【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無人機（無人航空機）を水上に浮設された浮揚体上から離発着させる無人機の水上離発着方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動操縦により飛行する無人機（無人航空機）は、気象観測、情報収集、港湾監視等に広く利用されている。 かかる無人機１は、比較的機体規模の大きいものについては、図４に示されるように、飛行場の滑走路３０を用いて離発着するようになっている。 尚、３
１は管制塔である。 一方、滑走用の脚を備えない無人機１については、図５に示されるように、地上を走行可能なドーリ３２にスキッド３３を備えた無人機１を搭載し、該無人機１の動力により該ドーリ３２及び無人機１
を走行させることにより増大した速度Ｖ _３にて機体を浮上させて前記該ドーリ３２を切り離し、機体を離陸せしめるようになっている。 さらに機体規模の小さい無人機１については、カタパルト（圧縮空気等の加圧力により機体に前方方向の推進力を付与する）を用いて機体を離陸せしめる手段が採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に示されるような、飛行場の滑走路３０を用いて無人機１
を離発着させるものにあっては、人口密集地周辺では騒音公害や安全性の面から無人の航空機の離発着は困難であり、また航空交通も錯綜し易い、等の離発着に制約が非常に多いことから、かかる無人機１の離発着に利用可能な飛行場はきわめて少ない。 また、図５に示されるような、地上を走行するドーリ３２に無人機１を搭載して離発着させるものにあっては、ドーリ３２自体に駆動力を有しないため離陸時には機体自体の駆動力によることとなり、図４の場合と同様、人口密集地周辺では騒音公害や安全性の面から無人の航空機の離発着は困難であり、また航空交通も錯綜し易いという問題点を有する。

【０００４】本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、水上における無人機の離発着を可能とせしめることにより、無人機の離発着場所の周辺における騒音公害、安全性等の制約や、航空交通の錯綜がなく、無人機の離発着を容易にせしめ得る無人機の水上離発着方法及びその装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解決するもので、請求項１記載の発明は、無人機の離陸方法に係り、無人機（無人航空機）を水上に浮設された浮揚体上から離発着させる無人機の水上離発着方法において、前記浮揚体の上部に設けられた離発着路上に前記無人機を搭載し、該浮揚体を水上において前記無人機が離陸可能な速度で航走させ、該無人機を前記離発着路から離陸させることを特徴とする。

【０００６】かかる発明によれば、ドーリ艇等からなる浮揚体は海上を自走してその速度を増大し、その航行速度が無人機の離陸速度、即ち該無人機に離発着路上から浮上できる揚力を生じる速度に達すると、該無人機は離発着路から離陸することができる。 これにより、比較的規模の大きい無人機の場合においても、前記浮揚体の航行速度が約６０ｋｔ以上であれば無人機を離陸させることができ、該浮揚体として通常の高速艇を用い、これに無人機を搭載して航走させるのみで、無人機を浮揚体上から離陸させることが可能となる。

【０００７】請求項２ないし３記載の発明は、無人機の着陸方法に係り、請求項２の発明は、無人機を水上に浮設された浮揚体上から離発着させる無人機の水上離発着方法において、前記浮揚体を水上において所定速度で航走させ、該浮揚体に装備した操縦手段にて前記無人機の速度制御をしながら該無人機を前記浮揚体に接近させ、
前記無人機の飛行速度と浮揚体の航走速度とをほぼ同一にして、該無人機を前記浮揚体の上部に設けられた離発着路上に着陸させることを特徴とする。

【０００８】かかる発明によれば、航走している浮揚体上の操縦手段から無人機の速度及び方向制御を行うことにより、該無人機の飛行速度を浮揚体の航走速度に正確に一致させることができ、無人機を浮揚体上の離発着路に正しく着陸させることができる。

【０００９】請求項３の発明は、無人機を水上に浮設された浮揚体上から離発着させる無人機の水上離発着方法において、前記浮揚体を水上において所定速度で航走させ、該浮揚体に装備した操縦手段にて前記無人機の速度制御をしながら該無人機を前記浮揚体に接近させ、前記無人機の飛行速度が浮揚体の航走速度よりも一定量大きい段階において該無人機を前記浮揚体の上部に設けられた離発着路の近傍に導き、該浮揚体に設けられた回収手段により該無人機を捕捉し離発着路上に着陸させることを特徴とする。

【００１０】かかる発明によれば、航走している浮揚体上の操縦手段から無人機の速度及び方向制御を行ない、
該無人機の飛行速度が浮揚体の航走速度よりも一定量大きい段階において、該無人機を前記浮揚体に設けられた回収手段により捕捉して、離発着路上に着陸させるので、無人機と浮揚体との間に相対速度差があっても回収手段により無人機を機械的に捕捉できることとなり、請求項２のように無人機の飛行速度と浮揚体の航走速度との相対速度制御の制御精度を上げることなく無人機を離発着路上に正しく着陸させることができ、着陸時の制御が簡単化される。

【００１１】請求項４ないし５記載の発明は、請求項１
ないし３記載の発明を実施する装置に係り、請求項４の発明は、無人機（無人航空機）を水上に浮設された浮揚体上から離発着させるようにした無人機の水上離発着装置において、前記浮揚体は上部に無人機の離発着路を有して水上を航走するドーリ艇からなり、該ドーリ艇には前記無人機の飛行制御を行う自動操縦装置を装備してなることを特徴とする。 また、前記無人機の着陸手段として、請求項５のように、前記ドーリ艇に、前記離発着路の近傍に導かれた前記無人機を捕捉する回収装置を設けるのがよい。

【００１２】以上のことから、本発明によれば、無人機（無人航空機）を、水上を航走する浮揚体上から離発着させることが可能となり、浮揚体上の離発着路の長さが従来の航空母艦等に比べて著しく短縮された浮揚体上から離発着させることができる。 従って、離発着路の長さが短い小型コンパクトな離発着手段で以って、水上における無人機の離発着が容易にできることとなり、地上の飛行場のような、無人機の離発着場所の周辺における騒音公害、安全性等の制約や、航空交通の錯綜が回避されて、無人機の離発着を容易になすことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。 但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

【００１４】図１は本発明の実施例に係る無人機の海上離陸方法を示す斜視説明図、図２は着陸方法の第１例を示す図１対応図、図３は着陸方法の第２例を示す図１対応図である。

【００１５】本発明の実施例に係る無人機の海上離陸方法を示す図１において、１は無人機（無人航空機）、２
は海上を水面３に沿って走行するドーリ艇である。 該ドーリ艇２は、後述するように、これ自体の航走速度により無人機１に離陸に必要な揚力を発生し得るような高速艇が用いられる。 かかる高速艇としては、図に示されるような水中翼型船、ホーバークラフト、ウォータージェット推進船等がある。 ２１は該ドーリ艇２の上部即ち甲板部に設けられた離発着路で、前記無人機１を周囲の干渉なくして搭載可能な長さ及び幅を有する。 ２２は該ドーリ艇２の上部に設けられた制御指令部で、前記無人機１の離陸及び着陸の際に、該無人機１からの検出信号等を受けて、該無人機１に速度制御信号等の操縦コマンドを送信するものである。

【００１６】かかる無人機の海上離陸時において、速度Ｖ _２にて飛行し、後述する着陸方法により前記ドーリ艇２の離発着路２１に着陸し搭載されていた無人機１に離陸の指令が出されると、該ドーリ艇２は海上を自走してその速度Ｖ _１を増大する。 そして、該ドーリ艇２の航走速度が無人機１の離陸速度、即ち該無人機１に離発着路２１上から浮上できる揚力を生じる速度に達すると、該無人機１は離発着路２１から離陸し、速度Ｖ _２での飛行がなされる。 かかる離陸時において、公知のカタパルト（圧縮空気等の加圧力により機体に前方方向の推進力を付与する）を併用して、前記ドーリ艇２の航走速度Ｖ _１
が無人機１の離陸速度Ｖ _２以下の状態でも離陸可能としても良い。

【００１７】かかる実施例によれば、後述するように、
高高度無人機の場合においても、前記ドーリ艇２の航走速度Ｖ _１が約６０ｋｔ以上であれば、該無人機１の離陸速度に達するので、該ドーリ艇２として通常の高速艇を用い、無人機１を搭載して該ドーリ艇２を前記航走速度Ｖ _１以上で航走させることにより、無人機１をドーリ艇２上から離陸させることが可能となる。 また、かかる実施例において、前記離発着路２１に前後方向に勾配を形成することもできる。 このようにすれば、無人機１の迎角が増加し、前記よりも低速での離陸をなすことができる。

【００１８】次に、本発明に係る無人機の海上着陸方法の第１例について、図２を参照して説明する。 ドーリ艇２を所定速度で航走させ、該ドーリ艇２の後方に無人機１が近づくと、ドーリ艇２に装備された制御指令部２２
において、無人機１の位置検出のためのレーザを発射して該無人機１からのレーザ位置検出信号６により無人機１の位置及び相対速度を検出し、該位置検出信号６に基づき無人機１に速度制御の操縦コマンド５を発信して、
無人機１の速度及び方向制御を行う。 そして、ドーリ艇２の航走速度Ｖ _１と無人機１の飛行速度Ｖ _２との相対速度、及び無人機１の飛行方向を制御しながら無人機１をドーリ艇２の離発着路２１上に接近させ、次いで無人機１が離発着路２１上に来たとき前記ドーリ艇２の航走速度Ｖ _１と無人機１の飛行速度Ｖ _２を同一速度、すなわち両者の相対速度をゼロ（０）に制御して、該無人機１を離発着路２１上に着陸させる。

【００１９】かかる実施例によれば、航走しているドーリ艇２上の制御指令部２２から無人機１の速度及び方向制御を行うことにより、無人機１の飛行速度Ｖ _２をドーリ艇２の航走速度Ｖ _１に正確に一致させることができ、
無人機１を離発着路２１上に正しく着陸させることができる。

【００２０】さらに、本発明に係る無人機の海上着陸方法の第２例について、図３を参照して説明する。 かかる第２例においては、前記ドーリ艇２の上部に設けられた離発着路２１の後部に、ドーリ艇２から立設された動揺吸収装置８及び該動揺吸収装置８の上部に固設された回収装置７を備えている。 かかる第２例において、ドーリ艇２を所定速度で航走させ、該ドーリ艇２の後方に無人機１が近づくと、ドーリ艇２に装備された制御指令部２
２において、無人機１の位置検出のためのレーザを発射して該無人機１からのレーザ位置検出信号６により無人機１の位置及び相対速度を検出し、該位置検出信号に基づき無人機１に速度制御の操縦コマンド５を発信して、
無人機１の速度及び方向制御を行う。 以上の操作は図２
に示される第１例と同様である。

【００２１】かかる第２例においては、ドーリ艇２の航走速度Ｖ _１と無人機１の飛行速度Ｖ _２との相対速度、及び無人機１の飛行方向を制御しながら無人機１をドーリ艇２の離発着路２１上に接近させ、無人機１の飛行速度Ｖ _２がドーリ艇２の航走速度Ｖ _１よりも一定量大きい段階つまり前記相対速度がプラス（Ｖ _２ ―Ｖ _１ ＞０ ）において、該無人機１を前記ドーリ艇２上の離発着路２１
の後部に立設された回収装置７に導き、該回収装置７により該無人機１を捕捉して、離発着路２１上に着陸させる。 そして、前記無人機１が回収装置７に捕捉される際の衝撃は、該回収装置７とドーリ艇２との間に介装された動揺吸収装置８によって緩和する。

【００２２】かかる実施例によれば、航走しているドーリ艇２上の制御指令部２２から無人機１の速度及び方向制御を行ない、無人機１の飛行速度Ｖ _２がドーリ艇２の航走速度Ｖ _１よりも一定量大きい段階において、該無人機１を前記ドーリ艇２に立設された回収装置７により捕捉して、離発着路２１上に着陸させるので、無人機１とドーリ艇２との間に相対速度差があっても回収装置７により無人機１を機械的に捕捉できることとなり、前記第１例のように無人機１の飛行速度Ｖ _２とドーリ艇２の航走速度Ｖ _１との相対速度制御の制御精度を上げることなく無人機１を離発着路２１上に正しく着陸させることができ、着陸時の制御が簡単化される。

【００２３】尚、図１ないし図３の実施例において、前記無人機１の離陸速度及び着陸速度は、次のようにして算出される。 即ち、釣り合いによる速度Ｖは次式で表わされる。 Ｖ＝√[２×（Ｗ／Ｓ）／ρ／Ｃ _Ｌ ] （１） ここで、Ｗは機体重量、Ｓは機体の翼面積、Ｃ _Ｌは揚力係数、ρは海面上の空気密度である。 一般的な無人機の場合は、 離陸時…Ｗ／Ｓ＝６０ｋｇ／ｍ ^２程度 着陸時…Ｗ／Ｓ＝３０〜４０ｋｇ／ｍ ^２ また、Ｃ _Ｌ ＝１．０ これを前記（１）式に代入すると、離陸速度及び着陸速度Ｖは次のようになる。 離陸速度＝約３０ ｍ／ｓ（約６０ｋｔ） 着陸速度＝約２５ ｍ／ｓ（約５０ｋｔ）

【００２４】従って、かかる実施例によれば、ドーリ艇２の航走速度Ｖ _１は前記離陸速度＝約３０ ｍ／ｓ（約６０ｋｔ）以上であれば、通常の高速艇をドーリ艇２に用い、これに無人機１を搭載してを航走させることにより容易に無人機１を離陸させ得ることとなる。 尚、前記ドーリ艇２は、無人機１を搭載して、海、川、湖沼等の水上で航走できる浮揚体であればよい。

【００２５】

【発明の効果】以上記載の如く本発明によれば、無人機（無人航空機）を、水上を航走する浮揚体上から離発着させることが可能となり、浮揚体上の離発着路の長さが従来の航空母艦等に比べて著しく短縮された浮揚体上から容易に離発着させることができる。 従って、離発着路の長さが短い小型コンパクトな離発着手段で以って、水上における無人機の離発着が容易にできることとなり、
地上の飛行場のような、無人機の離発着場所の周辺における騒音公害、安全性等の制約や、航空交通の錯綜が回避されて、無人機の離発着を容易にかつ安全になすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る無人機の海上離陸方法を示す斜視説明図である。

【図２】 着陸方法の第１例を示す図１対応図である。

【図３】 着陸方法の第２例を示す図１対応図である。

【図４】 従来技術の第１例を示す斜視説明図である。

【図５】 従来技術の第２例を示す斜視説明図である。

【符号の説明】

１ 無人機 ２ ドーリ艇 ５ 操縦コマンド ６ レーザ位置検出信号 ７ 回収装置 ８ 動揺吸収装置 ２１ 離発着路 ２２ 制御指令部