JP2016088282A

JP2016088282A - ソノブイ

Info

Publication number: JP2016088282A
Application number: JP2014224930A
Authority: JP
Inventors: 智宏松本; Tomohiro Matsumoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】電力を自給することができ、変温層（ＬＤ）やシャドー・ゾーンの影響を最小限に抑え、水中物体の存在と位置情報を確実に司令部に送信することができる移動式ソノブイを提供する。
【解決手段】アクティブソナー付のＧＰＳソノブイであって、電源、通信機、ＧＰＳ機能内蔵のメインフレーム及びフロートを具備する浮上部と、移動装置、ケーブル収納部、ケーブル及びソナー部を具備する水中部とを有する。
電源として太陽光パネル及び大容量の充電池を装備し、電力の自給を可能とし、無線操縦により海上移動が可能であることを特徴とする。ケーブルは長さ調節が可能であって、ソナー部を変温層下、さらに深海音波伝播層まで降下させるに十分な長さを有し、変温深度の影響を受けずに遠方からの音波を探知することが可能である。
さらにレ−ダー及び自爆装置を有し、司令部の判断及び指示により本体を自爆させることが可能であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は指示による海上移動が可能なソノブイに関する。

ソノブイ（ＳＯＮＯ−ＢＵＯＹ）は水中音波探知機（ソナー）と無線発信機を組み合わせた浮標であり、一般的に水中物体が発する音波をソナーで探索・検知し、無線発信機で送信することにより、該水中物体の存在と位置情報を航空機又は司令部に届ける。

ソノブイは一般に航空機又は対潜ヘリから発射され、パラシュートより指定されたポイントに着水し、電池により作動を続ける。海面には無線送信部が組み込まれている浮上部が浮かび、ソナー部分は、設定された深さへ吊下される。通常、ソノブイは電池寿命の関係で使い捨てとされ、移動手段やケーブル巻上手段を有さない。

一方、ソノブイには、自ら音波を発信するアクティブソナー付のソノブイと、水中物体が発する音波のみを受信するパッシブソナーのみを有するソナーがあるが、アクティブソナーの使用は、こちらの位置情報を相手方に与えてしまうため、攻撃準備完了時を除き使用せず、通常はパッシブソナーのみを使用する。

特許第２５１６７５４号特許第４５０２８９５号

前述したように、一般的にソノブイは電池寿命が短いことから、消費電力を如何に抑制するかが、ソノブイ自体の寿命を左右する。例えば、この課題について、これまで種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、ソノブイ本体にあらかじめ潜水艦の音スペクトルの特徴についての情報を記憶させた装置を搭載し、ソナーによって収集した音信号の型がこれらのいずれかと合致した場合のみ送信装置を駆動させ、所要信号を送信するようして電力消費を抑える発明が開示されている。しかしながら、本体に機密情報に属する他国潜水艦の音情報を記憶・搭載することは、ソノブイ拿捕の際、技術情報に加えて、他国潜水艦の音スペクトル情報という戦略上の機密情報まで相手に献上することになり「盗人に追い銭」になりかねない。

特許文献２に記載のＧＰＳソノブイは、緯度経度情報を、ソナーの受信信号と同じアナログ信号に変換する手段を具備し、デジタル方式の無線機の搭載を不要とすることにより、本体の小型化と電力消費を抑えることを提案している。しかしながら、特許文献１，２のいずれの発明も、電力供給という根本的な問題が解決されれば、意義を有さなくなるものと解する。

ソノブイには、電力問題のほかにも、海水温や水圧の変化から生じるソナー特有の問題がある。例えば、海中には時間帯によって海水温が急激に変化する事で、一定の深度において変温層又はレイヤーデプス（ＬＤ）と呼ばれる温度境界層が出現する場合があり、この場合には音波が前記ＬＤで反射されてしまい、パッシブソナーだけでなく、アクティブソナーを利用しての探知も難しくなる。これを回避するには、十分な長さのソナーケーブルとケーブルの長さを調節できる装置を備え、ＬＤの上下において集音活動ができるようにする必要がある。

また、対流により水温が一定である海面近くの層（混合層）の下側には深度に比例して水温が下がる層（水温躍層）があり、前記水温躍層においては音波が下向きに曲げられて進む。下向きに進んだ音波は海底で反射し海面まで進み、海面で反射されてもう一度海底まで進むといったことを繰り返しつつ伝搬して行く。そのため、海底の間に音波が届かないシャドー・ゾーン(不感帯)と呼ばれる部分が形成され、ここはソナーの死角となる。これを回避するには、ケーブルの長さを調節するか、またはソノブイを移動させて音波の収集を行う必要がある。

これまで、移動手段やケーブルの長さ調節機能をソノブイに具備させることができなかったのは、前記特許文献1及び２が課題とした電力消費の問題が大きく影響している。

上述の問題に鑑み、本発明においては、電力を自給することができ、変温層（ＬＤ）やシャドー・ゾーンの影響を最小限に抑え、水中物体の存在と位置情報を確実に司令部に送信することができる移動式ソノブイを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るソノブイは、ＧＰＳ衛星から位置情報を受信可能なアクティブソナー付のソノブイであって、電源、通信機、ＧＰＳ機能内蔵のメインフレーム及びフロートを具備する浮上部と、移動装置、ケーブル収納部、ケーブル及びソナー部を具備する水中部とを有し、前記通信機を使用してＧＰＳ衛星から得た位置情報とソナー部によって得た水中物体の検知信号とを司令部に送信することを特徴とする。

前記電源として太陽光パネル及び大容量の充電池を装備し、電力の自給を可能とした。また、前記移動装置は方向舵、スクリュー及び動力部を有し、司令部からの無線操縦により海上移動が可能であることを特徴とする。

前記ケーブルは、長さ調節が可能であって、前記ソナー部を変温層下まで降下させるに十分な長さを有し、変温深度の影響を受けずにソナーの受信が可能であることを特徴とする。

前記ケーブルは、前記ソナー部を深海音波伝播層まで降下させるに十分な長さを有し、前記深海音波伝播層を伝播する遠方からの音波を探知することが可能であることを特徴とする。

前記浮上部にレ−ダー及び自爆装置を有し、該レーダーによって得た近海他船の動向を指令部に送信し、司令部の判断及び指示により自爆させることが可能であることを特徴とする。

電源として太陽光パネルと充電池を有するため、従来は使い捨てであったソノブイを、メンテナンスをしながら、半永久的に稼働させることが可能となった。また、電力供給の問題が解決されたことにより、後述の移動手段及びケーブルの長さ調節装置の設置が可能となった。

舵とスクリューを具備する移動装置を設置したことにより、司令部の指示により移動しながらの音波受発信が可能となり、シャドー・ゾーン(不感帯)によるソナーの死角を回避できるようになった。また、移動により、一定海域内を移動しながらの探索活動や敵艦からの拿捕隠避も可能となった。

十分な長さのケーブルと該ケーブルの長さ調節装置を具備したことにより、レイヤーデプスの上下層において、変温深度の影響を受けずに安定したソナー受信が可能となった。また、ソナー部を深海音波伝播層まで降下させることにより、前記深海音波伝播層を伝播する遠方からの音波を探知することが可能となった。

レ−ダー及び自爆装置の具備により、近海他船の動向を司令部に送信し、司令部の判断及び指示により自爆させることが可能となり、これにより機密情報漏えいの心配がなくなった。

実施形態１の移動式ソノブイの斜視図である。実施形態１の移動式ソノブイの正面図である。実施形態１の移動式ソノブイの背面図である。実施形態２の移動式ソノブイの斜視図である。実施形態２の移動式ソノブイの正面図である。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の移動式ソノブイは、強力な機動力を有することを特徴とするソノブイであって、双胴船をイメージする略方形の筐体の左右に１対の操船部を有し、スピーディーかつ安定した海上移動が可能である。

図１に示すように、本ソノブイは海上配置時の喫水線１５を境に浮上部１と水中部７を有し、浮上部１には電源として太陽光パネル２と大容量の充電池３を装備し、通信、移動、レーダー探知、ケーブル巻上及びそれらを司る電子回路に電力を供給する。また、浮上部１の一角には通信機４とＧＰＳ機能内蔵のメインフレーム５が配置され、通信機４はＧＰＳ衛星から得た位置情報とソナー部１３によって得た水中物体の検知信号とを司令部に送信する役割を負うほか、操船部８に対する操作信号や、いざというときの自爆指示を受信する。メインフレーム５には前記ＧＰＳ機能のほかレーダー、自爆装置、操船部電子回路及びケーブル巻上・巻出の電子回路が内蔵されている。

図２及び図３に示すように、水中部７に配備された一対の操船部８は内部にスクリュー８２を、後部に舵８１を有し、スクリュー８２の動力部は充電池９の後方に具備する。

太陽光パネル２と充電池３の下には、一対の操船部８に狭設される形で、ケーブル１０の収納部１２があり、司令部からの指示で収納部１２内部の巻取機を操作することにより５００メートル程度のケーブル１０の長さ調節を行う

（実施形態２）
本実施形態のソノブイは、主に定点での観測を担うソノブイであって、実施形態１のソノブイより長いケーブルを有し、安定して、より深い層における探索が可能であることを特徴とする。

各部の部品は実施形態１のソノブイと変わりないが、安定重視の関係上、図４に示すように、浮上部１、水中部７ともに円形構造を基本としている点が異なる。略円形の浮上部１には、ほぼ全面に渡り太陽光パネル２と充電池３が重畳配置されており、通信機４及びメインフレーム５は円の中心に配置されている。

水中部７は安定性を確保するため、ケーブル収納部１２を、中胴部１４を介して浮上部１から下方向に離れて配置してある。また、スクリュー８２（図５）と舵８３（図４）を有する一対の円筒形の操船部８が中胴部１４に設置されており、観測点から風・潮流等で流されたときに、元の地点へ戻れる移動手段が確保されている。

ケーブル収納部１２は、２０００メートルの深海まで届くケーブルを収納でき、安定してソナー部１３を深海音波伝播層まで降下させることが可能となっている。

以上、本発明の有する特徴及び優れた点を上記２つの実施形態に記載したが、本発明は、本発明の原理の範囲内で、本願の特許請求の範囲で使用されている言葉を広く一般的な意味にまで広げて実施することが可能である。特に、浮上部及び水中部の各部品の形状、構造、大きさ、及びケーブルの長さについては様々の実施形態が可能であり、それらについて本実施形態と異なる形態又は方法による実施は、本発明の技術的範囲に含まれるものと解する。

１浮上部
２太陽光パネル
３充電池
４通信機
５メインフレーム
６フロート
７水中部
８操船部
８１舵
８２スクリュー
８３入水口
８４排水口
９動力部
１０ケーブル
１２ケーブル収納部
１３ソナー部
１４中胴部
１５喫水線

Claims

アクティブソナー付のＧＰＳソノブイであって、
電源、通信機、メインフレーム及びフロートを具備する浮上部と、
操船部、ケーブル収納部、ケーブル及びソナー部を具備する水中部と、
を有し、指示による移動が可能であることを特徴とするソノブイ。
前記電源として太陽光パネル及び充電池を装備し、電力の自給が可能であることを特徴とする請求項１記載のソノブイ。
前記ケーブルは、長さ調節が可能であり、前記ソナー部を変温層下まで降下させるに十分な長さを有し、変温深度の影響を受けずにソナーの受信が可能であることを特徴とする請求項１又は２記載のソノブイ。
前記ケーブルは、前記ソナー部を深海音波伝播層まで降下させるに十分な長さを有し、前記深海音波伝播層を伝播する遠方からの音波を探知することが可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のソノブイ。
前記浮上部にレ−ダー及び自爆装置を有し、近海他船の動向を指令部に送信し、司令部の判断及び指示により自爆させることが可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のソノブイ。