JP2015182642A - 飛翔体及びパラシュートの開傘方法 - Google Patents

Abstract

【課題】尾翼にパラシュートの横吊用索が絡まる虞がほとんどなく、パラシュートによる横吊り状態での降下を支障なく行い得る飛翔体及びパラシュートの開傘方法を提供する。
【解決手段】頭部３及び尾部４を有するロケット本体２と、ロケット本体２の胴部５に形成されたパラシュート収納部６に収納されるパラシュート１０と、パラシュート収納部１０の頭部寄りの部位６Ｆ及びパラシュート１０を連結する懸吊索１１と、懸吊索１１の中間部及びパラシュート収納部６の尾部寄りの部位６Ｒを連結する横吊用索１２を備え、パラシュート１０を開傘させて降下する状態において、懸吊索１１をロケット本体２の拘束点Ｐで拘束して懸吊索１１のみでロケット本体２を鉛直方向に沿って縦吊りする段階から、拘束点Ｐで拘束している懸吊索１１を開放して懸吊索１１と横吊用索１２とでロケット本体２を水平に横吊りする段階へ移行させる姿勢変換装置２０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、搭載したパラシュートを開いて降下する飛翔体及びパラシュートの開傘方法に関するものである。

従来、上記したようなパラシュートを開いて降下する飛翔体としては、例えば、特許文献１に記載された飛翔体がある。
この飛翔体は、推進部を切り離してからパラシュートを開いて降下する回収型のロケットであって、ロケット本体の尾部には、パラシュート収納部が形成されている。このロケット本体の尾部とパラシュートとは、懸吊索で連結されており、懸吊索はパラシュートとともにパラシュート収納部に収納されている。

また、このロケットは、ロケット本体の頭部及び尾部の双方とパラシュートとを連結する横吊用索を備えていると共に、懸吊索を切り離す懸吊索分離機構を備えており、横吊用索はロケット本体における頭部及び尾部の間の胴部に沿うようにして折り畳まれた状態で保持されている。

このロケットでは、推進部を切り離すのに続いて、ロケット本体のパラシュート収納部からパラシュートを引き出して開傘させる。このパラシュートを開傘させて降下するパラシュート降下の初期段階では、パラシュートの開傘に伴う衝撃を受けたロケット本体の挙動が落ち着くまで懸吊索でロケット本体を鉛直方向に沿って縦吊りし、ロケット本体の挙動が安定した時点において、懸吊索分離機構によって懸吊索を切り離すことで、ロケット本体の胴部に折り畳まれていた横吊用索によってロケット本体を水平に横吊りするようになっている。

特開2007-182182号公報

上記したロケットは、推進部を切り離して降下する都合上、ロケットと推進部との間に結合分離装置を配置する必要があり、コスト面から結合分離装置を用いずに推進部を付けたまま回収するタイプのロケットの構築が望まれている。

しかしながら、燃焼の終了した推進部を保持したまま降下するロケットの場合、その大半がロケット本体の尾部に推進部のノズルが位置することになるので、ロケット本体の尾部にパラシュート収納部を配置することができず、このような推進部を保持したまま降下するロケットの場合には、パラシュートをロケット本体の頭部及び尾部の間の胴部に収納する必要がある。

つまり、鉛直方向に沿って降下するロケット本体の胴部からパラシュートを引き出して開傘させるのとほぼ同時に、ロケット本体が横吊用索によって水平に横吊りされることから、すなわち、ロケットの姿勢変更が急激になされることから、例えば、ロケットが尾翼を備えている場合には、横吊用索が尾翼に絡まってしまう虞があるという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、例えば、尾翼を備えている場合であったとしても、推進部の有無に係らず尾翼にパラシュートの横吊用索が絡まるといった事態が生じる虞がほとんどなく、その結果、パラシュートによる横吊り状態での降下を支障なく行うことが可能な飛翔体及びパラシュートの開傘方法を提供することを目的としている。

本発明の第１の態様は、搭載したパラシュートを開いて降下する飛翔体であって、頭部及び尾部を有する飛翔体本体と、前記飛翔体本体の頭部及び尾部の間の胴部に形成されたパラシュート収納部に収納されるパラシュートと、前記パラシュート収納部に収納されて該パラシュート収納部の頭部寄りの部位及び前記パラシュートを連結する懸吊索と、前記懸吊索の中間部及び前記パラシュート収納部の尾部寄りの部位を連結する横吊用索を備え、前記飛翔体本体の前記パラシュート収納部から引き出した前記パラシュートを開傘させて降下するパラシュート降下状態において、前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束して該懸吊索のみで前記飛翔体本体を鉛直方向に沿って縦吊りする段階から、前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束している前記懸吊索を開放して該懸吊索と前記横吊用索とで前記飛翔体本体を水平に横吊りする段階へ移行させる姿勢変換装置を備えている構成としている。

本発明の第２の態様において、前記懸吊索を２本備え、前記姿勢変換装置は、２本の前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で互いに間隔をおいて拘束することで、前記飛翔体本体の鉛直方向に沿う縦吊り状態を回転不能に保持する構成としている。

本発明の第３の態様において、前記姿勢変換装置は、前記懸吊索が挿通するループ体と、前記ループ体に離脱可能に係止するフックと、前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位に引き寄せた状態のフックをロックして前記懸吊索を拘束すると共に該フックのロック状態を解除して前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位に位置させることで該懸吊索に生じる前記飛翔体本体の尾部から離間する方向の離間荷重によって前記フックを前記ループ体から離脱させるロック機構を具備し、前記ループ体は、前記飛翔体本体の前記パラシュート収納部から前記パラシュートを放出する段階において、前記パラシュート収納部から前記パラシュートに続いて引き出される前記懸吊索のガイドとしても機能する構成としている。

一方、本発明に係るパラシュート開傘方法は、上記した本発明に係る飛翔体のパラシュート開傘方法であって、前記飛翔体本体の前記パラシュート収納部から引き出した前記パラシュートを開傘させて降下させるに際して、前記姿勢変換装置によって前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束して該懸吊索のみで前記飛翔体本体を鉛直方向に沿って縦吊りし、次いで、前記パラシュートの開傘時における前記飛翔体本体の挙動が落ち着いた時点で前記姿勢変換装置を動作させて、前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束している前記懸吊索を開放して該懸吊索と前記横吊用索とで前記飛翔体本体を水平に横吊りする構成としている。

本発明に係る飛翔体及びパラシュート開傘方法において、飛翔体本体の胴部のパラシュート収納部から引き出したパラシュートを開傘させて降下させる場合には、まず、パラシュート収納部の頭部寄りの部位と開傘したパラシュートとを連結する懸吊索を姿勢変換装置によって飛翔体本体の尾部寄りの部位で一旦拘束して、パラシュートの開傘に伴う衝撃を受けて揺れ動く飛翔体本体の挙動が落ち着くまで、この飛翔体本体を懸吊索のみで鉛直方向に沿った状態で縦吊りする。

次いで、揺れ動く飛翔体本体の挙動が落ち着いた時点において、姿勢変換装置を動作させて飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束している懸吊索を開放して、懸吊索と横吊用索とで飛翔体本体を水平に横吊りする。

このように、本発明に係る飛翔体及びパラシュート開傘方法では、飛翔体本体の胴部のパラシュート収納部からパラシュートを引き出して開傘させた時点において、懸吊索を姿勢変換装置によって飛翔体本体の尾部寄りの部位で一旦拘束して飛翔体本体を縦吊りした後、姿勢変換装置を動作させて懸吊索を開放して飛翔体本体を水平に横吊りするようにしているので、パラシュートの開傘に伴う衝撃を受けて揺れ動く飛翔体本体の挙動が落ち着いてから飛翔体本体の姿勢変更が成されることとなり、例えば、飛翔体が尾翼を備えている場合であったとしても、推進部の有無に係らず尾翼にパラシュートの横吊用索が絡まるといった事態が生じることがほとんどなく、したがって、パラシュートによる横吊り状態での降下が支障なく成されることとなる。

この際、懸吊索を２本にして（望ましくは横吊用索も２本にして）、姿勢変換装置によって２本の懸吊索を飛翔体本体の尾部寄りの部位で互いに間隔をおいて拘束すれば、パラシュートが開傘して飛翔体本体の挙動が落ち着くまでの間、飛翔体本体の鉛直方向に沿う縦吊り状態が回転することなく保持されることとなる。

また、姿勢変換装置として、飛翔体本体のパラシュート収納部に収納されている懸吊索が挿通するループ体と、このループ体に離脱可能に係止するフックと、このフックのロック及び解除を行うロック機構を具備している構成を採用すると、懸吊索に通したループ体を飛翔体本体の尾部寄りの部位に引き寄せたうえで、このループ体にフックを係止させるだけで懸吊索を飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束し得ることから、姿勢変換装置の簡略化及び小型化が図られることとなる。

さらに、パラシュートのパラシュート収納部からの放出時には、懸吊索がパラシュートに追随してパラシュート収納部から引き出されるが、姿勢変換装置のループ体がガイドとしても機能するので、懸吊索は絡むことなく円滑にパラシュート収納部から引き出されることとなる。

本発明の請求項１に係る飛翔体及び請求項４に係るパラシュート開傘方法では、例えば、尾翼を備えている場合であったとしても、推進部の有無に係らず尾翼にパラシュートの横吊用索が絡まるといった事態が生じる虞がほとんどなく、その結果、パラシュートによる横吊り状態での降下を支障なく行うことができるという非常に優れた効果がもたらされる。

また、本発明の請求項２に係る飛翔体では、パラシュートが開傘して飛翔体本体の挙動が落ち着くまでの間、回転を抑えつつ飛翔体本体を鉛直方向に沿って縦吊りすることができるという非常に優れた効果がもたらされる。

さらに、本発明の請求項３に係る飛翔体では、姿勢変換装置の簡略化及び小型化を実現することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

本発明に係る飛翔体の一実施例を示すロケットが鉛直方向に沿って降下する状態を示す側面説明図（ａ），ロケット本体がパラシュートに縦吊りされて降下する状態を示す側面説明図（ｂ），ロケット本体が縦吊り状態から横吊り状態へ移行する状況を示す側面説明図（ｃ）及びロケット本体がパラシュートに横吊りされて降下する状態を示す側面説明図（ｄ）である。 図１におけるロケットの姿勢変換装置を示す部分斜視説明図である。 図２における姿勢変換装置のＡ−Ａ線位置に基づく断面説明図（ａ）及びＢ−Ｂ線位置に基づく断面説明図（ｂ）である。

以下、本発明に係る飛翔体を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、本発明に係る飛翔体の一実施例を示しており、この実施例では、本発明に係る飛翔体が燃焼の終了した推進部を付けたまま回収するタイプのロケットである場合を例に挙げて示す。

図１に示すように、このロケット１は、ロケット本体２と、このロケット本体２の頭部３及び尾部４の間の胴部５に形成されたパラシュート収納部６と、尾部に位置するノズル（推進部）７と、複数枚の尾翼８と、パラシュート収納部６に収納されるパラシュート１０と、パラシュート収納部６の頭部３寄りの部位（以下頭部連結部６Ｆと称する）及びパラシュート１０を連結する懸吊索１１と、この懸吊索１１の中間部及びパラシュート収納部６の尾部４寄りの部位（以下尾部連結部６Ｒと称する）を連結する横吊用索１２を備えており、懸吊索１１及び横吊用索１２は、いずれもコイル状に束ねられた状態でパラシュート１０とともにパラシュート収納部６に収納されている。

また、このロケット１は、ロケット本体２のパラシュート収納部６から引き出したパラシュート１０を開傘させて降下するパラシュート降下の段階において、ロケット本体２の姿勢をパラシュート開傘直後の縦吊り状態（図１（ｂ）に示す状態）から着地に適した横吊り状態（図１（ｄ）に示す状態）へ移行させる姿勢変換装置２０を備えている。

具体的には、懸吊索１１をロケット本体２の尾部４寄りの部位（以下拘束点Ｐと称する）で拘束することで、懸吊索１１のみでロケット本体２を鉛直方向に沿って縦吊りし、一方、拘束点Ｐで拘束している懸吊索１１を開放することで、懸吊索１１及び横吊用索１２の双方でロケット本体２を水平に横吊りするようにしている。

この姿勢変換装置２０は、図２及び図３に示すように、ロケット本体２の胴部５におけるパラシュート収納部６にコイル状に束ねられた状態で収納されている懸吊索１１が挿通するループ体２１と、このループ体２１に離脱可能に係止するフック２２と、懸吊索１１をロケット本体２の拘束点Ｐに引き寄せた状態のフック２２をロックして懸吊索１１を拘束すると共にこのフック２２のロック状態を解除することで懸吊索１１の拘束を解くロック機構３０を具備しており、ループ体２１は、ロケット本体２のパラシュート収納部６からパラシュート１０を放出する段階において、コイル状に束ねられた状態の懸吊索１１を円滑にパラシュート収納部６から引き出すためのガイドとしても機能するようになっている。

このロック機構３０は、ブラケット９に固定されたサーボモータ３１と、このサーボモータ３１の出力軸３１ａに固定されて角度θの範囲で回動するアーム３２と、このアーム３２の回動により図３（ａ）左右方向に往復移動するピン状を成すストッパ３３と、基端部がブラケット９にピン３４ａを介して回動自在に支持されていると共に先端部にストッパ３３と嵌合するストッパ受け３４ｂが形成された第１レバー３４と、ブラケット９に支持されてフック２２とともに回動するトーションバー３５と、基端部がトーションバー３５に固定された第２レバー３６を具備している。

このロック機構３０では、図３に実線で示すフック２２のロック状態（懸吊索１１をロケット本体２の拘束点Ｐに引き寄せた状態）において、図３に仮想線で示すように、サーボモータ３１の作動によりアーム３２を矢印♯１の方向に回動させると、ストッパ３３が図３（ａ）左方向に移動して第１レバー３４のストッパ受け３４ｂから離脱し、このストッパ３３のストッパ受け３４ｂからの離脱により、第１レバー３４の矢印♯２の方向への回動が可能になるのに続いて、第２レバー３６の矢印♯３の方向への回動が可能になる。

ここで、フック２２のロック状態において、ループ体２１には、図１（ｂ）及び図２に示すように、懸吊索１１をロケット本体２の尾部４寄りの拘束点Ｐに位置させることで懸吊索１１に生じるロケット本体２の尾部４から離間する方向の離間荷重Ｆ、すなわち、懸吊索１１に負荷される開傘荷重Ｔの分力である離間荷重Ｆ及び引張荷重Ｒのうちの離間荷重Ｆが負荷されている。

つまり、このロック機構３０では、サーボモータ３１の作動により第２レバー３６とともにトーションバー３５及びフック２２の矢印♯３の方向への回動を許容し、ループ体２１が離間荷重Ｆによって図３（ｂ）上方向に移動してフック２２から離脱することで、懸吊索１１の拘束が解除されるようになっている。

さらに、この実施例におけるロケット１は、図２に示すように、ロケット本体２の頭部連結部６Ｆとパラシュート１０とを連結する懸吊索１１を２本備えており、姿勢変換装置２０は、２本の懸吊索１１，１１をロケット本体２の拘束点Ｐで互いに間隔をおいて拘束することで、ロケット本体２の鉛直方向に沿う縦吊り状態を回転不能に保持するようにしている。

この実施例におけるロケット１において、図１（ａ）に示すように、鉛直方向に沿うようにして落下するロケット本体２の胴部５のパラシュート収納部６からパラシュート１０を放出して開傘させる場合には、まず、図１（ｂ）及び図２に示すように、パラシュート収納部６から放出したパラシュート１０とロケット本体２の頭部連結部６Ｆとを連結する懸吊索１１の中間部分を姿勢変換装置２０のループ体２１によってロケット本体２の拘束点Ｐで一旦拘束して、パラシュート１０の開傘に伴う衝撃を受けて揺れ動くロケット本体２の挙動が落ち着くまで、このロケット本体２を懸吊索１１のみで鉛直方向に沿った状態で縦吊りする。

上記パラシュート１０のパラシュート収納部６からの放出時には、コイル状に束ねられた状態の懸吊索１１がパラシュート１０に追随してパラシュート収納部６から引き出されるが、姿勢変換装置２０のループ体２１がガイドとしても機能するので、懸吊索１１は絡むことなく円滑にパラシュート収納部６から引き出されることとなる。

次いで、揺れ動くロケット本体２の挙動が落ち着いた時点において、姿勢変換装置２０におけるロック機構３０のサーボモータ３１の作動により、ストッパ３３を第１レバー３４のストッパ受け３４ｂから離脱させて、図３に仮想線で示すように、第２レバー３６とともにトーションバー３５及びフック２２の矢印♯３の方向への回動を許容する。

そして、姿勢変換装置２０におけるループ体２１の離間荷重Ｆによる図３（ｂ）上方向への移動によって、図１（ｃ）に示すように、ループ体２１がフック２２から離脱することで、拘束点Ｐで拘束している懸吊索１１を開放して、図１（ｄ）に示すように、懸吊索１１と横吊用索１２とでロケット本体２を水平に横吊りする。

このように、上記した実施例におけるロケット１では、ロケット本体２の胴部５のパラシュート収納部６からパラシュート１０を引き出して開傘させた時点において、懸吊索１１を姿勢変換装置２０によってロケット本体２の拘束点Ｐで一旦拘束してロケット本体２を縦吊りした後、姿勢変換装置２０を動作させて懸吊索１１を開放してロケット本体２を水平に横吊りするようにしているので、パラシュート１０の開傘に伴う衝撃を受けて揺れ動くロケット本体２の挙動が落ち着いてからロケット本体２の姿勢変更が成されることとなり、尾翼８にパラシュート１０の横吊用索１２が絡まるといった事態が生じることがほとんどなく、したがって、パラシュート１０による横吊り状態での降下が支障なく成されることとなる。

この実施例におけるロケット１では、姿勢変換装置２０によって２本の懸吊索１１，１１をロケット本体２の拘束点Ｐで互いに間隔をおいて拘束するようにしているので、パラシュート１０が開傘してロケット本体２の挙動が落ち着くまでの縦吊り状態や、姿勢変換後の横吊り状態がいずれも回転することなく保持されることとなる。

また、この実施例におけるロケット１では、姿勢変換装置２０として、懸吊索１１が挿通するループ体２１と、このループ体２１に離脱可能に係止するフック２２と、このフック２２のロック及び解除を行うロック機構３０を具備している構成を採用しているので、懸吊索１１に通したループ体２１をロケット本体２の拘束点Ｐに引き寄せたうえで、このループ体２１にフック２２を係止させるだけで懸吊索１１を拘束点Ｐで拘束し得ることから、姿勢変換装置２０の簡略化及び小型化が図られることとなる。

上記した実施例では、本発明に係る飛翔体が燃焼の終了した推進部としてのノズル７を付けたまま回収するタイプのロケット１である場合を例に挙げて示したが、これに限定されるものではなく、本発明に係る飛翔体が燃焼の終了した推進部を切り離すタイプの回収ロケットであってもよい。

本発明に係る飛翔体の構成は、上記した実施例に限定されるものではない。

１ ロケット（飛翔体）
２ ロケット本体（飛翔体本体）
３ ロケット本体の頭部
４ ロケット本体の尾部
５ ロケット本体の胴部
６ パラシュート収納部
６Ｆ 頭部連結部（パラシュート収納部の頭部寄りの部位）
６Ｒ 尾部連結部（パラシュート収納部の尾部寄りの部位）
１０ パラシュート
１１ 懸吊索
１２ 横吊用索
２０ 姿勢変換装置
２１ ループ体
２２ フック
３０ ロック機構
Ｐ 拘束点（ロケット本体の尾部寄りの部位）

Claims (4)

1. 搭載したパラシュートを開いて降下する飛翔体であって、
   頭部及び尾部を有する飛翔体本体と、
   前記飛翔体本体の頭部及び尾部の間の胴部に形成されたパラシュート収納部に収納されるパラシュートと、
   前記パラシュート収納部に収納されて該パラシュート収納部の頭部寄りの部位及び前記パラシュートを連結する懸吊索と、
   前記懸吊索の中間部及び前記パラシュート収納部の尾部寄りの部位を連結する横吊用索を備え、
   前記飛翔体本体の前記パラシュート収納部から引き出した前記パラシュートを開傘させて降下するパラシュート降下状態において、前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束して該懸吊索のみで前記飛翔体本体を鉛直方向に沿って縦吊りする段階から、前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束している前記懸吊索を開放して該懸吊索と前記横吊用索とで前記飛翔体本体を水平に横吊りする段階へ移行させる姿勢変換装置を備えている飛翔体。
2. 前記懸吊索を２本備え、前記姿勢変換装置は、２本の前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で互いに間隔をおいて拘束することで、前記飛翔体本体の鉛直方向に沿う縦吊り状態を回転不能に保持する請求項１に記載の飛翔体。
3. 前記姿勢変換装置は、前記懸吊索が挿通するループ体と、前記ループ体に離脱可能に係止するフックと、前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位に引き寄せた状態のフックをロックして前記懸吊索を拘束すると共に該フックのロック状態を解除して前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位に位置させることで該懸吊索に生じる前記飛翔体本体の尾部から離間する方向の離間荷重によって前記フックを前記ループ体から離脱させるロック機構を具備し、前記ループ体は、前記飛翔体本体の前記パラシュート収納部から前記パラシュートを放出する段階において、前記パラシュート収納部から前記パラシュートに続いて引き出される前記懸吊索のガイドとしても機能する請求項１又は２に記載の飛翔体。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の飛翔体のパラシュート開傘方法であって、
   前記飛翔体本体の前記パラシュート収納部から引き出した前記パラシュートを開傘させて降下させるに際して、
   前記姿勢変換装置によって前記懸吊索を前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束して該懸吊索のみで前記飛翔体本体を鉛直方向に沿って縦吊りし、
   次いで、前記パラシュートの開傘時における前記飛翔体本体の挙動が落ち着いた時点で前記姿勢変換装置を動作させて、前記飛翔体本体の尾部寄りの部位で拘束している前記懸吊索を開放して該懸吊索と前記横吊用索とで前記飛翔体本体を水平に横吊りする飛翔体のパラシュート開傘方法。

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