JP2022089126A - 飛行体のための姿勢維持着艦 - Google Patents

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Abstract

【課題】船の甲板に設けられ、飛行体が着陸するための着艦装置を提供する。【解決手段】着艦装置５０は、飛行体４０が着陸するためのプレート５１と、プレート５１の上部に位置する網体５２と、前記網体５２と前記プレート５１とを連結する連結バー５２ａと、前記プレート５１の下部に位置し、前記プレート５１をサージ（ｓｕｒｇｅ）、ヒーヴ（ｈｅａｖｅ）、スウェイ（ｓｗａｙ）、ロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）及びヨー（ｙａｗ）の方向に調整する姿勢調整部５５とを含む、飛行体のための姿勢維持着艦装置である。【選択図】図８

Description

本発明は、飛行体に関し、より詳しくは、飛行体の着艦装置に関する。
一般に、無人飛行体の離着陸は、陸上だけでなく、海上である船の甲板上でも行われる。海上においては、陸上に比べて、波と風のため船の揺れが激しく、それ故に海上での離着陸は厳しい条件で行われる。
艦上での離着陸においては、飛行体が船の着陸台上まで飛行した後、ホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）しながら船の揺れを把握し、着陸に最適の条件を把握してから着陸が試みられる。このとき、飛行体を船の甲板に固定するための別途の着艦装置が用いられるが、このような着艦装置の一つとしてハープーン・グリッド・システム（ｈａｒｐｏｏｎ ｇｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ）が挙げられる。
ハープーン・グリッド・システムは、艦上の着陸台に円形のグリッドを設け、飛行体が着陸するとき、胴体の下部に備えられたハープーンを降ろし、ハープーンのフックをグリッドに引っ掛けることで飛行体を船に固定する方法である。
しかし、ハープーンがグリッドに締結されれば、飛行体が艦上に拘束された状態になるため、波による艦上の急激な揺れや突風などによって飛行体の姿勢が崩れたとき、姿勢を回復し難く、墜落または艦上との衝突などの事故につながるおそれがある。また、飛行体に組み込まれるハープーン装置は、それ自体が重いため、飛行体の重量を増加させて飛行時間と積載重量を減少させる。
韓国特許公開第１０－２０１５－００５７６１９号公報 韓国特許公開第１０－２０１８－００２４７２０号公報
本発明は、艦上または車両などのような移動体上で飛行体が垂直離着陸するとき、着艦装置の底面を常に水平に維持することで飛行体の離陸と着陸を安全且つ容易にし、離着陸時点で底面が動くことで生じ得る事故を予め防止することを目的とする。
近年、多様な産業現場と軍事的な目的で無人機の使用が急増しているが、無人機は十分な飛行時間を確保するため飛行体の重量を最大限に減らさなければならない。そこで、本発明は、無人機に追加的な装置を設けなくても、艦上のような移動体上での安定的な離着陸を可能にすることを目的とする。
本発明は、船１００の甲板１０１に設けられ、飛行体４０が着陸するための着艦装置５０に関し、該着艦装置５０は、飛行体４０が着陸するためのプレート５１と、プレート５１の上部に位置する網体５２と、前記網体５２と前記プレート５１とを連結する連結バー５２ａと、前記プレート５１の下部に位置し、前記プレート５１をサージ（ｓｕｒｇｅ）、ヒーヴ（ｈｅａｖｅ）、スウェイ（ｓｗａｙ）、ロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）及びヨー（ｙａｗ）の方向に調整する姿勢調整部５５とを含む、飛行体のための姿勢維持着艦装置を提供する。
また、前記飛行体４０は、ランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、前記ランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの下部に位置するフック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄと、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの上部に位置する円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄとを含み、前記フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは網体５２の下側に位置し、前記円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは網体５２の上側に位置することができる。
また、本発明において、前記姿勢調整部５５は、五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを含み、前記甲板１０１の上部にはコントロールボックス７０が設けられて慣性測定装置が測定した船１００のサージ、ヒーヴ、スウェイ、ロール、ピッチ及びヨーの値に基づいて前記五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを制御することができる。
本発明によれば、艦上で飛行体の離着陸が行われる底面の姿勢を常に水平に維持することで、飛行体を安全且つ容易に垂直離着陸させることができる。
また、本発明によれば、従来のハープーンシステムのように飛行体にハープーン装置を設けないため、飛行体の重量を減らして飛行時間と積載重量を増加させることができ、離着陸時の危険要素を除去して事故を予防することができる。
艦上における運動方向を示した概念図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第１状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第２状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第３状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第４状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第５状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の追加的な特徴を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の追加的な特徴を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の追加的な特徴を示した図である。
以下、添付された図面を参照して本発明を詳しく説明する。
添付された図面は、本発明の例示的な形態を示したものであって、本発明を詳しく説明するために提供されるものに過ぎないため、これによって本発明の技術的な範囲が限定されると解釈されてはならない。
艦上のような移動体の運動には、図１のように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれにおける往復運動であるサージ（ｓｕｒｇｅ）、ヒーヴ（ｈｅａｖｅ）、スウェイ（ｓｗａｙ）、及びｘ軸、ｙ軸、ｚ軸をそれぞれ中心にする回転運動であるロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、ヨー（ｙａｗ）があり、これら６種の方向が組み合わせられて揺れるようになる。
このとき、飛行体が離陸または着陸する時点において、艦上の底面の先後（ｓｕｒｇｅ）、上下（ｓｗａｙ）、左右（ｈｅａｖｅ）方向の往復運動に対しては相対的に対応し易いが、ロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、ヨー（ｙａｗ）のような回転運動によって底面の角度と方向が変わると、離着陸時に飛行体が離着陸装置の境界から外れるか又は艦上と飛行体の下部とが衝突してしまい、飛行体が姿勢制御可能範囲を超えて転倒するなどの大きい事故を起こすおそれがある。
このような問題を解決するため、本発明によれば、移動体である船１００に設けられる着艦装置５０を移動体である船１００の回転方向の逆方向に回転させることで、着艦装置のプレート５１を常に正姿勢に維持させて飛行体の安全な離着陸を保障する。
本発明の着艦装置５０は、下部の姿勢調整部５５を含み、前記姿勢調整部５５は五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを含む。
前記着艦装置５０の下部である船の甲板１０１に、ジャイロセンサ、加速度センサ、コンパスセンサ、高度センサ、またはこれらの組み合わせなどからなるＩＭＵセンサ（慣性測定装置）を取り付け、船のサージ、ヒーヴ、スウェイ、ロール、ピッチ及びヨーの値を測定する。
また、船の甲板１０１にはコントロールボックス７０が設けられ、前記ＩＭＵセンサで取得した値である六軸の値を用いて下部の姿勢調整部５５に制御信号を伝送し、下部姿勢調整部５５の五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅの作動によって着艦装置５０のプレート５１を船の運動方向に対して逆方向に動かすことで、地平線と平行に水平を維持できるようにする。
したがって、飛行体４０は、船の揺れと関係なく水平を維持する着艦装置５０のプレートに安全に着陸することができる。
また、図７～図９は、本発明の他の実施形態であって、プレート５１の上部に網体５２が設けられ、前記網体５２は前記プレート５１と連結バー５２ａによって連結され、飛行体４０は網体５２に着陸する。
飛行体４０のランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄにはフック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが設けられ、飛行体４０が網体５２に着陸するとき、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが網体に引っ掛かって飛行体を安定的に固定することができる。
また、前記ランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄには、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの上部に円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄが設けられ、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは網体５２の下側に位置し、円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは網体５２の上側に位置するようになるため、飛行体を網体に固定することができる。
本発明は、上述した実施形態及び図面によって限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様な置換、付加及び変更が可能であることは言うまでもない。
４０：飛行体
５０：着艦装置
５５：姿勢調整部
１０１：甲板
１００：船
本発明は、飛行体に関し、より詳しくは、飛行体の着艦システムに関する。
一般に、無人飛行体の離着陸は、陸上だけでなく、海上である船の甲板上でも行われる。海上においては、陸上に比べて、波と風のため船の揺れが激しく、それ故に海上での離着陸は厳しい条件で行われる。
艦上での離着陸においては、飛行体が船の着陸台上まで飛行した後、ホバリング（ｈｏｖｅｒｉｎｇ）しながら船の揺れを把握し、着陸に最適の条件を把握してから着陸が試みられる。このとき、飛行体を船の甲板に固定するための別途の着艦装置が用いられるが、このような着艦装置の一つとしてハープーン・グリッド・システム（ｈａｒｐｏｏｎ ｇｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ）が挙げられる。
ハープーン・グリッド・システムは、艦上の着陸台に円形のグリッドを設け、飛行体が着陸するとき、胴体の下部に備えられたハープーンを降ろし、ハープーンのフックをグリッドに引っ掛けることで飛行体を船に固定する方法である。
しかし、ハープーンがグリッドに締結されれば、飛行体が艦上に拘束された状態になるため、波による艦上の急激な揺れや突風などによって飛行体の姿勢が崩れたとき、姿勢を回復し難く、墜落または艦上との衝突などの事故につながるおそれがある。また、飛行体に組み込まれるハープーン装置は、それ自体が重いため、飛行体の重量を増加させて飛行時間と積載重量を減少させる。
韓国特許公開第１０－２０１５－００５７６１９号公報 韓国特許公開第１０－２０１８－００２４７２０号公報
本発明は、艦上または車両などのような移動体上で飛行体が垂直離着陸するとき、着艦装置の底面を常に水平に維持することで飛行体の離陸と着陸を安全且つ容易にし、離着陸時点で底面が動くことで生じ得る事故を予め防止することを目的とする。
近年、多様な産業現場と軍事的な目的で無人機の使用が急増しているが、無人機は十分な飛行時間を確保するため飛行体の重量を最大限に減らさなければならない。そこで、本発明は、無人機に追加的な装置を設けなくても、艦上のような移動体上での安定的な離着陸を可能にすることを目的とする。
本発明は、飛行体４０と、船１００の甲板１０１に設けられ、飛行体４０が着陸するための着艦装置５０とからなるシステムに関し、該着艦装置５０は、飛行体４０が着陸するためのプレート５１と、プレート５１の上部に位置する網体５２と、前記網体５２と前記プレート５１とを連結する連結バー５２ａと、前記プレート５１の下部に位置し、前記プレート５１をサージ（ｓｕｒｇｅ）、ヒーヴ（ｈｅａｖｅ）、スウェイ（ｓｗａｙ）、ロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）及びヨー（ｙａｗ）の方向に調整する姿勢調整部５５とを含む、飛行体のための姿勢維持着艦システムを提供する。
また、前記飛行体４０は、ランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、前記ランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの下部に位置するフック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄと、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの上部に位置する円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄとを含み、前記フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは網体５２の下側に位置し、前記円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは網体５２の上側に位置することができる。
また、本発明において、前記姿勢調整部５５は、五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを含み、前記甲板１０１の上部にはコントロールボックス７０が設けられて慣性測定装置が測定した船１００のサージ、ヒーヴ、スウェイ、ロール、ピッチ及びヨーの値に基づいて前記五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを制御することができる。
本発明によれば、艦上で飛行体の離着陸が行われる底面の姿勢を常に水平に維持することで、飛行体を安全且つ容易に垂直離着陸させることができる。
また、本発明によれば、従来のハープーンシステムのように飛行体にハープーン装置を設けないため、飛行体の重量を減らして飛行時間と積載重量を増加させることができ、離着陸時の危険要素を除去して事故を予防することができる。
艦上における運動方向を示した概念図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第１状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第２状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第３状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第４状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の第５状態を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の追加的な特徴を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の追加的な特徴を示した図である。 本発明による姿勢維持着艦装置の追加的な特徴を示した図である。
以下、添付された図面を参照して本発明を詳しく説明する。
添付された図面は、本発明の例示的な形態を示したものであって、本発明を詳しく説明するために提供されるものに過ぎないため、これによって本発明の技術的な範囲が限定されると解釈されてはならない。
艦上のような移動体の運動には、図１のように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれにおける往復運動であるサージ（ｓｕｒｇｅ）、ヒーヴ（ｈｅａｖｅ）、スウェイ（ｓｗａｙ）、及びｘ軸、ｙ軸、ｚ軸をそれぞれ中心にする回転運動であるロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、ヨー（ｙａｗ）があり、これら６種の方向が組み合わせられて揺れるようになる。
このとき、飛行体が離陸または着陸する時点において、艦上の底面の先後（ｓｕｒｇｅ）、上下（ｓｗａｙ）、左右（ｈｅａｖｅ）方向の往復運動に対しては相対的に対応し易いが、ロール（ｒｏｌｌ）、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）、ヨー（ｙａｗ）のような回転運動によって底面の角度と方向が変わると、離着陸時に飛行体が離着陸装置の境界から外れるか又は艦上と飛行体の下部とが衝突してしまい、飛行体が姿勢制御可能範囲を超えて転倒するなどの大きい事故を起こすおそれがある。
このような問題を解決するため、本発明によれば、移動体である船１００に設けられる着艦装置５０を移動体である船１００の回転方向の逆方向に回転させることで、着艦装置のプレート５１を常に正姿勢に維持させて飛行体の安全な離着陸を保障する。
本発明の着艦装置５０は、下部の姿勢調整部５５を含み、前記姿勢調整部５５は五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを含む。
前記着艦装置５０の下部である船の甲板１０１に、ジャイロセンサ、加速度センサ、コンパスセンサ、高度センサ、またはこれらの組み合わせなどからなるＩＭＵセンサ（慣性測定装置）を取り付け、船のサージ、ヒーヴ、スウェイ、ロール、ピッチ及びヨーの値を測定する。
また、船の甲板１０１にはコントロールボックス７０が設けられ、前記ＩＭＵセンサで取得した値である六軸の値を用いて下部の姿勢調整部５５に制御信号を伝送し、下部姿勢調整部５５の五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅの作動によって着艦装置５０のプレート５１を船の運動方向に対して逆方向に動かすことで、地平線と平行に水平を維持できるようにする。
したがって、飛行体４０は、船の揺れと関係なく水平を維持する着艦装置５０のプレートに安全に着陸することができる。
また、図７～図９は、本発明の他の実施形態であって、プレート５１の上部に網体５２が設けられ、前記網体５２は前記プレート５１と連結バー５２ａによって連結され、飛行体４０は網体５２に着陸する。
飛行体４０のランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄにはフック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが設けられ、飛行体４０が網体５２に着陸するとき、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが網体に引っ掛かって飛行体を安定的に固定することができる。
また、前記ランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄには、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの上部に円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄが設けられ、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは網体５２の下側に位置し、円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは網体５２の上側に位置するようになるため、飛行体を網体に固定することができる。
前記ランディングギア４１ａの下部には、貫通孔４１ａａ、及び前記フック４２ａが挿入可能なスロット４１ａｂが設けられ、前記フック４２ａは前記貫通孔４１ａａに嵌め込まれる回転バー４２ａａを中心に回転しながら前記スロット４１ａｂに挿入されており、前記フック４２ａは前記回転バー４２ａａを中心に回転しながら前記スロット４１ａｂから外側に広がって、前記フック４２ａと円板状係止部４３ａとの間に前記網体５２が位置することで飛行体４０が網体５２に固定される。
本発明は、上述した実施形態及び図面によって限定されるものではなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で多様な置換、付加及び変更が可能であることは言うまでもない。
４０：飛行体
５０：着艦装置
５５：姿勢調整部
１０１：甲板
１００：船

Claims (3)

  1. 船１００の甲板１０１に設けられ、飛行体４０が着陸するための着艦装置５０であって、
    前記着艦装置５０は、飛行体４０が着陸するためのプレート５１と、プレート５１の上部に位置する網体５２と、前記網体５２と前記プレート５１とを連結する連結バー５２ａと、前記プレート５１の下部に位置し、前記プレート５１をサージ、ヒーヴ、スウェイ、ロール、ピッチ及びヨーの方向に調整する姿勢調整部５５とを含み、
    前記飛行体４０は、ランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、前記ランディングギア４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの下部に位置するフック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄと、フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの上部に位置する円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄとを含み、
    前記フック４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄは網体５２の下側に位置し、前記円板状係止部４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄは網体５２の上側に位置する、飛行体のための姿勢維持着艦装置。
  2. 前記甲板１０１の上部に慣性測定装置が設けられて前記船１００のサージ、ヒーヴ、スウェイ、ロール、ピッチ及びヨーの値を測定し、
    前記プレート５１は、前記船１００のサージ、ヒーヴ、スウェイ、ロール、ピッチ及びヨーの値の逆方向に動くように制御される、請求項１に記載の飛行体のための姿勢維持着艦装置。
  3. 前記姿勢調整部５５は、五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを含み、
    前記甲板１０１の上部にコントロールボックス７０が設けられ、前記慣性測定装置が測定した船１００のサージ、ヒーヴ、スウェイ、ロール、ピッチ及びヨーの値に基づいて前記五本の軸５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ、５５ｅを制御する、請求項２に記載の飛行体のための姿勢維持着艦装置。
JP2021027889A 2020-12-03 2021-02-24 飛行体のための姿勢維持着艦システム Active JP7454246B2 (ja)

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KR10-2020-0167600 2020-12-03

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