JP5166819B2 - 水中航走体 - Google Patents

Description

本発明は、水中航走体に関するものである。

水中航走体としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特開２００５−２３９０２７号公報

近年開発されている水中航走体、例えば、機雷等の水中敷設物を捜索する水中航走体には、ありとあらゆる運用ニーズに対応（適応）できるように、障害物探査センサー、サイドスキャンソナー、音響センサー、類別センサー、識別センサー等の各種センサー、およびサイドスラスター、等の推進装置がオールインワン（All in one）的に搭載されて（組み込まれて）いる。そのため、水中航走体が大型化し、効率のよい航走をさせることができず、水中航走体を母船上から水中（海中）に投入、あるいは水面付近から母船上に揚収するクレーン等の機械装置が大型化してしまうことや、潜水艦など寸法、質量の制約を受ける場合に水中航走体を搭載できないといった問題点があった。
特に、航空機（回転翼機や固定翼機）に搭載し、海中に投下するような運用では、小型
軽量の水中航走体が不可欠である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、効率のよい航走をさせることができるとともに、水中航走体を母船上から水中に投入、あるいは水面付近から母船上に揚収するクレーン等の機械装置を小型化することができ、また、寸法、質量の制約を受ける潜水艦への搭載、航空機での運搬および航空機から水中に投入することができる水中航走体を提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る水中航走体は、分解可能な複数の円筒形の耐圧容器を互いに結合して構成される水中航走体であって、前記耐圧容器の内部には、それぞれ異なる機器が収められているとともに、各耐圧容器が、モジュール化され、前記耐圧容器同士が、共用化された結合手段を介して結合され、前記機器同士が、共用化された信号インターフェースおよび／または電力インターフェースを介して接続されており、前記耐圧容器の内部にバラストタンクを備えたバラストモジュールを配置できる構造とされ、各前記モジュールを前後配置交換することで、トリムバランスの調整ができるように構成されている。

本発明に係る水中航走体によれば、基本的な要素を構成するセンサーモジュール、バラストモジュール、管制・航法モジュール、動力モジュール、および推進・操舵モジュールの他、各種モジュール（例えば、情報収集モジュール、通信モジュール、サイドスラスタモジュール、ペイロードモジュール等）の中から、運用ニーズ（すなわち、運用場面毎の状況）にあわせて選択された、必要なモジュールだけが搭載されて（組み付けられて）、水中航走体が構成されることとなる。
これにより、水中航走体を小型化することができて、効率のよい航走が可能となる。
また、水中航走体が小型化することにより、当該水中航走体を母船上から水中に投入する（吊り降ろす）、あるいは水面付近から母船上に揚収する（吊り上げる）クレーン等の機械装置を小型化することができ、また、航空機での運搬および航空機から水中に投下することができる。
さらに、水中航走体が小型化することにより、母船上または航空機内に搭載できる水中航走体の機体数を増やすことができ、複数機の水中航走体を同時に運用することができるようになり、情報収集効率を向上させることができる。
さらにまた、モジュール同士は、母船上あるいは航空機内もしくは地上で簡単かつ容易に着脱することができるように構成されているので、運用ニーズにあわせて、モジュールを臨機応変かつ迅速に積み換えることができる。
また、本発明に係る水中航走体によれば、耐圧容器同士を互いに結合する結合手段および耐圧容器内に収容された機器同士を互いに接続する信号インターフェースおよび／または電力インターフェースが共用化されているので、異なる種類の結合手段および信号インターフェースおよび／または電力インターフェースを幾つも用意する必要がなく、部品点数を減少させることができて、製造コストの低減化を図ることができる。
さらに、本発明に係る水中航走体によれば、例えば、全体的に少し重く（もしくは少し軽く）なっているものの、トリムバランスまで調整する必要がない場合に、バラストタンク内への注水を加減することにより、水中航走体の中性浮力状態（すなわち、水中航走体の密度と水の密度とが等しくなり、水中航走体が浮きも沈みもしない状態）を容易に作り出すことができる。

上記水中航走体において、前記バラストモジュールが、当該水中航走体の重心付近に配置されているとさらに好適である。

上記水中航走体において、前記バラストモジュールが、前部および後部にそれぞれ配置されているか、もしくは中央部近傍に配置されているとさらに好適である。

このような水中航走体によれば、前部に配置されたバラストタンク内の水および後部に配置されたバラストタンク内の水をそれぞれ調整することにより、もしくは水中航走体の長手方向中央部近傍に配置されたバラストタンク内の水を調整することにより、水中航走体のトリムを調整することができ、また、水平舵を備えているものでは、水平舵の舵角を取らずに、水中航走体を一定の深度で水平方向に航走させることができるので、母船上または航空機内もしくは地上でのトリム調整作業を省略することができ、低速限界を下げることができて、航走抵抗を最小にすることができるとともに、水平舵および推進器駆動用モータ等の動力源の消費（エネルギーロス）を抑制することができて、水中航走体の航続距離を増加させる（延ばす）ことができる。

上記水中航走体において、前記バラストタンク間が、移送用ポンプを備えた移送管を介して連通されているとさらに好適である。

このような水中航走体によれば、中性浮力状態を作り出すバラストタンク内の総水量が決まれば、移送用ポンプを作動させるだけで、一方のバラストタンク内に存する水を他方のバラストタンク内に移送したり、あるいは他方のバラストタンク内に存する水を一方のバラストタンク内に移送したりすることが容易かつ迅速に行える。

なお、各モジュールは、単体毎に重量やトリムバランスが取れていないのが一般的である。そこで、例えば、重量が大きい機器を搭載する場合に、モジュール単位で中性浮力を設計すると、空隙の容積を大きくとる必要があり、モジュールが嵩張ったものとなってしまう。逆に、重量が小さい機器を搭載する場合に、モジュール単位で中性浮力を設計すると、他のモジュールとのバランスをとるため、錘等を搭載する必要があり、モジュールが必要以上に重くなってしまう。
従来のオールインワンタイプの水中航走体は、搭載機器全体でのバランスを考慮して設計されているが、機器の一部を取り外したりあるいは取り付けたりすることまで考慮して設計されていない。そのため、従来の水中航走体で、本願のような機器（モジュール）の取り付けあるいは取り外しをおこなおうとすると全体的なバランスが大きく崩れてしまうおそれがある。
そこで、本願発明では、機器（モジュール）の組み合わせに応じて、重量やトリムバランスを考慮し、バラストモジュールを必要な数だけ選択できるようにしている。

すなわち、全体的に少し重く（もしくは少し軽く）なっているものの、トリムバランスまで調整する必要がない場合には、バラストモジュールを１個、水中航走体の重心付近に配置し、注水を加減して水中航走体を中性浮力に調整する。

また、トリムバランスを調整する必要がある場合には、バラストモジュールを、前部および後部に、それぞれ配置し、各バラストタンク内への注水を加減して水中航走体のトリムバランスを調整する。

本発明によれば、効率のよい航走をさせることができるとともに、水中航走体を母船上から水中に投下、あるいは水面付近から母船上に揚収するクレーン等の機械装置を小型化することができ、また、航空機での運搬および航空機から水中に投入することができるという効果を奏する。

以下、本発明に係る水中航走体の第１実施形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係る水中航走体の構成要素を分解した状態を示す縦断面図、図２は本実施形態に係る水中航走体の要部を説明するための要部縦断面図、図３は本実施形態に係る水中航走体を水面付近に投入し、水中に沈降させて、水中航走体が航走を開始するまでを説明するための説明図、図４は本実施形態に係る水中航走体に搭載可能な各種モジュールの具体例を示す縦断面図、図５は本実施形態に係る水中航走体の一使用例を説明するための説明図、図６は本実施形態に係る水中航走体の一使用例を説明するための説明図、図７は本実施形態に係る水中航走体の構成要素を分解した状態を示す縦断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る水中航走体１０は、例えば、センサーモジュール１１と、バラストモジュール１２と、管制・航法モジュール１３と、動力モジュール１４と、推進・操舵モジュール１５とを基本的な要素（必須の要素）として構成されたものである。

センサーモジュール１１は、ケーシング（耐圧容器）１１ａと、障害物探査センサー１１ｂとを備えている。また、障害物探査センサー１１ｂは、水中航走時において前方（進行方向前側）を監視するとともに、海底面や物体等（以下、「障害物」という。）を探査（あるいは探知）するものであり、ケーシング１１ａの内部に収められて（収容されて）いる。なお、障害物探査センサー１１ｂとしては、例えば、水中で音波を発射し、障害物からの反射波（エコー）を受波して、その戻り時間や方向から障害物の相対位置を計算する方式のものを採用することができる。
また、障害物探査センサー１１ｂはパッシブ機能も有しており、例えば海中の発音体とのタイミングをとることで、位置関係（方位、距離等）を算出することができ、水中航走体１０の誘導を行うことができる。

バラストモジュール１２はそれぞれ、ケーシング（耐圧容器）１２ａと、バラストタンク１２ｂとを備えており、バラストタンク１２ｂは、ケーシング１２ａの内部に収められて（収容されて）いる。また、図２に示すように、各バラストタンク１２ｂには、注排水管１２ｃが接続されており、各注排水管１２ｃには、注排水用ポンプ１２ｄがそれぞれ接続されている。そして、注排水用ポンプ１２ｄを作動させることにより、ケーシング１２ａの外部に存する水（例えば、海水）をバラストタンク１２ｂの内部に注水したり、あるいはバラストタンク１２ｂの内部に存する水をケーシング１２ａの外部に排水したりすることができるようになっている。
一方、バラストタンク１２ｂとバラストタンク１２ｂとは（すなわち、バラストタンク１２ｂ同士は）、バラストタンク１２ｂに対して着脱可能に構成された移送管１２ｅを介して接続されており、この移送管１２ｅには、移送用ポンプ１２ｆが接続されている。そして、移送用ポンプ１２ｆを作動させることにより、一方（例えば、前方）のバラストタンク１２ｂ内に存する水を他方（例えば、後方）のバラストタンク１２ｂ内に移送したり、あるいは他方のバラストタンク１２ｂ内に存する水を一方のバラストタンク１２ｂ内に移送したりすることができるようになっている。

管制・航法モジュール１３は、ケーシング（耐圧容器）１３ａと、航法装置１３ｂと、管制装置１３ｃとを備えており、航法装置１３ｂおよび管制装置１３ｃは、ケーシング１３ａの内部に収められて（収容されて）いる。
図２に示すように、航法装置１３ｂは、その内部に収められた（収容された）慣性航法装置（ジャイロと加速度計）１３ｄ、対水速度計１３ｅおよび対地速度計１３ｆにより、水中航走時の自身の現在位置を算出（検出）するものである。また、航法装置１３ｂにより算出された結果は、管制装置１３ｃに伝送されるようになっている。
管制装置１３ｃは、例えば、予め入力された航走経路情報や母船（図示せず）から順次送られてくる航走経路情報と、航法装置１３ｂにより算出された自身の現在位置情報および／または地上の無線施設やＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等からの電波を利用して得た自身の現在位置情報とを比較し、航走経路と自身の現在位置とのずれを検出するとともに、後述する推進器駆動用モータ１５ｂを介して主プロペラ１５ｅを制御したり、操舵翼制御装置１５ｃを介して舵１５ｆを制御して、そのずれを補正する機能を有する。
さらに、後述する情報収集モジュール２１に海底地形を読み取るマルチビームエコーサウンダーなど測深センサーを搭載し、管制装置１３ｃに予め記録してある海底地形の電子マップ情報と読み取りデータを照合することで、自己位置算出機能を有する。

動力モジュール１４は、ケーシング（耐圧容器）１４ａと、推進器駆動用モータ１５ｂおよび操舵翼制御装置１５ｃを駆動させるための動力源（例えば、電池）１４ｂとを備えており、動力源１４ｂは、ケーシング１４ａの内部に収められて（収容されて）いる。また、動力源１４ｂと推進器駆動用モータ１５ｂとは、動力源１４ｂおよび推進器駆動用モータ１５ｂに対して着脱可能に構成された信号伝達用ケーブル（信号インターフェース）Ｃ１（図１０参照）および動力伝達用ケーブル（電力インターフェース）Ｃ２（図１０参照）を介して接続されており、動力源１４ｂと操舵翼制御装置１５ｃとは、動力源１４ｂおよび操舵翼制御装置１５ｃに対して着脱可能に構成された信号伝達用ケーブル（信号インターフェース）Ｃ１（図１０参照）および動力伝達用ケーブル（電力インターフェース）Ｃ２（図１０参照）を介して接続されている。

推進・操舵モジュール１５は、ケーシング（耐圧容器）１５ａと、推進器駆動用モータ１５ｂと、複数個（本実施形態では４個）の操舵翼制御装置１５ｃ、シュラウド１５ｇとを備えており、推進器駆動用モータ１５ｂはケーシング１５ａの内部に収められて（収容されて）おり、操舵翼制御装置１５ｃは、シュラウド１５ｇの内部に納められている。
推進器駆動用モータ１５ｂには、ケーシング１５ａの後端部を貫通するプロペラシャフト１５ｄの一端部（図１において右側の端部）が接続（連結）されており、プロペラシャフト１５ｄの他端部（図１において左側の端部）には、主プロペラ１５ｅが接続（連結）されている。そして、この主プロペラ１５ｅは、推進器駆動用モータ１５ｂにより正回転または逆回転させられるものであり、この主プロペラ１５ｅが正回転または逆回転することによって、水中航走体１０が前進または後進するようになっている。

ケーシング１５ａの外周面には、各操舵翼制御装置１５ｃに対応して、舵１５ｆが中心軸に対しそれぞれ９０°の位置に設けられている。その配置は十字でも、Ｘ舵であっても基本的な機能は変わらず、水平舵と垂直舵の機能を持つ。
舵１５ｆは、断面視翼型を有する板状の部材であり、主プロペラ１５ｅの後流側に設けられている。舵１５ｆの配置をこのようにすることで、通常、水中航走体１０が低速（もしくは停止した状態）で航走するときでも、操舵翼制御装置１５ｃで舵１５ｆの舵角を変えることで主プロペラ１５ｅからの流れの方向を制御し、水中航走体１０の姿勢を制御するためのベクトルやモーメントを発生することができる。そのため、水中航走体１０は低速でも上下・左右、ローリング等の運動が自在となる。

また、図１に示すように、ケーシング１１ａの後方開口端は、ケーシング１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａの前方開口端に形成された縮径部１６を、ケーシング１２ａの後方開口端は、ケーシング１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａの前方開口端に形成された縮径部１６を、ケーシング１３ａの後方開口端は、ケーシング１２ａ，１４ａ，１５ａの前方開口端に形成された縮径部１６を、ケーシング１４ａの後方開口端は、ケーシング１２ａ，１３ａ，１５ａの前方開口端に形成された縮径部１６を受け入れることができるように構成されている。そして、ケーシング１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａは、例えば、ケーシング１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａの接合部の外周面に形成された外周溝（図示せず）に、２つ割りに構成された接合環（図示せず）の半円形の環状体（図示せず）を嵌め込み、環状体の両端部をボルト締めで固定することにより互いに結合され（組み付けられ）、ケーシング１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａの内部、すなわち、水中航走体１０の内部に密閉空間が形成されるようになっている。

さて、図３に示すように、母船上または陸上で組み立てられた水中航走体１０は、目的の水域（海域）で母船上から水中（海中）にクレーン等の機械装置（図示せず）を用いて降ろされる。このとき、各バラストタンク１２ｂの内部は空気で満たされているので、水中航走体１０は、正浮力状態（すなわち、水中航走体１０の密度が水（海水）の密度よりも小さい状態）となって、水面（海面）１７付近（近傍）を漂うこととなる。

つぎに、各注排水用ポンプ１２ｄ（図２参照）を作動させることにより、水中航走体１０の外部に存する水（海水）１８を各バラストタンク１２ｂの内部に注水し、各バラストタンク１２ｂの内部を水１８で満たして、負浮力状態（すなわち、水中航走体１０の密度が水１８の密度よりも大きい状態）を作り出し、水中航走体１０を沈降（沈下）させる。なお、このときの沈降速度は、対水速度計（または加速度計）１３ｅ（図２参照）により知ることができる。

水中航走体１０を沈降させていき、目的の深度（深さ）まで達したら、あるいは目的の深度（深さ）に近づいたら、中性浮力状態（すなわち、水中航走体１０の密度と水１８の密度とが等しくなり、水中航走体１０が浮きも沈みもしない状態）が作り出されるまで各注排水用ポンプ１２ｄを再び作動させ、各バラストタンク１２ｂの内部に存する水１８を水中航走体１０の外部に排水する。
そして、水中航走体１０の沈降が止まったら、水中航走体１０が所望の速度（例えば、１ノット）で前進するように主プロペラ１５ｅ（図１参照）を回転させ、水平舵として機能する舵１５ｆの舵角を取らずに（すなわち、舵１５ｆの舵角を０°に維持した状態で）、水中航走体１０が一定の深度で水平方向に航走するように、移送用ポンプ１２ｆ（図２参照）を作動させて、他方（例えば、後方）のバラストタンク１２ｂ内に存する水を一方（例えば、前方）のバラストタンク１２ｂ内に移送する。
なお、図面の簡略化を図るため、図３には舵１５ｆを２枚しか図示していないが、本発明ではそれぞれ９０°ずらして計４枚配置している。

ところで、本発明に係る水中航走体１０は、図４に示すような情報収集モジュール（「ペイロードモジュール」ともいう。）２１や通信モジュール２２、あるいは図示していないサイドスラスタモジュール等の、水中航走体１０の基本的な要素を構成するセンサーモジュール１１、バラストモジュール１２、管制・航法モジュール１３、動力モジュール１４、および推進・操舵モジュール１５以外の各種モジュールを、例えば、図７に示すように運用ニーズにあわせて（適宜必要に応じて）搭載する（組み付ける）ことも可能である。

情報収集モジュール２１は、ケーシング（耐圧容器）２１ａと、情報収集センサー２１ｂとを備え、情報収集センサー２１ｂは、ケーシング１１ａの内部に収められて（収容されて）いる。情報収集センサー２１ｂとしては、例えば、サイドスキャンソナー、音響センサー、あるいは光学センサー等を用いて物体を類別する類別センサーや、高周波音響センサー、あるいはテレビカメラ等を用いて物体を識別する識別センサーや、海象情報あるいは気象情報を収集するセンサー、海底地形データを収集する測深センサー、磁性体や環境磁場を計測する磁気センサー等がある。
通信モジュール２２は、ケーシング（耐圧容器）２２ａと、通信機器２２ｂとを備えている。通信機器２２ｂは、例えば、母船、航空機、通信衛星、地上および／または海底の無線施設等と情報のやり取りを行うことができるように構成されており、ケーシング２１ａの内部に収められて（収容されて）いる。

サイドスラスタモジュールは、ケーシング（耐圧容器）と、このケーシングの一側面（例えば、左側面）に設けられた開口部と他側面（例えば、右側面）に設けられた開口部とを連通するスラスタトンネルとを備えている。また、このスラスタトンネル内には、ケーシング内に収められた（収容された）サイドスラスタ駆動用モータにより正回転または逆回転させられるプロペラが収められて（収容されて）おり、このプロペラが正回転または逆回転させられることによって、水中航走体１０全体が横方向（左方向または右方向）に移動することとなる。そして、サイドスラスタ駆動用モータには、動力源１４ｂおよびサイドスラスタ駆動用モータに対して着脱可能に構成された動力伝達用ケーブル（電力インターフェース）Ｃ２（図１０参照）を介して電力が供給されるようになっている。

また、図４に示すように、これらケーシング２１ａ，２２ａの後方開口端は、他のケーシング１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，２１ａ，２２ａの前方開口端に形成された縮径部１６を受け入れることができるように構成されている。そして、ケーシング１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，２１ａ，２２ａは、例えば、ケーシング１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，２１ａ，２２ａの接合部の外周面に形成された外周溝（図示せず）に、２つ割りに構成された接合環（図示せず）の半円形の環状体（図示せず）を嵌め込み、環状体の両端部をボルト締めで固定することにより互いに結合され（組み付けられ）、ケーシング１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，２１ａ，２２ａの内部、すなわち、水中航走体１０の内部に密閉空間が形成されるようになっている。

本発明に係る水中航走体１０によれば、基本的な要素を構成するセンサーモジュール１１、バラストモジュール１２、管制・航法モジュール１３、動力モジュール１４、および推進・操舵モジュール１５の他、各種モジュール（例えば、情報収集モジュール２１、通信モジュール２２、サイドスラスタモジュール等）の中から、運用ニーズ（すなわち、運用場面毎の状況）にあわせて選択された、必要なモジュールだけが搭載されて（組み付けられて）、水中航走体１０が構成されることとなる。
これにより、水中航走体１０を小型化することができて、効率のよい航走が可能となる。
また、水中航走体１０が小型化することにより、当該水中航走体１０を母船上から水中（海中）に投入する（吊り降ろす）、あるいは水面１７付近から母船上に揚収する（吊り上げる）クレーン等の機械装置を小型化することができ、また、航空機での運搬および航空機から水中に投入することができる。
さらに、水中航走体１０が小型化することにより、母船上または航空機内に搭載できる水中航走体１０の機体数を増やすことができ、複数機の水中航走体１０を同時に運用することができるようになり、情報収集効率を向上させることができる。
さらにまた、モジュール同士は、母船上あるいは航空機内もしくは地上で簡単かつ容易に着脱することができるように構成されているので、運用ニーズにあわせて、モジュールを臨機応変かつ迅速に積み換えることができる。

さらにまた、バラストモジュール１２を水中航走体１０の前部および後部に搭載（配置）して、バラストタンク１２ｂ内の水を調整することにより、水中航走体１０のトリムを調整することができ、舵１５ｆの舵角を取らずに、水中航走体１０を一定の深度で水平方向に航走させることができるので、母船上または地上でのトリム調整作業を省略することができ、低速限界を下げることができて、航走抵抗を最小にすることができるとともに、動力源１４ｂの消費（エネルギーロス）を抑制することができて、水中航走体１０の航続距離を増加させる（延ばす）ことができる。
さらにまた、図５に示すように、バラストタンク１２ｂ内の水をすべて排出することにより、例えば、水面１７付近の塩分濃度が極端に低いような場合でも、水中航走体１０の一部（上部）を水面１７よりも上方に、確実に露出させることができるので、水中航走体１０を母船上に容易かつ迅速に回収することができる。
さらにまた、図６に示すように、水中航走体１０の前部に搭載されたバラストタンク１２ｂ内の水をすべて排出し、水中航走体１０の後部に搭載されたバラストタンク１２ｂ内に水１８を充填することにより、水中航走体１０を水中で直立状態にすることができる。
これにより、例えば、前面が閉塞されて、その外観がセンサーモジュール１１のような形状を有する通信モジュール２２が水中航走体１０の最前部に搭載されているような場合には、通信機器２２ｂの送受信（アンテナ）部（図示せず）を水面１７よりも上方に位置させることができることとなるので、母船、航空機、通信衛星、地上および／または海底の無線施設等と情報のやり取りをより確実に、かつ、迅速に行うことができる。

また、本発明は上述した第１実施形態に限定されるものではなく、例えば、図８に示すような水中航走体４０、すなわち、バラストモジュール１２を１つだけ備えた構成とすることもできる。
本実施形態は、全体的に少し重く（もしくは少し軽く）なっているものの、トリムバランスまで調整する必要がない場合に好適であり、バラストモジュール１２は、水中航走体４０の重心付近に配置されている。そして、バラストモジュール１２のバラストタンク１２ｂ内への注水量を加減することにより、水中航走体４０の中性浮力状態（すなわち、水中航走体の密度と水の密度とが等しくなり、水中航走体が浮きも沈みもしない状態）を作り出すことができるようになっている。

本実施形態に係る作用効果は、前述した実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、図９に示すような水中航走体５０、すなわち、バラストモジュール１２を３つ以上（本実施形態では３つ）備えた構成とすることもできる。
本実施形態は、水中航走体５０の中性浮力状態（すなわち、水中航走体の密度と水の密度とが等しくなり、水中航走体が浮きも沈みもしない状態）を作り出す１つのバラストモジュール１２と、水中航走体５０のトリムバランスを調整する２つのバラストモジュール１２とを備えている。
本実施形態において、水中航走体５０の中性浮力状態を作り出すバラストモジュール１２は水中航走体５０の前部に配置されており、水中航走体５０のトリムバランスを調整するバラストモジュール１２は水中航走体５０の前部および後部に、それぞれ一つずつ配置されている。

本実施形態に係る水中航走体５０によれば、センサーモジュール１１が重い場合のトリム調整だけでなく、図６に示すような頭部を水面１７からより高く突き出すことができるようになる。
その他の作用効果は、前述した実施形態のものと同じであるので、ここではその説明を省略する。

また、上述した機器同士（バラストタンク１２ｂを除く機器同士）が、例えば、図１０に示すような共用化された信号インターフェースＣ１および／または電力インターフェースＣ２を介して接続されているとさらに好適である。
これにより、異なる種類の信号インターフェースＣ１および／または電力インターフェースＣ２を幾つも用意する必要がなく、部品点数を減少させることができて、製造コストの低減化を図ることができる。
また、情報収集モジュール２１、通信モジュール２２、サイドスラスタモジュール、管制・航法モジュール１３、動力モジュール１４の配列を並び替えることで、トリムバランスの良い状態で接続することが可能である。

なお、本発明は、上述した実施形態および図１１から明かなように、水中航走体が、着脱可能な複数の円筒形の耐圧容器からなり、かつ、各耐圧容器の内部には、それぞれ異なる機器が収められており、各耐圧容器が、各種センサーモジュール、各種通信モジュール、各種動力モジュール、サイドスラスタモジュール、各種ペイロードモジュールのいずれかとされ、これら各種モジュールが、運用ニーズに応じて適宜選択され、かつ、組み換え可能とされているという技術的思想を有するものである。そして、このような技術的思想を有するものは、上述した実施形態をいかに変形実施または変更実施したものであっても本発明の範疇に含まれる。

本発明の第１実施形態に係る水中航走体の構成要素を分解した状態を示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る水中航走体の要部を説明するための要部縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る水中航走体を水面付近に投入し、水中に沈降させて、水中航走体が航走を開始するまでを説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態に係る水中航走体に搭載可能な各種モジュールの具体例を示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る水中航走体の一使用例を説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態に係る水中航走体の一使用例を説明するための説明図である。 本発明の第１実施形態に係る水中航走体の構成要素を分解した状態を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る水中航走体の構成要素を分解した状態を示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る水中航走体の構成要素を分解した状態を示す縦断面図である。 本発明の他の実施形態に係る水中航走体の要部を説明するための要部縦断面図である。 本発明の概念を現す概念図である。

１０ 水中航走体
１１ センサーモジュール
１１ａ ケーシング（耐圧容器）
１１ｂ 障害物探査センサー（機器）
１２ バラストモジュール
１２ａ ケーシング（耐圧容器）
１２ｂ バラストタンク（機器）
１２ｅ 移送管
１２ｆ 移送用ポンプ
１３ 管制・航法モジュール
１３ａ ケーシング（耐圧容器）
１３ｂ 航法装置（機器）
１３ｃ 管制装置（機器）
１３ｄ 慣性航法装置
１３ｅ 対水速度計
１３ｆ 対地速度計
１４ 動力モジュール
１４ａ ケーシング（耐圧容器）
１４ｂ 動力源（機器）
１５ 推進・操舵モジュール
１５ａ ケーシング（耐圧容器）
１５ｂ 推進器駆動用モータ（機器）
１５ｃ 操舵翼制御装置（機器）
１５ｄ プロペラシャフト
１５ｅ 主プロペラ
１５ｆ 舵
１５ｇ シュラウド
２１ 情報収集モジュール（ペイロードモジュール）
２１ａ ケーシング（耐圧容器）
２１ｂ 情報収集センサー（機器）
２２ 通信モジュール
２２ａ ケーシング（耐圧容器）
２２ｂ 通信機器（機器）
３０ 水中航走体
３１ 推進モジュール
３１ａ ケーシング
３１ｂ 推進方向変更舵制御装置（機器）
４０ 水中航走体
５０ 水中航走体
Ｃ１ 信号インターフェース
Ｃ２ 電力インターフェース

Claims (4)

1. 分解可能な複数の円筒形の耐圧容器を互いに結合して構成される水中航走体であって、
   前記耐圧容器の内部には、それぞれ異なる機器が収められているとともに、各耐圧容器が、モジュール化され、
   前記耐圧容器同士が、共用化された結合手段を介して結合され、前記機器同士が、共用化された信号インターフェースおよび／または電力インターフェースを介して接続されており、
   前記耐圧容器の内部にバラストタンクを備えたバラストモジュールを配置できる構造とされ、
   各前記モジュールを前後配置交換することで、トリムバランスの調整ができるように構成されていることを特徴とする水中航走体。
2. 前記バラストモジュールが、当該水中航走体の重心付近に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水中航走体。
3. 前記バラストモジュールが、前部および後部にそれぞれ配置されているか、もしくは中央部近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水中航走体。
4. 前記バラストタンク間が、移送用ポンプを備えた移送管を介して連通されていることを特徴とする請求項３に記載の水中航走体。

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