(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２本の誘導フレームと、
これら２本の誘導フレームの間に掛け渡され、水中航走体を載せるためのネット状部材と、
前記２本の誘導フレームを前記ネット状部材と共に吊下げる際の基材となる吊下フレームと、
前記２本の誘導フレームに設けられ水中で航走するための複数のスラスタと、
前記２本の誘導フレーム及びネット状部材と前記吊下フレームとを一体に束ねた状態で保持し、この保持状態を解除可能なリリーサと、
前記複数のスラスタによる水中での航走を制御すると共に、前記リリーサの解除を制御するコントロール部と、
前記コントロール部に対して信号の送受信を行うと共に、電力を供給するためのケーブルを有する誘導索と、を備え、
前記吊下フレームをワイヤを介して吊下げ可能に構成すると共に、前記２本の誘導フレーム及び吊下フレームを、浮力材によって水中で中性浮力を持つように構成してなる揚収装置。
【請求項２】
前記コントロール部は、前記ケーブルを通して母船側から送られてくるコマンドにより、前記複数のスラスタによる水中での航走を制御すると共に、前記リリーサの解除を制御する、請求項１に記載の揚収装置。
【請求項３】
前記吊下フレームの両端側にはそれぞれ、前記吊下フレームを前記ワイヤを介して吊下げている状態において当該揚収装置の水平回転を防止するための補助索が接続されている請求項１又は２に記載の揚収装置。
【請求項４】
請求項２に記載の揚収装置を用いた揚収方法であって、
水中に存在する前記水中航走体を揚収するに際しては、
前記リリーサによって前記２本の誘導フレーム及びネット状部材と前記吊下フレームとを一体に束ねた状態にして前記揚収装置を水上に投入し、
前記コントロール部を通しての前記複数のスラスタによる水中航走で、前記水中航走体の存在する、水中の目標位置まで前記揚収装置を移動させ、
前記目標位置に到達したら前記リリーサによる前記束ね状態を解除すると共に、前記複数のスラスタにより前記２本の誘導フレームを離間させて前記ネット状部材を展開させ、
展開した前記ネット状部材に前記水中航走体を載せたら、前記複数のスラスタによる水中航走で母船の近くまで移動させ、
前記水中航走体を載せた前記揚収装置を、前記ワイヤを介してクレーンで吊り上げて母船に揚収する揚収方法。
【請求項５】
前記ワイヤとして所定長さのワイヤが前記吊下フレームに取り付けられており、
前記リリーサによって前記２本の誘導フレーム及びネット状部材と前記吊下フレームとを一体に束ねた状態にして前記揚収装置を前記ワイヤを介して母船のクレーンで吊下げて水上に投入したら前記ワイヤを前記クレーンから切り離す、請求項４に記載の揚収方法。
【請求項６】
母船に搭載した水中位置監視装置により前記水中航走体及び揚収装置の位置を監視し、それらの位置情報に基づいて前記水中航走体及び揚収装置にコマンドを送信して、前記目標位置まで移動させる、請求項４又は５に記載の揚収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中航走体の揚収装置及び揚収方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、UUV（Unmanned Undersea Vehicles）等の水中航走体の揚収は、母船となる艦艇に特別な装置を装備し、実行されている。例えば、特許文献１には、双胴船に特別な装置を直接艤装し、その特別な装置に装備されている誘導装置などを利用してUUVをUUV格納箱へ誘導し、揚収する技術について開示している。
【０００３】
また、特許文献２に示される例では、母船となる艦艇に直接艤装された特別な装備を用い、特別な装備をUUVに連結させた後、UUVを把持して揚収する手段を用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５６５号公報、図２、図３、段落００２３
【特許文献２】特開平８−２８２５８８号公報、図１〜図３
【特許文献３】実開昭６０−１４３０９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１や特許文献２に記載された技術によるUUVの揚収装置および揚収方法においては、運用上さまざまな課題が発生している。
【０００６】
第１の問題点は、UUVの母船となる艦艇に直接、特別な装置を装備する必要があることである。このため、限られた船上のスペースを特別な専用機材が恒久的に占有することになる。
【０００７】
第２の問題点は、海上の環境が悪い（強風や波浪が強い）場合においては、揚収が困難となることである。すなわち、海上環境が悪い状態では、海面付近でUUVを回収する場合、又は、母船に直接装備された装置により海面下でUUVを回収する場合、波浪などの影響でUUV又は母船と装備された装置が大きく揺動し、揚収装置の収納箱や連結機構に精細に誘導することが困難であるからである。
【０００８】
一方、特許文献３には、UUVの母船となる艦艇に直接、特別な装置を装備する必要の無い、水中航走体回収用双胴船が開示されている。この双胴船は、間隔を隔てて平行に配設された一対の舟艇と、これらの舟艇間に取り付けられた水中航走体揚収用ネットとを備え、一対の舟艇の相互間隔を調整できるように構成されている。水中航走体の揚収は水中航走体が浮上している状態で行われる。すなわち、双胴船が水中航走体の浮上位置まで移動したら、一対の舟艇の間隔を狭めて揚収用ネットを水中航走体がすくえる深度までおろすようにし、揚収用ネット内に水中航走体が入ったら、一対の舟艇の間隔を広げて水中航走体をすくい上げるようにする。
【０００９】
このような双胴船によれば、上記第１の問題点は解消する。しかし、揚収は、水中航走体が浮上している状態でしか行うことができないので、上記第２の問題点が残る。加えて、一対の舟艇を、相互間隔を収縮できるように連結しなければならず、十分な剛性、推進性能を得ることが難しい。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、母船となる艦艇に揚収のための専用の特別な設備、特に機械的設備、を恒常的に装備することなく、しかも荒れた海上環境においても確実に水中航走体を揚収できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様によれば、少なくとも２本の誘導フレームと、これら２本の誘導フレームの間に掛け渡され、水中航走体を載せるためのネット状部材と、前記２本の誘導フレームを前記ネット状部材と共に吊下げる際の基材となる吊下フレームと、前記２本の誘導フレームに設けられ水中で航走するための複数のスラスタと、前記２本の誘導フレーム及びネット状部材と前記吊下フレームとを一体に束ねた状態で保持し、この保持状態を解除可能なリリーサと、前記複数のスラスタによる水中での航走を制御すると共に、前記リリーサの解除を制御するコントロール部と、前記コントロール部に対して信号の送受信を行うと共に、電力を供給するためのケーブルを有する誘導索と、を備え、前記吊下フレームをワイヤを介して吊下げ可能に構成すると共に、前記２本の誘導フレーム及び吊下フレームを、浮力材によって水中で中性浮力を持つように構成してなる揚収装置が提供される。
【００１２】
本揚収装置においては、前記コントロール部は、前記ケーブルを通して母船側から送られてくるコマンドにより、前記複数のスラスタによる水中での航走を制御すると共に、前記リリーサの解除を制御する。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、上記揚収装置を用いた揚収方法であって、水中に存在する前記水中航走体を揚収するに際しては、前記リリーサによって前記２本の誘導フレーム及びネット状部材と前記吊下フレームとを一体に束ねた状態にして前記揚収装置を水上に投入し、前記コントロール部を通しての前記複数のスラスタによる水中航走で、前記水中航走体の存在する、水中の目標位置まで前記揚収装置を移動させ、前記目標位置に到達したら前記リリーサによる前記束ね状態を解除すると共に、前記複数のスラスタにより前記２本の誘導フレームを離間させて前記ネット状部材を展開させ、展開した前記ネット状部材に前記水中航走体を載せたら、前記複数のスラスタによる水中航走で母船の近くまで移動させ、前記水中航走体を載せた前記揚収装置を、前記ワイヤを介してクレーンで吊り上げて母船に揚収する揚収方法が提供される。
【００１４】
本揚収方法においては、母船に搭載した水中位置監視装置により前記水中航走体及び揚収装置の位置を監視し、それらの位置情報に基づいて前記水中航走体及び揚収装置にコマンドを送信して、前記目標位置まで移動させることが行なわれる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により得られる第１の効果は、水中航走体揚収のための特別な装置を恒常的に母船上に設置する必要がなくなることである。
【００１６】
その理由は、本発明による揚収装置は、一般的なクレーンや巻き上げ機等の吊下げ手段で吊下げや巻き取りができ、特別な機材を母船に装備する必要がなくなるからである。また、本発明による揚収装置は、使用する必要が無い場合は陸上などに保管しておくことができるからである。
【００１７】
本発明により得られる第２の効果は、風や波高が高い場合のような海上環境が悪い場合でも安定的に水中航走体を回収することができることである。
【００１８】
その理由は、本発明による揚収装置は、自らが具備するスラスタを用いて、水中航走体近傍まで近づき潜行して水中でネット状部材を広げることにより、海上の風・波の影響を受けずに水中で水中航走体を回収することが可能となるからである。また、ネット状部材の広さに幅を持たせることにより、水中航走体と揚収装置の位置に誤差がある場合でも、容易に水中航走体をネット上に位置させることが可能になり、水中航走体の誘導に精密性を要求しなくても良くなるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による揚収装置の実施形態の主要構成を示した図である。
【図２】本発明による揚収装置の実施形態の付帯的構成を示した図である。
【図３】本発明による揚収装置の実施形態の実施方法を説明するためのフローチャート図である。
【図４】本発明による揚収装置の実施形態の運用を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明に係る揚収装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
［構成］
図１を参照すると、本発明に係る揚収装置の実施形態は、少なくとも２本の誘導フレーム１と、誘導フレーム１に設置された複数のスラスタ２と、吊下フレーム３と、２本の誘導フレーム１の間に掛け渡された回収ネット４と、コントロール部５と、リリーサ６と、複数の浮力材７を有する。ここでは、浮力材７は誘導フレーム１や吊下フレーム３に一体的に設けられている。吊下フレーム３は、２本の誘導フレーム１と、それらの両端部においてワイヤ１１でつながれており、２本の誘導フレーム１を回収ネット４と共に吊下げる際の基材となる。誘導フレーム１及び吊下フレーム３は金属製、あるいは樹脂製、特に強化樹脂製のいずれでも良い。浮力材７としては、例えば高分子樹脂フォームが用いられる。回収ネット４は、折り畳み、展開が自在で、かつ水中での展開あるいは展開した状態での移動の際に水の抵抗を受けにくいネット状部材であれば良い。
【００２２】
図２を参照すると、揚収装置はさらに、コントロール部５と電気的に接続するためのケーブルを有する誘導索８と、所定長さの揚収装置吊下げ用のワイヤ９と、吊下フレーム３又はこれと一体の浮力材７の両端に取り付けられた補助索１０とを具備する。
【００２３】
上述したように、誘導フレーム１は、複数のスラスタ２と、中性浮力を得るための浮力材７を併せて有し、対をなすもう一つの誘導フレーム１との間に回収ネット４が装備されている。吊下フレーム３は、中性浮力を得るための浮力材７と、コントロール部５と、リリーサ６を有する。リリーサ６は、二つの誘導フレーム１及び吊下フレーム３を束ねることができ、この束ね状態をコマンドにより解除することができる。コントロール部５は、本揚収装置の位置、姿勢を制御すると共に、リリーサ６を制御する機能を持つ。
【００２４】
本揚収装置は、母船における収納時及び揚収のために水上に投入される状態では、図２に示されるように、リリーサ６が吊下フレーム３と二つの誘導フレーム１を束ねている。コントロール部５は、中性浮力を有する誘導索８中のケーブルを通して母船との間で通信（信号の送受信）を行なうと共に、電力供給を受ける。ワイヤ９は揚収装置を母船のクレーンや巻き上げ機等の吊下げ手段（以下、クレーンで説明する）で吊下げる際に用いられる。また吊下フレーム３の両側に取り付けた補助索１０は、揚収装置をクレーンで吊下げた際に揚収装置が水平回転するのを防止するために使用する。
【００２５】
コントロール部５は、揚収装置の姿勢制御のためのジャイロ、母船において水中での揚収装置の位置を把握するための水中位置監視装置の応答機、母船からのコマンド受領、応答のための水中通信装置、及び姿勢制御とリリーサ制御のための計算機を装備している。母船に搭載される水中位置監視装置としては、例えば音響測位法を用いて水中にある揚収装置の方位、距離、深度等を測定して位置情報を得ることのできる水中位置監視装置を用いることができるが、水中での位置を監視できる装置であれば何でも良い。この水中位置監視装置はUUVに対する測定にも用いられる。この種の水中位置監視装置は、周知であり、本発明の要旨でもないので、詳しい説明は省略する。また、後述するUUVの揚収を手際良く、短時間で行うことができるようにするために、コントロール部５に水中カメラを搭載して、母船側で揚収状態をモニタリングできるようにしても良い。
【００２６】
［動作］
次に、本揚収装置の動作について説明する。
【００２７】
図４に本発明に係る揚収装置の実施形態の運用概念を示す。前提としてUUVは既に水中に投入されて運用されており、UUVは、UUV及び母船に装備されている水中位置監視装置やUUVが搭載している慣性航法装置などにより、UUVの位置（深度を含む）が把握できる状態にあることを想定している。また、UUVは海中においては音響コマンド、又は一時浮上時においては無線により所定の待機位置へ移動するためのコマンドが受けられる状態になっているものとする。更に、コントロール部５は、誘導索８のケーブルを通して母船の水中位置監視装置へ応答することにより、水中あるいは水上での揚収装置の位置（深度を含む）が把握される状態にあるものとする。
【００２８】
図４ではまた、説明を理解し易くするために、同じ揚収装置１００を、時間経過と共に変化する３箇所の位置に示している。
【００２９】
図４において、母船２００のクレーン２１０のワイヤに揚収装置１００のワイヤ９を繋いで揚収装置１００を吊下げ、揚収装置１００を水上に投入する。投入後、ワイヤ９は切り離されるが、誘導索８は繋がれたままである。水上に投入された揚収装置１００は、装備している複数のスラスタ２を用いて予め指示された位置へ、図２の束ね状態で半没しながら進行する。UUVは予め指示された海中の待機位置へ移動し、ホバーリングしている。揚収装置１００は待機位置に近づくと、母船２００からのコマンドによりUUVの待機深度近くまで潜行し、続いてリリーサ６を解除し、複数のスラスタ２を用いて２本の誘導フレーム１を離間させて回収ネット４を展開する（図１の状態）。このとき、回収ネット４はUUVの深度より少し深い位置に展開する。２本の誘導フレーム１、吊下フレーム３は中性浮力を有し、誘導フレーム１はスラスタ２により自在に変位可能であるので、吊下フレーム３と誘導フレーム１の位置関係や、回収ネット４の展開状態は、図１に示すような状態になる。UUVはコマンドにより、回収ネット４上へ最終移動する。最終移動の確認後、揚収装置１００はコマンドにより浮上を始め、半没状態まで復帰する。母船２００では、誘導索８を巻き上げ、母船の近くまで誘導する。
【００３０】
ワイヤ９の長さの範囲まで誘導索８が巻き上げられたら、ワイヤ９をクレーン２１０のワイヤにつなぎ、巻き上げながら揚収装置１００を船の甲板まで吊り上げ、移動する。このとき揚収装置１００が水平回転しないように、２本の補助索１０にテンションをかけながら移動を実施する。
【００３１】
以上のような揚収シーケンスをフローチャートにし、より詳細に記述したものを図３に示す。
【００３２】
図３、図４を参照して、揚収作業開始後、手順１では、母船２００からUUVに指定待機位置へ移動するようにコマンドを出す。
【００３３】
手順２では、ワイヤ９をクレーン２１０のワイヤにつないで吊下げ、揚収装置１００を水上に投入する。
【００３４】
手順３では、ワイヤ９をクレーン２１０のワイヤから切り離し、汎用の巻き上げ機（人力でも可）で誘導索８を繰り出す。誘導索８は中性浮力を有しており、コントロール部５へ制御信号と電力が供給されている。コントロール部５による制御は汎用PC（パーソナルコンピュータ）に搭載されたソフトウェアなどに基づいて実施されるが、このような制御は容易に実現可能であり、本発明の要旨では無いので説明は省略する。
【００３５】
手順４では、母船２００からのコマンドで揚収装置１００のスラスタ２を作動させ、揚収装置１００を指定位置へリモコン誘導する。
【００３６】
手順５では、母船２００の水中位置監視装置などによってUUVと揚収装置１００の位置を監視し、母船２００からコマンドを送ってUUV位置近傍で揚集装置１００のリリーサ６による保持を解除させ、スラスタ２を制御して２本の誘導フレーム１の間隔を広げて回収ネット４を展開させながら、揚収装置１００を潜行させる。
【００３７】
手順６では、母船２００からUUVにコマンドを送り、回収ネット４の真上へ移動させる。
【００３８】
手順７では、揚収装置１００にコマンドを送り、誘導フレーム１と回収ネット４をUUVと共に半没位置まで浮上させる。
【００３９】
手順８では、誘導索８を巻き取り、揚収装置１００を母船２００に接近させる。このとき、スラスタ２を制御し、母船２００と一定の距離を空けるようにする。
【００４０】
手順９では、揚収装置１００のワイヤ９とクレーン２１０のワイヤを接続し、誘導索８を外す。
【００４１】
手順１０では、揚収装置１００をクレーン２１０で吊り上げて母船２００上へ回収する。このとき、補助索１０を用いて揚収装置１００が水平回転しないように必要に応じてテンションをかける。
【００４２】
［実施形態の効果］
上記実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４３】
（１）UUV揚収のための特別な装置を恒常的に母船上に設置する必要が無い。
【００４４】
その理由は、上記実施形態による揚収装置は、一般的なクレーンや巻き上げ機等の吊下げ手段で吊下げや巻き取りができ、特別な機材を母船に装備する必要が無いからである。また、上記実施形態による揚収装置は、使用する必要が無い場合は陸上などに保管しておくことができるからである。
【００４５】
（２）風や波高が高い場合のような海上環境が悪い場合でも安定的にUUVを回収することができる。
【００４６】
その理由は、上記実施形態による揚収装置は、自らが具備するスラスタを用いて、UUV近傍まで近づき潜行して水中で回収ネットを広げることにより、海上の風・波の影響を受けずに水中でUUVを回収することが可能となるからである。また、回収ネットの広さに幅を持たせることにより、UUVと揚収装置の位置に誤差がある場合でも、容易にUUVを回収ネット上に位置させることが可能になり、UUVの誘導に精密性を要求しなくても良くなるからである。
【００４７】
（３）特許文献３におけるような、十分な剛性を持つ舟艇無しでUUVを回収することができる。
【００４８】
［他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態に限られず、以下のような変更が可能である。
【００４９】
図１において、スラスタ２は１本の誘導フレーム１につき２機、合計４機配備されており、上下左右自由に推力を供するようになっているが、４機である必要は無い。必要に応じてスラスタの設置数は増減することができる。
【００５０】
図１において、回収ネット４は２本の誘導フレーム１の間で吊下されているのみであるが、回収ネットの面積が大きい場合はUUVを回収した際に一定幅まで巻き上げることが必要となる。上記の実施形態では回収ネットの巻上げ機構は示していないが、必要に応じて誘導フレームに回収ネットの巻上げ機構を付加するようにしても良い。
【００５１】
上記実施形態では、水中に存在するUUVを母船２００に揚収する場合について説明したが、母船２００上にあるUUVを回収ネット４に載せた状態でクレーン２１０により吊下げて水中に投入する場合にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の適用例としては、水中航走体として海洋調査や対機雷戦運用などUUVやROV(Remotely Operated Vehicle)等を活用した艦艇装備及びその運用に適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１  誘導フレーム
２  スラスタ
３  吊下フレーム
４  回収ネット
５  コントロール部
６  リリーサ
７  浮力材
８  誘導索
９、１１  ワイヤ
１０  補助索
１００    揚収装置
２００    母船
２１０    クレーン
【図１】
0005884978.tif 000002
【図２】
0005884978.tif 000003
【図３】
0005884978.tif 000004
【図４】
0005884978.tif 000005