JP2011514499A - 海上展開の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明の様々な態様に応じた海上展開の方法及び装置は、海洋艦船による展開に適用される浮揚性筐体と共同で働くことができる。前記浮揚性筐体は、海洋艦船から発射され、水面に浮上するように適用され得る。無人機のような資源は、水面に浮上した前記浮揚性筐体から展開される。
【選択図】図１

Description

本願は、２００７年９月１８日出願の米国仮特許出願Ｎｏ．６０／９７３,３２８の利益を主張し、引用によりその出願の開示に合体する。

海上発射資源は、魚雷発射管やミサイル管のような様々な方法で発射される。しかし、無人機のようないくつかの資源は、従来システムによる発射にあまり適していない。しかしながら、特に、偵察及び戦闘任務を遂行する無人機の利用は、成熟技術として増加している。様々な状況下における無人機の迅速な展開は、より速い、そして、しばしば観察が困難な情報収集を可能にする。無人機は、また、戦闘に先立つ目標の監視情報収集のため、人又は他の価値の高い資源と共に、陸軍に利用される。無人機及び他の資源は、地上作戦に制限されないが、海上発射システムは、それらを展開するには不十分である。

本発明の様々な態様に応じた海上展開の方法及び装置は、海洋艦船による展開に適用される浮揚性筐体と共同で働くことができる。前記浮揚性筐体は、海洋艦船から発射され、水面に浮上するように適用され得る。無人機のような資源は、水面に浮上した前記浮揚性筐体から展開される。

本発明は、機能要素及び様々な推移段階の用語で説明し得る。そのような機能ブロックは、特定の機能を果たすよう、また様々な結果を達成するように設計された多くのハードウェア又はソフトウェアコンポーネントにより実現される。例えば、本発明は、多種多様な働きを行う様々な浮揚システム、容器、通信システム、展開資源、カバー、ハウジング、ばね、ハッチを使用することができる。加えて、本発明は、防衛手段、追跡システム、ミサイル又はロケットといった、水面又は水面より上方で使用される多くのデバイスに関連して実施することができ、またここに挙げるシステムは、本発明に関する適用の単なる一例である。さらに、本発明は、水中デバイスの配置、航空機の配置、制御システムの操作、発射システムの制御に関連する多くの従来技術を使用することができる。

本発明の様々な代表的実施例は、航空機の発射及び誘導システムに適用することができる。特定の代表的実施例は、例えば、海洋艦船から無人機を発射するシステムを含むことができる。図1を参照するに、本発明の様々な態様に沿った、無人機１０６に関する海軍配備の発射システムの典型的な方法及び装置は、浮揚性筐体１０２及び海洋艦船１０４と共同して働く。

無人機（ＵＡＶ）１０６は、遠隔制御又は自動制御の航空機といった無人の航空機を含む。ＵＡＶ１０６は、水面発射の航空機として働く何らかの適切なシステムを含むことができる。ＵＡＶ１０６は、また、何らかの適切な方式及びサイズで設計される。例えば、ＵＡＶ１０６は、浮揚性筐体１０２から発射される電気的推進力を備えた固定翼の航空機を含む。或いは、ＵＡＶ１０６は、内燃機関又はロケットモータといった非電気的な推進システムを有する。さらに、ＵＡＶ１０６は、例えば、格納庫の小型化を容易にすべく、折り畳み可能な又は拡張可能な操縦翼面を含む。或いは、ＵＡＶ１０６は、ヘリコプターのような回転可能な揚力面を持つ航空機又はジャイロコプターのような推進要素及び移動要素の組み合せを持つ航空機を含む。さらに他の実施例において、ＵＡＶ１０６は、従来とは違った推進システムを有するマイクロ航空機を含むことができる。

ＵＡＶ１０６は、また、発射に関する力に耐えるよう設計される。例えば、1つの実施例において、発射時のＵＡＶ１０６の加速度は、重力の２５０倍を超えるかもしれない。他の実施例において、ＵＡＶ１０６は、ＵＡＶ１０６の失速速度と同等か又はそれに近い速度で浮揚性筐体１０２から発射されるように設計される。例えば、1つの実施例において、ＵＡＶ１０６は、ＵＡＶ１０６の失速速度の１．５から２倍の速度で発射される場合に、飛行へうまく移行することが求められる。

ＵＡＶ１０６は、何らかの適切な方法で遠隔地から制御されるか、又は独立操作が適切に行われる。1つの実施例において、ＵＡＶ１０６は、リアルタイムビデオ、レーダ追跡情報又は人口集中地域の中での対象地域確認といった監視用途及び情報送信用に設計される。他の実施例において、ＵＡＶ１０６は武器システム用に設計される。例えば、ＵＡＶ１０６は、ＵＡＶ１０６から発射されるように適切に設計された誘導ミサイル又は爆弾を持ち運ぶことができる。他の実施例において、ＵＡＶ１０６は、自身が武器システムになることができて、ターゲットに向かって直接投下されるように適切に適用される。

本実施例はＵＡＶ１０６の発射に関連するが、本発明の様々な実施は、海洋艦船から発射される他の資源に適用することができる。例えば、ＵＡＶ１０６は、センサ、武器又は人員にさえも置き換えられる。前記資源は、空中若しくは水中へ発射されるか、又は浮揚性筐体１０２の中へ留まることができる。

海洋艦船１０４は、浮揚性筐体１０２を水中へ放出する。海洋艦船１０４は、潜水艦、バチスカーフ、船若しくはボート、又は無人潜水機関といった水中使用の何らかの適切なシステムを含む。本実施例において、海洋艦船１０４は、ゴミ処理ユニット(ＴＤＵ)、ミサイル発射装置、又は魚雷発射管を有する潜水艦を含む。海洋艦船１０４は、また、ＵＡＶ１０６が発射された後に、ＵＡＶ１０６と通信し及び/又はＵＡＶ１０６を制御するように適用される。

浮揚性筐体１０２は、展開用の水面又は水面近くに展開される前記資源を移動する容器を含む。浮揚性筐体１０２は、防水容器のような何らかの適切な容器を含むことができる。ＵＡＶ１０６を発射する本実施例において、浮揚性筐体１０２は、ＵＡＶ１０６用の浮遊した発射台を提供する。浮揚性筐体１０２は、例えば、発射前の水の浸入及び/又はダメージからＵＡＶ１０６を保護すべく、ＵＡＶ１０６を少なくとも部分的に囲む。浮揚性筐体１０２は、管、筒又は箱といった、水面又はその近辺からＵＡＶ１０６を収容又は発射するように設計された何らかのシステムを含む。浮揚性筐体１０２は、また、水上から水中に投下されること、又は海洋艦船１０４が水中にある間、部分的に潜水している間若しくは完全に潜水して間に、放出されることを含む様々な方法により水中配置用に設計される。さらに浮揚性筐体１０２は資源の輸送に適用することができる。

浮揚性筐体１０２は、金属、プラスチック又は複合材料といった海洋環境での使用に適した何らかの物質から成る。本実施例において、浮揚性筐体１０２は、様々な水深に展開されることに関係する水の浸入及び/又は圧力に耐えるべく、ステンレス鋼から成る。

浮揚性筐体１０２は、また、従来の海洋艦船１０４の発射システムに組み入れられるように設計される。例えば、浮揚性筐体１０２は、潜水艦搭載のＴＤＵによって水中に放出されるよう設計された浮揚性圧縮容器を含む。他の実施例においては、浮揚性筐体１０２は、魚雷発射管やミサイル発射管によって発射されるよう設計される。本実施例においては、浮揚性筐体１０２は、ＴＤＵによる発射を容易にすべく、潜水艦搭載のＴＤＵ中に置かれる標準の弾筒と概ね同寸法である。さらに、浮揚性筐体１０２は、一人での運搬及び使用、並びに/又は海洋艦船１０４搭載の簡易格納庫にあわせて設計される。

浮揚性筐体１０２は、また、追加部品を収容することができる。例えば、図２を参照するに、浮揚性筐体１０２は、浮揚性筐体１０２及び浮揚システム２０２の中に少なくとも部分的に配置された第２の筐体２０４を含む。浮揚性筐体１０２は、また、浮揚性筐体１０２の動作を制御する制御システムを含むことができ、風及び／又は荒海といった様々な周囲の状況下での動作用に設計された位置確認及び安定システムを同様に含むことができる。

前記制御システムは、浮揚性筐体１０２の操作を制御する。前記制御システムは、浮揚性筐体１０２から前記ＵＡＶ１０６を展開する何らかの適切なシステムを含み、浮揚性筐体１０２内、又はＵＡＶ１０６内に配置される。前記制御システムは、また、電気回路の集合程度に簡易になり、又は複合機能を持つ組込コンピュータシステム程度に複雑にもなる。前記制御システムは、浮揚システム２０２、位置確認システム、安定システム、ＵＡＶ発射システム、センサ、ハッチ放出システム、通信システムの操作といった様々な他システムを制御する。

例えば、前記制御システムは、所定のタイミングシーケンス（timing sequence）、受信された指示及び/又は選択された状況に従った特定の一組の指示を実行するように設計されたシステムを含む。例えば、前記制御システムは、様々な周囲状況を判断し、またＵＡＶ１０６の発射成功率を向上する方式に対応する。1つの実施例において、前記制御システムは、卓越風の方向、風速並びに水面の波の高さ及び周波数を決定した後に、発射好機を判断するように適用される。この情報は、それから、ＵＡＶ１０６を任意の時点に発射できるかどうかを決定する所定の一組の基準と比較される。発射好機は、対向する波、横風に対してＵＡＶ１０６を発射する可能性の減少、又は他の作戦に依存した変数に基づく。

発射されたＵＡＶ１０６を目撃又は発見する能力を最小にすることは、作戦の有効性を高める。前記制御システムは、ＵＡＶ１０６が浮揚性筐体１０２から発射される力を制御することができる。例えば、卓越風の風速が遅い時、飛行へうまく移行するのに、より強い発射力が必要とされる。しかし、風の強い状況下では、ＵＡＶ１０６をうまく発射するのに、さほどの発射力を必要としない。発射力の制御は、また、発射の痕跡又は発射時のＵＡＶ１０６の騒音を減ずることができる。

浮揚性筐体１０２は、また、センサとして水深計及び／又は表面感知システムを含むことができる。前記表面感知システムは、浮揚性筐体１０２の一部が水面に近づくか又は水面を突破する時を特定する何らかの適切なシステムを含むことができる。例えば、図1を参照するに、浮揚性筐体１０２の一端は、水面上に及ぶように設計され、ＵＡＶ１０６が前記露出した端から外へ発射できるようにしている。1つの実施例においては、前記表面感知システムは、水面上に及ぶ浮揚性筐体１０２の前記一端又はその近くに海水閉回路（salt water completion circuit）を含む。前記一端が水面を突破するとき、前記回路が開放して、前記制御システムに送信される信号を生成する。前記信号は、何らかの適切な応答として発射の順序やその他の機能を起動する。例えば、浮揚性筐体１０２が水面上に浮かんでいることを前記表面感知システムが一度判断すると、ＵＡＶ１０６を発射する前記浮揚性筐体の前記一端を露出すべく、浮揚性筐体１０２のカバーが、押し出され、回転され又は別の方法により浮揚性筐体１０２から除去される。他の実施例においては、表面感知システムは、水面下の深さの変化率の確認に適切に設計された深さセンサを含む。一度その変化率がゼロ又はおよそゼロになると、前記表面感知は、浮揚性筐体１０２が水面を突破したことを示す信号を提供する。

浮揚システム２０２は、浮揚性筐体１０２を水面に浮揚させる。浮揚システム２０２は、正の浮力を有する浮力要素、膨張性バッグ、膨張可能構造といった浮揚性筐体１０２の浮力を供給及び／又は制御する何らかの適切なシステムを含むことができる。例えば、図２を参照するに、本実施例の浮揚システム２０２は、浮揚性筐体１０２の一端の近くに位置する膨張環を含む。前記膨張環は、何らかの適切な方式として、浮揚性筐体１０２内に含まれる圧縮又は圧搾ガスにより膨張する。前記膨張環を膨張させる前記ガスは、酸素、酸素／炭素混合、又は不活性ガスであるヘリウム若しくはアルゴンといった何らかの適切なガスを含む。

浮揚システム２０２は、また、膨張性筐体１０２の浮力が制御されるよう選択的に働くことができる。例えば、再び図1を参照するに、膨張性筐体１０２が潜水した潜水艦から放出されると、前記潜水艦が膨張性筐体１０２の水面への経路から離れるまで、膨張性筐体１０２は、負の浮力又は中立の浮力に設定される。浮揚性筐体１０２の負の浮力は、浮揚性筐体１０２単体の重量や材質によって得られ、又は浮揚性筐体１０２は、バラストとして取り外し可能な重しを含み、前記バラストが放出されるまで、該バラストは、最初に浮揚性筐体１０２が沈む要因になる。

本実施例において、浮揚システム２０２は、圧縮ガス源と接続されまた前記制御システムにより制御されるバルブシステムで制御される。前記バルブシステムは、浮力を制御すべく系統的に浮揚システム２０２へ圧縮ガスを吐出し、又は、前記バルブシステムは、ほとんど即座に正の浮力をもたらすように設定される。例えば、浮揚性筐体１０２は、放出に続いて、即座に水面に浮上することを必要としないが、代わりに、潜水艦及び他の海洋艦船１０４が隣接地域を離れる時間を提供すべく、又は選択された時間まで発射を遅らせることを考慮して、ＵＡＶ１０６が発射されるまで、所定の深度に留まる必要がある。例えば、浮揚性筐体１０２が水中へ発射されてから、ＵＡＶ１０６が発射されるまでの総時間が１０分ならば、遠隔信号に応答した必要時のより迅速な発射を考慮にいれて、浮揚性筐体１０２を水面下に放出して水面下のある深度に留めることが望ましい。

浮揚システム２０２は、さらに、浮揚性筐体１０２を沈めて水中へ戻すべく、動作を停止することができる。例えば、ＵＡＶ１０６の発射又はＵＡＶ１０６の作戦完了の後、浮揚性筐体１０２は、もはや必要とされない。したがって、浮揚性筐体１０２を水中に沈めることが望ましい。ＵＡＶ１０６の発射後に浮揚性筐体１０２を沈めることは、また、海洋艦船１０４の位置をわかりにくくする。

浮揚性筐体１０２は、関連ある資源を展開し又は作戦を完了する何らかの適切な内容物を含むことができる。例えば、浮揚性筐体１０２は、センサ、空気若しくは燃料の供給品、発射システム、武器、又は他の適切な貨物を含む。ＵＡＶ１０６を配置する本実施例においては、図２及び図４を参照するに、第２の筐体２０４を含むＵＡＶの打上システムは、実質的には浮揚性筐体１０２内に配置される。第２の筐体２０４は、ＵＡＶ１０６用の打ち上げ管４０４と、打ち上げ管４０４の下にあるＵＡＶ１０６発射用のＵＡＶ発射システム４０２とを含む。第２の筐体２０４は、浮揚性筐体１０２内に完全に配置され及び／又は浮揚性筐体１０２に組み込まれる。例えば、第２の筐体２０４は、水面上に及んだ浮揚性筐体１０２の端点の一部を含む。

第２の筐体２０４は、ＵＡＶ１０６の周囲に、防水又は半防水の密封材を提供するように改造される。例えば、第２の筐体２０４は、水の浸入及び圧力を防ぐべく設計された圧力容器を含む。第２の筐体２０４の一端は、また、発射に先立って開くように設計され、ＵＡＶ１０６を外気にさらす。代替的には、第２の筐体２０４は、浮揚性筐体１０２の前記一端上のカバーが外されるときにむき出しとなる開口端に取り付けられた、管を基本的に含む。

第２の筐体２０４は、また、ＵＡＶ１０６の発射成功の可能性を高めるべく設計される。図３を参照するに、前記第２の筐体は、打ち上げの際にＵＡＶ１０６の迎角を制御するために、浮揚性筐体１０２から独立して回転するよう設計される。例えば、浮揚性筐体１０２は、概ね垂直方向に水面上へ及ぶように設計される。しかしながら、ＵＡＶ１０６のこの方向への発射は、発射から制御可能な飛行へうまく移行する最高の可能性をもたらさない場合がある。発射成功の可能性を高めるために、第２の筐体２０４は、垂直方向からさらに水平方向へ向かって所定量回転するように設計される。本実施例においては、第２の筐体２０４は、垂直から約３０°のような選択された量回転することができ、ＵＡＶ１０６は結果として水面上で６０°方向に打ち上がる。他の実施例においては、第２の筐体２０４は、０°〜９０°の範囲で回転するよう設計される。第３の実施例において、第２の筐体２０４は、風、波の高さ、又は周囲の障害物といった環境状況を前提として適切な姿勢へ選択的に回転するよう設計される。

第２の筐体２０４の回転は、何らかの適切な方法として、機械的に又は空気圧によって制御することができる。1つの実施例においては、第２の筐体２０４はロックシステムで定位置に保持され、ロックを取り除くと、第２の筐体２０４は自重で所定位置に回転する。他の実施例においては、バネや他のバイアス機構が、第２の筐体２０４を所定位置に回転するべく使われる。なお、さらに他の実施例では、第２の筐体２０４は、様々な条件に基づく特定の量に第２の筐体２０４を選択的に回転させる電気モータへ接続される。

第２の筐体２０４は、前記表面感知システム又は前記制御システムからの信号に応えて回転することができる。例えば、一度浮揚性筐体１０２が水面を突破すると、第２の筐体２０４を定位置に保持したロックシステムは、前記表面感知システムからの信号に応えて解除される。他の実施例において、前記制御システムは、打ち上げ順序（launch sequence）が開始されるまで、垂直位置に第２の筐体２０４を維持する。

浮揚性筐体１０２は、さらに、浮揚性筐体１０２の方向及び動作を制御する目的の追加システムを含むことができる。例えば、再び図３を参照するに、浮揚性筐体１０２は、風感知システム３０２及び安定システム３０４を含むことができる。風感知システム３０２は、風速及び／又は風向にしたがって、浮揚性筐体１０２を感知し、また向きを変える。風感知システム３０２は、吹き流し、風向計若しくは風向風速計といった卓越風の風向及び／又は風速を感知する何らかの適切なシステムを含むことができる。例えば、風感知システム３０２は、表面感知システムに応答して、又は浮揚性筐体１０２若しくは第２の筐体２０４からカバーを外されると直ちに、浮揚性筐体１０２の頂上より上に及ぶように適切に設計された吹き流しを含むことができる。風感知システム３０２は、卓越風に対応できる何らかの適切な材質として、布又は浮揚性筐体１０２自身の一部から成る。

風感知システム３０２は、また、ＵＡＶ１０６が卓越風の中へと発射されるように、浮揚性筐体１０２の向きを変えるべく適切に設計される。例えば、吹き流しは、浮揚性筐体１０２から離れて伸びることができ、吹き流しにかかる力は吹き流しを後方へ流すといった方法で、浮揚性筐体１０２に適用された回転動作をもたらす。

安定システム３０４は、通過する波又は潮流により生じる浮揚性筐体１０２の逆向きの加速によって、浮揚性筐体１０２を安定させることができる。安定システム３０４は、碇又はドローグ（drogue）といった様々な環境下における浮揚性筐体１０２の安定性を向上する何らかの適切なシステムを含むことができる。本実施例において、安定システム３０４は、波により生じる浮揚性筐体１０２の加速度を減ずべく、適切に設計された可変長のドローグを含む。図３を参照するに、前記ドローグは、浮揚性筐体１０２の下面から下向きに伸ばされる。前記ドローグは、浮揚性筐体１０２に堅く結合されるか、浮揚性筐体１０２の下側へ拘束されるか、又は浮揚性筐体にその他の方法で結合される。例えば、前記ドローグは、浮揚性筐体１０２の全長の約半分と等しい長さで、浮揚性筐体１０２の下方へ伸びる重りを含む。

さらに、安定システム３０４は、振動や揺れが風によって生じた場合に、浮揚性筐体１０２を安定させるように設計される。例えば、浮揚性筐体１０２は、高速風又は荒海にさらされる場合に、潜在的に有害な動きを受けやすい。本実施例において、２０ノット以上の風速と８フィート以上の波、又はピアソン−モスコビッツのシースペクトラム（Pierson-Moskowitz Sea Spectrum）の風浪階級で４と同値の間ずっと、安定３０４は、前記浮揚性筐体を安定させるべく適切に適用される。他の実施例において、前記安定システムは、風浪階級が４前後の際に安定を維持するよう設計される。

ＵＡＶ発射システム４０２は、浮揚性筐体１０２からＵＡＶ１０６を発射する。ＵＡＶ発射システム４０２は、空気圧で、機械的に、又は爆発によって、ＵＡＶを発射する何らかの適切なシステムを含むことができる。例えば、潜水艦において、非発火の発射システムは、保管と取扱の理由からふさわしい。他の実施例においては、火工品は、打上の成功を達成すべく使用される。再び図４を参照するに、ＵＡＶ発射システム４０２は、発射管４０４に取り込まれて、ＵＡＶ１０６を発射するのに圧縮ガスを利用する。前記圧縮ガスは、酸素又は窒素といった何らかの適切なガスを含む。或いは、前記圧縮ガスは、不活性ガス又は非爆発性に混合された混合ガスを含むことができる。

ＵＡＶ発射システム４０２は、また、発射の際の可視又は可聴の痕跡を減ずるよう設計される。例えば、いくつかの作戦は、ＵＡＶ１０６をできるだけ密かに展開させる必要を余儀なくする内密展開を必要とする。したがって、発射システム４０２、発射管４０４及び／又は浮揚性筐体１０２は、ＵＡＶ１０６の発射の際に生じる音を遮断するように設計される。

通信システムは、ＵＡＶ１０６と情報の送信及び／又は受信をすべく適切に適用される。前記通信システムは、ＵＡＶ１０６とやり取り行い又はＵＡＶ１０６を制御する何らかの適切なシステムを含むことができる。前記通信システムは、自立システム（stand alone system）として、又は従来のシステムに組み込まれるように設計される。例えば、図５を参照するに、前記通信システムは、浮揚性筐体１０２に搭載された無線周波数(RF)通信応答装置を含み、浮揚性筐体１０２は、海洋艦船１０４に搭載された標準無線周波数インターフェースパネルに、通信綱５０２を介して接続される。通信綱５０２は、また、浮揚性筐体１０２及び／若しくは海洋艦船１０４に取り付けられ並びに／又は浮揚性筐体１０２及び／若しくは海洋艦船１０４から取り外せるように設計される。他の実施例においては、前記通信システムは、海洋艦船１０４に導入された従来のＵＨＦマストアンテナを経由して送信されるＲＦデータリンクを含むことができる。他の実施例において、前記通信システムは、通信綱５０２と既存通信システムとの組合せである。

前記通信システムは、さらに、海洋艦船１０４の操縦者がＵＡＶ１０６の発射及び／又は飛行を制御できるように設計される。或いは、前記通信システムは、管制コンピュータがＵＡＶ１０６の飛行を制御させる。他の実施例においては、前記通信システムは、ＵＡＶ１０６に導入された監視システムからデータストリームを受け取るべく、もっぱら用いられる。

操作において、図６を参照するに、第２の筐体２０４及びＵＡＶ１０６を含む浮揚性筐体１０２は、海洋艦船１０４の発射システムへ装填される（６０２）。発射の際に、浮揚性筐体１０２及び／又は第２の筐体２０４は、密閉、圧縮、防水されたユニットを含む。ＵＡＶ１０６は、第２の筐体２０４の中に密閉され、第２の筐体２０４は、浮揚性筐体１０２の中に配置される。

浮揚性筐体１０２は水中へ放出される。浮揚性筐体１０２は、ロック、ハッチ、魚雷発射管、ミサイル管、表面棚又は他の適切なメカニズムといった何らかの適切な方式により発射される。例えば、前記浮揚性筐体は、潜水艦に搭載されたゴミ処理ユニット(ＴＤＵ：trash disposal unit)へ装填され、それから、水面レベル以下のある深度の水中へ排出されることができる（６０４）。

また、浮揚性筐体１０２は、水面に浮上し、ある期間深さを維持し、又は初期には沈むことができる。例えば、まず、浮揚性筐体１０２は、浮揚性筐体１０２が放たれた地点から前記潜水艦が離れる間に、より深い深度に最初に沈む（６０６）。これは、浮揚性筐体１０２が前記潜水艦と接触することを防止するのに役立ち、または防護目的に、潜水艦が浮揚性筐体１０２との距離をかせぐ追加時間を提供する。或いは、浮揚性筐体１０２は、発射後に実質的に同一の深度を保つことができ、または水面へ上がり始めることができる。

本実施例において、浮揚性筐体１０２は、所定の深度に又は選択された期間潜水し、それから上昇を始める。例えば、水深計、タイマー又は遠隔命令は、選択された時間又は深度で浮揚システム２０２を始動する。浮揚システム２０２は、中立の浮力、又は正の浮力のいずれかを浮揚性筐体１０２へ提供するよう設計される。中立の浮力は、前記潜水艦が離れる間に、前記浮揚性筐体が深すぎる深度まで沈むことを防止するのに役立つ。正の浮力は、浮揚性筐体１０２に、水中で自身の深度を減じさせ、また結果的に、水面を突破させる。

本実施例において、浮揚性筐体１０２は、まず負の浮力を持ち、浮揚システム２０２の始動により、前記浮揚性筐体は、選択された期間は中立の浮力となり、その後、正の浮力となって表面へ上昇する。例えば、浮揚性筐体１０２が水中に入った後に、水面下の深度を維持する中立の浮力に向けて浮揚システム２０２が始動される前に、前記制御システムは、浮揚性筐体１０２がさらに２０フィート沈むことができるようにプログラムされる（６０８）。５分後、浮揚システム２０２は、正の浮力に達するべく始動され、そして浮揚性筐体１０２は、表面へと上昇し始める（６１０）。或いは、前記システムは、負から正の浮力へと直接移行することができる。

浮揚性筐体１０２は、ＵＡＶ１０６の発射及び／又は他の仕事といった水面作業を進めるべく水面に浮遊する。例えば、浮揚性筐体１０２は、浮揚性筐体１０２の比較的小さな部分が水面上にさらされ、一方、残りの部分が沈む程度に浮遊することができる。本実施例においては、浮揚性筐体１０２及び浮揚システム２０２は、浮揚性筐体１０２の一端が水面上に及ぶ程度に設計される（６１２）。

浮揚性筐体１０２は、また、更なる仕事に着手すべく、自身が水面へ達したかを決定することができる。本実施例においては、前記表面感知システムである海水閉回路は、水面を突破したことを示す信号を制御システムに発信する（６１４）。それに応じて、前記制御システムは、前記ＵＡＶ発射システムを露出すべく、頂上にあるハッチを開ける追加作業を開始することができる。

浮揚性筐体１０２は、また、安定システム３０４の始動によって、水中で浮揚性筐体１０２を安定させることができる（６１６）。例えば、前記表面感知システムからの信号を受けて、前記制御システムは、波又は風により生じた走行及び運動を最小限にすべく、ドローグや他の安定装置を伸ばす。しかし、前記安定装置は、発射時、浮上時にいつでも動作し、又は全く作動しないことができる。

風感知システム３０２は、また、風の方向及び／又は速度を感知し、それに応じて浮揚性筐体１０２を方向づけることができる（６１６）。例えば、浮揚性筐体１０２は、吹き流し又は風向計を伸ばす。吹き流し又は風向計の風の抵抗は、吹き流しや風向計が順風となるように浮揚性筐体１０２を回転させる性質がある。よって、ＵＡＶ１０６は、近づいてくる風の中へ直接発射される。

その後、前記水上作業は、ＵＡＶ１０６の打ち上を完了する。本実施例においては、浮揚性筐体１０２が、適切な位置に配置され、また安定した後、第２の筐体２０４は、完全な垂直と完全な水平との間のある角度へ、浮揚性筐体１０２と相対的に回転させられる（６１８）。第２の筐体２０４は、ＵＡＶ１０６が発射成功の可能性を高める迎角で発射される程度に回転させられる。前記回転角度は、前記制御システムにより制御されるか、又は所定の値に設定される。

それから、ＵＡＶ発射システム４０２は、選択された発射好機の範囲で、ＵＡＶ１０６を打ち上げるべく始動される（６２０）。本実施例において、圧縮ガスは、発射管４０４の外へＵＡＶ１０６を押し出すべく、ＵＡＶ１０６の後部に対して即座に吐出される。しかし、ロケット、爆発物、カタパルトといった何らかの適したメカニズムでは、ＵＡＶ１０６を発射することができる。

加えて、通信は、海洋艦船１０４、ＵＡＶ１０６、浮揚性筐体１０２並びに／又は野外に展開された部隊及び／若しくは遠隔武器システムといった他の適した要素間で確立される。本実施例において、ＵＡＶ１０６は、ＵＡＶ１０６を制御すべく及び／又は前記ＵＡＶから海洋艦船１０４へデータを送信すべく、海洋艦船１０４と通信を行う。前記ＵＡＶは、前記海洋艦船と、ＲＦ通信経由で直接に通信を行い、又は、ＵＡＶ１０６は、通信綱５０２経由で海洋艦船１０４に繋がれた前記浮揚性筐体の無線周波数応答装置を通じて、前記浮揚性筐体経由で海洋艦船１０４と通信を行う。

水面作業を完了すると、浮揚性筐体１０２は、その位置にとどまること、再利用目的で海洋艦船１０４へと戻されること、または沈むことができる。例えば、ＵＡＶ１０６の打ち上げ後、浮揚システム２０２は、環の空気を抜くことにより活動を停止する。浮揚性筐体１０２は、その後、海底へ沈むことができる。或いは、浮揚性筐体１０２は、通信を容易にすべく、水面に選択された期間留まり続けることができる。

上記の詳述において、本発明は、明確で典型的な実施例を参照して説明されてきた。しかし、特許請求の範囲に記載の本発明の要旨から逸脱しない範囲で、様々な修正及び変更がなされる。前記詳述及び図面は、限定ではなく実例であり、修正は、本発明の要旨に含まれることを目的とする。したがって、前記発明の範囲は、記載された単なる例示によってよりも、特許請求の範囲及びそれらの法律上均等なものによって決定されるべきである。

例えば、方法又はプロセスクレームに列挙されたステップは、何らかの命令で実行され、特許請求の範囲に表された特定の命令に制限されない。さらに、何らかの装置クレームに列挙された構成及び／又は要素は、様々な置き換えの下で、組み合わされ、さもなければ実施面から設計され、したがって、特許請求の範囲に列挙された特定の構造に制限されない。

利益、その他の利点及び問題の解決は、特定の実施例に関連して上述のように説明されてきたが、利益、利点、問題の解決、又は、何らかの特定の利益、利点、解決を顕著に生じさせ若しくは顕著にする何らかの要素は、いずれかの又は全ての特許請求の範囲の重大な、必須の、不可欠な特徴若しくは構成と解釈してはならない。

この説明に用いられる用語「から成る」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「含める」又は何らかの活用は、構成要素のリストに含まれるプロセス、方法、品物、構成又は装置が、列挙されたそれらの構成要素だけを含まず、プロセス、方法、品物、構成又は装置などに本来備わっている又はリストに表されないその他の要素を含む非排他的な包含に言及することを目的とする。本発明の実施に用いられる上述の構成、配置、適用、割合、要素、物質又は成分の他の組み合わせ及び／若しくは修正は、明確に列挙されなかったものに加えて変更され、又は、さもなければ、同一の一般原理から離れることなく、特定の環境、製造の仕様、パラメータ設計又は他の作動要求に特に適応される。

本発明のより完全な理解は、図面との関連を考慮して、詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することにより導かれる。図面において、同じ参照符号は、図面全体の同じ要素及びステップを参照する。

図１は、本発明の典型的な実施例に従った無人航空システム発射台の水面下の展開を示す。 図２は、浮揚性筐体の断面を示す。 図３は、発射位置での第２の筐体を示す。 図４は、発射管及びＵＡＶ発射システムを示す。 図５は、前記浮揚性筐体と潜水艦との間の通信リンクを示す。 図６は、発射過程のフローチャートである。

図面中の要素とステップは、単純かつ明確に示され、必ずしも何らかの特定の順序に従って表されたものではない。例えば、同時に又は異なる順序で行われ得るステップが、本発明の実施例の理解を助けるために図に示されている。

Claims (20)

1. 水面下で無人機を展開する方法であって、前記無人機を収容する発射管が内部に配置された浮揚性筒を海洋艦船の水中にある部分の表面から放出すること、前記浮揚性筒を水面に制御可能に浮上させること、前記発射管に関わる発射システムにより前記発射管から前記無人機を発射することを含む、無人機を展開する方法。
2. 前記浮揚性筒は、該浮揚性筒の浮力を選択的に制御する浮揚装置を含む、請求項１に記載の方法。
3. 発射に先立って、非垂直位置に前記発射管を回転することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 卓越風の方向を感知すること及び前記無人機が前記卓越風に向けて直接発射されるように前記浮揚性筒を方向づけること、環境条件を監視すること、前記環境条件及び所定の一組の発射基準に従って最適な発射好機を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記浮揚性筒からドローグを伸ばすことを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記海洋艦船と前記無人機との間に通信リンクを確立することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記通信リンクは、前記浮揚性筒に接続される無線周波数応答装置と、該無線周波数応答装置を前記海洋艦船に接続する通信綱とを含み、前記応答装置は前記無人機との通信に適用される、請求項６に記載の方法。
8. 前記通信リンクは、前記海洋艦船に接続されるＵＨＦアンテナを含む、請求項６に記載の方法。
9. 前記無人機が発射された後に、前記浮揚性筒を沈めることを含む、請求項１に記載の方法。
10. 水面下で海洋艦船から資源を展開する方法であって、前記資源を含む容器を前記海洋艦船から水中に発射すること、前記容器を水面に浮上させること、水面に到達した後に前記容器の中から前記資源を展開することを含む、海洋艦船から資源を展開する方法。
11. 前記容器の発射は、前記海洋艦船のゴミ処理ユニットを介して前記容器を放出することを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記容器の水面への浮上は、前記容器について負の浮力及び実質的に中立の浮力の少なくとも1つを最初に維持すること、前記容器について正の浮力を発現させることを含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記資源の展開は、前記容器から無人機（ＵＡＶ）を発射することを含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記ＵＡＶの発射は、風向きに従って前記容器を方向づけることを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ＵＡＶの発射は、非垂直位置に発射管を向けること、前記発射管を通して前記ＵＡＶを発射することを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 水中機から無人機（ＵＡＶ）を展開する方法であって、前記水中機から前記ＵＡＶを含む容器を発射すること、前記容器に連結した浮揚システムを起動すること、前記容器の一端が水面から突出する状態に前記容器を水面に浮上させること、前記容器の突出した前記端によって前記ＵＡＶを露出すること、前記容器から前記ＵＡＶを発射することを含む、水中機からＵＡＶを展開する方法。
17. 前記容器の発射は、前記海洋艦船のゴミ処理ユニットを介して前記容器を放出することを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記浮揚システムの起動は、前記容器について負の浮力及び実質的に中立の浮力の少なくとも1つを最初に維持すること、前記容器について正の浮力を発現させることを含む、請求項１６に記載の方法。
19. 前記ＵＡＶの発射は、風向きに従って前記容器を方向づけることを含む、請求項１６に記載の方法。
20. 前記ＵＡＶの発射は、非垂直位置に発射管を向けること、前記発射管を通して前記ＵＡＶを発射することを含む、請求項１６に記載の方法。

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