(57)【要約】  本発明のワイヤー衝突システム（１）は、ワイヤーカッターであって、少なくとも１対の互いに電気的に絶縁された電極（５，６）を含み、航空機（２）の外表面上に設置可能で、前記電極（５，６）は、これら電極（５，６）間に電位差を発生することのできる電源（１１）に接続可能で、ワイヤー衝突の際、両方の電極（５，６）を接続している前記ワイヤーの一部を通じて流れる短絡回路電流を供給するワイヤーカッター、を備えている。
2008525266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーカッターであって、少なくとも１対の互いに電気的に絶縁された電極を含み、航空機の外表面上に設置可能で、前記電極は、該電極間に電位差を発生することのできる電源に接続可能で、ワイヤー衝突の際、両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を通じて流れる短絡回路電流を供給するワイヤーカッター、を備えているワイヤー衝突システム。
【請求項２】
前記電極は、電気的に絶縁されたマウントベース部に取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ベース部と電極とが細長い板形状をなしており、電極は細長く、互いに近接して設置されているが、離隔されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
１対の電極は、互いに略平行に方向付けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
少なくとも１対の前記ワイヤーカッター電極が、取り込み部として形成されており、この取り込み部は、ワイヤーを切断するために、その両側に設置された収束偏向部の間の交差部にワイヤーを案内することが可能である、請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記交差部に切り込みが形成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記偏向部および／または前記交差部に配置された電極に、外向きの切断縁が形成されている、請求項５または請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
反対の極性を有する電極がそれぞれ前記交差部の反対側に配置された、請求項５から７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記ワイヤーカッターが、前記電源により独立して励磁可能な複数の電極の対を備えている、請求項１から８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の電極の対が、同時に励磁可能とされている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数の電極の対が、選択的に励磁可能とされている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
ワイヤーの近接を感知し、ワイヤーに最も近接した電極の対を選択的に励磁するための感知手段および制御手段をさらに備えている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記近接感知手段が、電気容量センサーまたは電気誘導センサーを含む、請求項１１または請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ワイヤーカッター電極が、交互に反対の電気極性になるように、略等距離かつ略平行に配置された導電体の連続体として形成された、請求項１から１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記電極が、破裂可能で非導電性のコーティング若しくはフィルムを備えた、請求項１から１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
電源と、該電源と前記ワイヤーカッター電極若しくは前記ワイヤーカッター電極の各対との間の電気的接続を含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載のワイヤー衝突システムを備えた航空機。
【請求項１８】
ワイヤー衝突システムを備えた航空機であって、
ワイヤーカッターであって、少なくとも１対の互いに電気的に絶縁された電極を含み、前記航空機の外表面上に設置可能で、前記電極は、該電極間に電位差を発生することのできる電源に接続可能で、ワイヤー衝突の際、両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を通じて流れる短絡回路電流を供給するワイヤーカッターと、
電源と、
前記電源と前記ワイヤーカッター電極若しくは前記ワイヤーカッター電極の各対との間の電気的接続と、
を備えている航空機。
【請求項１９】
前記電極が電気的に絶縁されたマウントベース部に取り付けられた、請求項１８に記載の航空機。
【請求項２０】
前記ベース部と電極とが細長い板形状をなしており、電極は細長く、互いに近接して設置されているが、離隔されている、請求項１９に記載の航空機。
【請求項２１】
前記電極が、前記航空機の表面の非導電部に直接固定された、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項２２】
前記ワイヤーカッター電極が、航空機の１またはそれ以上の先端表面に位置決めされた、請求項１７から２１のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項２３】
少なくとも一対の前記ワイヤーカッター電極が、取り込み部として形成されており、この取り込み部は、ワイヤーを切断するために、その両側に設置された収束偏向部の間の交差部にワイヤーを案内可能とされており、前記取り込み部が、前記航空機の表面の周りの１またはそれ以上の取り込み箇所に位置決めされている、請求項１７から２２のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項２４】
前記ワイヤーカッターが、前記電源により独立して励磁可能な複数の電極の対を備えている、請求項１７から２２のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項２５】
ワイヤーの近接を感知し、ワイヤーに最も近接した電極の対を選択的に励磁するための感知手段および制御手段をさらに備えている、請求項２４に記載の航空機。
【請求項２６】
ワイヤー衝突の際、航空機に影響を与えるワイヤーを切断する方法であって、
少なくとも１対の互いに電気的に絶縁された電極を含み、前記航空機の外表面上に設置可能で、前記電極が電源に接続されているシステムを用いた方法において、
前記電極間に電位差を発生させるステップと；
ワイヤー衝突の際、両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を通じて流れる短絡回路電流を供給するステップと；
両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を部分的に溶解し、切断するまで加熱するステップと；
を備えている方法。
【請求項２７】
実質的に上述され、添付図面に示された、ワイヤー衝突システム。
【請求項２８】
実質的に上述され、添付図面に示された、ワイヤー衝突の際、航空機に影響を与えるワイヤーを切断する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動する飛行機（movable craft）、特に航空機（aircraft）あるいは、その他の低高度を移動する飛行機がワイヤーに衝突した（wire-strike）際に、飛行機を保護するためのシステムに関するものである。本発明はまた、軍や警察の軍事行動、経路確保、およびテロ対策を含む強行突入（MOE：method of entry）用途へのツールとしても使用できる。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤー衝突は全ての動翼型および固定翼型の航空機が直面している潜在的に重大なリスクであって、特に地形追随飛行（nap of the earth：NOE）や軍事飛行、農薬の空中散布、狩り、観光、偵察など、低空を飛行する飛行機にとって問題となる。油断ない監視、飛行経路の調査を続けることで、ワイヤー衝突に遭遇する可能性を少なくすることができるが、ワイヤーおよび電力線をコックピットから発見することは非常に困難であることには変わりがない。もし発見できた場合でも、航空機と電力線との距離を正確に把握することは非常に困難であると思われる。通信線のように、薄く、見えにくいワイヤーの場合、より状況は悪くなる。４０％以上のワイヤー衝突事故においては、パイロットはワイヤーの存在に気づいていた、という調査結果がある。その上、一般にはそう思われていないが、ワイヤー衝突のほとんどは晴天のもと、経験豊かなパイロットによって引き起こされているのである。
【０００３】
したがって、ワイヤー衝突を避けるためにはパイロットの認識力に頼ることは難しい。以下の特許に記載されているような機械的なワイヤーカッターを含む、いくつかのシステムが、現在試験されている。
【０００４】
特許文献１〜５には、航空機に衝突したワイヤーを機械的に切断する方法について記載されている。この方法に採用されている機構は、主として、ワイヤーを切断するためのアゴ（jaws）の１対に誘導するように作られたガイド構造を備えており、切断方法としては固定された鋭い表面、若しくは爆発力を利用したアクチュエーターによって作動するギロチンがある。これらのシステムは、いくつかの欠点を含んでいる；
【０００５】
−  切断アゴ（cutting jaws）でワイヤーを捕らえるためのガイド部が、通常は航空機の機体／ウイングの前方に突き出ていることによる、地上作業員に対してもたらされる潜在的な危険、
【０００６】
−  風損の増大、コストの増加、見た目の悪さ、
【０００７】
−  航空機の視認性が増し、電磁的な痕跡が増加することにより、ステルス的な（stealthy）な軍事行動に及ぼされる悪影響、
【０００８】
−  切断アゴの「捕捉」領域（'capture' area）が相対的に狭く、航空機の他の領域が衝撃のダメージに対して脆弱となること
【０００９】
−  ワイヤーを切断するためのアクチュエーターを動作させる際の信頼性、
【００１０】
−  前方への飛行の際の正面衝突に対する防御にしかならないこと、
【００１１】
−  性能が、航空機の前進速度や切断面の鋭さに依存する場合があること。
【００１２】
ギロチン・タイプのワイヤーカッターの主たる欠点は、それらが切断アゴの間でワイヤーを切断する力のために必要なエネルギーを得る際、衝突のスピードに依存する、という点である。したがって、低速で飛行する航空機／ヘリコプターには瞬時にワイヤーを切断するために十分な推進力がない可能性があり、その上、衝撃による減速度によって航空機の対気速度が失速するくらいまで下がり、墜落事故になる可能性がある。
【００１３】
この現象はほとんどのワイヤーや電力線にある、緩みの程度に応じて酷くなってしまう。航空機はワイヤーのたるみを取りながら、失速するのに十分なほど減速する。そして／または、ワイヤーを切断するのに十分なエネルギーが得られないことで、切断アゴに通すことに失敗する。
【００１４】
それゆえに、航空機の対気速度にまったく依存しないワイヤー衝突防御システムが望まれるのである。
【００１５】
特許文献６では、自動点火や電動ギロチンといった方法を用いることによって、前述した機械式ワイヤーカッターの不利点を解決するための手法を公開している。この手法は、ワイヤー衝突に対してより瞬間的な反応を実現するものの、システムは複雑で、いくつかの可動部品や相互作用の部品によって、信頼性やコストに影響を与えてしまう。
【００１６】
特許文献７では前記手法とは異なる切断手法を提供している。複数の爆発力を利用した切断手法を備え、前方に延長され傾斜したブームあるいは「探針」を用いた切断手法である。衝突したワイヤーは、爆発のトリガーとなる切断装置に接触するまで、探針に沿ってスライドする。もしケーブルが切断されずに残った場合、ワイヤーは探針に沿って、第２の爆発のトリガーとなる次の切断装置までスライドする。公開されたこのシステムは今もなお、いくつかの上記したような欠点、特に、航空機のすぐ脇にいくつもの爆発物を配置するといった、明らかな危険性のある、使用が難しい構造物の存在に悩まされている。
【００１７】
したがって、航空機の任意の位置に目立たないように配置できる、堅牢でコンパクトなワイヤー衝突防御システムの必要性が高まっている。このシステムは航空機の対気速度に依存せず運用できることが望ましい。
【００１８】
この明細書中に引用した、いかなる特許あるいは特許出願書類を含む全ての引用文献は、参照することにより本明細書に組み込まれる。どの引用文献も本願の先行技術を構成すると自認するものではない。引用文献に関する記述は、その著者が述べていることをそのまま示したものであって、本出願人は、引用文献の正確性および妥当性を争う権利を留保するものである。ここでは多くの先行技術文献を参照しているけれども、かかる参照によっては、いかなるこれらの文献も、ニュージーランド、またはその他の国における、当業者の共通の一般常識の一部を構成すると認めたわけではないことは、明瞭に理解されるべきである。
【００１９】
様々な管轄のもとで、「具備する（comprise）」という用語は、管轄が変わると、排他的あるいは包括的どちらか一方の意味に解釈されることが知られている。この明細書の目的では、特に断りの無い限り、「具備する」という言葉は、包括的な意味で使われるべきである。すなわち、列記し、直接参照した構成要素だけではなく、他の不特定の構成部品あるいは構成要素も含み得るものと理解するべきである。この論理は、「具備する」若しくは「具備している」という用語が、方法またはプロセスの１またはそれ以上のステップに関して使用されるときにおいても妥当するものである。
【特許文献１】英国特許第２０７５９４０号明細書
【特許文献２】国際公開第９９／３８７７０号パンフレット
【特許文献３】米国特許第４８２６１０３号明細書
【特許文献４】米国特許第５２８６１７０号明細書
【特許文献５】米国特許第５４１６３６４号明細書
【特許文献６】米国特許第４８２６１０３号明細書
【特許文献７】米国特許第４４０７４６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、先行の問題を解決する、若しくは少なくとも一般の使用者に有益な選択肢を与えることである。
【００２１】
本発明の更なる態様と利点を、実施例が挙げられている次の記述によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の１つの態様によると、ワイヤー衝突システムは以下のようなものを備えている；
【００２３】
ワイヤーカッターは少なくとも１対の互いに電気的に絶縁された電極を含み、航空機の外表面上に設置可能で、前記電極は電極間に電源電位差を発生することのできる電源に接続可能で、電源はワイヤー衝突の際、両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を通じて流れる短絡電流を供給する。
【００２４】
ここでは、航空機という用語は、狭義あるいは排他的には解釈されず、有人あるいは無人の移動体、固定ウイングあるいは可変翼の航空機、ホバークラフトそして、ヘリコプターのようなローターのある移動体、ジャイロコプター、ラジコン飛行機などを含む、あらゆるタイプの地上あるいは空中移動体を網羅する。
【００２５】
更なる態様によれば、本発明は以上に記述されたワイヤー衝突システムを装備した航空機を含む。
【００２６】
１つの態様によれば、前記電極はベース部に絶縁されて取り付けられている。１つの実施例において、前記ベース部と電極は細長い板状の形状をしており、２つの電極はそこで近接して配置されているが、離隔されている。電極は互いに略平行に方向付けられていることが望ましい。しかしながら、代替構造が存在しうることも認識しなければならない。
【００２７】
代替の実施例においては、航空機の表面が絶縁体によって作られ、導電性のあるベース部が省かれることによって、電極を直接航空機の表面に取り付けることができる。
【００２８】
１つの実施例によると、本システムは航空機の１またはそれ以上の先端表面、例えば、ノーズ部、ウインドスクリーン、着陸装置、ソリ部、ウイング、尾翼などといった場所に位置決めされている。
【００２９】
航空機と導電性ワイヤーによる典型的なワイヤー衝突の際、その衝撃はワイヤー衝突システムが望ましい位置に取り付けられた翼の前縁、あるいは突出部に伝わる。ワイヤーが１対の電極に接触した際、導電経路が形成され、それらの間に短絡回路を作る。この回路が電極を繋げたワイヤー部に大電流を流し、その結果、温度が上昇し、ワイヤーの溶解および切断に至る。もし衝突したワイヤーがすぐに切断されなかった場合でも、航空機の機体やウイングに沿ってワイヤーがスライドし、前述の突出した、若しくはより進行方向寄りのエッジに沿って取り付けられたさらなる電極によって、電流による切断作用は働き続ける。切断作用の速さは、繋がったワイヤー部に流れる電流の大きさに依存する。若しくは、電極間の電位差、ワイヤーブリッジ部の抵抗値に依存するとも言える。
【００３０】
本発明のさらなる実施例では、少なくとも１組の前記ワイヤーカッター電極が明確にコーナーの取り込み部に形成されており、この取り込み部は、ワイヤーを切断するために、取り込み部の両側に取り付けられた収束偏向部（convergent deflector portions）の間にある交差部の中にワイヤーを案内できるようになっている。前記交差部に切り込みが形成されていることが望ましい。
【００３１】
代替の実施例として、交差部のみ、あるいは交差部と前記取り込み部の偏向部が電気的に導体であるものがある。１つの実施例では、反対の極性を有する電極が前記交差部の反対側に配置されている。ワイヤーが交差部に偏向された時、ワイヤーの接触が電極の間に導電の連結を形作るのである。
【００３２】
このような取り込み部を使用することで、いくつかの有利点が生まれる。翼の前縁や表面上に導電性の電極を配置することなく、効果的なワイヤー衝突防御システムを導入することができる。
【００３３】
この取り込み部はコーナーあるいは航空機の機体の接合点に取り付けられ、衝突したワイヤーは自然に偏向され、取り込まれる。接合点とは主翼の付け根、機体と尾翼の接合点、ヘリコプターのソリの取り付け部、アンテナ、ローターとヘリコプターのコックピット／エンジンのハウジング上部との間の支柱などのことである。それゆえ、材料と労働力に対して相応の費用低減がもたらされるので、導入時に考慮することは大きく簡易化される。さらに、そのような取り込み部の使用は、特に現存する古いタイプの航空機に適している。
【００３４】
当然のことながら、広範囲を保護するために、取り込み部は、翼の前縁、操縦翼面（flight controls）、およびコックピット／機体部に沿って位置決めされた細長い電極の対と組み合わせて使用されることもあることは理解されるであろう。
【００３５】
更なる態様においては、前記偏向部および／または前記交差部に取り付けられている電極は、外側が刃先の形状をなしている。
【００３６】
本発明装置は使用する際、電極の全ての部分には同時に電圧がかかるよう設定できる。
【００３７】
本発明の文脈の中では、１対の電極に電圧をかけるということは、導体間に電位差を発生させることを指している。
【００３８】
代替の実施例においては、本発明装置は、ワイヤーの接近を検知し、ワイヤーに最も近い１対の電極に通電させるための感知手段と電気制御手段を備えている。衝突の前にワイヤーの接近を感知することは、容量センサー若しくは誘導センサーを含む様々な公知の感知手法によって、完成されている。同様に、前記制御手法は数々の公知の手法によって公開されており、その中には、ワイヤー衝突システムに特化した専用の処理工程および制御装置、若しくは航空機の電子機器制御装置が含まれる。
【００３９】
どの電極の対に電圧をかけるかを選択する制御手段は、接近感知装置からの情報に加え、人間による決定を優先することもできる。それゆえ、例えば、ヘリコプターのパイロットは前方対気速度が所定のレベル以下に低下しない限り、後方に面した電極を無効にすることができる。例えば機体のノーズ部、ウイング、若しくは機体部を、互いに独立制御したり、作動させたりすることができる。このような選択可能の感知装置は（自動であろうと手動であろうと）、連続的に、若しくは同時にワイヤー衝突システムの全ての箇所に電圧をかけることを必要とする別の方法よりも、より小さな電源の使用を可能にする。
【００４０】
電極の対を短く分割し、それぞれ独立して電圧をかけることによって、長い導電体がもたらす限流効果を減少させる手法が生まれる。そしてまた、１つあるいはそれ以上の電極部が損傷した後でも、残った独立した電極を機能させることが可能である。
【００４１】
本発明の更なる態様によれば、前記電源は、これに限定されるものではないが、統合された航空機搭載の電力供給装置、発電機、１つあるいはそれ以上のコンデンサ、バッテリー、または、他の適した電気的記憶装置、および／または瞬間的な大電流を供給することができる手段を含む。
【００４２】
当然のことながら、ワイヤー衝突が悲劇的な結末をもたらす可能性は、使用後に処分される使い捨ての電源の選択を正当化する。例えば、複数の形態のバッテリーは、高い短絡回路電流を発生させることはできるが、このような方法で放電を繰り返すことで、バッテリーおよび、その最大放電能力に障害が生じるのである。
【００４３】
システムは優先的に細長い板の形状を選択するが、航空機のノーズ部分のような、より広い範囲をカバーする電極の使用も可能である。更なる実施例においては、ワイヤーカッター電極は、反対の極の導体が、略等距離で交互に連続して配置されており、電極は凸の断面を持つ外側の板に設置されるのが望ましい。従って、いくつもの隣接した導電体によって、ワイヤーに接触する範囲が増加する一方で、ベース部の細い板の曲がった断面は衝突したワイヤーが何組もの電極の対を繋げてしまう危険性を減らすのである。
【００４４】
導電体は、炭素焼結体と銅網のような複合材料を含む、銅、スチール、炭素などを含む材料の範囲から形成されうる。絶縁されたマウントベース部は、プラスチックなどのような適切な強い絶縁体から作られることが望ましい。
【００４５】
導電体の板の最低限の突出と、航空機の表面に沿ったマウント部によって、本発明は先行技術に対して、使いにくさが格段に解消されており、危険性と言えば、鋭い表面による地上作業員を身体的な怪我という程度のものしかない。感電による怪我の危険性を避けるため、本発明では単純に電源を設置により絶縁（例えばスイッチによって）することができる。
【００４６】
さらに、電極には、人の接触（腕時計、鍵、工具、携帯電話、等）、若しくは、水蒸気（例えば、雨、露、霧、等）による不注意によるアーク放電を避けるため、薄いコーティングあるいはフィルムが貼られている。保護コーティングは好ましくは非導電性であり、飛行中のワイヤーによる衝撃で簡単に外れたり、破裂したり、分割されるように構成されており、これにより、保護フィルムの下の導電体を露出させ、ワイヤーをこの導電体と導通させる。
【００４７】
導電性の板による装置は単純なので、航空機の機体および／またはウイング／ローター等、の多くの表面上での装置が、大きく空力を変更することなしに可能となる。さらに、細い板にすることで、例えば、後方あるいは横移動中、そして緊急時のヘリコプターのオートローテーション着陸の際などに、ワイヤーによる衝撃を受ける可能性のあるヘリコプターの表面にも適用できる。このような可能性は先行技術の防御システムには欠けていたものである。
【００４８】
本発明はまた、軍事用ヘリコプター、ラジコン飛行機、その他、NOEを含む無人の航空機が、視覚的および電磁気的な痕跡のステルス性を維持することにも非常に適している。ワイヤー衝突システムは、意図的に敵の通信線および電力線を切断し、他の低空飛行に適した航空機のための明確な飛行経路を供給するような航空機に活用されている。本発明はまた、警察およびテロ対策組織のための強行突入の道具として使用されることもあり、このような行動の際は、自動車のような乗り物にも装備されることがある。
【００４９】
搭載された電源は、電力の残りや状態、回路の状態などのような詳細なパラメーターを表示する、航空機の計測器によって監視することができる。電極はワイヤーに衝突した際のみ完全な回路となるので、一般的な回路の通電試験は活用できず、回路上の更なる不具合を確認することはできない。不具合は、回路の抵抗値、若しくは電気容量の変化を監視することで確認することができ、パイロットに対応する警告をすることができる。
【００５０】
上に述べたように、本発明は、容易に製造でき、簡単に装着可能なワイヤー衝突防御システムを提供する。このシステムは機体の能力に影響を与えずに、様々な形態の飛行機、ヘリコプター実装可能である。本発明装置は、ワイヤー切断に必要な運動エネルギーを得るための航空機の速度には依存していない。したがって、緩んだワイヤーとの衝突であっても、航空機を減速させることなしに、ワイヤーを瞬間的に切断することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
図１−３は本発明の最初の具体例の、ヘリコプター型の航空機２に合わせたワイヤー衝突システム１の形状について示している。このシステムは概して、ヘリコプターの表面の最適な位置に沿わせてある複数の細長い板３から形作られているワイヤーカッターを具備する。
【００５２】
おのおのの細長い板３は、樹脂、ゴム、若しくはその他、絶縁体で形成されている電気的に絶縁されたマウントベース部４、および、互いに絶縁された細長い一対の電極５，６を具備する。この電極５，６はベース部４の長手方向に走っている、２本の平行線に沿ってベース部４に取り付けられており、おのおのの電極５，６の上面が露出するように固定されている。２本の導線５，６は常に十分な距離をおいて物理的に分離されているので、アーク放電や火花、あるいはその他、電気的な短絡が発生することはない。電源（図示せず）が両方の電極５，６に接続されており、電極間に電位差を発生させている。細長い板３は、ネジ、リベット、接着、あるいは航空機の表面への一体成型など、最適な方法で航空機に取り付けることができる。
【００５３】
図４−６は軽飛行機に合わせたワイヤー衝突システム１の実施例を示している。繰り返すことになるが、電極板３は翼の前縁、操縦翼面および水平・垂直尾翼の表面に沿って取り付けられており、ワイヤーに衝突するようになっている。
【００５４】
電極板３は図７−１０により詳細に示されている（以下にさらに詳細に示されている）。図１−６、１１および図１３−１４においては、細長い板３は航空機（２，２０，２００）表面とは少し離れた位置に破線で示されているが、これは細長い板３の位置を強調するためである。この表現は記号上のことであり、細長い板３は実際には航空機（２，２０，２００）の一部分に直接取り付けられている。
【００５５】
当然のことながら、ここに示されている本システム１は、一例として示しただけであり、本発明の意味する範囲から離れていない場合は別の構造や実施方法が認められている。細長い板３は別の表面上に位置することもあり、また、他の方法で取り付けられることもある。その他の構成（図示せず）として、本システムは、ノーズコーンや操縦翼面といった重要な場所を覆うパッチのような形状をする場合もある。
【００５６】
更なる具体例として、本発明はヘリコプターのローターおよび／またはプロペラ機のプロペラにも組み込まれている。このような構成では（一例を挙げると）ローターおよびプロペラのブレードの翼の前縁の長手方向に沿って設置されている２つの電極間の電位差を維持するために、回転状態での適切な電気接続（スリップリングのような）を必要とすることは明らかである。
【００５７】
このような空気力学的に重要な表面の最適な形状を保つために、犠牲的な破裂しやすいカバー（図示せず）で電極５，６を覆う場合がある。犠牲的なカバーはワイヤー衝突の際、容易に破れたり割れたりして、衝突したワイヤーがその中にある電極５，６に接触するようにするようになっている。
【００５８】
ワイヤーカッター板３は図７ａ〜図７ｃに示したような、様々な構成が考えられ、図は絶縁されたマウント部４の上に配置された、２、３あるいは５本の電極５，６を組み込んだワイヤーカッター板３の３つの実施例をそれぞれ示している。電極５，６は外に向かって凸の断面を持つマウント部４の表面の外側に置かれていて、電極はお互いに平行に、そして、細長い板３の長手方向に平行に伸びている。電極５，６の数が増えると、接触したワイヤーを切断することができる有効接触面積も増大でき、従って、衝突に先立ち、航空機の異なる着陸姿勢に対応できる。
【００５９】
図８にはワイヤーカッター板３の更なる実施例として、鋭いエッジを持った電極を切断板５，６にした例を示す。このような構成では本発明の熱・電気的な切断に対して機械的な切断動作という効果が生まれる。
【００６０】
図１および図２に示したように、ワイヤーカッター板３は航空機の一部に優先的に取り付けられている。その部分とは、ヘリコプターのコックピットのような、ワイヤーの衝突において最初に衝突する部分である。その板３はどのような場所（取り込みエリアとして知られる場所）にも取り付け可能であり、この場所には、取り込まれる前に、衝突したワイヤーが偏向される例を挙げるならば、ヘリコプターのソリ部９、そしてその支柱のような場所である。
【００６１】
図１では、細長い板３がヘリコプター２の前および後のソリ９の支柱１０、そして、それ以外の後面に適用され得ることに注意する必要がある。これはパイロットの視野が非常に狭まる後退飛行の間の衝突の可能性をなくすためである。
【００６２】
導電性のあるワイヤー衝突の際の、破局的な結果から航空機を守るために、全ての実施例は図９に図示したような、共通の原理を用いる。典型的なワイヤーの衝突においては、航空機は前方への飛行の間に実際は水平に張られたワイヤーに衝突する。図９ａは衝突前の状態を示しており、この状態ではワイヤーカッター電極５，６は電気的にも物理的にもお互い隔てられており、それらの間の電位差は電源１１、接続された電極５，６、最適な配線１２によって加えられている。図９ｂに示されているように、ワイヤー１３の衝突によって電極の組５，６が電極５，６間で電気的に短絡する状態になる。そして、電極５，６に繋がっている電源１１は、二つの電極二つの電極５，６を繋ぐワイヤー部を通して放電するのである。放電はこのような導電性のあるワイヤーの短絡部によって作られる低い抵抗によって、ワイヤーのブリッジ部へ流れる大電流の原因になる。図９ｃに示すように、大電流はワイヤー１３を融点に至るまで熱し、ワイヤーは切断され、航空機２から落ちてしまう。また、航空機が飛行することによって得られる運動エネルギーも、電流以外で熱せられるのでワイヤーの（本質的ではないが）ワイヤーの切断を支援している。
【００６３】
図１０は本発明の更なる実施例を示しており、１組のワイヤーカッター電極５，６がワイヤーを取り込むコーナー１４のように配置されている。この取り込み部１４は、翼の前縁やその他、航空機の最適な表面に沿って取り付けられた追加の細長いワイヤーカッター板３の有無にかかわらず、利用される可能性がある。理想的には、この取り込み部は衝突するワイヤー（図示せず）が機体、ウイング、コックピットなどの航空機の表面で自然に偏向されることによって、自然に取り込まれる場所に置かれる。多くの航空機における典型的な取り込みエリアとしては、ヘリコプターのローターとコックピット／エンジンの上部との間の接合点、固定された着陸装置および／またはそりおよび機体、ウイング、ウイングの付け根、および同類のものの取り付け部が挙げられる。取り込み部１４は様々な形態を取る可能性があるが、一般的には２つの偏向部１５は交差部１６の両側に位置している。
【００６４】
図１０ａは交差部１６にＶ字型の切り込みがある取り込み部１４を示しており、この部分では、１組の平行で間隔の開けられた電極５，６が、交差部１６の両側の切り込み周辺に沿って延びている。ワイヤーがＶ字型交差部１６の両側に接触すると、一対の電極５，６の間に短絡回路が形成される。図１０ｂは別の構成を示しており、この構成では反対側にそれぞれ反対の電極を持つ切り込み部１６を持っている。この構成では、切り込み交差部１６に案内されるワイヤーは、交差部両側に同時に接触、つまり、電極の対５，６両方に接触した際にのみ、短絡回路を形成する。
【００６５】
図１０ａおよび図１０ｂに示される実施例においては、電極５，６若しくは偏向部１５がワイヤーカッター電極５，６の電気・熱的切断動作に加え、機械的な切断動作を備えるように、鋭外縁によって形成されるような構成にすることもできる。図１０ｃは例えば、ヘリコプターのソリ部そして機体の間のような凹角あるいはそれに似た形状に適した取り込み部１４に関する、更なる実施例を示している。その取り込み部は、通常、１つあるいはそれ以上の「Ｃ」形状の面に設置された電極の対５，６によって細長い「Ｃ」形状に形成されている。
【００６６】
図１１には図１〜３に示されている航空機２に更に複数の取り込み部１４を設けた実施例を示しており、これら取り込み部は衝突したワイヤーが偏向される航空機の機体、および航空機の表面の要所に取り付けられている。当然のことながら、このような取り込み部１４は航空機から簡単に取り外しが可能で、すでにある航空機に対しても、重要な構造変更なしにワイヤー衝突防御システムを取り付けることができる。さらに、航空機の胴体に長距離に亘って延在している延長された長さを有する電極の導体５，６を励磁する必要無しに、取り込み部へのワイヤー切断に必要な電力を供給するのに、より小さな電源の使用が可能となった。
【００６７】
図１２に本発明１の結線図を示す。取り込み部１４はヘリコプターのソリとマウント軸の間の接合点にフィットして取り付けられており、電気的なコネクター１２でバッテリーのような形態の電源に繋げられており、さらには飛行機の計測器１８上にある、装置状態の可視化システム１７にＯＮ／ＯＦＦスイッチ１９と共に接続されている。さらなる機能として、回路のいずれかの部分が切断、若しくはエラー表示されているかどうか判定するために、電気抵抗を計測するようなシステムもすぐに組み込むことができる。電極５，６の間の回路は航空機がワイヤーに衝突しない限りは常にオープンになっているので、一般的な連続回路試験システムは適していない。
【００６８】
図１３および図１４は本発明の更なる変形例を示しており、より積極的なワイヤーカッターアタッチメント２１を備えた、遠隔操作できるラジコンヘリコプター２００の形を取っている。このラジコンヘリコプター２００は偵察、監視、若しくは軍事作戦のような軍事および／または警備に使用される形態を示している。このラジコンヘリコプター２００は無人で飛行し、１つあるいはそれ以上の数の外部センサー２２と連動して、視覚的あるいはＧＰＳ（図示せず）位置測定システムのようなシステムと一緒に他の電気的情報を収集することでワイヤレス通信により遠隔操作される。しかし、当然のことながら、必要であれば、ラジコン飛行機若しくはその他の無人航空機のような任意の便利な形態が利用され得ることが理解されるであろう。
【００６９】
ラジコンヘリコプター２００はMOEの用途に使用されるほどの能力があり、その用途ではこの航空機はワイヤー、通信ライン等のような障害物に接触させるよう慎重に操作される。このようなワイヤーとの意図的な接触を容易にするために、このワイヤーカッターアタッチメント２１はラジコン飛行機の機体２３の前方に突き出ており、切断アタッチメント２１の前部で取り込み部１４を形成している拡張された１対のアゴの中に機体２３を案内することを容易にしている。
【００７０】
図１４は図１〜３に示したタイプのヘリコプター２と類似の実施例を示しており、攻撃的なワイヤーカッターアタッチメント２１が、取り付けられている。このアタッチメントはヘリコプターのコックピット／機体から前方に突き出している。さらに当然のことながら、本発明に従えば、どのような地上および空中移動体に適した形態にも、攻撃的なワイヤーカッターの構造が取り付け可能になり、意図的にワイヤー、電線、ケーブルなどを切断することが可能となる。
【００７１】
接近感知装置と最適制御装置（図示せず）は衝突前のワイヤーの存在を検出するため組み込むことができ、衝突が発生する前にワイヤーに最も接近したワイヤーカッター板３および／または取り込み部１４に選択的に電圧を加える。
【００７２】
電源は航空機の特徴に従って、適切な方法で備え付けられている。より大きな航空機では航空機に搭載されている電源、若しくは専用の発電機／変圧器を使用することができる。バッテリー若しくはコンデンサによって、より簡単な構成も可能となる。例えば、図１，２に示されたような小さなヘリコプターは、１２００アンペアの放電速度を有する３６〜３８ボルトのバッテリーを使用可能である。適切な監視装置及びシステムの完全性チェック装置はシステムの状態をパイロットに知らせるために航空機の計測器に組み込むこともできる。
【００７３】
防御システム１は、航空機が着陸する際、人間若しくは動物に電気的な危害を加えないよう、簡単に電源を切ることができる。不慮のアーク放電に対するさらなる予防策は、ａ）地上（地上作業員の道具、腕時計、水滴、など）、ｂ）空中（小鳥、虫、若しくは水蒸気、など）の両状況に対し、電極５，６上を薄い非導電性のコーティングで覆うことで実現することができる。コーティングはケーブル若しくはワイヤーの激しい衝撃の際、容易に突き破られたり、破壊されたりして、ケーブルと導電性素材５，６の間の電気的な接触を可能にする。伝導性素材５，６は銅、スチール、若しくは炭素など、様々な伝導性物質から形成することができる。
【００７４】
それゆえ、本発明には、鋭いため扱いにくく、空気力学的にも不利な、機械式ワイヤー衝突切断装置の必要性がないことは明白で、この機械式装置は限定された場所に配置される航空機について適用される可能性があるのみである。本発明は、飛行性能、若しくは飛行特性に悪影響を与えることなく、事実上航空機のどの表面も保護する手法を提供する。
【００７５】
静止状態から７０ｋｍ／ｈを超える地上および空中での衝撃試験、１本の細糸および束ねられたワイヤーの両方の衝撃を与える試験により、本発明の効果が実証された。
【００７６】
本発明の態様は例示目的のみで記載されており、本願の技術的範囲を逸脱することなく、改変・追加がなし得ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
本発明のさらなる態様を次に示す記述で明らかにする。これは例として挙げられているだけであり、付随する図を参照されたい。
【図１】本発明推奨の実施例であって、ヘリコプターの側面図である。
【図２】図１に示したヘリコプターの平面図である。
【図３】図１に示したヘリコプターの正面図である。
【図４】本発明推奨の実施例であって、航空機の側面図である。
【図５】図４に示した航空機の正面図である。
【図６】図４に示した航空機の平面図である。
【図７】細長い板形状のワイヤーカッター電極の透視図である。
【図８】刃先形状のワイヤーカッター電極の透視図である。
【図９】本発明の実施例を活用したワイヤーカッター動作の略図である。
【図１０】ワイヤー取り込み部を備えたワイヤーカッター電極の追加の実施例である。
【図１１】図１のヘリコプターの側面図であって、複数のワイヤー取り込み部を備えている様子を示す図である。
【図１２】本発明の追加の実施例であって、システムの系統図である。
【図１３】より攻撃的なワイヤー衝突システムを備えたラジコンヘリコプターの側面図である。
【図１４】図１のヘリコプターの側面図であって、追加の推奨実施例に従い、より攻撃的なワイヤー衝突システムを備えている様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  ワイヤー衝突システム
２  航空機
３  ワイヤーカッター電極
４  マウントベース部
５，６  電極
８  コックピット
９  ソリ部
１０  支柱
１１  電源
１２  配線
１３  ワイヤー
１４  取り込み部
１５  偏向部
１６  交差部
１７  装置状態の可視化システム
１８  計測器
１９  スイッチ
２０  軽飛行機
２１  ワイヤーカッターアタッチメント
２２  外部センサー
２３  ラジコンヘリコプターの機体
２００  ラジコンヘリコプター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月27日(2007.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーカッターであって、少なくとも１対の互いに電気的に絶縁された電極を含み、航空機の外表面上に設置可能で、前記電極は、該電極間に電位差を発生することのできる電源に接続可能で、ワイヤー衝突の際、両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を通じて流れる短絡回路電流を供給するワイヤーカッター、を備えているワイヤー衝突システム。
【請求項２】
前記電極は、電気的に絶縁されたマウントベース部に取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ベース部と電極とが細長い板形状をなしており、電極は細長く、互いに近接して設置されているが、離隔されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
１対の電極は、互いに略平行に方向付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
少なくとも１対の前記ワイヤーカッター電極が、取り込み部として形成されており、この取り込み部は、ワイヤーを切断するために、その両側に設置された収束偏向部の間の交差部にワイヤーを案内することが可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記交差部に切り込みが形成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記偏向部および／または前記交差部に配置された電極に、外向きの切断縁が形成されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
反対の極性を有する電極がそれぞれ前記交差部の反対側に配置された、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記ワイヤーカッターが、前記電源により独立して励磁可能な複数の電極の対を備えている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の電極の対が、同時に励磁可能とされている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数の電極の対が、選択的に励磁可能とされている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
ワイヤーの近接を感知し、ワイヤーに最も近接した電極の対を選択的に励磁するための感知手段および制御手段をさらに備えている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記近接感知手段が、電気容量センサーまたは電気誘導センサーを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ワイヤーカッター電極が、交互に反対の電気極性になるように、略等距離かつ略平行に配置された導電体の連続体として形成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記電極が、破裂可能で非導電性のコーティング若しくはフィルムを備えた、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
電源と、該電源と前記ワイヤーカッター電極若しくは前記ワイヤーカッター電極の各対との間の電気的接続を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
請求項１に記載のワイヤー衝突システムを備えた航空機。
【請求項１８】
ワイヤー衝突システムを備えた航空機であって、
ワイヤーカッターであって、少なくとも１対の互いに電気的に絶縁された電極を含み、前記航空機の外表面上に設置可能で、前記電極は、該電極間に電位差を発生することのできる電源に接続可能で、ワイヤー衝突の際、両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を通じて流れる短絡回路電流を供給するワイヤーカッターと、
電源と、
前記電源と前記ワイヤーカッター電極若しくは前記ワイヤーカッター電極の各対との間の電気的接続と、
を備えている航空機。
【請求項１９】
前記電極が電気的に絶縁されたマウントベース部に取り付けられた、請求項１８に記載の航空機。
【請求項２０】
前記ベース部と電極とが細長い板形状をなしており、電極は細長く、互いに近接して設置されているが、離隔されている、請求項１９に記載の航空機。
【請求項２１】
前記電極が、前記航空機の表面の非導電部に直接固定された、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項２２】
前記ワイヤーカッター電極が、航空機の１またはそれ以上の先端表面に位置決めされた、請求項１７から２１のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項２３】
少なくとも一対の前記ワイヤーカッター電極が、取り込み部として形成されており、この取り込み部は、ワイヤーを切断するために、その両側に設置された収束偏向部の間の交差部にワイヤーを案内可能とされており、前記取り込み部が、前記航空機の表面の周りの１またはそれ以上の取り込み箇所に位置決めされている、請求項１７から２２のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項２４】
前記ワイヤーカッターが、前記電源により独立して励磁可能な複数の電極の対を備えている、請求項１７から２２のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項２５】
ワイヤーの近接を感知し、ワイヤーに最も近接した電極の対を選択的に励磁するための感知手段および制御手段をさらに備えている、請求項２４に記載の航空機。
【請求項２６】
ワイヤー衝突の際、航空機に影響を与えるワイヤーを切断する方法であって、
少なくとも１対の互いに電気的に絶縁された電極を含み、前記航空機の外表面上に設置可能で、前記電極が電源に接続されているシステムを用いた方法において、
前記電極間に電位差を発生させるステップと；
ワイヤー衝突の際、両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を通じて流れる短絡回路電流を供給するステップと；
両方の電極を接続している前記ワイヤーの一部を部分的に溶解し、切断するまで加熱するステップと；
を備えている方法。
【国際調査報告】
2008525266.tif 000017
2008525266.tif 000018