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公開番号2025113531
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024007732
出願日2024-01-23
発明の名称飛行体の出発及び帰還方法並びに飛行体の出発及び帰還システム
出願人個人
代理人
主分類B64U 70/20 20230101AFI20250728BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】航空機側における構造強度の軽減、パイロットにおける離着陸時の負担の軽減、航空母艦側における発着装備の軽減・防御性の向上、陸上基地側における敷地面積の軽減・発着機能の分散:防護性の向上を図ることができる、飛行体の出発及び帰還方法並びに飛行体の出発及び帰還システムを提供する。
【解決手段】対象とする飛行体に揚力付与体を係合させて、飛行体と揚力付与体とが係合した状態で、この揚力付与体で発生する揚力を利用しながら、水平飛行速度が低速度域内(例えば、0km/h以上で100km/h以下)で出発及び降着させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
飛行体（１０）と揚力付与体（２０）とが係合して一体化している係合飛行体（３０）を、前記揚力付与体（２０）が発生する揚力を使用して、水平飛行速度が０ｋｍ／ｈ以上で１００ｋｍ／ｈ以下の低速度域内で、前記係合飛行体（３０）を搭載している搬送体（４０）から上昇させて飛行させた後に、前記係合飛行体（３０）を加速及び上昇させて、前記係合飛行体（３０）の飛行中に前記飛行体（１０）と前記揚力付与体（２０）との係合を解除して分離して、前記飛行体（１０）を単体で飛行させることを特徴とする飛行体の出発及び帰還方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
飛行中の前記飛行体（１０）に前記揚力付与体（２０）を係合させて、前記飛行体（１０）と前記揚力付与体（２０）とを一体化させて前記係合飛行体（３０）を構成し、前記揚力付与体（２０）が発生する揚力を使用して、前記低速度域内で、前記係合飛行体（３０）を前記搬送体（４０）に降着させることを特徴とする請求項１に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
【請求項３】
前記係合飛行体（３０）の飛行において、前記飛行体（１０）と前記揚力付与体（２０）との係合部分に作用する力を計測して、これらの計測値を前記揚力付与体（２０）の操縦に用いることを特徴とする請求項２に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
【請求項４】
前記揚力付与体（２０）を単体で前記搬送体（４０）に降着させるか、又は、前記揚力付与体（２０）を単体で前記搬送体（４０）から出発させるかの少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項２に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
【請求項５】
前記飛行体（１０）と前記揚力付与体（２０）とが係合して一体化している前記係合飛行体（３０）を、前記揚力付与体（２０）が発生する揚力を使用して飛行開始させる係合体飛行開始ステップ（Ｓ１２）と、
前記係合飛行体（３０）を加速及び上昇させる係合体加速上昇ステップ（Ｓ１３）と、
前記飛行体（１０）と前記揚力付与体（２０）との係合を解除して、前記飛行体（１０）を前記揚力付与体（２０）から分離して発進させる分離発進ステップ（Ｓ１４）と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
【請求項６】
前記係合体加速上昇ステップ（Ｓ１３）において、前記揚力付与体（２０）の加速手段で加速すると共に、前記飛行体（１０）の加速手段でも加速して、前記係合飛行体を加速することを特徴とする請求項５に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
【請求項７】
前記揚力付与体（２０）を単体で減速及び降下させる単体減速降下ステップ（Ｓ１５）と、
前記揚力付与体（２０）を単体で前記搬送体（４０）に降着させて、前記揚力付与体（２０）を前記搬送体（４０）に搭載する単体搭載ステップ（Ｓ１６）と、を有することを特徴とする請求項２に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
【請求項８】
前記揚力付与体（２０）を単体で前記搬送体（４０）から浮上させて飛行を開始させる単体飛行開始ステップ（Ｓ２２）と、
前記揚力付与体（２０）を単体で加速及び上昇させる単体加速上昇ステップ（Ｓ２３）と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
【請求項９】
前記揚力付与体（２０）を前記飛行体（１０）と会合させて、並行飛行させながら、前記揚力付与体（２０）に前記飛行体（１０）を係合させる会合及び係合ステップ（Ｓ２４）と、
前記飛行体（１０）と前記揚力付与体（２０）とが係合して一体化している前記係合飛行体（３０）を、減速及び降下させる係合体減速降下ステップ（Ｓ２５）と、
前記係合飛行体（３０）を前記揚力付与体（２０）が発生する揚力を使用して前記搬送体（４０）に降着させて、前記係合飛行体（３０）を前記搬送体（４０）に搭載させる係合体搭載ステップ（Ｓ２６）と、を有することを特徴とする請求項２に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
【請求項１０】
前記係合体減速降下ステップ（Ｓ２５）において、前記揚力付与体（２０）の減速手段で減速すると共に、前記飛行体（１０）の減速手段でも減速して、前記係合飛行体（３０）を減速することを特徴とする請求項９に記載の飛行体の出発及び帰還方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行体の出発及び帰還方法並びに飛行体の出発及び帰還システムに関し、より詳細には、陸上基地や航空母艦等で離着陸又は発着艦を行うパイロットの負担の軽減化、機体の構造強度の低減化、離着陸用又は発着艦用の支援施設の簡略化、離着陸用又は発着艦用の滑走路面積の減少化を図ることができる飛行体の出発及び帰還方法並びに飛行体の出発及び帰還システムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
艦載機の航空母艦からの発艦においては、航空母艦は風上に向かって３７ｋｍ／ｈ（２０ノット）程度で直進している状態で、艦載機（２０ｔ～３０ｔ）を、電磁式カタパルト（長さ約９０ｍ）やスチーム式カタパルト（長さ５０ｍ～７０ｍ）等により、僅か２～３秒の間で２４０ｋｍ／ｈ程度まで急加速させて発艦させている。あるいは、スキージャンプ式の発進甲板（勾配角１２度（ｄｅｇｒｅｅ）程度）で、水平方向よりも上方向に向けた姿勢で艦載機を発進させて、発進直後から上昇率や高度を増加させて発艦させている。これらにより、発艦の際の艦載機の重量を増加させると共に、発艦に必要な滑走距離を短くしている。
【０００３】
また、艦載機の航空母艦への着艦においては、航空母艦は３７ｋｍ／ｈ（２０ノット）程度で風上に向かって直進している状態で、着艦用の滑走路（長さ２００ｍ程度）に対して、艦載機は、航行速度から着艦速度（２００ｋｍ／ｈ程度）まで減速して進入し、滑走路に接触する。そして、滑走路に設置された制動ワイヤ（アレスティング・ワイヤ：拘束ワイヤ）に、艦載機に装備された着艦フック（アレスティング・フック：拘束鈎爪）を引っ掛けて、制動ワイヤの制動力により、滑走路（１００ｍ程度の距離の位置）に急停止する。なお、この着艦用の滑走路は、航空母艦の進行方向に対して１５度程度斜めに設けられている場合が多い。
【０００４】
このような艦載機の発艦では、カタパルトによる射出時の衝撃力に耐えるため、また、着艦では、制動ワイヤによる停止時の制動力に耐えるため、機体の構造強度を高める必要がある。そのため、艦載機のその機体構造の強度は、発着艦を行わない陸上機に比べて、著しく高める必要があり、その分、艦載機では、設計も難しくなり、機体の重量が増加する。
【０００５】
また、航空母艦側においては、発艦用のカタパルト、スキージャンプ甲板、滑走路等が必要となる。この発艦に必要なカタパルトは、電磁式カタパルトでは非常に大きな電力が必要となり、また、スチーム式カタパルトでは多量の高圧水蒸気が必要となる。その上、いずれの方式においても高い工学的技術が必要となる上に、これらの設備のために大きな空間と重量が必要になる。また、スキージャンプ式の発進甲板を使用しても、艦載機の発進時の重量が制限されるため、積載燃料量や武装の搭載量を減少させる必要がある。
【０００６】
更に、着艦のために、艦載機を着艦コースに導くための着艦誘導装置（光学着艦支援装置（OLS））、着艦支援装置、滑走路、停止用の制動ワイヤ、緊急停止用の制動ネット（エマジェンシー・バリケード・ネット）等の設備が必要となる。これらの設備のため、航空母艦は大きな甲板面積が必要になり、大きな排水量の船体が必要となる。
【０００７】
そして、艦載機のパイロットは、航空母艦における発着艦時には、急加速と急減速の高い加速度（所謂Ｇ）が加わることになり、肉体的な負担も大きい上、短時間内に難しい操縦操作を行う必要が有る。そのために、艦載機のパイロットには高度の操縦能力が必要とされ、この操縦能力を取得及び維持するために厳しい訓練が行われている。例えば、アメリカ軍では、パイロットは、空母艦載機着陸訓練を受けて空母着艦資格取得訓練で資格取得して初めて発着艦ができるという。更に、この資格も、最後の着艦後３０日程度が経過すれば失効すると言われている位、高度の技術が必要とされている。
【０００８】
この航空母艦での発着艦に関して、航空母艦への艦載機の進入を支援するために、無人航空機の着艦に対して、電気光学センサからの画像データを使用して、航空機の着艦サイトへの接近中に、収集、識別、及び計算を繰り返すことで３次元モデルを更新して、情報の収集及び処理における伝送遅延問題を解決するビデオ支援着艦誘導システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
また、エアクッション浮上とジェットと磁気浮上とリニアモータの組み合わせのカタパルトと、スタビライザーと水中翼装備と、水圧管タンクシリンダー減揺装置と、空気圧の封入浮上を組み合わせた船体の減揺システムと、小口径の可変ダクテッド・ロータ、ファン装備の艦載機とが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
更に、航空母艦への発着艦に関連して、船体運動予測装置で、航空母艦の船体運動を予測して、この予測に基づいて、航空機の発着状態を算出して、航空機側に送信して、航空機側ではこれを受信して、飛行運動制御装置で飛行運動を制御する発着艦管制装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
（【００１１】以降は省略されています）

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