(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気シグネチャ掃海装置であって、
三軸磁気源として作用するように、三つの異なる軸に沿って配置された少なくとも３つの超伝導コイルを含む超伝導体磁石構造と、
前記超伝導コイルのそれぞれを制御可能なように付勢して、前記超伝導体磁石構造の前記超伝導コイルのそれぞれより発生される磁気モーメントを制御すべく、前記超伝導体磁石構造の前記超伝導コイルのそれぞれに駆動電流を供給するための、電源装置と、
水中を牽引されることで該電源装置に電力を供給する水力タービン発電機への接続の一つと、
前記超伝導体磁石構造への電流の供給を制御して、前記磁気モーメントを制御するように構成された制御ユニットと、
前記磁気モーメントを監視するための少なくとも一つのセンサと、
掃海作業の際に、前記少なくとも一つのセンサから前記制御ユニットにフィードバック信号を供給することで、前記超伝導体磁石構造の磁気出力を特定の機雷対策任務に対して設定できるフィードバック構成と、
前記装置の磁針路を検出するための針路センサと、
を備えており、
前記装置の磁針路を監視するために、前記針路センサが前記制御ユニットと通信し、
前記装置の磁針路に変化が検出されたとき、
前記制御ユニットは、
前記装置の磁針路の変化に応答して前記磁気モーメントを変化させるように、前記超伝導体磁石構造を制御する装置。
【請求項２】
前記タービン発電機が調整可能なピッチブレードを備え、よって前記タービン発電機のドラッグ特性が調整可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記掃海装置が、使用中に前記制御ユニットへのリモートアクセスを可能にするように構成された通信ユニットをさらに備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記通信ユニットが、音響、無線、誘導、またはケーブル式通信装置を含む群のうちの少なくとも一つを備えた、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記超伝導体磁石は、高温Ｔｃ超伝導体を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
使用に際しては、当初は、２０Ｋまで冷却される前記超伝導体磁石を用い、使用中は、前記超伝導体磁石は、約Ｔｃまで上昇することが可能な請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記超伝導コイルが、マルチフィラメント複合材ワイヤＢＳＣＣＯ−２２２３（Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ）およびＹＢＣＯ（ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ ）を組み込んだ被覆導体複合材を含む材料群から選択される、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記超伝導体磁石が、船舶の磁気シグネチャの永久および誘導成分を表わすために、永久磁気出力成分および可変磁気出力成分を示すように、前記超伝導コイルを制御可能に励磁するように構成された、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
船舶をエミュレートするための所望の磁気シグネチャの生成を促進するために、地球の表面上における装置の緯度の関数として、前記超伝導体磁石構造の前記磁気出力が可変であるように、制御可能に超伝導コイルを励磁するように構成され、前記装置は少なくとも一つの位置センサを含み、前記装置の緯度を決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、特定の船の磁気シグネチャをエミュレートする標的エミュレーションモード（ＴＥＭ）で動作可能な磁気シグネチャ装置である、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は機雷設定モード（ＭＳＭ）で動作可能であり、特定タイプの機雷に関連する磁気シグネチャを、前記機雷をトリガするために生成するようにプログラムされた、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記掃海装置が、一つまたはそれ以上の掃海装置にインタフェースで接続するためのインタフェースユニットを備え、前記インタフェースユニットが前記タービン発電機から他の掃海装置への電力「取出し」のための電気出力を備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記インタフェースユニットは、使用中に他の掃海装置への電力取出しが牽引および電力ケーブル接続を介して促進されるように構成された、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
第２の掃海装置に牽引および電力ケーブル接続を介して接続される際に、前記第２の掃海装置はまた、三軸磁気源として作用するように、三つの異なる軸に沿って配置された少なくとも３つの超伝導コイルを含む超伝導体磁石構造も備え、さらに前記第２の掃海装置の超伝導体磁石構造の超伝導コイルのそれぞれは、前記装置の各磁気モーメントとは異なる磁気モーメントを発生するように励磁される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記インタフェースユニットが制御インタフェースをさらに備え、よって前記掃海装置の前記制御ユニットが他の掃海装置の磁気出力を制御することができる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記タービン発電機および前記超伝導体磁石構造が、使用中に牽引および電力ケーブルを介して接続される別個の要素として実現された、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
磁気シグネチャ掃海方法であって、
三軸磁気源として作用するように三つの異なる軸に沿って配置された少なくとも３つの超伝導コイルを含む超伝導体磁石構造を備え、水力タービン発電機を使用した掃海装置を水中で牽引し、
前記掃海装置が水中を牽引されるときに、前記掃海装置に対して３つの次元において、要求される磁気モーメントを発生するように、前記超伝導体磁石構造の超伝導コイルのそれぞれに対して、前記水力タービン発電機によって駆動電流を供給すること、
前記磁気モーメントを特定の機雷対策任務に合わせて設定できるよう、センサを使用して前記磁気モーメントを監視し、前記センサの出力をフィードバック構成を介して制御ユニットへと通信すること、
前記磁気モーメントを制御すること、
ならびに、
掃海作業の際に、前記掃海装置の磁針路を監視し、前記掃海装置の磁針路に変化が検出された場合、
前記制御ユニットは、
前記掃海装置の磁針路の変化に応答して前記磁気モーメントを変化させるように、前記超伝導体磁石構造を制御すること
を含む方法。
【請求項１８】
前記方法が、前記タービン発電機の電力出力を監視すること、および前記電力出力の制御のためのフィードバック信号を供給すること、更に前記電力出力を特定の機雷対策任務に対して最適化するために、フィードバック信号を用いることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記タービン発電機が調整可能なピッチブレードを備え、よって、前記タービン発電機の電力出力を制御できるように、前記タービン発電機のドラッグ特性が調整可能である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
使用中に前記超伝導体磁石構造が船の磁気シグネチャの永久および誘導成分を表わすために永久磁気出力成分および可変磁気出力成分を示すように、前記超伝導体磁石構造を構成することを含む、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記方法が、複数の船をエミュレートするための所望の磁気シグネチャの生成を促進するために、前記磁気出力を位置の関数として変化させることをさらに含む、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法が、複数の前記掃海装置を水中で牽引することと、異なる方向において磁気モーメント全体を備えるように、少なくとも２つの前記掃海装置を励起することを含む、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数の掃海装置を制御し、船により発生された磁界を共にエミュレートする磁界を生成することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
水力発電機を利用して、前記複数の掃海装置用の駆動電流を発生させることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
直列配列に牽引されるように構成された複数の掃海装置を備えた磁気シグネチャ掃海構成であって、
前記掃海装置の各々は電源に接続された超伝導体磁石構造を含み、前記電源は、水中を牽引されることで該電源に電力を供給する少なくとも一つの水力タービン発電機を備えており、
前記超伝導体磁石構造が、三軸磁気源として作用するように、三つの異なる軸に沿って配置された少なくとも三つの超伝導コイルを含み、前記掃海構成は、各掃海装置の前記超伝導体磁石構造の前記超伝導コイルのそれぞれから出力される磁気モーメントを制御するための、少なくとも一つの制御装置を備え、
少なくとも二つの前記掃海装置のそれぞれは、
掃海作業の際に、少なくとも一つのセンサが、前記超伝導体磁石構造の磁気モーメントを監視するように構成され、フィードバック構成が、前記少なくとも一つの制御装置によって磁気出力を特定の機雷対策任務に合わせて設定できるよう、前記少なくとも一つのセンサから前記少なくとも一つの制御装置へとフィードバック信号を供給するように構成され、
前記掃海作業の際に、前記少なくとも一つの制御装置が、前記磁気掃海構成の磁針路を検出する針路センサからの出力を監視し、
前記磁気掃海構成の磁針路に変化が検出されたとき、
前記少なくとも一つの制御装置は、
前記掃海構成の磁針路の変化に応答して前記磁気モーメントを変化させるように、前記超伝導体磁石構造を制御する磁気シグネチャ掃海構成。
【請求項２６】
直列配列の複数の前記掃海装置は、電力ケーブルを介して接続され、前記水力タービン発電機の一つは、これらの掃海装置用の電源であるように構成された、請求項２５に記載の磁気シグネチャ掃海構成。
【請求項２７】
前記少なくとも一つの制御装置が、各掃海装置の前記超伝導体磁石構造からの前記磁気出力を制御し、船舶の誘導磁気成分および永久磁気成分の両方をエミュレートするように構成された、請求項２５に記載の磁気シグネチャ掃海構成。
【請求項２８】
請求項２５から２７のいずれか一項に記載の磁気シグネチャ掃海構成であって、前記少なくとも一つの制御装置が、地球の磁場における前記磁気掃海構成の方位の判定に応答して、各掃海装置の前記超伝導体磁気構造に備えられた前記超伝導コイルのそれぞれからの磁気モーメント出力を制御する構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大まかに、特に磁気シグネチャ掃海に関する掃海装置および掃海方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミュレートするための磁界を発生するために、永久磁石、従来の電磁石、または導電ループを含む。磁気シグネチャ掃海システムの目的は、船の磁気シグネチャをシミュレートすることによって機雷をトリガすることであり、それは特定のタイプの機雷によって展開される起爆トリガ技術の一つである。別のタイプの磁気シグネチャ掃海システムは、特定のタイプの機雷をトリガすることが知られているシグネチャを発生するように構成することもできる。そのような掃海システムは、船舶およびヘリコプタをはじめとする、ある種のプラットフォームから牽引される。
【０００３】
永久磁石を組み込んだ現在の掃海システムは、非常に重い構造であり、かつ、航行用コンパスとの潜在的干渉のため、一般的に空輸することが不可能ではないにしても難しいという不利点を有する。さらに、それらは、源強度および掃海システムの前進方向に関する選択肢が限られている。
【０００４】
従来の電磁石を組み込んだ他の現在の掃海システムは、牽引プラットフォームに搭載された発電機、およびケーブルによる電力供給を伴う牽引ケーブルを必要とし、それが結果的にかなり大きいケーブル構造を生じる傾向がある。その結果、牽引プラットフォームでかなりのボラード引張り能力が要求され、それはそのような掃海システムの多様性を制限する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
少なくとも好適な実施形態では、本発明の目的は、上記不利点の一つまたはそれ以上に対処しあるいは少なくとも有用な代替物を提供する、磁気シグネチャ掃海システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様では、三軸磁気源として作用するように、三つの異なる軸に沿って配置された少なくとも３つの超伝導コイルを含む超伝導体磁石構造と、超伝導コイルのそれぞれを制御可能なように付勢して、超伝導体磁石構造の超伝導コイルのそれぞれより発生される磁気モーメントを制御すべく、超伝導体磁石構造の前記超伝導コイルのそれぞれに駆動電流を供給するための、電源装置と、水中を牽引されることで該電源装置に電力を供給する水力タービン発電機への接続の一つと、超伝導体磁石構造への電流の供給を制御して、磁気モーメントを制御するように構成された制御ユニットと、磁気モーメントを監視するための少なくとも一つのセンサと、掃海作業の際に、少なくとも一つのセンサから制御ユニットにフィードバック信号を供給することで、超伝導体磁石構造の磁気出力を特定の機雷対策任務に対して設定できるフィードバック構成と、装置の磁針路を検出するための針路センサとを備えており、装置の磁針路を監視するために、針路センサが制御ユニットと通信し、装置の磁針路に変化が検出されたとき、制御ユニットは、装置の磁針路の変化に応答して磁気モーメントを変化させるように、超伝導体磁石構造を制御する磁気シグネチャ掃海装置を提供する。
【０００７】
タービン発電機は調整可能なピッチブレードを備え、よってタービン発電機のドラッグ特性は調整可能であることが有利である。
【０００８】
掃海装置は、使用中に制御ユニットへのリモートアクセスが可能になるように構成された、通信ユニットをさらに備えることが好ましい。通信ユニットは、音響、無線、誘導、またはケーブル式通信装置を含む群の中の一つまたはそれ以上を含むことができる。無線通信が好ましいが、スイープが海面下で操作される場合、ケーブル式または無線と音響との組合せが必要になるかもしれない。
【０００９】
超伝導体磁石は高温超電導体（ＨＴＳ）を備えることが有利である。アメリカン・スーパーコンダクタ・コーポレーションによって製造されたマルチフィラメント複合材（ＭＦＣ）ワイヤＢＳＣＣＯ−２２２３（Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ）およびＹＢＣＯ（ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ ）コーティングの被覆導体複合材（ＣＣＣ）は、使用できるＨＴＳの例である。使用に際しては、当初は、２０Ｋまで冷却される超伝導体磁石を用い、使用中は、超伝導体磁石は、約Ｔｃまで上昇することが可能である。
【００１０】
超伝導磁石を使用する掃海は、機雷設定モード（ＭＳＭ）または標的エミュレーションモード（ＴＥＭ）にすることができる。ＭＳＭでは、機雷論理が理解され、機雷をトリガさせる磁気シグネチャを発生するように超伝導磁石がプログラムされる。ＴＥＭでは、機雷論理は不明であり、超伝導磁石（または特定の超伝導磁石の線形牽引配列）が船の磁気シグネチャのポイント毎のコピー（エミュレーション）を生成するようにプログラムされる。一つまたはそれ以上の超伝導磁石の線形配列は、ＭＳＭまたはＴＥＭのどちらで掃海する場合にも使用することができる。ＴＥＭで掃海する場合、超伝導磁石の配列は、エミュレーション対象の船の磁気シグネチャと同一寸法の磁気シグネチャをスイープに与える必要がある。
【００１１】
制御ユニットは、船舶をエミュレートするための所望の磁気シグネチャの生成を促進するために、地球の表面上における装置の緯度の関数として、超伝導体磁石構造の磁気出力が可変であるように、制御可能に超伝導コイルを励磁するように構成することが好ましい。
掃海装置は、一つまたはそれ以上の他の掃海装置とインタフェースするためのインタフェースユニットを備えることができ、インタフェースユニットは、タービン発電機から他の掃海装置への電力の「取出し」のために、電気出力を備える。インタフェースユニットは、使用中に、他の掃海装置への牽引および電力ケーブル接続を介して、電力の取出しが促進されるように、構成することができる。
【００１２】
第２の掃海装置に牽引および電力ケーブル接続を介して接続される際に、第２の掃海装置はまた、三軸磁気源として作用するように、三つの異なる軸に沿って配置された少なくとも３つの超伝導コイルを含む超伝導体磁石構造も備え、さらに第２の掃海装置の超伝導体磁石構造の超伝導コイルのそれぞれは、前記装置の各磁気モーメントとは異なる磁気モーメントを発生するように励磁されることができる。
インタフェースユニットは制御インタフェースをさらに備え、よって掃海装置の制御ユニットは他の掃海装置の磁気出力を制御することができることが好ましい。
タービン発電機および超伝導体磁石は、使用中に牽引および電力ケーブルを介して接続されるように構成された、別個の要素として実現することができる。
【００１３】
本発明の第二の態様では、磁気シグネチャ掃海の方法を提供する。三軸磁気源として作用するように三つの異なる軸に沿って配置された少なくとも３つの超伝導コイルを含む超伝導体磁石構造及び水力タービン発電機を備える掃海装置を水中で牽引し、掃海装置が水中を牽引されるときに、掃海装置に対して３つの次元において、要求される磁気モーメントを発生するように、超伝導体磁石構造の超伝導コイルのそれぞれに対して、水力タービン発電機によって駆動電流を供給すること、磁気モーメントを特定の機雷対策任務に合わせて設定できるよう、センサを使用して磁気モーメントを監視し、センサの出力をフィードバック構成を介して制御ユニットへと通信すること、磁気モーメントを制御すること、ならびに、掃海作業の際に、前記掃海装置の磁針路を監視し、掃海装置の磁針路に変化が検出された場合、制御ユニットは、掃海装置の磁針路の変化に応答して磁気モーメントを変化させるように、超伝導体磁石構造を制御することを含む。
【００１４】
一実施形態では、該方法は、ユニットの磁針路、およびタービン発電機の電力出力を監視すること、および電力出力の制御のためのフィードバック信号を供給すること、更に電力出力を特定の機雷対策任務に対して最適化するために、フィードバック信号を用いることができる。
【００１５】
タービン発電機は調整可能なピッチブレードを備え、よって、タービン発電機の電力出力を制御できるように、タービン発電機のドラッグ特性は調整可能であることが有利である。
【００１６】
一実施形態では、超伝導体磁石は、使用中にそれが、船舶の磁気シグネチャの永久磁気成分および可変磁気成分の両方をエミュレートする出力を示すように構成される。
該方法は、複数の船をエミュレートするための所望の磁気シグネチャの生成を促進するために、磁気出力を位置の関数として変化することをさらに含むことが好ましい。
【００１７】
該方法は、複数の前記掃海装置を水中で牽引することと、異なる方向において磁気モーメント全体を備えるように、少なくとも２つの前記掃海装置を励起することを含む。
また、複数の掃海装置を制御し、船により発生された磁界を共にエミュレートする磁界を生成することができる。
該方法は、水力発電機を利用して、複数の掃海装置用の駆動電流を発生させることが好ましい。
【００１８】
本発明は、直列配列で牽引されるように構成された複数の掃海装置を備えた磁気シグネチャ掃海構成に及び、掃海装置の各々は電源に接続された超伝導体磁石構造を含み、電源は、水中を牽引されることで該電源に電力を供給する少なくとも一つの水力タービン発電機を備えており、超伝導体磁石構造が、三軸磁気源として作用するように、三つの異なる軸に沿って配置された少なくとも三つの超伝導コイルを含み、掃海構成は、各掃海装置の超伝導体磁石構造の超伝導コイルのそれぞれから出力される磁気モーメントを制御するための、少なくとも一つの制御装置を備え、少なくとも二つの掃海装置のそれぞれは、掃海作業の際に、少なくとも一つのセンサが、超伝導体磁石構造の磁気モーメントを監視するように構成され、フィードバック構成が、少なくとも一つの制御装置によって磁気出力を特定の機雷対策任務に合わせて設定できるよう、少なくとも一つのセンサから少なくとも一つの制御装置へとフィードバック信号を供給するように構成され、掃海作業の際に、少なくとも一つの制御装置が、磁気掃海構成の磁針路を検出する針路センサからの出力を監視し、磁気掃海構成の磁針路に変化が検出されたとき、少なくとも一つの制御装置は、掃海構成の磁針路の変化に応答して磁気モーメントを変化させるように、超伝導体磁石構造を制御するように構成されている。
直列配列の複数の掃海装置は、電力ケーブルを介して接続され、水力タービン発電機の一つは、これらの掃海装置用の電源であるように構成さているのが好ましい。
該構成は、少なくとも一つの制御装置が、地球の磁場における磁気掃海構成の方位の判定に応答して、各掃海装置の超伝導体磁気構造に備えられた前記超伝導コイルのそれぞれからの磁気モーメント出力を制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
最初に図１を参照すると、本発明を具現する掃海装置１０は、水力タービン発電機１２と超伝導体磁石構造１４を一つの容器内に組み込んでいる。図１に示した実施形態では、超伝導体磁石構造１４は、長手方向磁石コイル構造１６のみならず、垂直および側方磁気コイル構造１８および２０それぞれをも備える。コイル構造は、高温Ｔｃ超伝導体から形成される。アメリカン・スーパーコンダクタ・コーポレーション製造のマルチフィラメント複合（ＭＦＣ）ワイヤＢＳＣＣＯ−２２２３（Ｂｉ2Ｓｒ2Ｃａ2Ｃｕ3Ｏ10+δ）またはＹＢＣＯ（ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7-δ ）の被覆導体複合材（ＣＣＣ）は、ひとたび市販されれば、使用することができる。
【００２０】
掃海装置１０は牽引ケーブル２２に接続され、それは水力タービン発電機１２を利用する内蔵発電のため、ケーブルで電力を供給する能力を設ける必要が無い。出願人は、超伝導体磁石が、内蔵水力タービン発電機を通して生成することのできる必要な磁気出力強度を電力入力に提供することができ、したがって牽引船または車両からケーブルで電力を供給する構成の必要性は除去することができることを認識している。磁石を液体窒素で冷却すると、電力要件は１００Ｗつまり、オーストラリアニューサウスウェールズ州２０１１ガーデン・アイランドのＡＤＩリミテッドによって販売されている、ＡＡＧとして知られるオーストラリアン・アコースティック・ジェネレータで現在使用されているタービンから得られる電力出力の１０％もの低さになる。一実施形態では、超伝導磁石は、水中に投入されスイープとして牽引される前に、牽引船上でクライオクーラを使用して２０Ｋの動作温度まで冷却される。この構成では、超伝導体磁石は、その温度が臨界電流を使用可能な値未満に低減するレベルに上昇するまで、スイープとして使用される。
【００２１】
掃海装置または「スイープ」１０は、タービン発電機１２および超伝導体磁石構造１４を制御するための制御ユニット２４を備える。タービン１２の電力出力、スイープの磁針路、および磁石構造１４の磁気出力をそれぞれ監視するために、センサ２６、３４および２８がさらに設けられる。センサ３４および２８を介して収集されたデータは、図３にさらに詳しく示すように、所定の機雷対策作業のために掃海装置１０を作動させるために、電源装置４２および磁石構造１４の制御においてフィードバック機構で利用することができることは理解されるであろう。センサ２６はタービン出力を監視するために使用することができ、それは、適正な動作電流および電圧が電源装置４２に提供されるように、タービンブレードのピッチを調整することにより制御ユニット２４によって制御される。スイープの速度および深さを監視するために、さらなるセンサを設けることができる。
【００２２】
タービン１２の可変ピッチブレード３０は、牽引プラットフォームのドラッグを調整／低減することも可能であり、よって牽引プラットフォームにおける燃料資源が最も効率的に利用される。タービン速度が増加しすぎると、ピッチが粗くなってタービンシャフトの速度が制限される。タービンの速度または電力出力、および磁石の磁束出力は制御ユニットによって監視され、それはこれらのデータを使用してタービンのブレードピッチを制御し、それは次に牽引プラットフォームにおけるドラッグを制御する。
【００２３】
掃海装置１０はさらに、コマンドステーションと制御ユニット２４との間の通信を促進するために、通信ユニット３２を備える。例示的実施形態では、通信ユニットは、牽引プラットフォームまたは異なる遠隔位置に配置されたコマンドステーションからの無線通信用に構成される。しかし、異なる実施形態では、コマンドステーションと掃海装置１０との間の通信は、音響、誘導、またはケーブル式をはじめ、他の技術により達成できることを、当業者は理解するであろう。
【００２４】
例示的実施形態における制御ユニット２４は、所望の磁気シグネチャのシミュレーションを促進するために、磁石構造１４の磁気出力を時間および／または位置の関数として制御することができる。この制御は、掃海装置１０を地面／機雷位置上の低いレベルで牽引することを可能にし、それは次に最大磁気強度およびしたがって要求される電力を低減することができる。全ての磁気源は、遠距離からは双極子のように見える。磁気双極子による磁束密度は、距離の三乗で反比例して低下する。距離が半分になると、磁束密度は８倍に増加する。掃海装置をより低いレベルで牽引することができると、磁界要件はそれに応じて劇的に低減することができる。
【００２５】
船の磁気シグネチャは二つの成分、すなわち誘導性分および永久成分を有する。船の鉄成分は、建造中および建造後の両方で、地球の磁場に浸漬されている間の機械的振動および温度の変化の結果として獲得した多少の永久磁化、およびそれらが地球の磁場を集中させることによる誘導磁化を有する。地球の磁場における船の方位および地球の表面における船の位置によって、この誘導磁化はときどき永久磁化に加算され、ほかの場合には永久磁化から減算される。この効果をエミュレートするために、超伝導体磁石は、誘導成分および可変成分の和である磁界を発生する必要がある。この磁界は、地球の表面における磁石の方位および位置に応じて変化する。地球の表面における位置は、掃海は小さい領域で行われるので実際の掃海作業中は重要ではないが、スイープが大きい距離を輸送され、掃海活動を世界の異なる部分で実行する場合には、それが関係してくる。他方、スイープの方位が掃海作業中に変化する場合、スイープの方位の変化を反映するように、磁気モーメントを変化させなければならない。この方位は、ジャイロスコープコンパスの形のセンサ３４によって測定され、制御ユニット２４によって監視される。例えば、遠くから、コイルは双極子のように挙動する。船による磁界は双極子の配列としてモデル化することができ、したがって船のシグネチャは一つまたはそれ以上の超伝導コイルの配列によってエミュレートすることができる。磁気モーメントｍおよび位置ベクトルｒを持つ点双極子源による磁界Ｂは、
【００２６】
【数１】
0004486504.tif 000002
によって与えられ、ここで、
【００２７】
【数２】
0004486504.tif 000003
（式中、ＬＭは長手方向の磁化、ＡＭは船舶を横切る方向の磁化、ＶＭは垂直磁化である）、
【００２８】
【数３】
0004486504.tif 000004
（式中、ＰＬＭは長手方向の永久磁化、ＩＬＭは長手方向の誘導磁化である）、
【００２９】
【数４】
0004486504.tif 000005
（式中、ＰＡＭは船舶を横切る方向の磁化、ＩＡＭは船舶を横切る方向の誘導磁化である）、
【００３０】
【数５】
0004486504.tif 000006
（式中、ＰＶＭは垂直方向の永久磁化、ＩＶＭは垂直方向の誘導磁化である）、
θ＝針路、
φ＝緯度、
である。
【００３１】
針路は、ジャイロスコープコンパス３４を使用して測定され、緯度は図３のＧＰＳカード３８を使用して測定される。上の例は、誘導磁化の数値がシドニーで行われた測定に基づくことを想定している。伏角は緯度より高い精度をもたらすかもしれない。
【００３２】
今、図２に目を向けると、本発明は、別の実施形態では、多重磁気源構成１００に拡張することができる。その構成では、図１に関連して前述したタイプの第一または先頭の掃海装置１１０が、多数の別個の磁気源容器１１２、１１４と共に使用される。図２に示す実施形態では、牽引される配列の磁気源容器１１２、１１４は各々、図１に関連して上述した超伝導体磁石構造１４と基本的に同一である超伝導体磁石構造１１６を備える。先頭の装置１１０のタービン１２２から他の容器、例えば１１２、１１４の磁石構造１１６への配電のために、先頭の装置１１０と他の容器、例えば１１２、１１４との間に、複合牽引／電力「取出し」ケーブル接続１１８、１２０が設けられる。別の構成では、装置は個々に電力を供給することができ、あるいは後端装置がタービンを持ち、ケーブル接続１１８および１２０を介して先行容器に配布することができる。
【００３３】
ケーブル接続１１８、１２０はまた、先頭装置１１０の制御ユニット１２４と他の容器１１２、１１４の磁石構造１１６との間の制御インタフェース通信をも提供する。他の容器１１２、１１４のセンサ素子１２６から得られたセンサ信号を制御ユニット１２４に伝送するために、さらなる通信リンクが、ケーブル接続１１８、１２０を介して設けられる。したがって、フィードバック機構は、他の容器からのフィードバックおよび先頭容器の内蔵センサ１２８、１３０からのフィードバックを、掃海構成１００全体の電力出力および磁気出力の制御に利用することができることを、当業者は理解するであろう。スイープが船のシグネチャをエミュレート（ポイント毎にコピー）しており、スイープが方向を変えようとする場合、船舶のシグネチャの誘導成分は地球の磁場における船舶の方位に依存するので、この方向変化は磁気出力の変化によって達成しなければならない。速度センサまたはジャイロスコープコンパス１２８は方向の変化を検出し、次いで該変化を制御ユニット１２４に通信する。次いで制御ユニットは、標的船のシグネチャ特性を含むルックアップテーブルおよび上記の式（１）〜（５）を使用して、新しい磁気シグネチャを生成するようにコイルの出力を調整する。ＭＳＭモードで識別された機雷をトリガするための磁気トリガシグネチャを含むルックアップテーブルを提供することもできる。
磁気シグネチャはまた、通信ユニット３２を介して船からスイープに伝送することもできる。
【００３４】
本発明の別の拡張では、水力タービンを例えば先頭装置１１０の超伝導体磁石構造から物理的に分離し、図２に示した構成１００の要素間の接続、例えば１１８、１２０と同様の牽引および電力ケーブル接続を介して、二つの要素を相互接続することによって、モジュール的性質をさらに拡張することができる。
【００３５】
ここで、図３を参照すると、マイクロプロセッサに基づく制御ユニット２４は、三軸磁束磁力計３５を使用して、超伝導体磁石（この例ではソレノイドまたはコイル）１４の出力を監視する。超伝導コイル１４は、超伝導体をその臨界温度未満に維持するために、クライオスタット３６に包封される。全地球測位システム（ＧＰＳ）カード３８は、地球の表面におけるスイープの位置を決定するために使用される。センサ３４および４６はスイープの深さおよび速度をそれぞれ監視し、ジャイロスコープコンパスはスイープの針路を決定する。この深さ、速度、および針路は、ＧＰＳカード３８からの出力および磁束磁力計３５からの出力と一緒に制御ユニット２４に中継返送され、次いで制御ユニットは、コイルが適正な磁気モーメントを発生するように付勢されるように、電源装置４２の設定を調整する。電源装置４２は、タービン発電機１２によって供給されるＡＣ電力を整流し、ＤＣ電流をコイルに提供する。制御ユニット２４はタービン出力２６を監視し、電源装置４２の適正な電流および電圧を維持するように、ピッチ調整サーボ３１を介してタービンブレード３０のピッチを制御する。したがって二つのフィードバックループがあり、一方の３５Ａは磁石の磁気モーメントを制御し、他方の２６Ａはタービンブレードのピッチを制御する。制御ユニット２４は、コイルが最適な磁気出力またはモーメントを持つように付勢されるように、電力装置４２によって供給される電流をセンサ入力に基づいて調整し、制御ユニット２４はまた、適正な動作電圧および電流が電源装置４２に供給されるように、タービンブレードのピッチを制御する。タービン発電機の故障、またはタービン羽根車３０の固着またはジャミングに備えて、再充電可能なバッテリ４８をバックアップとして使用することもできる。
【００３６】
本発明を具現する磁気掃海装置は、類似の先行技術の従来の電磁石掃海システムで使用されている、牽引プラットフォームにおける大きいボラード引張り能力を必要とせず、かつ先行技術の永久磁石掃海システムとは異なり、容易に空輸可能であることを、当業者は理解するであろう。
さらに、特定の実施形態に示した本発明に対し、大まかに記載した本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変形および／または変化を施すことができることを、当業者は理解するであろう。したがって、本実施形態はあらゆる点において例証であって、限定ではないとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明を具現する単一磁気シグネチャ掃海装置の略図である。
【図２】本発明を具現する多重磁気源掃海装置の略図である。
【図３】本発明の磁気シグネチャ掃海装置の一部を形成するフィードバック制御システムの略機能ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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