(57)【要約】  曳航アレイの深さや横方向位置を制御することが可能な位置制御器である。この位置制御器は、管状の胴体を備え、そこから一対のウイングが全開位置と収容位置との間の一定の掃引角範囲にわたって延ばされる。全開又は部分開位置では、２枚のウイングは、胴体の軸に対して正の迎え角を呈する。収容位置では、ウイングは、胴体内のウイング待避所中に完全に後退させられて、潜水艦への及び潜水艦からのアレイ展開及び回収取扱システムへの自由な出入りを可能にする。２つのウイングの２つの掃引角は第１及び第２のアクチュエータによって独立に調整可能となっている。【選択図】図１
2010517862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
曳航水中ケーブルを位置決めするための装置であって、長尺な本体と、第１のウイングと、第２のウイングと、第１のウイングアクチュエータと、第２のウイングアクチュエータとを備え、
長尺な本体は、縦軸を中心として配設された外面を有し、この長尺な本体は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適したものであり、
第１のウイングは、外面に形成された第１の開口部を通して、長尺な本体から外向きに搖動可能であり、
第２のウイングは、第１の開口部と対向して外面に形成された第２の開口部を通して、長尺な本体から外向きに搖動可能であり、
第１及び第２のウイングの各々は、基部からウイング先端まで延びており、
第１のウイングアクチュエータは、本体内に配設されると共に第１のウイングの基部に結合されて、第１のウイングを、第１の回転軸を支えとして、長尺な本体内の収容位置と、ウイング先端が長尺な本体外に位置すると共に第１のウイングのスパンが長尺な本体の縦軸との間に第１の掃引角を規定する動作位置との間で、回転させるものであり、
第２のウイングアクチュエータは、本体内に配設されると共に第２のウイングの基部に結合されて、第２のウイングを、第２の回転軸を支えとして、長尺な本体内の収容位置と、ウイング先端が長尺な本体外に位置すると共に第２のウイングのスパンが長尺な本体の縦軸との間に第２の掃引角を規定する動作位置との間で、回転させるものであり、
第１及び第２の掃引角は、第１及び第２のウイングアクチュエータによって独立して調整可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
第１及び第２のウイングは、多面ウイングシステムを形成する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１及び第２のウイングは各々、傾いて接続された第１及び第２のパネルを有して、二面の第１及び第２のウイングを形成する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
第１及び第２のウイングは、長尺な本体の縦軸との間に非ゼロの迎え角を規定する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
第１及び第２の回転軸は、一致している請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１及び第２のウイングは、上反りされている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
第１及び第２の開口部は、長尺な本体内で互いに連通している請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第１及び第２の開口部は、互いに傾いた第１及び第２のセグメントを有する請求項１に記載の装置。
【請求項９】
第１及び第２のウイングは、両者が収容位置にあるときに、長尺な本体内で積層関係にある請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
長尺な本体から外向きに延びることが可能な格納式の安定化ウエイトを更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
縦軸を中心とした長尺な本体のロールを検知するためのロールセンサを長尺な本体内に更に備える請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
曳航水中ケーブル用の位置制御器であって、本体と、第１の二面ウイングと、第２の二面ウイングとを備え、
本体は、外面を有し、そして曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適したものであり、
第１の二面ウイングは、外面に形成された第１のスロットを通して、本体から外向きに搖動可能なウイング先端を有し、
第２の二面ウイングは、外面に形成された第２のスロットを通して、本体から外向きに搖動可能なウイング先端を有することを特徴とする位置制御器。
【請求項１３】
第１及び第２のウイングは、非ゼロの迎え角を規定する請求項１２に記載の位置制御器。
【請求項１４】
第１及び第２のウイングは、上反りされている請求項１２に記載の位置制御器。
【請求項１５】
第１及び第２のウイングは、第１及び第２のウイングが平行であり且つ完全に本体内にある収容位置から測定されたそれぞれの第１及び第２の掃引角にわたって個別に搖動可能である請求項１２に記載の位置制御器。
【請求項１６】
第１及び第２の搖動角は、０°の収容位置から９０°の全開位置までの範囲にわたる請求項１２に記載の位置制御器。
【請求項１７】
第１のウイングを搖動させる第１の作動器と、第２のウイングを搖動させる第２の作動器とを更に備える請求項１２に記載の位置制御器。
【請求項１８】
曳航水中ケーブル用の位置制御器であって、長尺な本体と、第１のウイングと、第２のウイングとを備え、
長尺な本体は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適したものであり、且つ縦軸を中心として配設された外面を有し、その外面を通して第１及び第２のスロットが設けられ、
第１及び第２のスロットは各々、縦軸に対し傾斜した前方セグメントと、この前方セグメントに対し傾斜した後方セグメントとを有し、
第１のウイングは、第１のスロットを通して、長尺な本体から外向きに搖動可能なウイング先端を有し、
第２の二面ウイングは、第２のスロットを通して、長尺な本体から外向きに搖動可能なウイング先端を有することを特徴とする位置制御器。
【請求項１９】
第１及び第２のウイングは各々、傾いて接続された第１及び第２のパネルを有して、二面の第１及び第２のウイングを形成する請求項１８に記載の位置制御器。
【請求項２０】
第１及び第２のスロットは、長尺な本体を通して連続した通路を形成する請求項１８に記載の位置制御器。
【請求項２１】
曳航水中ケーブルを位置決めするための装置であって、長尺な本体と、第１のウイングと、第２のウイングとを備え、
長尺な本体は、縦軸を中心として配設された外面を有し、この長尺な本体は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適したものであり、
外面は、縦軸を含んだ平面によって第１の半体と第２の半体とに分割され、
長尺な本体は、外面の第１の半体に第１の開口部を、また外面の第２の半体に第２の開口部を形成し、
第１のウイングは、第１の開口部を通して、長尺な本体から外向きに搖動可能であり、第１のウイングは、ウイング基部から、内側ウイングパネルに沿って、遠方ウイング先端に終端された外側ウイングパネルまで延びており、
第２のウイングは、第２の開口部を通して、長尺な本体から外向きに搖動可能であり、第２のウイングは、ウイング基部から、内側ウイングパネルに沿って、遠方ウイング先端に終端された外側ウイングパネルまで延びており、
第１及び第２のウイングの内側ウイングパネルは、長尺な本体の縦軸との間に非ゼロの迎え角を規定する弦を有することを特徴とする装置。
【請求項２２】
第１のウイングの内側パネルは、第２のウイングの内側パネルとの間に非共平面的関係を有する請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
第１及び第２の開口部は各々、縦軸に対し傾斜した前方セグメントと、この前方セグメントに対し傾斜した後方セグメントとを有する請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
第１のウイングは、前方セグメントが内側パネルを受け入れ且つ後方セグメントが外側パネルを受け入れるように、第１の開口部を通して引き込み可能であり、第２のウイングは、前方セグメントが内側パネルを受け入れ且つ後方セグメントが外側パネルを受け入れるように、第２の開口部を通して引き込み可能である請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
曳航水中ケーブルを位置決めするための装置であって、本体と、第１のウイングと、第２のウイングとを備え、
本体は、縦軸を中心として配設された外面を有し、この本体は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適したものであり、
外面は、縦軸を含んだ平面によって第１の半体と第２の半体とに分割され、
本体は、外面の第１の半体の第１の開口部と外面の第２の半体の第２の開口部に延びる空洞を本体の内部に形成し、
第１のウイングは、第１の開口部を通して、空洞から外向きに搖動可能であり、第１のウイングは、上側及び下側の翼表面を有し、
第２のウイングは、第２の開口部を通して、空洞から外向きに搖動可能であり、第２のウイングは、上側及び下側の翼表面を有し、
収容位置では、第１及び第２のウイングは、空洞内に積層され、第２のウイングの上側翼表面が第１のウイングの下側翼表面に隣接することを特徴とする装置。
【請求項２６】
第１及び第２のウイングは、ウイングの収容位置の０°から全伸長位置の９０°までの範囲の掃引角にわたって本体の外側に搖動可能である請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
空洞は、縦軸に対し傾斜した前方セグメントと、この前方セグメントに対し傾斜した後方セグメントとを有する請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［連邦補助研究または開発に関する表明］
この発明は、米国海軍によって授与された小事業革新研究（ＳＢＩＲ）プログラム契約第Ｎ０００２４−０５−Ｃ−４１５９号による政府支援を受けてなされたものである。政府は、この発明に一定の権利を持つ。
【０００２】
［発明の背景］
この発明は、一般に曳航ハイドロホーンアレイに関し、特に曳航アレイの位置を制御するための装置に関する。
【０００３】
リニアハイドロホーンアレイは、潜水艦の後方を曳航されて、ソナーに適用される。典型的なリニアアレイは、管状の形状で、その直径は数インチより大きくない。アレイは、取扱設備によって、潜水艦の小さな開口部を通して繰り出され、また回収される。取扱設備は、一般に、アレイの頭端に取り付けられた曳航ケーブル用のリールを有する。曳航ケーブルは、強度部材と導電体の双方を有して、アレイ内の電子回路へ給電すると共にそれと通信する。アレイは、低速度で曳航されるときに、沈み込む傾向にある。これは、曳航ケーブルとアレイ自体の重量による。アレイが沈むときに、その後端は、その前端よりも深くなって、そのセンサ性能を悪くさせる。更には、海底や水中障害物との衝突によってアレイが損傷される大きな機会がある。しばしば、潜水艦の航跡や音響影の外でアレイを動作させることが望ましい。これは、潜水艦操作によって、ある程度達成され得るが、そのような操作は、ある種の環境では可能でないか、好ましいものではない。
【０００４】
この結果、曳航アレイが低曳航速度で沈むことを防止し、且つ従来のアレイ取扱システムに匹敵する手法で潜水艦の航跡や影の外でアレイを操縦する必要性がある。
【０００５】
［要約］
これらの必要性等は、この発明の特徴を具体化した曳航水中ケーブルを位置決めするための装置によって満たされる。一形態において、この装置は、縦軸を中心として配設された外面を有した長尺な本体を備える。この長尺な本体は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適したものである。第１のウイングは、外面に形成された第１の開口部を通して、長尺な本体から外向きに搖動し、第２のウイングは、第１の開口部と対向して外面に形成された第２の開口部を通して、長尺な本体から外向きに搖動する。第１及び第２のウイングの各々は、基部からウイング先端まで延びている。本体内に配設されると共に第１のウイングの基部に結合された第１のウイングアクチュエータは、第１の回転軸に関して、第１のウイングを回転させる。このウイングは、長尺な本体内の収容位置から、ウイング先端が長尺な本体外に位置する動作位置まで回転する。第１のウイングのスパンは、長尺な本体の縦軸との間に第１の掃引角を規定する。第２のウイングアクチュエータは、同様に第２のウイングを第２の掃引角にわたって回転させる。第１及び第２の掃引角は、第１及び第２のウイングアクチュエータによって独立して調整可能である。
【０００６】
この発明の他の形態において、位置制御器は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適した本体と、一対の二面ウイングとを備える。第１の二面ウイングは、外面に形成された第１のスロットを通して、本体から外向きに、本体を離れて、搖動できるウイング先端を有する。第２の二面ウイングは、外面に形成された第２のスロットを通して、本体から外向きに搖動可能なウイング先端を有する。
【０００７】
この発明の更に他の形態において、曳航水中ケーブル用の位置制御器は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適した長尺な本体を備える。長尺な本体は、縦軸を中心として配設された外面を有し、その外面を通して第１及び第２のスロットが設けられている。第１及び第２のスロットは各々、縦軸に対し傾斜した前方セグメントと、この前方セグメントに対し傾斜した後方セグメントとを有する。第１のウイングは、第１のスロットを通して、長尺な本体から外向きに搖動するウイング先端を有する。第２のウイングは、第２のスロットを通して、長尺な本体から外向きに搖動するウイング先端を有する。
【０００８】
この発明の別の他の形態において、曳航水中ケーブルを位置決めするための装置は、縦軸を中心として配設された外面を持つ長尺な本体を備える。この長尺な本体は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適したものである。外面は、縦軸を含んだ平面によって第１の半体と第２の半体とに分割される。長尺な本体は、外面の第１の半体に第１の開口部を、また外面の第２の半体に第２の開口部を形成する。第１のウイングは、第１の開口部を通して、長尺な本体から外向きに搖動する。第１のウイングは、ウイング基部から、内側ウイングパネルに沿って、遠方ウイング先端に終端された外側ウイングパネルまで延びている。第２のウイングは、第２の開口部を通して、長尺な本体から外向きに搖動する。第２のウイングは、ウイング基部から、内側ウイングパネルに沿って、遠方ウイング先端に終端された外側ウイングパネルまで延びている。第１及び第２のウイングの内側ウイングパネルは、長尺な本体の縦軸との間に非ゼロの迎え角を規定する翼弦を有する。
【０００９】
この発明の他の形態において、曳航水中ケーブルを位置決めするための装置は、縦軸を中心として配設された外面を有した本体を備える。この本体は、曳航水中ケーブルに沿って軸方向に接続されるに適したものである。外面は、縦軸を含んだ平面によって第１の半体と第２の半体とに分割されている。外面の第１の半体の第１の開口部と外面の第２の半体の第２の開口部に延びる空洞が、本体の内部に形成されている。上側及び下側の翼表面を有した第１のウイングは、第１の開口部を通して、空洞から外向きに搖動する。上側及び下側の翼表面を有した第２のウイングは、第２の開口部を通して、空洞から外向きに搖動する。収容位置では、第１及び第２のウイングは、空洞内に積層され、第２のウイングの上側翼表面が第１のウイングの下側翼表面に隣接する。
【００１０】
この発明のこれらの特徴及び形態は、その利点と同様に、以下の説明と、添付された請求の範囲と、添付図面とを参照することによって、より良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の特徴を具体化したケーブル位置決め制御装置の等角図である。
【図２】図１のケーブル位置制御器の立側面図である。
【図３】図１の位置制御器の一部切断した前方等角図である。
【図４】図１の位置制御器の一部切断した後方等角図である。
【図５】図４の線５−５に沿った位置制御器の拡大傾斜断面図である。
【図６Ａ】図１の位置制御器の右ウイングの上面図である。
【図６Ｂ】図１の位置制御器の右ウイングの前面図である。
【図７】図６Ａ及び６Ｂのウイングの翼表面形状の断面図である。
【図８】図１の位置制御器の前面図である。
【図９Ａ】ウイングが全展開状態にある図１の位置制御器の等角図である。
【図９Ｂ】ウイングが部分展開状態にある図１の位置制御器の等角図である。
【図９Ｃ】ウイングが全格納状態にある図１の位置制御器の等角図である。
【図１０】図１のような位置制御器を備えたアレイを曳航する潜水艦の側面図である。
【図１１Ａ】ウイングが左操舵用に配置された図１の位置制御器の斜視図である。
【図１１Ｂ】ウイングが右操舵用に配置された図１の位置制御器の斜視図である。
【図１２】図１の位置制御器と共に使用可能な通信及び位置制御システムの模式図である。
【図１３】図１の位置制御器で使用可能な位置制御システムのブロック図である。
【図１４】この発明の特徴を具体化した位置制御器の、格納式安定化ウエイトを有した他のバージョンの等角図である。
【図１５】安定化ウエイトが全格納状態にある図１６の位置制御器の立側面図である。
【図１６】この発明の特徴を具体化した深さ制御器の、平面ウイングを有した更に他のバージョンの等角図である。
【００１２】
［詳細な説明］
この発明の特徴を具体化した位置制御装置は、図１に示されるようなものである。この位置制御器２０は、長尺な本体、即ち胴体２２を備え、そこから左右の格納式のウイング２４，２５が延びている。好ましくは円筒形の外面、即ち管２６を含む胴体は、長さ方向に中心縦軸２７に沿って頭端２８から尾端２９へ延びている。電力及び信号導体並びに強度部材を含む曳航ケーブル３０は、ノーズコーン３２を通して胴体の頭端に付属する。この位置制御器の後端は、曳航アレイ３４に付属する。かくして、位置制御器は、曳航ケーブルと曳航アレイの頭部との間に一列に付属している。ウイングは、胴体の外面上に開口したスロット３６，３７を通して格納可能である。
【００１３】
図２に示されているように、スロットは、胴体の内部に連通して、胴体を通る単一のウイング待避所３８を規定する。各スロットは、前方フラグメント４０と、傾斜した後方フラグメント４１とを有する。図２に示された装置では、後方フラグメントは、胴体の縦軸２７と平行であり、そして前方フラグメントは、縦軸から、好ましくは１１°以下の角度αで、より好ましくは約７°の角度で傾斜している。しかしながら角度αは、使用されているアレイの要求性能とシステムパラメータに基づいて選択される。その結果、αは、ある種の応用では１１°を超えることさえある。後方から前方へのスロットの上方傾斜は、胴体の縦軸に対する正のウイング迎え角を確保する。このようにして、ウイングは、電力の損失や物理的損傷によってロック状態になっても、曳航中に胴体を上向きに移動させようとする姿勢になる。
【００１４】
図３〜５に示されているように、各ウイング２４，２５は、ウイング基部４４，４５から遠方ウイング先端４６，４７へ延びている。各ウイングの基部は、個別のロータリー作動器に取り付けられている。この作動器は、この例では、親ネジを回転させる電動リニア作動器４８によって実現され、この親ネジに沿ってナット４９が進行させられる。ロッド５０の一端は、ナット内の過大サイズの開口部に収容され、そして他端は、ウイング基部を通る穴に収容されている。ナットを伴うロッドの線形運動は、ロッド内側のウイング基部を通る静止軸芯５１を中心として、ウイングを回転させる。この軸芯は、胴体の内部に取り付けられた板５３に搭載された支持部５２で支持されている。各ウイング用の作動器は同様に動作して、各ウイング用の独立した作動器を構築する。ロッド及び軸芯は、シャーピンとして機能して、開放姿勢に積層されているウイングが潜水艦のアレイベイ開口部やアレイ取扱システムを損傷することを防止する。この例では、一対の鋏のような２つのウイングが同じ軸芯を支えとして回転するので、それらは胴体の軸に対して僅かに半径方向にオフセットされている。
【００１５】
作動器は、胴体の内部空洞６２内の電子パッケージ６０に収容された電子ウイング制御システムによって制御される。電子パッケージは、ロールセンサ５４と、ウイング位置センサ５５と、オプションで、深さセンサ５６とを含むことが好ましい。（アレイが、深さセンサを含む場合は、位置制御器のそれに対する必要性はない。）胴体のフロントパネル６６に形成された前方ポート６４は、電力、信号、制御及び通信導体６８が曳航ケーブルから胴体内に入って、電子回路への給電及び制御を可能にする。これら導体のいくつか又は全ては、胴体のリアパネル７２の後方ポート７０を通過する。１以上のケーブルトラフが胴体の長さに沿って延び、これにより導体が作動器を超え且つウイング待避所の周りを経由するように案内する。ノーズコーンが、締結具、例えばリップの周囲に形成された穴７６を通るネジによって、胴体の前方リップ７４に取り付けられている。ノーズコーンアセンブリ上のＯリング又は他のシールは、海水が胴体の空洞に侵入することを防止する。胴体の管状外面２６は、強度部材として機能して、曳航アレイのテンションに耐える。アレイは、ノーズコーンと同様の手法で、胴体の後部に取り付けられている。Ｏリング等は、胴体の後部と共に防水シールを形成する。
【００１６】
ウイングの一実施例の詳細が、右ウイング２５を描いた図６Ａ及び６Ｂに示されている。左ウイングは、右ウイングの鏡像である。ウイングスパンは、基部４５からウイング先端４７までにわたる。ウイング基部は、軸芯用のソケット７６を持つ肩部７４と、ウイングを駆動するアクチュエータロッドを収容する穴７７と有する。ウイングは、基部からウイング先端に向けて延びた内側パネル７８と、内側パネルからウイング先端まで延びた外側パネル８０とを有する。２つのパネルは、互いに傾斜して、１つの二面交叉ウイングを形成している。上反角８２は、ウイングスロットの前方及び後方セグメントによって形成される角度αに一致する。図７の縦断面図に示されているように、例示されたウイングの上下の翼面８４，８５は、自然に揚力が働く特性の上反りウイング２５を形成する。
【００１７】
左右のウイング２４，２５は、図８に示されているように、両ウイングが全開状態で内側パネル７８と外側パネル８０との間に上反角８２を持つ多面ウイングシステムを形成する。２つの内側パネルは互いに平行であり、しかもロータリアクチュエータの周方向オフセットによって周方向にずれている。
【００１８】
位置制御器２０は、ウイングが３つの姿勢にある状態で、図９Ａ〜９Ｃに示されている。図示された３姿勢の全てにおいて、左右のウイングは、縦軸に関して対称的に配設されている。図９Ａにおいて、左右のウイング２４，２５は各々、縦軸２７から計測された掃引角８６が９０°の全開状態で示されている。全開状態のウイングは、与えられた曳航速度で最大揚力を生じる。図９Ｂにおいて、ウイングは、掃引角が約３０°であって、より少ない揚力を与える半開状態で示されている。図９Ｃにおいて、ウイングは、掃引角が０°である全格納、即ち収容状態で示されている。胴体内のウイング待避所３８に収納されると、左ウイングの上側翼面は、右ウイングの下側翼面に隣接して重なった構成となる。かくして、ウイング鋏は、この例では、必要に応じて、掃引角０°の格納位置から掃引角９０°の全開位置まで開く。
【００１９】
ウイングが重ねられて収容された状態で、位置制御器は、アレイ及び曳航ケーブルと共に、潜水艦５６から展開されるか、リールで潜水艦内へ巻き取られる。アレイ３４は、好ましくは、図１０のように、位置制御器２０が、曳航ケーブル３０とアレイの間になるように展開される。開状態では、潜水艦の前進運動５７は、低速度であっても、ウイングが揚力を発生させつつ位置制御器を水中で引っ張り、揚力及び浮力が展開中のシステムの重量と等しくなるまでアレイを海面に向けて移動させる。軽量な曳航ケーブル及びバラスト積みアレイでさえも無重量ではないので、曳航ケーブルは垂れ下がり、アレイの尾部５８は伏角をもつ。この伏角は、第２の位置制御器を尾部に取り付けることによって解消され得る。ウイングが収納されている場合、あるいは全く位置制御器なしにアレイが展開されている場合、アレイは、沈降するアレイ３４’によって示されているように、低い前進速度では沈降する。
【００２０】
位置制御器は、曳航アレイを横方向に舵を切ることにも使用可能である。位置制御器は、コマンドが入ると、ウイングの向きを非対称な構成をとらせて、装置をロールさせる。それから、ウイングは、バンクした状態を維持するように調整される。バンクした状態では、揚力ベクターは、垂直成分及び水平成分の両方を持つ。水平成分は、アレイ３４を横方向に舵を切らせるのに対し、垂直成分は、深さを制御する。各ウイング２４，２５はそれ自体のアクチュエータによって別々に制御されるので、各ウイングの掃引角は、他方のそれから変えることができる。図１１Ａでは、左ウイング２４は、右ウイング２５よりも小さな掃引角に引っ込められ、アレイを左方向に向ける。図１１Ｂでは、右ウイングは、より引っ込められて、アレイを右方向に向ける。このようにして、アレイは、潜水艦の直ぐ後ろの位置を確保しつつ、その航跡を追随可能となる。
【００２１】
図１の位置制御器を使用可能なアレイ位置制御システムが図１２及び１３に示されている。潜水艦のソナー室にいるオペレータは、例えば、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）８８からアレイの位置をモニタして、深さ及び横方向位置を調整する。深さ又はウイング角設定値を表す信号は、曳航ケーブル３０内の導体６８を通して位置制御器２０に送信される。ＧＵＩコンピュータと曳航ケーブルとの間の信号デカップラー９０は、アレイシステムのウエット端とドライ端との間での信号のやり取りと、オンボード戦闘システムでの操作を多重化することに役立つ。深さを表わす信号は、ワークステーションに向けて逆方向に伝送される。深さ、ロール、音響測定値、アレイ状態、及び位置制御器状態を表わす他の信号は、また、例えば、コンピュータ８９のＧＵＩ又は戦闘システムに向けて返信可能にもなっている。他の制御信号及びコマンド信号は、また、ＧＵＩ又は戦闘システムから、位置制御器又はアレイに向けて送信可能にもなっている。
【００２２】
位置制御器の使用のための制御構成の一例が図１３に示されている。艦内のオペレータは、深さｄ又は横方向オフセットｌをＧＵＩで選択する。選択された深さ及び横方向オフセットは、通信インターフェース９２へ入力される。このインターフェースはまた、実際の深さＤをアレイ内の深さセンサ又は搭載された位置制御器から受信する。通信インターフェースは、深さ設定点Ｄｓを深さ／ロール制御アルゴリズム９４へ出力し、このアルゴリズムは、ウイング位置設定点ｗを計算する。位置制御器は、手動ウイング配置構成でも動作可能である。手動状態では、通信インターフェースは、位置制御器にコマンドを与える信号Ｍを送信して、そのウイングを事前に選択された角度に設定する。ウイング位置設定点ｗは無視される。深さ及び位置の自動制御状態では、ウイング位置設定点ｗは、ウイング制御アルゴリズム９６で処理するために選択される。実際のウイング位置Ｗは、ロール補償アルゴリズム９８で位置制御器のロールを適正化するために補正され、このアルゴリズムは、ロール補正後のその時刻での翼位置Ｗｒを生成する。ｗ−Ｗｒに等しい誤差信号ｅは、ウイング制御アルゴリズムに入力され、このアルゴリズムは、モータインターフェース制御１００を通してウイングアクチュエータへ送信される制御信号を発生する。制御システムは、アクチュエータを連続制御して、位置制御器が所望の深さ、横方向位置又はバンク角を向かうように一方又は両方の翼の掃引角を変化させるのでもよい。曳航システム全体の応答は、その伝達関数Ｇ（ｓ）によって決定される。ウイング位置センサは、実際のウイング位置Ｗを決定し、またロールセンサは、実際のロールを決定し、それからロール補償された翼位置Ｗｒが決定される。好ましい形態では、深さセンサは、アレイ内に搭載され、ロールセンサ及びウイング位置センサは、位置制御器内に搭載される。しかし、その代わりに、深さセンサは、位置制御器の胴体内に収容されるのでもよい。
【００２３】
位置制御器の他の例が図１４及び１５に示されている。この位置制御器１０２は、図１４に全開状態で示され、格納式安定化ウエイト１０４をさらに有する点において、図１の装置と最も顕著に異なる。この安定化ウエイトは、アームの端部にあり、そして電動アクチュエータ（明瞭化ために図示せず）によって、収納状態と展開状態との間で旋回させられて凹部１０６に出入りする。このウエイトは、展開されると、復元力を生じ、この力は、受動的安定性を与えることによって、制御システムの負荷を低減する。ウイング待避所１０８は胴体１１０内に形成され、後方セグメント１１２は、縦軸からずれて傾き安定化ウエイト収容部を収容する。ウイング１１４，１１５の上反角１１２は、図１のウイングに対するものよりも大きい。二面ウイングと同様に、安定化ウエイトは、ロール状態において位置制御器の安定化に役立つ。
【００２４】
位置制御装置の他の例は、図１６に示され、上反りや角なしに胴体１１８から延びた平面ウイング１１６，１１７を有する。胴体の外面の開口部１２０は、セグメント化されているのではなく直線状であり、例えば、位置制御器の長手方向軸２７と約７°の角度１２２をなすように配設されている。
【００２５】
この発明は、２〜３の好ましい実施例を参照して開示されたが、他の実施例も可能である。例えば、格納式安定化ウエイトは、安定化ウエイトとウイングを同時に収納するようになされている限り、図示の実施例のいずれでも使用され得る。他の実施例として、ウイングアクチュエータは、図示のリニアな親ネジ機構以外の種々の手法で実現され得る。ほんの一例ではあるが、ウイング基部に放射状に取り付けられたスターギアを駆動するサーボ駆動型又はステッパーモータ駆動型ピニオンは、各ウイング用のロータリアクチュエータとして利用可能である。２つの全く反対の位置で外面に開口する単一のウイング待避所が図面に示されているが、その代わりに、２つの待避所を使用してウイングを収容することもできる。これら待避所のそれぞれは各ウイング用であって、胴体の対向する（全く反対である必要はない）側面に開口するが全体的に延びてはいない。このように、これら２〜３の例が示唆するように、請求項の範囲は、明細書に記載された例示的な実施例の詳細に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２６】
２０    位置制御器
２２    胴体
２４，２５    ウイング
２６    管
２７    縦軸
２８    頭端
２９    尾端
３０    曳航ケーブル
３２    ノーズコーン
３４    アレイ
３４’    沈降するアレイ
３６，３７    スロット
３８    待避所
４０    前方フラグメント
４１    後方フラグメント
４４，４５    ウイング基部
４６，４７    ウイング先端
４８    電動リニアアクチュエータ
４９    ナット
５０    ロッド
５１    静止軸芯
５２    支持部
５３    板
５４    ロールセンサ
５５    ウイング位置センサ
５６    深さセンサ
５６    潜水艦
５７    潜水艦の前進運動
５８    尾部
６０    電子パッケージ
６２    内部空洞
６４    前方部分
６６    胴体のフロントパネル
６８    通信導体
７０    後方部分
７２    胴体のリアパネル
７４    胴体の前方リップ
７６、７７    穴
７４    肩部
７６    軸芯用のソケット
７８    内側パネル
８０    外側パネル
８２    上反角
８４，８５    翼面
８６    掃引角
８８    グラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）
８９    コンピュータのＧＵＩ
９０    信号デカップラー
９２    通信インターフェース
９４    深さ／ロール制御アルゴリズム
９６    ウイング制御アルゴリズム
９８    ロール補償アルゴリズム
１００    モータインターフェース制御
１０２    位置制御器
１０４    格納式安定化ウエイト
１０６    凹部
１０８    ウイング待避所
１１０    胴体
１１２    後方セグメント
１１２    上反角
１１４，１１５    ウイング
１１６，１１７    平面ウイング
１１８    胴体
１２０    胴体の外面の開口部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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