JP6715788B2 - 無人機輸送用飛しょう体 - Google Patents
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Description
他方、高速飛行が可能な無人航空機は、短時間で目標空域に到達可能ではあるが、高重量等のために目標空域での滞空時間が短くなってしまう。
そこで、一定時間滞空可能な無人航空機を目標空域まで短時間で進出させるためには、ロケットによる人工衛星の打ち上げ等に見られるように、無人航空機を収容部材に収容して安全に保護した状態で、当該収容部材を高速で輸送する(飛行させる)必要がある。
一般に、人工衛星は、図4(a),(b)に示すように、基端部を衛星分離部に当接させた状態でクランプバンドに締め付けられることによって、衛星分離部に保持されている。この保持構造を収容部材内の無人航空機に適用してやればよい。
しかしながら、無人航空機を飛しょう体で輸送する場合には、ロケットの打ち上げ時と異なり、横方向への荷重が大きく作用する。そのため、上述した人工衛星の保持構造を単純に無人航空機に適用した場合、無人航空機が片持ち支持される状態となり、横方向への荷重によって当該無人航空機に大きな曲げ荷重が作用してしまう。無人航空機は上述のとおり高い構造強度を有していないことから、この曲げ荷重によって破損するおそれがある。
前記無人航空機を収容する収容室を有するとともに、当該収容室に前記無人航空機を出し入れさせるための開口部が形成された収容部材と、
流体の入出により膨縮可能に構成され、前記収容室の内側面と前記無人航空機との間に配置されて、膨張状態で当該無人航空機を保護する膨縮体と、
膨張状態の前記膨縮体から内部の流体を排出させる排出手段と、
を備えることを特徴とする。
前記膨縮体に流体を供給する供給手段をさらに備えることを特徴とする。
前記排出手段と前記供給手段とが一体的に構成されていることを特徴とする。
前記開口部が前記収容部材の飛行方向とは反対向きに開口していることを特徴とする。
また、無人航空機を収容部材から離脱させるときには、排出手段によって膨張状態の膨縮体から内部の流体を排出させて当該膨縮体を膨張状態から収縮状態にする。これにより、無人航空機は膨縮体に拘束された状態が解除され、収容部材から離脱可能な状態となる。
したがって、人工衛星の保持構造を適用した場合と異なり、無人航空機を安全に保護しつつ好適に輸送して飛行開始させることができる。
まず、本実施形態における無人機輸送用飛しょう体(以下、単に「輸送用飛しょう体」という。)1の構成について説明する。
図1は、後述のエアバッグ5を膨張させた状態の輸送用飛しょう体1を示す図であって、(a)が側断面図であり、(b)が後述の蓋部材3を外した状態の背面図である。図2は、エアバッグ5を収縮させた状態の輸送用飛しょう体1を示す図であって、(a)が側断面図であり、(b)が背面図である。また、図3は、無人機UAVを後述のキャニスタ2から取り出した状態の輸送用飛しょう体1を示す図である。なお、図1〜図3では、キャニスタ2のみを断面で図示している。
具体的に、輸送用飛しょう体1は、キャニスタ2と、蓋部材3と、複数(本実施形態では8つ)のエアバッグ5と、空気給排装置6とを備えている。
また、キャニスタ2の底部(後端部)には、主に無人機UAVを収容室2aに収容及び取出すための後方向きの開口部21が、当該底部の略全面に亘って形成されている。ただし、この開口部21は、少なくとも無人機UAVが挿通可能な大きさであればよい。
なお、以下の説明では、輸送用飛しょう体1(キャニスタ2)の向きについて、その飛行方向と対応させて、キャニスタ2の先端側を「前(前側)」、底部側を「後(後側)」と記載する。
このうち、4つの前部エアバッグ51は、収容室2aの前端部において、収容室2aの内側面(上下左右の各側面)と無人機UAV後端部との間に配置され、当該無人機UAV後端部の上下左右の4箇所を保護している(図1及び図2では、上下2箇所を保護する2つのみ図示)。
一方、4つの後部エアバッグ52は、収容室2aの中程よりやや後側において、収容室2aの内側面(上下左右の各側面)と無人機UAVの前側部分との間に配置され、当該無人機UAVの前側部分の上下左右の4箇所を保護している。
具体的に、空気給排装置6は、まず輸送用飛しょう体1の飛行開始前では、制御手段に制御されて複数のエアバッグ5に空気を供給し、当該複数のエアバッグ5を膨張状態にする。これにより、複数のエアバッグ5が収容室2aの内側面と無人機UAVとの間に充填されて、当該無人機UAVが保護された状態となる。
その後、輸送用飛しょう体1が飛行を開始して、高速で飛行する当該輸送用飛しょう体1から蓋部材3が分離されてキャニスタ2の開口部21が開口し、さらに減速機構(例えばドラッグシュートなど;図示省略)によりキャニスタ2が十分に減速した後に、空気給排装置6は、無人機UAVをキャニスタ2から離脱可能な状態にする。
より詳しくは、空気給排装置6は、図2(a),(b)に示すように、制御手段に制御されて複数のエアバッグ5から空気を排出し、当該複数のエアバッグ5を収縮状態にする。これにより、無人機UAVは、複数のエアバッグ5に保護(拘束)された状態が解除され、キャニスタ2から離脱可能な状態となる。
そして、図3に示すように、例えば図示しない押出し機構などにより無人機UAVが後方へ移動されることにより、当該無人機UAVが開口部21から収容室2a外へ押し出される。
これにより、無人機UAVは、キャニスタ2から離脱して独立して飛行可能な状態となり、折り畳んでいた翼を展開させて自律飛行を開始する。
以上のように、本実施形態によれば、キャニスタ2内の無人機UAVは、収容室2aの内側面と当該無人機UAVとの間に配置された膨張状態のエアバッグ5によって保護される。これにより、無人機UAVは、作用する荷重をエアバッグ5を介して外皮面で圧縮荷重として受けるため、端部で片持ち支持される場合に比べ、当該無人機UAVに作用する曲げ荷重を小さくすることができる。
また、無人機UAVをキャニスタ2から離脱させるときには、空気給排装置6によって膨張状態のエアバッグ5から内部の空気を排出させて当該エアバッグ5を膨張状態から収縮状態にする。これにより、無人機UAVはエアバッグ5に拘束された状態が解除され、キャニスタ2から離脱可能な状態となる。
したがって、人工衛星の保持構造を適用した場合と異なり、無人機UAVを安全に保護しつつ好適に輸送して飛行開始させることができる。ひいては、高速輸送時の横方向荷重に耐え得る無人機UAVの高強度化の必要がなく、当該無人機UAVの軽量化を図ることができる。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
液体で膨縮する膨縮体を用いた場合には、この液体の温度をヒータ等で調節することにより、無人機UAVの温度を制御することができ、高高度環境での無人機UAVの冷却を防ぐことができる。
また、排出手段は、流体を吸い出すポンプ等であってもよいし、膨縮体を裂いて内部の流体を流出させる火薬等であってもよい。
2 キャニスタ(収容部材)
2a 収容室
21 開口部
3 蓋部材
5 エアバッグ(膨縮体)
6 空気給排装置(排出手段、供給手段)
UAV 無人機
Claims (4)
- 無人航空機を輸送する無人機輸送用飛しょう体であって、
前記無人航空機を収容する収容室を有するとともに、当該収容室に前記無人航空機を出し入れさせるための開口部が形成された収容部材と、
流体の入出により膨縮可能に構成され、前記収容室の内側面と前記無人航空機との間に配置されて、膨張状態で当該無人航空機を保護する膨縮体と、
膨張状態の前記膨縮体から内部の流体を排出させる排出手段と、
を備えることを特徴とする無人機輸送用飛しょう体。 - 前記膨縮体に流体を供給する供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の無人機輸送用飛しょう体。
- 前記排出手段と前記供給手段とが一体的に構成されていることを特徴とする請求項2に記載の無人機輸送用飛しょう体。
- 前記開口部が前記収容部材の飛行方向とは反対向きに開口していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の無人機輸送用飛しょう体。
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