JP2023118027A - Flight body falling assist device - Google Patents

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Abstract

To solve the problem that an emergency parachute mounted on a flight body has no choice of a landing point because it moves to a downwind direction after deployment and is landed, and to adjust falling speed of the flight body without large change of a parachute system.SOLUTION: A flight body falling assist device includes a cross-shaped parachute X and its deployment mechanism, wherein the deployment mechanism has a first bridal cord 13 obtained by bundling a plurality of first suspension lines 1 and 4 connected to a corner part of the parachute, a second bridal cord 14 obtained by a plurality of second suspension lines connected to an edge part other than the corner part, and a variable mechanism for changing a ratio of a length of the first or second bridal cord, and changes the length of the first or second bridal cord between a flight body and the parachute, and changes a projection blade area at the time of deployment of the parachute.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ドローン等の飛行体に設置するパラシュート落下補助装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a parachute drop assistance device installed in a flying object such as a drone.

パラシュートの落下(降下)速度の調整には、いくつかの技術が提案されている。特許文献1には、パラシュートの傘体の展開面積を変えるため、吊策の上部周囲を取り囲む補助策を設け、この補助策の一端を巻取り機で巻き取り制御し、補助策の弛緩、緊張により傘体の展開の大きさを変化させる技術が開示されている。特許文献2には、パラシュート頂部に開口部を有し、絞り部、絞り紐にてこの開口部面積を変化させ、パラシュートの浮遊力を変化させる技術が記載されている。 Several techniques have been proposed for adjusting the fall (descent) speed of the parachute. In Patent Document 1, in order to change the development area of the canopy of the parachute, an auxiliary measure surrounding the upper periphery of the suspension measure is provided, and one end of this auxiliary measure is controlled to be wound by a winder to loosen and tighten the auxiliary measure. discloses a technique for changing the extent of deployment of a canopy. Patent Literature 2 describes a technique that has an opening at the top of the parachute and changes the area of the opening with a throttle and a string to change the floating force of the parachute.

特開平7-40898号公報JP-A-7-40898

実開平2-49598号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-49598

特許文献1には、パラシュート傘体の吊索に補助索を取り付け、これを巻き取り機で巻き取り制御して弛緩又は緊張させ、吊索の牽引方向を変えることで展開面積を変化させ、降下速度を変化させる技術が開示されている。この技術では、補助索、巻き取り機の設置という複雑な機構が必要で、パラシュート展開中では強力な張力が掛かっている多数の吊索の牽引方向を変えるには強力な巻き取り機構とする必要もあり、ドローン様な飛行体への設置は適当でない。文献1では補助策、モーター等の構造を付加する必要があるとともに、開口部の締め込み方向と、手元または引き込み装置での引き込み方向の違いからそれを矯正誘導する滑車類の存在がサスペンションラインの梱包時から展開開傘に至る際に干渉、引っ掛かりによる正常開傘の障害となる可能性を有する。重力方向へかかる荷重により、パラシュートのサスペンションラインは全体荷重÷本数となってそれぞれに分散して架かる。この文献1のように、すべてのサスペンションラインを囲んだ外周に水平方向に円形に索状のものを巻いてモーターの引き込みにより円周を小さくすると、上下方向に緊張しているサスペンションラインとの摩擦を生み熱となって稼働する側の索が焼き切れる可能性がある。また、文献1では、巻き込み用のモーター装置を配する位置は傘体下、すべてのサスペンションラインに囲まれた内側となる。パラシュートはパッキング(畳んだ)状態からの展開が必須であり、このモーター装置の位置の都合上からサスペンションラインと完全分離してパッキングすることが不可能である。
対人用の緊急パラシュートのパッキングはその取扱い作業に免許制度を制定している国もあり、アメリカでは連邦航空局より発行されていることもあり、文献1の技術の採用は困難である。また、ラウンドタイプパラシュートでは、文献1のようにサスペンションラインを外周から締めこむ力を加えて水平方向にセンターライン方向(中央部)へ引き込んだ場合に傘体の円周そのものが変化することは無く、傘体(キャノピー)の最下段縁部分のサスペンションライン取付部だけが中央部へ引き込まれ、隣合う取り付け部分の間にある生地は弛んだ状態なって引き込み索が形成する円よりも外側に残ったままとなる。これにより沈下速度の高速化は考えられるが、想定している効果に比較して低い速度変化であること、生地がたるむことによりフラッター現象(バタつき)が発生し、大きな減速効果によって差し引きでは効果ゼロまたはマイナスなる可能性がある。またさらに深刻な問題はフラッターにより安定を失い、降下が直線飛行(直線軌道)ではなくなり、接地の瞬間に振り子運動による地面への激突を起こす可能性を残している。
In Patent Document 1, an auxiliary cable is attached to a sling cable of a parachute canopy body, and this is controlled to be wound up by a winder to be loosened or tensed. A technique for varying the speed is disclosed. This technology requires a complex mechanism of installing auxiliary ropes and winders, and a strong winding mechanism is necessary to change the pulling direction of many slings that are under strong tension during parachute deployment. Therefore, it is not suitable for installation on flying objects such as drones. In Document 1, it is necessary to add a structure such as an auxiliary measure and a motor, and the existence of pulleys to correct and guide the difference between the tightening direction of the opening and the pulling direction at hand or with a pulling device is necessary for the suspension line. There is a possibility that normal opening of the umbrella may be hindered due to interference and catching during packing and unfolding. Due to the load applied in the direction of gravity, the total load divided by the number of suspension lines of the parachute is spread over each line. As in this document 1, if a cord-like thing is wound horizontally in a circle around the outer circumference surrounding all the suspension lines and the circumference is made smaller by pulling in the motor, friction with the suspension lines that are tense in the vertical direction will occur. It may generate heat and burn out the rope on the operating side. Further, in Document 1, the position where the winding motor device is arranged is the inside surrounded by all the suspension lines under the canopy. The parachute must be unfolded from the packed (folded) state, and due to the position of the motor device, it is impossible to pack the parachute completely separated from the suspension line.
Some countries have enacted a license system for handling emergency parachute packing for interpersonal use, and in the United States, it is issued by the Federal Aviation Administration, so it is difficult to adopt the technology of Document 1. Also, with the round type parachute, when the suspension line is pulled horizontally toward the center line (central part) by applying a tightening force from the outer periphery as in Document 1, the circumference of the canopy itself does not change. , Only the suspension line attachment part of the lowermost edge part of the canopy is pulled in to the center part, and the fabric between the adjacent attachment parts is in a slack state and remains outside the circle formed by the drag line. remain. Although it is conceivable that the sinking speed can be increased by this, the speed change is lower than the expected effect, and fluttering occurs due to the sagging of the fabric, and the large deceleration effect causes a net effect. can be zero or negative. A more serious problem is that flutter causes instability, the descent is no longer in a straight line (straight trajectory), leaving the possibility of pendulum impact on the ground at the moment of touchdown.

特許文献2には、パラシュート頂部に開口部を設け、絞り部、絞り紐にてこの開口の面積を変化させる技術が示されている。この技術の場合、開口部の締め込み方向と、手元または引き込み装置での引き込み方向の違いからそれを矯正誘導する滑車類の存在がサスペンションラインの梱包時から展開開傘に至る際に干渉、引っ掛かりによる正常開傘の障害となる可能性を有する。飛行体の降下速度変化をもたらす最大空気抵抗部分は翼端(ラウンド型パラシュートの場合は最下段縁部分)であり、文献2のように、傘体(キャノピー)の頂点部分に開口部を作り降下中に開閉を行うことは必要な降下速度の変化が得られないにくいことも考えられる。Patent Literature 2 discloses a technique in which an opening is provided at the top of a parachute and the area of the opening is changed by a diaphragm and a diaphragm string. In the case of this technology, the presence of pulleys that correct and guide the difference between the tightening direction of the opening and the pulling direction at the hand or at the pulling device interferes and gets caught when the suspension line is packed and deployed. There is a possibility that it may interfere with normal umbrella opening due to The maximum air resistance part that causes changes in the descent speed of the flying object is the wing tip (the bottom edge part in the case of a round parachute). It is also conceivable that it is difficult to obtain the necessary change in the descent speed by opening and closing during the operation.

ドローンが物資を空中輸送する場合に故障もしくは鳥や他の飛行物体、建造物との衝突などに起因して飛行を継続できなくなって落下する緊急事態が想定され、これを回避するまたは地上への衝撃を緩和する目的で緊急用パラシュートを装着するが、緊急用パラシュートしては進行性を有さないラウンド型パラシュートが適している。その際に地上と平行に吹く自然風の有無がパラシュート使用に影響を与える場合がある。風速が弱い場合は風下へと流されて移動する範囲はより短く小さいが、風速が強くなるほど風下への移動範囲(距離)は大きく長くなる。ドローンによる輸送は飛行コースの下に第三者の存在が無い場所を想定したコースを設定される傾向があるが、パラシュート使用時に風下方向へ流されて移動してゆく場合は民家の密集地、車両が通行する道路、その他施設などが存在する可能性があり、着地位置がわずかにずれることで第三者または第三者の財産ある建造物、車両などに衝突の可能性が回避されるかどうかの分岐点となるケースがある。このため、ドローンの降下速度を調整して、着地位置を変更する事が望まれる。前述したように、特許文献1、2の技術では、このような課題には適さないと思われる。 When the drone transports goods in the air, it is assumed that there will be an emergency situation in which the drone cannot continue the flight due to malfunction or collision with birds, other flying objects, or structures, etc., and avoid this or return to the ground. An emergency parachute is attached for the purpose of mitigating the impact, but a round parachute is suitable as an emergency parachute because it does not progress. At that time, the presence or absence of natural winds blowing parallel to the ground may affect the use of the parachute. When the wind speed is weak, the range of movement to the leeward is shorter and smaller, but the stronger the wind speed, the longer the range (distance) of movement to the leeward. Drone transport tends to set a course that assumes a place where there are no third parties under the flight course, but when using a parachute and moving in a downwind direction, dense private houses, There is a possibility that there are roads and other facilities on which the vehicle travels, and if the landing position is slightly shifted, is it possible to avoid the possibility of collision with a third party or a third party's property building, vehicle, etc.? There is a case that becomes a turning point. For this reason, it is desirable to adjust the descent speed of the drone and change the landing position. As described above, the techniques of Patent Documents 1 and 2 are not considered suitable for such problems.

パラシュートには、前進方向から空気を取り入れて膨張させることで翼を形成するラムエアー構造を有することで前進及び旋回操作が可能なラムエアー型パラシュートと、傘体部分を一枚布で構成され進行性を有さないパラシュートとに大別される。その中でもドーム型形状のラウンドパラシュートと十字型形状のクロスパラシュートが存在する。ラウンド型の緊急パラシュートは開傘速度は速く低高度でも活用しやすいがその一方で操作性を有さないことで開傘後は風下へ移動して着地することとなるため着地点の選択肢がない。本発明者は、十字型形状のクロスパラシュートにおいては、傘体に接続するサスペンションラインの張り方の強弱により降下時に下から受ける風圧によって傘体が膨張しようとする力の影響で投影形状を正方形から円形までの形状をなすことに着目し、この形状変化を固定とせず、任意に選択して切り替えることを可能とした。本発明は、飛行体の速度調整を、通常のパラシュートシステムの基本構成を大きく変更することなく、パラシュートと飛行体に繋がるサスペンションライン、ブライダルコード機構に大きな変更を施すことなく、この機構に独特の工夫(下記課題を解決するための手段に示す)を適用することにより可能とするものである。また、本発明は、飛行開始前に、飛行体の落下速度調整・設定を容易に可能とする落下補助装置を提供する事を目的とする。 The parachute has a ram air structure that forms wings by taking in air from the forward direction and inflating it, allowing it to move forward and turn. It is roughly divided into a parachute that does not have one. Among them, there are dome-shaped round parachutes and cross-shaped cross parachutes. The round-type emergency parachute has a fast deployment speed and is easy to use even at low altitudes, but on the other hand, it does not have operability, so after it is deployed, it will move downwind and land, so there is no choice of landing point. . In a cross parachute having a cruciform shape, the projection shape is changed from a square to a square due to the force that causes the canopy to expand due to the wind pressure received from below during descent due to the tension of the suspension line connected to the canopy. Focusing on forming a circular shape, this shape change is not fixed, and it is possible to select and switch arbitrarily. The present invention provides a unique mechanism for adjusting the speed of a flying object without making any major changes to the basic configuration of a normal parachute system, and without making any major changes to the suspension line and bridle cord mechanism that connect the parachute and the flying object. It is made possible by applying the ingenuity (shown in Means for Solving the Problems below). It is another object of the present invention to provide a fall assistance device that enables easy adjustment and setting of the falling speed of a flying object before the start of flight.

本発明は、上記課題解決のため、飛行体に搭載され空中で展開される十字型パラシュートと前記飛行体に取り付けられる前記パラシュートの展開機構を備え、前記展開機構は、前記パラシュートのコーナー部に繋がる複数の第1のサスペンションライン束ねた第1のブライダルコードと、前記パラシュートのコーナー部以外の縁部に繋がる複数の第2のサスペンションラインを束ねた第2のブライダルコードと、前記第1又は第2のブライダルコードの長さの比率を変化させる可変機構とを有し、前記可変機構により、前記飛行体とパラシュート間の前記第1又は第2のブライダルコードの長さを変化させて前記パラシュートの展開時の投影翼面積を変化させることを特徴とする飛行体の落下補助装置を提供する。更に、本発明は、上記装置において、十字型パラシュートのコーナー部4カ所に第1の接続部を、前記コーナー部以外の縁部の4カ所または8カ所以上の部分に第2の接続部を設け、前記第1の接続部に第1のサスペンションラインを接続し、前記第2の接続部に第2のサスペンションラインを接続した飛行体の落下補助装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention includes a cross-shaped parachute that is mounted on an aircraft and deployed in the air, and a deployment mechanism for the parachute that is attached to the aircraft, and the deployment mechanism is connected to a corner portion of the parachute. A first bridal cord that bundles a plurality of first suspension lines, a second bridal cord that bundles a plurality of second suspension lines connected to edges other than corners of the parachute, and the first or second and a variable mechanism for changing the length ratio of the bridal cords of the flying object and the parachute by varying the length of the first or second bridal cord between the flying object and the parachute by the variable mechanism. Provided is a fall assist device for a flying object characterized by changing the projected wing area of time. Further, the present invention provides the above-described device, in which the first connection portions are provided at four corner portions of the cross-shaped parachute, and the second connection portions are provided at four or eight or more portions of the edge portion other than the corner portions. a first suspension line is connected to the first connecting portion, and a second suspension line is connected to the second connecting portion;

本発明によれば、たとえば無風時または毎秒1m以下の風速あればパラシュート使用時に風下へ流される影響は小さいため、降下速度を抑制できる投影面積がより大きくなるよう円形状となる選択をし、風速がたとえば毎秒2mを越える場合は風下方向への移動距離を短くするために降下速度がより速くなるよう投影面積がり小さくなる正方形状となる調整を選択する。これらを飛行前に容易に選択して調整することが可能となる。なお、無線操作により正方形でパラシュートを展開させておいて地上に接地する直前に円形状に可変させることも可能である。 According to the present invention, for example, if there is no wind or a wind speed of 1 m/s or less, the effect of being swept downwind when using a parachute is small. For example, if the distance exceeds 2 m/s, a square-shaped adjustment with a smaller projected area is selected so that the descent speed becomes faster in order to shorten the moving distance in the downwind direction. These can be easily selected and adjusted before flight. It is also possible to deploy the parachute in a square shape by wireless operation and then change it to a circular shape just before it touches the ground.

本発明の一実施形態におけるパラシュート{十字型(クロスタイプ)}の展開平面概略図で、(a)は四角展開状態、(b)は円形展開状態、(c)はパラシュート展開の比較形状を表したものである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic plan view of a parachute {cross type} in one embodiment of the present invention, in which (a) is a square deployment state, (b) is a circular deployment state, and (c) is a comparative shape of parachute deployment. It is what I did. 本発明の実施形態におけるパラシュート展開側面概略図で、(a)は四角展開状態、(b)は円形展開状態、(c)はパラシュート展開の比較形状を表したものである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a parachute deployment|deployment side schematic diagram in embodiment of this invention, (a) is a square deployment state, (b) is a circular deployment state, (c) represents the comparison shape of parachute deployment. 本発明の一実施形態におけるパラシュート展開斜視概略図で、(a)は四角展開状態、(b)は円形展開状態を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a parachute deployment perspective schematic diagram in one Embodiment of this invention, (a) shows a square deployment state, (b) shows a circular deployment state. 本発明の実施形態におけるパラシュート展開状態における収納コンテナに設けられたブラーダルコードの固定切り替え機構を示す概略斜視図で、(a)は四角展開状態時、(b)は切り替え操作時、(c)は円形展開状態時の様子を示す。FIG. 10 is a schematic perspective view showing a fixation switching mechanism for bradal cords provided in a storage container in a parachute deployed state according to an embodiment of the present invention, (a) in a square deployed state, (b) in a switching operation, and (c). shows the state in the circular deployment state. 図4の収納コンテナに設けられたブラーダルコードの固定切り替え機構の底面概略図で、(a)は四角展開状態時、(b)は円形展開状態時の様子を示す。It is the bottom schematic diagram of the fixation switching mechanism of the Bradal code provided in the storage container of FIG. 図5の同固定切り替え機構の側面概略図で、(a)は四角展開状態時、(b)は円形展開状態時の様子を示す。It is a schematic side view of the fixed switching mechanism of FIG. 5, in which (a) shows the square unfolded state, and (b) shows the circular unfolded state. 本発におけるパラシュート展開状態における収納コンテナに設けられたブラーダルコードの固定切り替え機構の他の実施形態を示す概略斜視図で、(a)は四角展開状態時、(b)は円形展開状態時の様子を示す。Fig. 10 is a schematic perspective view showing another embodiment of a bradal cord fixation switching mechanism provided in the storage container in the parachute deployed state in the present invention, (a) in the square deployed state, (b) in the circular deployed state. show the situation. 本発明におけるパラシュートを装着したドローンの側面概略図である。1 is a schematic side view of a drone equipped with a parachute according to the invention; FIG.

本発明の実施態様を図面とともに説明する。この実施態様においては、十字型(クロスタイプ)パラシュートの傘体(キャノピー)の展開形状を、四角形状、円形状に可変とするもので、図1及び図2(a)は傘体×が四角形状展開(x1)した様子、同(b)は円形状展開(x2)した様子を示す。パラシュートの4隅の下縁コーナー部分に接続された4本のサスペンションライン1.2.3.4のグループ20を束ねてブライダルコード13に接続し、コーナー部分以外の外縁8カ所に均等に分散された位置のサイド部分に接続された8本のサスペンションライン5.6.7.8.9.10.11.12のグループ30を束ねてブラーダルコード14に接続する構成とする。ブライダルコード13の先端にはループ部13Aが、ブライダルコード14の先端にはループ部14Bが、同コード14の先端から離れた部分にはループ部14Aが形成されている。ループ部14Aはたとえばブライダルコードの下端からサスペンションラインとブライダルコードを足した合計の5%に相当する長さ分だけ上に設けている。この構成において、ブライダルコード14の固定に際しループ部14Aと14Bのどちらかを選択し、選択したほうに荷重が掛かることで傘体(キャノピー)の開傘形状を変化させる。ブライダルコード13のループ部13Aを固定しておき、ブラーダルコード14のループ部14Aを固定し、ループ部14Bを非固定状態(コード14を引き込み状態)とすることで傘体×のサイド部分が下方に引っ張られ、傘体×は四角形状展開となる。ブライダルコード13のループ部13Aを固定しておき、ブライダルコード14のループ部14Bを固定し、ループ部14Aを非固定状態(コード14の引き込みを緩めてループ部14Aの位置を上方に移動させた状態)とすることで傘体×のサイド部分は上方に移動し、傘体×は円形状展開となる。すなわち、ブライダルコード13と4隅の下縁コーナー部分(1.2.3.4)に接続された4本のサスペンションラインのグループ20の接続点の高さ位置hは不変であるが、ブライダルコード14とコーナー部分以外の外縁8カ所に均等に分散された位置のサイド部分(5.6.7.8.9.10.11.12)に接続された8本のサスペンションラインのグループ30の接続点の高さ位置Hは、ループ部14Aでの固定時とループ部14Bでの固定時では、図2に示すように変化し引っ張り具合が調整され、傘体×の展開形状が変化する。図3(a),(b)は、図2(a),(b)の展開状態を、斜視図にてわかりやすく示したものである。図2(c)に示すwは(a),(b)の可変によって生じる投影面積の範囲差を示している。パラシュート素材は、ナイロン等の生地の柔軟性を有し、これを活用すると下から上方向への風圧により、上記構成にて傘体の張り具合を調整し膨張度を加減してやることでパラシュートの投影形状、ひいては投影翼面積の変化を起こす。それは降下速度の変化を得ることとなり、風下へ移動する距離を変化させる事ができる。なお、パラシュート素材として、ナイロン生地の他にポリエステル生地、ポリアミド生地、ポリウレタン生地などの石油由来の化学繊維を道いても同様の投影面積変化を起こすことが出来る。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the developed shape of the canopy of the cross-type parachute is variable between square and circular. (b) shows a state of circular development (x2). A group 20 of four suspension lines 1, 2, 3, 4 connected to the lower edge corners of the four corners of the parachute are bundled and connected to the bridal cord 13, and evenly distributed to the eight outer edges other than the corners. A group 30 of the eight suspension lines 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, and 12 connected to the side portion at the position where they are located is bundled and connected to the Bradal cord 14. A loop portion 13A is formed at the tip of the bridal cord 13, a loop portion 14B is formed at the tip of the bridal cord 14, and a loop portion 14A is formed at a portion apart from the tip of the bridal cord 14. - 特許庁For example, the loop portion 14A is provided above the lower end of the bridal cord by a length corresponding to 5% of the sum of the suspension line and the bridal cord. In this configuration, one of the loop portions 14A and 14B is selected when fixing the bridal cord 14, and a load is applied to the selected one to change the open shape of the canopy. By fixing the loop portion 13A of the bridal cord 13, fixing the loop portion 14A of the bradal cord 14, and setting the loop portion 14B to the unfixed state (the cord 14 is pulled in), the side portion of the canopy x is Pulled downward, the canopy X is deployed in a square shape. The loop portion 13A of the bridal cord 13 is fixed, the loop portion 14B of the bridal cord 14 is fixed, and the loop portion 14A is moved to the non-fixed state (loosing the pull-in of the cord 14 and moving the position of the loop portion 14A upward). state), the side portions of the canopy X move upward, and the canopy X is deployed in a circular shape. That is, the height position h of the connection point of the group 20 of the four suspension lines connected to the bridal cord 13 and the lower edge corner portions (1.2.3.4) of the four corners is unchanged, but the bridal cord Connection of a group 30 of eight suspension lines connected to the side portions (5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12) at positions evenly distributed over the eight outer edges excluding the corners and 14. The height position H of the point changes as shown in FIG. 2 between when it is fixed by the loop portion 14A and when it is fixed by the loop portion 14B. 3(a) and 3(b) are perspective views showing the unfolded state of FIGS. 2(a) and 2(b) in an easy-to-understand manner. w shown in FIG. 2(c) indicates the range difference of the projected area caused by the variation of (a) and (b). The parachute material has the flexibility of fabrics such as nylon, and by utilizing this, the tension of the canopy can be adjusted by adjusting the degree of expansion by adjusting the tension of the canopy with the above structure, and the parachute can be projected. It causes a change in shape and thus in projected wing area. It gains a change in descent speed and can vary the distance it travels downwind. As a parachute material, in addition to nylon fabric, petroleum-derived chemical fibers such as polyester fabric, polyamide fabric, and polyurethane fabric can be used to cause a similar change in projected area.

上記構成からなる、落下補助装置としてのパラシュートが装着されたドローン等の飛行体に落下速度調整は、次の要領で行う。すなわち、飛行または降下を行う直前に、飛行または降下を実施する空域の地上と平行に吹く自然風の風速を基準に、ループ部13Aと同じ高さ位置にループ部14Aを固定することでパラシュートの投影形状は四角となり最小翼面積による降下速度大となる。一方、ループ部13Aと同じ高さ位置にループ部14Bを固定することでパラシュート投影形状は円形となり最大翼面積となり降下速度小となる。このループ部14Aまたは14Bの切り替え操作は飛行前に行われる。こうして、パラシュートの投影形状、ひいては投影翼面積の変化を起こし、降下速度を変化させ、風下へ移動する距離を調整できる。The falling speed of a flying object such as a drone equipped with a parachute as a fall assist device configured as described above is adjusted in the following manner. That is, immediately before the flight or descent, the loop portion 14A is fixed at the same height position as the loop portion 13A based on the wind speed of the natural wind that blows parallel to the ground in the airspace where the flight or descent is performed. The projected shape is square and the descent speed is high due to the minimum wing area. On the other hand, by fixing the loop portion 14B at the same height position as the loop portion 13A, the projected shape of the parachute becomes circular and the wing area becomes the maximum and the descent speed becomes small. This switching operation of the loop portion 14A or 14B is performed before flight. In this way, the projected shape of the parachute and thus the projected wing area can be changed to change the descent speed and adjust the distance traveled downwind.

上記パラシュート円形状・四角形状展開の展開面積の変化を考察する。
正方形の対角線の求め方はピタゴラスの定理の応用でx+y=z
xを底辺、yを高さ、zを斜辺とするとき、下図の関係が得られる。

Figure 2023118027000002
傘形状が正方形の時の隣り合う2辺が各1mの場合は投影面積1m
このとき対角線の長さは1.41421356m
円形になった時の直径は正方形の時の対角線と等しいため円の面積は半径x半径x3.14、荷重は5kgとする。
Figure 2023118027000003
パラシュートの投影形状が正方形の時に翼面積は最小値であり1.0mとした場合に、同一のパラシュートをたとえば図7に示す調整ベルト61の操作によって円形に変化させた時にの最大値である1.57mとなる。投影面積の増減は吊り下げ重量が同じ場合にその沈下速度に影響し、方程式によって計算される最小値の変化率は最大値に対して36.3%減となる。円形での沈下速度が5.0m/secの場合に正方形での沈下速度は6.425m/secとなる。Consider the change in the deployment area of the parachute circular and square parachute deployment.
The diagonal of a square can be found by applying the Pythagorean theorem x 2 +y 2 =z 2
When x is the base, y is the height, and z is the hypotenuse, the following relationship is obtained.
Figure 2023118027000002
If the two adjacent sides of the umbrella shape are square and each side is 1m, the projected area is 1m 2
At this time, the diagonal length is 1.41421356m
Since the diameter of the circle is equal to the diagonal of the square, the area of the circle is radius x radius x 3.14 and the load is 5 kg.
Figure 2023118027000003
When the projected shape of the parachute is square, the minimum wing area is 1.0 m 2 , and the maximum value when the same parachute is changed to a circular shape by operating the adjustment belt 61 shown in FIG. 1.57m2 . An increase or decrease in the projected area affects the settling rate for the same suspended weight, and the minimum rate of change calculated by the equation is 36.3% less than the maximum. When the settling speed in the circle is 5.0 m/sec, the settling speed in the square is 6.425 m/sec.

図4~図7にて、ブライダルコード13,14の固定・長さ切り替え機構部分の構成例を説明する。パラシュートは、例えば飛行隊であるドローン上部に取り付けられた収納コンテナ40(アウターコンテナ)内に収納され、ドローン降下時に展開される。図4~図7は、上記パラシュート(図では省略)が上方に展開された状況におけるブライダルコード13,14の固定・長さ切り替え機構部分を示すもので、ブライダルコード13は、ループ部13Aをコンテナ40の底部に取り付けられた固定ベルト41に通して固定されている。ブライダルコード14は、先端のループ部14Aがベルト41に通されて固定され、ループ部14Bはコンテナ底部に設けられた穴42を通してコンテナ底部に引き出され、コンテナ底部の外側にて施錠用のキー50をループ部14Bに差し込むことで固定される。この状態(図4a))がパラシュートの四角状展開となる。コード14の位置(長さ)切り替えは、図4bに示すように、キー50を→Y1方向に引き出し、ループ部14Bとの固定を開放し、図Cに示すようにコード14はベルト41とループ部14Aにて固定され、長さが拡大することになる。この状態(図4C))がパラシュートの円形状展開となる。この切替機構をコンテナ底面側から見た状態を示す図5、コンテナ側面側から見た状態を示す図6からも明らかなように、キー50の挿入、取り外し(ON-OFF)により、コード14の長さ切り替えを行う。4 to 7, a configuration example of the fixing/length switching mechanism portion of the bridal cords 13 and 14 will be described. The parachute is stored in a storage container 40 (outer container) attached to the upper part of the drone, which is, for example, a squadron, and is deployed when the drone descends. FIGS. 4 to 7 show fixing/length switching mechanism portions of the bridal cords 13 and 14 when the parachute (not shown) is deployed upward. It is fixed through a fixing belt 41 attached to the bottom of 40 . The loop portion 14A at the tip of the bridal cord 14 is passed through a belt 41 and fixed, and the loop portion 14B is pulled out to the bottom of the container through a hole 42 provided in the bottom of the container, and a key 50 for locking is attached to the outside of the bottom of the container. is inserted into the loop portion 14B. This state (Fig. 4a)) is the quadrangular deployment of the parachute. To switch the position (length) of the cord 14, as shown in FIG. It is fixed at the portion 14A and its length is expanded. This state (FIG. 4C) is the circular deployment of the parachute. As is clear from FIG. 5 showing the switching mechanism viewed from the bottom side of the container and FIG. Change length.

また、ON/OFF切り替え機構の別の構成として、図7に示す。コード13は図4,5,6と同様の固定状態としておき、コード14は、コンテナ底部に設けた三角形を成す可変ベルト60にループ部14Aを通して装着しておく。可変ベルト60の両端はコンテナ外の調整用バックル62,63を介してコンテナ外に配された調整ベルト61に接続されている。図7aはコンテナ外にて両端の調整用バックル62,63にて可変ベルトの引き込み(下方に位置させる)状態、図7bは両端の調整用バックル62,63にて可変ベルトの引き出し(上方に位置させる)状態を示す。このように、ベルト60の引き出し、または引き込みによって二等辺三角形状となるベルト60の高さを調整することで、パラシュート展開の切り替えを行うことができる。Another configuration of the ON/OFF switching mechanism is shown in FIG. The cord 13 is fixed as shown in FIGS. 4, 5 and 6, and the cord 14 is attached to the triangular variable belt 60 provided at the bottom of the container through the loop portion 14A. Both ends of the variable belt 60 are connected to an adjustment belt 61 arranged outside the container via adjustment buckles 62 and 63 outside the container. Figure 7a shows the state in which the variable belt is retracted (positioned downward) by the adjustment buckles 62 and 63 at both ends outside the container, and Figure 7b is the state in which the variable belt is pulled out (positioned upward) by the adjustment buckles 62 and 63 at both ends. to indicate the state. In this manner, by adjusting the height of the belt 60 that is shaped like an isosceles triangle by pulling out or pulling in the belt 60, it is possible to switch the deployment of the parachute.

なお、パラシュートXは、図8に示すように、ドローン70上に設置されたコンテナ40内に装着され、この状態で飛行し、緊急降下時に、上述した四角形状又は円形状展開が行われる。上述したように、パラシュート素材であるナイロン等の生地の柔軟性を活用して下から上方向への風圧により傘体の張り具合を調整して膨張度を加減してやることでパラシュートの投影形状、ひいては投影翼面積の変化を起こす。それは降下速度の変化を得ることとなり、風下へ移動する距離への不要な影響の削減できる。すなわち、調整ベルト61を図左外側へ引き出すことで可変ベルト60が形成する二等辺三角形はその高さが下がりコード14を下方向へ引き込むことになる。このときバックル62がベルト61を固定することでコード14が下へ引き下げられた状態を固定する。またベルト61を図右外側へ引き出すことでバックル63がベルト62で固定された状態を緩め、ベルト60が形成する二等辺三角形がその高さを得て、パラシュート展開時の上方へ掛かる張力によってコード14が調整された最大高に位置することになる。As shown in FIG. 8, the parachute X is mounted in a container 40 installed on the drone 70, flies in this state, and deploys in the above-described rectangular or circular shape during emergency descent. As mentioned above, by utilizing the flexibility of fabric such as nylon, which is the parachute material, the tension of the canopy is adjusted by the wind pressure from the bottom to the top, and the degree of expansion is adjusted. Causes a change in projected wing area. It will get a change in descent speed, reducing the unwanted impact on the distance traveled downwind. That is, when the adjustment belt 61 is pulled out to the left outside of the drawing, the height of the isosceles triangle formed by the variable belt 60 is lowered, and the cord 14 is pulled downward. At this time, the buckle 62 fixes the belt 61 to fix the cord 14 in the downwardly pulled state. By pulling out the belt 61 to the right-hand side of the figure, the buckle 63 is loosened from the belt 62, and the isosceles triangle formed by the belt 60 gains its height, and the tension applied upward when the parachute is deployed causes the cord to be pulled out. 14 will be located at the adjusted maximum height.

本発明によれば、ドローン等による第三者上空を経由する飛行コース上を移動する物資輸送において、万が一に墜落の可能性があるときに当発明の機構を有するパラシュートの調整を行うことにより、住宅密集地などのエリアを避けて安全なエリアへ不時着させる可能性を高める。According to the present invention, in the transportation of goods moving on a flight course over a third party by a drone or the like, by adjusting the parachute having the mechanism of the present invention in the unlikely event that there is a possibility of a crash, Increases the chances of crash landing in a safe area avoiding areas such as residential areas.

X パラシュート
1.2.3.4パラシュートのコーナー部に接続されたサスペンションライン
5.6.7.8.9.10.11.12 パラシュートのコーナー以外の部分に接続されたサスペンションライン
13 サスペンションライングループ20を束ねるブライダルコード
14 サスペンションライングループ30を束ねるブライダルコード
13A、14A,14B ループ部
40 アウターコンテナ
41 ベルト
42 穴
50 キー
60 可変ベルト
70 ドローン
X Parachute 1.2.3.4 Suspension lines connected to corners of parachute 5.6.7.8.9.10.11.12 Suspension lines connected to non-corners of parachute 13 Suspension line group Bridal cord 14 for bundling 20 Bridal cords 13A, 14A, 14B for bundling suspension line group 30 Loop part 40 Outer container 41 Belt 42 Hole 50 Key 60 Variable belt 70 Drone

Claims (3)

飛行体に搭載され空中で展開される十字型パラシュートと前記飛行体に取り付けられる前記パラシュートの展開機構を備え、前記展開機構は、前記パラシュートのコーナー部に繋がる複数の第1のサスペンションライン束ねた第1のブライダルコードと、前記パラシュートのコーナー部以外の縁部に繋がる複数の第2のサスペンションラインを束ねた第2のブライダルコードと、前記第1又は第2のブライダルコードの長さの比率を変化させる可変機構とを有し、前記可変機構により、前記飛行体とパラシュート間の前記第1又は第2のブライダルコードの長さを変化させて前記パラシュートの展開時の投影翼面積を変化させることを特徴とする飛行体の落下補助装置。 A cruciform parachute mounted on an aircraft and deployed in the air and a deployment mechanism for the parachute attached to the aircraft, wherein the deployment mechanism comprises a plurality of first suspension lines bundled together at corners of the parachute. 1 bridal cord, a second bridal cord that bundles a plurality of second suspension lines connected to edges other than the corners of the parachute, and the length ratio of the first or second bridal cord is changed. and a variable mechanism that changes the length of the first or second bridle cord between the aircraft and the parachute by the variable mechanism to change the projected wing area when the parachute is deployed. A fall assist device for a flying object characterized by: 可変機構は、第1および第2のブライダルコードに設けたループ部を備えてなることを特徴とする請求項1記載の飛行体の落下補助装置.。 2. A fall assist device for a flying object according to claim 1, wherein said variable mechanism comprises loop portions provided on said first and second bridle cords. . 可変機構は、パラシュート収納部底部に設けられ、第2のブライダルコードが接続された高さ調整可変ベルトを備えてなることを特徴とする請求項1又は2記載の飛行体の落下補助装置。 3. A fall assistance device for a flying object according to claim 1, wherein the variable mechanism is provided at the bottom of the parachute housing and comprises a height adjusting variable belt to which a second bridle cord is connected.
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