JP2020015470A - Captive balloon - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、係留索に接続された気球の離発着時に、着陸台により気球を支持する係留気球に関する。
BACKGROUND OF THE
災害等で基地局の動作が停止した場合、動作を停止した基地局がカバーしていたエリアでは、携帯電話等の携帯端末の通信ができなくなる通信障害が発生する。通信障害が発生した場合に、動作を停止した基地局を早急に回復して通信障害を解消することが求められる。しかし、基地局が倒壊した場合等、基地局の機能を早急に復旧することが困難な場合がある。 When the operation of the base station is stopped due to a disaster or the like, a communication failure occurs in which the communication of a mobile terminal such as a mobile phone cannot be performed in an area covered by the stopped base station. When a communication failure occurs, it is required to quickly recover the base station that has stopped operating and eliminate the communication failure. However, it may be difficult to quickly restore the function of the base station, for example, when the base station is collapsed.
一方、係留索を接続して上空の所定に係留可能な気球が知られている。このような気球は、風力発電装置等の大型構造物を建設するときの上空の風速調査、風速および気温等の鉛直分布の調査、および、災害時の被害状況の確認のための映像撮影等に使用されることが知られている。基地局機能を有する機器をこのような気球に取り付けて上空に係留することにより、地上に設置する臨時基地局よりも大きいエリアをカバーする臨時基地局を設置することが可能となる。 On the other hand, there is known a balloon which can be moored at a predetermined height in the sky by connecting a mooring line. Such balloons are used for wind speed surveys in the sky when constructing large structures such as wind power generators, for surveying the vertical distribution of wind speed and temperature, and for photographing images to confirm the damage situation in the event of a disaster. It is known to be used. By attaching a device having a base station function to such a balloon and mooring it in the sky, it is possible to install a temporary base station that covers an area larger than a temporary base station installed on the ground.
係留索による気球の係留にあたっては、強風を受けた場合でも適切な姿勢を維持することが重要である。例えば、特許文献1には、気流の風速に応じて係留索の何れかの長さを調整する索長調整部を有し、索長調整部が気流の風速に応じて係留索の長さを調整することにより、傾きを一定に保つことができる気球が記載されている。
When mooring a balloon using mooring lines, it is important to maintain an appropriate posture even in strong winds. For example,
係留索により係留される気球の離着陸は、地表近傍で行われる。気球の離着陸時には、気球の姿勢の保持、気球へのガスの注入または排出、気球への機器の取り付けといった気球に対する各種作業が作業者により行われる。離着陸時に気球の姿勢が不安定であると、作業者による作業の効率が低下する。 Balloons moored by mooring lines take off and land near the ground. During takeoff and landing of the balloon, various operations on the balloon are performed by the operator, such as maintaining the attitude of the balloon, injecting or discharging gas into or from the balloon, and attaching devices to the balloon. If the attitude of the balloon is unstable at the time of takeoff and landing, the efficiency of the work performed by the worker decreases.
そこで、本発明では、離着陸時における気球を着陸台により安定して支持可能な係留気球を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a moored balloon that can stably support a balloon during takeoff and landing by a landing pad.
本発明にかかる第1の係留気球は、第1内圧で内部に気体が充填されたときに扁平形状をなす樹脂製袋体を含む気球と、それぞれの一端が気球の外表面に接続された複数の係留索と、気球が着陸する着陸台と、を有し、着陸台は、第1内圧よりも低い第2内圧で内部に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体である受け部と、受け部の外表面に配置され、気球が着陸台に着陸するときに気球が接触する接触部と、一端が受け部に接続され、内部に気体が充填されて柱形状をなす複数の樹脂製袋体である脚部と、を備えることを特徴とする。 The first tethered balloon according to the present invention includes a balloon including a resin bag that has a flat shape when the inside is filled with a gas at a first internal pressure, and a plurality of balloons each having one end connected to an outer surface of the balloon. And a landing platform on which the balloon lands. The landing platform is a resin bag that forms a torus shape when the inside is filled with gas at a second internal pressure lower than the first internal pressure. A receiving portion, a contact portion disposed on the outer surface of the receiving portion and contacting the balloon when the balloon lands on the landing platform, and a plurality of pillars each having one end connected to the receiving portion and filled with a gas therein to form a column. And a leg, which is a resin bag.
本発明にかかる第2の係留気球は、内部に気体が充填されたときに扁平形状をなす樹脂製袋体を含み、扁平形状の水平方向の断面の直径である気球径がD1である気球と、それぞれの一端が気球の外表面に接続された複数の係留索と、気球が着陸する着陸台と、を有し、着陸台は、内部に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体であって、トーラス形状における大円の内径D3がD1×0.68≦D3≦D1の関係を満たす受け部と、一端が受け部に接続され、内部に気体が充填されて柱形状をなす複数の樹脂製袋体である脚部と、を備えることを特徴とする。 The second tethered balloon according to the present invention includes a resin bag body having a flat shape when the inside is filled with a gas, and a balloon having a flat cross section having a diameter of D1 which is a diameter of a horizontal cross section is D1. A plurality of mooring lines each having one end connected to the outer surface of the balloon, and a landing platform on which the balloon lands, wherein the landing platform is made of a resin that forms a torus when the inside is filled with gas. It is a bag, and a receiving portion in which the inner diameter D3 of the great circle in the torus shape satisfies the relationship of D1 × 0.68 ≦ D3 ≦ D1, one end is connected to the receiving portion, and the inside is filled with gas to form a column shape. And a plurality of resin bag bodies.
本発明にかかる第3の係留気球着陸台は、内部に気体が充填されたときに扁平形状をなす樹脂製袋体を含む気球と、それぞれの一端が気球の外表面に接続された複数の係留索と、気球が着陸する着陸台と、を有し、着陸台は、受け部気室に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体である受け部と、一端が受け部に接続され、内部に気体が充填されたときに柱形状をなす複数の樹脂製袋体である脚部と、を備え、脚部は、気体を充填される第一脚部気室をそれぞれ有する複数の第1脚部と、気体を充填される第2脚部気室をそれぞれ有する複数の第2脚部であって、第2脚部気室は受け部気室および第1脚部気室から分離されており、受け部における互いに隣り合った位置で受け部に接続される第2脚部と、を備えることを特徴とする。 A third moored balloon landing platform according to the present invention includes a balloon including a resin bag body that has a flat shape when filled with a gas, and a plurality of moorings each having one end connected to an outer surface of the balloon. A cable, a landing table on which the balloon lands, and a landing table, a receiving section which is a resin-made bag-shaped body having a torus shape when the receiving section air chamber is filled with gas, and one end of the receiving section. Connected to each other, the plurality of resin bags each having a columnar shape when the inside is filled with gas, and the plurality of legs each have a first leg air chamber filled with gas. A plurality of second legs each having a first leg and a second leg air chamber filled with gas, wherein the second leg air chamber is separated from the receiving air chamber and the first leg air chamber. And second legs connected to the receiving portion at positions adjacent to each other in the receiving portion. To.
本発明にかかる第4の係留気球着陸台は、内部に気体が充填されたときに扁平形状をなす樹脂製袋体を含む気球と、それぞれの一端が気球の外表面に接続された複数の係留索と、気球が着陸する着陸台と、を有し、着陸台は、内部に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体であって、トーラス形状の大円の内径がD3である受け部と、一端が受け部に接続され、内部に気体が充填されて柱形状をなす複数の樹脂製袋体であって、一端でない他端から受け部の外表面に配置され気球が着陸台に着陸するときに気球が接触する接触部までの高さHがH<D3/2を満たす脚部、を備えることを特徴とする。 A fourth mooring balloon landing pad according to the present invention includes a balloon including a resin bag body having a flat shape when the inside is filled with a gas, and a plurality of moorings each having one end connected to an outer surface of the balloon. It has a rope and a landing platform on which the balloon lands, and the landing platform is a resin bag that forms a torus shape when the inside is filled with gas, and the inner diameter of the torus-shaped great circle is D3. A plurality of resin bags each having a receiving portion and one end connected to the receiving portion and filled with a gas therein and having a columnar shape, wherein the balloon is disposed on the outer surface of the receiving portion from the other end other than the one end; It is characterized in that a leg portion is provided which has a height H to a contact portion with which a balloon comes into contact when landing on a platform and satisfies H <D3 / 2.
本発明にかかる第5の係留気球着陸台は、内部に気体が充填されたときに扁平形状をなす樹脂製袋体を含む気球と、それぞれの一端が気球の外表面に接続された複数の係留索と、気球が着陸する着陸台と、を有し、着陸台は、内部に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体であって、トーラス形状における小円の直径dは、d<2/π(π=円周率)の関係を満たす受け部と、一端が受け部に接続され、内部に気体が充填されて柱形状をなす複数の樹脂製袋体である脚部と、を備えることを特徴とする。 A fifth mooring balloon landing platform according to the present invention includes a balloon including a resin bag that has a flat shape when filled with gas, and a plurality of moorings each having one end connected to an outer surface of the balloon. A cord, and a landing platform on which the balloon lands, the landing platform is a resin bag that forms a torus shape when the inside is filled with gas, and the diameter d of a small circle in the torus shape is: a receiving portion that satisfies the relationship of d <2 / π (π = pi), and a leg portion, which is connected to the receiving portion at one end and is filled with a gas and is a plurality of resin bag bodies having a columnar shape. , Is provided.
本発明によると、離着陸時における気球を着陸台により安定して支持可能な係留気球を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a moored balloon capable of stably supporting the balloon at the time of takeoff and landing by the landing pad.
以下、図面を参照して係留気球について詳細に説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。 Hereinafter, the tethered balloon will be described in detail with reference to the drawings. However, it should be understood that the invention is not limited to the drawings or the embodiments described below.
本明細書に記載の実施形態にかかる係留気球は、気体を充填して上面視したときに直径3m以上9m以下の略円形をなす気球と、気球を離発着させる時に気球を支持する着陸台とを備える。気球は、係留索によって着陸台から係留される。着陸台は、気球と接触して保持する受け部と、一端が受け部に接続され、他端が設置面に配置される複数の脚部とを有する。表面に係留索が接続された気球は、受け部の中央近傍の設置面に配置された4面ローラによって係留索を固定される。着陸台は、係留索に接続された気球の移動範囲を制限し、離着陸時における気球の姿勢を安定させる。 The tethered balloon according to the embodiment described in the present specification, a balloon having a substantially circular shape having a diameter of 3 m or more and 9 m or less when filled with gas and a landing table that supports the balloon when taking off and landing the balloon. Prepare. The balloon is moored from the landing platform by a mooring line. The landing platform has a receiving portion that is held in contact with the balloon, and a plurality of legs each having one end connected to the receiving portion and the other end disposed on the installation surface. The balloon to which the mooring line is connected is fixed on the mooring line by a four-sided roller arranged on the installation surface near the center of the receiving portion. The landing platform limits the movement range of the balloon connected to the mooring line, and stabilizes the attitude of the balloon during takeoff and landing.
図1は、係留気球1の概要を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a
係留気球1は、気球10と、係留索11と、着陸台13と、4面ローラ14と、巻取装置20とを有する。
The
気球10は、気球本体部101と、ペイロード用ドーム102と、スクープ103とを有する。気球本体部101は、合成繊維等の堅固、軽量且つ風を通さない材料で形成される外袋と、外袋に内包され、ヘリウムガスが充填されるヘリウム収容袋とを有する。気球10は、樹脂製袋体であるヘリウム収容袋にヘリウムガスが充填されると扁平球状の形状を有する。ペイロード用ドーム102は、有底の円筒状の部材であり、底部が気球本体部101に接するように配置される。ペイロード用ドーム102の凹部には、中継局等の機材が配置される。中継局は、不図示の中継用アンテナ及び対移動局用アンテナを有し、通信可能なエリア内に位置する携帯端末との間の通信網を形成する。スクープ103は、姿勢安定膜とも称され、一方の面から他方の面に空気を透過するように編み込まれたポリエステルにより形成される可撓性の面を有する膜材であり、気球本体部101の外袋に接合される。
The
係留索11は、主係留索110と、第1副係留索111と、第2副係留索112と、第3副係留索113と、結節部114を有する。一例では、係留索11の全長は100m程度である。主係留索110の一端は、第1副係留索111、第2副係留索112及び第3副係留索113と結節部114を介して接続される。第1副係留索111、第2副係留索112及び第3副係留索113の他端は、気球10の気球本体部101の外表面に接続される。
The
着陸台13は、受け部131と、脚部132とを有する。受け部131は、気球10の着陸時に気球10を支持する、トーラス形状を有する樹脂製袋体である。脚部132は、一端が受け部に接続され、他端が設置面に配置される柱形状を有する樹脂製袋体である。
The landing table 13 has a receiving
4面ローラ14は、上面視したときに略正方形を成すように配置された4つのローラを有している。4つのローラにより囲まれた内側は、索通過口を形成する。4面ローラ14は、気球10の上昇に伴って係留索11が巻取装置20から巻き出されるとき、および気球10の下降に伴って係留索11が巻取装置20に巻き取られるときに、索通過口を通る係留索11を摺動自在に案内する。
The four-
第1ローラ15および第2ローラ16は、回転可能な円柱状の案内部を有する。気球10の上昇に伴って係留索11が巻取装置20から巻き出されるとき、及び気球10の下降に伴って係留索11が巻取装置20に巻き取られるときに、案内部は、係留索11の移動に伴って回転する。第1ローラ15および第2ローラ16は、4面ローラ14と巻取装置20との間に配置され、係留索11を所望の方向に案内する。
The
巻取装置20は、モータおよびドラムを有する。ドラムには係留索11が固定される。モータは、第1方向又は第1方向と反対の第2方向に回転する。ドラムは、モータが第1方向に回転することに応じて係留索11を巻き出し、モータが第2方向に回転することに応じて係留索11を巻き取る。
The winding
図2は、着陸台が接触により気球を支持するときの図1におけるX−X′断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 1 when the landing platform supports the balloon by contact.
気球10は、着陸台13の受け部131に、接触により支持される。気球10は、気体が充填されると扁平球状の形状をなす。D1は上面視したときの気球10の直径である気球径である。また、D4は気球の高さである。本明細書に記載の実施形態において、気球径D1は3m以上9m以下である。また、本明細書に記載の実施形態において、気球10の高さD4は気球径D1の0.7倍であり、気球10の偏平率は0.7である。
The
着陸台13の受け部131は、位置131aにおいて気球10と接触する。X−X′断面図における着陸台13の受け部131の直径はdであり、受け部131のトーラス形状における小円の直径に対応する。受け部131の左側の円形における左端と右側の円形における右端との間の距離はD2であり、受け部131のトーラス形状における大円の外径に対応する。受け部131の左側の円形における右端と右側の円形における左端との間の距離はD3であり、受け部131のトーラス形状における大円の内径に対応する。
The receiving
脚部132は、一端132aにおいて受け部131に接続され、他端132bにおいて設置面に配置される。脚部132の他端132bから受け部131の位置131aまでの高さはHである。
The
巻取装置20は、係留索11を力Nにより巻き取る。力Nは、300kgf〜1000kgfである。力Nの方向は4面ローラ14により変更されるため、係留索11は、気球10を力Nで下向きに引く。そのため、気球10は着陸台13の受け部131に力Nで接触する。
The winding
図3は、第1実施形態の着陸台における受け部における気球との接触面を説明する模式図である。なお、各実施形態の説明においては、図1および図2における各部の説明に使用した符号の末尾に、第1実施形態の場合「−1」を、第2実施形態の場合「−2」を、第3実施形態の場合「−3」を、第4実施形態の場合「−4」を、それぞれ付して説明する。 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a contact surface with a balloon in a receiving portion of the landing platform according to the first embodiment. In the description of each embodiment, “−1” in the case of the first embodiment and “−2” in the case of the second embodiment are added to the end of the reference numerals used in the description of each part in FIGS. , "-3" in the third embodiment and "-4" in the fourth embodiment.
第1実施形態の係留気球1−1では、着陸台13−1は、接触により気球10−1を安定して支持する。 In the mooring balloon 1-1 of the first embodiment, the landing platform 13-1 stably supports the balloon 10-1 by contact.
第1実施形態の係留気球1−1では、着陸台13−1の受け部131−1が、気球10−1を接触により支持する。図3は、受け部131−1において気球10−1と接触している面を、上面(気球10−1の側)から見た模式図である。図3では、破線で示す気球10−1を透過させ、受け部131−1の上面が示されている。受け部131−1は、接触部131−1bにおいて気球本体部101−1と接触する。接触部131−1bは、受け部131−1の外表面に配置され、気球10−1が着陸台13−1に着陸するときに、気球10−1に接触する。本実施形態において接触部131−1bは、幅Wの同心円である。接触部131−1bの形状は、同心円に限らず、例えば同心円の円周上に配置された複数の領域であってもよい。 In the mooring balloon 1-1 of the first embodiment, the receiving portion 131-1 of the landing platform 13-1 supports the balloon 10-1 by contact. FIG. 3 is a schematic diagram of a surface of the receiving portion 131-1 that is in contact with the balloon 10-1 as viewed from above (the side of the balloon 10-1). FIG. 3 shows the upper surface of the receiving portion 131-1 through which the balloon 10-1 indicated by a broken line is transmitted. The receiving portion 131-1 contacts the balloon main body 101-1 at the contact portion 131-1b. The contact portion 131-1b is arranged on the outer surface of the receiving portion 131-1 and contacts the balloon 10-1 when the balloon 10-1 lands on the landing platform 13-1. In the present embodiment, the contact portion 131-1b is a concentric circle having a width W. The shape of the contact portion 131-1b is not limited to a concentric circle, and may be, for example, a plurality of regions arranged on the circumference of the concentric circle.
一般に、物体間の静摩擦力は、接触面積に依存しない。しかし、物体が弾性体である場合、弾性体は変形して相手方の物体に密着するため、接触面積に応じた静摩擦力を生じることになる。本実施形態において、気球10−1および受け部131−1はいずれも気体が充填された袋体であって弾性体であるため、接触部131−1bの面積が大きくなるほど大きな静摩擦力が発生する。気球10−1と受け部131−1との間に大きな静摩擦力が発生すると、受け部131−1は気球10−1を安定して支持することができる。 Generally, the static friction force between objects does not depend on the contact area. However, when the object is an elastic body, the elastic body deforms and comes into close contact with the other object, so that a static friction force corresponding to the contact area is generated. In this embodiment, since both the balloon 10-1 and the receiving portion 131-1 are bags filled with gas and are elastic members, a larger static friction force is generated as the area of the contact portion 131-1b increases. . When a large static friction force is generated between the balloon 10-1 and the receiving portion 131-1, the receiving portion 131-1 can stably support the balloon 10-1.
接触部131−1bの幅Wは、気球10−1および受け部131−1の内圧と、気球10−1を受け部131−1に接触させる力Nとに応じて変化する。すなわち、気球10−1もしくは受け部131−1の内圧を低下させ、または力Nを大きくすると、幅Wは所定の範囲内で大きくなる。 The width W of the contact portion 131-1b changes according to the internal pressure of the balloon 10-1 and the receiving portion 131-1 and the force N for bringing the balloon 10-1 into contact with the receiving portion 131-1. That is, when the internal pressure of the balloon 10-1 or the receiving portion 131-1 is reduced or the force N is increased, the width W increases within a predetermined range.
気球10−1の内圧が第1内圧であり、受け部131−1の内圧が第1内圧よりも低い第2内圧である場合、気球10−1が受け部131−1に接触した場合に受け部131−1は気球10−1の突出した外形形状に沿って変形する。したがって、受け部131−1の内圧を気球10−1の内圧よりも小さくすることにより、幅Wを大きくすることができる。 When the internal pressure of the balloon 10-1 is the first internal pressure, and the internal pressure of the receiving portion 131-1 is the second internal pressure lower than the first internal pressure, when the balloon 10-1 comes into contact with the receiving portion 131-1, The part 131-1 is deformed along the outer shape of the balloon 10-1. Therefore, the width W can be increased by making the internal pressure of the receiving portion 131-1 smaller than the internal pressure of the balloon 10-1.
なお、気球10−1を運用するため、気球10−1にはヘリウムなどの気体が、大気圧+0.3〜0.6kPa程度の第1内圧で充填される。第1内圧を低下させると十分な浮力が発生しなくなるため、気球10−1の運用に支障を来す。したがって、幅Wを大きくするために第1内圧を大気圧+0.3kPa未満に低下させるのは、好ましくない。 In order to operate the balloon 10-1, the balloon 10-1 is filled with a gas such as helium at a first internal pressure of about atmospheric pressure + about 0.3 to 0.6 kPa. If the first internal pressure is reduced, sufficient buoyancy will not be generated, which hinders the operation of the balloon 10-1. Therefore, it is not preferable to reduce the first internal pressure to less than the atmospheric pressure + 0.3 kPa in order to increase the width W.
一方、受け部131−1にはその形状を安定させるため、空気などの気体が第2内圧で充填される。第2内圧を0.3kPa未満に低下させた場合、受け部131−1の形状の安定性はある程度低下するものの、気球10−1の運用には影響しない。 On the other hand, the receiving portion 131-1 is filled with a gas such as air at the second internal pressure in order to stabilize its shape. When the second internal pressure is reduced to less than 0.3 kPa, the stability of the shape of the receiving portion 131-1 is reduced to some extent, but does not affect the operation of the balloon 10-1.
したがって、第1内圧を0.3kPa以上とし、第2内圧を0.3kPa未満とすることにより、気球10−1の運用を妨げることなく、接触部131−1bの幅Wを適切な大きさとすることができる。 Therefore, by setting the first internal pressure to 0.3 kPa or more and setting the second internal pressure to less than 0.3 kPa, the width W of the contact portion 131-1b is set to an appropriate size without hindering the operation of the balloon 10-1. be able to.
このとき、脚部132−1は、大気圧+10kPa程度で充填される。 At this time, the leg 132-1 is filled at about atmospheric pressure + 10 kPa.
なお、力Nは、巻取装置20−1の巻取力を増加させることで大きくすることができる。しかし、巻取装置20−1の巻取力を増加させるには、より大きな巻取装置20−1への置き換え等が必要となり、容易ではない。また、受け部131−1に支持された気球10−1に重りを取り付けることによっても力Nを大きくすることができるが、重りの取り付けには手間がかかる。また、気球10−1が受け部131−1に支持されてから重りを取り付けられるまでの間は、力Nを大きくすることができない。 The force N can be increased by increasing the winding force of the winding device 20-1. However, in order to increase the winding force of the winding device 20-1, replacement with a larger winding device 20-1 or the like is necessary, which is not easy. The force N can be increased by attaching a weight to the balloon 10-1 supported by the receiving portion 131-1. However, attaching the weight takes time. Further, the force N cannot be increased between the time when the balloon 10-1 is supported by the receiving portion 131-1 and the time when the weight is attached.
本実施形態において、気球10−1の外表面の素材、および、接触部131−1bの素材は、いずれもナイロンである。このように、接触部131−1bの素材は、気球10−1の外表面の素材と同一であってよい。 In the present embodiment, the material of the outer surface of the balloon 10-1 and the material of the contact portion 131-1b are both nylon. As described above, the material of the contact portion 131-1b may be the same as the material of the outer surface of the balloon 10-1.
また、接触部131−1bの素材は、気球10−1の外表面の素材との静摩擦係数が気球10−1の表面の素材よりも大きい素材であってもよい。例えば、気球10−1の表面の素材がナイロンである場合、ナイロンとの静摩擦係数がナイロンより大きい素材であるゴムを、接触部131−1bの素材としてもよい。接触部131−1bの素材をゴムとすることにより、気球10−1と受け部131−1との間により大きな静摩擦力が発生するため、着陸台13−1は気球10−1をより安定して支持することができる。 Further, the material of the contact portion 131-1b may be a material having a larger coefficient of static friction with the material of the outer surface of the balloon 10-1 than the material of the surface of the balloon 10-1. For example, when the material of the surface of the balloon 10-1 is nylon, rubber having a coefficient of static friction with nylon larger than that of nylon may be used as the material of the contact portion 131-1b. By using rubber as the material of the contact portion 131-1b, a larger static friction force is generated between the balloon 10-1 and the receiving portion 131-1. Therefore, the landing platform 13-1 makes the balloon 10-1 more stable. Can be supported.
また、着陸台13−1は、気球10−1を安定して支持するために、適切な大きさで形成されることが好ましい。具体的には、受け部131−1のトーラス形状の外径D2が気球径D1に対して小さ過ぎると、着陸台13−1は気球10−1を安定して支持することができない。また、受け部131−1のトーラス形状の外径D2が気球径D1よりも大きいと、着陸台13−1は気球10−1を支持できず、装置の可搬性の観点からも好ましくない。 The landing platform 13-1 is preferably formed with an appropriate size in order to stably support the balloon 10-1. Specifically, when the outer diameter D2 of the torus shape of the receiving portion 131-1 is too small with respect to the balloon diameter D1, the landing platform 13-1 cannot stably support the balloon 10-1. If the outer diameter D2 of the torus shape of the receiving portion 131-1 is larger than the balloon diameter D1, the landing platform 13-1 cannot support the balloon 10-1, which is not preferable from the viewpoint of portability of the apparatus.
図4は、第1実施形態の係留気球において横風を受ける気球が着陸台に支持されるときの図1におけるX−X′断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 1 when the balloon that receives a cross wind in the moored balloon of the first embodiment is supported by the landing platform.
気球10−1は、巻取装置20−1により、水平断面における中央近傍において力Nにより下向きに引かれ、着陸台13−1に支持される。一方、気球10−1は横風によって力FWを受けている。 The balloon 10-1 is pulled downward by the force N in the vicinity of the center in the horizontal section by the winding device 20-1, and is supported by the landing platform 13-1. On the other hand, the balloon 10-1 receives a force FW due to the crosswind.
気球10−1の横風による、横風の風下側における受け部131−1との接触点を支点とした横転を防止するためには、中央近傍にかかる力Nが横風の風上側にかかる力FWを上回っていればよい。 In order to prevent rollover caused by the crosswind of the balloon 10-1 with the contact point with the receiving portion 131-1 on the leeward side of the crosswind as a fulcrum, the force N applied near the center is reduced by the force FW applied to the windward side of the crosswind. It just needs to be higher.
横風による風荷重FW(kgf)は、空気密度ρ(0.125kgf・s2/m4)、風速V(m/s)、受圧面積A(m2)、抗力係数CDにより、以下の式で表わされる。 The wind load FW (kgf) due to the crosswind is obtained by the following equation based on the air density ρ (0.125 kgf · s 2 / m 4 ), the wind speed V (m / s), the pressure receiving area A (m 2 ), and the drag coefficient C D. Is represented by
FW=1/2×ρ×V^2×A×CD FW = 1/2 × ρ × V ^ 2 × A × C D
受圧面積は、気球10−1の垂直方向の断面である長径をD1、短径をD4とする楕円の面積である。気球10−1の偏平率は0.7であるので、A=π×0.5×D1×0.35×D1=0.175×π×D1^2となる(π=円周率)。 The pressure receiving area is an area of an ellipse having a major axis of D1 and a minor axis of D4, which is a vertical cross section of the balloon 10-1. Since the flatness of the balloon 10-1 is 0.7, A = π × 0.5 × D1 × 0.35 × D1 = 0.175 × π × D1 ^ 2 (π = pi).
気球10−1の抗力係数CDは、楕円球形状であるので、0.6とする。 Drag coefficient C D of balloon 10-1, since it is ellipsoidal shape, and 0.6.
係留気球1−1は、15m/s程度の横風に対応できることが求められる。 The tethered balloon 1-1 is required to be able to cope with a crosswind of about 15 m / s.
以上より、力FWは気球径D1により以下の式で表される。 As described above, the force FW is represented by the following equation using the balloon diameter D1.
FW≒1.48×π×D1^2 FW ≒ 1.48 × π × D1 ^ 2
支点からD2/2の位置に加えられる力Nと、支点から(D1/2+D2/2)の位置に加えられる力FWと、がつり合う場合、以下の式が成立する。 When the force N applied to the position of D2 / 2 from the fulcrum and the force FW applied to the position of (D1 / 2 + D2 / 2) from the fulcrum balance, the following formula is established.
N×D2/2=FW×(D1/2+D2/2) N × D2 / 2 = FW × (D1 / 2 + D2 / 2)
上で求めたFWを上式に代入して整理すると、力NはD1により以下の式で表される。 When the FW obtained above is substituted into the above equation and rearranged, the force N is expressed by the following equation using D1.
N≒1.48×π×D1^2×(D1+D2)/D2 N ≒ 1.48 × π × D1 ^ 2 × (D1 + D2) / D2
本実施形態において、気球径D1は3m〜9mであり、力Nは300kgf〜1000kgfである。ここで、気球径D1が9mのときに1000kgfの力Nによって風速15m/sの横風の力FWでの気球10−1の横転を防止することを考える。 In the present embodiment, the balloon diameter D1 is 3 m to 9 m, and the force N is 300 kgf to 1000 kgf. Here, it is considered that when the balloon diameter D1 is 9 m, the rollover of the balloon 10-1 is prevented by the force N of 1000 kgf and the force FW of the crosswind at a wind speed of 15 m / s.
このとき、上式よりN=377×(D1+D2)/D2≦1000となるよう、D1とD2との比を定めればよい。この式を整理すると、D2≧377/623×D1≒D1×0.6となる。したがって、D2≧D1×0.6とすることが、横風による気球10−1の横転を防止するために好ましい。 At this time, the ratio between D1 and D2 may be determined so that N = 377 × (D1 + D2) / D2 ≦ 1000 from the above equation. Rearranging this equation gives D2 ≧ 377/623 × D1 ≒ D1 × 0.6. Therefore, it is preferable that D2 ≧ D1 × 0.6 to prevent the balloon 10-1 from rolling over due to the crosswind.
すなわち、本実施形態の係留気球1−1では、気球径D1と受け部131のトーラス形状の外径D2とが以下の関係を満たすことが好ましい。
That is, in the tethered balloon 1-1 of the present embodiment, it is preferable that the balloon diameter D1 and the outer diameter D2 of the torus shape of the receiving
D1×0.6<D2<D1 D1 × 0.6 <D2 <D1
図5は、第2実施形態の係留気球において着陸台の内側で気球が気体を充填されるときの図1におけるX−X′断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ in FIG. 1 when the balloon is filled with gas inside the landing pad in the moored balloon of the second embodiment.
第2実施形態の係留気球1−2では、着陸台13−2は、気体充填中の気球10−2を、受け部131−2の内側で安定して支持する。 In the mooring balloon 1-2 of the second embodiment, the landing platform 13-2 stably supports the balloon 10-2 under gas filling inside the receiving portion 131-2.
第2実施形態では、気球10−2は、図5において実線で示すように着陸台13−2の受け部131−2のトーラス形状の内側に配置された状態でヘリウムを充填される。そして、気球10−2は、運用に適した内圧までヘリウムを充填されると、図5において破線で示すように気球径がD1の扁平形状をなす。 In the second embodiment, the balloon 10-2 is filled with helium in a state where the balloon 10-2 is arranged inside the torus shape of the receiving portion 131-2 of the landing platform 13-2 as shown by a solid line in FIG. When the balloon 10-2 is filled with helium to an internal pressure suitable for operation, the balloon 10-2 has a flat shape with a balloon diameter D1 as shown by a broken line in FIG.
図5において実線で示すヘリウムを部分的に充填された気球10−2は、充填されたヘリウムにより部分的に浮上し、不安定な状態となる。このとき、気球10−2の周囲に気球10−2を支持する物が何もないと、気球10−2が横風を受けた場合に、気球10−2は揺動し、ヘリウムの充填作業が困難になる。 The balloon 10-2 partially filled with helium indicated by a solid line in FIG. 5 partially floats due to the filled helium, and is in an unstable state. At this time, if there is nothing supporting the balloon 10-2 around the balloon 10-2, when the balloon 10-2 receives a cross wind, the balloon 10-2 swings, and the helium filling operation is started. It becomes difficult.
本実施形態の係留気球1−2における着陸台13−2は、ヘリウムの充填過程にある気球10−2を支持可能な形状を有している。そのため、係留気球1−2では、着陸台13−2の内側で気球10−2にヘリウムを充填することによって気球10−2の横風による移動を規制し、気球10−2を安定して支持することができる。 The landing platform 13-2 of the mooring balloon 1-2 of the present embodiment has a shape capable of supporting the balloon 10-2 in a helium filling process. Therefore, in the mooring balloon 1-2, the helium is charged into the balloon 10-2 inside the landing platform 13-2, thereby restricting the movement of the balloon 10-2 due to the cross wind, and stably supporting the balloon 10-2. be able to.
一方、受け部131−2のトーラス形状における大円の内径D2は、気球径D1−2よりも小さいので、受け部131−2のトーラス形状の内側に配置された状態のまま、運用に適した内圧まで気球本体部101−2にヘリウムを充填することはできない。 On the other hand, since the inner diameter D2 of the great circle in the torus shape of the receiving portion 131-2 is smaller than the balloon diameter D1-2, it is suitable for operation while being arranged inside the torus shape of the receiving portion 131-2. Helium cannot be filled into the balloon main body 101-2 up to the internal pressure.
本実施形態の気球10−2では、ヘリウムが気球本体部101−2に約70%充填されると、気球10−2の自重を超えた余剰浮力が発生し、安定した状態となる。そのため、本実施形態の着陸台13−2において、受け部131−2は、ヘリウムが気球本体部101−2に70%以上充填されるまで気球10−2をトーラス形状の内側に配置可能な形状を有している。 In the balloon 10-2 of this embodiment, when helium is filled in the balloon main body 101-2 by about 70%, excess buoyancy exceeding the weight of the balloon 10-2 is generated, and the balloon 10-2 becomes stable. Therefore, in the landing platform 13-2 of the present embodiment, the receiving portion 131-2 has a shape capable of disposing the balloon 10-2 inside the torus until the helium is filled in the balloon main body 101-2 by 70% or more. have.
運用に適した内圧までヘリウムを充填された気球10−2の体積をV1とすると、V1は以下の式で表される。 Assuming that the volume of the balloon 10-2 filled with helium to an internal pressure suitable for operation is V1, V1 is represented by the following equation.
V1=4/3×π×(D1/2)^2×(D4/2) V1 = 4/3 × π × (D1 / 2) ^ 2 × (D4 / 2)
受け部131−2のトーラス形状の内側に配置された状態でヘリウムを充填された気球10−2の体積をV2とする。このとき、気球10−2において、設置面に平行な断面の直径が受け部131−2のトーラス形状の内径であるD3となり、高さが運用に適した内圧までヘリウムを充填された気球10−2の高さと同じD4となっているとする。このとき、V2は、以下の式で表される。 The volume of the helium-filled balloon 10-2 placed inside the torus shape of the receiving portion 131-2 is defined as V2. At this time, in the balloon 10-2, the diameter of the cross section parallel to the installation surface becomes D3, which is the inner diameter of the torus shape of the receiving portion 131-2, and the height of the balloon 10-filled with helium to an internal pressure suitable for operation. It is assumed that D4 is the same as the height of 2. At this time, V2 is represented by the following equation.
V2=π×(D3/2)^2×D4 V2 = π × (D3 / 2) ^ 2 × D4
また、このとき、気球10−2のヘリウム充填率V2/V1は、以下の式で表される。 At this time, the helium filling rate V2 / V1 of the balloon 10-2 is represented by the following equation.
V2/V1=(3×D3^2)/(2×D1^2) V2 / V1 = (3 × D3 ^ 2) / (2 × D1 ^ 2)
したがって、ヘリウム充填率V2/V1が70%以上のときに受け部131−2の内側に気球10−2を配置可能にするために、気球径D1とトーラス形状の内径D3とは以下の関係を満たす。 Therefore, in order to enable the balloon 10-2 to be disposed inside the receiving portion 131-2 when the helium filling rate V2 / V1 is 70% or more, the following relationship is established between the balloon diameter D1 and the inner diameter D3 of the torus shape. Fulfill.
D3≧D1×0.68 D3 ≧ D1 × 0.68
一方、内径D3が気球径D1以上となると、受け部131−2が気球10−2を支持することができない。そこで、本実施形態の係留気球1−2において、気球径D1と内径D3とは、以下の関係を満たす。 On the other hand, when the inner diameter D3 is equal to or larger than the balloon diameter D1, the receiving portion 131-2 cannot support the balloon 10-2. Therefore, in the tethered balloon 1-2 of the present embodiment, the balloon diameter D1 and the inner diameter D3 satisfy the following relationship.
D1×0.68≦D3<D1 D1 × 0.68 ≦ D3 <D1
また、受け部131−2のトーラス形状の内側に配置された状態でヘリウムを充填された気球10−2を安定して支持するため、受け部131−2の高さHが、ヘリウム充填率が70%のときの気球10−2の高さD4の1/2以上であることが好ましい。高さHは、脚部132−2の受け部131−2に接続された一端でない他端から、受け部131−2の外表面に配置され気球10−2が着陸台13−2に着陸するときに気球10−2が接触する接触部131−2bまでの高さである。運用に適した内圧までヘリウムを充填された気球10−2の偏平率を0.7とすると、高さD4は、気球径D1を用いて、D4=D1×0.7と表すことができる。すなわち、受け部131−2の高さHと気球径D1とは、以下の関係を満たすことが好ましい。 In addition, in order to stably support the balloon 10-2 filled with helium in a state where the balloon 10-2 is arranged inside the torus shape of the receiving portion 131-2, the height H of the receiving portion 131-2 is set so that the helium filling rate is reduced. It is preferable that the height is not less than の of the height D4 of the balloon 10-2 at 70%. The height H is arranged on the outer surface of the receiving portion 131-2 from the other end which is not connected to the receiving portion 131-2 of the leg portion 132-2, and the balloon 10-2 lands on the landing platform 13-2. Sometimes the height is up to the contact portion 131-2b where the balloon 10-2 comes into contact. Assuming that the flatness of the balloon 10-2 filled with helium to an internal pressure suitable for operation is 0.7, the height D4 can be expressed as D4 = D1 × 0.7 using the balloon diameter D1. That is, it is preferable that the height H of the receiving portion 131-2 and the balloon diameter D1 satisfy the following relationship.
H≧D1×0.35 H ≧ D1 × 0.35
図6(a)は第3実施形態の係留気球における着陸台の第1使用態様を示す図であり、図6(b)は第3実施形態の係留気球における着陸台の第2使用態様を示す図である。 FIG. 6A is a diagram illustrating a first use mode of the landing table in the mooring balloon according to the third embodiment, and FIG. 6B is a diagram illustrating a second use mode of the landing table in the mooring balloon according to the third embodiment. FIG.
第3実施形態の係留気球1−3では、着陸台13−3は、車両30の備える荷台31の上に配置され、気体が充填されると扁平球状の形状をなす気球10−3を、接触により支持する。第3実施形態の着陸台13−3は、さまざまな設置環境に対応して気球を安定して支持することが可能な形状を有する。
In the mooring balloon 1-3 of the third embodiment, the landing platform 13-3 is disposed on the
第3実施形態の着陸台13−3において、受け部131−3は第1受け部131−3−1および第2受け部131−3−2を備える。また、着陸台13−3において、複数の脚部132−3は、複数の第1脚部132−3−1および複数の第2脚部132−3−2を備える。 In the landing platform 13-3 of the third embodiment, the receiving section 131-3 includes a first receiving section 131-3-1 and a second receiving section 131-3-2. In the landing platform 13-3, the plurality of legs 132-3 include a plurality of first legs 132-3-1 and a plurality of second legs 132-3-2.
複数の第2脚部132−3−2は、第2受け部131−3−2における互いに隣り合った位置で、第2受け部131−3−2に接続される。図6(a)は、車両30の右側方から見た着陸台13−3を示しているが、車両30の左側方から見た場合、着陸台13−3は、図6(a)と左右対称に現れる。すなわち、複数の第2脚部132−3−2のうち1つは車両30の右後方に配置され、他の1つは車両30の左後方に配置され、これらの複数の第2脚部132−3−2は、互いに隣り合っている。なお、車両30の右後方の第2脚部132−3−2と左後方の第2脚部132−3−2との間に異なる第2脚部が配置されていてもよく、この場合も複数の第2脚部132−3−2は互いに隣り合っている。
The plurality of second legs 132-3-2 are connected to the second receiving portion 131-3-2 at positions adjacent to each other in the second receiving portion 131-3-2. FIG. 6A shows the landing platform 13-3 viewed from the right side of the
第1受け部131−3−1は、第1受け部気室に気体を充填される。第2受け部131−3−2は、第2受け部気室に気体を充填される。第1脚部132−3−1は、第1脚部気室に気体を充填される。第2脚部132−3−2は、第2脚部気室に気体を充填される。 The first receiving portion 131-3-1 is filled with gas in the first receiving portion air chamber. In the second receiving portion 131-3-2, the second receiving portion air chamber is filled with gas. The first leg 132-3-1 is filled with gas in the first leg air chamber. The second leg 132-3-2 is filled with gas in the second leg air chamber.
第1受け部気室、第2受け部気室、第1脚部気室、および第2脚部気室は、それぞれ分離されている。したがって、第1受け部131−3−1、第2受け部131−3−2、第1脚部132−3−1、および第2脚部132−3−2は、それぞれ独立に気体を充填されることができる。 The first receiving part air chamber, the second receiving part air chamber, the first leg part air chamber, and the second leg part air chamber are respectively separated. Therefore, the first receiving portion 131-3-1, the second receiving portion 131-3-2, the first leg 132-3-1, and the second leg 132-3-2 are each independently filled with gas. Can be done.
図6(a)に示す第1態様において、第1受け部気室、第2受け部気室、第1脚部気室、および第2脚部気室は、いずれも気体が充填されている。第1態様の着陸台13−3は、離発着時の気球10−3を車両30の荷台31よりも高い位置で支持するので、気球10−3の下部に設けられるペイロード用ドーム102−3に配置される機材をメンテナンスするのに好適である。
In the first mode shown in FIG. 6A, the first receiving part air chamber, the second receiving part air chamber, the first leg air chamber, and the second leg air chamber are all filled with gas. . Since the landing platform 13-3 of the first embodiment supports the balloon 10-3 at the time of takeoff and landing at a position higher than the
図6(b)に示す第2態様において、第1受け部気室、第2受け部気室、および第1脚部気室には気体が充填されており、第2脚部気室には気体が充填されていない。その結果、着陸台13−3は、第2受け部131−3−2および第1脚部132−3−1により車両30の荷台31に接地し、第1受け部131−3−1の上面は荷台31に対して傾斜する。第2態様の着陸台13−3は、第1態様の着陸台13−3が支持するよりも低い位置で気球10−3を支持するため、気球10−3の側面に対する作業に好適である。気球10−3の側面に対する作業には、例えば気球10−3の側面への係留索11−3の取り付けまたは取り外し、気球10−3の側面への機材の取り付けまたは取り外しなどがある。
In the second mode shown in FIG. 6B, the first receiving part air chamber, the second receiving part air chamber, and the first leg part air chamber are filled with gas, and the second leg part air chamber is filled with gas. Not filled with gas. As a result, the landing platform 13-3 is grounded to the
図7は、第4実施形態の係留気球における着陸台と気球との位置関係を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a positional relationship between the landing platform and the balloon in the moored balloon according to the fourth embodiment.
第4実施形態の係留気球1−4では、着陸台13−4は、気球10−4を係留する係留索11−4が受け部131−4と干渉しない形状を有する。スクープ103−4を有する気球10−4を係留索11により係留する場合、気球10−4の係留角度は天頂から45度以内に保たれる。したがって、着陸台13−4は、係留点(4面ローラ14−4の位置)からの係留角度が45度のときに、係留索11−4が受け部131−4に接触しない構造を有する。なお、図6においては、スクープ103−4の記載を省略している。
In the mooring balloon 1-4 of the fourth embodiment, the landing platform 13-4 has a shape such that the mooring line 11-4 mooring the balloon 10-4 does not interfere with the receiving portion 131-4. When the balloon 10-4 having the scoop 103-4 is moored by the
係留角度が45度のときに、係留索11−4が高さHの受け部131−4に接触する場合、受け部131−4のトーラス形状における大円の内径D3は高さHと等しくなる。高さHは、脚部132−4の受け部131−4に接続された一端でない他端から、受け部131−4の外表面に配置され気球10−4が着陸台13−4に着陸するときに気球10−4が接触する接触部131−4bまでの高さである。すなわち、係留索11−4と受け部131−4とが接触しないようにするため、高さHを内径D3よりも小さくする。したがって、受け部131−4の高さHと受け部131−4のトーラス形状における大円の内径D3とは、以下の関係を満たす。 When the mooring line 11-4 comes into contact with the receiving portion 131-4 having the height H when the mooring angle is 45 degrees, the inner diameter D3 of the great circle in the torus shape of the receiving portion 131-4 is equal to the height H. . The height H is set on the outer surface of the receiving portion 131-4 from the other end other than the one end connected to the receiving portion 131-4 of the leg 132-4, and the balloon 10-4 lands on the landing platform 13-4. Sometimes the height is up to the contact portion 131-4b where the balloon 10-4 contacts. That is, the height H is made smaller than the inner diameter D3 in order to prevent the mooring line 11-4 from coming into contact with the receiving portion 131-4. Therefore, the height H of the receiving portion 131-4 and the inner diameter D3 of the great circle in the torus shape of the receiving portion 131-4 satisfy the following relationship.
H<D3/2 H <D3 / 2
また、受け部131−4のトーラス形状における大円の内径D3は、受け部131−4のトーラス形状における大円の外径D2および受け部131−4のトーラス形状における小円の直径dにより、以下の式で表される。 The inner diameter D3 of the great circle in the torus shape of the receiving portion 131-4 is determined by the outer diameter D2 of the great circle in the torus shape of the receiving portion 131-4 and the diameter d of the small circle in the torus shape of the receiving portion 131-4. It is represented by the following equation.
D3=D2−d×2 D3 = D2-d × 2
受け部131−4のトーラス形状における大円の外径D2および受け部131−4のトーラス形状における小円の直径dは、気球10−4を安定して支持するために、気球径D1と以下の関係を有することが好ましい。 The outer diameter D2 of the great circle in the torus shape of the receiving portion 131-4 and the diameter d of the small circle in the torus shape of the receiving portion 131-4 are smaller than the balloon diameter D1 in order to stably support the balloon 10-4. It is preferable to have the following relationship.
D2=D1×0.8
d=D1×0.07
D2 = D1 × 0.8
d = D1 × 0.07
したがって、高さHは、受け部131−4のトーラス形状の外径D2を用いて以下のように表すことができる。 Therefore, the height H can be expressed as follows using the outer diameter D2 of the torus shape of the receiving portion 131-4.
H<D2×0.4125 H <D2 × 0.4125
なお、4面ローラ14−4を設置面に配置したとき、係留索11−4は、4面ローラ14−4の物理的な高さΔHだけ設置面よりも高い位置から係留される。上述の高さHは、ΔHも含まない(4面ローラ14−4の上面からの)高さであるので、実際の受け部131−4の設置面からの高さは、H+ΔHよりも低ければ足りる。 When the four-sided roller 14-4 is arranged on the installation surface, the mooring line 11-4 is moored from a position higher than the installation surface by the physical height ΔH of the four-sided roller 14-4. Since the above-described height H does not include ΔH (from the upper surface of the four-sided roller 14-4), if the actual height of the receiving portion 131-4 from the installation surface is lower than H + ΔH. Is enough.
例えば、トーラス形状の大円の外径D2が4mである受け部131−4の高さHは、上述の式により、H>0.4125×4=1.65(m)となる。したがって、受け部131−4の高さを1.65mよりも低くすると、受け部131−4は係留索11−4に接触しない。 For example, the height H of the receiving portion 131-4 in which the outer diameter D2 of the torus-shaped great circle is 4 m is H> 0.4125 × 4 = 1.65 (m) according to the above equation. Therefore, when the height of the receiving portion 131-4 is set lower than 1.65 m, the receiving portion 131-4 does not contact the mooring line 11-4.
このとき、4面ローラ14−4の高さΔHが20cmである場合、受け部131−4の高さを20cm高くすることができる。具体的には、受け部131−4の高さを1.85mよりも低くすると、受け部131−4は係留索11−4に接触しない。 At this time, if the height ΔH of the four-sided roller 14-4 is 20 cm, the height of the receiving portion 131-4 can be increased by 20 cm. Specifically, when the height of the receiving portion 131-4 is set lower than 1.85 m, the receiving portion 131-4 does not contact the mooring line 11-4.
図8は、第5実施形態の係留気球における着陸台と気球との位置関係を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a positional relationship between a landing pad and a balloon in the moored balloon according to the fifth embodiment.
第5実施形態の係留気球1−5では、着陸台13−5は、低高度で係留される気球10−5の地面への衝突を防止する形状を有する。気球10−5を地面付近に係留する場合、地面付近では気流が乱れやすいため、乱れた気流による地面への接触により気球10−5が損傷する場合がある。一方、本実施形態の気球10−5は、着陸台13−5から1m程度上昇した状態で横風を受けた場合、スクープ103−5によって横風を揚力に変換することができるため、姿勢が安定する。そこで、本実施形態の着陸台13−5は、気球10−5を1m以下の低高度で係留する場合における気球10−5の地面への衝突を防止する形状を有している。 In the mooring balloon 1-5 of the fifth embodiment, the landing platform 13-5 has a shape that prevents the balloon 10-5 moored at a low altitude from colliding with the ground. When the balloon 10-5 is moored near the ground, the airflow tends to be turbulent near the ground, and the balloon 10-5 may be damaged by contact with the ground due to the turbulent airflow. On the other hand, when the balloon 10-5 according to the present embodiment receives a crosswind while being elevated by about 1 m from the landing platform 13-5, the crosswind can be converted into lift by the scoop 103-5, so that the attitude is stabilized. . Thus, the landing platform 13-5 of the present embodiment has a shape that prevents the balloon 10-5 from colliding with the ground when the balloon 10-5 is moored at a low altitude of 1 m or less.
気球10−5が図8において破線で示す位置P1にあるとき(受け部131−5に支持されているとき)の係留索11−5の繰り出し量を最低繰り出し量Lとする。この状態から係留索11−5を追加繰り出し量ΔLだけ繰り出すと、気球10−5は上昇する。このときに無風状態であれば、気球10−5は、図8における位置P2に位置する。係留索11−5をL+ΔLだけ繰り出された状態で強い横風を受けると、気球10−5は、受け部131−5の上部を中心として横転し、図8における位置P3に位置し、地面と接触することがある。 The extension amount of the mooring line 11-5 when the balloon 10-5 is at the position P1 indicated by the broken line in FIG. 8 (when supported by the receiving portion 131-5) is defined as the minimum extension amount L. When the mooring line 11-5 is extended from this state by the additional extension amount ΔL, the balloon 10-5 rises. At this time, if there is no wind, the balloon 10-5 is located at the position P2 in FIG. When a strong crosswind is received in a state where the mooring line 11-5 is extended by L + ΔL, the balloon 10-5 rolls over the upper portion of the receiving portion 131-5, and is located at the position P3 in FIG. May be.
このとき、4面ローラ14−5で保持された係留索11−5は、受け部131−5の上面に沿って受け部131−5に支持される。受け部131−5のトーラス形状における小円の円周の上半分の長さが、追加繰り出し量ΔLに相当する。すなわち、追加繰り出し量ΔLと受け部131−5のトーラス形状における小円の直径dとは、以下の式を満たす。 At this time, the mooring cable 11-5 held by the four-sided roller 14-5 is supported by the receiving portion 131-5 along the upper surface of the receiving portion 131-5. The length of the upper half of the circumference of the small circle in the torus shape of the receiving portion 131-5 corresponds to the additional feeding amount ΔL. That is, the additional feeding amount ΔL and the diameter d of the small circle in the torus shape of the receiving portion 131-5 satisfy the following expression.
ΔL=1/2×π×d ΔL = 1/2 × π × d
本実施形態の着陸台13−5では、追加繰り出し量ΔLが1m以下の場合における気球10−5の地面への衝突を防止するため、以下の関係を満たすように受け部131−5のトーラス形状における小円の直径dを定める。 In the landing platform 13-5 of the present embodiment, in order to prevent the balloon 10-5 from colliding with the ground when the additional extension amount ΔL is equal to or less than 1 m, the torus shape of the receiving portion 131-5 must satisfy the following relationship. The diameter d of the small circle at is determined.
d<2/π≒0.64(cm) d <2 / π ≒ 0.64 (cm)
上述の関係を満たすようdを定めることにより、追加繰り出し量ΔLが1mを超えるまでは、気球10−5の動きは係留索11−5に規制される。また、追加繰り出し量ΔLが1m以上となると、上述のように気球10−5の姿勢が安定する。 By determining d so as to satisfy the above relation, the movement of the balloon 10-5 is restricted by the mooring line 11-5 until the additional feeding amount ΔL exceeds 1 m. When the additional feeding amount ΔL is 1 m or more, the attitude of the balloon 10-5 is stabilized as described above.
当業者は、本発明の精神および範囲から外れることなく、種々の変更、置換および修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。 It will be understood by those skilled in the art that various changes, substitutions and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.
1、1−1〜5 係留気球
10、10−1〜5 気球
11、11−1〜5 係留索
13、13−1〜5 係留気球着陸台
131、131−1〜5 受け部
132、132−1〜5 脚部
1, 1-1-5
Claims (12)
それぞれの一端が前記気球の外表面に接続された複数の係留索と、
前記気球が着陸する着陸台と、を有し、
前記着陸台は、
前記第1内圧よりも低い第2内圧で内部に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体である受け部と、
前記受け部の外表面に配置され、前記気球が前記着陸台に着陸するときに前記気球が接触する接触部と、
一端が前記受け部に接続され、内部に気体が充填されたときに柱形状をなす複数の樹脂製袋体である脚部と、を備える、係留気球。 A balloon including a resin bag that has a flat shape when the inside is filled with a gas at a first internal pressure;
A plurality of mooring lines each having one end connected to an outer surface of the balloon;
A landing platform on which the balloon lands, and
The landing platform is
A receiving portion that is a resin bag that forms a torus shape when the inside is filled with gas at a second internal pressure lower than the first internal pressure;
A contact portion disposed on an outer surface of the receiving portion, wherein the balloon contacts the balloon when the balloon lands on the landing platform;
A captive balloon having one end connected to the receiving portion and a plurality of resin-made bag bodies having a columnar shape when the inside is filled with gas.
前記第2内圧が0.3kPa未満である、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の係留気球。 The first internal pressure is 0.3 kPa or more;
The tethered balloon according to any one of claims 1 to 3, wherein the second internal pressure is less than 0.3 kPa.
それぞれの一端が前記気球の外表面に接続された複数の係留索と、
前記気球が着陸する着陸台と、を有し、
前記着陸台は、
内部に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体であって、前記トーラス形状における大円の内径D3がD1×0.68≦D3≦D1の関係を満たす受け部と、
一端が前記受け部に接続され、内部に気体が充填されたときに柱形状をなす複数の樹脂製袋体である脚部と、を備える、係留気球。 A balloon having a flat-shaped resin bag when filled with a gas therein, and having a balloon diameter D1 that is a diameter of a cross-section in the horizontal direction of the flat shape,
A plurality of mooring lines each having one end connected to an outer surface of the balloon;
A landing platform on which the balloon lands, and
The landing platform is
A receiving portion, which is a resin-made bag having a torus shape when the inside is filled with gas, wherein an inner diameter D3 of a great circle in the torus shape satisfies a relationship of D1 × 0.68 ≦ D3 ≦ D1,
A captive balloon having one end connected to the receiving portion and a plurality of resin-made bag bodies having a columnar shape when the inside is filled with gas.
それぞれの一端が前記気球の外表面に接続された複数の係留索と、
前記気球が着陸する着陸台と、を有し、
前記着陸台は、
受け部気室に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体である受け部と、
一端が前記受け部に接続され、内部に気体が充填されたときに柱形状をなす複数の樹脂製袋体である脚部と、を備え、
前記脚部は、
気体を充填される第1脚部気室をそれぞれ有する複数の第1脚部と、
気体を充填される第2脚部気室をそれぞれ有する複数の第2脚部であって、前記第2脚部気室は前記受け部気室および前記第1脚部気室から分離されており、前記受け部における互いに隣り合った位置で前記受け部に接続される前記受け部気室および前記第1脚部気室から分離されて第2脚部と、を備える、係留気球。 A balloon including a resin bag that has a flat shape when filled with gas,
A plurality of mooring lines each having one end connected to an outer surface of the balloon;
A landing platform on which the balloon lands, and
The landing platform is
A receiving portion which is a resin bag forming a torus shape when the receiving portion air chamber is filled with gas,
One end is connected to the receiving portion, the leg portion is a plurality of resin-made bag-shaped when the inside is filled with gas, comprising:
Said legs,
A plurality of first legs each having a first leg chamber filled with gas;
A plurality of second legs each having a second leg chamber filled with gas, wherein the second leg chamber is separated from the receiving chamber and the first leg chamber. And a second leg separated from the receiving portion air chamber and the first leg air chamber connected to the receiving portion at positions adjacent to each other in the receiving portion.
それぞれの一端が前記気球の外表面に接続された複数の係留索と、
前記気球が着陸する着陸台と、を有し、
前記着陸台は、
内部に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体であって、前記トーラス形状の大円の内径がD3である受け部と、
一端が前記受け部に接続され、内部に気体が充填されたときに柱形状をなす複数の樹脂製袋体であって、前記一端でない他端から前記受け部の外表面に配置され前記気球が前記着陸台に着陸するときに前記気球が接触する接触部までの高さHがH<D3/2を満たす脚部と、を備える、係留気球。 A balloon including a resin bag that has a flat shape when filled with gas,
A plurality of mooring lines each having one end connected to an outer surface of the balloon;
A landing platform on which the balloon lands, and
The landing platform is
A receiving portion having a torus-shaped resin bag when the inside is filled with a gas, wherein the torus-shaped great circle has an inner diameter of D3;
One end is connected to the receiving portion, and a plurality of resin-made bags forming a column shape when the inside is filled with a gas, wherein the balloon is disposed on the outer surface of the receiving portion from the other end other than the one end. And a leg having a height H to a contact portion with which the balloon comes into contact when landing on the landing platform, wherein the height H satisfies H <D3 / 2.
それぞれの一端が前記気球の外表面に接続された複数の係留索と、
前記気球が着陸する着陸台と、を有し、
前記着陸台は、
内部に気体が充填されたときにトーラス形状をなす樹脂製袋体であって、前記トーラス形状における小円の直径dは、d<2/πの関係を満たす受け部と、
一端が前記受け部に接続され、内部に気体が充填されたときに円柱形状をなす複数の樹脂製袋体である脚部と、を備える、係留気球。 A balloon including a resin bag that has a flat shape when filled with gas,
A plurality of mooring lines each having one end connected to an outer surface of the balloon;
A landing platform on which the balloon lands, and
The landing platform is
A receiving portion that satisfies the relationship of d <2 / π, which is a resin-made bag having a torus shape when a gas is filled therein;
An anchoring balloon having one end connected to the receiving portion and a plurality of resin-made bag bodies having a columnar shape when the inside is filled with a gas.
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2018
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