JP7451209B2 - 推進装置、飛行体及び推進方法 - Google Patents

Description

本発明は、推進装置、飛行体及び推進方法に関するものである。

特許文献１には、回転翼航空機のエンジンが飛行中に故障したときに、回転翼航空機の自動回転を向上させる技術が開示されている。この回転翼航空機は、緊急時に回転翼航空機を進行方向に向けて推進させるエンジンを備える。進行方向への推進力により、回転翼航空機は自動回転を向上させる。

エンジンの技術として、特許文献２には、スラスタを備える姿勢制御装置が開示されている。

特表２０１８－５３７３６１号公報 特開２０１４－１０４８９４号公報

上記の状況に鑑み、緊急のとき、例えばエンジンの故障のとき、飛行体の落下による影響を低減する推進装置を提供することを目的の１つとする。他の目的については、以下の記載及び実施の形態の説明から理解することができる。

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、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の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。

上記目的を達成するための一実施の形態による推進装置（１０）は、ガスジェネレータ（２００）と、複数のスラスタ（１００）とを備える。ガスジェネレータ（２００）は、飛行体が緊急条件を満たすときに、燃焼ガスを生成する。複数のスラスタ（１００）は、下向きに燃焼ガスを出力する。前記緊急条件は、前記飛行体が備えるエンジンが停止する条件を含む。複数のスラスタ（１００）は、飛行体が着陸していると判定されると、燃焼ガスの出力を前記飛行体が上昇できない出力である第１出力に低下するとともに、前記飛行体が着陸した後も前記燃焼ガスを出力する。

上記目的を達成するための一実施の形態による飛行体（１）は、前述の推進装置（１０）と、ブースタ（５）と、ペイロード（６）とを備える。ブースタ（５）には、推進装置（１０）が取り付けられ、飛行しているときにペイロードから分離する。ペイロードは、ブースタ（５）の進行方向に取り付けられている。

上記目的を達成するための一実施の形態による推進方法は、演算装置（４０４）が飛行体が緊急条件を満たすかを判定することを含む。推進方法は、さらに緊急条件を満たすときに、燃焼ガスを生成することと、燃焼ガスを飛行体の下方向に出力することと、飛行体が着陸していると判定されると、燃焼ガスの出力を前記飛行体が上昇できない出力である第１出力に低下するとともに、前記飛行体が着陸したあとも前記燃焼ガスを出力することとを含む。前記緊急条件は、前記飛行体が備えるエンジンが停止する条件を含む。

上記の形態によれば、推進装置は飛行体の落下による影響を低減することができる。

一実施の形態における飛行体の概略図である。 一実施の形態における飛行体を下から見た概略図である。 一実施の形態における推進装置の概略図である。 一実施の形態におけるガスジェネレータの概略図である。 一実施の形態におけるガスジェネレータの断面図である。 一実施の形態におけるマニフォールドの概略図である。 一実施の形態におけるマニフォールドの上面図である。 一実施の形態におけるスラスタの断面図である。 一実施の形態における推進装置の上面図である。 一実施の形態における推進装置の構成図である。 一実施の形態における制御装置の構成図である。 一実施の形態において、制御装置による処理を表すフローチャートである。 一実施の形態における飛行体の概略図である。 一実施の形態において、推進装置の動作を説明するための図である。 一実施の形態における推進装置の概略図である。 一実施の形態における推進装置の上面図である。 一実施の形態における推進装置の構成図である。 一実施の形態において、制御装置による処理を表すフローチャートである。 一実施の形態における燃料供給装置に関する構成図である。

近年、小型の飛行体、いわゆる空飛ぶ車に注目が集められている。緊急のとき、例えばエンジンの故障のとき、落下により飛行体の乗員が怪我することを抑制するように、飛行機が着陸したときの衝撃を低減すべきことを発明者らは見出した。さらに、このような飛行体は、市街地上空を飛行し得るため、発明者らは市街地への落下を低減すべきことを見出した。なお、「着陸」は、地面に降りることだけでなく、建造物、例えば船に降りること、水面に降りることを含んでもよい。また、空飛ぶ車は、道路、例えば一般道、高速道路などを走行するように構成された車輪を含んでもよい。

（実施の形態１）
図１に示すように、一実施の形態による飛行体１（例えば空飛ぶ車）は、本体４０と、下面に緊急時に落下を抑制する推進装置１０とを備える。飛行体１の緊急時、例えばエンジンが故障などにより停止したとき、推進装置１０は、上方向の推力を発生して飛行体１が着陸したときの衝撃を低減する。図２に示すように、飛行体１を下方向から見たとき、推進装置１０は飛行体１の中心２とオーバーラップするように設けられる。中心２は、例えば飛行体１の質量中心でもよく、飛行体１の重心でもよい。推進装置１０は、脱着可能に飛行体１に設けられてもよい。

推進装置１０は、飛行体１に取り付けたとき、上方への推力を発生させるように構成されている。推進装置１０は、図３に示すように、複数のスラスタ１００（例えば第１スラスタ１００－１と、第２スラスタ１００－２と、第３スラスタ１００－３と、第４スラスタ１００－４とを含む）と、ガスジェネレータ２００と、マニフォールド３００（例えば第１マニフォールド３００－１と、第２マニフォールド３００－２とを含む）とを備える。スラスタ１００は、緊急時に、ガスジェネレータ２００が発生した燃焼ガスを、飛行体１が飛行しているときの下方に出力するように構成されている。理解を容易にするため、飛行体１が水平に飛行しているときの上方、例えば鉛直上方を＋Ｚ方向とし、飛行体１が水平に飛行しているときの前方を＋Ｘ方向、Ｚ方向とＸ方向とに直交する方向をＹ方向として説明する。

マニフォールド３００は、ガスジェネレータ２００を挟むように設けられている。第１マニフォールド３００－１がガスジェネレータ２００の＋Ｘ方向に設けられ、第２マニフォールド３００－２がガスジェネレータ２００の－Ｘ方向に設けられている。

スラスタ１００は、マニフォールド３００とガスジェネレータ２００とを挟むように設けられている。第１スラスタ１００－１と第２スラスタ１００－２とは、第１マニフォールド３００－１の＋Ｘ方向に設けられ、第３スラスタ１００－３と第４スラスタ１００－４とは、第２マニフォールド３００－２の－Ｘ方向に設けられている。

スラスタ１００と、マニフォールド３００と、ガスジェネレータ２００とは、Ｘ方向から見ると、オーバーラップするように設けられてもよい。これにより、飛行体１の進行方向である＋Ｘ方向から見たときの推進装置１０の面積が小さくなり、飛行体１の空気抵抗を低減することができる。

図４に示すように、ガスジェネレータ２００は、Ｘ軸に平行な軸を有する柱状形状、例えば円柱状に形成されている。ガスジェネレータ２００は、柱状形状の上面２００ａと下面２００ｂとに開口部２１０、例えば第１開口部２１０－１と第２開口部２１０－２とを備える。第１開口部２１０－１は例えば上面２００ａの幾何中心に設けられ、第２開口部２１０－２は例えば下面２００ｂの幾何中心に設けられている。

ガスジェネレータ２００は、緊急時に燃焼ガスを生成するように構成されている。ガスジェネレータ２００は、内部に燃料２２０と圧力検出器２３０とを備える。燃料２２０は、例えば固形燃料を含み、図５に示すように、ガスジェネレータ２００の側面に接するように設けられている。燃料２２０は、第１開口部２１０－１の幾何中心と第２開口部２１０－２の幾何中心とを結ぶ線分を軸として柱状形状、例えば円柱状に貫通穴２２２を有する。貫通穴２２２の軸は、Ｘ軸と平行であってもよい。ガスジェネレータ２００は燃料２２０を燃焼することで燃焼ガスを生成する。燃料２２０のこのような配置は、第１開口部２１０－１と第２開口部２１０－２とから出力される燃焼ガスの圧力差を低減することができる。また、圧力検出器２３０は、ガスジェネレータ２００内の圧力を計測する。

第１マニフォールド３００－１は、図６に示すように、Ｘ方向の側面に開口部３１０、３２０、３２１を備える。開口部３１０は、ガスジェネレータの第１開口部２１０－１に接続するように設けられている。開口部３１０は、例えば第１マニフォールド３００－１の－Ｘ方向の側面３００ｂの幾何中心を含んでもよい。開口部３２０、３２１は、例えば第１マニフォールド３００－１の＋Ｘ方向の側面３００ａに設けられている。

第１マニフォールド３００－１は、ガスジェネレータ２００が生成した燃焼ガスをスラスタ１００、例えば第１スラスタ１００－１と第２スラスタ１００－２とに送るように構成されている。第１マニフォールド３００－１は、図７に示すように、開口部３１０と、開口部３２０と、開口部３２１とを接続する配管３３０を備える。配管３３０は、ガスジェネレータ２００が生成した燃焼ガスを開口部３１０から開口部３２０と開口部３２１とに導くように構成されている。

第２マニフォールド３００－２は、ガスジェネレータ２００が生成した燃焼ガスをスラスタ１００、例えば第３スラスタ１００－３と第４スラスタ１００－４とに送るように構成されている。第２マニフォールド３００－２は、第１マニフォールド３００－１をＸ方向において反転した構造を有する。

第１スラスタ１００－１は、図８に示すように、アクチュエータ１１０と、ピントル弁１２０と、弁体１３０とを備える。アクチュエータ１１０は、弁体１３０を移動させることで、ピントル弁１２０の開度を変化させるように構成されている。例えば、アクチュエータ１１０は、弁体１３０をＺ軸に沿って移動させる。弁体１３０が移動することで、ピントル弁１２０の開度が変化する。

第１スラスタ１００－１は、ガスジェネレータ２００が生成した燃焼ガスをピントル弁１２０から出力するように構成されている。第１スラスタ１００－１には、第１マニフォールド３００－１の開口部３２０に接続するように構成された開口部１４０が設けられている。ガスジェネレータ２００が生成した燃焼ガスは、開口部１４０から第１スラスタ１００－１の内部に送られ、ピントル弁１２０から出力される。ピントル弁１２０の開度に基づき、燃焼ガスの出力が変化する。

他のスラスタ１００、例えば第２スラスタ１００－２、第３スラスタ１００－３、第４スラスタ１００－４は、第１スラスタ１００－１と同様の構成を有する。第２スラスタ１００－２の開口部１４０は、第１マニフォールド３００－１の開口部３２１に接続するように構成されている。第３スラスタ１００－３の開口部１４０は、第２マニフォールド３００－２の開口部３２０に接続するように構成されている。第４スラスタ１００－４の開口部１４０は、第２マニフォールド３００－２の開口部３２１に接続するように構成されている。各スラスタ１００は、ガスジェネレータ２００が生成した燃焼ガスを、ピントル弁１２０の開度に基づき、ピントル弁１２０から出力するように構成されている。

ガスジェネレータ２００は、図９に示すように、＋Ｚ方向から見たとき、推進装置１０の中心６８とオーバーラップするように設けられてもよい。中心６８は、例えば、Ｘ方向における推進装置１０の中心線６０と、Ｙ方向における推進装置１０の中心線５０との交点を含む。Ｘ方向における中心線６０は、＋Ｘ方向の端を通るＹ軸に平行な直線６２と－Ｘ方向の端を通るＹ軸に平行な直線６４との間に位置する。例えば、中心線６０から直線６２までの距離は、中心線６０から直線６４までの距離と等しい。Ｙ方向における中心線５０は、＋Ｙ方向の端を通るＸ軸に平行な直線５４と－Ｙ方向の端を通るＸ軸に平行な直線５２との間に位置する。例えば、中心線５０から直線５４までの距離は、中心線５０から直線５２までの距離と等しい。中心６８は、Ｚ方向から見たときの推進装置１０の幾何中心でもよい。ガスジェネレータ２００を中心６８とオーバーラップするように設けることで、燃焼ガスが各スラスタ１００に出力される圧力差を低減し得る。

スラスタ１００のアクチュエータ１１０は、＋Ｚ方向から見たとき、中心線５０または中心線６０に向かって延びていてもよい。例えば、第１スラスタ１００－１のアクチュエータ１１０は、＋Ｚ方向から見たとき、ピントル弁１２０の位置から中心線５０に向かって延びている。その他のスラスタも同様に、ピントル弁１２０の位置から中心線５０に向かって延びている。これにより、飛行体１の進行方向である＋Ｘ方向から見たときの推進装置１０の面積が小さくなり、飛行体１の空気抵抗を低減することができる。

推進装置１０は、図１０に示すように、ガスジェネレータ２００を起動する制御装置４００を備える。制御装置４００は、飛行体１の本体４０が備える測定機２０から様々な状態情報を受け取る。状態情報は、例えば飛行体１の高度、速度、傾き（ピッチ、ロール、ヨー）、位置（緯度、経度など）などを含む。制御装置４００は、飛行体１の状態情報に基づき、ガスジェネレータ２００を起動するか否かを決定する。制御装置４００は、操縦装置３０から緊急信号を受け取り、緊急信号に基づいてガスジェネレータ２００を起動してもよい。

制御装置４００は、ガスジェネレータ２００内の圧力と、飛行体１の状態情報とに基づき、スラスタ１００の出力を制御する。制御装置４００は、ガスジェネレータ２００内の圧力を圧力検出器２３０から受け取る。また、飛行体１の状態情報を測定機２０から受け取る。制御装置４００は、ガスジェネレータ２００内の圧力と、飛行体１の状態情報とに基づき、アクチュエータ１１０を制御する。アクチュエータ１１０の制御に基づき、スラスタ１００の出力が制御される。制御装置４００は、例えばコンピュータを含む。

制御装置４００は、図１１に示すように、通信装置４０１と、入出力装置４０２と、記憶装置４０３と、演算装置４０４とを備える。通信装置４０１は、他の装置、例えば測定機２０、アクチュエータ１１０などとの通信を行う。通信装置４０１は、測定機２０と、操縦装置３０と、圧力検出器２３０とから受け取る情報を演算装置４０４に転送する。また、演算装置４０４が生成した制御信号をアクチュエータ１１０に転送する。通信装置４０１は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの種々のインタフェースを含む。

入出力装置４０２には、演算装置４０４が処理を実行するための情報が入力される。また、入出力装置４０２は、演算装置４０４が処理を実行した結果を出力する。入出力装置４０２は、様々な入力装置と出力装置とを含み、例えば、キーボード、マウス、マイク、ディスプレイ、スピーカー、タッチパネルなどを含む。入出力装置４０２は省略されてもよい。

記憶装置４０３は、推進装置１０を制御するための様々なデータ、例えば、制御プログラム５００を格納する。記憶装置４０３は、制御プログラム５００を記憶する非一時的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）として用いられる。制御プログラム５００は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体３に記録されたコンピュータプログラム製品(computer program product)として提供されてもよく、または、サーバからダウンロード可能なコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。

演算装置４０４は、推進装置１０を制御するための様々なデータ処理を行う。演算装置４０４は、制御プログラム５００を記憶装置４０３から読み出し実行して、推進装置１０を制御するための制御信号を生成する。例えば、演算装置４０４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）などを含む。

演算装置４０４は、制御プログラム５００を実行することで、図１２に示す処理を実行する。演算装置４０４は、ステップＳ１１０において、緊急条件を満たすかを判定する。緊急条件を満たすとき（Ｓ１１０；ＹＥＳ）、演算装置４０４はステップＳ１２０の処理を行う。緊急条件を満たさないとき（Ｓ１１０；ＮＯ）、演算装置４０４は緊急条件を満たすまで待つ。例えば、緊急条件は、飛行体１のエンジンが停止していることを含んでもよい。飛行体１の高度に基づき、緊急条件を満たすかが判定されてもよい。例えば、緊急条件は、飛行体１の高度が設定高度より低いことを含んでもよい。緊急条件は、制御装置４００が操縦装置３０から緊急信号を受信したことを含んでもよい。緊急条件は、これらの組み合わせ、例えばエンジンが停止し、かつ、飛行体１の高度が設定高度より低いときに満たされてもよい。

ステップＳ１２０において、演算装置４０４はガスジェネレータ２００を起動する。ガスジェネレータ２００は、起動されると燃料２２０を燃焼し、燃焼ガスを生成する。生成された燃焼ガスは、マニフォールド３００を介して各スラスタ１００に供給される。

ステップＳ１３０において、演算装置４０４は、スラスタ１００の制御により、飛行体１の姿勢を制御する。演算装置４０４は、測定機２０からの状態情報、例えば飛行体１の傾きに基づき、スラスタ１００の出力を制御する。演算装置４０４は、スラスタ１００を制御することで、飛行体１の傾きを制御する。例えば、飛行体１の上方向（Ｚ方向）が地面と直交するように、演算装置４０４は各スラスタ１００の出力を制御する。例えば、Ｚ方向が前方に傾いているとき、第１スラスタ１００－１の出力と第２スラスタ１００－２の出力とは、第３スラスタ１００－３の出力と第４スラスタ１００－４の出力より大きくなるように制御される。

演算装置４０４は、飛行体１の降下速度を減少させるように、スラスタ１００の出力を制御する。演算装置４０４は、測定機２０から受け取る状態情報、例えば飛行体１の高度と速度とに基づき、スラスタ１００の出力を制御する。飛行体１の速度、例えば鉛直下向きの速度が大きいとき、演算装置４０４は、スラスタ１００の出力を大きくし、飛行体１の降下速度を減少させる。演算装置４０４は、飛行体１が上昇することなく、飛行体１の高度が下がるように、スラスタ１００を制御してもよい。演算装置４０４は、飛行体１が接地したときの衝撃がパラシュート降下したときの衝撃より小さくなるようにスラスタ１００を制御してもよい。演算装置４０４は、飛行体１が接地したときの衝撃が高度３ｍから落下したときの衝撃より小さくなるように、スラスタ１００を制御してもよい。演算装置４０４は、飛行体１が接地したときの衝撃が高度１ｍから落下したときの衝撃より小さくなるように、スラスタ１００を制御してもよい。

ステップＳ１４０において、演算装置４０４は、飛行体１が着陸したかを判定する。演算装置４０４は、測定機２０から受け取る状態情報、例えば飛行体１の高度に基づき、飛行体１が地面に接触しているかを判定してもよい。演算装置４０４は、飛行体１が地面に接触していないと判定すると（ステップＳ１４０；ＮＯ）、飛行体１が地面に接触するまでステップＳ１３０の処理を行う。演算装置４０４は、飛行体１が地面に接触していると判定すると（ステップＳ１４０；ＹＥＳ）、ステップＳ１５０の処理を実行する。

ステップＳ１５０において、演算装置４０４は、飛行体１が上昇しないように、スラスタ１００の出力を低下する。低下した後のスラスタ１００の出力は、飛行体１の質量に応じて、決定されてもよい。例えば低下した後のスラスタ１００の出力は、飛行体１に加えられる重力以下でもよい。演算装置４０４は、ガスジェネレータ２００内の燃料が尽きるまで、飛行体１が上昇できない出力で、スラスタ１００を駆動し続けてもよい。演算装置４０４は、スラスタ１００の出力を停止するまで低下してもよい。

このように、飛行体１は、推進装置１０を備えることで、緊急時の落下による衝撃を低減することができる。

（実施の形態２）
図１３に示すように、飛行体１は１以上のブースタ５と、ペイロード６とを備えてもよい。例えば飛行体１はロケット、ミサイルを含んでもよい。ブースタ５は、飛行体１を加速し、飛行体１が飛行しているときにペイロード６から分離する。例えば、ブースタ５は、飛行体１を加速するための燃料が消失したとき、ペイロード６から分離する。理解を容易にするため、飛行体１が飛行しているときの上方、例えば進行方向を＋Ｚ方向とする円筒座標系を用いて説明する。Ｚ軸は飛行体１の中心を通り、ｒ方向はＺ軸からの距離を表す。θ方向はＺ軸を中心とした回転方向を表す。

推進装置１０は、飛行体１が飛行するときに切り離されるブースタ５に設けられている。推進装置１０は、ブースタ５の＋Ｚ方向の端部、例えばブースタ５の＋Ｚ方向の端に設けられてもよい。例えば、推進装置１０は、推進装置１０の下部に、ブースタ５を取り付けることができるように構成されてもよい。推進装置１０は、ブースタ５が飛行体１から分離される位置に設けられてもよい。飛行体１が複数のブースタ５を備えるとき、各ブースタ５に推進装置１０が設けられてもよい。

推進装置１０は、図１４に示すように、ブースタ５が落下する位置を制御してもよい。ブースタ５は、飛行体１から離れた後、軌道７０に沿って落下する。推進装置１０は、ブースタ５が予測軌道７５に沿って影響の大きいエリア９０、例えば市街地に落下すると予測されるとき、ブースタ５がエリア９０の範囲外に落下するようにブースタ５の落下位置を制御する。推進装置１０がブースタ５の落下位置を制御することで、ブースタ５は修正軌道８０に沿ってエリア９０の範囲外に落下する。これにより、ブースタ５の落下による影響を低減することができる。

推進装置１０は、ブースタ５に取り付けたとき、上方に推力を発生させるように構成されてもよい。推進装置１０は、図１５に示すように、複数のスラスタ１００と、ガスジェネレータ２００と、マニフォールド３００とを備える。スラスタ１００は、緊急時、例えばブースタ５がエリア９０に落下すると予測されるとき、ガスジェネレータ２００が発生した燃焼ガスを、飛行体１が飛行しているときの下方に出力するように構成されている。

ガスジェネレータ２００は、ブースタ５の＋Ｚ方向に設けられ、ブースタ５に支持されている。ガスジェネレータ２００は、Ｚ軸に平行な軸を有する柱状形状、例えば円柱状に形成されている。

ガスジェネレータ２００は、実施の形態１と同様に、緊急時に燃焼ガスを生成するように構成されている。ガスジェネレータ２００は、内部に燃料２２０と圧力検出器２３０とを備える。燃料２２０は例えば固形燃料を含み、ガスジェネレータ２００は燃料２２０を燃焼することで燃焼ガスを生成する。

マニフォールド３００は、実施の形態１と同様に、ガスジェネレータ２００が生成した燃焼ガスをスラスタ１００に送るように構成されている。マニフォールド３００は、例えばガスジェネレータ２００の＋Ｚ方向に設けられている。

スラスタ１００は、実施の形態１と同様に、ガスジェネレータ２００が生成した燃焼ガスをピントル弁１２０から出力するように構成されている。スラスタ１００は、アクチュエータ１１０によりピントル弁１２０の開度が制御されることで、燃焼ガスの出力を制御する。

各スラスタ１００は、マニフォールド３００の＋Ｚ方向に設けられてもよい。各スラスタ１００は、図１６に示すように、Ｚ軸を中心に回転対称、例えば４回転対称となるように配置されてもよい。これにより、スラスタ１００の出力を制御することで、ブースタ５の姿勢と、落下位置とを制御し得る。

スラスタ１００と、マニフォールド３００と、ガスジェネレータ２００とは、Ｚ方向から見ると、オーバーラップするように設けられてもよい。これにより、飛行体１の進行方向である＋Ｚ方向から見たときの推進装置１０の面積が小さくなり、飛行体１の空気抵抗を低減することができる。

推進装置１０は、図１７に示すように、ガスジェネレータ２００を起動する制御装置４００と、ブースタ５の状態を測定する測定機２０とを備えてもよい。制御装置４００は、実施の形態１と同様に、測定機２０から様々な状態情報を受け取り、状態情報に基づき、ガスジェネレータ２００を起動するか否かを決定する。測定機２０は、ブースタ５に設けられてもよい。

制御装置４００は、実施の形態１と同様に、ガスジェネレータ２００内の内圧と、ブースタ５の状態情報とに基づき、スラスタ１００の出力を制御する。詳細は、実施の形態１と同様のため、説明を省略する。

制御装置４００の演算装置４０４は、実施の形態１と同様に、制御プログラム５００を実行する。例えば、演算装置４０４は、制御プログラム５００を実行して、図１８に示す処理を実行する。

ステップＳ１１０において、演算装置４０４は、緊急条件を満たすか判定する。緊急条件を満たすとき（Ｓ１１０；ＹＥＳ）、演算装置４０４はステップＳ１２０の処理を行う。緊急条件を満たさないとき（Ｓ１１０；ＮＯ）、演算装置４０４は緊急条件を満たすまで待つ。

緊急条件は、ブースタ５がエリア９０に落下する可能性があることを含んでもよい。この場合、演算装置４０４は、ブースタ５の状態情報、例えば位置（例えば緯度、経度、高度）と速度とに基づき、ブースタ５の落下位置を予測する。演算装置４０４は、ブースタ５の予測落下位置に基づき、緊急条件を満たすかを判定する。例えば、予測落下位置がエリア９０に含まれるとき、演算装置４０４は緊急条件を満たすと判定する。

ステップＳ１２０において、演算装置４０４はガスジェネレータ２００を起動する。ガスジェネレータ２００は、起動されると燃料２２０を燃焼し、燃焼ガスを生成する。生成された燃焼ガスは、マニフォールド３００を介して各スラスタ１００に供給される。

ステップＳ１３０において、演算装置４０４は、スラスタ１００の制御により、ブースタ５の姿勢を制御する。演算装置４０４は、測定機２０からの状態情報、例えばブースタ５の傾きに基づき、スラスタ１００の出力を制御する。演算装置４０４は、ブースタ５の位置に基づき、スラスタ１００の出力を制御してもよい。スラスタ１００の出力を制御することで、ブースタ５の落下位置を制御する。

演算装置４０４は、ブースタ５がエリア９０に落下しないようにスラスタ１００を制御する。演算装置４０４は、測定機２０からの状態情報、例えばブースタ５の位置と速度とに基づき、スラスタ１００の出力を制御する。演算装置４０４は、ブースタ５の位置と速度とに基づき、ブースタ５をエリア９０の範囲外に落下させる修正軌道８０を算出する。算出した修正軌道８０に沿ってブースタ５が移動するように、演算装置４０４はスラスタ１００を制御する。

演算装置４０４は、実施の形態１と同様に、ブースタ５の降下速度を減少させるように、スラスタ１００の出力を制御してもよい。これにより、ブースタ５の落下による影響が低減され得る。

ステップＳ１４０～Ｓ１５０は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

このように、推進装置１０は、ブースタ５の落下位置を制御することで、ブースタ５の落下による影響を低減することができる。

（変形例）
ガスジェネレータ２００に飛行体１の本体４０から燃料が供給されてもよい。例えば、図１９に示すように、ガスジェネレータ２００は本体４０の燃料供給装置４１に接続されている。燃料供給装置４１は、飛行体１が飛行時に通常使用され、推進装置１０と異なる通常推進装置４２に燃料を供給する。緊急条件を満たすとき、ガスジェネレータ２００に本体４０から燃料が供給される。ガスジェネレータ２００は、酸化剤を格納し、供給された燃料に酸化剤を加えて燃焼することで燃焼ガスを生成する。これにより、ガスジェネレータ２００は小さくできる。また、ガスジェネレータ２００に設けられている燃料２２０は液体燃料でもよい。ガスジェネレータ２００に設けられた固形燃料は酸化剤を含んでもよい。ガスジェネレータ２００が燃料を備えるとき、ガスジェネレータ２００に外部から燃料が供給されなくてもよい。

エリア９０は落下を許可する領域でもよい。この場合、演算装置４０４は、図１８のステップＳ１１０において、ブースタ５の予測落下位置がエリア９０に含まれないとき、ステップＳ１２０においてガスジェネレータ２００を起動する。また、ステップＳ１３０において、演算装置４０４はブースタ５がエリア９０に落下するようにスラスタ１００を制御する。

緊急条件には、飛行体１の姿勢が不安定であることを含んでもよい。演算装置４０４は、飛行体１の姿勢が不安定であると判定したとき、ガスジェネレータ２００を起動して、飛行体１の姿勢を制御する。この場合、演算装置４０４は、飛行体１が飛行時に通常使用する通常推進装置４２を制御してもよい。例えば、演算装置４０４は、通常推進装置４２の推力を低下してもよい。

以上において説明した実施の形態および変形例は一例であり、機能を阻害しない範囲で変更してもよい。また、各実施の形態および変形例で説明した構成は、機能を阻害しない範囲で、任意に変更してもよく、または／および、任意に組み合わせてもよい。

各実施の形態に記載の推進装置は、例えば以下のように把握される。

第１の態様に係る推進装置（１０）は、ガスジェネレータ（２００）と、複数のスラスタ（１００）とを備える。ガスジェネレータ（２００）は、飛行体（１、５）が緊急条件を満たすときに、燃焼ガスを発生させる。複数のスラスタ（１００）は、燃焼ガスを下向きに出力する。

推進装置は、緊急条件を満たすときに燃焼ガスを下向きに出力することで、飛行体が落下したときの衝撃を低減し、飛行体の落下による影響を低減することができる。なお、飛行体は飛行体（１）とブースタ（５）とを含む。

第２の態様に係る推進装置は、第１の態様に係る推進装置であって、飛行体の進行方向から見ると、複数のスラスタがガスジェネレータとオーバーラップするように構成されている。

これにより、飛行体の進行方向から見たときの推進装置の面積が小さくなる。

第３の態様に係る推進装置は、第１の態様に係る推進装置であって、複数のスラスタが飛行体（１、５）の姿勢を制御するように構成されている。

これにより、推進装置は、緊急事態が発生したときでも、飛行体の姿勢を安定させることができる。

第４の態様に係る推進装置は、第１の態様に係る推進装置であって、飛行体の着陸に基づき、複数のスラスタが燃焼ガスの出力を第１出力に低下するように構成されている。

第５の態様に係る推進装置は、第４の態様に係る推進装置であって、第１出力が飛行体の質量に基づき決定されるように構成されている。

第６の態様に係る推進装置は、第４の態様に係る推進装置であって、第１出力が飛行体に加えられる重力以下であるように構成されている。

第７の態様に係る推進装置は、第１の態様に係る推進装置であって、飛行体が着陸したあとも複数のスラスタが燃焼ガスを出力するように構成されている。

第８の態様に係る推進装置は、第１の態様に係る推進装置であって、飛行体が着陸したあと、複数のスラスタが、ガスジェネレータの燃料が尽きるまで、燃焼ガスを出力するように構成されている。

これにより、推進装置は、飛行体が着陸するまで、飛行体の姿勢を安定させることができる。

第９の態様に係る推進装置は、第１の態様に係る推進装置であって、飛行体（１、５）の高度に基づき、緊急条件を満たすかが判定されるように構成されている。

第１０の態様に係る推進装置は、第１の態様に係る推進装置であって、予測される飛行体（５）の落下位置に基づき、緊急条件を満たすかが判定されるように構成されている。

各実施の形態の飛行体は、例えば以下のように把握される。

第１１の態様に係る飛行体は、第１の態様に係る推進装置（１０）を備える。

これにより、飛行体が落下したときの衝撃を低減し、飛行体の落下による影響を低減することができる。

第１２の態様に係る飛行体は、第１１の態様に係る飛行体であって、推進装置が取り付けられたブースタ（５）と、ペイロード（６）とをさらに備える。

ブースタに推進装置が取り付けられていることで、ブースタの落下位置を制御できる。また、推進装置はブースタが落下したときの衝撃を低減してもよい。

第１３の態様に係る飛行体には、第１２の態様に係る飛行体であって、推進装置がブースタの進行方向の端部に設けられている。

第１４の態様に係る飛行体は、第１１の態様に係る飛行体であって、道路を走行するための車輪をさらに備える。

第１５の態様に係る飛行体は、第１４の態様に係る飛行体であって、通常推進装置（４２）と、燃料供給装置（４２）とをさらに備える。燃料供給装置（４２）はガスジェネレータ（２００）に燃料を供給し、ガスジェネレータ（２００）は供給された燃料に酸化剤を加えて、酸化剤を加えた燃料を燃焼する。

各実施の形態の推進方法は、例えば以下のように把握される。

第１６の形態に係る推進方法は、演算装置（４０４）が、飛行体（１、５）が緊急条件を満たすかを判定することを含む。さらに、推進方法は、緊急条件を満たすときに燃焼ガスを生成することと、燃焼ガスを飛行体の下方向に出力することとを含む。

燃焼ガスを飛行体の下方向に出力することで、飛行体の落下による影響を低減することができる。

１ ：飛行体
２ ：中心
３ ：記憶媒体
５ ：ブースタ
６ ：ペイロード
１０ ：推進装置
２０ ：測定機
３０ ：操縦装置
４０ ：本体
４１ ：燃料供給装置
４２ ：通常推進装置
５０ ：中心線
５２、５４：直線
６０ ：中心線
６２、６４：直線
６８ ：中心
７０ ：軌道
７５ ：予測軌道
８０ ：修正軌道
９０ ：エリア
１００ ：スラスタ
１１０ ：アクチュエータ
１２０ ：ピントル弁
１３０ ：弁体
１４０ ：開口部
２００ ：ガスジェネレータ
２００ａ ：上面
２００ｂ ：下面
２１０ ：開口部
２２０ ：燃料
２２２ ：貫通穴
２３０ ：圧力検出器
３００ ：マニフォールド
３００ａ、３００ｂ：側面
３１０ ：開口部
３２０ ：開口部
３２１ ：開口部
３３０ ：配管
４００ ：制御装置
４０１ ：通信装置
４０２ ：入出力装置
４０３ ：記憶装置
４０４ ：演算装置
５００ ：制御プログラム

Claims (14)

1. 飛行体が緊急条件を満たすときに、燃焼ガスを生成するガスジェネレータと、
   下向きに前記燃焼ガスを出力する複数のスラスタと、
   を備え、
   前記緊急条件は、前記飛行体が備えるエンジンが停止する条件を含み、
   複数の前記スラスタは、前記飛行体が着陸していると判定されると、前記燃焼ガスの出力を前記飛行体が上昇できない出力である第１出力に低下するとともに、前記飛行体が着陸した後も前記燃焼ガスを出力する
   推進装置。
2. 前記飛行体の進行方向から見ると、前記複数のスラスタは、前記ガスジェネレータとオーバーラップしている
   請求項１に記載の推進装置。
3. 前記複数のスラスタは、前記飛行体の姿勢を制御する
   請求項１または２に記載の推進装置。
4. 前記第１出力は、前記飛行体の質量に基づき決定されている
   請求項１に記載の推進装置。
5. 前記第１出力は、前記飛行体に加えられる重力以下である
   請求項１または４に記載の推進装置。
6. 前記複数のスラスタは、前記飛行体が着陸したあと、前記ガスジェネレータの燃料が尽きるまで、前記燃焼ガスを出力する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の推進装置。
7. 前記飛行体の高度に基づき、前記緊急条件を満たすかが判定される
   請求項１から６のいずれか１項に記載の推進装置。
8. 予測される前記飛行体の落下位置に基づき、前記緊急条件を満たすかが判定される
   請求項１から７のいずれか１項に記載の推進装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の推進装置を備える
   飛行体。
10. 前記推進装置が取り付けられたブースタと、
    前記ブースタの進行方向に取り付けられたペイロードと、
    をさらに備え、
    前記ブースタは、飛行しているときに前記ペイロードから分離する
    請求項９に記載の飛行体。
11. 前記推進装置は、前記ブースタの進行方向の端部に設けられている
    請求項１０に記載の飛行体。
12. 道路を走行するための車輪をさらに備える
    請求項９に記載の飛行体。
13. 前記推進装置と異なる通常推進装置と、
    前記通常推進装置に燃料を供給する燃料供給装置と、
    をさらに備え、
    前記燃料供給装置は、前記ガスジェネレータに燃料を供給し、
    前記ガスジェネレータは
    酸化剤を格納し、
    前記燃料供給装置から供給される前記燃料に前記酸化剤を加え、前記酸化剤を加えた前記燃料を燃焼する
    請求項１２に記載の飛行体。
14. 演算装置が、飛行体が緊急条件を満たすかを判定することと、
    前記緊急条件を満たすときに燃焼ガスを生成することと、
    前記燃焼ガスを前記飛行体の下方向に出力することと、
    前記飛行体が着陸していると判定されると、前記燃焼ガスの出力を前記飛行体が上昇できない出力である第１出力に低下するとともに、前記飛行体が着陸したあとも前記燃焼ガスを出力することと、
    を含み、
    前記緊急条件は、前記飛行体が備えるエンジンが停止する条件を含む、
    推進方法。

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