JP6544709B2

JP6544709B2 - 水中航走体の回収方法及び回収システム

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Publication number: JP6544709B2
Application number: JP2015057260A
Authority: JP
Inventors: 昌俊真貝
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2019-07-17
Anticipated expiration: 2035-03-20
Also published as: JP2016175537A

Description

本発明は、水中航走体の回収方法及び回収システムに係り、特に、荒天時でも水中航走体を的確かつ安全に母船に回収することができる水中航走体の回収方法及び回収システムに関する。

海中や海底における種々の調査を行うため、調査に必要な機器を搭載した水中航走体を母船から海に投入し、海中で航走させることが行われている。特に、大深度や広域の調査では、母船から切り離された状態で自由に海中を航走可能な自律航行型の水中航走体が用いられることが多い。かかる水中航走体は、母船から海中に投入し、調査終了後に母船に引き上げられる。

従来、水中航走体を海中から母船に引き上げる方法として、水中航走体を海面に浮上させ、母船から海中に飛び込んだダイバーが水中航走体に母船のクレーンのワイヤを係合させる玉掛け作業を行い、玉掛けされた水中航走体をクレーンで母船に引き上げて回収する方法が知られている。

また、ダイバーによる海中作業を行うことなく水中航走体を回収する方法として、水中航走体から回収ケーブルに繋がれたブイを放出し、海面に浮くブイに母船や母船に搭載された小型の作業艇で近付き、母船や作業艇の甲板上の作業員が人力でブイを捕らえることで水中航走体を回収する方法も知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−２９１８８８号公報

しかしながら、上述した従来の水中航走体の回収方法では、水中航走体の回収時に人力によって水中航走体にケーブルやワイヤを係止させていることから、海面が波立つような荒天時には、水中航走体の作業を行うことが困難であるだけでなく、ダイバーや作業員が危険に晒されてしまう。

本発明は、上述した問題点を鑑みて創案されたものであり、荒天時でも水中航走体を的確かつ安全に母船に回収することができる水中航走体の回収方法及び回収システムを提供することを目的とする。

本発明によれば、水中航走体を水中から母船に回収する水中航走体の回収方法であって、前記水中航走体に繋がれたブイを水面に浮上させ、前記母船に曳航ケーブルを介して接続され、水面に浮遊可能、かつ、中央部で折り畳み可能に構成された回収用具を前記ブイが浮遊する水域に前記回収用具が海面に浮遊した状態で折り畳まれない状態で投入し、前記母船を操船して前記回収用具により前記ブイを捕捉し、前記曳航ケーブルを前記母船に引き寄せて前記水中航走体を前記母船に回収する、ことを特徴とする水中航走体の回収方法が提供される。

前記回収用具の横幅を前記母船の船幅よりも大きく形成し、前記ブイが前記母船の舷に沿って移動するように前記母船を操船するようにしてもよい。

また、前記ブイが前記母船のスクリューの近傍を通過する際に前記スクリューを停止するようにしてもよい。

また、本発明によれば、水中航走体を水中から母船に回収する水中航走体の回収システムであって、前記水中航走体に回収ケーブルを介して繋がれ回収時に前記水中航走体から離隔して水面に浮上可能に構成されたブイと、繰り出し可能かつ巻き取り可能に構成され前記母船に搭載された曳航ケーブルと、該曳航ケーブルの先端に接続され水面に浮遊可能に構成された回収用具と、を備え、前記回収用具は、前記母船による曳航方向の前方から後方に向かって内幅が狭まるように形成された捕捉部を有し、かつ、中央部で折り畳み可能に構成されており、前記回収用具を前記ブイが浮遊する水域に投入し、前記母船を操船して前記回収用具により前記ブイを捕捉し、前記曳航ケーブルを巻き取って前記水中航走体を前記母船に回収する、ことを特徴とする水中航走体の回収システムが提供される。

また、前記回収用具は、前記捕捉部の内幅の最大寸法が前記母船の船幅よりも大きく形成されていてもよい。

また、前記回収用具は、中央部において左側パーツと右側パーツとに二分割されており、前記左側パーツと前記右側パーツとがヒンジによって上下方向に回動可能に連結されていてもよい。

また、前記ヒンジは、前記左側パーツと前記右側パーツとが海面に対して下方にのみ折り畳まれることを許容するように構成されていてもよい。

本発明に係る水中航走体の回収方法及び回収システムによれば、回収時に水中航走体からブイを放出して水面に浮上させ、このブイを母船に曳航される回収用具で捕捉するようにしたことから、ダイバーによる水中航走体の玉掛け作業や甲板上の作業員によるブイの捕捉作業等の人力での作業を無くすことができ、荒天時でも水中航走体を的確かつ安全に母船に回収することができる。

本発明の一実施形態に係る水中航走体の回収システムの概略を示す側面図である。図１の平面図である。一実施形態に係る水中航走体の回収方法の概要を示す平面図である。一実施形態に係る水中航走体の部分破断側断面図である。一実施形態に係る回収用具の部分拡大斜視図である。一実施形態に係る回収用具が折り畳まれる途中を示す部分拡大斜視図である。一実施形態に係る回収用具が折り畳まれた状態を示す全体斜視図である。一実施形態に係る回収用具が折り畳まれて母船に搭載された状態を示す平面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付すことにより重複した説明を省略し、また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１〜図３を用いて本発明の一実施形態に係る水中航走体１の回収方法及び回収システムについて説明する。

本発明の一実施形態に係る水中航走体１の回収システムは、図１及び図２に示したように、水中航走体１を水中（例えば、海中２）から母船３に回収する水中航走体１の回収システムであって、水中航走体１に回収ケーブル４を介して繋がれ回収時に水中航走体１から離隔して水面（例えば、海面２ａ）に浮上可能に構成されたブイ５と、繰り出し可能かつ巻き取り可能に構成され母船３に搭載された曳航ケーブル６と、曳航ケーブル６の先端に接続され海面２ａに浮遊可能に構成された回収用具７と、を備え、回収用具７をブイ５が浮遊する水域（例えば、海域）に投入し、母船３を操船して回収用具７によりブイ５を捕捉し、曳航ケーブル６を巻き取って水中航走体１を母船３に回収するようにしたものである。

水中航走体１は、例えば、図４に示したように、先端が流線型の円柱状の本体８と、本体８の尾部に配置された垂直翼９及び水平翼１０と、を備えており、垂直翼９及び水平翼１０を操舵することで進行方向を変更できるようになっている。本体８は、浮力を調節するための浮き袋を有していてもよい。本体８には、深度センサ１１、慣性航法装置１２、制御装置１３、音響通信器１４、電動機１５等が収容されている。なお、水中航走体１は、図４の構成に限定されるものではない。

深度センサ１１は、水中航走体１の深度を計測するセンサである。慣性航法装置１２は、ジャイロや加速度センサ等を用いて水中航走体１の位置や速度を算出する機器である。制御装置１３は、水中航走体１の深度、位置、速度等に基づいて目標とする進行方向、進行速度等を制御する機器である。音響通信器１４は、水中航走体１の位置や速度や深度等を母船３に音波で送信し、母船３から制御装置１３に指令を与えるための各種信号を音波で受信する。電動機１５は、制御装置１３からの指令に応じてスクリュー１６を駆動する。

また、水中航走体１の本体８内には、回収ケーブル４に繋がれたブイ５が格納されている。回収ケーブル４は、例えば、ワイヤーロープであり、一端が本体８に接続され、他端がブイ５に接続されている。回収ケーブル４の長さは、水中航走体１の回収時に設定される水中航走体１の深さ（水深）に応じて、ブイ５が海面２ａに浮上できるように設定される。ブイ５は、水中航走体１の使用時（通常時）には本体８の前部に形成された格納室１７内に格納され、水中航走体１の回収時には格納室１７の蓋体１８が開放され海中２に放出される。

ブイ５は、海面２ａに浮遊可能な浮力を有しており、水中航走体１から海中２に放出されたブイ５は、本体８から離隔して海面２ａに向かって浮上する。ブイ５は、図示したように、例えば、球形状を有しているが、かかる形状に限定されるものではない。なお、格納室１７の位置は、本体８の前部に限らず中央部や後部でもよく、格納室１７の構造も図４の構造に限られるものではない。

母船３は、例えば、図１〜図３に示したように、水中航走体１の運搬、回収、制御等を行う作業船である。母船３は、水中航走体１を制御する制御装置（図示せず）や水中航走体１との間で各種信号やデータを送受信する通信機器（図示せず）を有している。また、母船３は、曳航ケーブル６の繰り出し及び巻き取りを行うクレーン１９を有している。

曳航ケーブル６は、例えば、ワイヤーロープであり、少なくとも水中航走体１を吊り上げ可能な強度を有している。曳航ケーブル６は、通常時はクレーン１９に巻き取られており、水中航走体１の回収時にはクレーン１９から繰り出される。また、曳航ケーブル６は、先端に二叉ケーブル６ａを有し、二叉ケーブル６ａに回収用具７が接続される。なお、二叉ケーブル６ａは、曳航ケーブル６と一体に編み込まれていてもよいし、金具等によって連結可能に構成されていてもよい。

回収用具７は、例えば、図２及び図３に示したように、母船３による曳航方向の前方から後方に向かって内幅が狭まるように形成された捕捉部７ａと、捕捉部７ａの後端部に形成されブイ５と係合する保持部７ｂと、を有している。

捕捉部７ａは、例えば、中心角が略９０度の略Ｖ字形状に配置された一対の円柱体により構成される。捕捉部７ａを略Ｖ字状に形成し、開放部側を曳航方向の前方側（上流側）に配置し、突端部側を曳航方向の後方側（下流側）に配置することにより、曳航方向の前方から後方に向かって回収用具７の内幅を容易に狭めることができる。捕捉部７ａの開放部側の端部には二叉ケーブル６ａが接続される。

円柱体は、例えば、中心に配置された金属製のロッド状フレームと、その周囲に巻き付けられた浮力体とから構成される。浮力体は、発泡スチロールや発泡プラスチック等からなり、捕捉部７ａが海面２ａに浮遊可能な比重となっている。なお、円柱体は、海面２ａに浮遊可能であって、波浪に耐え得る強度及び弾力性を有していればよく、上述した構成に限定されるものではない。

保持部７ｂは、捕捉部７ａの突端部に配置されており、一対の直線部２１とこれらの直線部２１を連結する連結部２２とを有する略Ｕ字形状に形成されている。一対の直線部２１は、平行に配置されており、その間隔はブイ５の直径よりも小さく設定されている。かかる構成により、捕捉部７ａに沿ってブイ５を曳航方向後方に移動させることができ、最終的に保持部７ｂにブイ５を係合させることができ、ブイ５を捕獲することができる。

保持部７ｂは、捕捉部７ａと同様に、金属製のロッド状フレームとその周囲に巻き付けられた浮力体とにより構成される。例えば、保持部７ｂは、同一の円柱体によって捕捉部７ａを延長することによって形成される。

また、回収用具７は、図３に示したように、捕捉部７ａの内幅の最大寸法Ｗ１が母船３の船幅Ｗ２よりも大きく設定されていてもよい。このように、内幅の最大寸法Ｗ１を船幅Ｗ２よりも大きくすることにより、回収用具７の曳航時に捕捉部７ａの外端部が母船３からはみ出ることから、例えば、ブイ５を母船３の舷に沿って移動させることにより、容易に捕捉部７ａでブイ５を捕捉することができる。

また、回収用具７は、図５〜図７に示したように、中央部で折り畳み可能に構成されていてもよい。例えば、回収用具７は、保持部７ｂの連結部２２の中央部において左側パーツＬＰと右側パーツＲＰとに二分割されており、左側パーツＬＰと右側パーツＲＰとがヒンジ２３によって回動可能に連結される。ヒンジ２３は、例えば、連結部２２の下部に配置されており、回収用具７の曳航方向に平行なヒンジ軸を有している。

かかるヒンジ２３は、回収用具７が海面２ａに浮遊した状態で、左側パーツＬＰと右側パーツＲＰとが海面２ａに対して下方にのみ折り畳まれることを許容する。すなわち、左側パーツＬＰと右側パーツＲＰとを海面２ａに対して上方に折り畳もうとしても、左側パーツＬＰの端面２４と右側パーツの端面２５とが押し付け合ってストッパとなるため、上方への折り畳みが抑止される。

上述したヒンジ２３を有する回収用具７によれば、捕捉部７ａを略Ｖ字形状に開いてヒンジ２３を下方に位置するように海面２ａに浮遊させた場合に、左側パーツＬＰ及び右側パーツＲＰの浮力によって端面２４，２５が押し付け合わされ、捕捉部７ａの略Ｖ字形状が維持される。また、回収用具７の曳航時には、左側パーツＬＰ及び右側パーツＲＰに牽引力も付加されることから、捕捉部７ａの略Ｖ字形状を維持し易い。

そして、回収用具７を海面２ａから母船３に引き上げた後には、図７に示したように、ヒンジ２３で左側パーツＬＰと右側パーツＲＰとを折り畳むことにより、回収用具７を一対の捕捉部７ａの開放部を閉じた一本の略棒形状に変形させることができる。したがって、例えば、図８に示したように、母船３の甲板上に容易に載置することができる。また、甲板上に折り畳んだ回収用具７を保管する棚やボックスを配置して、この保管場所に回収用具７を保管するようにしてもよい。

なお、回収用具７の折り畳み構造（ヒンジ２３）は、上述した構成に限定されるものではない。また、図示しないが、捕捉部７ａは、伸縮可能に構成されていてもよいし、継ぎ足し可能に構成されていてもよいし、長さを縮めるように折り畳み可能に構成されていてもよい。

次に、上述した水中航走体１の回収システムを用いた水中航走体１の回収方法について、図１〜図３を参照しつつ説明する。

本実施形態に係る水中航走体１の回収方法は、図１〜図３に示したように、水中航走体１を海中２から母船３に回収する水中航走体１の回収方法であって、水中航走体１に繋がれたブイ５を海面２ａに浮上させ、母船３に曳航ケーブル６を介して接続され海面２ａに浮遊可能に構成された回収用具７をブイ５が浮遊する海域に投入し、母船３を操船して回収用具７によりブイ５を捕捉し、曳航ケーブル６を母船３に引き寄せて水中航走体１を母船３に回収するようにしている。

まず、水中航走体１の回収時には、図１及び図２に示したように、水中航走体１を所定の水深で停止させ（又は、その水深を維持するように、垂直翼９、水平翼１０、スクリュー１６等を制御し）、格納室１７からブイ５を海中２に放出する。海中２に放出されたブイ５は、自身の浮力によって海面２ａまで浮上する。

次に、母船３から曳航ケーブル６をクレーン１９から繰り出しながら、回収用具７をブイ５に近い海面２ａに投入すると、回収用具７は、自身の浮力によって海面２ａに浮遊する。曳航ケーブル６を所定量だけ繰り出した後、母船３を操船し回収用具７を曳航し、ブイ５を回収用具７で回収する。

具体的には、回収用具７の捕捉部７ａの横幅の範囲内にブイ５が収まるように母船３を操船する。捕捉部７ａに接触したブイ５は、母船３の前進（回収用具７の曳航）によって、捕捉部７ａに沿って後方（下流）に移動し、最終的に保持部７ｂに係合する。

このとき、例えば、図３に示したように、回収用具７の横幅を母船３の船幅よりも大きく形成しておき、ブイ５が母船３の舷に沿って移動するように母船３を操船することにより、回収用具７によってブイ５を容易に回収することができる。

また、ブイ５が母船３のスクリュー１６の近傍を通過する際にスクリュー１６を停止するようにしてもよい。かかる操作により、ブイ５と水中航走体１とを繋ぐ回収ケーブル４のスクリュー１６への巻き込みを防止することができる。なお、ブイ５がスクリュー１６の近傍を通過し終えた後、再びスクリュー１６を作動させて母船３を前進させるようにしてもよい。

そして、クレーン１９により曳航ケーブル６を巻き取ることにより、回収用具７を母船３に引き寄せ、ブイ５及び回収ケーブル４を介して水中航走体１を母船３に引き寄せた後、母船３の甲板上に水中航走体１を回収する。このとき、クレーン１９を用いて水中航走体１を甲板上に吊り上げるようにしてもよいし、クレーン１９を用いてブイ５を吊り上げてから回収ケーブル４を手繰り寄せて水中航走体１を母船３の甲板上に回収するようにしてもよい。

上述した本実施形態に係る水中航走体１の回収方法及び回収システムによれば、回収時に水中航走体１からブイ５を放出して海面２ａに浮上させ、このブイ５を母船３に曳航される回収用具７で捕捉するようにしたことから、ダイバーによる水中航走体１の玉掛け作業や甲板上の作業員によるブイ５の捕捉作業等の人力での作業を無くすことができ、荒天時でも水中航走体１を的確かつ安全に母船３に回収することができる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

１水中航走体
２海中
２ａ海面
３母船
４回収ケーブル
５ブイ
６曳航ケーブル
６ａ二叉ケーブル
７回収用具
７ａ捕捉部
７ｂ保持部
８本体
９垂直翼
１０水平翼
１１深度センサ
１２慣性航法装置
１３制御装置
１４音響通信器
１５電動機
１６スクリュー
１７格納室
１８蓋体
１９クレーン
２１直線部
２２連結部
２３ヒンジ
２４，２５端面

Claims

水中航走体を水中から母船に回収する水中航走体の回収方法であって、
前記水中航走体に繋がれたブイを水面に浮上させ、
前記母船に曳航ケーブルを介して接続され、水面に浮遊可能、かつ、中央部で折り畳み可能に構成された回収用具を前記ブイが浮遊する水域に前記回収用具が海面に浮遊した状態で折り畳まれない状態で投入し、
前記母船を操船して前記回収用具により前記ブイを捕捉し、
前記曳航ケーブルを前記母船に引き寄せて前記水中航走体を前記母船に回収する、
ことを特徴とする水中航走体の回収方法。
前記回収用具の横幅を前記母船の船幅よりも大きく形成し、前記ブイが前記母船の舷に沿って移動するように前記母船を操船する、ことを特徴とする請求項１に記載の水中航走体の回収方法。
前記ブイが前記母船のスクリューの近傍を通過する際に前記スクリューを停止する、ことを特徴とする請求項１に記載の水中航走体の回収方法。
水中航走体を水中から母船に回収する水中航走体の回収システムであって、
前記水中航走体に回収ケーブルを介して繋がれ回収時に前記水中航走体から離隔して水面に浮上可能に構成されたブイと、
繰り出し可能かつ巻き取り可能に構成され前記母船に搭載された曳航ケーブルと、
該曳航ケーブルの先端に接続され水面に浮遊可能に構成された回収用具と、を備え、
前記回収用具は、前記母船による曳航方向の前方から後方に向かって内幅が狭まるように形成された捕捉部を有し、かつ、中央部で折り畳み可能に構成されており、
前記回収用具を前記ブイが浮遊する水域に投入し、前記母船を操船して前記回収用具により前記ブイを捕捉し、前記曳航ケーブルを巻き取って前記水中航走体を前記母船に回収する、
ことを特徴とする水中航走体の回収システム。
前記回収用具は、前記捕捉部の内幅の最大寸法が前記母船の船幅よりも大きく形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の水中航走体の回収システム。
前記回収用具は、中央部において左側パーツと右側パーツとに二分割されており、前記左側パーツと前記右側パーツとがヒンジによって上下方向に回動可能に連結されている、ことを特徴とする請求項４に記載の水中航走体の回収システム。
前記ヒンジは、前記左側パーツと前記右側パーツとが海面に対して下方にのみ折り畳まれることを許容するように構成されている、ことを特徴とする請求項６に記載の水中航走体の回収システム。