(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
他機によって空中に輸送され空中で発射される飛翔体であって、
円筒形の胴部を有する飛翔体本体と、
前記飛翔体本体の重心より先端側に連結された落下傘と、
前記飛翔体本体の先端に取り付けられ外縁に鋭利な切刃を有する尖頭部材とを備える、ことを特徴とする飛翔体。
【請求項２】
前記尖頭部材は、前記飛翔体本体の中心軸と同一線上に中心軸を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の飛翔体。
【請求項３】
前記尖頭部材は、取り付け部に対してその先端が尖っており、
前記先端に向かい断面寸法が漸減する、ことを特徴とする請求項２に記載の飛翔体。
【請求項４】
前記尖頭部材は、前記中心軸に垂直な断面が円形である円形テーパ部材を有し、
前記切刃は、前記円形テーパ部材の側面に取り付けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
【請求項５】
前記尖頭部材は、前記中心軸に垂直な断面が多角形である多角形テーパ部材を有し、
前記切刃は、前記多角形テーパ部材の側面もしくは前記尖頭部材の先端を通る辺に取り付けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
【請求項６】
前記尖頭部材は、前記中心軸に垂直な断面が星型多角形である星型テーパ部材を有し、
前記切刃は、星型多角形の頂点に位置する、ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
【請求項７】
前記尖頭部材は、内端が前記中心軸上に位置し、半径方向外向に放射状に延びる複数の平板からなり、
前記切刃は、前記平板の外端に位置する、ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
【請求項８】
円筒形の胴部を有する飛翔体本体と、
前記飛翔体本体の重心より先端側に連結された落下傘と、
前記飛翔体本体の先端に取り付けられ外縁に鋭利な切刃を有する尖頭部材とを備える飛翔体の飛行方法であって、
他機によって空中に輸送され空中で発射され、
前記落下傘の開傘後、前記連結を解除し、
前記落下傘を前記尖頭部材で突き破って飛行する、ことを特徴とする飛翔体の飛行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空中発射される飛翔体及び飛翔体の飛行方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛翔体とは、宇宙ロケットや弾道ミサイルなど、高空を飛翔する飛行体を意味する。
また、空中発射とは、空中において飛翔体を発射することをいう。
【０００３】
空中発射には、様々な利点がある。例えば、空中発射は大規模な射場を必要としない。
また、成層圏では天候が安定しているため、天候の影響を受けずに発射することができる。
また、任意の空域で発射することができるので、目標とする軌道に合わせ、最適な条件で発射することができる。
さらに、高空では大気が薄いため、空気抵抗損失・推力損失が低減されるので、小型の飛翔体で目的の軌道に到達させることができる。
このように空中発射には様々な利点があるため、従来から航空機で飛翔体を高空まで輸送し、発射する空中発射の技術が利用されている。
一方、航空機の搭載重量には限界があるため、飛翔体の重量を軽くすることは重要である。
かかる従来技術は非特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｊ．Ｓｎｙｄｅｒ，  Ｊ．Ｍｅｎｔｅｋ，  Ｆ．Ｓｈａｎｔａ，  Ｊ．Ｂｒｉｄｇｅｓ“ＦＬＩＧＨＴ  ＤＥＭＯＮＳＴＲＡＴＩＯＮ  ＯＦ  ＴＨＥ  ＡｌｔＡｉｒ  ＡＩＲ  ＤＥＰＬＯＹＥＤ  ＢＡＬＬＩＳＴＩＣ  ＭＩＳＳＩＬＥ  ＴＡＲＧＥＴ”ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｔｏｒｍｉｎｇｍｅｄｉａ．ｕｓ／ａｕｔｈｏｒｓ／Ｓｈａｎｔａ＿Ｆ＿．ｈｔｍｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１は、従来の飛翔体１が空中発射される時の時間経過図である。
この図において、（Ａ）飛翔体１は、スレッド２に乗せられて航空機３の内部に搭載される。
（Ｂ）空中に輸送されると、落下傘４に引き出される形で飛翔体１がスレッド２と共に航空機３から放出される。
（Ｃ）飛翔体１の飛翔体本体７の先端には、スレッド２に取り付けられているものとは別の落下傘５が取り付けられている。スレッド２から分離した飛翔体１が急降下すると、飛翔体本体７に取り付けられた落下傘５が開傘する。
（Ｄ）その後、飛翔体１が飛行を開始するとともに、落下傘５は飛翔体１から離れ、所定の飛行経路に沿い飛行を始める。
【０００６】
しかし、落下傘５は飛翔体本体７の先端に連結されているため、飛翔体１の飛行の際、落下傘５が飛翔体１の飛行経路上にある確率が高い。その際、落下傘５に衝突しないように回避運動を行う必要があり、その分、推進剤を余分に使用してしまうという問題があった（図１（Ｄ））。
【０００７】
図２は、空中発射される従来の別の飛翔体１を示す図である。
図２に示したように、飛翔体１が落下傘５に衝突しないようにするため、飛翔体１の胴部６に落下傘５を吊り下げるという手段もある。しかし、落下傘５を中心に飛翔体１が回転してしまい、飛翔体１が目標の方角と別の方向へ飛行してしまう可能性がある。そのため、元のコースに戻るために推進剤を余分に使用することになってしまうという問題がおきるおそれがあった。
【０００８】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、飛翔体本体が落下傘と衝突した場合でも、落下傘を切り裂きながら飛行することができる飛翔体及び飛翔体の飛行方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、他機によって空中に輸送され空中で発射される飛翔体であって、
円筒形の胴部を有する飛翔体本体と、
前記飛翔体本体の重心より先端側に連結された落下傘と、
前記飛翔体本体の先端に取り付けられ外縁に鋭利な切刃を有する尖頭部材とを備える、ことを特徴とする飛翔体が提供される。
【００１０】
また、前記尖頭部材は、前記飛翔体本体の中心軸と同一線上に中心軸を有する。
【００１１】
また、前記尖頭部材は、取り付け部に対してその先端が尖っており、前記先端に向かい断面寸法が漸減する。
【００１２】
また、前記尖頭部材は、前記中心軸に垂直な断面が円形である円形テーパ部材を有し、前記切刃は、前記円形テーパ部材の側面に取り付けられている。
【００１３】
前記尖頭部材は、前記中心軸に垂直な断面が多角形である多角形テーパ部材を有し、前記切刃は、前記多角形テーパ部材の側面もしくは前記尖頭部材の先端を通る辺に取り付けられている。
【００１４】
また、前記尖頭部材は、前記中心軸に垂直な断面が星型多角形である星型テーパ部材を有し、前記切刃は、星型多角形の頂点に位置する。
【００１５】
また、前記尖頭部材は、内端が前記中心軸上に位置し、半径方向外向に放射状に延びる複数の平板からなり、前記切刃は、前記平板の外端に位置する。
【００１６】
また、本発明の実施例によれば、円筒形の胴部を有する飛翔体本体と、
前記飛翔体本体の重心より先端側に連結された落下傘と、
前記飛翔体本体の先端に取り付けられ外縁に鋭利な切刃を有する尖頭部材とを備える飛翔体の飛行方法であって、
他機によって空中に輸送され空中で発射され、
前記落下傘の開傘後、前記連結を解除し、
前記落下傘を前記尖頭部材で突き破って飛行する、ことを特徴とする飛翔体の飛行方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明の飛翔体及び飛翔体の飛行方法によれば、飛翔体本体が落下傘を回避する必要がなく、推進剤の損失がない。そのため、推進剤を節約でき、他機に搭載する飛翔体の重量を軽くすることができる。また、尖頭部材の鋭利な先端が空気抵抗を減少させ、飛行性能は向上する。また、回避運動や軌道修正を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の飛翔体が空中発射される時の時間経過図である。
【図２】空中発射される従来の別の飛翔体１を示す図である。
【図３】本発明による第１実施形態の飛翔体の外観図である。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】本発明による第１実施形態の飛翔体の使用説明図である。
【図６】本発明による第２実施形態の飛翔体の外観図である。
【図７】本発明による第３実施形態の飛翔体の外観図である。
【図８】本発明による第４実施形態の飛翔体の外観図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ矢視図である。
【図１０】本発明による第５実施形態の飛翔体の外観図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２０】
図３は、本発明による第１実施形態の飛翔体１１の外観図である。
１１は飛翔体、１３は飛翔体本体、１５は胴部、１７はフェアリング、１９はノズル、２１は切刃、２３は尖頭部材、２５は落下傘、２７は吊索、２９は火工品、３０は尖頭部材の先端である。
【００２１】
本実施例の飛翔体１１は、円筒形の胴部１５を有する飛翔体本体１３と、飛翔体本体１３の重心より先端側に連結された落下傘２５と、飛翔体本体１３の先端に取り付けられ外縁に鋭利な切刃２１を有する尖頭部材２３とを備える。
飛翔体本体１３の機体は、円筒形の胴部１５と、その先端に備え付けられたフェアリング１７とからなる。
フェアリング１７は、空気抵抗の少ないオジャイブ型や円頭形状であるが、その他の形状でもよい。
【００２２】
本実施例の機体の後方には、尾翼を備えていないが、空力安定を得るための尾翼を備えても良い。
【００２３】
機体の内部には、ロケット推進装置を有する。ロケット推進装置の推進剤は、固体推進薬でも、液体推進剤でもよい。また、その他の推進装置を採用しても良い。
【００２４】
ロケット推進装置が固体ロケットモータである場合は、固体推進薬、モータケース、ノズル、点火装置、及びインシュレーションから構成される。
固体ロケットモータは、点火装置で推進薬に点火し、固体推進薬の燃焼により発生した高温高圧の燃焼ガスをノズルから大気中に噴出することにより飛翔体本体１３の推進力を得る。
固体推進薬は、ダブルベース推進薬でも、コンポジット推進薬でもよい。
【００２５】
ノズル１９は、飛翔体本体１３の尾端に位置し、推力偏向装置を有することが望ましい。
【００２６】
また、飛翔体１１の使用用途によっては、人工衛星を搭載しても良い。
【００２７】
また、別の使用用途によっては弾頭や信管を備えても良い。
【００２８】
また、飛翔体本体１３のフェアリング１７の先端には、外縁に鋭利な切刃２１を有する尖頭部材２３が設置されている。尖頭部材２３は飛翔体本体１３の中心軸と尖頭部材２３の中心軸が同一線上になるように位置し、取り付け部に対して先端３０が尖っており、先端３０に向かい断面寸法が漸減する。
尖頭部材２３の素材は、鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス鋼、炭素鋼、セラミック、高炭素ステンレス鋼等が好ましいが、その他の素材でもよい。
また、尖頭部材２３は、溶接やビスなどでフェアリング１７に取り付けることが好ましい。または、尖頭部材２３をフェアリング１７と一体にして造っても良い。
また、尖頭部材２３の使用後に尖頭部材２３をフェアリング１７から分離できるよう、フェアリング１７と尖頭部材２３との間に火工品を設けても良い。
【００２９】
飛翔体本体１３には、落下速度を減速させるために、落下傘２５が取り付けられている。本実施例では、３つの落下傘２５が取り付けられているが、落下傘２５の数はこれに限定しない。また、落下傘２５の種類は、いずれでもよい。
【００３０】
落下傘２５の吊索２７は、飛翔体本体１３の重心より先端側に連結されている。
吊索２７と飛翔体本体１３の胴部１５との連結部には、カッター等の火工品２９が取り付けられている。
飛翔体本体１３の重心より先端側に吊索２７が取り付けられているため、無風状態で降下した場合、飛翔体本体１３は先端を上にして中心軸が鉛直になるように降下する。
【００３１】
図４は、図３のＡ−Ａ矢視図である。
３１は円形テーパ部材、３３は縁である。
本実施例の尖頭部材２３は、フェアリング１７への取り付け部に対して先端３０が尖っており、その先端３０に向かい断面寸法が漸減する。
また、尖頭部材２３は中心軸に垂直な断面が円形である円形テーパ部材３１と縁３３が鋭利な切刃２１を備えている。切刃２１は円形テーパ部材３１の側面に取り付けられている。
また、本実施例の切刃２１は尖頭部材２３の先端３０から設置され、縁３３は直線である。
しかし、これに限らず、切刃２１は先端３０よりも後方から設置されていても良い。また、縁３３は弧を描いても良い。
さらに、切刃２１は平面でなくてもよい。すなわち、中心軸を中心とした飛翔体本体１３の回転に合わせ、切刃２１が円形テーパ部材３１の側面に沿って、らせん状のカーブを描いていても良い。
また、切刃２１と円形テーパ部材３１の素材は同一でも異なっていても良い。すなわち、プラスチック、アルミニウム合金、鉄鋼、ステンレス鋼、炭素鋼、セラミック、高炭素ステンレス鋼等からなる円形テーパ素材と、鉄鋼、アルミニウム合金、ステンレス鋼、炭素鋼、セラミック、高炭素ステンレス鋼等からなる切刃２１をそれぞれ組み合わせても良い。
【００３２】
次に、図５において、本発明の飛翔体１１の使用方法を説明する。図５は、本発明による第１実施形態の飛翔体１１の使用説明図である。３５はスレッド、３７は他機、３８は落下傘、３９は飛行経路である。
【００３３】
（Ａ）飛翔体１１は、他機３７によって空中に輸送される。本実施例では飛翔体１１をスレッド３５に乗せて他機３７の内部に搭載する方法を採用している。また、輸送方法はこれに限らず、翼の下や他機３７の機体の下などの他機３７の外側に固定して輸送しても良い。
（Ｂ）空中に輸送されると、飛翔体１１は、他機３７からスレッド３５と共に空中で発射される。飛翔体１１とスレッド３５は固定されていないため、飛翔体１１は、スレッド３５から分離する。本実施例は、落下傘３８に引き出される形で飛翔体１１がスレッド３５と共に放出されるが、他の物と共に放出しても良い。また、飛翔体１１を単独で放出しても良い。また、単純落下など、その他の放出方法でもよい。
（Ｃ）その後、スレッド３５から分離した飛翔体１１が急降下すると、落下傘２５が開傘する。この時、飛翔体本体１３は、先端を上にしてほぼ鉛直に落下傘２５に吊るされる。
（Ｄ）飛翔体１１が所定の高度まで降下すると、飛翔体本体１３と吊索２７の間に設けられた火工品２９が発火し、吊索２７と飛翔体本体１３の連結が解除され、飛翔体本体１３は急降下する。それと共に、飛翔体本体１３のロケット推進装置が発火し、飛翔体本体１３は飛行経路３９に沿い、飛行を始める。
（Ｅ）この時、飛翔体本体１３の先端側に落下傘２５があるため、飛行経路３９上に落下傘２５がある可能性が高いが、飛翔体本体１３は、尖頭部材２３で落下傘２５を突き破りながら飛行することができる。そのため、飛翔体本体１３が落下傘２５に対して回避運動をする必要がなく、推進剤を節約することができる。また、落下傘２５は、飛翔体本体１３の先端を上にして、ほぼ垂直に吊るされているため、飛翔体本体１３が回転しても飛翔体１１の飛行方向が変わることはない。そのため、飛翔体本体１３が目標の方角と別の方向へ飛行したり、元の飛行経路３９に戻るために、推進剤を余分に使用したりすることはない。
【００３４】
また、尖頭部材２３と飛翔体本体１３との間に火工品を設けている場合、落下傘２５を突き破った後に火工品を作動させ、尖頭部材２３を分離させても良い。
【００３５】
図６は本発明による第２実施形態の飛翔体１１の外観図である。４１は土台である。
本実施例の尖頭部材２３は、フェアリング１７との間に土台４１を設けている。土台４１を設けることにより、尖頭部材２３を製造しやすく、かつフェアリング１７に固定しやすくすることができる。
その他の点については、第１実施形態と同様である。
【００３６】
図７は、本発明による第３実施形態の飛翔体１１の外観図である。４３は多角形テーパ部材である。
本実施例の尖頭部材２３は、フェアリング１７への取り付け部に対して先端が尖っており、その先端に向かい断面寸法が漸減する。
また、本実施例の尖頭部材２３は中心軸に垂直な断面が多角形である多角形テーパ部材４３と縁３３が鋭利な切刃２１を備えており、飛翔体本体１３の中心軸と尖頭部材２３の中心軸が同一線上になるように位置する。切刃２１は多角形テーパ部材４３の側面もしくは先端を通る辺に取り付けられている。
また、本実施例の切刃２１は尖頭部材２３の先端３０から設置され、縁３３は直線である。
しかし、これに限らず、切刃２１は先端３０よりも後方から設置されていても良い。また、縁３３は弧を描いても良い。さらに、切刃２１は平面でなく、らせん状のカーブを描いていても良い。
また、多角形テーパ部材４３と切刃２１の素材が同一でも異なっていても良い。
その他の点については、第１実施形態と同様である。
【００３７】
図８は、本発明による第４実施形態の飛翔体１１の外観図である。また、図９は図８のＢ−Ｂ矢視図である。４５は星型テーパ部材、４６は星型多角形の頂点である。
本実施例の尖頭部材２３は、フェアリング１７への取り付け部に対して先端３０が尖っており、その先端３０に向かい星型多角形の断面寸法が漸減する。また、飛翔体本体１３の中心軸と尖頭部材２３の中心軸が同一線上になるように位置する。
また、尖頭部材２３は中心軸に垂直な断面が星型多角形である星型テーパ部材４５を備えており、切刃２１は、星型多角形の頂点４６に位置する。すなわち、切刃２１は星型多角形の頂点４６に設置されていても良いし、２枚の側面によって形成される星型多角形の頂点４６を通る縁３３が切刃２１そのものであっても良い。図９は後者を図示する。
また、本実施例の切刃２１は尖頭部材２３の先端３０から設置され、縁３３は直線である。
しかし、これに限らず、切刃２１は先端３０よりも後方から設置されていても良い。また、縁３３は弧を描いても良い。さらに縁３３は、らせん状のカーブを描いていても良い。
また、本実施例の尖頭部材２３を第１実施例と同様、フェアリング１７に固定して使用する。また、フェアリング１７と尖頭部材２３との間に土台４１を設け、土台４１に固定しても良い。
また、星型テーパ部材４５と切刃２１の素材が同一でも異なっていても良い。
【００３８】
尖頭部材２３を本実施例の形状にすることにより、側面において均等に圧力を受けることができ、飛翔体本体１３の回転を抑えることができる。また、星型多角形の頂点４６にあたる縁３３が鋭利な切刃２１となっているため、切刃２１の厚みを確保でき、壊れにくい。
その他の点については、第１実施形態と同様である。
【００３９】
図１０は、本発明による第５実施形態の飛翔体１１の外観図である。また、図１１は図１０のＣ−Ｃ矢視図である。
本実施例の尖頭部材２３は、テーパ部材を持たず、複数の切刃２１のみによりで構成されている。すなわち、尖頭部材２３は、内端が中心軸上に位置し、半径方向外向に放射状に延びる複数の平板４７からなり、切刃２１は平板４７の外端に位置する。
本実施例において半径方向外端にあたる縁３３は直線であるが、弧を描いていても良い。また、縁３３が、らせんを描いていても良い。また、尖頭部材２３とフェアリング１７との間に土台４１を設けても良い。
尖頭部材２３を本実施例の形状にすることにより、側面において均等に圧力を受けることができ、飛翔体本体１３の回転を抑えることができる。
その他の点については、第１実施形態と同様である。
【００４０】
上述した本発明の飛翔体及び飛翔体の飛行方法によれば、飛翔体本体が落下傘を切り裂きながら飛行するため、飛翔体本体が落下傘を回避する必要がなく、推進剤の損失がない。そのため、推進剤を節約でき、他機に搭載する飛翔体の重量を軽くすることができる。
また、飛翔体本体に尖頭部材を取り付けたことにより、鋭利な先端が空気抵抗を減少させ、飛行性能を向上させることができる。
【００４１】
なお、上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【００４２】
１１  飛翔体、１３  飛翔体本体、１５  胴部、１７  フェアリング、１９  ノズル、２１  切刃、２３  尖頭部材、２５  落下傘、２７  吊索、２９  火工品、３０  尖頭部材の先端、３１  円形テーパ部材、３３  縁、３５  スレッド、３７  他機、３９  飛行経路、４１  土台、４３  多角形テーパ部材、４５  星型テーパ部材、４６  星型多角形の頂点、４７  平板
【図１】
0005656573.tif 000002
【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】
0005656573.tif 000008
【図８】
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【図９】
0005656573.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0005656573.tif 000012