(57)【要約】【課題】動力の省エネルギー化を図ることができる水中航走体を提供すること。【解決手段】船体１２の姿勢を制御する姿勢制御舵１４，１５と、前記船体１２に推進力を付与する推進器１３とを備えた水中航走体１１であって、前記船体１２の概ね中央部から前記船体１２の左右方向に延びる水平軸線に沿って、水平翼１６が設けられており、前記推進器１３を使用しない場合、前記水平翼１６により滑走することを特徴とする。【選択図】  図１
2008018899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の姿勢を制御する姿勢調整装置と、前記船体に推進力を付与する推進器とを備えた水中航走体であって、
前記船体の中央部または中央部付近から前記船体の左右方向に延びる水平軸線に沿って、水平翼が設けられており、前記推進器を使用しない場合、前記水平翼により滑走することを特徴とする水中航走体。
【請求項２】
前記水平翼が、前記船体の内部に収納可能にされていることを特徴とする請求項１に記載の水中航走体。
【請求項３】
船体の姿勢を制御する姿勢調整装置と、前記船体に推進力を付与する推進器とを備えた水中航走体であって、
前記船体が、断面視対称翼型形状を有するように構成されているとともに、前記船体の上面および下面に、船体形状変更機構が設けられていることを特徴とする水中航走体。
【請求項４】
船体の姿勢を制御する姿勢調整装置と、前記船体に推進力を付与する推進器とを備えた水中航走体であって、
前記船体の船首部の断面視形状が、上下非対称となるように構成されているとともに、当該船首部が、前記船体の長手方向軸線まわりに回転可能に構成されていることを特徴とする水中航走体。
【請求項５】
船体の姿勢を制御する姿勢調整装置と、前記船体に推進力を付与する推進器とを備えた水中航走体であって、
前記船体が、断面視非対称翼型形状を有するように構成されていることを特徴とする水中航走体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中航走体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水中航走体としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１３９３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示された水中航走体では、水中を移動するのに常に推進器を使用しなければならず、そのため、推進器がバッテリー駆動の電動モータである場合には、バッテリーの消費量が増大してしまい、航続距離が稼げない（短くなってしまう）といった問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、動力の省エネルギー化を図ることができる水中航走体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明による水中航走体は、船体の姿勢を制御する姿勢調整装置と、前記船体に推進力を付与する推進器とを備えた水中航走体であって、前記船体の中央部または中央部付近から前記船体の左右方向に延びる水平軸線に沿って、水平翼が設けられており、前記推進器を使用しない場合、前記水平翼により滑走するものである。
このような水中航走体によれば、水平翼（「グライディング翼」ともいう。）を使用して水中を滑走させる場合には、推進器を作動させる必要がないので、推進器の動力の省エネルギー化を図ることができる。すなわち、推進器の駆動源が、例えば、バッテリー駆動の電動モータである場合には、バッテリーの消費を抑制することができる。
【０００６】
なお、以下にグライディング航走時における原理および作用力の釣合いについて、図１１を用いて説明する。
図１１に示すように、水中航走体１０がグライディング航走している状態では，水中航走体１０は水平軸に対してある傾斜した姿勢角（ピッチ角）をもって進行しており、このときに水中航走体１０に作用する力はつぎのような定常釣合い状態となっている。
まず、水中航走体１０には進行方向と逆向きの流れが相対的に作用しており、この流れに対して水中航走体１０が迎角を持つことにより、抗力と揚力が作用する。ここで、ピッチ角と迎角の和がグライディング角と呼ばれ、このグライディング角の方向に水中航走体１０が進行する。抗力は流れの主流方向に、揚力はこれと直角方向に作用する。推進器１３による推進力は水中航走体１０の機体中心軸の前方向に作用する。ただし、推進器１３を作動してない状態あるいは推進器１３がまったくない場合には、推進力は発生しない。水中航走体１０にはさらに浮力が鉛直上向き方向に、重力が鉛直下向き方向に作用する。これらの揚力、抗力、推進力、浮力、重力が釣合う状態になっていることが、定常的なグライディング航走に必要な条件である。
図１１では、グライディングは上昇方向としているが、下降方向とした場合には上下逆向きになる。姿勢角（ピッチ角）を上向きとした上昇方向へのグライディングの場合は、重力よりも浮力が大きい状態とし、姿勢角（ピッチ角）を下向きとした下降方向へのグライディングの場合は浮力よりも重力が大きい状態とする。このような姿勢角（ピッチ角）の調整や浮力に対して重力を大きくしたり、小さくしたりするための調整には、水中航走体１０内部に装備された図示していないバラスト水の注排水等を行ってその浮力および浮心位置を変化させる浮量調整装置や、重錘を移動させてその重心位置を変化させる重錘移動装置、水平舵および／または垂直舵等の姿勢制御舵等から構成された姿勢調整装置を用いて調整することとなる。
【０００７】
上記水中航走体において、前記水平翼が、前記船体の内部に収納可能にされている。
このような水中航走体によれば、推進器を使用して水中を航走させる場合には、水平翼が船体の内部に格納（収容）されるようになっているので、船体抵抗を低減させることができて、推進器の動力の省エネルギー化を図ることができる。
【０００８】
本発明による水中航走体は、船体の姿勢を制御する姿勢調整装置と、前記船体に推進力を付与する推進器とを備えた水中航走体であって、前記船体が、断面視対称翼型形状を有するように構成されているとともに、前記船体の上面および下面に、船体形状変更機構が設けられている。
このような水中航走体によれば、船体の断面視形状が対称翼型とされている（すなわち、船首と船尾とが滑らかな流線形で結ばれている）ので、船体抵抗を低減させることができて、推進器の動力の省エネルギー化を図ることができる。
また、例えば、図８（ｂ）に示すように、船体の下面に配置された船体形状変更機構を構成する膜の内部に水または圧縮空気を注入して膜を下方に膨らませる（張り出させる）ことにより、船体の下面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体の上面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体の下面側における圧力が船体の上面側における圧力よりも低くなって、船体に下向きの力（負の揚力）が発生して、水中航走体が浮上（上昇）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
一方、図８（ｃ）に示すように、船体の上面に配置された船体形状変更機構を構成する膜の内部に水または圧縮空気を注入して膜を上方に膨らませる（張り出させる）ことにより、船体の上面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体の下面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体の上面側における圧力が船体の下面側における圧力よりも低くなって、船体に上向きの力（正の揚力）が発生して、水中航走体が潜行（下降）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
このように、船体形状変更機構を使用することにより浮上（上昇）または潜行（下降）を行うことができるので、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）に邪魔になる水平翼の翼面積を小さくすることができ、ハンドリング作業を効率よく行うことができるとともに、姿勢制御舵の動力の省エネルギー化を図ることができる。
【０００９】
本発明による水中航走体は、船体の姿勢を制御する姿勢調整装置と、前記船体に推進力を付与する推進器とを備えた水中航走体であって、前記船体の機首部の断面視形状が、上下非対称となるように構成されているとともに、当該船首部が、前記船体の長手方向軸線まわりに回転可能に構成されている。
このような水中航走体によれば、例えば、図９（ａ）に示すように、船首部を、その先端が下を向くように設定（回転）させて、船体の上面側の船首尾方向の長さが、船体の下面側の船首尾方向の長さよりも長くなるようにすることにより、船体の上面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体の下面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体の上面側における圧力が船体の下面側における圧力よりも低くなって、船体に上向きの力（正の揚力）が発生して、水中航走体が潜行（下降）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
一方、図９（ｂ）に示すように、船首部を、その先端が上を向くように設定（回転）させて、船体の下面側の船首尾方向の長さが、船体の上面側の船首尾方向の長さよりも長くなるようにすることにより、船体の下面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体の上面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体の下面側における圧力が船体の上面側における圧力よりも低くなって、船体に下向きの力（負の揚力）が発生して、水中航走体が浮上（上昇）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
このように、船体自体が発生する上向きの力または下向きの力を利用して浮上（上昇）または潜行（下降）を行うことができるので、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）に邪魔になる水平翼の翼面積を小さくするあるいは水平翼をなくすことができ、ハンドリング作業を効率よく行うことができるとともに、姿勢制御舵の動力の省エネルギー化を図ることができる。
【００１０】
本発明による水中航走体は、船体の姿勢を制御する姿勢調整装置と、前記船体に推進力を付与する推進器とを備えた水中航走体であって、前記船体が、断面視非対称翼型形状を有するように構成されている。
このような水中航走体によれば、例えば、図１０（ａ）に示すように、船体の上面側の船首尾方向の長さが、船体の下面側の船首尾方向の長さよりも長くなるように船体を回転させることにより、船体の上面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体の下面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体の上面側における圧力が船体の下面側における圧力よりも低くなって、船体に上向きの力（正の揚力）が発生して、水中航走体が潜行（下降）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
一方、図１０（ｂ）に示すように、船体の下面側の船首尾方向の長さが、船体の上面側の船首尾方向の長さよりも長くなるように船体を回転させることにより、船体の下面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体の上面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体の下面側における圧力が船体の上面側における圧力よりも低くなって、船体に下向きの力（負の揚力）が発生して、水中航走体が浮上（上昇）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
このように、船体自体が発生する上向きの力または下向きの力を利用して浮上（上昇）または潜行（下降）を行うことができるので、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）に邪魔になる水平翼の翼面積を小さくするあるいは水平翼をなくすことができ、ハンドリング作業を効率よく行うことができるとともに、姿勢制御舵の動力の省エネルギー化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、動力の省エネルギー化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明による水中航走体の第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。
図１は本実施形態による水中航走体１の概略平面図である。図１に示すように、本実施形態による水中航走体１１は、船体１２と、推進器１３と、水平舵（姿勢制御舵）１４と、垂直舵（姿勢制御舵）１５と、水平翼１６とを主たる要素として構成されたものである。
【００１３】
推進器１３は、船体１２の後端部に配置されているとともに、プロペラ１３ａを備えている。このプロペラ１３ａは、図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動の電動モータ等）により正回転または逆回転させられるものである。そして、このプロペラ１３ａが正回転または逆回転することによって、水中航走体１１が前進または後進するようになっている。
【００１４】
水平舵１４（「昇降舵」ともいう。）は、断面視翼型を有する板状の部材であり、船体１２の後部から船体１２の左右方向（幅方向）に延びる図示しない水平軸線に沿って、左右に一枚ずつ設けられている。また、これら水平舵１４は、図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、船体１２の左右方向に延びる図示しない水平軸線まわりに回動するように構成されている。そして、これら水平舵１４が、その前縁が上方に、その後縁が下方に向かって移動するように回動することによって、水中航走体１１が潜行（下降）するようになっている。逆に、この水平舵１４が、その前縁が下方に、その後縁が上方に向かって移動するように回動することによって、水中航走体１１が浮上（上昇）するようになっている。
【００１５】
垂直舵１５（「方向舵」ともいう。）は、断面視翼型を有する板状の部材であり、船体１２の後部から船体１２の上下方向（高さ方向）に延びる図示しない垂直軸線に沿って、上下に一枚ずつ設けられている。また、これら垂直舵１５は、図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、船体１２の上下方向に延びる図示しない垂直軸線まわりに回動するように構成されている。そして、この垂直舵１５が、その前縁が右方に、その後縁が左方に向かって移動するように回動することによって、水中航走体１１が、前進の場合には進行方向左方に変針し（左回頭し）、後進の場合には進行方向右方に変針する（右回頭する）ようになっている。逆に、この垂直舵１５が、その前縁が左方に、その後縁が右方に向かって移動するように回動することによって、水中航走体１１が、前進の場合には進行方向右方に変針し、後進の場合には進行方向左方に変針するようになっている。
【００１６】
水平翼１６（「グライディング翼」ともいう。）は、断面視翼型を有する先細翼（「テーパ翼」ともいう。）であり、図１に実線で示すように、船体１２の中央部から船体１２の左右方向（幅方向）に延びる図示しない水平軸線に沿って、左右に一枚ずつ設けられている。また、これら水平翼１６は、図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、船体１２の上下方向に延びる図示しない垂直軸線まわりに回動するように構成されているとともに、図１に二点鎖線で示すように、船体１２中央の両側部に収納可能に構成されている。これら水平翼１６は、水中航走体１１を水中でグライディング航走させるとき（推進器１３を使わずに（停止させた状態で）水中航走体１１を水中で滑走させる際）に、開状態（図１に実線で示す展開状態）とされ、それ以外のとき（例えば、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体１１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）や推進器１３を使って水中を航走させるとき）に閉状態（図１に二点鎖線で示す収納状態）とされる。
【００１７】
本実施形態による水中航走体１１によれば、水平翼１６を使用して水中を滑走させる場合には、制御器（図示せず）から推進器１３に信号が送られずに、推進器１３は作動しないようになっているので、推進器１３の動力の省エネルギー化を図ることができる。すなわち、推進器１３の駆動源が、例えば、バッテリー駆動の電動モータである場合には、バッテリーの消費を抑制することができる。
また、推進器１３を使用して水中を航走させる場合には、水平翼１６が船体１２内に格納（収容）されるようになっているので、船体抵抗を低減させることができて、推進器１３の動力の省エネルギー化を図ることができる。
さらに、水平翼１６が先細翼とされており、翼根の翼弦長を大きくすることができるとともに、翼根の翼厚比を小さくすることができるので、水平翼１６の抗力を低下させることができるとともに、水平翼１６の強度を向上させることができて、水平翼１６の軽量化を図ることができる。
【００１８】
本発明による水中航走体の第２実施形態について、図２を参照しながら説明する。
本実施形態に係る水中航走体２１は、水平翼１６の代わりに水平翼２６が設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００１９】
水平翼２６（「グライディング翼」ともいう。）は、断面視翼型を有する三角翼（「デルタ翼」ともいう。）であり、図２に実線で示すように、船体１２の中央部（と水平舵１４および垂直舵１５との間）から船体１２の左右方向（幅方向）に延びる図示しない水平軸線に沿って、左右に一枚ずつ設けられている。また、これら水平翼２６は、図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、船体１２の上下方向に延びる図示しない垂直軸線まわりに回動するように構成されているとともに、図２に二点鎖線で示すように、船体１２中央の両側部に収納可能に構成されている。これら水平翼２６は、水中航走体２１を水中でグライディング航走させるとき（推進器１３を使わずに（停止させた状態で）水中航走体２１を水中で滑走させる際）に、開状態（図２に実線で示す展開状態）とされ、それ以外のとき（例えば、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体２１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）や推進器１３を使って水中を航走させるとき）に閉状態（図２に二点鎖線で示す収納状態）とされる。
【００２０】
本実施形態による水中航走体２１によれば、水平翼２６が三角翼とされているので、水平翼２６を収納する部分の構成を簡素化することができる。
また、水平翼２６が三角翼とされており、先細翼よりも翼根の翼弦長を大きくすることができるとともに、翼根の翼厚比を小さくすることができるので、水平翼２６の抗力を低下させることができて、水平翼２６を使用して水中を滑走させる場合の滑走距離をさらに延ばすことができる。
その他の作用効果については、前述した第１実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００２１】
本発明による水中航走体の第３実施形態について、図３を参照しながら説明する。
本実施形態に係る水中航走体３１は、水平翼１６の代わりに水平翼３６が設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００２２】
水平翼３６（「グライディング翼」ともいう。）は、３本のフレーム（骨組）３２，３３，３４と、これらフレーム３２，３３，３４間に張られた膜（例えば、ナイロン系の材料から作られたシート状の部材）３５とを主たる要素として構成された矩形翼であり、図３に実線で示すように、船体１２の中央部から船体１２の左右方向（幅方向）に延びる図示しない水平軸線に沿って、左右に一枚ずつ設けられている。また、フレーム３２は、フレーム３２とフレーム３３とを連結するヒンジ３７内に配置された図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、ヒンジ３７まわりに回動するように構成され、フレーム３３は、フレーム３３とフレーム３４とを連結するヒンジ３８内に配置された図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、ヒンジ３８まわりに回動するように構成されているとともに、図３に二点鎖線で示すように、船体１２中央の両側部に収納可能に構成されている。これら水平翼３６は、水中航走体３１を水中でグライディング航走させるとき（推進器１３を使わずに（停止させた状態で）水中航走体３１を水中で滑走させる際）に、開状態（図３に実線で示す展開状態）とされ、それ以外のとき（例えば、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体３１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）や推進器１３を使って水中を航走させるとき）に閉状態（図３に二点鎖線で示す収納状態）とされる。
【００２３】
本実施形態による水中航走体３１によれば、水平翼３６が折り畳み式とされているので、水平翼３６を収納する部分の構成をさらに簡素化することができるとともに、水平翼３６を収納するのに必要とされるスペースを最小限にすることができる。
また、水平翼３６が矩形翼とされているので、水平翼３６を容易に製作することができて、製造コストの低減化を図ることができる。
その他の作用効果については、前述した第１実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００２４】
本発明による水中航走体の第４実施形態について、図４を参照しながら説明する。
本実施形態に係る水中航走体４１は、水平翼２６の代わりに水平翼４６が設けられているという点で前述した第２実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第２実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００２５】
水平翼４６（「グライディング翼」ともいう。）は、断面視翼型を有する三角翼（「デルタ翼」ともいう。）であり、図４（ａ）および図４（ｂ）に実線で示すように、船体１２の中央部から船体１２の左右方向（幅方向）に延びる図示しない水平軸線に沿って、左右に一枚ずつ設けられている。また、これら水平翼４６と船体１２とはそれぞれ、ヒンジ４７を介して連結されており、これら水平翼４６は、ヒンジ４７内に配置された図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、ヒンジ４７まわりに回動するように構成されているとともに、図４（ａ）および図４（ｂ）に二点鎖線で示すように、船体１２中央の両側部に収納可能に構成されている。これら水平翼４６は、水中航走体４１を水中でグライディング航走させるとき（推進器１３を使わずに（停止させた状態で）水中航走体４１を水中で滑走させる際）に、開状態（図４（ａ）および図４（ｂ）に実線で示す展開状態）とされ、それ以外のとき（例えば、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体４１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）や推進器１３を使って水中を航走させるとき）に閉状態（図４（ａ）および図４（ｂ）に二点鎖線で示す収納状態）とされる。
【００２６】
本実施形態による水中航走体４１によれば、水平翼４６が折り畳み式とされているので、水平翼４６を収納する部分の構成をさらに簡素化することができるとともに、補助翼４６を収納するのに必要とされるスペースを最小限にすることができる。
その他の作用効果については、前述した第２実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００２７】
本発明による水中航走体の第５実施形態について、図５を参照しながら説明する。
本実施形態に係る水中航走体５１は、水平翼２６の代わりに水平翼５６が設けられているという点で前述した第２実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第２実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００２８】
水平翼５６（「グライディング翼」ともいう。）は、外側に配置された第１の水平翼５２と、その内側（船体１２の側）に配置された第２の水平翼５３とを主たる要素として構成された三角翼（「デルタ翼」ともいう。）であり、図５（ａ）および図５（ｂ）に実線で示すように、船体１２の中央部から船体１２の左右方向（幅方向）に延びる図示しない水平軸線に沿って、左右に一つずつ設けられている。
第１の水平翼５２の内側端部には、翼表面および翼裏面からそれぞれ垂直方向（図５（ｂ）において上下方向）に突出する係止部５２ａが設けられているとともに、第１の水平翼５２の外側端部には、翼の厚みよりも十分に大きい外径を有する断面視円形の係止部５２ｂが設けられている。第１の水平翼５２と船体１２とは、ヒンジ５７を介して連結されており、第１の水平翼５２はそれぞれ、ヒンジ５７内に配置された図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、ヒンジ５７まわりに回動するように構成されている。
一方、第２の水平翼５３は、断面視略Ｃ字形を呈するボックス状の部材であり、その外側端部には、その内側面が第１の水平翼５２の係止部５２ａと係合可能に構成され、その外側面が第１の水平翼５２の係止部５２ｂと係合可能に構成された係合部５３ａが設けられている。第２の水平翼５３と船体１２とは、ヒンジ５７を介して連結されており、第２の水平翼５３はそれぞれ、第１の水平翼５２が、係止部５２ａの外側面が係合部５３ａの内側面と当接しながら開いていくことにより開くようになっているとともに、第１の水平翼５２が、係止部５２ｂの内側面が係合部５３ａの外側面と当接しながら閉じていくことにより閉じるようになっている。そして、水平翼５６は、図５（ａ）に二点鎖線で、図５（ｂ）に実線で示すように、船体１２中央の両側部に収納可能に構成されている。
これら水平翼５６は、水中航走体５１を水中でグライディング航走させるとき（推進器１３を使わずに（停止させた状態で）水中航走体５１を水中で滑走させる際）に、開状態（図５（ａ）に実線で示す展開状態）とされ、それ以外のとき（例えば、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体５１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）や推進器１３を使って水中を航走させるとき）に閉状態（図５（ａ）に二点鎖線で、図５（ｂ）に実線で示す収納状態）とされる。
【００２９】
本実施形態による水中航走体５１によれば、第２の水平翼５３の内部に第１の水平翼５２が収納され得るように構成されているので、水平翼５６を収納する部分の構成を第２実施形態のものよりも簡素化することができるとともに、水平翼５６を収納するのに必要とされるスペースを最小限にすることができる。
その他の作用効果については、前述した第２実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３０】
本発明による水中航走体の第６実施形態について、図６を参照しながら説明する。
本実施形態に係る水中航走体６１は、水平翼２６の代わりに水平翼６６が設けられているという点で前述した第２実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第２実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００３１】
水平翼６６（「グライディング翼」ともいう。）は、４本のフレーム（骨組）６２，６３，６４，６５と、フレーム６２とフレーム６３との間、フレーム６３とフレーム６４との間、およびフレーム６４とフレーム６５との間に張られた膜（例えば、ナイロン系の材料から作られたシート状の部材）６７，６８，６９とを主たる要素として構成された三角翼（「デルタ翼」ともいう。）であり、図６（ａ）および図６（ｂ）に実線で示すように、船体１２の中央部から船体１２の左右方向（幅方向）に延びる図示しない水平軸線に沿って、左右に一つずつ設けられている。
フレーム６２と船体１２とは、ヒンジ７０を介して連結されており、フレーム６２はそれぞれ、ヒンジ７０内に配置された図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、ヒンジ７０まわりに回動するように構成されている。また、フレーム６３と船体１２、およびフレーム６４と船体１２とはそれぞれ、ヒンジ７０を介して連結されており、フレーム６５は船体１２に固定されている。
水平翼６６はそれぞれ、フレーム６２が駆動源によりヒンジ７０まわりに回動させられることにより開閉させられるようになっているとともに、図６（ｂ）に実線で示すように、船体１２中央の両側部に収納可能に構成されている。
これら水平翼６６は、水中航走体６１を水中でグライディング航走させるとき（推進器１３を使わずに（停止させた状態で）水中航走体６１を水中で滑走させる際）に、開状態（図６（ａ）に実線で示す展開状態）とされ、それ以外のとき（例えば、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体６１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）や推進器１３を使って水中を航走させるとき）に閉状態（図６（ｂ）に実線で示す収納状態）とされる。
【００３２】
本実施形態による水中航走体６１によれば、水平翼６６は、翼面を形成する膜６７，６８，６９を、蛇腹状に折り畳むようにして船体１２内に収納されることとなるので、水平翼６６を収納する部分の構成を第２実施形態および第５実施形態のものよりも簡素化することができるとともに、水平翼６６を収納するのに必要とされるスペースを最小限にすることができる。
その他の作用効果については、前述した第２実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３３】
本発明による水中航走体の第７実施形態について、図７を参照しながら説明する。
本実施形態に係る水中航走体７１は、水平翼２６の代わりに水平翼７６が設けられているという点で前述した第２実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第２実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
【００３４】
水平翼７６（「グライディング翼」ともいう。）は、一本のフレーム（骨組）７２と、膜７３をロール状に巻き取る巻き取り装置７４と、フレーム７２と巻き取り装置７４との間に張られた膜（例えば、ナイロン系の材料から作られたシート状の部材）７３とを主たる要素として構成された三角翼（「デルタ翼」ともいう。）であり、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、船体１２の中央部から船体１２の左右方向（幅方向）に延びる図示しない水平軸線に沿って、左右に一つずつ設けられている。
フレーム７２と船体１２とは、ヒンジ７５を介して連結されており、フレーム７２はそれぞれ、ヒンジ７５内に配置された図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、ヒンジ７５まわりに回動するように構成されており、巻き取り装置７４は船体１２に固定されている。
膜７３はそれぞれ、フレーム７２が駆動源によりヒンジ７５まわりに回動させられることにより巻き取り装置７４から引き出されたり、あるいは巻き取り装置７４に巻き取られるようになっているとともに、図７（ｂ）に二点鎖線で示すように、船体１２中央の両側部に収納可能に構成されている。
これら水平翼７６は、水中航走体７１を水中でグライディング航走させるとき（推進器１３を使わずに（停止させた状態で）水中航走体７１を水中で滑走させる際）に、開状態（図７（ａ）および図７（ｂ）に実線で示す展開状態）とされ、それ以外のとき（例えば、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体７１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）や推進器１３を使って水中を航走させるとき）に閉状態（図７（ｂ）に二点鎖線で示す収納状態）とされる。
【００３５】
本実施形態による水中航走体７１によれば、水平翼７６は、翼面を形成する膜７３が、巻き取り装置７４によって巻き取られるように構成されているので、水平翼７６を収納する部分の構成を第２実施形態、第５実施形態、および第６実施形態のものよりも簡素化することができるとともに、水平翼７６を収納するのに必要とされるスペースを最小限にすることができる。
その他の作用効果については、前述した第２実施形態と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００３６】
本発明による水中航走体の第８実施形態について、図８を参照しながら説明する。
図８は本実施形態による水中航走体８１の概略左側面図である。図８に示すように、本実施形態による水中航走体８１は、船体８２と、推進器１３と、水平舵１４と、垂直舵１５と、船体形状変更機構８３とを主たる要素として構成されたものである。
なお、推進器１３、水平舵１４、および垂直舵１５については、第１実施形態のところで説明したので、ここではその説明を省略する。
【００３７】
図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、本実施形態における船体８２は、その断面視形状が翼型（より詳しくは、対称翼型）となるように構成されている。
船体形状変更機構８３は、膜（例えば、ナイロン系の材料から作られたシート状の部材）８３ａを主たる要素として構成されたものであり、船体８２の上面および下面に設けられている。また、この船体形状変更機構８３は、水中航走体８１の周囲に存在する水（例えば、海水）８４や、水中航走体８１の内部もしくは水中航走体８１の内部に搭載された空気槽（図示せず）から送られてきた圧縮空気（加圧された空気）８４等を、その膜８３ａの内部に注入したり、膜８３ａの内部から排出したりすることができるように構成されている。
【００３８】
本実施形態による水中航走体８１によれば、船体８２の断面視形状が翼型とされている（すなわち、船首と船尾とが滑らかな流線形で結ばれている）ので、船体抵抗を低減させることができて、推進器１３の動力の省エネルギー化を図ることができる。
【００３９】
また、図８（ｂ）に示すように、船体８２の下面に配置された船体形状変更機構８３の膜８３ａの内部に水または圧縮空気を注入して膜８３ａを下方に膨らませる（張り出させる）ことにより、船体８２の下面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体８２の上面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体８２の下面側における圧力が船体８２の上面側における圧力よりも低くなって、船体８２に下向きの力（負の揚力）が発生して、水中航走体８１が浮上（上昇）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
一方、図８（ｃ）に示すように、船体８２の上面に配置された船体形状変更機構８３の膜８３ａの内部に水または圧縮空気を注入して膜８３ａを上方に膨らませる（張り出させる）ことにより、船体８２の上面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体８２の下面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体８２の上面側における圧力が船体８２の下面側における圧力よりも低くなって、船体８２に上向きの力（正の揚力）が発生して、水中航走体８１が潜行（下降）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
本実施形態による水中航走体８１によれば、船体形状変更機構８３を使用することにより浮上（上昇）または潜行（下降）を行うことができるので、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体８１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）に邪魔になる水平翼を装備する必要がなくなったり、水平舵１４の翼面積を小さくすることができ、ハンドリング作業を効率よく行うことができるとともに、水平舵１４の動力の省エネルギー化を図ることができる。
【００４０】
本発明による水中航走体の第９実施形態について、図９を参照しながら説明する。
図９は本実施形態による水中航走体９１の概略左側面図である。図９に示すように、本実施形態による水中航走体９１は、船体９２と、推進器１３と、水平舵１４と、垂直舵１５とを主たる要素として構成されたものである。
なお、推進器１３、水平舵１４、および垂直舵１５については、第１実施形態のところで説明したので、ここではその説明を省略する。
【００４１】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、本実施形態における船体９２は、その断面視形状が上下非対称となるように構成された（すなわち、一側（図９（ａ）において上側）の船首尾方向（図９（ａ）において左右方向）の長さが、他側（図９（ａ）において下側）の船首尾方向の長さよりも長く（大きく）なるように構成された）船首部９２ａを備えている。
船首部９２ａは、図示しない駆動源（例えば、バッテリー駆動のアクチュエータ等）により、図９（ｂ）に示す方向（船首側（図９（ｂ）において左側）から見て時計方向）に回転するように構成されている。
【００４２】
本実施形態による水中航走体９１によれば、図９（ａ）に示すように、船首部９２ａを、その先端が下を向くように設定（回転）させて、船体９２の上面側の船首尾方向の長さが、船体９２の下面側の船首尾方向の長さよりも長くなるようにすることにより、船体９２の上面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体９２の下面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体９２の上面側における圧力が船体９２の下面側における圧力よりも低くなって、船体９２に上向きの力（正の揚力）が発生して、水中航走体９１が潜行（下降）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
一方、図９（ｂ）に示すように、船首部９２ａを、その先端が上を向くように設定（回転）させて、船体９２の下面側の船首尾方向の長さが、船体９２の上面側の船首尾方向の長さよりも長くなるようにすることにより、船体９２の下面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体９２の上面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体９２の下面側における圧力が船体９２の上面側における圧力よりも低くなって、船体９２に下向きの力（負の揚力）が発生して、水中航走体９１が浮上（上昇）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
本実施形態による水中航走体９１によれば、船体９２自体が発生する上向きの力または下向きの力を利用して浮上（上昇）または潜行（下降）を行うことができるので、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体９１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）に邪魔になる水平翼を装備する必要がなくなったり、水平舵１４の翼面積を小さくすることができ、ハンドリング作業を効率よく行うことができるとともに、水平舵１４の動力の省エネルギー化を図ることができる。
【００４３】
本発明による水中航走体の第１０実施形態について、図１０を参照しながら説明する。
図１０は本実施形態による水中航走体１０１の概略左側面図である。図１０に示すように、本実施形態による水中航走体１０１は、船体１０２と、推進器１３と、水平舵１４と、垂直舵１５とを主たる要素として構成されたものである。
なお、推進器１３、水平舵１４、および垂直舵１５については、第１実施形態のところで説明したので、ここではその説明を省略する。
【００４４】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、本実施形態における船体９２は、その断面視形状が翼型（より詳しくは、非対称翼型）となるように構成されている。
また、水中航走体１０１は、その重心位置が、図示しない重心位置変更機構（重錘移動装置）により船首尾線（キールライン）から左側（図１０において紙面手前側）にずらされる（オフセットされる）ことにより、図１０（ｂ）に示す方向（船首側（図１０（ｂ）において左側）から見て時計方向）に回転するように構成されている。
【００４５】
本実施形態による水中航走体１０１によれば、図１０（ａ）に示すように、船体１０２の上面側の船首尾方向の長さが、船体１０２の下面側の船首尾方向の長さよりも長くなるように船体１０２を回転させることにより、船体１０２の上面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体１０２の下面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体１０２の上面側における圧力が船体１０２の下面側における圧力よりも低くなって、船体１０２に上向きの力（正の揚力）が発生して、水中航走体１０１が潜行（下降）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
一方、図１０（ｂ）に示すように、船体１０２の下面側の船首尾方向の長さが、船体１０２の上面側の船首尾方向の長さよりも長くなるように船体１０２を回転させることにより、船体１０２の下面側における流体（例えば、海水）の流れ速度（流速）が船体１０２の上面側における流体の流れ速度よりも速くなり、船体１０２の下面側における圧力が船体１０２の上面側における圧力よりも低くなって、船体１０２に下向きの力（負の揚力）が発生して、水中航走体１０１が浮上（上昇）しているときに揚力による前進力が発生することとなる。
本実施形態による水中航走体１０１によれば、船体１０２自体が発生する上向きの力または下向きの力を利用して浮上（上昇）または潜行（下降）を行うことができるので、水面付近でハンドリングするとき（水中航走体１０１を母船から降ろすときや母船に揚収するとき）に邪魔になる水平翼を装備する必要がなくなったり、水平舵１４の翼面積を小さくすることができ、ハンドリング作業を効率よく行うことができるとともに、水平舵１４の動力の省エネルギー化を図ることができる。
【００４６】
また、姿勢制御舵１４，１５は、水中航走体の後方から見て十字状あるいはＸ字状に配置されたものに限定されるものではなく、例えば、Ｙ字状や、Ｙの字を上下逆さまにした逆Ｙ字状にすることもできる。また、隣り合う姿勢制御舵と姿勢制御舵との間の間隔は、等間隔（あるいは等角度）である必要はなく、適宜必要に応じた複数枚（２枚以上）の姿勢制御舵を適宜必要な間隔（角度）で配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による水中航走体の第１実施形態示す概略平面図である。
【図２】本発明による水中航走体の第２実施形態示す概略平面図である。
【図３】本発明による水中航走体の第３実施形態示す概略平面図である。
【図４】本発明による水中航走体の第４実施形態示す図であって、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は要部概略断面図である。
【図５】本発明による水中航走体の第５実施形態示す図であって、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は要部概略断面図である。
【図６】本発明による水中航走体の第６実施形態示す図であって、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は要部概略断面図である。
【図７】本発明による水中航走体の第７実施形態示す図であって、（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は要部概略断面図である。
【図８】本発明による水中航走体の第８実施形態示す概略左側面図であって、（ａ）は通常時の状態を示す図、（ｂ）は浮上時の状態を示す図、（ｃ）は潜行時の状態を示す図である。
【図９】本発明による水中航走体の第９実施形態示す概略左側面図であって、（ａ）は潜行時の状態を示す図、（ｂ）は浮上時の状態を示す図である。
【図１０】本発明による水中航走体の第１０実施形態示す概略左側面図であって、（ａ）は潜行時の状態を示す図、（ｂ）は浮上時の状態を示す図である。
【図１１】水中航走体のグライディング航走時における力の釣り合いを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１    水中航走体
１２    船体
１３    推進器
１４    水平舵（姿勢制御舵）
１５    垂直舵（姿勢制御舵）
１６    水平翼
２１    水中航走体
２６    水平翼
３１    水中航走体
３６    水平翼
４１    水中航走体
４６    水平翼
５１    水中航走体
５６    水平翼
６１    水中航走体
６６    水平翼
７１    水中航走体
７６    水平翼
８１    水中航走体
８２    船体
８３    船体形状変更機構
９１    水中航走体
９２    船体
９２ａ  船首部
１０１    水中航走体
１０２    船体
１１１    水中航走体
【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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