
海洋は地球表面の約7割を占め、現在、人類が直面している地球温暖化などの環境問題やエネルギー問題、食糧問題などの解決の鍵を握るといわれている。平成19年4月に「海洋基本法」が成立、同年7月から施行され、海洋の調査研究・管理・開発の必要性・重要性が改めて認識されているところである。 The ocean accounts for about 70% of the earth's surface, and is currently said to hold the key to solving environmental problems such as global warming, energy problems, and food problems that humankind is facing. In April 2007, the “Basic Act on Oceans” was enacted and came into effect in July of the same year, and the necessity and importance of marine research, management, and development are being recognized again.
海洋の調査・研究は、船舶による直接的計測、人工衛星などによる間接的計測に加え、最近では海中ロボットを用いた探査が広く行われるようになってきた。電源の供給やリアルタイムでの操作が可能な有索式潜水機(ROV:Remotely Operated Vehicle)では調査範囲が限定されることから、自律型海中ロボット(AUV:Autonomous Underwater Vehicle)の研究開発が行われ、近年、その性能が飛躍的に向上したことから、さまざまな分野で活躍をしている。海中では電磁波の減衰が大きく、GPSなどの測位も利用できないことから、ロボットそのものを如何に賢くする(自己の経験に基づいて次の行動を決定する)かが課題となっている。 In ocean research and research, in addition to direct measurements by ships and indirect measurements by artificial satellites, exploration using submarine robots has recently become widely used. The research scope of ROV (Remotely Operated Vehicle), which can supply power and operate in real time, is limited, so research and development of autonomous underwater vehicle (AUV) has been conducted. In recent years, its performance has improved dramatically, so it has been active in various fields. Since the attenuation of electromagnetic waves is large in the sea and positioning such as GPS cannot be used, how to make the robot itself smarter (determining the next action based on one's own experience) is an issue.
この種のAUVに適用できる技術として、特開2003−135865号公報(特許文献1)に記載のものがある。この特許文献1に示すものは、推進器、浮力調整装置及び動力源(バッテリー)等を備えた潜水艇であった。 As a technique applicable to this type of AUV, there is one described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-135865 (Patent Document 1). What was shown in this patent document 1 was a submersible equipped with a propulsion device, a buoyancy adjustment device, a power source (battery), and the like.
推進器を備えないで、前進沈下および前進浮上するものとして、特開2007−276609号公報(特許文献2)に記載の水中グライダーが公知である。 An underwater glider described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-276609 (Patent Document 2) is known as a device that does not include a propulsion unit and moves forward and lowers and moves forward.
図4に示すものは、前記水中グライダーである。
この水中グライダーは、胴体40の左右に主翼41を有し、この左右の主翼41の取付角度χを自在に動かせるようにすることで、運動性能の向上を実現した主翼独立制御型水中グライダーである。この水中グライダーには、浮力を調整するための機構(浮力調整装置又は浮力エンジンという)が必要で、ベント弁を開いてバラストタンク内の空気を抜いて注水・潜入し、圧縮した窒素ガスをバラストタンク内にブローすることで排水・浮上ができるようになっている。高圧ポンプを使って海水や油をバラストタンクに取り入れることによって注排水を行って浮力調整するものや、バラスト(錘)を水中で投棄して浮上する(一度きりの潜航に限られる)ものなどがある。
FIG. 4 shows the underwater glider.
This underwater glider is a main wing independent control type underwater glider that has
この水中グライダーの潜航原理は図示の如く、機体に働く流体力(揚力L・抗力D)の作用を利用して推進するのである。主翼41に迎角αを持たせるために機体の姿勢を制御する必要があり、機体内部に搭載したウエイト(バッテリーなど)を前後に移動させて、重心をシフトさせる(重心位置制御装置という)ようになっている。重力Wと浮力Fの差(W−F:実質重量という)と機体に働く流体力(揚力L、抗力D)が釣り合うように、白抜き矢印方向に一定速度Vで潜航を行う。図中のθは機体(胴体40)の姿勢角である。
As shown in the drawing, the underwater glider's submarine principle is propelled by utilizing the action of fluid force (lift L / drag D) acting on the aircraft. It is necessary to control the attitude of the aircraft in order to give the
前記水中グライダーを潜航させるには、浮力調整装置、重心位置制御装置、迎角調整装置などの機構が必要不可欠であるが、特許文献1のものに比べると、推進器などを必要としないために、製作コストや保守整備が著しく容易であるという特徴があった。 In order to submerge the underwater glider, mechanisms such as a buoyancy adjustment device, a center of gravity position control device, and an angle-of-attack adjustment device are indispensable. The production cost and maintenance were extremely easy.
また、動力源としてのバッテリーに代わるものとして、水中玩具ではあるが、例えば、特開2001−70667号公報(特許文献3)に示すソーラー発電装置を備えたものが公知である。この特許文献3に記載の水中玩具は、ゆっくり沈下するように容積が調整されたフロートと、推進器と、ソーラー発電装置とを備えていた。
Further, as an alternative to the battery as a power source, an underwater toy, for example, a solar power generation device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-70667 (Patent Document 3) is known. The underwater toy described in
前記特許文献1記載の潜水艇は、推進器、浮力調整装置及び動力源を備えているため、構造が複雑で、かつ、長時間の潜航は不可能であった。 Since the submersible described in Patent Document 1 includes a propulsion device, a buoyancy adjustment device, and a power source, the structure is complicated and long-term diving is impossible.
前記特許文献2記載の水中グライダーでは、推進器を備えない分、前記特許文献1記載のものに比べて構造は簡素化されているが、浮力調整装置や重心位置制御装置及び動力源等を必要とするため、構造が複雑でかつ長時間の潜航には限界があった。
The underwater glider described in
一方、特許文献3に記載のソーラー発電装置を備えたものをAUVに適用すれば、太陽光が届く限り長時間の潜航が可能であるが、太陽光が届かなくなると、その場において真っ直ぐ下方に沈下するより仕方のないものであった。また、前記特許文献2記載の水中グライダーの動力源としてソーラー発電装置を用いても、浮力調整装置の加圧気体が消費されてしまえば、それ以上の潜航は不可能となるものであった。
On the other hand, if the solar power generation device described in
そこで、本発明は、前記従来技術の問題点を克服し、エネルギー効率の向上を図った水中航走体を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an underwater vehicle that overcomes the problems of the prior art and improves energy efficiency.
また、浮力調整装置や重心位置制御装置を設けることなく、前進沈降・前進浮上を繰り返す潜航を行うことができる、構造が簡単な水中航走体を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an underwater vehicle with a simple structure that can perform submerged repetitive subsidence and forward ascent without providing a buoyancy adjusting device or a gravity center position control device.
さらに、太陽光が届く限り、前記潜航を行うことができる水中航走体を提供することを目的とする。 Furthermore, it aims at providing the underwater vehicle which can perform the said submersible as long as sunlight reaches.
前記目的を達成するため、本発明は、次の手段を講じた。すなわち、本発明の水中航走体(ソーラー水中グライダー)の特徴とするところは、胴体と翼と推進器とを備えた機体を有し、前記翼は、前記推進器の作動により前記機体を前進沈降させ、推進器の停止時は浮力により前記機体を前進浮上させるように前記胴体に設けられ、前記推進器の駆動源としてソーラー発電装置が設けられている点にある。 In order to achieve the above object, the present invention has taken the following measures. That is, the feature of the underwater vehicle (solar underwater glider) of the present invention is that it has a fuselage including a fuselage, a wing, and a propulsion device, and the wing moves forward by the operation of the propulsion device. When the propulsion unit is stopped, the fuselage is provided so as to be levitated forward by buoyancy, and a solar power generation device is provided as a drive source of the propulsion unit.
前記胴体の水平状態において、前記機体の重心よりも浮力中心が前方にあり、前記推進器は、前記浮力中心よりも前方に位置し、前記胴体の水平状態に対して上方後方に推力を生じさせるのが好ましい。 In the horizontal state of the fuselage, the center of buoyancy is ahead of the center of gravity of the fuselage, and the propeller is located in front of the center of buoyancy and generates thrust upward and rearward relative to the horizontal state of the fuselage. Is preferred.
前記胴体の水平状態において、前記翼も水平になるよう前記胴体に固定されていることが好ましい。 In the horizontal state of the fuselage, the wings are preferably fixed to the fuselage so as to be horizontal.
前記ソーラー発電装置は、前記翼の上面に設けられたソーラー発電パネルを有することが好ましい。 The solar power generation device preferably includes a solar power generation panel provided on the upper surface of the wing.
前記ソーラー発電装置は、前記胴体の上部に設けられたソーラー発電パネルを有することもできる。 The solar power generation device may include a solar power generation panel provided on an upper portion of the body.
本発明の、水中航走体の潜航方法の特徴とするところは、胴体と翼と推進器とを有した水中航走体の潜航方法において、前記推進器による推力と翼により、所定水深まで前進沈降し、前記推進器を停止して浮力と翼により前進浮上する点にある。 The underwater vehicle submerged method according to the present invention is characterized in that, in the underwater vehicle submerged method having a fuselage, a wing, and a propulsion device, the thrust and the wing of the propulsion device advance to a predetermined water depth. It is in the point where it sinks, the propulsion device is stopped, and it moves forward by buoyancy and blades.
前記推進器はソーラー発電装置により駆動され、前記ソーラー発電装置からの動力供給および停止が繰り返されて、前記前進沈降および前進浮上が繰り返されることが好ましい。 Preferably, the propulsion device is driven by a solar power generation device, and power supply and stop from the solar power generation device are repeated, so that the forward settling and forward levitation are repeated.
本発明によれば、動力源を必要とする推進器は前進沈降のときに使用され、前進浮上の時の動力源は浮力であるので、前記特許文献1記載の推進器を常時使用するものに比べ、エネルギー効率の向上を図ることができる。 According to the present invention, the propulsion device that requires a power source is used at the time of forward settling, and the power source at the time of forward ascent is buoyancy. Therefore, the propulsion device described in Patent Document 1 is always used. In comparison, energy efficiency can be improved.
本発明によれば、浮力調整装置や重心位置制御装置を必要としないので、前記特許文献2のものに比べ、構造が簡単にして前進沈降及び前進浮上が繰り返される潜航が可能となる。
According to the present invention, since a buoyancy adjusting device and a center of gravity position control device are not required, it is possible to perform submergence in which forward settling and forward levitation are repeated with a simple structure as compared with that of
さらに、動力源としてソーラー発電装置を用いることにより、太陽光が届く限り、前記潜航が可能となる。 Furthermore, by using a solar power generator as a power source, as long as sunlight reaches, the submergence can be performed.
本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1に示す如く、水中航走体は、胴体1と翼2と推進器(スラスター)3とを備えた機体を有する。この実施の形態の水中航走体は、グライダーのような大きな翼2を有しているため水中グライダーとも呼ばれる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the underwater vehicle has a fuselage including a fuselage 1, a
前記胴体1は、水中航走体の機体の一部を構成し、前後方向に長い略円筒状を呈している。胴体1の先頭部分は、流体抵抗を軽減するため、流線型に形成されている。胴体1の内部は空洞に形成され、その内部は気密及び水密が保たれて、その内部に所定の機器が収納されている。 The fuselage 1 constitutes a part of the underwater vehicle body and has a substantially cylindrical shape that is long in the front-rear direction. The head portion of the body 1 is formed in a streamline shape to reduce fluid resistance. The inside of the body 1 is formed in a cavity, the inside of which is kept airtight and watertight, and predetermined equipment is accommodated therein.
前記翼2は、胴体1の前後方向の略中央部から左右両側に、略水平方向に突設されている。翼2の前縁は、左右方向先端に行くに従い後方に後退している。翼2の後縁は、前後方向に対して略直角に外方に延びている。すなわち、翼2の胴体取付部の前後方向の幅は、先端の幅よりも広い。翼2の上面及び下面は、上下対称な翼型に形成されているが、この形状に限定されるものではない。翼2は胴体1に固定的に設けられているが、前記特許文献2に示すように、翼2の取付角を可変に制御可能とすることもできる。
The
なお、空気に比べて約800倍の密度を持つ水中では、小さな翼でもグライディングすることは可能であるが、高い揚坑比(小さなグライディング角度)を求めたり、自在な動きをさせたりする場合には、翼面積を大きくとることが有効である。この実施の形態では、大きな翼面積をとる構成とされている。 In water with a density of about 800 times that of air, it is possible to glide even with a small wing, but when seeking a high pumping ratio (small gliding angle) or moving freely. It is effective to increase the blade area. In this embodiment, a large blade area is adopted.
前記胴体1の後部には、垂直尾翼4が設けられている。この垂直尾翼4は、固定式であり、直進安定性を確保するためのものである。しかし、垂直尾翼を可変に制御可能として、進行方向を制御することもできる。なお、水平尾翼は設けられていないが、設けることもできる。
A
前記推進器3は、水中航走体を潜入(前進沈降)させるに必要な推力を得るためのものである。推進器3は、翼よりも前方の胴体1の左右両側に一対設けられている。この推進器3は、モータと、該モータで回転されるプロペラとを有し、プロペラの外周域には推進効率を高めるためのシュラウドリングが設けられているが、図2では、そのシュラウドリングは省略され、プロペラ5が示されている。
The
この推進器(スラスター)3は、モータ駆動のプロペラに限られず、ジェット水排出のもの等であってもよい。 The thruster (thruster) 3 is not limited to a motor-driven propeller, and may be a jet water discharger.
前記推進器3へ動力を供給するための駆動源が設けられている。この実施の形態では、駆動源としてソーラー発電装置が設けられている。したがって、この水中航走体はソーラー水中グライダーと呼ばれる。
A drive source for supplying power to the
なお、前記推進器3の駆動源としては、前記ソーラー発電装置に限られず、胴体内に設けたバッテリー等とすることもできる。
The drive source of the propelling
前記ソーラー発電装置は、ソーラー発電パネル6やその他関連機器を有するが、図示省略されている。ソーラー発電パネル6は前記翼2の上面に貼り付けられている。またソーラー発電パネル6は、前記胴体1の内部上面にも設けられている。したがって、ソーラー発電パネル6を設置する胴体1部分は透明板で形成されている。ソーラー発電パネル6により発電された電気は、胴体1内に設けられた蓄電手段(例えば、コンデンサーなど)等を介して、所定の電圧・電流として推進器3のモータに供給される。
The solar power generation device includes a solar power generation panel 6 and other related devices, but is not shown. The solar power generation panel 6 is attached to the upper surface of the
ソーラー発電装置は、水面から所定深さまでは発電可能なものである。ソーラー発電パネル6として、海中では太陽光の吸収・減衰が大きく、波長の短い青色の成分のみを透過するため、この帯域の太陽光を吸収しやすい「アモルファスシリコン太陽電池」を採用した。海面での広帯域の太陽光をより効率よく利用するためには、ハイブリッド型太陽電池などを採用することもできる。 The solar power generation device can generate power at a predetermined depth from the water surface. As the solar power generation panel 6, an “amorphous silicon solar cell” that absorbs sunlight in this band easily because it absorbs and attenuates sunlight in the sea and transmits only a blue component having a short wavelength is adopted. In order to efficiently use broadband sunlight on the sea surface, a hybrid solar cell or the like can also be employed.
図2に示す如く、前記胴体1の水平状態(機体の姿勢角度θ=0)において、該航走体の重心Gよりも浮力中心Bが前方にある。 As shown in FIG. 2, in the horizontal state of the fuselage 1 (the attitude angle θ of the fuselage), the buoyancy center B is ahead of the center of gravity G of the navigation body.
前記推進器3は、前記浮力中心Bより前方に位置する。推進器3は、前記胴体1の水平状態に対して上方後方に推力を生じさせるように、取付角χで固定的に設けられている。なお、この取付角χを可変に制御可能とすることもできる。
The
なお、この実施の形態では前記翼2は、胴体1が水平方向に進むとき、取付角=0となるように胴体1に固定されている。
In this embodiment, the
図3は、本実施の形態の水中航走体の潜航原理を示すものである。
図3の「(a)つりあい状態」に示す如く、前記水中航走体は、水に浮かべた「つりあい状態」において、胴体1の先頭部分が水面上に浮かび、その他の部分は水中に沈み、推進器3が略水平状態を呈するよう構成されている。図2の胴体1が水平状態においては、浮力の中心Bは、重心Gよりも前方にあったが、図3の水中における「つりあい状態」では、浮力中心Bと重心Gとは同一鉛直線上に位置することになり、胴体1は前方が上方を指向する傾斜状態で安定している。したがって、この安定状態で翼2は所定の迎角を有することになる。
FIG. 3 shows the submergence principle of the underwater vehicle of the present embodiment.
As shown in “(a) Balanced state” in FIG. 3, in the “balanced state” where the underwater vehicle floats on the water, the top portion of the fuselage 1 floats on the water surface, and the other portion sinks into the water. The
図3(a)において、胴体1の水面下の体積をVとし、胴体1前部の水面上に露出する部分の体積をδVとすると、浮力中心Bは、体積Vの中心となる。浮力Fと重量Wはつりあっていて、F=W=ρgVである。ここに、ρは雰囲気水(機体が排除した水)の密度gは重力加速度である。 In FIG. 3A, if the volume below the water surface of the body 1 is V and the volume of the portion exposed on the water surface at the front of the body 1 is δV, the buoyancy center B is the center of the volume V. The buoyancy F and the weight W are balanced, and F = W = ρgV. Here, ρ is the density g of the atmospheric water (water excluded by the airframe) and the gravitational acceleration.
推進器3の取付角度χ(図2参照)は、このつりあい状態において略水平になるように設定される。
The mounting angle χ (see FIG. 2) of the propelling
このつりあい状態において、推進器3が作動すると、その推力Tによって機体は押し沈められる。
In this balanced state, when the
なお、前記「推進器3が略水平状態になるように設ける」点は、本件発明の要件ではなく、推進器3による前進により発生する「流体力」により、機体が沈下するよう設けられていればよい。また、最適な取付角χは、推進力や流体力との関係から決まるものであるので、実験等により求めるのが効率的である。
The point “providing the
推進器3への動力は、ソーラー発電装置により供給され、太陽光が存在する限り動力を得ることができる。
The power to the propelling
図3の「(b)スラスター作動(潜入)」に示す如く、潜入時は機体前部も水面下に没するため、浮力中心B’(体積中心)は若干前方に移動する。このときの浮力F’は、F’=ρg(V+δV)となる。浮力F’と重量Wの差(予備浮力という)は、δF=ρgδVである。このとき、浮力F’と重量W、推力Tおよび機体全体に働く揚力L、抗力Dがつりあって、定常速度Vで点線矢印方向へ前進沈降(潜入)を行う。なお、潜入時は胴体1及び翼2に対する迎角があることによって機体全体に流体力(揚力L、抗力D)が生じる。
As shown in “(b) Thruster operation (infiltration)” in FIG. 3, the buoyancy center B ′ (volume center) moves slightly forward because the front part of the machine body is also submerged below the surface of the water during infiltration. The buoyancy F ′ at this time is F ′ = ρg (V + δV). The difference between the buoyancy F ′ and the weight W (referred to as preliminary buoyancy) is δF = ρgδV. At this time, buoyancy F ', weight W, thrust T, lift L and drag D acting on the entire body are balanced, and forward sedimentation (infiltration) is performed in the direction of the dotted arrow at a steady speed V. In addition, at the time of infiltration, fluid forces (lift L, drag D) are generated in the entire aircraft due to the angle of attack with respect to the fuselage 1 and the
所定水深まで達すると、太陽光が届かなくなり、ソーラー発電パネル6による発電が停止され、蓄電量がなくなると、推進器3の作動は停止する。
When the water reaches a predetermined depth, the sunlight does not reach, the power generation by the solar power generation panel 6 is stopped, and the operation of the propelling
図3の「(c)スラスター停止(浮上)」に示すように、推進器3が停止すると、予備浮力δFによって浮上を開始する。このとき、浮力F’と重量Wと機体全体に働く揚力L、抗力Dがつりあって、定常速度V’(潜入速度Vと同じとは限らない)で点線矢印方向に前進浮上する。
As shown in “(c) Thruster stop (levitation)” in FIG. 3, when the
所定水深まで浮上すると、ふたたび太陽光発電によって(充電を行い)、推進器3を作動させて潜入を行う。本実施の形態の水中航走体は、十分な太陽光がある限り、潜入と浮上を繰り返しながら、長期間、広範囲にわたって潜航を続けることができる。
When it ascends to a predetermined depth, it is again charged (by charging), and the propelling
したがって、前記翼2は、前記胴体1を前記推進器3の作動により前進沈降させ、推進器3の停止時は浮力により前進浮上させるものである。
Accordingly, the
このような潜航を行うことにより、潜入時のみ推進器3への動力を提供すればよいので、潜入と浮上時の両方に動力を提供するものに比べ、エネルギー効率の向上が図れる。
By performing such submergence, it is only necessary to provide power to the
なお、前記実施の形態では、推進器を浮力中心よりも前方位置に配したが、これに限定されず、その他の位置であっても、その推力により、機首を下方に姿勢変更できるものであれば良い。 In the above-described embodiment, the propulsion device is disposed in front of the buoyancy center. However, the propulsion device is not limited to this, and the posture of the nose can be changed downward by the thrust even at other positions. I just need it.
次に、前記水中航走体による潜航方法の実施の形態につき説明する。
この潜航方法は、胴体1と翼2と推進器3とを有した水中航走体の潜航方法であって、前記推進器3による推力と翼2により、所定水深まで前進沈降し、前記推進器3を停止して浮力と翼2により前進浮上するものである。
Next, an embodiment of the submerged navigation method using the underwater vehicle will be described.
This submerged method is a submerged method of underwater vehicle having a fuselage 1, a
前記推進器3は、ソーラー発電装置により駆動され、前記ソーラー発電装置は、水面から所定水深までは発電可能であり、前記前進沈降は、発電可能水深で行われ、発電不能水深に達したとき、前記前進浮上が行われる。
The
前記構成の水中航走体は、太陽光の届く範囲(浅海域)での運用に適している。例えば、太陽光の影響を受けるプランクトンの動態を知ることは、海洋の物理過程の解明にとって非常に重要で、群知能海中ロボットとして複数機の水中グライダーを展開すれば、地球規模での海洋研究にとって非常に有利な手段となり得る。海洋観測船から海中にセンサーを入れることで、塩分濃度(電気伝導率)や水温、溶存酸素などの鉛直方向プロファイラーを得ることは以前からされているが、海洋の物理過程を解明するためには、準水平方向のデータ収集が強く求められており、それに適した運用を行うことができる。 The underwater vehicle configured as described above is suitable for operation in a range where sunlight can reach (shallow sea area). For example, knowing the dynamics of plankton affected by sunlight is very important for elucidating the physical processes of the ocean, and deploying multiple underwater gliders as swarm intelligence underwater robots for ocean research on a global scale. It can be a very advantageous means. Obtaining vertical profilers such as salinity (electrical conductivity), water temperature, dissolved oxygen, etc. by putting sensors into the sea from ocean observation vessels has been done for some time, but in order to elucidate the physical processes of the ocean Therefore, data collection in the quasi-horizontal direction is strongly demanded, and operation suitable for it can be performed.
なお、前記実施の形態では、翼や推進器の取り付けは固定的なものとしたが、その取付角度を制御可能とすることにより、よりスムーズな潜入・浮上を実現することが可能である。 In the above-described embodiment, the wing and the propeller are fixedly attached. However, by making the attachment angle controllable, it is possible to realize smoother infiltration and levitation.
また、本発明の潜航方法によれば、潜入・浮上の両方に推進器を用いる従来のものに比べ、エネルギー効率の向上が図られるものである。 Further, according to the submerged navigation method of the present invention, energy efficiency can be improved as compared with the conventional method using a propulsion device for both infiltration and ascent.
太陽光発電を利用することにより、運用時間に制限のあった自律型海中ロボット(AUV)の運用時間を飛躍的に延ばすことが可能になる。 By using solar power generation, it is possible to dramatically extend the operation time of an autonomous undersea robot (AUV) with limited operation time.
重心位置調整装置などの圧力容器(機体)を貫通するような構造・機構は、海中ロボットの保守性・信頼性を著しく損なう可能性もあるが、本実施の形態による水中航走体は、浮力調整装置や重心移動機構などを必要とせず、極めて単純な構造とすることができるため、安価に製作ができ、保守整備が容易になるという海中ロボットにとって非常に大きな利点がある。 The structure / mechanism that penetrates the pressure vessel (airframe) such as the center of gravity position adjustment device may significantly impair the maintainability and reliability of the underwater robot, but the underwater vehicle according to the present embodiment has buoyancy. Since an adjustment device, a center of gravity moving mechanism, and the like are not required, and an extremely simple structure can be achieved, there is a great advantage for a submarine robot that can be manufactured at low cost and maintenance is easy.
なお、本発明の潜航方法に用いる水中航走体としてはソーラー水中グライダーに限定されるものではなく、バッテリー駆動の水中グライダーであっても良い。 The underwater vehicle used in the submerged method of the present invention is not limited to a solar underwater glider, and may be a battery-powered underwater glider.
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、海洋の調査・研究に係わる産業に利用することができる。 The present invention can be used in industries related to marine research and research.
1 胴体、2 翼、3 推進器、6 ソーラー発電パネル。 1 fuselage, 2 wings, 3 thrusters, 6 solar power generation panels.
Claims (7)
前記翼は、前記推進器の作動により前記機体を前進沈降させ、推進器の停止時は浮力により前記機体を前進浮上させるように前記胴体に設けられ、
前記推進器の駆動源としてソーラー発電装置が設けられていることを特徴とするソーラー水中グライダー。 It has a fuselage with a fuselage, wings and a propeller,
The wing is provided in the fuselage so as to advance and sink the airframe by the operation of the propulsion device, and to advance the airframe by buoyancy when the propulsion device is stopped,
A solar underwater glider, wherein a solar power generator is provided as a drive source of the propulsion device.
前記推進器は、前記浮力中心よりも前方に位置し、前記胴体の水平状態に対して上方後方に推力を生じさせることを特徴とする請求項1記載のソーラー水中グライダー。 In the horizontal state of the fuselage, the buoyancy center is ahead of the center of gravity of the aircraft,
2. The solar underwater glider according to claim 1, wherein the propulsion unit is located in front of the buoyancy center and generates thrust upward and rearward with respect to a horizontal state of the body.
前記推進器による推力と翼により、所定水深まで前進沈降し、前記推進器を停止して浮力と翼により前進浮上することを特徴とする水中航走体の潜航方法。 In a submerged method of underwater vehicle having a fuselage, wings and a propeller,
A submerged method for underwater vehicle, wherein the propulsion unit moves forward and sinks to a predetermined depth by thrust and wings, stops the propulsion unit, and moves forward by buoyancy and wings.
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