JPH0321592A - 高空係留浮上装置と浮上方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、広くは高空に廃行船を浮上させる方式に間す
るものであって、特にジェットａ流や偏西風や強力な太
陽光線等を利用した高空での発電や空中や陸地や海洋等
の蜆測を行なうもの、さらには通ｆＨの中継等の通信手
段としても利用されろものに間するもので・ある。

就中、その送電等や浮上装置の係留のための連結線が、
自重や張力で切れることのないようにした高空係留浮上
装置と浮上方法に間するものである。

［従来の技術］ 地上に紐で係留されて空中に浮かぶものとしては、小は
凧から大はせいぜいアドバルーン程度のものであった。

しかも、その高度も非常に低いものであった． 一方、風力発電は地上に塔や柱を立ててその上部に風車
のついた発ｆｆｅｌｌを付け゜Ｃ、それを廻して発電し
ていた。また、太陽発電も地上に設備されていた。

さらに、上空を利用しての種々のｉＩＩ測や通信の中継
等は、飛行機等の飛行物体によっていた。見かけ上の静
止物体としては、人工衛星を用いていた． ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上空で停止した箇所での観測や通信の中継等に
人工衛星を上げるには、余りにも高価なのでその利用範
囲が限定されてしまい、一般的ではない． 一方、風力発電として、地上すれすれに吹く風はその強
弱や存否が不安定で、安定した発電はできない．これに
対して、高空での風、特に成ＭｇＡでの偏西風等やジェ
ット気流等は常に安定していて風力発電に向いている． また、高空での太陽光線は、雲や空スや水蒸気に妨害さ
れないゆえに地上のそれよりも非常に強力である． さらには、通信の中継用のアンテナも、高ければ高い程
その電波が遠くに届いて効果的である。

しかるに、そのような高空にまで塔や柱を立てることは
できない。

そこで、飛行船や自走機等の空中浮上手段に風力発電機
や太陽電池や各種の観測通信中継機器を搭載させて、そ
こから地上迄電線で送電したり、践測・通信の中継する
ようにした。しかるに、電線や係留用のワイヤー等はそ
の太さに関係なく一定の長さ以上になると、吊下げた場
合にその自重で切断してしまう． ［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる高空係留浮上装置と浮上方法は、以上の
問題点に鑑みて大型の飛行船や自走機等の主空中浮上手
段と、この主空中浮上手段を係留したり送Ｔ１等をする
連結線に小型の飛行船や自走機等の補助空中浮上手段を
設けたものとし、ざらにこれをｌｉｔ！の３１ｔ種の手
段に使用したものである。

以下に、本発明にかかる高空係留浮上装置と／７上方法
の具体的な｛ル成を詳細に説明する。

最初に、ｍｌの発明の高空係留浮上Ｐｉ置の構成を述べ
る。

この発明は、まず主空中浮上手段がある。つぎに、係留
ワイヤー等の連結線がある。この連結線は、上記の主空
中浮上手段から地上（その用途に応じて、陸地、岩礁、
海底等の固定地および船舶や海上浮遊都市等の構造物）
に伸びるものである。

この連結線は、上記の主空中浮上手段の係留に使用され
ることはもとより、それ自体をあるいは必要に応して複
数にして送電や送信等にも利用可能なものである。

さらに、補助空中浮上手段がある。この補助空中浮上手
段は、上記の連結線の随所に設けられたものてある． つぎに、第２の発明の高空係留浮Ｅ装置の構成を述べる
。この発明は、以下の点を除いては上記の第１の発明と
同じであるゆえに、以下の点以外は、上記の発明の構成
の説明の全てをここに援用する． まず、風力発電機や太陽電池等の発電手段がある。この
発電手段は、上記の主空中浮上手段に設けられたもので
ある。そして、位置制御手段がある。この位置制御手段
は、上記の補助空中浮上手段の全てまたは複数のものと
上記の主空中浮上手段の位置を停止１，’Ｉ　１するも
のである．そして、第３の発明の高空係留浮上装置の構
成を述べる．この発明は、以下の点を除いては上記の第
１の発明と同じであるゆえに、以下の点以外は，上記の
発明の構成の説明の全てなここに援用する． まず、大気や陸地（含む交通の混雑状況等），海洋等の
種々の餞測手段の一部や全てがある．この１測手段は、
上記の主空中浮上手段に設けられたものである。そして
、位置制御手段がある。この位置制御手段は、上記の補
助空中浮上手段の全てまたは複数のものと上記の主空中
浮上手段の位置を停止制御するものである． さらに、第４の発明の高空係留浮上装置の構成を述べる
。この発明は、以下の点を除いては上記の第１の発明と
同じであるゆえに、以下の点以外は、上記の発明の構成
の説明の全てをここに援用する． まず、送受信アンテナ等の通信の中継器等の通信手段が
ある．この通信手段は、上記の主空中浮上手段に設Ｇｊ
られたものである。そして、位置制御手段がある．この
位置制御手段は、上記の補助空中浮上手段の全てまたは
複数のものと上記の主空中浮上手段の位置を停止制御す
るものである。

つぎに、その第５の発明の高空係留浮上方法の構成を述
べる． この発明は、まず、連結手段が主空中浮上手段を係苗す
る一方、この主空中浮上手段に設けられた風力発電機や
太Ｆ！電池等の発電手段で発電した電力や観測手段や通
信の中ｉｌｌ等の通信手段の信号をこの主空中浮上手段
から地上間に伸びる上記のまたは別な連結線で送電・送
信するもにのである。

さらに、この連結線の随所に設けられた補助空中浮上手
段で上記の連結線の保持をする。この時、上記の補助空
中浮上手段の全てまたは複数のものの位置をコンピュー
タ等と舵等の位置制御手段で位置制御をする。

［作　用］ 本発明にかかる高空係留浮上装置と浮上方法の具体的な
作用を以下に！￥細に説明する．最初に、第１の発明の
高空係留浮上ｌｉｔ置の作用を述べる。この発明は、ま
ず主空中浮上手段が、１ないし複数の連結線により係留
される．この連結線は、同じものがあるいは別個のもの
が、必要に応じて送電や送信等にも利用される。

そして、補助空中浮上手段が、上記の連結線の随所に設
けられその自重の全てまたはその一部を支えている． つぎに、第２の発明の高空係留浮上装置の作用を述べる
。この発明は、以下の点を除いては上記の第１の発明と
同じであるゆえに、以下の点以外は、上記の発明の作用
の説明の全てをここに援用する． まず、風力発電機や太陽電池等の発電手段が上記の主空
中浮上手段に設けられそこで発電をし、その連結線を通
じて地上に送電する。一方、位置Ｍ御手段が、上記の補
助空中浮上手段の全てまたは複数のものと上記の主空中
浮上手段の位置を停止制御する． そして、第３の発明の高空係留浮上装置の作用を述べる
．この発明は、以下の点を除いては上記の第１の発明と
同じであるゆえに、以下の点以外は、上記の発明の作用
の説明の全てをここに援用する． まず、大気や陸地（含む交通の混雑状況等），海洋等の
種々の観測手段の一部や全てが上記の主空中浮上手段に
設けられそこで種々の蜆測をし、その連結線を通じてあ
るいは無線でその観測状況を地上に送信する。

一方、位置制御手段が、上記の補助空中浮上手段の全て
または波数のものと上記の主空中浮上手段の位置を停止
制御する。

さらに、第４の発明の高空係留浮上装置の作用を述べる
．この発明は、以下の点を除いては上記の第１の発明と
同しであるゆえに、以下の点以外は、上記の発明の作用
の説明の全てをここに援用する。

まず、送受信アンテナ等の通信の中ｌ！器等の通信手段
が上記の主空中浮上手段に設けられそこで電波をＱ射し
たり受信したりし、その連結線がそれを地上との間に送
信する．一方、位置制御手段が、上記の補助空中浮上手
段の全てまたは複数のものと上記の主空中浮上手段の位
置を停止制御する。

つぎに、その第５の発明の高空係留浮上方法の作用を述
べる．この発明は、まず、係留ワイヤー等の連結線が主
空中浮上手段を係留する一方、この主空中浮上手段に設
けられた風力発ｉｔ機や太陽電池等の発電手段で発電し
た電力や観測手段や通ｆＮ（７Ｊ中継器等の通信手段か
らの信号をこの主空中浮上手段から地上間に伸びる連結
線（送電線・道信線〉で送電・送信する． さらに、この連結線の随所に設けられた補助空中浮上手
段で上記の連結線の保持をする。この時、上記の補助空
中浮上手段の全てまたは複数のもののもｌ置をコンピュ
ータ等と舵等の位置制御手段で位置制御をする。

［実施例コ 以下に、本発明にかかる高空係留浮上ｒ２置と浮上方法
を、その一実施例を用いて添付の図画と共に詳細に説明
する。

第１図は、本発明にかかる高空係留浮上装置の一実施例
の一部省略側面図である。第２図は、その別の実施例の
拡大一部省略側面図を示したものである．第３図は、さ
らにその別の実施例の拡大一部省略側面図を示したもの
である。

まず、主空中浮上手段Ｆがある．この主空中浮上手段Ｆ
は、第２図で明白なように超大型飛行船１０である。も
ちろん、これを第４図のごとくに超大型自走Ｉａ２０と
して、その機内にヘリウム等のガスを封入して飛行船兼
用にしてもよい．もちろん、この飛行船の大きさはその
使用目的により決まるのであって、無線中継等の場合は
極く小さなものでよい。

所様に自走機の機能を持たせることによって、風に流さ
れ係留点から非常に後方に、さらには低下することのな
いようにした．さらには、飛行船機能を持たせることに
よって、非常に重い下記の発電機をも保持できるように
した． なお、この主空中浮上手段Ｆに推進機が取り付けられる
ようにしておき、連結線４０が外せるようにしておけば
独航でき、修理や保守の場所や格納庫に自分で移動でき
てよい．この主空中浮上手段Ｆを飛行船のごとくに推進
機付のものに限定せずに推進機なしのものも含めている
理由は、その使用目的に応じてこの推進機を付けｋもの
とかあるいは外したものとかにする必要があるからであ
る． 具体的には、風力発電にする場合は、推進機付のちのは
矛盾するし、！＃風地帯での観測や通信の中継等に使用
する場合も推進機は不要であるためである．そして、こ
の１５合は、下記に述べる連結線は、第３図と４図に示
すごとくに、下に垂れ下がった格好になる。

しかして、この超大型飛行船１０または上記の超大型自
走機２０の位置を一定の箇所に停止制俳する位置制御手
段（図示なし）がある。この位置制御手段は種々考えら
４Ｌるが、地上からの監視システムでその位置の監視を
し、コンピュータを通じて指令を発し、それてそのｇ１
ｔ，１２，１３，２１，２２．２３を制御するとよい。

つき′に、風力発電機３０がある．この風力発電機３０
は、上記の主空中浮上手段Ｆに設けられたものである．
なお、この風力発ｒｔ機３０は、推進機としてもよいし
、あるいは発電機と推進機両用のものであってもよい． すなわち、これは、その使用目的によって決められる．
そして、この主空中浮上手段Ｆの上面には太陽電池３１
が張り詰められており、これでも発電している． さらには、これらと同時にあるいはこれらに代えて、ビ
デオカメラを１８置して交通状況等を監視したり、計測
器を載置して大気や海洋の観測をしたり、アンテナを設
けて電波の送受信をすることも可能である．後者の場合
、携帯電話に応用可能となる。さらには、防衛用に、種
々のものを装置できる． そして、連結線の一ってある係留ワイヤー４０がある．
この係留ワイヤー４０は、地上の係留点Ｂ（第１図）か
ら上記の超大型飛行船１０または上記の超大型自走機２
０の先頭まで伸びていて、これらをそこに係留している
．この係留ワイヤー４０の長さもその使用目的により定
められる．たとえば、偏西風を利用した発電とか、ある
いはそのあたりでの観測等の場合は、その高度は１０，
０００メートル位になる．これに対して、地上近くでの
観測の場合は、その高度が　ｌ　，　５００メートルと
か２　，　０００メートル等となる． しかして、この係留ワイヤー４０は、第１図等にその一
部を示すごとくに４０ａ　．　４０ｂ等の補助のワイヤ
ーを加え複数、たとえば３本にし、三角錐の稜線の位置
に張るようにすれば、風でこの主空中浮上手段Ｆがあち
こちに流されなくなってよい。

もちろん、これを必要に応じて、４本以上にしてもよい
． 一方、これも連結線の一つである送電線４１がある．こ
の送電線４ｌは、上記の風力発電機３０や上記の大隅電
池３１から地上に伸びるものである．もちろん、この送
電線４ｌは、上記の係留ワイヤー４０と共用してもよい
．さらには、この送電線４ｌと共にあるいはこれに代え
て、必要に応じ各種機器用の送信線を設けるとよい．し
かして、この連結線は、ワイヤー以外にパイプ等も考え
られる。特に、パイプの場合は、その中に節を設けて各
部屋に浮上用のガスを入れてもよい．さらに、この連結
線が太い場合は特に、風の抵抗を受けるゆえに、その連
結線に流線型の回勤自在のカバーをかければ風向き方向
に自動的に回転して、その風圧抵抗を下げてよい．もち
ろん、この技術は、つり橋等他の分野にも応用可能であ
る． なお、この係留ワイヤー４０を通して地上から上記の主
空中浮上手段Ｆに行ける昇降手段を設ければ、観測等に
人が昇降できる。この場合、この係留ワイヤー４０をガ
イドウエイとして、小型の飛行船で昇降すれば操作が非
常に容易になる。

そして、複数の補助空中浮上手段５０がある．この補助
空中浮上手段５０は、小型の飛行船で自走機の機能を持
たせたものである．もちろん、これを小型自走機として
、その機内にヘリウム等のガスを封入して飛行船兼用に
してもよい。しかして、この補助空中浮上手段６０は、
上記の係留ワイヤー４０と送電線４ｌの随所に設けられ
たもので、その中にはヘリウム等の浮上用のガスが入っ
ている． 斯様にして、その係留ワイヤー４０や送電線４１等がそ
の自重で切れるのを防止している．この補助空中浮上手
段５０は、たとえば５００〜ＩＯ００ｍおきに１個程度
の間隔でよい．もちろん、長巨大発電等においては、そ
の係留ワイヤー４０や送電線４１等が非常に太くなり大
きな風の抵抗を受けるゆえに、この間隔は一般の高圧線
の鉄塔の間隔位に狭くする必要も生じる。

なお、この補助空中浮上手段５０はその中に浮上ようの
ガスが充分に入っていると、上記の係留ワイヤー４０等
が切れた場合に、その下の係留ワイヤー４０等が突然落
下してくるのを防止するので安全手段でもある．そうで
ない場合は、パラシュートを設けておきその係留ワイヤ
ー４０等が切れた場合に、その下の係留ワイヤー４０等
が突然落下してくるのを防止するようにするとよい．最
後に、上記の補助空中浮上手段５ｏの全てまたは複数の
ものの位置を停止制御する位置制御手段がある．この位
ｉ！ＩＩＩＩ１＃手段も種々考゛えられるが、地上から
の監視システムでその位置の監視をして、コンピュータ
を通じて指令を発し、それでそれらの補助空中浮上手段
５０の翼を上下左右に制御するとよい． この位置制御手段の一つとして、モーターつきのプロペ
ラがある（図示なし）。これを上記の補助空中浮上手段
５０の全てまたは複数のものに付け、位置を監視しなが
らそのモーターの回転速度と方向（前と上下、および左
右方向）を制御すればよい．もちろん、これと翼の舵取
りとを併用してもよい。

すなわち、飛行船等はそのままでは、風のある場合は、
その風によって流される。すると、その係留ワイヤー４
０等も垂直にはならずに、凧糸のように斜め後ろに流さ
れた格好で張られる形になる．それゆえに、不必要な長
さの係貿ワイヤー４０等が必要になり、不経済であるば
かりか送電線等の場合は抵抗の増大でエネルギーロスが
生じる． また、自走機は制御により、その主空中浮上手段Ｆを係
留地のＢの真っ直上空に停めておくことはできるが、風
のある場合はそこから垂れ下がる係留ワイヤー４０や送
電線４ｌは帆船の帆のようにカーブをえかいて張られ、
これもまた余分な長さの送電線が必要になる．したがっ
て、これらをこの位置制御手段で制御すれば、これらの
欠点を除去できる． 以上にして、本発明にかかる高空係留浮上装置の浮上方
法の一実施例を述べると、まずヘリウム等のガスを密封
した上記の主空中浮上手段Ｆの位置を制御して、その位
置を地上の受電手段６０の位置の真上に留まるようにす
る．そして、この主空中｝ツ上手段Ｆに設けられた風力
発電機３０で発電した電力をこの発電機３０から地上に
伸びる送電線４ｌで送電する． この送電線４１は、その随所に設けられた補助空中浮上
手段５０で保持をされる．最後に、上記の補助空中浮上
手段５０の全てまたは複数のものの位置を位置制御手段
で停止制御する．この位置制御手段の一つとして、モー
ターつきのプロペラがある（図示なし）．これを上記の
補助空中浮上手段５０全でまたは複数のものに付け、位
置を監視しながらその回転速度と方向（前と上下、およ
び左右）を制御すればよい．もちろん、これと翼とを併
用してもよい． ［発明の効果］ 本発明にかかる高空係留浮上装置と浮上方法は、以上の
ごとき構成になしたゆえに、その主空中浮上手段を係留
する連結線をその補助空中浮上手段で随所にて保持する
ことができたゆえに、飛行船や気球等の主空中浮上手段
を　１　，　５００メートルとかｉｏ，ｏｏｏメートル
等従来のものでは不可能だった高空での係留を可能にし
た。さらには、連結線の長さを最短なものにすることも
でき、経済的なｃｆ力）りでなく送電ロス等も少なくで
きた． 高空での観測や無線の中継の場合、従来の飛行機や飛行
船等を使用すると燃料および電池等エネルギーの補給の
問題が出てくるが、本発明の場合は、その送電線を使っ
て常時送電できるゆえζこその問題が解決された．ある
いは、その連結線をフィーダー等として使って、その主
空中浮上手段ζこ設けられたアンテナに直接高周波を送
つｋり受けたりすることも可能になった． さらに、本発明にかかる高空係留浮上装置は、一定の地
点に係留できるゆえに、そこでの長ｌＪｌ観測、特に地
球環境の観測において、各地点での長ＩＩＩ　ｎ察がで
きると言う大変大きな効果を本発明は有している。一方
、高空での効率的な発電等が可能になった．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる高空係留浮上装置の一実施例
の一部省略側面図である。 第２図は、その別の実施例の側面図を示したものである
． 第３図は、さらにその別の実施例の拡大一部省略側面図
を示したものである． 第４図は、さらにその別の実施例の拡大一部省略側面図
を示しｋものである． ｌＯ・・・主空中浮上手段 ｌ ｌ １ ２ １ ３　・・・翼 ２０・・・飛行船 ３０・・・風力発電機 ５０・・・補助空中浮上手段 ２ ｌ ２　２　・・・翼 ４０・・・連結線 ６０・・・受電手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　主空中浮上手段、該主空中浮上手段から地上に伸び
   る連結線、および該連結線の随所に設けられた補助空中
   浮上手段、より構成されることを特徴とした高空係留浮
   上装置。 ２　主空中浮上手段、該主空中浮上手段に設けられた風
   力発電機や太陽電池等の発電手段、上記の主空中浮上手
   段から地上に伸びる連結線、該連結線の随所に設けられ
   た補助空中浮上手段、および上記の補助空中浮上手段の
   全てまたは複数のものと上記の主空中浮上手段の位置を
   停止制御する位置制御手段、より構成されることを特徴
   とした高空係留浮上装置。 ３　主空中浮上手段、該主空中浮上手段に設けられた観
   測手段、上記の主空中浮上手段から地上に伸びる連結線
   、該連結線の随所に設けられた補助空中浮上手段、およ
   び上記の補助空中浮上手段の全てまたは複数のものと上
   記の主空中浮上手段の位置を停止制御する位置制御手段
   、より構成されることを特徴とした高空係留浮上装置。 ４　主空中浮上手段、該主空中浮上手段に設けられた通
   信の中継器等の通信手段、上記の主空中浮上手段から地
   上に伸びる連結線、該連結線の随所に設けられた補助空
   中浮上手段、および上記の補助空中浮上手段の全てまた
   は複数のものと上記の主空中浮上手段の位置を停止制御
   する位置制御手段、より構成されることを特徴とした高
   空係留浮上装置。 ５　連結線が主空中浮上手段を係留する一方、この主空
   中浮上手段に設けられた風力発電機や太陽電池等の発電
   手段で発電した電力や観測手段や通信の中継手段の信号
   をこの主空中浮上手段から地上間に伸びる連結線で送電
   ・送信し、該連結線の随所に設けられた補助空中浮上手
   段で上記の連結線の保持をし、上記の補助空中浮上手段
   の全てまたは複数のものの位置をコンピュータ等と舵等
   の位置制御手段で位置制御すること、より構成されるこ
   とを特徴とした高空係留浮上方法。