(57)【要約】      （修正有）【課題】無人飛行機に、離陸用パラフォイルと着陸用パラフォイルを使用することにより、低速、且つ、短距離で離陸及び着陸できる無人飛行機の狭地での発進及び回収方法を提供する。【解決手段】無人飛行機の狭地での発進及び回収方法に次の手段を採用する。第１に、無人飛行機１には、離陸用パラフォイル６が、第１の接続部の切り離し装置に接続され、着陸用パラフォイル７が、第２の接続部に接続されてパラフォイル収納室に収納保管される。第２に、無人飛行機１は、発進時には、離陸用パラフォイル６を曳航離陸し、所定高度到達後、離陸用パラフォイル６を切り離し、巡航飛行に移行する。第３に、無人飛行機１は、回収時には、着陸用パラフォイル７を自動的にパラフォイル収納室より機体上方に押し出し、着陸用パラフォイル７を開傘させ、着陸動作に入る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発進時に作用する離陸用パラフォイルと回収時に作用する着陸用パラフォイルを機体に装備した固定翼を有する無人飛行機の狭地での発進及び回収方法であって、
前記無人飛行機には、
前記離陸用パラフォイルが、前記機体に設けられた第１の接続部の切り離し装置にライザーを介して接続され、
前記着陸用パラフォイルが、前記機体に設けられた第２の接続部にライザーを介して接続されて前記機体上面に設けられた開閉可能なパラフォイルハッチを有するパラフォイル収納室に収納保管され、
前記無人飛行機は、
発進時には、前記離陸用パラフォイルを曳航離陸し、所定高度到達後、前記切り離し装置により前記ライザーを前記第１の接続部から切り離すことにより前記離陸用パラフォイルを前記機体から切り離し、前記無人飛行機を巡航飛行に移行させ、
回収時には、前記パラフォイルハッチを開放し、前記着陸用パラフォイルを自動的に前記パラフォイル収納室より前記機体上方に押し出し、前記着陸用パラフォイルを開傘させ、エンジン操作により着陸地点へ誘導されることを特徴とする無人飛行機の狭地での発進及び回収方法。
【請求項２】
上記パラフォイルハッチが、上記着陸用パラフォイルと接続されており、該パラフォイルハッチが開放されてパラフォイル収納室が開けられ、該パラフォイルハッチが上記機体より離され、前記着陸用パラフォイルに曳航されることを特徴とする請求項１記載の無人飛行機の狭地での発進及び回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行機に離陸用パラフォイル及び着陸用パラフォイルを装備し、該無人飛行機の狭地での発進及び回収を可能とする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無人飛行機にパラシュートを搭載する技術は存在した。特許文献１は、無人飛行機に、パラシュート射出装置とバルーンを搭載し、無人飛行機を回収する無人飛行機回収装置を開示している。これら従来の無人飛行機に利用されるパラシュートは無人飛行機と地面との衝撃を緩和することを狙ったものであった。
【０００３】
ところで、近年、無人飛行機の狭地での発進や回収を可能とすることが求められていた。特許文献１記載の無人飛行機回収装置は、狭地での無人飛行機の発進でのパラシュートの利用には触れられておらず、その工夫が全くなされていないものであった。更に、狭地での回収には一定限度では役立つものの、落下着陸させるもので、通常の着陸動作のなかで利用するものではなかった。その上、パラシュート射出装置を必要とし、無人飛行機の構造の複雑化や重量化、高コスト化を招き好ましくなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２０８６７４号公開特許公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、無人飛行機に離陸用パラフォイルと着陸用パラフォイルを搭載し、該離陸用パラフォイルを使用することにより短い距離での離陸発進を可能とし、着陸用パラフォイルを使用することにより低速、且つ、短距離で正確な位置に着陸回収することを可能とする無人飛行機の狭地での発進及び回収方法を提供し、その上、着陸の際のパラフォイルの押し出しにパラフォイル射出装置を用いず、無人飛行機の構造の簡素化、低コスト化、低重量化、及び安全な離陸巡航着陸を確保しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の発明は、無人飛行機の狭地での発進及び回収方法に、次の手段を採用した。
第１に、発進時に作用する離陸用パラフォイルと回収時に作用する着陸用パラフォイルを機体に装備した固定翼を有する無人飛行機の狭地での発進及び回収方法である。
第２に、前記無人飛行機には、前記離陸用パラフォイルが、前記機体に設けられた第１の接続部の切り離し装置にライザーを介して接続され、前記着陸用パラフォイルが、前記機体に設けられた第２の接続部にライザーを介して接続されて前記機体上面に設けられた開閉可能なパラフォイルハッチを有するパラフォイル収納室に収納保管される。
第３に、前記無人飛行機は、発進時には、前記離陸用パラフォイルを曳航離陸し、所定高度到達後、前記切り離し装置により前記ライザーを前記第１の接続部から切り離すことにより前記離陸用パラフォイルを前記機体から切り離し、前記無人飛行機を巡航飛行に移行させる。
第４に、前記無人飛行機は、回収時には、前記パラフォイルハッチを開放し、前記着陸用パラフォイルを自動的に前記パラフォイル収納室より前記機体上方に押し出し、前記着陸用パラフォイルを開傘させ、エンジン操作により着陸地点へ誘導される。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明におけるパラフォイルハッチが、上記着陸用パラフォイルと接続されており、該パラフォイルハッチが開放されてパラフォイル収納室が開けられ、該パラフォイルハッチが上記機体より離され、前記着陸用パラフォイルに曳航されることを付加した無人飛行機の狭地での発進及び回収方法である。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明は、離陸用パラフォイルを装備することにより無人飛行機の短距離での離陸発進を可能とし、且つ、着陸用パラフォイルを装備することにより無人飛行機を短距離で正確な位置への着陸回収することを可能として、狭地での無人飛行機の発進及び回収を実現することができた。
【０００９】
離陸用パラフォイル及び着陸用パラフォイルの装備に加え、パラフォイルハッチを開放後にパラフォイル射出装置を用いることなく自然にパラフォイルを機体外部に押し出すことができるので、無人飛行機の機体の構造を簡素化することができ、更に、軽量化や低コスト化を達成することができた。
【００１０】
第２の発明は、パラフォイルハッチが着陸用パラフォイルと接続されており、パラフォイルハッチを開放してパラフォイル収納室が開けられ、該パラフォイルハッチが上記機体より離され、着陸用パラフォイルの開傘後は着陸用パラフォイルの後方で曳航されるので、パラフォイルハッチが単独で地上に落下する危険がない上、着陸用パラフォイルに絡まるといった問題もなくなり、無人飛行機の順調な飛行が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】無人飛行機の離陸発進時から着陸回収時までの流れを示す説明図。
【図２】離陸時の無人飛行機を示す斜視説明図
【図３】着陸時の無人飛行機を示す斜視説明図
【図４】パラフォイル収納室と切り離し装置を示す機体の部分斜視説明図
【図５】発進時の離陸シーケンス制御を示すフローチャート。
【図６】回収時の着陸シーケンス制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に従って、本発明を実施する形態について説明する。図１は、無人飛行機の離陸発進時から着陸回収時までの流れを示す説明図で、符号１は、無人飛行機である。図２は、離陸時の無人飛行機１を示す斜視説明図で、図３は、着陸時の無人飛行機１を示す斜視説明図である。
【００１３】
無人飛行機１は、図２及び図３に現れるように機体３に固定翼２を有する航空機であって、動力によって推力を得て前進するとともに固定翼２によって揚力を得ることで飛行するものである。エンジンの力で機体上部（胴体部上方）にあるメインローターと呼ばれる回転翼で揚力を発生し飛行するヘリコプターのような回転翼機は含まない。実施例の無人飛行機１の動力は、プロペラ５であり、図２及び図３に詳細に現れるように固定翼２の後方で、機体３の胴体部１１の後部４に設けられている。
【００１４】
機体３には、発進時に作用する離陸用パラフォイル６と回収時に作用する着陸用パラフォイル７が装備されている。離陸用パラフォイル６は、機体３の固定翼２の中央部に設けられた第１の接続部８の切り離し装置９に、離陸用パラフォイル６のライザー１０を介して、切り離し可能に接続されている。第１の接続部８及び切り離し装置９は、図４に現れている。
【００１５】
尚、第１の接続部８に接続されたライザー１０は、次に説明する第２の接続部１２，１３の近傍に設けられたフック２２、２３に掛けられて、離陸用パラフォイル６の作用時の機体３の安定化を図っている。フック２２、２３は図４に現れている。切り離し装置９が作動し、ライザー１０が第１の接続部８より切り離されると、ライザー１０は離陸用パラフォイル６本体に曳かれ、フック２２，２３を通過して機体３より離れる。
【００１６】
着陸用パラフォイル７は、固定翼２の上面左右２カ所に設けられた第２の接続部１２、１３に着陸用パラフォイル７のライザー１４を介して固定接続されている。第２の接続部１２、１３は、着陸用パラフォイル７の作用により機体３が不安定にならないよう固定翼２の上面中、胴体部１１の外側近傍にあたる位置に設けられている。第２の接続部１２、１３は図４に現れている。尚、着陸用パラフォイル７は、着陸動作完了まで切り離す必要がないため、切り離し装置は存在せず、第２の接続部１２、１３に固定されていて良い。
【００１７】
図４に示されているように、機体３の胴体部１１で、固定翼２の取り付け位置よりやや前方にパラフォイル収納室１５が設けられている。パラフォイル収納室１５には、パラフォイルハッチ１６が開閉可能に装着されている。該パラフォイル収納室１５に着陸用パラフォイル７が収納保管されている。尚、パラフォイルハッチ１６は、図３に示されるように機体３より放出されたときに、着陸用パラフォイル７に曳航されるよう着陸用パラフォイル７自体に接続されている。
【００１８】
以下、図１に示す無人飛行機の離陸発進時から着陸回収時までの流れを示す説明図に従い、動作順序について説明する。離陸動作順序の概略は、図５の発進時の離陸シーケンス制御を示すフローチャートに示されている。
【００１９】
離陸発信時の動作は次の通りである。図１の上段に図示される。動作は左より右に向かって進行する。先ず、離陸用パラフォイル６は、予め、ライザー１０を介して、第１の接続部８の切り離し装置９に接続されている。左右のライザー１０は、フック２２，２３に掛けられて、離陸用パラフォイル６の作用時の機体３の安定化を図っている。
【００２０】
離陸用パラフォイル６は、展開した状態で待機され、その状態から離陸用パラフォイル６を曳航しながら離陸のための滑走を開始する。離陸のための滑走は１０ｍから１５ｍの距離、時間にして３秒から４秒、最高速度３０ｋｍ／ｈから４０ｋｍ／ｈ程度で終了し、離陸後、６００ｍの距離、時間にして６０秒、最高速度３５ｋｍ／ｈで指定高度（実施例の無人飛行機１では高度２００ｍ）に至る。図１上段左端の無人飛行機１が曳航離陸時状態を示している。
【００２１】
実施例の無人飛行機１と同型の離陸用パラフォイル６を装着していない無人飛行機の場合、離陸のための滑走に６０ｍから８０ｍの距離、時間にして６秒、最高速度７０ｋｍ／ｈから８０ｋｍ／ｈ程度を要し、離陸後、指定高度２００ｍに至るには、１０００ｍから１２００ｍの距離、時間にして５０秒、最高速度９０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈを要するのが通常である。このことから明らかなように、離陸用パラフォイル６を使用することにより低速及び短い距離での離陸発進を可能とし、無人飛行機１の狭地における発進を達成できた。
【００２２】
指定高度で、離陸用パラフォイル６を切り離す。切り離し装置９を作動させ、ライザー１０を第１の接続部８より切り離す。ライザー１０は離陸用パラフォイル６本体に曳かれ、フック２２、２３を通過して無人飛行機１より離れる。図１上段中央の無人飛行機１が離陸用パラフォイル６の切り離し時の状態を示している。尚、このとき、無人飛行機１は、離陸用パラフォイル６から得ていた浮力も切り離されるため、自重で機首が下がるが、その後、高度２００ｍでの巡航飛行へと移行する。図１上段右端の無人飛行機１が、巡航飛行の状態を示している。
【００２３】
予定の巡航飛行を完了すると無人飛行機１の着陸回収動作に入る。着陸動作順序の概略は、図６の回収時の着陸シーケンス制御を示すフローチャートに示されている。
着陸回収時の動作は次の通りである。図１の下段に図示される。動作は右より左に向かって進行する。
【００２４】
先ず、無人飛行機１を着陸用パラフォイル７の開傘コマンド設定ポイント（地点）に誘導する。図１下段右端の無人飛行機１がこの誘導状態を示している。尚、ここでの開傘コマンドは、指定速度（約８０ｋｍ／ｈ）、向かい風での自動操縦の水平飛行である。
【００２５】
エンジンを停止させ、パラフォイルハッチ１６を開放すると、着陸用パラフォイル７は、自動的にパラフォイル収納室１５より機体３上方に押し出され開傘する。着陸用パラフォイル７がプロペラ５に当たらないようにするためエンジンを停止させるのであって、プロペラ５が機体前方に存在する場合は停止の必要はない。このときパラフォイルハッチ１６は無人飛行機１から放出されるが、パラフォイルハッチ１６は、図３に示されるように機体３より放出されたときに、着陸用パラフォイル７に曳航されるよう着陸用パラフォイル７自体に接続されているため、着陸地点まで曳航でき安全である。図１下段中央（右から３番目）の無人飛行機１がこのときの開傘状態を示している。
【００２６】
次に、無人飛行機１のエンジン操作により着陸地点へ誘導する。手動操作にて着地ポイントへ誘導しても良いし、風速、方位を読み取り、着陸に最適なコースを計算し着陸ポイントへ自動で誘導しても良い。このように着陸用パラフォイル７の開傘後も、エンジン操作があるため、機体制御が可能で、外乱を受けてもその都度修正ができ、落下回収方式と比べ極めて安全な回収が可能である。
【００２７】
誘導後、無人飛行機１は着地ポイントに着地着陸する。図１下段右から４番目の無人飛行機１が着陸地点への誘導状態を示しており、図１下段左端の無人飛行機１が着地状態を示している。高度２００ｍから着陸地点までは、距離にして６００ｍ、時間にして６０秒、最高速度３５ｋｍ／ｈで下降し、その後の停止までの滑走は、距離にして１０ｍから１５ｍ、時間にして３秒から４秒、最高速度３０ｋｍ／ｈから４０ｋｍ／ｈ程度である。
【００２８】
実施例の無人飛行機１と同型の着陸用パラフォイル７を装着していない無人飛行機の場合、高度２００ｍから着地するには、下降に１０００ｍから１２００ｍの距離、時間にして５０秒、最高速度９０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈを要し、その後の停止までの滑走に６０ｍから８０ｍの距離、時間にして６秒、最高速度７０ｋｍ／ｈから８０ｋｍ／ｈ程度を要するのが通常である。このことから明らかなように、着陸用パラフォイル７を使用することにより低速、且つ、短距離で正確な位置に無人飛行機を着地停止することを可能とし、無人飛行機１の狭地における回収を達成できた。その後、無人飛行機１は、エンジンを停止させ、着陸用パラフォイル７を切り離す。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・・・・無人飛行機
２・・・・・・固定翼
３・・・・・・機体
４・・・・・・後部
５・・・・・・プロペラ
６・・・・・・離陸用パラフォイル
７・・・・・・着陸用パラフォイル
８・・・・・・第１の接続部
９・・・・・・切り離し装置
１０、１４・・ライザー
１１・・・・・胴体部
１２、１３・・第２の接続部
１５・・・・・パラフォイル収納室
１６・・・・・パラフォイルハッチ
２２、２３・・フック
【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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