JP5554030B2

JP5554030B2 - カバー、移動体及びカバー分離方法

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Publication number: JP5554030B2
Application number: JP2009179833A
Authority: JP
Inventors: 将士松下; 貴久北野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-07-31
Also published as: JP2011031738A

Description

本発明は、流体中を推進する移動体に関し、特に、推進中に移動体から分離されるカバーに関する。

流体中を推進する移動体として、空気中を推進する飛しょう体や、水中を推進する水中航走体が知られている。

図１は、特許文献１に開示されたラムロケットを示す。ラムロケットは、燃焼室２０１に空気を供給するための空気通路２０２を備える。空気通路２０２は給気口２０５を介して燃焼室２０１と連通している。給気口２０５はカバー２０７によって閉塞されている。カバープレート２０６は、ヒンジピン２１０を介してランプ部２０３に回動可能に取り付けられている。カバープレート２０６は、空気通路２０２の空気取入口２０４を閉塞する位置に支柱２０８によって保持されている。支柱２０８及びカバー２０７の各々には、点火装置２０９に接続された爆薬が仕掛けられている。

ラムロケットを所望のラム圧が得られる速度まで加速するブースタ飛行時においては、燃焼室２０１内でブースタ用固体燃料が燃焼する。このとき、空気取入口２０４及び給気口２０５は、カバープレート２０６及びカバー２０７によってそれぞれ閉塞されている。カバープレート２０６によって空気通路２０２に空気が取り込まれることが防がれるため、ラムロケットの空気抵抗が低減される。カバー２０７は、火炎が燃焼室２０１から空気通路２０２内に侵入することを防ぐ。

ブースタ用固体燃料の燃焼が終了するまでに、ラムロケットは所望のラム圧が得られる速度に達する。ブースタ用固体燃料の燃焼終了に続いてサステーナ固体燃料に点火される。このとき、点火装置２０９が作動して支柱２０８及びカバー２０７が破砕される。カバープレート２０６は、カバープレート２０６を保持していた支柱２０８が破砕されるため、空気圧によってランプ部２０３の方に倒れる。したがって、空気取入口２０４及び給気口２０５が開口する。サステーナ固体燃料の一次燃焼により発生した一次燃焼ガスは、燃焼室２０１において空気通路２０２を介して取り込まれた空気と混合されて二次燃焼し、二次燃焼ガスを生成する。ラムロケットは、二次燃焼ガスを噴射してサステーナ飛行を行う。

図２は、特許文献２に開示された飛しょう体を示す。飛しょう体のジェットエンジン２１１に空気を取り込むための空気取入口２１２にシアピンによってカバー２１３が結合されている。カバー２１３は、ノズルをジェットエンジン２１１に向けたロケットモータを備える。飛しょう体を発射する場合、ロケットモータに点火する。ロケットモータが噴出す噴流によりジェットエンジン２１１が始動する。また、ロケットモータの推力によりシアピンが切断され、カバー２１３が飛しょう体から分離される。

特開平３−５７８６７号公報特開平５−５６００号公報

本発明の目的は、分離の信頼性が高いカバー、カバーを備えた移動体、及び、カバー分離方法を提供することである。

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明によるカバー（４）は、流体中を推進する機体（１１０）の第１部位（１）に係止されるカバー本体（５）と、ピン対応部（８１、８２）及びフック部（８３）を有する係合部（８）と、カバー本体（５）と係合部（８）とを接続するアーム（６）と、アーム（６）を伸長させるアクチュエータ（６３）とを具備する。機体（１１０）は、第１部位（１）の後方の位置に、係合部（８）のピン対応部（８１、８２）及びフック部（８３）とそれぞれ係合する、ピン（３１、３２）及びフック対応部（３３）を有し、係合部（８）を回転可能に支持する第２部位（３）を備える。係合部（８）は、機体（１１０）に対する回転位置が第１範囲にあるとき第２部位（３）から分離しないように、回転位置が第２範囲にあるとき第２部位（３）から分離するように、第２部位（３）と係合する。カバー本体（５）は、回転位置が第１範囲にある状態で第１部位（１）に係止され、アーム（６）が伸長することでカバー本体（５）と第１部位（１）の係止が解除される。カバー本体（５）は、機体（１１０）が流体中を推進するときに回転位置が、係止が解除された第１範囲から第２範囲に変化するような流体力を受ける形状を有する。

アクチュエータ（６３）は、ケース（６４）と、ケース（６４）内を移動可能なピストン（６５）及びピストンロッド（６６）と、ピストン（６５）を移動させるための燃焼ガスを発生する火薬（７０）とを備えることが好ましい。

ケース（６４）とピストンロッド（６６）には、アクチュエータ（６３）が伸長した際に打ち込まれることによって、ケース（６４）及びピストンロッド（６６）が相対的に移動しないように結合される前部（６４ａ）及び基部（６６ａ）を備えることが好ましい。

第１部位（１）は空気取入口（１）であることが好ましい。カバー本体（５）は、空気取入口（１）を閉じるように差し込まれて空気取入口（１）に係止される。

本発明による移動体（１００）は、流体中を推進する機体（１１０）と、カバー（４）とを具備する。機体（１１０）は、第１部位（１）と、第１部位（１）の後方の位置にピン（３１、３２）及びフック対応部（３３）を有する第２部位（３）とを備える。カバー（４）は、第１部位（１）に係止されるカバー本体（５）と、ピン対応部（８１、８２）及びフック部（８３）を有する係合部（８）と、カバー本体（５）と係合部（８）とを接続するアーム（６）と、アーム（６）を伸長させるアクチュエータ（６３）とを備える。第２部位（３）のピン（３１、３２）及びフック対応部（３３）は、係合部（８）のピン対応部（８１、８２）及びフック部（８３）とそれぞれ係合するものであり、係合部（８）は、機体（１１０）に対する回転位置が第１範囲にあるとき第２部位（３）から分離しないように、回転位置が第２範囲にあるとき第２部位（３）から分離するように、第２部位（３）と係合する。カバー本体（５）は、回転位置が第１範囲にある状態で第１部位（１）に係止され、アーム（６）が伸長することでカバー本体（５）と第１部位（１）の係止が解除される。そして、カバー本体（５）は、機体（１１０）が流体中を推進するときに回転位置が、係止が解除された第１範囲から第２範囲に変化するような流体力を受ける形状を有する。

本発明によるカバー分離方法は、カバー（４）が取り付けられた機体（１１０）を発射するステップと、カバー（４）を機体（１１０）から分離するステップとを具備する。機体（１１０）は、第１部位（１）と、第１部位（１）の後方の位置にピン（３１、３２）及びフック対応部（３３）を有する第２部位（３）とを備え、カバー（４）は、カバー本体（５）と、ピン対応部（８１、８２）及びフック部（８３）を有する係合部（８）と、カバー本体（５）を係合部（８）に接続するアーム（６）と、アーム（６）を伸長させるアクチュエータ（６３）とを備える。第２部位（３）のピン（３１、３２）及びフック対応部（３３）は、係合部（８）のピン対応部（８１、８２）及びフック部（８３）とそれぞれ係合するものであり、係合部（８）は、機体（１１０）に対して回転可能なように第２部位（３）と係合する。係合部（８）は、機体（１１０）に対する回転位置が第１範囲にあるとき第２部位（３）から分離しないように、回転位置が第２範囲にあるとき第２部位（３）から分離するように第２部位（３）と係合する。

発射するステップにおいては、カバー本体（５）は、第１部位（１）に係止され、係合部（８）の機体（１１０）に対する回転位置は第１範囲にある。

分離するステップは、アーム（６）が伸長することに伴って、カバー本体（５）と第１部位（１）との係止を解除するステップと、カバー本体（５）が受ける流体力により、回転位置が第１範囲から第２範囲に変化するように係合部（８）が回転するステップと、係合部（８）が第２部位（３）から分離するステップとを備える。

本発明によれば、分離の信頼性が高いカバー、カバーを備えた移動体、及び、カバー分離方法が提供される。

図１は、従来のラムロケットを示す。図２は、従来の飛しょう体を示す。図３は、本発明の第１の実施形態に係る移動体の側面図である。図４Ａは、移動体の空気取入口の断面図である。図４Ｂは、移動体の空気取入口の断面図である。図４Ｃは、移動体の空気取入口の断面図である。図４Ｄは、移動体の空気取入口の断面図である。図４Ｅは、移動体の空気取入口の断面図である。図５Ａは、アームの伸びる前の状態を示す断面図である。図５Ｂは、アームの伸びた後の状態を示す断面図である。図６Ａは、アクチュエータの作動前の状態を示す断面図である。図６Ｂは、アクチュエータの作動後の状態を示す断面図である。図７は、カバーの係合部の斜視図である。図８は、機体の係合部位を示す。図９Ａは、図８のＡ−Ａ切断線における断面図であり、係合部の係合部位に対対する回転位置が第１範囲にある状態を示す。図９Ｂは、図８のＢ−Ｂ切断線における断面図であり、係合部の係合部位に対対する回転位置が第１範囲にある状態を示す。図１０は、カバーについて定義された座標系を示す斜視図である。図１１Ａは、係合部にＸ方向の力が作用したときに係合部が係合部位から受ける反力を示す斜視図である。図１１Ｂは、係合部にＹ方向の力が作用したときに係合部が係合部位から受ける反力を示す斜視図である。図１１Ｃは、係合部にＺ方向の力が作用したときに係合部が係合部位から受ける反力を示す斜視図である。図１１Ｄは、係合部にＸ軸まわりのモーメントが作用したときに係合部が係合部位から受ける反力を示す斜視図である。図１１Ｅは、係合部にＹ軸まわりのモーメントが作用したときに係合部が係合部位から受ける反力を示す斜視図である。図１１Ｆは、係合部にＺ軸まわりのモーメントが作用したときに係合部がＺ軸まわりに回転することを示す斜視図である。図１２Ａは、図８のＡ−Ａ切断線における断面図であり、係合部の係合部位に対する回転位置が第２範囲にある状態を示す。図１２Ｂは、図８のＢ−Ｂ切断線における断面図であり、係合部の係合部位に対する回転位置が第２範囲にある状態を示す。図１３Ａは、第１の実施形態の変形例に係る移動体の正面図である。図１３Ｂは、第１の実施形態の変形例に係る移動体の側面図である。図１３Ｃは、第１の実施形態の変形例に係る移動体の下面図である。図１４Ａは、移動体の空気取入口の参考例の断面図である。図１４Ｂは、移動体の空気取入口の参考例の断面図である。図１４Ｃは、移動体の空気取入口の参考例の断面図である。図１４Ｄは、移動体の空気取入口の参考例の断面図である。

添付図面を参照して、本発明によるカバー、移動体及びカバー分離方法を実施するための形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態に係る移動体１００を示す。移動体１００は飛しょう体である。移動体１００は、移動体１００の本体としての機体１１０と、機体１１０に取り付けられたカバー４とを備える。機体１１０は、シーカー１２０、制御装置１３０、推進装置１４０、翼１５０を備える。推進装置１４０及び制御装置１３０は、機体１１０の胴体１１５内に配置されている。シーカー１２０は、胴体１１５の前部に配置されている。翼１５０は胴体１１５に取り付けられている。機体１１０は、胴体１１５に取り付けられた通風路１１６を備える。

シーカー１２０は、目標を捜索、発見、識別する。推進装置１４０は、機体１１０が空気中を推進するための推力を発生する。機体１１０は、矢印Ａ１が示す方向に空気中を移動する。制御装置１３０は、機体１１０が目標に向かって移動するように、推進装置１４０及び翼１５０のいずれか一方又は両方を制御する。

通風路１１６は、胴体１１５から前方（矢印Ａ１が示す方向）に延びている。通風路１１６の前端は空気取入口１として開口している。カバー４は空気取入口１を閉じている。

移動体１００は、発射されると、ブースト飛行を行う。ブースト飛行において、移動体１００は所望のラム圧が得られる速度まで加速する。移動体１００が所望のラム圧が得られる速度に達した後、カバー４が移動体１００から分離される。カバー４が移動体１００から分離された後、機体１１０は、サステーナ飛行を行う。サステーナ飛行において、推進装置１４０は、空気取入口１から吸い込んだ空気を用いて燃料を燃焼して推力を発生する。

空気取入口１がカバー４によって閉じられているため、移動体１００は発射までの耐環境性が優れている。また、カバー４は、ブースト飛行時において、移動体１００の空気抵抗削減及び空気取入口１における振動の発生防止に貢献する。

以下、カバー４の機体１１０からの分離について詳細に説明する。

図４Ａ乃至４Ｅは、カバー４を機体１１０から分離する過程を時系列に沿って示す。

図４Ａに示すように、カバー４は、カバー本体５と、係合部８と、カバー本体５を係合部８に接続するアーム６を備える。カバー本体５は、空気抵抗の小さい楔形状を有する。カバー本体５の先端５ａは、図４Ａにおいて、胴体１１５から遠い側に偏っている。カバー本体５は、空気取入口１に差し込まれ、空気取入口１を閉じている。係合部８は、カバー４が係合部位３まわりに回転可能なように、通風路１１６の係合部位３と係合している。係合部位３は、空気取入口１よりも後方に配置されている。カバー本体５が空気取入口１に差し込まれた状態において、カバー４が係合部位３まわりに回転しないようにカバー本体５が空気取入口１に係止されている。

図４Ｂに示すように、後述するアクチュエータは、アーム６のアーム前部６１及びアーム後部６２が互いに離れるようにアーム６を伸長させる。アーム前部６１はカバー本体５に固定されている。アーム後部６２は係合部８に固定されている。その結果、カバー本体５は矢印Ａ２が示す方向（前方）に移動し、カバー本体５と空気取入口１の係止が解除される。アクチュエータは、アーム６を伸長させた後、アーム６を伸長した状態に保つ。

図４Ａ及び４Ｂにおいて、係合部８の係合部位３に対する回転位置は、第１範囲にある。カバー本体５が空気取入口１に係止された状態において、回転位置は第１範囲にある。

図４Ｃに示すように、矢印Ａ３は、移動体１００が上述の矢印Ａ１の方向に飛しょうしているときの移動体１００の周囲の気流の方向を示す。カバー本体５は、気流から矢印Ａ４が示す方向の空気力を受けるような形状を有する。このような形状は、例えば、上述の先端５ａの偏りにより与えられる。カバー４は、空気力により、係合部位３まわりに矢印Ａ５が示す方向に回転する。カバー本体５が係合部８の前方に配置されているため、矢印Ａ５が示す方向に回転を始めたカバー４が気流によって元の位置に戻されることが防がれる。カバー４が係合部位３まわりに回転することにより、係合部８の係合部位３に対する回転位置は、第１範囲から第２範囲へ変化する。

図４Ｄに示すように、係合部８の係合部位３に対する回転位置が第２範囲になると、係合部８が係合部位３から分離される。係合部８が係合部位３から矢印Ａ６が示す分離軌跡に沿って分離されるとき、カバー４が有する運動量は、カバー４が係合部８まわりに回転することにより得られたものである。カバー４は、上述の運動量により、機体１１０から遠ざかり、投棄される。アーム６によってカバー本体５及び係合部８の間の距離が大きく保たれるため、上述の運動量の機体１１０から離れる方向の成分が大きくなり、機体１１０から分離された後のカバー４が気流に押し流されて機体１１０に衝突することが防がれる。

図４Ｅを参照して、カバー４が機体１１０から分離されると、推進装置１４０は、上述のように、空気取入口１から吸い込んだ空気を用いて燃料を燃焼することができるようになる。

本実施形態において、カバー本体５と空気取入口１の係止の解除にアクチュエータによる仕事が必要であるが、カバー４の機体１１０からの分離は空気力によって行われる。したがって、アクチュエータは出力の小さい小型軽量なもので十分であり、係止の解除後にカバー４を機体１１０から分離するための動力源が必要ない。したがって、移動体１００が軽量化される。

更に、分離に利用する空気力の大きさは分離を妨げる空気抵抗と比例するため、飛しょう速度や高度の違いがカバー４の分離軌跡に影響しにくい。そのため、分離の信頼性が高くなる。

更に、胴体１１５にカバー４を分離するための機構を設ける必要がないため、推進装置１４０が備える燃料タンクのためのスペースが十分に確保され、制御装置１３０のような胴体内構成品の配置の自由度が損なわれない。その結果、移動体１００が小型軽量化される。

以下、図５Ａ及び５Ｂを用いてアーム６を詳細に説明する。

図５Ａは、アーム６が伸長する前の状態におけるアーム６の断面図である。アーム６は、上述のアーム前部６１及びアーム後部６２に加えてアクチュエータ６３を備える。アクチュエータ６３は、アーム後部６２に固定されたケース６４と、アーム前部６１に取り付けられたピストンロッド６６とを備える。ピストンロッド６６は鍔部６６ｃを備える。ピストンロッド６６の端部６６ｂに配置されたナット６７を締め付けると、アーム前部６１がアーム後部６２に引きよせられる。この結果、アーム６に張力がかかり、カバー本体５が空気取入口１に押し付けられ、カバー本体５が空気取入口１に確実に係止される。

図５Ｂに示すように、ピストンロッド６６がケース６４から飛び出す方向に移動することで、アーム前部６１は鍔部６６ｃによって押され、アーム６が伸長する。その結果、上述のようにカバー本体５と空気取入口１の係止が解除される。

本実施形態において、火工品としてのアクチュエータ６３を用いることが移動体１００を軽量化する上で好ましい。以下、図６Ａ及び図６Ｂを参照して、火工品としてのアクチュエータ６３を詳細に説明する。

図６Ａに示されるように、アクチュエータ６３は、ケース６４内を移動可能なピストン６５と、ケース６４内の後部６４ｂ側に配置された燃焼ガス発生剤としての火薬７０を備える。火薬７０には、点火線６９が接続されている。ピストンロッド６６は、楔形状の基部６６ａを端部６６ｂの反対側に備える。基部６６ａは、ピストン６５に結合されている。基部６６ａは、ピストン６５に近い側が太くケース６４の前部６４ａに近い側が細いテーパ状になっている。アーム６が伸長する前の状態において、ケース６４の前部６４ａ及びピストンロッド６６は、シアピン６８により結合されている。

図６Ｂを参照して、点火線６９を用いて火薬７０に点火すると、火薬７０は、燃焼ガス７１を発生する。燃焼ガス７１がピストン６５に及ぼす圧力によりシアピン６８がせん断され、ピストン６５は前部６４ａに向かって移動し、ピストンロッド６６はピストン６５と同体にケース６４から飛び出す方向に移動する。基部６６ａが前部６４ａに打ち込まれることでケース６４及びピストンロッド６６が相対的に移動しないように結合され、ピストンロッド６６がケース６４内に押し戻されることが防がれる。したがって、アーム６は、伸長した状態に保たれる。

ここで、ケース６４は、燃焼ガス７１が外に漏れないようにケース６４内に閉じ込める。したがって、燃焼ガス７１に対する機体１１０の熱防御が不要であり、機体１１０が小型軽量化される。さらに、ケース６４に閉じ込められた燃焼ガス７１の圧力によりピストン６５が後部６４ｂ側に移動することが防がれるため、基部６６ａが前部６４ａに打ち込まれて結合されない場合であっても、アーム６は伸長した状態に保たれる。

以下、図７、８、９Ａ、９Ｂ、１０、１１Ａ〜１１Ｆ、１２Ａ、１２Ｂを用いて、係合部８及び係合部位３を詳細に説明する。

図７に示すように、係合部８は、ピン対応部８１及び８２と、ピン対応部８１及びピン対応部８２の間に配置されたフック部８３とを備える。ピン対応部８１及び８２の各々は、切り欠きが設けられた板形状を有する。ピン対応部８１は、切り欠きに対応する位置に設けられた湾曲面８１ａと、ピン対応部８２の反対側に配置された平面８１ｂとを備える。ピン対応部８２は、切り欠きに対応する位置に設けられた湾曲面８２ａと、ピン対応部８１の反対側に配置された平面８２ｂとを備える。平面８１ｂ及び平面８２ｂは、互いに反対方向を向いている。フック部８３は湾曲面８３ａを備える。

図８に示すように、係合部位３は、ヒンジピンとしてのピン３１と、ピン３１を支持するピン基部３５と、ヒンジピンとしてのピン３２と、ピン３２を支持するピン基部３６とを備える。ピン３１及びピン３２は、直線Ｌ１上に間隔を設けて配置されている。ピン３１は、直線Ｌ１を軸とする外側円筒面３１ａを備える。ピン３２は、直線Ｌ１を軸とする外側円筒面３２ａを備える。ピン基部３５は、直線Ｌ１に垂直な平面３５ａを備える。ピン基部３６は、直線Ｌ１に垂直な平面３６ａを備える。平面３５ａ及び平面３６ａは、互いに対向するように配置される。図４Ａに示すように、係合部８の係合部位３に対する回転位置が第１範囲にあるとき、平面３５ａと平面８１ｂとが対向し、平面３６ａと平面８２ｂとが対向する。

図９Ａは、図８のＡ−Ａ切断線における断面図を示す。図９Ａにおいて、図４Ａ又は４Ｂに示されるように係合部８の係合部位３に対する回転位置が第１範囲にあるときの係合部８と係合部位３の係合状態が示されている。ピン３１は、湾曲面８１ａ及び外側円筒面３１ａが互いに対向するように、ピン対応部８１の切り欠きに配置される。外側円筒面３１ａは、直線Ｌ１に関して外側を向いている。湾曲面８１ａは、直線Ｌ１を向いている。同様に、ピン３２は、湾曲面８２ａ及び外側円筒面３２ａが互いに対向するように、ピン対応部８２の切り欠きに配置される。外側円筒面３２ａは、直線Ｌ１に関して外側を向いている。湾曲面８２ａは、直線Ｌ１を向いている。係合部８は、ピン３１及びピン３２まわりに回転可能に係合部８と係合する。

図９Ｂは、図８のＢ−Ｂ切断線における断面図を示す。図９Ｂにおいて、図４Ａ又は４Ｂに示されるように係合部８の係合部位３に対する回転位置が第１範囲にあるときの係合部８と係合部位３の係合状態が示されている。係合部位３は、フック対応部３３を備える。フック対応部３３は、ピン３１及び３２の間に配置されて且つ直線Ｌ１と直交する平面上に配置されている。フック対応部３３は、直線Ｌ１を軸とする部分円筒面３３ａを備える。部分円筒面３３ａは、直線Ｌ１に関して外側を向いている。湾曲面８３ａは、直線Ｌ１を向いている。部分円筒面３３ａ及び湾曲面８３ａは、互いに対向している。

図５Ａ及び５Ｂの矢印Ａ５に示される方向に係合部８が係合部位３に対して回転して係合部８の係合部位３に対する回転位置が第１範囲から第２範囲に変化する途中、外側円筒面３１ａ及び湾曲面８１ａは互いに対向した状態で摺動し、外側円筒面３２ａ及び湾曲面８２ａは互いに対向した状態で摺動し、部分円筒面３３ａ及び湾曲面８３ａは互いに対向した状態で摺動する。

図１０は、カバー４に固定されたＸＹＺ直交座標系を示す。図４Ａに示すようにカバー本体５が空気取入口１に係止された状態において、Ｘ軸は機体１１０の前方を向き、Ｚ軸は直線Ｌ１に一致する。上述の矢印Ａ４に対応するベクトルは、Ｚ軸に垂直である。荷重ＦｈｘはＸ方向の力を示し、荷重ＦｈｙはＹ方向の力を示し、荷重ＦｈｚはＺ方向の力を示す。荷重ＭｈｘはＸ軸まわりのモーメントを示し、荷重ＭｈｙはＹ軸まわりのモーメントを示し、荷重ＭｈｚはＺ軸まわりのモーメントを示す。荷重Ｆｈｙは、矢印Ａ４が示す方向の空気力のＹ軸成分に対応する。

以下、図１１Ａ〜１１Ｆを参照して、係合部８の係合部位３に対する回転位置が第１範囲にある場合において、係合部８に荷重が作用したときに係合部８が係合部位３から受ける反力について説明する。

図１１Ａを参照して、係合部８に荷重Ｆｈｘが作用すると、湾曲面８１ａは外側円筒面３１ａから逆Ｘ方向の反力ＲＰＢＸを受け、湾曲面８２ａは外側円筒面３２ａから逆Ｘ方向の反力ＲＰＡＸを受ける。したがって、係合部８は、上述の張力のような荷重Ｆｈｘが作用しても係合部位３に対して変位しない。係合部８に荷重Ｆｈｘの逆向きの力が作用すると、湾曲面８１ａは外側円筒面３１ａからＸ方向の反力を受け、湾曲面８２ａは外側円筒面３２ａからＸ方向の反力を受ける。したがって、係合部８は荷重Ｆｈｘの逆向きの力が作用しても係合部位３に対して変位しない。

図１１Ｂを参照して、係合部８に荷重Ｆｈｙが作用すると、湾曲面８３ａは部分円筒面３３ａから逆Ｙ方向の反力ＲＦを受ける。したがって、係合部８は荷重Ｆｈｙが作用しても係合部位３に対して変位しない。したがって、ピン対応部８１及び８２をピン３１及び３２から離す方向の荷重Ｆｈｙが係合部８に作用しても、フック部８３及びフック対応部３３によってピン対応部８１及び８２がピン３１及び３２から離れることが妨げられる。係合部８に荷重Ｆｈｙの逆向きの力が作用すると、湾曲面８１ａは外側円筒面３１ａからＹ方向の反力を受け、湾曲面８２ａは外側円筒面３２ａからＹ方向の反力を受ける。したがって、係合部８は荷重Ｆｈｙの逆向きに力が作用しても係合部位３に対して変位しない。

図１１Ｃを参照して、係合部８に荷重Ｆｈｚが作用すると、平面８２ｂは平面３６ａから逆Ｚ方向の反力ＲＰＺを受ける。したがって、係合部８は荷重Ｆｈｚが作用しても係合部位３に対して変位しない。係合部８に荷重Ｆｈｚの逆向きの力が作用すると、平面８１ｂは平面３５ａからＺ方向の反力を受ける。したがって、係合部８は荷重Ｆｈｚの逆向きの力が作用しても係合部位３に対して変位しない。

したがって、係合部８は、係合部８の係合部位３に対する回転位置が第１範囲にあるとき、係合部位３から分離しない。

図１１Ｄを参照して、係合部８に荷重Ｍｈｘが作用すると、湾曲面８２ａは外側円筒面３２ａからＹ方向の反力ＲＰＡＹを受け、湾曲面８３ａは部分円筒面３３ａから逆Ｙ方向の反力ＲＦを受ける。したがって、係合部８は荷重Ｍｈｘが作用しても係合部位３に対して回転しない。係合部８に荷重Ｍｈｘの逆向きのモーメントが作用すると、湾曲面８１ａは外側円筒面３１ａからＹ方向の反力を受け、湾曲面８３ａは部分円筒面３３ａから逆Ｙ方向の反力ＲＦを受ける。したがって、係合部８は荷重Ｍｈｘの逆向きのモーメントが作用しても係合部位３に対して回転しない。

図１１Ｅを参照して、係合部８に荷重Ｍｈｙが作用すると、湾曲面８１ａは外側円筒面３１ａからＸ方向の反力ＲＰＢＸを受け、湾曲面８２ａは外側円筒面３２ａから逆Ｘ方向の反力ＲＰＡＸを受ける。したがって、係合部８は荷重Ｍｈｙが作用しても係合部位３に対して回転しない。係合部８に荷重Ｍｈｙの逆向きのモーメントが作用すると、湾曲面８１ａは外側円筒面３１ａから逆Ｘ方向の反力を受け、湾曲面８２ａは外側円筒面３２ａからＸ方向の反力を受ける。したがって、係合部８は荷重Ｍｈｙの逆向きのモーメントが作用しても係合部位３に対して回転しない。

図１１Ｆを参照して、カバー本体５が気流から矢印Ａ４が示す方向の空気力を受けると、係合部８に荷重Ｍｈｚが作用する。このとき、係合部８は係合部位３に対して矢印Ａ５が示す方向に回転する。

図１２Ａは、図８のＡ−Ａ切断線における断面図を示す。図１２Ａにおいて、係合部８の係合部位３に対する回転位置が第２範囲にあるときの係合部８と係合部位３の係合状態が示されている。ピン３１は、湾曲面８１ａ及び外側円筒面３１ａが互いに対向するように、ピン対応部８１の切り欠きに配置される。同様に、ピン３２は、湾曲面８２ａ及び外側円筒面３２ａが互いに対向するように、ピン対応部８２の切り欠きに配置される。

図１２Ｂは、図８のＢ−Ｂ切断線における断面図を示す。図１２Ｂにおいて、係合部８の係合部位３に対する回転位置が第２範囲にあるときの係合部８と係合部位３の係合状態が示されている。フック部８３はフック対応部３３から外れており、部分円筒面３３ａ及び湾曲面８３ａは互いに対向していない。

したがって、係合部８は、図１２Ａ及び１２Ｂに矢印Ａ６で示された分離軌跡に沿って係合部位３から分離される。なお、分離軌跡は、ＸＹ平面に平行な平面上の軌跡である。

図１３Ａ〜１３Ｃを用いて、第１の実施形態の変形例に係る移動体１００を説明する。

変形例に係る移動体１００の正面図が図１３Ａに、側面図が図１３Ｂに、下面図が図１３Ｃにそれぞれ示されている。変形例に係る移動体１００は、下記の点以外は上述の移動体１００と同様である。変形例に係る移動体１００は、機体１１０と、２つのカバー４を備える。機体１１０は、胴体１１５の左右に配置された２つの通風路１１６を備える。各通風路１１６は胴体１１５から前方に延びている。各通風路１１６の前端は、空気取入口１として開口している。各空気取入口１は対応するカバー４によって閉じられている。２つのカバー４は、図１３Ｃの矢印Ａ７に示されるように、機体１１０から互いに反対方向に分離される。

したがって、分離の際に２つのカバー４が衝突することが防がれる。

第１の実施形態においては、アーム６が延びることでカバー本体５と空気取入口１との係止が解除されるため、カバー４の分離方向の選択が空気取入口１の形状によって制限されない。

（参考例）
図１４Ａ〜１４Ｄを用いて移動体１００の参考例について説明する。

図１４Ａに示すように、移動体１００においては、胴体１１５に設けられた固定装置２によってカバー本体５が空気取入口１を閉じるように係止されていることと、アーム６が伸長しないこととが第１の実施形態に係る移動体１００と異なる。固定装置２及びカバー本体５の係止のため、例えば分離ナット方式が採用される。他の点に関しては、移動体１００の構成及び動作は第１の実施形態に係る移動体１００の構成及び動作と同様である。カバー４は、カバー本体５と、係合部位３と係合する係合部８と、カバー本体５を係合部８に接続するアーム６とを備える。図１４Ａに示す状態において、係合部８の係合部位３に対する回転位置は既述の第１範囲である。

図１４Ｂに示すように、固定装置２は、カバー本体５の係止を解除する。カバー本体５は、矢印Ａ３で示される方向の気流から矢印Ａ４が示す空気力を受けるような形状を有する。カバー４は、空気力により、係合部位３まわりに矢印Ａ５が示す方向に回転する。アーム６がカバー本体５及び係合部８の間の距離を大きく保つため、係合部位３まわりに回転しているカバー本体５の運動量の機体１１０から離れる方向の成分は大きい。カバー本体５が係合部８の前方に配置されているため、矢印Ａ５が示す方向に回転を始めたカバー４が気流によって戻されることが防がれる。カバー４が係合部位３まわりに回転することにより、係合部８の係合部位３に対する回転位置は、第１範囲から既述の第２範囲へ変化する。

図１４Ｃに示すように、係合部８の係合部位３に対する回転位置が第２範囲になると、係合部８が係合部位３から分離される。カバー４は、機体１１０から離れる方向の運動量を分離時に有しているために機体１１０から遠ざかり、投棄される。カバー４が機体１１０から遠ざかる分離軌跡が矢印Ａ６で示されている。

図１４Ｄを参照して、カバー４が機体１１０から分離されると、推進装置１４０は、上述のように、空気取入口１から吸い込んだ空気を用いて燃料を燃焼することができるようになる。

本参考例においても、カバー４の機体１１０からの分離が空気力によって行われるため、係止の解除後にカバー４を機体１１０から分離するための動力源が必要ない。その結果、移動体１００が軽量化される。

更に、分離に利用する空気力の大きさは分離を妨げる空気抵抗と比例するため、飛しょう速度や高度の違いがカバー４の分離軌跡に影響しにくい。そのため、分離の信頼性が確保される。

なお、固定装置２は、空気取入口１に設けられてもよい。

第１の実施形態に係るカバー４は、シーカー１２０を保護する分離式カバーとして用いることが可能である。この場合、例えば、カバー本体５は胴体１１５に係止され、係合部８と係合する係合部位３は胴体１１５に設けられる。

シーカー１２０を保護する分離式カバーとしてカバー４を用いる場合、移動体１００は水中航走体であっても良い。水中航走体としての移動体１００が備える推進装置１４０は、機体１１０が水中を推進するための推力を発生する。

１００…移動体
１１０…機体
１１５…胴体
１１６…通風路
１２０…シーカー
１３０…制御装置
１４０…推進装置
１５０…翼
１…空気取入口
２…固定装置
３…係合部位
３１、３２…ピン
３１ａ、３２ａ…外側円筒面
３５、３６…ピン基部
３５ａ、３６ａ…平面
３３…フック対応部
３３ａ…部分円筒面
４…カバー
５…カバー本体
５ａ…先端
６…アーム
６１…アーム前部
６２…アーム後部
６３…アクチュエータ
６４…ケース
６４ａ…前部
６４ｂ…後部
６５…ピストン
６６…ピストンロッド
６６ａ…基部
６６ｂ…端部
６６ｃ…鍔部
６７…ナット
６８…シアピン
６９…点火線
７０…火薬
７１…燃焼ガス
８…係合部
８１、８２…ピン対応部
８１ａ、８２ａ…湾曲面
８１ｂ、８２ｂ…平面
８３…フック部
８３ａ…湾曲面
Ａ１〜Ａ７…矢印
Ｌ１…直線
２０１…燃焼室
２０２…空気通路
２０３…ランプ部
２０４…空気取入口
２０５…給気口
２０６…カバープレート
２０７…カバー
２０８…支柱
２０９…点火装置
２１０…ヒンジピン
２１１…ジェットエンジン
２１２…空気取入口
２１３…カバー

Claims

流体中を推進する機体の第１部位に係止されるカバー本体と、
ピン対応部及びフック部を有する係合部と、
前記カバー本体と前記係合部とを接続するアームと、
前記アームを伸長させるアクチュエータと
を具備し、
前記機体は、前記第１部位の後方の位置に、前記係合部のピン対応部及びフック部とそれぞれ係合する、ピン及びフック対応部を有し、前記係合部を回転可能に支持する第２部位を備え、
前記係合部は、前記機体に対する回転位置が第１範囲にあるとき前記第２部位から分離しないように、前記回転位置が第２範囲にあるとき前記第２部位から分離するように、前記第２部位と係合し、
前記カバー本体は、前記回転位置が前記第１範囲にある状態で前記第１部位に係止され、
前記アームが伸長することで前記カバー本体と前記第１部位の係止が解除され、
前記カバー本体は、前記機体が前記流体中を推進するときに前記回転位置が、前記係止が解除された前記第１範囲から前記第２範囲に変化するような流体力を受ける形状を有する
カバー。
前記アクチュエータは、ケースと、前記ケース内を移動可能なピストン及びピストンロッドと、前記ピストンを移動させるための燃焼ガスを発生する火薬とを備える
請求項１のカバー。
前記ケースと前記ピストンロッドには、前記アクチュエータが伸長した際に打ち込まれることによって、前記ケース及び前記ピストンロッドが相対的に移動しないように結合される前部及び基部を備える
請求項２に記載のカバー。
前記第１部位は空気取入口であり、
前記カバー本体は、前記空気取入口を閉じるように前記空気取入口に差し込まれて係止される
請求項１乃至３のいずれかに記載のカバー。
流体中を推進する機体と、
カバーと
を具備し、
前記機体は、第１部位と、前記第１部位の後方の位置にピン及びフック対応部を有する第２部位とを備え、
前記カバーは、前記第１部位に係止されるカバー本体と、ピン対応部及びフック部を有する係合部と、前記カバー本体と前記係合部とを接続するアームと、前記アームを伸長させるアクチュエータとを備え、
前記第２部位のピン及びフック対応部は、前記係合部のピン対応部及びフック部とそれぞれ係合するものであり、
前記係合部は、前記機体に対する回転位置が第１範囲にあるとき前記第２部位から分離しないように、前記回転位置が第２範囲にあるとき前記第２部位から分離するように、前記第２部位と係合し、
前記カバー本体は、前記回転位置が前記第１範囲にある状態で前記第１部位に係止され、
前記アームが伸長することで前記カバー本体と前記第１部位の係止が解除され、
前記カバー本体は、前記機体が前記流体中を推進するときに前記回転位置が、前記係止が解除された前記第１範囲から前記第２範囲に変化するような流体力を受ける形状を有する
移動体。
カバーが取り付けられた機体を発射するステップと、
前記カバーを前記機体から分離するステップと
を具備し、
前記機体は、第１部位と、前記第１部位の後方の位置にピン及びフック対応部を有する第２部位とを備え、
前記カバーは、カバー本体と、ピン対応部及びフック部を有する係合部と、前記カバー本体を前記係合部に接続するアームと、前記アームを伸長させるアクチュエータと
を備え、
前記第２部位のピン及びフック対応部は、前記係合部のピン対応部及びフック部とそれぞれ係合するものであり、
前記係合部は、前記機体に対して回転可能なように前記第２部位と係合し、
前記係合部は、前記機体に対する回転位置が第１範囲にあるとき前記第２部位から分離しないように、前記回転位置が第２範囲にあるとき前記第２部位から分離するように、前記第２部位と係合し、
前記発射するステップにおいて、
前記カバー本体は、前記第１部位に係止され、
前記係合部の前記機体に対する回転位置は第１範囲にあり、
前記分離するステップは、
前記アームが伸長することに伴って、前記カバー本体と前記第１部位との係止を解除するステップと、
前記カバー本体が受ける流体力により、前記回転位置が前記第１範囲から第２範囲に変化するように前記係合部が回転するステップと、
前記係合部が前記第２部位から分離するステップと
を備えるカバー分離方法。