JP2015158367A - Underwater penetrator and underwater penetrator installation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、深海などの水底に測定機器などを埋設するための水中ペネトレータとその設置方法に関する。
なお、本発明において「埋設」には、文言上の埋設のみに限定されず、測定機器などの全体の埋設、部分的な埋設、及び埋設部分と分離した測定機器(埋設部とはテザーなどで接続)の設置なども含む。
The present invention relates to an underwater penetrator for embedding a measuring instrument or the like in the bottom of water such as in the deep sea, and an installation method thereof.
In the present invention, the term “embedding” is not limited to the wording embedding, but the entire embedding, partial embedding of measuring equipment, etc., and measuring equipment separated from the embedding part (the embedding part is a tether or the like). Connection).
東日本大地震以降、防災、特に地震対策は国民の最大関心事である。
そのため、海底に地震計などの測定機器を埋設させ、地震波や地殻変動データを計測することが望まれている。
Since the Great East Japan Earthquake, disaster prevention, especially earthquake countermeasures, has been the biggest concern of the public.
Therefore, it is desired to embed a measuring device such as a seismometer on the seabed to measure seismic waves and crustal deformation data.
海底に測定機器などを埋設する手段として、例えば、特許文献1、2が開示されている。また、地面や他の天体の表面を掘削する手段として、特許文献3が開示されている。
For example,
特許文献1の「センサ設置方法」は、海底を移動可能な潜水艇を用いて、海底設置用センサを位置決め、埋設するものである。
The “sensor installation method” of
特許文献2の「海底孔井掘削方法及び海底孔井内観測装置設置方法」は、船上よりコイルド・チュービングを海中に連続的に繰り出すとともに、その先端に掘削編成を配設し、それを懸垂しながら掘削編成により海底を穿孔し、コイルド・チュービングを孔内に敷設するものである。
特許文献3の「自律型掘削装置」は、全体として軸対称形状で進行方向先端部が先細状となっている本体と、その外側の螺旋状のブレードと、本体内部に回転自在に支持されたホイールと、本体内部に固定されホイールを回転駆動するモータとを備える。モータによるホイールの回転速度を変化させ、このとき本体に働くトルクにより本体を回転させ、これによりブレードが地面を掘削して本体が地中に進行するものである。 The “autonomous excavator” of Patent Document 3 is supported in a freely rotatable manner within a main body having an axially symmetric shape as a whole and having a tapered front end in a traveling direction, a spiral blade outside the main body A wheel and a motor fixed inside the main body and driving the wheel to rotate are provided. The rotation speed of the wheel by the motor is changed, and at this time, the main body is rotated by torque acting on the main body, whereby the blade excavates the ground and the main body advances into the ground.
上述した従来の手段は、潜水艇を用いると時間と費用が過大となり、コイルド・チュービングを用いると、深海への適用が困難であり、実質的に不可能である問題点があった。
また、深海では装置に作用する水圧が非常に高く、この水圧に耐えるため、装置が大重量化し、潜水艇や船舶での運搬や運用が困難となる問題点があった。
The conventional means described above has a problem that time and cost are excessive when a submersible is used, and it is difficult to apply to the deep sea when coiled tubing is used, which is substantially impossible.
Further, in the deep sea, the water pressure acting on the device is very high, and since it can withstand this water pressure, the device becomes heavy and there is a problem that it is difficult to transport and operate in a submersible or a ship.
また、地震計を積んで惑星表面に自由落下させてその内部に打ち込む探査用ペネトレータは、水中では水の抵抗により短時間に減速されるため、深海への転用はできなかった。 In addition, the exploration penetrator that loads seismometers, falls freely on the planet's surface, and is driven into the planet's interior is decelerated in a short time due to the resistance of water, so it cannot be diverted to the deep sea.
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、潜水艇を用いることなく、水底(例えば海底)に測定機器を短時間に容易に埋設することができ、かつ軽量化が可能であり、運搬や運用が容易である水中ペネトレータとその設置方法を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-described problems. That is, it is an object of the present invention to be able to embed a measuring device in the bottom of the water (for example, the sea bottom) easily in a short time without using a submersible craft, and can be reduced in weight, and can be easily transported and operated. It is to provide a penetrator and its installation method.
本発明によれば、測定機器を搭載し水底に打ち込まれるペネトレータ本体と、
前記ペネトレータ本体を下向きに収容し内部が加圧ガスで満たされた発射管と、
前記発射管から前記ペネトレータ本体を下向きに発射させる発射装置と、を備えたことを特徴とする水中ペネトレータが提供される。
According to the present invention, a penetrator body mounted with a measuring instrument and driven into the bottom of the water,
A launching tube containing the penetrator body downward and filled with pressurized gas inside,
There is provided an underwater penetrator comprising: a launching device for firing the penetrator body downward from the launch tube.
前記発射管は、上端が閉じ下端が開口し下端が膜で閉じられた中空筒形の発射室を有し、
さらに、内部に加圧ガスを内蔵する加圧タンクと、
水中を自重により落下しながら、加圧タンクから加圧ガスを前記発射室に供給し、発射室の圧力を外部の水圧とバランスさせる圧力制御装置と、
前記発射管が水底に着底したとき、又は、その直前又は直後に前記発射装置を作動させるトリガー装置と、を備える。
The launch tube has a hollow cylindrical launch chamber having an upper end closed, a lower end opened and a lower end closed with a membrane,
Furthermore, a pressurized tank containing a pressurized gas inside,
A pressure control device that supplies pressurized gas from a pressurized tank to the firing chamber while dropping the water under its own weight, and balances the pressure of the firing chamber with the external water pressure;
A trigger device that operates the launching device when the launching tube reaches the bottom of the water, or immediately before or after the launching tube.
前記発射管の上端部に連結された頭部ハウジングを備え、
前記頭部ハウジングは、前記発射管が水中を落下する際に水の抵抗により前記ペネトレータ本体を下向きに維持する逆円錐形下部と、前記発射の際に反力を水の抵抗で受ける水平上面と、を有する。
A head housing connected to the upper end of the launch tube;
The head housing includes an inverted conical lower portion that maintains the penetrator body downward due to water resistance when the launch tube drops in water, and a horizontal upper surface that receives reaction force due to water resistance during the launch. Have.
前記発射装置は、前記ペネトレータ本体の上部に連結され下向き推力を発生させる固体ロケット、又は、前記発射管の上部に充填され爆圧でペネトレータ本体を発射させる爆薬である。 The launching device is a solid rocket that is connected to the top of the penetrator body and generates a downward thrust, or an explosive that fills the top of the launching tube and launches the penetrator body with explosive pressure.
前記トリガー装置は、下方に位置する水底を検知する水底検知装置と、固体ロケット又は爆薬を着火するイグナイタである。 The trigger device is a water bottom detection device that detects a water bottom located below, and an igniter that ignites a solid rocket or explosive.
前記膜は、前記発射の際に発生する発射室の圧力により破断又は開放されるプラスチック又は金属製の薄板である。 The membrane is a thin plate made of plastic or metal that is broken or opened by the pressure of the launch chamber generated during the launch.
また本発明によれば、測定機器を搭載したペネトレータ本体を水底に打ち込む水中ペネトレータの設置方法であって、
(A)前記ペネトレータ本体を発射管内に下向きに収容し、
(B)発射管の内部を加圧ガスが満たした状態を維持しながら自重により水中を落下させ、
(C)発射装置により、前記発射管から前記ペネトレータ本体を下向きに発射する、ことを特徴とする水中ペネトレータの設置方法が提供される。
Moreover, according to the present invention, there is an installation method for an underwater penetrator that drives a penetrator body equipped with a measuring device into a water bottom,
(A) housing the penetrator body downward in the launch tube;
(B) While maintaining the state where the inside of the launch tube is filled with pressurized gas, the water is dropped by its own weight,
(C) An installation method for an underwater penetrator is provided in which the penetrator body is launched downward from the launch tube by a launching device.
前記(A)において、上端が閉じ下端が開口した中空筒形の発射室の下端を膜で閉じ、
前記(B)において、水中を自重により落下しながら、加圧タンクから加圧ガスを前記発射室に供給し、発射室の圧力を外部の水圧とバランスさせ、
前記(C)において、前記発射管が水底に着底したとき、又は、その直前又は直後に前記発射装置を作動させる、ことが好ましい。
In (A), the lower end of the hollow cylindrical launch chamber with the upper end closed and the lower end opened is closed with a membrane,
In (B), while dropping water under its own weight, supply pressurized gas from a pressurized tank to the launch chamber, and balance the pressure in the launch chamber with the external water pressure,
In (C), it is preferable to operate the launching device when the launching tube reaches the bottom of the water, or immediately before or immediately after.
上記本発明の装置と方法によれば、ペネトレータ本体を下向きに収容した発射管の内部を加圧ガスが満たした状態を維持しながら自重により水中を落下させ、前記発射管から前記ペネトレータ本体を下向きに発射することができる。
従って、この発射により、加圧ガスで満たされた発射室内でペネトレータ本体を高速まで加速でき、かつ水の抵抗による減速を大幅に低減できるので、ペネトレータ本体を効率よく水底に打ち込むことができる。
According to the apparatus and method of the present invention, the penetrator main body is caused to fall underwater by its own weight while maintaining the state where the pressurized gas is filled inside the launch pipe containing the penetrator main body downward, and the penetrator main body is directed downward from the launch pipe. Can fire.
Accordingly, the penetrator body can be accelerated to a high speed in the launch chamber filled with the pressurized gas by this launch, and the deceleration due to the resistance of water can be greatly reduced, so that the penetrator body can be driven efficiently into the bottom of the water.
また、発射管の内部を加圧ガスが満たした状態を維持するだけで、水圧に耐える耐圧構造がほとんど不要であり、軽量化が可能であり、運搬や運用が容易となる。 In addition, a pressure-resistant structure that can withstand water pressure is almost unnecessary just by maintaining a state in which the inside of the launch tube is filled with pressurized gas, and the weight can be reduced, and transportation and operation are facilitated.
また、発射管の内部を加圧ガスが満たした状態を維持しながら自重により水中を落下させるので、発射後、水底までの水中距離を皆無又は短くでき、水の抵抗による減速を大幅に低減して水底に高速で打ち込むことができる。
また、水中を自重により落下して水底に着底するので、潜水艇を用いることなく、水底(例えば海底)に測定機器を短時間に容易に埋設することができる。
Also, since the underwater is dropped by its own weight while maintaining the state where the inside of the launch tube is filled with pressurized gas, the underwater distance to the bottom of the water can be eliminated or shortened after launch, greatly reducing deceleration due to water resistance. Can be driven into the bottom of the water at high speed.
Moreover, since the water falls by its own weight and settles on the bottom of the water, it is possible to easily embed a measuring instrument in the bottom of the water (for example, the sea bottom) without using a submersible craft.
本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the common part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明による水中ペネトレータ10の第1実施形態図である。
この図において、本発明の水中ペネトレータ10は、ペネトレータ本体12、発射管14、加圧タンク16、圧力制御装置18、発射装置20、及びトリガー装置22を備える。
この図において、Z−Zは水中ペネトレータ10の中心軸である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an
In this figure, an
In this figure, ZZ is the central axis of the
ペネトレータ本体12は、測定機器13を内部に搭載し、発射管14から下向きに発射され、水底1(例えば海底)に打ち込まれるようになっている。
ペネトレータ本体12は、水底1に打ち込まれる際の衝撃に耐えるように頑丈な材料(例えば超鋼、チタン合金、CFRP)で形成されている。CFRPは、好ましくは、フィラメント・ワインディング法による炭素繊維で強化したエポキシ樹脂からなるのがよい。
測定機器13は、例えば地震計、熱流量計、電子回路、電池、水中通信装置、などである。これらの測定機器13は、水底1に打ち込まれる際の衝撃に耐える耐衝撃性を有している。
The
The
The
発射管14は、ペネトレータ本体12を下向きに収容する中空筒形の発射室15を有する。また、発射室15の上端はペネトレータ本体12の発射の際の圧力を受けるように閉じており、下端はペネトレータ本体12を下向きに発射させるように開口している。
発射室15の長さは、加圧ガス2で満たされた発射室内でペネトレータ本体12を所望の高速(例えば秒速300m以上)まで加速できるように設定するのがよい。
発射管14の材質は、例えば上部はアルミ合金、下部は超鋼であり、上部は軽く下部は重くなっているのがよい。
The
The length of the
As for the material of the
さらに、発射室15の下端は、ペネトレータ本体12の発射の際に抵抗とならない膜17で気密に閉じられている。
膜17は、例えばプラスチック又は金属製などの薄板であり、ペネトレータ本体12の発射の際に発生する発射室15の圧力により破断又は開放される。
膜17は、特に深海など水圧が高い場合においてガスの水への溶け込みを防ぎ、かつ一時的に姿勢が傾いた時のガス損失の防止する機能を有する。
なお、水深が浅い場合などでは、膜17は必ずしも必要ではない。
Furthermore, the lower end of the
The
The
Note that the
加圧タンク16は、内部に加圧ガス2を内蔵する。加圧ガス2は、好ましくは不活性ガス(例えばアルゴン、ヘリウム)であるが、窒素ガス又は空気でもよく、その他のガスでも良い。
加圧タンク16は、後述する圧力に耐える圧力容器である。また、加圧タンク16は、軽量化のため、例えば上述したCFRP(炭素繊維で強化したエポキシ樹脂)からなるのがよい。
The
The
圧力制御装置18は、ガスライン18a、流量制御弁18b、圧力検出器18c、及び制御器18dを有する。圧力制御装置18は、水中を自重により落下しながら、加圧タンク16から加圧ガス2を発射室15に供給し、発射室15の圧力を外部の水圧(すなわち発射管14の外部圧)とバランスさせるようになっている。
ガスライン18aは、加圧タンク16と発射室15とを連通するガス配管である。流量制御弁18bは、ガスライン18aに設けられ、加圧タンク16から発射室15に供給する加圧ガス2の流量を制御する。圧力検出器18cは、外部の水圧と発射室15の圧力を検出する。
制御器18dは、流量制御弁18bを制御して、加圧タンク16から加圧ガス2を発射室15に供給し、発射室15の圧力を外部の水圧とバランスさせる。
The
The
The
地上(例えば船上)において加圧タンク16に予め充填する加圧ガス2の圧力と容量は、水底1の水深に応じて設定される。
例えば、水底1の水深が約1000mである場合、その水圧は約100気圧(約10MPa)となる。予め充填する加圧ガス2の圧力と容量は、水底1において、発射室15の圧力が外部の水圧と一致するように設定する。
すなわち、地上における発射室15の圧力は大気圧(すなわち1気圧)であり、水底1における水圧が約100気圧の場合、予め充填する加圧ガス2の圧力と容量は、発射室15と加圧タンク16の合計容量で約100気圧(約10MPa)を超えるように設定する。
The pressure and capacity of the
For example, when the water depth of the
That is, when the pressure of the
発射装置20は、本発明の水中ペネトレータ10が自重により水中を落下して水底1に着底したとき、又は、その直前又は直後に発射管14からペネトレータ本体12を下向きに発射させる。
The launching
この例において、発射装置20は、固体ロケット20aである。
固体ロケット20aは、ペネトレータ本体12の上部に連結され、下向き推力を発生させる。
In this example, the
The solid rocket 20a is connected to the upper part of the
トリガー装置22は、水底検知装置22aと、固体ロケット20aを着火するイグナイタ22bを有する。
水底検知装置22aは、例えばソナーであり、下方に位置する水底1を検知する。
The
The water
図1において、本発明の水中ペネトレータ10は、さらに、頭部ハウジング24を備える。
In FIG. 1, the
頭部ハウジング24は、発射管14の上端部に連結され、加圧タンク16、圧力制御装置18、及び水底検知装置22aを内部に収容する。
The
この例において、頭部ハウジング24は、逆円錐形下部24aと水平上面24bとを有する。
逆円錐形下部24aは、逆円錐形のハウジング外壁であり、発射管14が水中を自重により落下する際に水の抵抗(すなわち非圧縮流体の粘性抵抗)によりペネトレータ本体12を下向きに維持する。なお、本発明はこの構成に限定されず、例えば、固定又は可変の操舵翼を設けて、ペネトレータ本体12を下向きに維持してもよい。
In this example, the
The inverted conical
また、水中ペネトレータ10は、全体として重心がペネトレータ本体12より下方に位置し、重心が中心よりも下方に(浮力中心が中心よりも上方に)位置するように設定されている。
この構成により、自重により落下せずに水中に漂っている際にも、浮力によりペネトレータ本体12を安定して下向きに維持するようになっている。
The
With this configuration, the
また、図1において、水平上面24bは、ほぼ水平なハウジング外壁であり、ペネトレータ本体12の発射の際に頭部ハウジング24が受ける反力を水の抵抗で受けるようになっている。
すなわち、水平上面24bの大きな面で爆発の反力を受けることで発射力を高めるようになっている。
In FIG. 1, the horizontal
That is, the firing force is increased by receiving the reaction force of the explosion on the large surface of the horizontal
頭部ハウジング24は、発射時の反動に耐えるように頑丈な材料(例えばアルミ合金、チタン合金、CFRP)で形成されている。
また、水圧を受けないように、頭部ハウジング24は外部と連通する貫通孔を有し、外部から水が流入して圧力がバランスするようになっている。
なお、この構成は必須ではなく、例えば内部の隙間をエポキシ樹脂や液体などで隙間なく埋めてもよい。
また内部機器も同様の方法または別の方法で必要な耐圧性を持たせるのがよい。
The
Further, the
This configuration is not essential, and for example, the internal gap may be filled with an epoxy resin or liquid without gap.
Also, the internal device should have the required pressure resistance by the same method or another method.
図2は、本発明による水中ペネトレータ10の第2実施形態図である。
この例において、発射装置20は、爆薬20bである。また、イグナイタ22bは、爆薬20bを着火する。
爆薬20bは、発射管14の上部に充填され爆圧でペネトレータ本体12を発射させるようになっている。
この構成により、爆薬20bをイグナイタ22bで着火することにより、爆圧により発射管14の上部の圧力を急激に上昇させることができ、ペネトレータ本体12を高速で下方に打ち出すことができる。
なお、爆薬20bを用いる火薬方式の場合、周囲にガスが存在することで、本来の爆発力が得られる。すなわち、火薬の爆発力は、化学反応で発生した熱で周囲のガス圧力が増加し、体積膨張することで大きな力が得られる。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the
In this example, the
The explosive 20b is filled in the upper part of the
With this configuration, by igniting the explosive 20b with the
In the case of the explosive method using the explosive 20b, the original explosive power can be obtained by the presence of gas in the surroundings. That is, the explosive power of explosives can be increased by increasing the volume of surrounding gas due to the heat generated by the chemical reaction and expanding the volume.
なお、本発明の水中ペネトレータ10は、上述した実施形態に限定されない。
例えば、水底1は、海底に限定されず、湖などの水底であってもよい。
また、水深は、1000mを超えることに限定されず、100m以下の浅瀬でも、6000mを超える深海であってもよい。
また、浅瀬の場合、上述した加圧タンク16は必須ではなく、これを省略し、水上からフレキシブルホースを介して発射管14に加圧ガス2を供給してもよい。
また、加圧タンク16の代わりに、加圧ガス2を満たした風船またはベローズなどを用いてもよい。風船またはベローズなどの場合、圧力調整は自然に行われるため、圧力調整機能は不要である。
さらに、上述した頭部ハウジング24を、発射管14と分離して設け、発射装置20の作動の直前又は直後に分離して回収できるように構成してもよい。また、頭部ハウジング24だけでなく、発射装置全体を回収するように構成してもよい。
The
For example, the
Moreover, the water depth is not limited to exceeding 1000 m, and it may be a shallow water of 100 m or less or a deep sea exceeding 6000 m.
In the case of shallow water, the
Further, instead of the
Further, the above-described
また、本発明は、地球上または他の天体に存在する水または水以外の液体にも適用可能である。例えば油田、木星の衛星エウロパの海(水)、土星の衛星タイタンの海(液体メタン)などにも適用可能である。 The present invention is also applicable to water or liquids other than water existing on the earth or other celestial bodies. For example, it can be applied to oil fields, Jupiter's moon Europa's sea (water), Saturn's moon Titan's sea (liquid methane), and the like.
さらに、ペネトレータ本体12は、内部に測定機器13を搭載しない杭のようなものでもよい。この場合、単一の発射装置20で複数の杭を発射できるように構成されており、ワイヤーなどを発射装置20に取り付けて、1発目の打ち込み→少し引き上げ→船移動→落下、2発目の打ち込み・・・を繰り返すのがよい。
Further, the
図3は、本発明による水中ペネトレータ10の設置方法の説明図である。この図において、水中ペネトレータ10は、図1の実施形態であり、(A)は水中を自重により落下する状態、(B)は水底1に着底した状態、(C)はペネトレータ本体12の発射直後、(D)は設置後を示している。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the installation method of the
本発明の水中ペネトレータ10の設置方法は、S1〜S3の各ステップ(工程)からなる。
第1ステップS1では、ペネトレータ本体12を発射管14内に下向きに収容する。
第2ステップS2では、発射管14の内部を加圧ガス2が満たした状態を維持しながら自重により水中を落下させる。
第3ステップS3では、発射装置20により、発射管14からペネトレータ本体12を下向きに発射する。
The installation method of the
In the first step S <b> 1, the
In the second step S2, the underwater is dropped by its own weight while maintaining the state in which the
In the third step S <b> 3, the
第1ステップS1において、上端が閉じ下端が開口し下端が膜17で閉じられた発射管14の中空筒形の発射室15にペネトレータ本体12を下向きに収容する。
またこれと並行して、加圧タンク16に水底1の水深に応じて設定された圧力の加圧ガス2を充填する。
次いで、本発明の水中ペネトレータ10を水面から自重により落下させる。水中ペネトレータ10を落下させる位置(緯度及び経度)は任意であり、予め設定しておく。
In the first step S <b> 1, the
In parallel with this, the
Next, the
図3(A)は、水中ペネトレータ10が水中を自重により落下する状態を示している。
この状態において、頭部ハウジング24の逆円錐形下部24aにより、発射管14が水中を自重により落下する際に水の抵抗(非圧縮流体の粘性抵抗)によりペネトレータ本体12はほぼ下向き(すなわち鉛直)に維持される。
なおこの際、水中ペネトレータ10の浮力中心が中心よりも上方に位置するように設定されているので、ペネトレータ本体12は安定して下向きに維持される。
FIG. 3A shows a state where the
In this state, due to the inverted conical
At this time, since the buoyancy center of the
第2ステップS2において、図3(A)のように水中を自重により落下しながら、加圧タンク16から加圧ガス2を発射室15に供給し、発射室15の圧力を外部の水圧とバランスさせる。
In the second step S2, the
第3ステップS3において、発射管14が水底1に着底したとき(図3(B))、又は、その直前又は直後に発射装置20を作動させ、発射管14からペネトレータ本体12を下向きに発射させる。
この発射の際に発生する発射室15の圧力により膜17が破断又は開放され、ペネトレータ本体12は、固体ロケット20aの推力(又は爆薬20bの爆圧)で下向きに加速され、水底1に高速で打ち込まれる(図3(C))。
また、ペネトレータ本体12の発射の際に頭部ハウジング24が受ける反力は、頭部ハウジング24の水平上面24bによる水の抵抗で受けるので、頭部ハウジング24の上方への飛び上がりを低減することができ、ペネトレータ本体12の下向きの加速を促進することができる。
さらに、図3(D)に示すように、ペネトレータ本体12の発射による反力により、頭部ハウジング24は上方へ飛び上がった後、設置位置から離れた水底1に沈む。従ってこの状態で、水底1(例えば海底)への測定機器13の埋設が完了する。
以降、測定機器13が作動を開始し、例えば地震計、熱流量計、電子回路、電池、水中通信装置による計測と通信を開始することができる。
In the third step S3, when the
The
Further, since the reaction force received by the
Further, as shown in FIG. 3D, the
Thereafter, the measuring
上述した本発明の装置と方法によれば、ペネトレータ本体12を下向きに収容した発射管14の内部を加圧ガス2が満たした状態を維持しながら自重により水中を落下させ、発射管14からペネトレータ本体12を下向きに発射することができる。
従って、この発射により、加圧ガス2で満たされた発射室15内でペネトレータ本体12を高速まで加速でき、かつ水の抵抗による減速を大幅に低減できるので、ペネトレータ本体12を効率よく水底1に打ち込むことができる。
According to the apparatus and method of the present invention described above, water is dropped by its own weight while maintaining the state in which the
Accordingly, the
また、水中を自重により落下しながら、加圧タンク16から加圧ガス2を発射管14の発射室15に供給し、発射室15の圧力を外部の水圧とバランスさせる。従って、膜17に作用する差圧が発生せず、発射の際に抵抗とならない膜17(例えば、プラスチック又は金属製などの薄板)で発射室15の下端の開口を気密に閉じることができる。
Further, the
また、発射管14の内部を加圧ガス2が満たした状態を維持するだけで、加圧タンク16以外には水圧が作用しないので、水圧に耐える耐圧構造がほとんど不要であり、軽量化が可能であり、運搬や運用が容易となる。
In addition, since only the
また、発射管14の内部を加圧ガス2が満たした状態を維持しながら自重により水中を落下させるので、発射後、水底1までの水中距離が皆無又は短いので、水の抵抗による減速を大幅に低減して水底1に高速で打ち込むことができる。
また、水中を自重により落下して水底1に着底するので、潜水艇を用いることなく、水底1(例えば海底)に測定機器13を短時間に容易に埋設することができる。
Moreover, since the underwater is dropped by its own weight while maintaining the state where the inside of the
Further, since the water falls by its own weight and settles on the
なお本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、発射装置は、自重による落下方式のみではなく、推進動力やカメラを備え、斜面への設置も可能にしてもよい。また、上述した発射装置を省略し、火薬やロケットにより発射する方式であってもよい。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, the launching device may be provided with propulsion power and a camera as well as a falling method by its own weight, and may be installed on a slope. In addition, the above-described launching device may be omitted, and a method of launching with gunpowder or a rocket may be used.
1 水底(海底)、2 加圧ガス、10 水中ペネトレータ、
12 ペネトレータ本体、13 測定機器、14 発射管、
15 発射室、16 加圧タンク、17 膜、18 圧力制御装置、
18a ガスライン、18b 流量制御弁、18c 圧力検出器、
18d 制御器、20 発射装置、20a 固体ロケット、
20b 爆薬、22 トリガー装置、22a 水底検知装置、
22b イグナイタ、24 頭部ハウジング、24a 逆円錐形下部、
24b 水平上面
1 water bottom (sea floor), 2 pressurized gas, 10 water penetrator,
12 penetrator body, 13 measuring instrument, 14 launch tube,
15 launch chambers, 16 pressurized tanks, 17 membranes, 18 pressure control devices,
18a gas line, 18b flow control valve, 18c pressure detector,
18d controller, 20 launcher, 20a solid rocket,
20b explosive, 22 trigger device, 22a water bottom detection device,
22b igniter, 24 head housing, 24a inverted conical lower part,
24b Horizontal top surface
Claims (8)
前記ペネトレータ本体を下向きに収容し内部が加圧ガスで満たされた発射管と、
前記発射管から前記ペネトレータ本体を下向きに発射させる発射装置と、を備えたことを特徴とする水中ペネトレータ。 Penetrator body loaded with measuring equipment and driven into the bottom of the water,
A launching tube containing the penetrator body downward and filled with pressurized gas inside,
An underwater penetrator comprising: a launching device that launches the penetrator body downward from the launch tube.
さらに、内部に加圧ガスを内蔵する加圧タンクと、
水中を自重により落下しながら、加圧タンクから加圧ガスを前記発射室に供給し、発射室の圧力を外部の水圧とバランスさせる圧力制御装置と、
前記発射管が水底に着底したとき、又は、その直前又は直後に前記発射装置を作動させるトリガー装置と、を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の水中ペネトレータ。 The launch tube has a hollow cylindrical launch chamber having an upper end closed, a lower end opened and a lower end closed with a membrane,
Furthermore, a pressurized tank containing a pressurized gas inside,
A pressure control device that supplies pressurized gas from a pressurized tank to the firing chamber while dropping the water under its own weight, and balances the pressure of the firing chamber with the external water pressure;
The underwater penetrator according to claim 1, further comprising: a trigger device that operates the launching device when the launching tube reaches the bottom of the water, or immediately before or after the launching tube.
前記頭部ハウジングは、前記発射管が水中を落下する際に水の抵抗により前記ペネトレータ本体を下向きに維持する逆円錐形下部と、前記発射の際に反力を水の抵抗で受ける水平上面と、を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の水中ペネトレータ。 A head housing connected to the upper end of the launch tube;
The head housing includes an inverted conical lower portion that maintains the penetrator body downward due to water resistance when the launch tube drops in water, and a horizontal upper surface that receives reaction force due to water resistance during the launch. The underwater penetrator according to claim 1, comprising:
(A)前記ペネトレータ本体を発射管内に下向きに収容し、
(B)発射管の内部を加圧ガスが満たした状態を維持しながら自重により水中を落下させ、
(C)発射装置により、前記発射管から前記ペネトレータ本体を下向きに発射する、ことを特徴とする水中ペネトレータの設置方法。 An installation method of an underwater penetrator that drives a penetrator body equipped with measuring equipment into the bottom of the water,
(A) housing the penetrator body downward in the launch tube;
(B) While maintaining the state where the inside of the launch tube is filled with pressurized gas, the water is dropped by its own weight,
(C) An installation method of an underwater penetrator, wherein the penetrator body is launched downward from the launch tube by a launching device.
前記(B)において、水中を自重により落下しながら、加圧タンクから加圧ガスを前記発射室に供給し、発射室の圧力を外部の水圧とバランスさせ、
前記(C)において、前記発射管が水底に着底したとき、又は、その直前又は直後に前記発射装置を作動させる、ことを特徴とする請求項7に記載の水中ペネトレータの設置方法。 In (A), the lower end of the hollow cylindrical launch chamber with the upper end closed and the lower end opened is closed with a membrane,
In (B), while dropping water under its own weight, supply pressurized gas from a pressurized tank to the launch chamber, and balance the pressure in the launch chamber with the external water pressure,
The method for installing an underwater penetrator according to claim 7, wherein, in (C), the launching device is operated when the launching tube reaches the bottom of the water, or immediately before or after the launching tube.
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