(57)【要約】【課題】飛行場内の滑走路、エプロン及びタキシウェイ等を安全に走行することができる無人飛行機を提供する。【解決手段】エンジン制御部、機体に備えられた車輪のステアリングをコントロールするステアリングコントローラ及びブレーキ装置を制御する飛行制御計算機と、前記飛行制御計算機を操作する操作盤が備えられるとともに、前記機体の周囲を監視することができる機体の外部に着脱可能に取り付けられた機体外操縦席と、を備えることを特徴とする無人飛行機。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン制御部、機体に備えられた車輪のステアリングをコントロールするステアリングコントローラ及びブレーキ装置を制御する飛行制御計算機と、
前記飛行制御計算機を操作する操作盤が備えられるとともに、前記機体の外部で前記機体に着脱可能に取り付けられた機体外操縦席と、
を備えることを特徴とする無人飛行機。
【請求項２】
前記機体外操縦席は前記機体内に収納可能であることを特徴とする請求項１に記載の無人飛行機。
【請求項３】
前記操作盤は前記飛行制御計算機を通じて少なくとも前記エンジン制御部、前記ステアリングコントローラ及び前記ブレーキ装置を操作することが可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無人飛行機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行機に係り、特に、地上走行時に用いる機体外操縦席を備える無人飛行機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無人飛行機は主に、気象観測、偵察、デコイ等の用途に使用されており小型のものが多かった。そのため、発進に際しては大型機で空中まで搬送して空中から投下したり、またはＪＡＴＯ（Jet Assisted Take Off）を用いたりしていた。回収に際しては、機体が小型であり、有人飛行機のように乗員に配慮する必要がないため、適当な空地まで飛行させた後に、エンジンを止めてパラシュートを用いて着地させていた。
【０００３】
近年においては気象観測や偵察において今まで以上に精度の高い情報を得るために精密機器を搭載する必要が生じている。また、無人飛行機を用いた貨物輸送を行うことも求められている。
【０００４】
しかし、高精度の気象観測用又は偵察用の精密機器は一般に高重量であり従来の小型機に搭載することはできない。また、貨物輸送を行うに際しても従来用いられている小型機では現在有人飛行機を用いて輸送されているような大型貨物を積載して輸送することはできない。そのため、大型の無人飛行機の需要が高まっている。
【０００５】
大型の無人飛行機について回収の際の従来の小型の無人飛行機と同様にパラシュートを用いて着地することとすると、積載されている精密機器または大型貨物が破損する恐れがある。また、無人飛行機自体も大型化しているため、パラシュートを用いた着地では無人飛行機自体が損傷を受ける恐れがある。
【０００６】
そこで、大型の無人飛行機についても現在の有人飛行機と同様に滑走路、エプロン及びタキシウェイ等を備えた飛行場において離着陸することが求められている。飛行場の建設及び管理には一般に相当の費用がかかり、無人飛行機専用の飛行場を建設することは困難であるため、従来からある有人飛行機の飛行場を使用することとなる。
【０００７】
ここで、誘導装置を用いて無人飛行機を飛行場に着陸をさせる技術は既に確立されている。また、飛行中においては、レーダ管制やＴＣＡＳ（Traffic Alert and Collision Avoidance System:航空機搭載用衝突防止装置）を用いた、乗員による監視の代替機能や判断の自動化が進展し、自動的な衝突回避の技術が確立しつつある。
【０００８】
離陸前や着陸後の飛行場内におけるエプロン、タキシウェイ及び滑走路等の移動の際には他の飛行機に接触や衝突をしないようにする必要がある。有人飛行機の場合においては、パイロットが操縦席から目視して飛行機の操縦を行うことで接触や衝突の危険を回避している。
【０００９】
これに対して、無人飛行機の場合は機体から離れたところに位置するオペレータが無人飛行機管制装置により操縦するため必ずしも監視が十分でない場合がある。
【００１０】
そこで、無人飛行機については機体にその周辺を監視可能なカメラを取り付けて無人飛行機管制装置でその映像を見ながら地上にいるオペレータが操縦することが行われている。
【００１１】
また、方位センサや障害物センサを用いて進行方向や障害物の検出を行い、その検出結果に基づいて無人飛行機に備えられた飛行制御計算機(Flight Control Computer)がエンジン制御部や車輪の転向を制御して飛行場内において、無人飛行機を自律走行させることが行われている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０９−２６６８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、この手法によると大きなデータリンク帯域が必要となるうえに、障害物等によりデータリンクが阻害された場合には緊急操作が行えなくなる等の不都合がある。
【００１３】
また、方位センサ及び障害物センサを備えて走行させる場合には、飛行制御計算機に備えられたメモリに予め飛行場内において無人飛行機が走行する走路における走行位置をさせ、その走行位置に沿って走行することとなる。そのため、回避する動作や回避するのに必要なスペースが限られてしまい、障害物を回避することが困難である。
【００１４】
そこで、本発明の課題は、飛行場内の滑走路、エプロン及びタキシウェイ等を安全に走行することができる無人飛行機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の無人飛行機は、エンジン制御部、機体に備えられた車輪のステアリングをコントロールするステアリングコントローラ及びブレーキ装置を制御する飛行制御計算機と、前記飛行制御計算機を操作する操作盤が備えられるとともに、前記機体の外部で前記機体に着脱可能に取り付けられた機体外操縦席と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、無人飛行機に取り付けられた機体外操縦席に着席したオペレータが機体の周囲を監視しながら無人飛行機を地上において操縦することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無人飛行機において、前記機体外操縦席は前記機体内に収納可能であることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、機体外操縦席を機体内に収納することで機体外操縦席が備えられていない飛行場においても無人飛行機に機体外操縦席を取り付けることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の無人飛行機において、前記操作盤は前記飛行制御計算機を通じて少なくとも前記エンジン制御部、前記ステアリングコントローラ及び前記ブレーキ装置を操作することが可能であることを特徴とする。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、無人飛行機に取り付けられた機体外操縦席に着席したオペレータが機体の周囲を監視しながら無人飛行機を地上において操作盤により操縦することができる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、無人飛行機の地上移動時にオペレータが搭乗して無人飛行機の操縦を行うことで飛行場内の移動に際して障害となる他の飛行機等との衝突を避けて安全に移動することができる。
【００２２】
また、請求項１に記載の発明によれば、無人飛行機の地上移動時において着席する機体外操縦席を機体の外部に取り付けるので、飛行時において不必要なオペレータの作業容積を機体内に設ける必要がないため、機体内の限られた空間を有効利用することができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、機体外操縦席を備えていない飛行場においても機体外操縦席を取り付けて無人飛行機を飛行場内において安全に走行させることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、無人飛行機の地上走行時にオペレータが操作盤を操作して無人飛行機の操縦を行うことで飛行場内を走行するに際して障害となる他の飛行機等との衝突を避けて安全に移動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。なお、本発明は図示例に限定されるものではない。
【００２６】
図１に示すように、無人飛行機１の貨物や観測機器等を搭載するための胴体部２の両側面には主翼３，４が備えられている。そして、胴体部２の後部上面にはエンジン５が取り付けられている。また、胴体部２の後方に位置するように、主翼３，４に尾翼６が連結されている。
【００２７】
胴体部２及び主翼３，４の下面には地上を移動する際に用いる前輪９及び後輪１０，１１が備えられている。
【００２８】
胴体部２の主翼４の機首側の外部にはコネクタ１２と開口部１３が設けられている。
【００２９】
胴体部２の主翼４の機首側の胴体部２の外部には、無人飛行機１を機体外から操縦するための機体外操縦席１４が取り付けられている。胴体部２に取り付ける機体外操縦席１４の胴体部２側の側面には、操縦席取付け部材１５が設けられており、操縦席取付け部材１５が開口部１３に挿入されることにより機体外操縦席１４が胴体部２に取り付けられている。
【００３０】
機体外操縦席１４は胴体部２への着脱が可能であり、無人飛行機１の飛行場内の移動時に取り付けられ、離陸時には取り外される。
【００３１】
本実施の形態においては機体外操縦席１４は胴体部２の主翼４の機首側の外部に取り付けられているが、取付け位置はかかる部分に限定されることはない。機体外操縦席１４に着席するオペレータが機体の周囲を十分に監視できる位置であって、かつ、着席したオペレータがエンジンに吸い込まれる恐れがない等、オペレータが安全に操作盤を操作できる位置であれば胴体部２の下部や主翼３，４のいずれの下等であってもよい。
【００３２】
機体外操縦席１４の使用中に機体外操縦席１４が無人飛行機１から脱落するのを防止するため、機体外操縦席１４及び胴体部２にボルト穴を複数設けて、ボルトにより固定することとしてもよい。
【００３３】
機体外操縦席１４の無人飛行機１への取付手段は前述した方法に限らず、機体外操縦席１４を胴体部２に固定できる方法であれば特に限定はない。取付け手段としては、例えば、機体外操縦席１４の無人飛行機１への装着面に磁石を備えさせて、磁力により取り付けることとしてもよい。
【００３４】
機体外操縦席１４は燃費及び飛行性の向上を図るため軽量でかつ簡易な構造であることが好ましい。また、機体外操縦席１４は不使用時においては胴体部２の図示しない収納庫に収納されているが、さらに燃費及び飛行性の向上を図るため飛行場に備えておき機体内に収納しないこととしてもよい。
【００３５】
機体外操縦席１４には、地上走行時に無人飛行機１を操縦するための操作盤１６が備えられている。
【００３６】
胴体部２には、図３に示すように飛行制御計算機（ＦＣＣ）１９、ステアリングコントローラ２０、ブレーキ装置２１及びエンジン制御部２２が格納されている。
【００３７】
飛行制御計算機１９は、無人飛行機１の飛行時及び地上の動作を制御するものである。飛行制御計算機１９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成され、ＲＯＭに格納されている飛行制御プログラム及び地上走行プログラム等の所定のプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、当該プログラムに沿って各種処理を実行する。
【００３８】
飛行制御計算機１９には、図示しない記憶部が設けられており、記憶部には飛行場内における無人飛行機の走行経路が記憶されている。
【００３９】
飛行制御計算機１９は、例えば、無人飛行機１に備えらえた図示しない方向センサや障害物センサの検出結果に基づいてステアリングコントローラ２０、ブレーキ装置２１及びエンジン制御部２２を制御して飛行場内において無人飛行機１を自律走行させるようになっている。
【００４０】
飛行制御計算機１９は、前述のように無人飛行機１を自律走行させている場合であっても、操作盤１６から無人飛行機の走行に関し制御信号が伝達されてきた場合には、操作盤１６から伝達されてきた制御信号の内容を優先してステアリングコントローラ２０、ブレーキ装置２１及びエンジン制御部２２等の駆動の制御を行うようになっている。
【００４１】
ステアリングコントローラ２０は、前輪９及び後輪１０，１１に接続されており、飛行制御計算機１９から伝達されてきた制御信号に応じて前輪９及び後輪１０，１１を転向させるものである。ステアリングコントローラ２０も、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭら構成され、ＲＯＭに格納されている所定のプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、当該プログラムに沿って各種処理を実行する。
【００４２】
ブレーキ装置２１は、例えば、ドラムブレーキやディスクブレーキ等を用いることができ、前輪９及び後輪１０，１１に確実に制動力を与えられるものであればその種類に制限はない。ブレーキ装置２１は飛行制御計算機１９から伝達されてくる制御信号に応じて前輪９及び後輪１０，１１に制動力を与えるものである。
【００４３】
エンジン制御部２２は、飛行制御計算機１９から伝達されてくる制御信号に応じてエンジンの始動、停止する一方、エンジン始動後はエンジン出力の制御等を行う。エンジン制御部２２も、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭから構成され、ＲＯＭに格納されている所定のプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、当該プログラムに沿って各種処理を実行する。
【００４４】
操作盤１６には、図３に示すように例えばブレーキ操作部２３、ステアリング操作部２４及びエンジン操作部２５が備えられている。ブレーキ操作部２３を操作することでブレーキ装置２１の駆動を制御するようになっている。また、ステアリング操作部２４を操作することでステアリングコントローラ２０を制御し前輪９及び後輪１０，１１の転向をさせるようになっている。また、さらにエンジン操作部２５を操作することでエンジン制御部２２を制御してエンジン５の推力を制御するようになっている。
【００４５】
また、操作盤１６には接続ケーブル２６が取り付けられている。接続ケーブル２６はコネクタ１２に接続されており、操作盤１６から送信される制御信号を飛行制御計算機１９に伝達するようになっている。
【００４６】
次に、本実施の形態の無人飛行機１の作用について説明する。
【００４７】
飛行場内において無人飛行機１を走行させるに際しては、先ず、機体外操縦席１４の操縦席取付け部材１５を開口部１３に挿入して、機体外操縦席１４を胴体部２に取り付ける。その後、コネクタ１２に接続ケーブル２６を接続し、オペレータが着席する。
【００４８】
無人飛行機１が走行するに際しては、図示しない方位センサや走向距離センサ、障害物センサの検出結果に基づいて飛行制御計算機１９がステアリングコントローラ２０、ブレーキ装置２１及びエンジン制御部２２等を制御して、飛行制御計算機１９に備えられている図示しない記憶部に記憶されている経路を自律走行させる。
【００４９】
オペレータが機体の周囲を監視し飛行制御計算機１９による自律走行では障害物に衝突する危険があると判断した場合、または自律走行による走行経路よりも好適な経路があると判断した場合には、操作盤１６のブレーキ操作部２３、ステアリング操作部２４及びエンジン操作部２５を操作する。操作盤１６から飛行制御計算機１９に制御信号が伝達された場合には、飛行制御計算機１９が方位センサや走向距離センサ、障害物センサの検出結果に基づいて伝達する制御信号に優先して操作盤１６から伝達されてきた制御信号をステアリングコントローラ２０、ブレーキ装置２１及びエンジン制御部２２に伝達する。
【００５０】
操作盤１６からの制御信号が伝達されたステアリングコントローラ２０、ブレーキ装置２１及びエンジン制御部２２はその内容に応じてエンジン５、前輪９、後輪１０，１１、及びブレーキ装置２１を駆動させ、飛行場内のエプロン、タキシウェイ及び滑走路等を走行する。
【００５１】
以上のように、本発明によれば、無人飛行機１の地上移動時にオペレータが搭乗して無人飛行機１の操縦を行うことで飛行場内の移動に際して障害となる他の飛行機や標識灯などの障害物との衝突を避けて安全に移動することができる。
【００５２】
また、本発明によれば、機体外操縦席を軽量かつ簡易な構造とすることで機体内に収納しても重量増加を招くことはなく燃費及び飛行性の向上を図ることができる。
【００５３】
また、本発明によれば、機体外操縦席を機体内に収納せず飛行場に備えておくこととすれば更に燃費及び飛行性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明にかかる機体外座席を取り付けた無人飛行機の斜視図である。
【図２】無人飛行機に機体外座席と取り付けた部分を拡大した斜視図である。
【図３】操作盤及び胴体部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１     無人飛行機
５     エンジン
１４   機体外操縦席
１６   操作盤
１９   飛行制御計算機
２０   ステアリングコントローラ
２１   ブレーキ装置
２２   エンジン制御部
２３   ブレーキ操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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