Sky diving simulator and sky diving training method using it

【０００１】
技術分野本発明は、概略的には、スカイダイビングシミュレーター及びシミュレーターを使用したスカイダイビング訓練方法に関し、より詳細には、スカイダイバーが飛行機に搭乗する最初の段階から地上へ着地する最後の段階までの実際のスカイダイビングの過程をあたかも行ったかのようなスカイダイビングの訓練を目的とする環境及びその他の状況を模擬的に作ることにより、スカイダイバーが非常に活動的かつ実際の状況に近い状態でスカイダイビングの訓練をすることができるだけでなく、本発明のスカイダイビングシミュレーター及びシミュレーションされたスカイダイビング訓練方法により、スカイダイビング訓練を行っている最中にスカイダイバーの位置や体勢を実時間で確認及び制御し、スカイダイバーの位置及び体勢の変化をビデオ録画手段により録画し、スカイダイビングの訓練過程が終了した後にスカイダイバーの位置及び体制を分析するために録画された情報を再生することができ、そして、このようなシミュレーターの経済効率を向上させるためにシミュレーターの設置及び維持にかかる費用を低減することができる、スカイダイビングシミュレーター及びシミュレーターを使用したスカイダイビング訓練方法に関するものである。
【０００２】
背景技術技術を有する者には周知の通り、スカイダイビングシミュレーターは、スカイダイバーが、地上の支持土台上に設置され、スカイダイバーが飛行機に搭乗する最初の段階から地上へ着地する最後の段階までの実際のスカイダイビングの過程をあたかも行ったかのようなスカイダイビングの訓練を目的とする環境及びその他の状況を模擬的に作るシミュレーターの中で、スカイダイビングの訓練を行うことを可能にすることにより、スカイダイバーが飛行機を実際に飛行させる必要なしに非常に活動的かつ実際の状況に近い状態でスカイダイビングの訓練をすることを可能にする。 スカイダイビングシミュレーターは、このようにして、スカイダイバーが悪天候のなかでもスカイダイビングの訓練ができるようにし、実際のスカイダイビングの過程において不意に起こる危険から熟練していないスカイダイバーを守ることにより、このような熟練していないスカイダイバーがこのような実際のスカイダイビングにおいて発生する危険によって重傷を負ったり死亡するといった被害を被ることを防止する。 スカイダイビングシミュレーターのもう一つの利点は、シミュレーターがスカイダイバーが飛行機を実際に飛行させる必要なしにスカイダイビングの訓練をすることを可能にすることによって、飛行機の燃料を消費しないことにある。 このようにして、スカイダイビングシミュレーターは飛行機の燃料を節減してスカイダイビングの訓練にかかる費用を減少させる。
【０００３】
このようなスカイダイビングシミュレーターの例として、日本国特開平８−１７３５８３号が挙げられる。 添付した図面の図１Ａ及び図１Ｂに示すように、日本製のスカイダイビングシミュレーターは、スカイダイバーを支持するためのスカイダイバー支持部と、スカイダイバーを移動させるために支持部に備えられる作動部と、スカイダイバーの手足の動きを感知するために支持部に取り付けられる手足動作感知器と、スカイダイバーが垂直パラシュートを開くためにパラシュート制御綱を操作したかを感知するために支持部に取り付けられるパラシュート感知器と、スカイダイバーによって操作されるパラシュート制御綱の移動距離を感知するために支持部に取り付けられる操縦感知器と、により構成される。 シミュレーターは、更に、前記各感知器から出力される信号を受信し、スカイダイバーの体勢が水平状態であるときに手足動作感知器からの信号に応じて作動部を動作させる制御部を含み、これにより、パラシュート感知器からの信号に応じて支持部の位置を水平位置から垂直位置に変換させて、それによって水平状態にあったスカイダイバーの体勢を垂直状態へと変える。 即ち、制御部は、パラシュート感知器からの信号に応じて、スカイダイバーの体勢を、パラシュートが開くまでの降下している状態の位置（水平体勢）から、パラシュートが開かれた状態の位置（垂直体勢）に変えるように作動部を動作させる。 また、制御部は、スカイダイバーが垂直体勢をとっている際の操縦感知器からの信号にも応じて、作動部を動作させる。
【０００４】
詳細に説明すると、日本製のスカイダイビングシミュレーターは、地上の支持土台上に固定されて設置される搭乗台１と、搭乗台１に備えられ搭乗台１にいるスカイダイバー“Ｐ”を支持するスカイダイバー支持部５と、開放されたシミュレーション空間の下部分に設けられ、スカイダイバー“Ｐ”を空気によって無重量状態で支持するために開放されたシミュレーション空間内で上方向に空気を送風する機能をもつ上方向送風機部２と、により構成される。 複数の水平方向送風機部３は、通常、開放されたシミュレーション空間を取り囲むように支持土台上に取り付けられ、開放されたシミュレーション空間内へ水平方向に空気を送風する機能をもつ。 制御部４は、搭乗台１の枠組みに取り付けられ、開放されたシミュレーション空間内へ上方向及び水平方向に空気を送風させるよう送風機部２及び３を制御しながら動作させ、これにより、シミュレーション空間内にスカイダイバー支持部５により吊り下げられているスカイダイバー“Ｐ”を無重量状態で支持し、その間にスカイダイバー“Ｐ”の水平及び垂直体勢を繰り返し変えることによりスカイダイバー“Ｐ”がシミュレーターの中でスカイダイビングの訓練ができるようにする。
【０００５】
上記シミュレーターでは、シミュレーション空間内で空気によって無重量状態で浮遊しているスカイダイバーの位置及び体勢を観測して、スカイダイバーの位置、体勢、及び意図に合うように環境及びその他の状況を模擬的に作るための、複数のセンサー及び信号を送信するためのワイヤーがスカイダイバーの身体及び手足に取り付けられる。 しかし、複数のセンサー及び信号を送信するためのワイヤーは、スカイダイバーがシミュレーターの中で非常に活動的かつ実際の状況に近い状態でスカイダイビングの訓練を行うのを妨げ、スカイダイビングの訓練をするための準備にスカイダイバーが過剰な労力及び時間を費やすことを余儀なくされる。
【０００６】
日本製のシミュレーターは、スカイダイバーの位置、体勢、及び意図を、入力された信号を利用して実時間で解析する手段、あるいは、指導者が実時間でスカイダイバーに指揮したり対話をすることを可能とする手段が全くない。 従って、シミュレーターを使ったスカイダイビングの訓練過程において、指導者は、シミュレーション空間内に浮遊しているスカイダイバーに指示を与えるのにメガホンを用いなければならず、この方法はシミュレーターを使ったスカイダイビングの訓練における活動性及び現実性を低減させている。
【０００７】
更に、上記シミュレーターの搭乗台は移動させることができず支持土台に固定されているので、シミュレーターは飛行機の水平飛行をシミュレーションすることができない。 従って、本シミュレーターにおいては、スカイダイバーが水平飛行している実際の飛行機から飛び降りた直後に自分の身体を使って方向及び動きを制御する、自由降下の訓練を行うことができない。 上記シミュレーターの更なる欠点は、飛び降りの訓練はスカイダイビングの訓練過程において非常に重要な過程の一つであるにもかかわらず、シミュレーターは飛行機から飛び降りる訓練を目的とする環境及びその他の状況をシミュレーションすることができない、という点にある。 特に、スカイダイビングにおける高い高度を飛行している実際の飛行機からの飛び降りは、通常、初心者や熟練していないスカイダイバーを恐怖心で襲い、そして、時には安全を脅かす原因ともなるため、このような初心者や熟練していないスカイダイバーにとっては、飛び降りる訓練を地上で何度も繰り返し行って、飛び降りの経験を相当に積むことが必要となってくる。 従って、日本製のスカイダイビングシミュレーターは、このような飛び降りの訓練を行うための環境及びその他の状況をシミュレーションすることができないという、致命的な欠点を抱えている。
【０００８】
初心者の中には、実際の飛行機を使ったスカイダイビングの訓練過程を実施している最中に、恐怖心に襲われて高い高度を飛行している飛行機から飛び降りるのを拒否する者もいる。 更に、スカイダイバーが飛行機から飛び降りる際に十分な距離をもって飛行機からジャンプするのに失敗した場合、スカイダイバーは不運にも飛行中の飛行機の胴体に頭部をぶつけて、自由降下の最中に意識を失うこともある。 更に、スカイダイバーは、機体の中から強い気流の中に突然放り出されるような感じで飛行機から飛び降りるので、飛行機からの飛び降りを行うスカイダイバーの中には、自身のヘルメット及びパラシュート背負い具が強い気流の中で身体から離脱するような感じを受けて、混乱に陥る者もいる。 このような状況において、自由降下中のスカイダイバーは、繰り返し行われたスカイダイビングの訓練過程において習熟した適切な位置あるいは体勢をとることに失敗する場合がある。
【０００９】
よって、スカイダイビングシミュレーターは、スカイダイバーが飛び降りの訓練ができるものでなければならないのは明らかである。 しかし、上述した日本製のスカイダイビングシミュレーターは、現実感を全く提供せず、また、高い高度を飛行している飛行機からの飛び降りの訓練を目的とする環境及びその他の状況をシミュレーションすることもできない。 更に、シミュレーターは、スカイダイバーが単独でスカイダイビングの訓練を実施することができるようになっていない。
【００１０】
上記日本製のスカイダイビングシミュレーターにおいては、固定された送風機部を使用してシミュレーション空間内の全ての方向に対して空気を送風する必要があるので、膨大な数の大型の送風機部を使用しなければならない。 これは、スカイダイビングシミュレーターの設置及び維持にかかる費用を増加させる。 更に、上記シミュレーターの送風機部からの空気は、誘導手段により誘導されることなくシミュレーション空間内に送風されるので、シミュレーターは資源の大きな損失を与儀なくされ、その経済効率も低くなる。
【００１１】
スカイダイバーがシミュレーターを使って非常に活動的かつ実際の状況に近い状態で訓練することを可能にする目的で、自由降下の高度をより高くする要求がある場合、搭乗台と送風機部とを含むシミュレーターはその規模が大きくされなければならず、シミュレーターの所有者にシミュレーターを設置及び維持するために余分な費用を支払うことを強要させる。 これは、シミュレーターの経済効率を更に低くさせることにつながる。
【００１２】
ほかの従来のスカイダイビングシミュレーターの例としては、スカイダイビング及びパラシュート降下の訓練のためのシミュレーターを公開している、日本国特開平８−１８２７８７号が挙げられる。 添付した図面の図２Ａ及び図２Ｂに示すように、上記シミュレーターは、シミュレーション室と、スカイダイバー吊り下げ部と、スカイダイバーを無重量状態で支持するためにシミュレーション室内に上方向に空気を送風する機能をもつ上方向送風機部と、スカイダイバーが垂直パラシュートを開くためにパラシュート制御綱を操作したか否かを感知するためのパラシュート感知器と、前記スカイダイバーが制御綱を操作した後のスカイダイバーの制御綱の操作を感知するための操縦感知器と、制御綱が操作されてからシミュレーション室内に水平方向に空気を送風する機能をもつ複数の水平方向送風機部と、により構成される。 シミュレーターは、更に、前記各感知器からの信号を受信して、スカイダイバーが垂直パラシュートを開くためにパラシュート制御綱を操作すると、空気によって無重量状態で支持されているスカイダイバーがシミュレーション室中をゆっくりと降下してくるよう、上方向送風機部がシミュレーション室内に空気を送風するように上方向送風機部を制御する、制御部を含む。 制御部は、更に、前記各感知器からの入力信号に応じて水平方向送風機部を制御する。 シミュレーターは、更に、制御部から出力される制御信号に応じて動画像を投射することによってスカイダイバーが空気中を降下する感覚を体感できるようにするための画像投射部と、画像投射部によって投射された動画像を表示するための画像表示部と、を含む。
【００１３】
言い換えれば、この日本製のシミュレーターは、固定構造物“Ｓ”内に設けられる閉鎖されたシミュレーション室“Ｒ”と、スカイダイバー“Ｐ”を空気によって無重量状態で支持するために、シミュレーション室“Ｒ”内に空気誘導トンネル６を通じて上方向の空気を送風する上方向送風機部７と、スカイダイバー“Ｐ”のシミュレーション室“Ｒ”内での位置を調整するために、シミュレーション室“Ｒ”内に水平方向の空気を送風する水平方向送風機部９と、を備える。 即ち、このシミュレーターは、スカイダイバーが閉鎖されたシミュレーション室内でスカイダイビング及びパラシュート降下の訓練ができるようにしている。
【００１４】
上記スカイダイビング及びパラシュート降下シミュレーターは、シミュレーション室からの風の流れの漏れを防止することによってエネルギーの損失を低減させる、という点において利点がある。 しかし、このシミュレーターは、スカイダイバーがシミュレーション室内で動いたり自分が望む位置や体勢をとることが自由にできる十分な空間をスカイダイバーに提供することを要求された場合、固定構造物“Ｓ”の規模を必要以上に大型化しなければならないので、その経済効率があまりにも低い、という点において問題がある。 スカイダイバーがシミュレーション室“Ｒ”内で浮遊している際に正しい位置あるいは正しい体勢をとるのに失敗すると、スカイダイバーはシミュレーション室“Ｒ”の側壁に衝突して負傷する可能性がある。 このシミュレーターのその他の欠点は、シミュレーターを使ったスカイダイビング及びパラシュート降下の過程が、その現実性及び活動性に乏しいという点にある。
【００１５】
前述した説明から明らかなように、日本国特開平８−１８２７８７のスカイダイビング及びパラシュート降下シミュレーターは、前述した日本国特開平８−１７３５８３にて公開されたシミュレーターと同様の構造を有するため、スカイダイビング及びパラシュート降下シミュレーターは、前述したような問題点を解決することができない。
【００１６】
従来のスカイダイビングシミュレーターにおいて発生したこうのような問題点を解決するべく、本発明の発明者は、スカイダイバーが固定された装置の中でしかスカイダイビングの訓練をできない設計だった従来のスカイダイビングシミュレーターとは異なり、スカイダイバーが実際に空中を飛行している飛行機から飛び降りたかのようなスカイダイビングの訓練を目的とする環境及びその他の状況をシミュレーションする、スカイダイビングシミュレーターを積極的に開発した。 本発明者は、更に、模型の飛行機胴体に搭乗する第１段階と、実際の飛行の環境及びその他の状況をシミュレーションした模型の飛行機胴体から飛び降りて、方向及び動きを制御するためにスカイダイバーの身体を使って空気中を自由降下する第２段階と、パラシュートを開いて空気中を浮遊しながら下降する第３段階と、地上に着地する最終段階と、により構成され、このようにして、スカイダイバーがシミュレーターを使って非常に活動的かつ実際の状況に近い状態でスカイダイビングの訓練をすることができる、シミュレーターを使ったスカイダイビングの訓練方法を開発した。
【００１７】
また、本発明者は、スカイダイバーが空中を飛行している実際の飛行機から実際のスカイダイビングをしたかのような現実感を体感することができるように、ハーネス及びＨＭＤ（ｈｅａｄ−ｍｏｕｎｔｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ：頭部搭載映像装置）のみを身につけてスカイダイビングの訓練過程を実行することができる、スカイダイビングシミュレーター及びシミュレーターを使ったスカイダイビング訓練方法を創案した。 本発明者により提案されたスカイダイビングシミュレーター及びスカイダイビング訓練方法は、このようにして、スカイダイバーがシミュレーターの中で訓練をしながら自由に動いて自分が望む位置及び体勢をとることができるようにし、そして、シミュレーターの送風機部により発生される風の流れの漏れを防止することにより、スカイダイビングシミュレーターに要求される経済効率を達成することができる。
【００１８】
本発明によるシミュレーターは、複数の垂直方向及び水平方向のＣＣＤカメラ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃａｍｅｒａ）を有し、スカイダイバーのスカイダイビング訓練過程における位置及び体勢の変化をビデオレコーダーによってビデオ録画手段に録画し、スカイダイバーの位置、体勢、及び動きを実時間で制御し、そして、スカイダイビングの訓練過程終了後に、スカイダイバーの位置及び体勢を解析するために記録された情報を再生することにより、訓練の効果を高めることができた。
【００１９】
本発明の発明者は、シミュレーターが非常に活動的かつ実際に近い状況でのスカイダイビング訓練に要求される環境及びその他の状況をシミュレーションしつつも、このようなシミュレーターの経済効率を高めるためにスカイダイビングシミュレーターの設置及び維持にかかる費用を減少させるよう努めた。
【００２０】
発明の開示従って、本発明は、前述した従来の技術において発生する問題点を考慮して発明され、本発明の目的は、スカイダイバーが飛行機に搭乗する最初の段階から地上へ着地する最後の段階までの実際のスカイダイビングの過程をあたかも行ったかのようなスカイダイビングの訓練を目的とする環境及びその他の状況をシミュレーションし、これにより、スカイダイバーが非常に活動的かつ実際の状況に近い状態でスカイダイビングの訓練をすることができ、スカイダイビング訓練の効果を高めることができる、スカイダイビングシミュレーター及びシミュレーターを使ったスカイダイビング訓練方法を提供することである。
【００２１】
本発明の他の目的は、スカイダイバーが実際のスカイダイビングの過程をあたかも行ったかのようなスカイダイビングの訓練を目的とする環境及びその他の状況をシミュレーションすることにより、初心者あるいは熟練していないスカイダイバーが地上で安全に行われる訓練過程を繰り返すことによりスカイダイビングに熟練できるようにして、スカイダイバーが実際のスカイダイビングにおいて高い高度にある実際の飛行機から飛び降りる際に恐怖心に襲われるのを防止し、このような実際のスカイダイビングにおいて発生する予期せぬ危険からスカイダイバーを守る、スカイダイビングシミュレーター及びシミュレーターを使ったスカイダイビング訓練方法を提供することである。
【００２２】
本発明の更なる目的は、スカイダイバーの位置及び体勢を実時間で確認及び制御し、スカイダイバーの位置及び体勢の変化をビデオレコーダーによりビデオ録画手段に録画し、スカイダイビングの訓練過程終了後にスカイダイバーの位置及び体制を分析するために録画された情報を再生することができる、スカイダイビングシミュレーター及びシミュレーターを使ったスカイダイビング訓練方法を提供することである。
【００２３】
本発明の更なる他の目的は、このようなシミュレーターの設置及び維持にかかる費用を減少させ、シミュレーターからの空気の流れの漏れを防止することにより訓練過程におけるエネルギーの損失を最小限まで低減させ、その結果経済効率が向上される、スカイダイビングシミュレーター及びシミュレーターを使ったスカイダイビング訓練方法を提供することである。
【００２４】
発明を実施するための最良の形態以下、図面について参照していくが、同一参照符号は、全ての異なる図面を通して同一または同様の構成要素を示すのに使われる。
【００２５】
シミュレーターの各構成要素の詳細な説明に先立って、先ず、図３Ａから図９を参照しながら、本発明の好ましい実施例によるスカイダイビングシミュレーターの構造について、簡潔に説明する。 図面に示されるように、本発明のスカイダイビングシミュレーターは、その中にスカイダイバーを搭乗させる模型の飛行機胴体１０と、模型の飛行機胴体１０を作動させる飛行機胴体駆動部２０と、模型の飛行機胴体１０の上壁に飛び降り口１３の中心軸と同一線上に設けられ、飛行機胴体１０の飛び降り口１３から飛び降りたスカイダイバーを支持する回転吊り下げ部３０と、飛行機胴体駆動部２０により作動される飛行機胴体１０の動きに連動して飛行機胴体１０の前面に水平方向の空気を送風し、スカイダイバーが飛行機胴体１０から開放されたシミュレーション空間内に飛び降りると開放されたシミュレーション空間内に上方向の空気を送風する、複数の送風機部４０及び５０と、送風機部４０及び５０により生成された空気の流れの速度を感知する複数の風速感知器４６及び５６と、飛行機胴体１０より飛び降りる段階から地上に着地する段階までのスカイダイビング訓練過程におけるスカイダイバーの映像を生成するＣＣＤカメラ４７及び５７と、統制室“Ｓ”に設けられ、上述したシミュレーターの各構成要素の動作、及びスカイダイバーの訓練過程、の両方を実時間で制御する、中央制御手段（ＣＣＵ）６０と、により構成される。
【００２６】
上述した本シミュレーターの構成について詳細に説明すると、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ、及び図５に示すように、模型の飛行機胴体１０は、飛行機胴体駆動部２０の油圧装置１２により開閉され、スカイダイバーが飛行機胴体１０への出入りができるようにはしごが設けられる後方ドア１１を有する。 スカイダイバーが飛行機胴体１０に搭乗すると、飛行機胴体１０の後端部を閉じるために後方ドア１１が油圧装置１２によって上昇される。 また、飛行機胴体１０は、その第１側壁に飛び降り口１３を有し、これにより、スカイダイバーは飛び降り口１３を通って飛行機胴体１０から飛び降りることができる。
【００２７】
吊り下げ支持部１４は、飛行機胴体１０に装備される。 この吊り下げ支持部１４は、飛び降り口１３の反対側である飛行機胴体１０の第２側壁の上部が吊り下げ支持部１４の始端となり、飛行機胴体１０の上壁を横断して飛び降り口１３の正面上方の所定の位置へ届くように、飛行機胴体１０の外部表面に沿って横方向に延長される。 このとき、吊り下げ支持部１４は、飛び降り口１３の中心軸と同一線上に位置するように直線状に延長され、常に飛行機胴体１０の外部表面から一定の間隔、例えば１．５〜２．０ｃｍの間隔、を空けて設けられ、複数のナット及びボルトを使用して飛行機胴体１０に堅く固定されて装備される。 吊り下げ支持部１４の材質は、回転吊り下げ部３０とスカイダイバー“Ｐ”を合わせた重量を十分に支えるものである。 回転吊り下げ部３０については、本文にて後に詳細に説明する。
【００２８】
上昇アーム２１は、その端部において、飛行機胴体１０の第２側壁の所定の位置に設けられるアイドルベアリング２２に軸支持される。 アイドルベアリング２２は、飛行機胴体１０に対して空回転するように設計されているので、飛行機胴体１０は、水平な状態を維持しながら、上昇アーム２１の駆動によって上昇あるいは下降されることができる。 上昇アーム２１については、本文にて後に詳細に説明する。
【００２９】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、飛行機胴体駆動部２０は本シミュレーターの飛行機胴体１０を作動させる。 この飛行機胴体駆動部２０は、飛行機胴体１０の第２側壁に設けられるアイドルベアリング２２と、その第１端部がベアリング２２に連結され、その第２端部が上昇アーム２１を作動させるために地上に設置される油圧駆動装置の回転軸と連結される、所定の長さの上昇アーム２１と、により構成される。 すなわち、上昇アーム２１は、その第１端部がベアリング２１に、第２端部が地上に設置される油圧駆動装置の回転軸に、それぞれ軸支持され、これにより、アーム２１は油圧駆動装置によって上方向及び下方向に回転する。 上昇アーム２１の第１端部に連結される飛行機胴体１０は、上昇アーム駆動装置の駆動による上昇アーム２１の上方向あるいは下方向の回転運動に対応して、上昇あるいは下降される。 本発明においては、飛行機胴体駆動部２０として、油圧駆動装置の代わりに空気駆動装置を使用することも可能であり、これにより本発明の機能に影響を与えることはない。 後部ドア駆動装置１２及び上昇アーム駆動装置は、飛行機胴体駆動部２０を構成する。
【００３０】
図５、図６、図７Ａ、図７Ｂ、及び図８に示すように、回転吊り下げ部３０は、飛行機胴体１０の飛び降り口１３の正面上方の所定の位置へ延長される吊り下げ支持部１４の外側の端部に連結される回転盤３１を含んで構成される。 回転吊り下げ部３０には、回転盤３１を時計方向あるいは反時計方向に回転させるための回転盤駆動モーター“Ｍ”が含まれる。 この回転吊り下げ部３０は、スカイダイバー“Ｐ”を吊り下げ、スカイダイビング訓練過程におけるスカイダイバーの位置を制御する。
【００３１】
回転盤３１は、飛行機胴体１０の吊り下げ支持部１４の外側の端部に、回転シャフト組立体３５及びベアリング３６を用いて回転可能に連結される。 回転盤３１を回転させるために使用される回転盤駆動モーター“Ｍ”は、吊り下げ支持部１４の下部表面に設置される。 回転盤駆動モーター“Ｍ”、回転シャフト組立体３５、及びベアリング３６は、回転盤駆動部を形成する。
【００３２】
回転盤３１の中には、スカイダイバー吊り下げロープ３４ａ及び３４ｂが備えられる複数の巻取ローラー３３ａ及び３３ｂが設置される。 回転盤３１は、更に、中央制御手段６０の制御により吊り下げロープ３４ａ及び３４ｂを巻き取ったりあるいは解いたりするために巻取ローラー３３ａ及び３３ｂを回転させるために使用される複数のローラー駆動モーター３２ａ及び３２ｂを有する。 中央制御手段６０は、複数の信号送信ワイヤーによりローラー駆動モーター３２ａ及び３２ｂと結ばれる。
【００３３】
回転シャフト組立体３５は、回転盤３１の中心に連結され、その下半部に設けられる回転接触軸３７と、その上半部に設けられる固定接触軸３８と、により構成される。 回転接触軸３７は、回転盤３１の上面に固着され回転盤３１とともに回転される一方で、固定接触軸３８は、吊り下げ支持部１４の上面に、同じく吊り下げ支持部１４に固定される連結金具“Ｂ”によって、吊り下げ支持部１４に固定される。 回転シャフト組立体３５の内部には、円筒形絶縁体３９が垂直方向に設置され、回転シャフト組立体３５の内部を内軸と外軸とに分割させている。 このようにして、回転シャフト組立体３５は、中央制御手段６０から駆動モーター３２ａ及び３２ｂへ信号を伝達するために使用される信号送信ワイヤーのねじれを防止しながら、回転盤３１と共に回転される。
【００３４】
このとき、ローラー駆動モーター３２ａ及び３２ｂから回転接触軸３７へと延長される信号送信ワイヤーの第１区間は、回転シャフト組立体３５の外軸及び内軸に回転シャフト組立体３５の下端にてそれぞれ接続され、これにより、各モーターと回転接触軸との間の信号伝達がなされる。 回転接触軸３７と固定接触軸３８との間の信号伝達は、二つの軸３７及び３８の接合点においてなされる。 中央制御手段６０から固定接触軸３８へと延長される信号送信ワイヤーの第２区間は、回転シャフト組立体３５の外軸及び内軸に回転シャフト組立体３５の上端にてそれぞれ接続され、これにより、中央制御手段と固定接触軸との間の信号伝達がなされる。 したがって、回転盤３１のローラー駆動モーター３２ａ及び３２ｂは、中央制御手段６０から出力される制御信号に応じて作動する。
【００３５】
スカイダイバー吊り下げロープは、スカイダイバー“Ｐ”の肩を支えるための肩吊り下げロープ３４ａと、スカイダイバーの腰を支える腰吊り下げロープ３４ｂと、を含む。 それぞれのロープ３４ａ、３４ｂの端部にはフックが取り付けられ、スカイダイバー“Ｐ”が着用しているハーネス“Ｈ”のリングに連結される。 このようにして、ロープ３４ａ及び３４ｂは、飛行機胴体１０の飛び降り口１３から開放されたシミュレーション空間内へ飛び降りるスカイダイバー“Ｐ”を支える。
【００３６】
巻取ローラー３３ａ及び３３ｂのそれぞれは、連結モーター３２ａ、３２ｂによって相対する方向に回転され、これにより、吊り下げロープに支えられているスカイダイバー“Ｐ”の位置を制御あるいは調整するために、そのフックがスカイダイバー“Ｐ”のハーネス“Ｈ”のリングに連結される、ロープ３４ａ及び３４ｂを巻き取ったりあるいは解いたりする。
【００３７】
スカイダイバーが自由落下状態のときの水平体勢をとることを要求されるとき、ロープ３４ａ及び３４ｂは同一の長さでローラー３３ａ及び３３ｂから解かれる。 このとき、上方向送風機部５０は開放されたシミュレーション空間内に上方向に空気を送風することにより、開放されたシミュレーション空間内の空気によりスカイダイバーを無重量状態で上方向に支持する。 スカイダイバーの自由落下状態のときの水平体勢を、パラシュート降下状態のときの垂直体勢へと変えることを要求されるとき、肩吊り下げロープ３４ａは、肩吊り下げロープ３４ａの巻き取られていない部分が腰吊り下げロープ３４ｂよりも所定の長さだけ短くなるように巻取ローラー３３ａの周りに適切に巻き取られる。 このとき、水平方向送風機部４０は、開放されたシミュレーション空間内に水平方向の空気を送風することにより、開放されたシミュレーション空間内でスカイダイバー“Ｐ”があたかも実際のパラシュートを使って空中を浮遊して降下するように、パラシュート降下に要求される垂直体勢をとることができるようにする。 上方向送風機部５０及び水平方向送風機部４０については、本文にて後に詳細に説明する。
【００３８】
以下に、自由落下している状態のスカイダイバーの位置を制御および調整する過程について説明する。
【００３９】
前述したように、回転盤３１の中心に結合されている回転シャフト組立体３５は、その下半部に設けられ回転盤３１の上壁に固定して設置されて回転盤３１と共に回転される回転接触軸３７と、その上半部に設けられ吊り下げ支持部１４に連結金具“Ｂ”によって固定して設置される固定接触軸３８と、回転シャフト組立体３５の内部を内軸と外軸とに分割させるために回転シャフト組立体３５の内部に垂直方向に設置される円筒形絶縁体３９と、により構成される。
【００４０】
シミュレーターの動作中においては、吊り下げ支持部１４に軸支持される回転盤３１は、回転盤駆動モーター“Ｍ”によって回転シャフト組立体３５の周りを回転される。 このとき、ローラー駆動モーター３２ａ及び３２ｂを回転接触軸３７に接続させる信号送信ワイヤーは、導線が捻れないように回転盤３１と同一方向に共に回転される。 固定接触軸３８は、その上端部がベアリング３６内に挿入され、連結金具“Ｂ”によって吊り下げ支持部１４に固定される。 かくして、固定接触軸３８はこの場合において回転されない。
【００４１】
回転盤３１が上述したように回転されると、回転盤３１によって吊り下げられて自由落下状態の水平体勢をとっているスカイダイバー“Ｐ”は、自身の方向を調整する際に回転されるので、実際に高い高度に位置する飛行機から飛び降りた後の自由落下において空中を遊泳しているような感じを受ける。 このような場合において、二つの送風機部４０及び５０は、それらが生成する空気の流れの方向を変えることによって、スカイダイバーが自身の位置及び体勢を変えたりあるいは調整したりできるように、中央制御手段６０によって制御される。
【００４２】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、二つの送風機部４０及び５０は、水平方向送風機部４０と、上方向送風機部５０と、を含む。 水平方向送風機部４０は、飛行機胴体１０の前方に設置され、飛行機胴体１０の前部に強い空気の流れが勢い良く吹き付けるように、飛行機胴体１０の上昇される動作と連動して作動して、開放されたシミュレーション空間内に水平方向の空気を送風する。 上方向送風機部５０は、飛行機胴体１０の下方に設置され、スカイダイバーが飛び降り口１３から飛び降りる際に空気によって無重量状態で支えられる開放されたシミュレーション空間内に、上方向の空気を送風するように機能する。
【００４３】
水平方向送風機部４０は、飛行機胴体１０の前方の位置の地上に、複数の固定支持支柱４２により固定設置される水平方向送風機４１によって構成され、強い水平方向の風を生成する。 上方向送風機部５０は、飛行機胴体１０の下方の地上に、複数の固定支持支柱４２により固定設置される上方向送風機５１によって構成され、強い上方向の風を生成する。 二つの送風機部４０及び５０のそれぞれには、更に、飛行機胴体１０の動きと連動して動作する垂直方向の伸縮支柱４４、５４が備えられ、また、伸縮支柱４４、５４は、その第１端部が対応する送風機４１、５１の縁に結合され、その第２端部が対応する伸縮支柱４４、５４の上端に接続される、空気案内通路４５、５５を有する。 このとき、空気案内通路４５、５５のそれぞれの第２端部には、空気案内枠４３、５３が設置され、これらが対応する伸縮支柱４４、５４の上端に結合されることによって、空気案内通路４５、５５の第２端部の地上からの高さを伸縮支柱４４、５４の動きと連動して制御する。
【００４４】
詳しく説明すると、伸縮支柱４４及び５４は、送風機４１及び５１から送風される空気がその送風される方向を、飛行機胴体駆動部２０によって上昇あるいは下降される飛行機胴体１０の高さの変化に合わせて変えるように、空気案内枠４３、５３の地上からの高さを調整するために使用される。 本発明においては、伸縮支柱４４及び５４は、油圧シリンダ方式で駆動させる構造、あるいは空気シリンダ方式で駆動させる構造、を有するように設計されることができ、実際のスカイダイビングにおいて想定される環境及びその他の状況を効果的にシミュレーションする。 勿論、伸縮支柱は、油圧シリンダ方式で駆動させる構造、及び空気シリンダ方式で駆動させる構造の代わりに、ギヤ駆動方式で駆動させる構造を有するように設計されることもでき、この場合、本発明が果たす機能に影響を与えることがないものと、了解される。
【００４５】
更に、その第１端部が対応する送風機４１、５１の縁に結合され、その第２端部が対応する伸縮支柱４４、５４の上端に接続される、伸縮支柱４４、５４のそれぞれは、伸縮性及び可撓性のある材質を用いて蛇腹構造を有するようにするのが望ましい。 そのような伸縮性及び可撓性のある蛇腹構造によって、空気案内通路４５及び５５は伸縮支柱４４及び５４の動きに対応して容易に伸びたり縮んだりする。
【００４６】
空気案内枠４３及び５３は、空気の漏れを許容することなく、送風機部４０及び５０から開放されたシミュレーション空間へより効果的に空気を送風し、これにより、ネルギーの損失を最小限に低減させると同時にスカイダイビング訓練の効果を高めることもできる。
【００４７】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、第１及び第２風速感知器４６及び５６は、それぞれ空気案内枠４３及び５３の所定の位置に設置され、送風機４１及び５１によって生成される空気の流れの速度を感知して中央制御手段６０に信号を出力することにより、中央制御手段６０が送風機部４１及び５１によって生成される空気の流れの速度を制御できるようにする。 すなわち、二つの風速感知器４６及び５６は、シミュレーションされた飛び降り時の高度、シミュレーションされた自由落下の高度、及びシミュレーションされたパラシュート降下の高度、を含むシミュレーションされた訓練環境に対応して、適切な風速で空気の流れを送風するよう送風機部４０及び５０の動作を制御するためのものである。 二つの感知器４６及び５６は、感知器部を構成する。
【００４８】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、ＣＣＤカメラ４７及び５７は、それぞれ空気案内枠４３及び５３の所定の位置に設置され、機体を動作させる段階、機体から飛び降りる段階、及び地上に着地する段階、を含むスカイダイビングの訓練の過程におけるスカイダイバーの映像を生成して、中央制御手段６０に信号を出力することにより、ビデオレコーダーによって映像をビデオ録画手段に録画させることができる。 録画された映像は、スカイダイビングの訓練過程が終了後、スカイダイバーの位置及び体勢を分析するために再生される。
【００４９】
このようなカメラ４７及び５７により、訓練過程の最中にスカイダイバーの位置及び体勢を確認したり、ビデオレコーダーによってスカイダイバーの位置及び体勢をビデオ録画手段に録画させたり、訓練過程の最中にスカイダイバーの位置及び体勢を分析するために録画された映像を再生したりすることができる。 したがって、本発明のシミュレーターは、スカイダイバーの手足に装着される手足感知器などの感知器を必要とせず、従来のスカイダイビングシミュレーターとは異なり、スカイダイバーが非常に活動的かつ実際の状況に近い状態でスカイダイビングの訓練をすることを可能とする。
【００５０】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、中央制御手段６０は統制室“Ｓ”の内部に設けられ、シミュレーター及びシミュレーションされたスカイダイビングの訓練過程を実時間で制御する。 この中央制御手段６０は、シミュレーターの構成要素の動作を制御する制御部と、飛び降り高度、自由落下高度、及びパラシュート降下高度に応じて決定される、風速情報、風向情報、自由落下速度情報、及びパラシュート降下速度情報等の様々なデータが保存されているデータベースと、により構成される。 中央制御手段６０は、更に、踏み切り段階、飛び降り段階、自由落下段階、及びパラシュート降下段階、における様々な環境的な条件に相当する映像信号を、スカイダイバーが頭にかぶっている頭部搭載映像装置に送信する映像信号送信部を含む。 頭部搭載映像装置は、シミュレーターの映像表示部を形成する。 中央制御手段６０には、ビデオレコーダー及びビデオプレーヤーが含まれる。 ビデオレコーダーは、カメラから出力される映像信号を受信して、飛び降り段階から着地段階までのスカイダイビングの訓練過程を実施するスカイダイバーの映像をビデオ録画手段に録画する。 ビデオプレーヤーは、訓練過程終了後に録画されたスカイダイバーの映像を再生するのに使われる。 中央制御手段６０は、更に、スカイダイバーが統制室にいる指導者と実時間で対話することのできる通信網を有する。 二つのカメラ４７及び５７とビデオレコーダーは、シミュレーターのビデオ録画部を形成する。
【００５１】
以下に、上述したシミュレーターを用いて実施されるスカイダイビングの訓練過程について説明する。
【００５２】
図１０は、本発明のシミュレーターの構成を示すブロック図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明によるスカイダイビングの訓練方法のフローチャートである。
【００５３】
概要を説明すると、本発明のシミュレーターを用いたスカイダイビングの訓練方法は、以下の段階によって構成される。 すなわち、このシミュレーションされたスカイダイビングの訓練方法は、中央制御手段６０から出力される制御信号に応じて飛行機胴体駆動部２０を動作させる飛行機胴体駆動段階から開始され、これによって、スカイダイバー“Ｐ”が搭乗している飛行機胴体１０を、上昇アーム２１によって、上昇アーム２１の端部によって描かれる上方向の円弧に沿って上昇させる。
【００５４】
次に、飛び降り段階が実施される。 飛び降り段階においては、送風機及び飛行機胴体１０の動きに対応して作動される伸縮支柱によって高さが調節される高さ調節可能な空気案内枠、をそれぞれ備える二つの送風機部４０及び５０のそれぞれが、飛行機胴体１０の周りの開放されたシミュレーション空間内に水平方向及び上方向に空気を送風して、スカイダイバー“Ｐ”は飛行機胴体１０から開放されたシミュレーション空間へと飛び降りる。
【００５５】
飛び降り段階の次に続くのは、スカイダイバーが飛行機胴体１０から飛び降りた後に、回転吊り下げ部３０が吊り下げロープを使用してスカイダイバー“Ｐ”を吊り下げる自由落下浮遊段階である。 上方向送風機部５０は、上方向送風機部５０によって生成される空気の流れの速度及び方向が時間の経過にしたがって制御されるように、中央制御手段６０によって制御される。 更に、回転盤３１は、スカイダイバーが開放されたシミュレーション空間の中を無重量状態で水平に浮遊できるようにしながら、スカイダイバーの位置を変えるように回転される。
【００５６】
次に、中央制御手段６０は、スカイダイバーがパラシュート制御ハンドルを操作したことを表す信号に応じて、回転吊り下げ部３０の吊り下げロープの巻き取られていない部分の長さを制御することによって、スカイダイバーの自由落下状態の水平体勢をパラシュート降下状態の垂直体勢に変換させる、スカイダイバーの位置変換段階を実施する。
【００５７】
本発明によるスカイダイビングの訓練過程は、スカイダイバー“Ｐ”が地上の近くまで浮遊して降下してきたことを表す中央制御手段６０から出力される信号に応じて、飛行機胴体１０を降下させる着地段階において完了する。 この着地段階において、巻取ローラーに巻き取られている吊り下げロープは、スカイダイバーを安全に地上に着地させるためにゆっくりと解かれる。
【００５８】
本発明のスカイダイビング訓練方法は、更に、ＣＣＤカメラ４７及び５７が、送風機部４０及び５０の空気案内枠４３及び５３にそれぞれ設置されて、訓練過程の最中におけるスカイダイバー“Ｐ”の飛び降り段階から着地段階までの映像を生成して、中央制御手段６０に信号を出力することによって、映像がビデオレコーダーによってビデオ録画手段に録画されるようになり、そして、スカイダイビングの訓練過程が終了した後に、スカイダイバーの位置及び体勢を分析するために、録画された映像がビデオ再生部によって再生される点において、特徴を有する。
【００５９】
本発明のシミュレーターを用いたスカイダイビング訓練方法を構成する上述した段階について、以下に詳細に説明する。
【００６０】
頭部搭載映像装置及びハーネス“Ｈ”を着用したスカイダイバー“Ｐ”が、地上にある飛行機胴体１０の後端部に接近すると、飛行機胴体１０の後部ドア１１が油圧シリンダ駆動装置１２によって開けられ、これにより、スカイダイバーは後部ドア１１のはしごに沿って上って飛行機胴体１０に搭乗することができる。 スカイダイバーが飛行機胴体１０の中に入ると、油圧装置１２は後部ドア１１を閉じるように作動し、これによりスカイダイバーが開放された後部ドア１１を通じて誤って転落することを防止する。
【００６１】
そして次に、飛行機胴体駆動部２０によって飛行機胴体１０を上昇させるために、飛行機胴体駆動段階が実施される。 すなわち、飛行機胴体駆動部２０は中央制御手段６０から出力される制御信号に応じて作動され、これにより、スカイダイバー“Ｐ”が搭乗している飛行機胴体１０を、上昇アーム２１によって、前記上昇アーム２１の端部により描かれる上方向の円弧に沿って上昇させる。 このとき、飛行機胴体駆動部２０は、油圧駆動装置あるいは空圧駆動装置を用いることによって上昇アーム２１を作動させる。 飛行機胴体１０が上昇アームによって上昇されて所定の高さに達すると、中央制御手段６０は二つの送風機部４０及び５０が飛行機胴体１０に向けて水平方向及び上方向に空気を送風するように作動させ、これにより、飛行機の実際の離陸において想定し得る環境及びその他の状況をシミュレーションする。
【００６２】
このような場合、上昇アーム２１はその端部を飛行機胴体１０のアイドルベアリング２２に軸支持されているので、飛行機胴体１０は水平な位置状態を維持しながら上昇される。 更に、飛行機胴体１０の中では、飛行機胴体１０が実際の離陸を行っているかのような離陸音が生成される。 前述のようにして飛行機胴体１０が上昇されると、空気案内枠４３及び５３は、中央制御手段６０の制御下において飛行機胴体１０の動きに合わせて作動される伸縮支柱４４及び５４によって上昇される。 勿論、空気案内枠４３及び５３に設置されているカメラ４７及び５７と、風速感知器４６及び５６も、上昇される飛行機胴体１０を追うように上昇される。 更に、二つの風機部４０及び５０は、飛行機胴体１０に向けて水平方向及び上方向に空気を送風する。
【００６３】
このとき、水平方向送風機部４０の送風機４１は飛行機胴体１０に向けて水平方向に空気を送風し、これにより水平方向の空気の流れが生成されて、飛行機胴体１０の中にいるスカイダイバーが、飛行機胴体１０が実際に空中を高速で前進飛行しているかのように飛行機胴体１０の仮想的なスピードを体感することができる。
【００６４】
スカイダイバーの頭部に着用されている頭部搭載映像装置は、飛行機胴体１０が上昇されている最中に、飛行機の実際の離陸における環境をシミュレーションした動画像をそのスクリーンに表示することによって、シミュレーションの現実感を高めている。 更に、上昇アーム２１は、飛行機胴体１０の上昇運動の最中に振動することによって空中へと離陸する飛行機の振動をシミュレーションする。
【００６５】
飛行機胴体１０が所定の高度に到達すると、スカイダイバーあるいは指導者はハーネスの複数のフックを、飛行機胴体１０の飛び降り口１３付近の位置に結び付けられて垂れ下がっている複数のロープの各端部に設けられる各リングに連結させ、スカイダイバーは飛び降り口１３の底面に立つことになる。
【００６６】
スカイダイバーが飛び降り口１３の底面に立つと、スカイダイバーは水平方向の空気の流れが飛行機胴体１０の外側の表面を強く流れているのを感じ、飛び降りの準備をする。
【００６７】
そして次に、飛び降り段階が実施される。 飛び降り段階において、中央制御手段６０は、入力された飛び降り高度に合わせて決定された風速情報及び風向情報をデータベースから受けとって、二つの送風機部４０及び５０によって生成される空気の流れの速度及び風向を制御し、これにより、飛行機からの飛び降りの訓練を目的とする環境及び状況がシミュレーションされる。 したがって、スカイダイバー“Ｐ”は、空中を飛行する実際の飛行機から飛び降りるかのように、活動的かつ実際の状況に近い状態で飛び降りの訓練を行う。
【００６８】
スカイダイバー“Ｐ”が飛行機胴体１０から開放されたシミュレーション空間に飛び降りると、スカイダイバーは、うつ伏せの姿勢で横になって手足を外方向に広げる自由落下状態の水平体勢をとりながら、空気によって無重量状態で浮遊する。 このとき、スカイダイバー“Ｐ”は、回転吊り下げ部３０の巻取ローラー３３ａ及び３３により支持される吊り下げロープ３４ａ及び３４ｂによって、開放されたシミュレーション空間に吊り下げられる。
【００６９】
上記吊り下げロープ３４ａ及び３４ｂは、それらがスカイダイバー“Ｐ”の飛び降り動作の邪魔をしないように、巻取ローラー３３ａ及び３３ｂによって円滑に支持される。 更に、ロープ３４ａ及び３４ｂは、それらが飛び降りたスカイダイバーの自由落下の速度を低下させないように、飛行機胴体１０から飛び降りたスカイダイバーの体重によって円滑に長さの調整が行われる。 したがって、自由落下状態の体勢にあるスカイダイバーは、スピードの減速を全く感じない。 スカイダイバーが自由落下状態の体勢をとる訓練をする場合、水平方向送風機部４０の送風機４１によって生成される空気の流れの速度は、時間の経過にともなって徐々に減速されていき、これにより、スカイダイバーの開放されたシミュレーション空間内での水平方向の動きは減少されていく。 一方、上方向送風機部５０の送風機５１によって生成される空気の流れの速度は、垂直方向の空気抵抗の増加率がスカイダイバー“Ｐ”の落下速度の増加率と比例するように、時間の経過にともなって徐々に加速されていく。
【００７０】
上述したように、中央制御手段６０は、スカイダイバー“Ｐ”が飛行機胴体１０から飛び降りた後の時間の経過、及び、ＣＣＤカメラ４７及び５７によって生成されるスカイダイバーの位置の映像、とに対応するように、送風機部４０及び５０によって生成される空気の流れの方向及び速度を適切に制御する。 このとき、頭部搭載映像装置に表示される映像は、実際のスカイダイビングの自由落下段階の環境をシミュレーションするために、仮想映像生成装置の制御によって変化する。
【００７１】
すなわち、中央制御手段６０は、スカイダイバー“Ｐ”が飛行機胴体１０から開放されたシミュレーション空間内へ飛び降りた後の時間の経過に応じて、及び、カメラによって生成されるスカイダイバーの位置及び体勢の映像に対応して、二つの送風機部４０及び５０によって生成される空気の流れの方向及び速度を制御し、そして、スカイダイバーの頭部搭載映像装置に表示される映像を変えることによって、スカイダイバーが、飛び降りた後の自由落下の訓練を目的とするシミュレーションされた環境及びその他の状況を与えられて、開放されたシミュレーション空間内に無重量状態で浮遊できるようにする。
【００７２】
更に、スカイダイバー“Ｐ”を吊り下げる回転盤３１は、中央制御手段６０の制御のもとに、モーター“Ｍ”によって回転される。 スカイダイバー“Ｐ”は、このようにして、自身の位置及び体勢を変えながら、かつ、二つの送風機部４０及び５０によって生成されて、その方向及び速度がシミュレーションされた様々な高度に対応するように中央制御手段６０の制御のもとにおいて変化する、空気の流れによって支えられながら、シミュレーション空間の中を無重量状態で移動する。
【００７３】
すなわち、スカイダイバー“Ｐ”が飛行機胴体１０から開放されたシミュレーション空間内へ飛び降りると、シミュレーション空間の下方に設置された上方向送風機部５０は上方向の空気の流れを送風し、これにより、スカイダイバーを無重量状態で支えてスカイダイバーが空中で水平体勢で浮遊することができるようにする。 このとき、中央制御手段６０は、スカイダイバーの位置に合わせて、水平方向及び上方向の空気の流れの速度、及び、二つの送風機部４０及び５０の空気案内枠４３及び５３の位置を変化させる。 中央制御手段６０は、更に、回転盤３１が、吊り下げロープ３４ａ及び３４ｂが捻ったりきつくしたり、あるいは、シミュレーションされたスカイダイビングの過程の現実感を減少したりしないように、回転盤３１の回転を制御する。 更に、中央制御手段６０は、スカイダイバーの位置に合わせて巻取ローラー３３ａ及び３３ｂを制御しながら駆動させ、このようにしながら吊り下げロープの巻き取られていない部分の長さを調節してスカイダイバーの位置を制御する。
【００７４】
このとき、シミュレーションされたスカイダイバーの環境を表す映像信号がスカイダイバーの頭部搭載映像装置に送信されることにより、頭部搭載映像装置は環境の映像をそのスクリーンに表示することができ、シミュレーションされたスカイダイビングの現実感をより高めることができる。 送風機部４０及び５０の空気案内枠４３及び５３の高さは、スカイダイバーが浮遊する高度の変化に対応するように伸縮支柱４４及び５４によって変えられ、これにより、最小量の空気を使った空気の流れによってスカイダイバーをシミュレーション空間内に無重量状態で支持することができ、スカイダイバーに実際のスカイダイビングにおいて空中を水平に移動しているかのような水平方向の空気の流れを感じさせることができる。
【００７５】
浮遊しているスカイダイバー“Ｐ”が、飛び降りてから一定の時間が経過した後にパラシュート操作ハンドルを操作すると、パラシュート傘開信号が制御ハンドルから中央制御手段６０へと送信される。 中央制御手段６０は、パラシュート傘開信号を受けとると、ロープ３４ａ及び３４ｂを巻取ローラー３３ａ及び３３ｂに巻き取るようにローラー駆動モーター３２ａ及び３２ｂを動作させることにより、スカイダイバーの体勢が自由落下状態の水平体勢からパラシュート降下状態の垂直体勢に変わるようにする。
【００７６】
詳しく説明すると、スカイダイバー“Ｐ”の自由落下状態の水平体勢をパラシュート降下状態の垂直体勢に変換することを要求されるとき、二種類の吊り下げロープ３４ａ及び３４ｂは、肩吊り下げロープ３４ａの巻き取られていない部分が腰吊り下げロープ３４ｂの巻き取られていない部分よりも所定の長さだけ短くなるように、巻取ローラー３３ａ及び３３ｂの回りに適切に巻き取られる。 スカイダイバーの自由落下状態の水平浮遊体勢は、このようにして、要求されるパラシュート降下状態の垂直体勢に変換される。
【００７７】
すなわち、スカイダイバーが自由落下状態において無重量状態で浮遊できた最初の時間から一定の時間が経過すると、スカイダイバーは地上から一定の高さに到達する。 このような状態になると、スカイダイバーはパラシュート制御ハンドルを操作し、パラシュート傘開信号が制御ハンドルから中央制御手段６０へと送信される。 パラシュート傘開信号を受けとると、中央制御手段６０は、水平体勢で浮遊しているスカイダイバーのハーネスに接続されている吊り下げロープ３４ａ及び３４ｂの長さを、巻取ローラー３３ａ及び３３ｂを作動させることによって調節し、これによって、スカイダイバーの自由落下状態における水平体勢を、パラシュート降下状態における垂直体勢に変換する。 このとき、二種類の吊り下げロープ３４ａ及び３４ｂは、肩吊り下げロープ３４ａの巻き取られていない部分が腰吊り下げロープ３４ｂの巻き取られていない部分よりも所定の長さだけ短くなるように、それぞれ独立して巻取ローラー３３ａ及び３３ｂの回りに巻き取られる。 このようにして、水平浮遊体勢にあるスカイダイバーの上半身は肩吊り下げロープによって上方向に引っ張られ、一方でスカイダイバーの下半身は腰吊り下げロープによって下に下げられる。 こうして、自由落下状態におけるスカイダイバーの水平浮遊体勢は、パラシュート降下状態において要求される垂直体勢に変換される。
【００７８】
このような、本シミュレーターによる、自由落下状態におけるスカイダイバーの水平浮遊体勢をパラシュート降下状態における垂直体勢に変換させる技術は、従来のスカイダイビングシミュレーターによる空気の流れによって体勢を変換させる技術とは著しく異なるものである。 本シミュレーターによる体勢変換技術は、スカイダイバーが体勢変換の訓練を非常に現実感のある状況で行えるように、環境及びその他の状況をシミュレーションする。 つまり、この体勢変換技術によって提供されるシミュレーションされた環境及びその他の状況は、実際のスカイダイビングにおける環境及びその他の状況と、開かれたばかりの実際のパラシュートが、ハーネスが急に上に引っ張られてスカイダイバーの体勢が崩されてしまうほどの強い勢いの空気抵抗を受ける点において、類似している。 このようにして、この技術は、スカイダイビングの訓練効果を著しく高め、スカイダイバーが空中でパラシュートを開く際に実際のパラシュートの紐を素早く引く動作を容易に習熟できるようにしている。
【００７９】
空気案内枠４３及び５３の所定の位置に設置されるＣＣＤカメラ４７及び５７においては、開放されたシミュレーション空間の底部に上方向を向いて設置される第２カメラ５７は、飛行機胴体１０から飛び降りてシミュレーション空間内を浮遊しているスカイダイバーの位置及び体勢の映像を生成する。 シミュレーション空間の側面に水平方向を向いて設置される第１カメラ４７は、スカイダイバーを垂直方向の位置が合うように移動しながら、スカイダイバーの位置及び体勢の映像を生成する。 二つのカメラ４７及び５７は、飛行機胴体１０から飛び降りる段階から地上に着地する段階までのスカイダイバーの映像を生成して、中央制御手段６０に映像信号を出力することによって、指導者あるいは審査官が統制室“Ｓ”のスクリーンに表示される映像を見ることができるようにする。
【００８０】
カメラ４７及び５７によって生成された画像は、スカイダイバーの位置及び体勢を測定して、スカイダイバーがスカイダイビングの最中において必要とする空間の垂直方向及び水平方向の断面積を決定するために、中央制御手段６０によって解析される。 さらに、画像は、ビデオレコーダーによってビデオ録画手段に録画されることにより、スカイダイバーは、シミュレーションされたスカイダイビングの訓練終了後に、自身の位置及び体勢を確認するために画像を再生することができる。 これは、スカイダイビングの訓練の効果を著しく高めるものである。
【００８１】
スカイダイバーの身体にセンサーが取り付けられる従来のシミュレーションされたスカイダイビングの訓練方法とは異なり、カメラを使用する本発明のシミュレーションされた訓練方法は、高い現実感を提供し、そして、スカイダイバーの位置及び体勢の変化の詳細を効果的に分析するので、非常に向上されたスカイダイビングの訓練における効果を提供することができる。 更に、本訓練方法においては、スカイダイバーの位置あるいは体勢の細かい調整、及び、スカイダイバーの位置あるいは体勢の詳細な変更を行った結果に対する信頼度の高い分析、を行うことも可能である。
【００８２】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、本発明によるシミュレーションされたスカイダイビングの訓練方法のフローチャートである。 本発明のスカイダイビングの訓練方法について、フローチャートを参照しながら、以下により詳細に説明する。
【００８３】
図に示すように、段階Ｓ１においては、統制室“Ｓ”内の席にいるシミュレーターのオペレーターは、データ入力部を使用して、シミュレーションされたスカイダイビングにおける、要求される飛び降り高度、及び、様々な、降下速度、降下高度、風向き、風速のデータを、中央制御手段６０に入力及び保存する。
【００８４】
その後、段階Ｓ２において、飛行機胴体１０の後部ドアが、スカイダイバーが飛行機胴体１０に搭乗できるように油圧装置１２によって開けられ、そして、スカイダイバーが搭乗すると閉じられる。
【００８５】
段階Ｓ３においては、飛行機胴体駆動部２０によって飛行機胴体１０が上昇され、それと同時に、水平方向送風機部４０が飛行機胴体１０の前部へ送風される水平方向の空気の流れを生成する。
【００８６】
段階Ｓ４において、中央制御手段６０は、飛行機胴体１０が要求される地上からの高度に十分に到達した時に感知される水平方向の空気の流れの実際の速度と、中央制御手段６０に保存されている飛び降り高度における要求された風速と、を比較して、送風機部４０によって生成される実際の空気の流れの速度が対照となる飛び降り高度における要求された風速と等しくなるように、実際の水平方向の空気の流れの速度を制御する。
【００８７】
段階Ｓ５において、スカイダイバー“Ｐ”は、実際の空気の流れの速度が指示された飛び降り高度における風速と等しくなってから、飛行機胴体１０の飛び降り口１３から飛び降りる。
【００８８】
段階Ｓ６において、上方向送風機部５０は、スカイダイバーが飛び降りると同時に、中央制御手段６０の制御下において上方向の空気の流れの生成を始める。 中央制御手段６０は、水平方向の空気の流れの速度が徐々に減少する一方で、上方向の空気の流れの速度が徐々に増加するように、水平方向及び上方向の空気の流れの速度を制御することによって、スカイダイバーが空中で自由落下状態の水平体勢をとれるようにする。
【００８９】
段階Ｓ７において、中央制御手段６０は、時間の経過にともなう、スカイダイバーの自由落下速度、自由落下しているスカイダイバーの様々な高度、及びスカイダイバーの体勢、を確認する。 段階Ｓ８において、中央制御手段６０は、スカイダイバーの落下高度に対応するように送風機部４０及び５０の位置を決定し、伸縮支柱４４及び５４を作動させることによって送風機部４０及び５０の位置を調節し、このように送風機部４０及び５０の位置を調節することによって水平方向及び上方向の空気の流れの速度を制御する。
【００９０】
段階Ｓ９において、中央制御手段６０は、スカイダイバーが自由落下の後にパラシュートを開かなければならない所定の高度に到達して、垂直パラシュートを開くために制御ハンドルを操作すると、パラシュート制御ハンドルから信号を受け取って、垂直パラシュートが開かれたか否かを判断する。 段階Ｓ９の結果がＹＥＳの場合、これは、信号がパラシュート制御ハンドルから中央制御手段６０に入力され、垂直パラシュートが開かれたことを意味する。 このとき、中央制御手段６０は、吊り下げロープをそれぞれ別々に巻き取るために回転吊り下げ部３０の巻取ローラーを駆動させることによって、スカイダイバーの体勢を水平体勢から垂直体勢に変換させる。 一方、段階Ｓ９の結果がＮＯの場合、処理は段階Ｓ６に戻される。
【００９１】
すなわち、段階Ｓ９の結果がＹＥＳの場合、スカイダイバーの体勢は、段階Ｓ１０におけるそれぞれの吊り下げロープの互いに独立した調節によって、水平体勢から垂直体勢に変換される。 次に、段階Ｓ１１において、送風機部４０及び５０によって生成される空気の流れの速度は、パラシュートの傘開によってスカイダイバーの落下速度が急に減速されるように、中央制御手段６０によって制御される。
【００９２】
段階Ｓ１２にて、時間の経過にともないスカイダイバーが地上に近接した所定の高度に接近すると、飛行機胴体駆動部２０は中央制御手段６０より出力される制御信号に応じて作動される。 飛行機胴体１０はこのようにして、スカイダイバーが地上に着地可能な空中の位置まで下降される。 段階Ｓ１３にて、吊り下げロープは回転吊り下げ部３０の巻取ローラーから充分に解かれ、これにより、スカイダイバーは実際のスカイダイビングにおいて実際に地上に着地したかのように、地上に着地することができる。 段階Ｓ１４にて、スカイダイバーが吊り下げロープから開放されることによって、本発明のシミュレーションされたスカイダイビングの訓練過程が終了される。
【００９３】
産業上の利用可能性以上説明したように、本発明は、スカイダイビングシミュレーター及びシミュレーターを使用したスカイダイビングの訓練方法を提供する。 本発明のスカイダイビングシミュレーター及び訓練方法は、スカイダイバーが飛行機に搭乗する最初の段階から地上へ着地する最後の段階までの実際のスカイダイビングの過程をあたかも行ったかのようなスカイダイビングの訓練を目的とする環境及びその他の状況をシミュレーションし、これにより、スカイダイバーは非常に活動的かつ実際の状況に近い状態でスカイダイビングの訓練をすることができ、スカイダイビング訓練の効果を高めることができる。
【００９４】
本発明のスカイダイビングシミュレーター及び訓練方法は、更に、スカイダイバーが実際のスカイダイビングの過程をあたかも行ったかのようなスカイダイビングの訓練を目的とする環境及びその他の状況をシミュレーションすることにより、初心者あるいは熟練していないスカイダイバーが地上で安全に行われる訓練過程を繰り返すことによりスカイダイビングに熟練できるようにして、初心者あるいは熟練していないスカイダイバーが実際のスカイダイビングにおいて高い高度にある実際の飛行機から飛び降りる際に恐怖心に襲われるのを防止し、このような実際のスカイダイビングにおいて発生する予期せぬ危険から初心者あるいは熟練していないスカイダイバーを守る。
【００９５】
また、本発明のスカイダイビングシミュレーター及び訓練方法は、スカイダイバーの位置や体勢を実時間で確認及び制御し、スカイダイバーの位置及び体勢の変化をビデオレコーダーによってビデオ録画手段に録画し、スカイダイビングの訓練過程終了後にスカイダイバーの位置及び体制を分析するために録画された情報を再生する。
【００９６】
さらに、本発明のスカイダイビングシミュレーター及び訓練方法は、このようなシミュレーターの設置及び維持コストを低減させ、シミュレーターの送風機部からの空気の流れの漏れを減少させることによりスカイダイビングの訓練過程におけるエネルギーの損失を最小限に低減させ、その結果、経済効率を向上させることができる。
【００９７】
略述すると、本発明のスカイダイビングシミュレーター及び訓練方法は、スカイダイバーが飛行機に搭乗する最初の段階から地上へ着地する最後の段階までの実際のスカイダイビングの過程をあたかも行ったかのようなスカイダイビングの訓練を目的とする環境及びその他の状況をシミュレーションすることにより、スカイダイバーが非常に活動的かつ実際の状況に近い状態でスカイダイビングの訓練をすることができ、また、スカイダイバーの位置や体勢を実時間で制御し、更に、スカイダイバーの位置及び体制を分析するためにスカイダイバーの位置及び体勢の映像を録画して、スカイダイビングの訓練過程終了後に録画された情報を再生し、そして、スカイダイビングシミュレータ及び訓練過程の経済効率を向上させるためにこのようなシミュレーターの設置及び維持にかかる費用を低減させる。
【００９８】
以上、本発明を明らかにするために好ましい具体例について示したが、当業者であれば、添付する特許請求範囲に記載されているような本発明の範囲及び思想から逸脱しないで、多様な変形例、付加例、及び代替例を提供し得るものと了解される。
【図面の簡単な説明】
本発明の前記及びその他の目的、特徴、及びその他の利点は、添付された図面と対応した下記の詳細な説明により、より明確に理解されるであろう。
図面において、
【図１】
図１Ａ及び図１Ｂは、従来のスカイダイビングシミュレーターの動作を示す斜視図であり、 図１Ａはスカイダイバーが水平体勢に支持されている際のシミュレーターを示し、 図１Ｂはスカイダイバーが垂直体勢に支持されている際のシミュレーターを示し、
【図２】
図２Ａは、スカイダイバーを空気によって支持するための閉鎖されたシミュレーション室を有する、従来の他のスカイダイビングシミュレーターの斜視図であり、図２Ｂは、シミュレーション室内で空気によって支持されるスカイダイバーの位置を示す、図２Ａのシミュレーターの閉鎖されたシミュレーション室の拡大斜視図であり、
【図３】
図３Ａは、本発明の好ましい具体例におけるスカイダイビングシミュレーターの斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａのシミュレーターの平面図であり、
【図４】
図４Ａは、本発明のシミュレーターが動作される際の初期段階における側面図であり、図４Ｂは、シミュレーターの模型の飛行機胴体が上昇される際の本発明のシミュレーターの側面図であり、
【図５】
図５は、本発明の、回転吊り下げ部を模型の飛行機胴体に結合させる構造を示す、一部切開平面図であり、
【図６】
図６は、図５のＡ−Ａ線に沿った断面を横向きにした断面図であり、
【図７】
図７Ａは、本発明の回転吊り下げ部を回転吊り下げ部支持部に結合させる構造を示す断面図であり、図７Ｂは、図７Ａの回転吊り下げ部の要部の断面図であり、
【図８】
図８は、吊り下げ部によりスカイダイバーが吊り下げられる際の本発明の回転吊り下げ部の側断面図であり、
【図９】
図９は、本発明のシミュレーターの模型の飛行機胴体がスカイダイバーを地上に着地させるために下降された状態を示す側面図であり、
【図１０】
図１０は、本発明のシミュレーターの構成を示すブロック図であり、
【図１１】
図１１Ａ、及び図１１Ｂは、本発明によるシミュレーションされたスカイダイビング訓練過程のフローチャートである。