(57)【要約】【課題】無人機及び他の資源は地上作戦に制限されないが、海上発射システムは、それらを展開するには不十分である。【解決手段】本発明の様々な態様に応じた海上展開の方法及び装置は、海洋艦船による展開に適用される浮揚性筐体と共同で働くことができる。前記浮揚性筐体は、海洋艦船から発射され、水面に浮上するように適用され得る。無人機のような資源は、水面に浮上した前記浮揚性筐体から展開される。【選択図】  図１
2012503167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人機の発射システムであって、
海洋艦船により展開され、発射前の前記無人機を収容する浮揚性筐体と、
前記浮揚性筐体に結合されており、該浮揚性筐体から前記無人機を選択的に発射する発射装置と、
少なくとも１つの環境状況に基づき所定の一組の基準から発射好機を判断し、判断された該発射好機の範囲内で前記発射装置に発射信号を提供する、前記発射装置に結合された制御装置とを含む、発射システム。
【請求項２】
前記浮揚性筐体の中に実質的に配置された第２の筐体を含み、
前記無人機は、前記第２の筐体に装填され、また該第２の筐体から発射され、
前記浮揚性筐体の一端部は水位線より上方に及び、
前記浮揚性筐体は実質的に垂直方向に浮揚し、
前記第２の筐体は前記浮揚性筐体に対して非垂直方向に回転する、請求項１に記載の発射システム。
【請求項３】
前記浮揚性筐体に結合された方向付け装置であって、前記無人航空機が卓越風に向けて発射されるように、前記浮揚性筐体を方向付ける方向付け装置を含む、請求項１に記載の発射システム。
【請求項４】
前記浮揚性筐体に結合された水面感知装置であって、前記浮揚性筐体の少なくとも一部が水位線より上方に及んでいるか否かを判断する水面感知装置を含む、請求項１に記載の発射システム。
【請求項５】
前記浮揚性筐体は、該浮揚性筐体の浮力を選択的に制御する浮力装置を含む、請求項１に記載の発射システム。
【請求項６】
前記浮力装置は膨張管を含む、請求項５に記載の発射システム。
【請求項７】
前記浮力装置は、前記無人機が発射された後に負の浮力を与える、請求項５に記載の発射システム。
【請求項８】
前記浮揚性筐体は、該浮揚性筐体の動きを制限する安定装置を含む、請求項１に記載の発射システム。
【請求項９】
前記安定装置は、前記浮揚性筐体の水面下の一端から延びるドローグを含む、請求項８に記載の発射システム。
【請求項１０】
前記発射装置は圧搾ガスにより前記無人機を発射する、請求項１に記載の発射システム。
【請求項１１】
前記浮揚性筐体に結合された通信装置を含み、該通信装置は、前記無人機と前記海洋艦船との間の通信リンクを提供する、請求項１に記載の発射システム。
【請求項１２】
前記通信システムは、前記浮揚性筐体に繋がれた無線周波数応答装置と、前記無線周波数応答装置を前記海洋艦船に接続する通信綱とを含む、請求項１１に記載の発射システム。
【請求項１３】
前記通信システムは、前記海洋艦船に繋がれたＵＨＦアンテナを含む、請求項１１に記載の発射システム。
【請求項１４】
無人機の発射システムを配備された潜水艦であって、
水中に放出される浮揚性圧縮容器と、
該浮揚性圧縮容器に配置された発射管であって前記無人機を収容し、また前記無人機の展開に先駆けて非垂直位置に回転される発射管と、
前記発射管に取り付けられた発射装置であってトリガー事象に応答して前記発射管から前記無人機を発射させる発射装置と、
前記発射装置に結合された制御装置であって少なくとも１つの環境状況に基づいて所定の一組の発射条件から発射好機を判断し、前記発射装置の起動トリガーとなる発射信号を前記発射装置に提供する制御装置とを含む、無人機の発射システムを配備された潜水艦。
【請求項１５】
前記浮揚性圧縮容器に結合された方向付け装置であって、前記無人機が卓越風に向けて発射されるように前記浮揚性圧縮容器を方向付ける方向付け装置を含む、請求項１４に記載の潜水艦。
【請求項１６】
前記浮揚性圧縮容器に結合され、前記浮揚性圧縮容器の第１の端部が水位線より上方に及んでいることを判断する水面感知装置を含む、請求項１４に記載の潜水艦。
【請求項１７】
前記浮揚性圧縮容器は、該浮揚性圧縮容器の浮力を選択的に制御する浮力装置を含む、請求項１４に記載の潜水艦。
【請求項１８】
前記浮力装置は膨張管を含む、請求項１７に記載の潜水艦。
【請求項１９】
前記浮力装置は、前記無人機が発射された後に前記浮揚性圧縮容器に負の浮力を与える、請求項１８に記載の潜水艦。
【請求項２０】
前記浮揚性圧縮容器は、該浮揚性圧縮容器の動きを制限する安定装置を含む、請求項１４に記載の潜水艦。
【請求項２１】
前記安定装置は、前記浮揚性圧縮容器の水中におかれた第２の端部から延びるドローグを含む、請求項２０に記載の潜水艦。
【請求項２２】
前記発射装置は圧縮空気のバーストにより前記無人機を発射する、請求項１４に記載の潜水艦。
【請求項２３】
通信装置を含み、該通信装置は前記無人機と前記潜水艦との間の通信リンクを提供する、請求項１４に記載の潜水艦。
【請求項２４】
前記通信システムは、前記浮揚性圧縮容器に繋がれた無線周波数応答装置と、該無線周波数応答装置を前記潜水艦に接続する通信綱とを含む、請求項２３に記載の発射システム。
【請求項２５】
前記通信システムは、前記潜水艦に繋がれたＵＨＦアンテナを含む、請求項２３に記載の発射システム。
【請求項２６】
ゴミ廃棄ユニットを有する水中機から無人機（ＵＡＶ）を展開する展開システムであって、
前記ゴミ廃棄ユニットを通過する筐体と、
該筐体に配置された浮力装置と、
前記ＵＡＶが装填される、前記筐体の中に配置された前記発射管と、
前記筐体の中で該発射管の第１の端部に配置されたＵＡＶ発射装置と、
少なくとも１つの環境条件に基づいて、所定の一組の発射条件から発射好機を判断し、前記発射装置の起動トリガーとなる発射信号を前記ＵＡＶ発射装置に提供する、前記発射装置に結合された制御装置とを含む、展開システム。
【請求項２７】
前記筐体に結合された方向付け装置であって、前記ＵＡＶが卓越風に向けて発射されるように前記筐体を方向付ける方向付け装置を含む、請求項２６に記載の展開システム。
【請求項２８】
前記筐体の第１の端部が水位線より上方に及んでいることを感知する、前記筐体に結合された水面感知装置を含む、請求項２６に記載の展開システム
【請求項２９】
前記浮力装置は、前記ＵＡＶが発射された後に前記筐体に負の浮力を与える、請求項２６に記載の展開システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００８年９月１８日出願の米国特許出願Ｎｏ．１２／２３３,３２８の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
海上発射資源は、魚雷発射管やミサイル管のような様々な手段で発射される。しかし、無人機のようないくつかの資源は、従来のシステムによる発射にあまり適していない。しかしながら、特に、偵察及び戦闘任務を遂行する無人機の利用は、成熟技術として増加している。様々な状況下における無人機の迅速な展開は、より速い、そして、しばしば観察が困難な情報収集を可能にする。無人機は、また、戦闘に先立つ目標の監視情報収集のために、人又は他の価値の高い資源と共に陸軍により利用される。無人機及び他の資源は、地上作戦に制限されないが、海上発射システムは、それらを展開するには不十分である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の様々な態様に応じた海上展開の方法及び装置は、海洋艦船により展開される浮揚性筐体と共同で働くことができる。前記浮揚性筐体は、海洋艦船から発射され、水面に浮上するように適用され得る。無人機のような資源は、水面に浮上した前記浮揚性筐体から展開される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
本発明のより完全な理解は、図面との関連を考慮して、詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することにより導かれる。図面において、同じ参照符号は、図面全体の同じ要素及びステップを示す。
【０００５】
【図１】本発明の典型的な実施例に従った無人航空システム発射台の水面下への展開を示す。
【図２】浮揚性筐体の断面を示す。
【図３】発射位置での第２の筐体を示す。
【図４】発射管及びＵＡＶ発射装置を示す。
【図５】前記浮揚性筐体と潜水艦との間の通信リンクを示す。
【図６】発射過程のフローチャートである。
【０００６】
図面中の要素とステップは、単純かつ明確に示され、必ずしも何らかの特定の順序に従って表されたものではない。例えば、同時に又は異なる順序で行われ得るステップが、本発明の実施例の理解を助けるために図示されている。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明は、機能要素及び様々な推移段階の用語で説明し得る。そのような機能ブロックは、特定の機能を果たすよう、また様々な結果を達成するように設計された多くのハードウェア又はソフトウェアコンポーネントにより実現される。例えば、本発明は、多種多様な働きを行う様々な浮力装置、容器、通信装置、展開資源、カバー、ハウジング、ばね、ハッチを使用することができる。加えて、本発明は、防衛手段、追跡装置、ミサイル又はロケットといった、水面又は水面より上方で使用される多くのデバイスに関連して実施することができ、また、ここに挙げるシステムは、本発明に関する適用の単なる一例である。さらに、本発明は、水中デバイスの展開、航空機の展開、制御装置の操作、発射装置の制御に関連する多くの従来技術を使用することができる。
【０００８】
本発明の様々な代表的実施例は、航空機の発射及び誘導装置に適用することができる。ある代表的実施例は、例えば、海洋艦船から無人機を発射するシステムを含むことができる。図１を参照するに、本発明の様々な態様に沿った、無人機１０６に関する海軍配備の発射システムの典型的な方法及び装置は、浮揚性筐体１０２及び海洋艦船１０４と共同して働く。
【０００９】
無人機（ＵＡＶ）１０６は、遠隔制御又は自動制御の航空機といった無人の航空機を含む。ＵＡＶ１０６は、水面発射の航空機として働く何らかの適切な装置を含むことができる。ＵＡＶ１０６は、また、何らかの適切な方式及びサイズで設計される。例えば、ＵＡＶ１０６は、浮揚性筐体１０２から発射される電気的推進力を備えた固定翼の航空機を含む。或いは、ＵＡＶ１０６は、内燃機関又はロケットモータといった非電気的な推進装置を有する。さらに、ＵＡＶ１０６は、例えば、格納庫の小型化を容易にすべく、折り畳み可能な又は拡張可能な操縦翼面を含む。或いは、ＵＡＶ１０６は、ヘリコプターのような回転可能な揚力面を持つ航空機又はジャイロコプターのような推進要素及び移動要素の組み合せを持つ航空機を含む。さらに他の実施例において、ＵＡＶ１０６は、従来とは違った推進装置を有するマイクロ航空機を含むことができる。
【００１０】
ＵＡＶ１０６は、また、発射に関する力に耐えるように設計される。例えば、１つの実施例において、発射時のＵＡＶ１０６の加速度は、重力の２５０倍を超える。他の実施例において、ＵＡＶ１０６は、ＵＡＶ１０６の失速速度と同等か又はそれに近い速度で浮揚性筐体１０２から発射されるように設計される。例えば、１つの実施例において、ＵＡＶ１０６は、ＵＡＶ１０６の失速速度の１．５から２倍の速度で発射される場合に、飛行へ上手く移行することが求められる。
【００１１】
ＵＡＶ１０６は、何らかの適切な方法で遠隔地から制御されるか、又は独立操縦が適切に行われる。１つの実施例において、ＵＡＶ１０６は、リアルタイムビデオ、レーダ追跡情報又は人口集中地域の中での対象地域確認といった監視用途及び情報送信用に設計される。他の実施例において、ＵＡＶ１０６は武器システム用に設計される。例えば、ＵＡＶ１０６は、ＵＡＶ１０６から発射されるように適切に設計された誘導ミサイル又は爆弾を携行することができる。他の実施例において、ＵＡＶ１０６は、自身が武器システムになることができて、ターゲットに向かって直接投下されるように適切に適用される。
【００１２】
本実施例はＵＡＶ１０６の発射に関連するが、本発明の様々な実施は、海洋艦船から発射される他の資源に適用することができる。例えば、ＵＡＶ１０６は、センサ、武器又は人員にも置き換えられる。前記資源は、空中若しくは水中へ発射されるか、又は浮揚性筐体１０２の中へ留まることができる。
【００１３】
海洋艦船１０４は、浮揚性筐体１０２を水中へ放出する。海洋艦船１０４は、潜水艦、バチスカーフ、船若しくはボート、又は無人潜水機関といった水中使用の何らかの適切な装置を含む。本実施例において、海洋艦船１０４は、ゴミ廃棄ユニット(ＴＤＵ)、ミサイル発射装置、又は魚雷発射管を有する潜水艦を含む。海洋艦船１０４は、また、ＵＡＶ１０６が発射された後に、ＵＡＶ１０６と通信し及び/又はＵＡＶ１０６を制御するように適用される。
【００１４】
浮揚性筐体１０２は、展開用の水面又は水面近くに展開される前記資源を移動させる容器を含む。浮揚性筐体１０２は、防水容器のような何らかの適切な容器を含むことができる。ＵＡＶ１０６を発射する本実施例において、浮揚性筐体１０２は、ＵＡＶ１０６用の浮揚した発射台を提供する。浮揚性筐体１０２は、例えば、発射前の水の浸入及び/又はダメージからＵＡＶ１０６を保護すべく、ＵＡＶ１０６を少なくとも部分的に囲む。浮揚性筐体１０２は、管、筒又は箱といった、水面又はその近辺からＵＡＶ１０６を収容又は発射するように設計された何らかの装置を含む。浮揚性筐体１０２は、また、水上から水中に投下されること、又は海洋艦船１０４が水中にある間、部分的に潜水している間若しくは完全に潜水して間に放出されることを含む様々な方法により、水中配置用に設計される。さらに浮揚性筐体１０２は、資源の輸送に適用することができる。
【００１５】
浮揚性筐体１０２は、金属、プラスチック又は複合材料といった海洋環境での使用に適した何らかの物質から成る。本実施例において、浮揚性筐体１０２は、様々な水深に展開されることに関係する水の浸入及び/又は圧力に耐えるべく、ステンレス鋼から成る。
【００１６】
浮揚性筐体１０２は、また、従来の海洋艦船１０４の発射装置に組み入れられるように設計される。例えば、浮揚性筐体１０２は、潜水艦搭載のＴＤＵによって水中に放出されるよう設計された浮揚性圧縮容器を含む。他の実施例においては、浮揚性筐体１０２は、魚雷発射管やミサイル発射管によって発射されるよう設計される。本実施例においては、浮揚性筐体１０２は、ＴＤＵによる発射を容易にすべく、潜水艦搭載のＴＤＵ中に置かれる標準の弾筒と概ね同寸法である。さらに、浮揚性筐体１０２は、一人での運搬及び使用、並びに/又は海洋艦船１０４搭載の簡易格納庫にあわせて設計される。
【００１７】
浮揚性筐体１０２は、また、追加部品を収容することができる。例えば、図２を参照するに、浮揚性筐体１０２は、浮揚性筐体１０２及び浮力装置２０２の中に少なくとも部分的に配置された第２の筐体２０４を含む。浮揚性筐体１０２は、また、浮揚性筐体１０２の動作を制御する制御装置を含むことができ、風及び／又は荒海といった様々な周囲の状況下での動作用に設計された方向付け装置及び安定装置を同様に含むことができる。
【００１８】
前記制御装置は、浮揚性筐体１０２の操作を制御する。前記制御装置は、浮揚性筐体１０２からＵＡＶ１０６を展開する何らかの適切なシステムを含み、浮揚性筐体１０２内、又はＵＡＶ１０６内に配置される。前記制御装置は、また、電気回路の集合程度に簡易になり、又は複合機能を持つ組込コンピュータシステム程度に複雑にもなる。前記制御装置は、浮力装置２０２、方向付け装置、安定装置、ＵＡＶ発射システム、センサ、ハッチ放出装置、通信装置の操作といった様々な他の装置を制御する。
【００１９】
例えば、前記制御装置は、所定のタイミングシーケンス（timing sequence）、受信された命令及び/又は選択された状況に従った特定の一組の指示を実行するように設計されたシステムを含む。例えば、前記制御装置は、様々な周囲状況を判断し、またＵＡＶ１０６の発射成功率を向上する方式に対応する。１つの実施例において、前記制御装置は、卓越風の方向、風速並びに水面の波の高さ及び周波数を決定した後に、発射好機を判断するように適用される。この情報は、それから、ＵＡＶ１０６を任意の時点に発射できるかどうかを決定する所定の一組の基準と比較される。発射好機は、対向する波、横風に対してＵＡＶ１０６を発射できる可能性の減少、又は他の作戦に依存した変数に基づく。
【００２０】
発射されたＵＡＶ１０６が目撃又は発見される可能性を最小にすることは、作戦の有効性を高める。前記制御装置は、ＵＡＶ１０６が浮揚性筐体１０２から発射される力を制御することができる。例えば、卓越風の風速が遅い時、飛行へうまく移行するためにより強い発射力が必要とされる。しかし、風の強い状況下では、ＵＡＶ１０６をうまく発射するのに、さほどの発射力は必要とされない。また、発射力の制御は、発射の痕跡又は発射時のＵＡＶ１０６の騒音を減ずることができる。
【００２１】
浮揚性筐体１０２は、また、センサとして水深計及び／又は水面感知装置を含むことができる。前記水面感知装置は、浮揚性筐体１０２の一部が水面に近づくか又は水面を突破するときを特定する何らかの適切なシステムを含むことができる。例えば、図１を参照するに、浮揚性筐体１０２の一端は水面上に及ぶように設計され、ＵＡＶ１０６が、露出した前記一端から外へ発射できるようにしている。１つの実施例においては、前記水面感知装置は、水面上に及ぶ浮揚性筐体１０２の前記一端又はその近くに海水閉回路（salt water completion circuit）を備える。前記一端が水面を突破するとき、前記回路が開放して、前記制御装置に送信される信号を生成する。前記信号は、何らかの適切な応答として発射の順序やその他の機能を起動する。例えば、浮揚性筐体１０２が水面上に浮かんでいることを前記水面感知装置が一度判断すると、ＵＡＶ１０６を発射する前記浮揚性筐体の前記一端を露出すべく、浮揚性筐体１０２のカバーが、押し出され、回転され又は別の方法により浮揚性筐体１０２から除去される。他の実施例においては、水面感知装置は、水面下の深さの変化率の確認に適切に設計された水深センサを含む。一度その変化率がゼロ又はおよそゼロになると、前記水面感知装置は、浮揚性筐体１０２が水面を突破したことを示す信号を提供する。
【００２２】
浮力装置２０２は、浮揚性筐体１０２が水面に浮揚することを許す。浮力装置２０２は、正の浮力を有する浮力要素、膨張性バッグ、膨張可能構造といった浮揚性筐体１０２の浮力を供給及び／又は制御する何らかの適切なシステムを含むことができる。例えば、図２を参照するに、本実施例の浮力装置２０２は、浮揚性筐体１０２の一端の近くに位置する膨張環を含む。前記膨張環は、何らかの適切な方式として、浮揚性筐体１０２内に含まれる圧縮又は圧搾ガスにより膨張する。前記膨張環を膨張させる前記ガスは、酸素、酸素／炭素混合、又は不活性ガスであるヘリウム若しくはアルゴンといった何らかの適切なガスを含む。
【００２３】
浮力装置２０２は、また、膨張性筐体１０２の浮力が制御されるよう選択的に働くことができる。例えば、再び図1を参照するに、膨張性筐体１０２が潜水した潜水艦から放出されると、膨張性筐体１０２は、前記潜水艦が膨張性筐体１０２の水面に向かう経路から離れるまで、負の浮力又は中立の浮力に設定される。浮揚性筐体１０２の負の浮力は浮揚性筐体１０２自身の重量や材質によって得られ、又は浮揚性筐体１０２はバラストとして取り外し可能な重りを含み、前記バラストが放出されるまで、該バラストは、最初に浮揚性筐体１０２が沈降する要因になる。
【００２４】
本実施例において、浮力装置２０２は、圧縮ガス源と接続されまた前記制御装置により制御されるバルブ装置で制御される。前記バルブ装置は、浮力を制御すべく系統的に浮力装置２０２へ圧縮ガスを吐出し、又は、前記バルブ装置は、ほとんど即座に正の浮力をもたらすように設定される。例えば、浮揚性筐体１０２は、放出に続いて即座に水面に浮上することを必要としないが、代わりに、潜水艦及び他の海洋艦船１０４が隣接地域を離れる時間を提供すべく、又は選択された時間まで発射を遅らせることを許すべく、ＵＡＶ１０６が発射されるまで、所定の深度に留まる必要がある。例えば、浮揚性筐体１０２が水中へ発射されてから、ＵＡＶ１０６が発射されるまでの総時間が１０分ならば、遠隔信号に応答した必要時のより迅速な発射を考慮にいれて、浮揚性筐体１０２を水面下に放出して水面下のある深度に留めることが望ましい。
【００２５】
浮力装置２０２は、さらに、浮揚性筐体１０２を沈めて水中へ戻すべく、動作を停止することができる。例えば、ＵＡＶ１０６の発射又はＵＡＶ１０６の作戦完了の後、浮揚性筐体１０２は、もはや必要とされない。したがって、浮揚性筐体１０２を水中に沈めることが望ましい。ＵＡＶ１０６の発射後に浮揚性筐体１０２を沈めることは、また、海洋艦船１０４の位置をわかりにくくする。
【００２６】
浮揚性筐体１０２は、関連ある資源を展開し又は作戦を完了する何らかの適切な内容物を含むことができる。例えば、浮揚性筐体１０２は、センサ、空気若しくは燃料の供給品、発射システム、武器、又は他の適切な貨物を含む。ＵＡＶ１０６を展開する本実施例においては、図２及び図４を参照するに、第２の筐体２０４を含むＵＡＶの打上システムは、実質的には浮揚性筐体１０２内に配置される。第２の筐体２０４は、ＵＡＶ１０６用の発射管４０４と、発射管４０４の下にあるＵＡＶ１０６発射用のＵＡＶ発射装置４０２とを含む。第２の筐体２０４は、浮揚性筐体１０２内に完全に配置され及び／又は浮揚性筐体１０２に組み込まれる。例えば、第２の筐体２０４は、水面上に及んだ浮揚性筐体１０２の端点の一部を含む。
【００２７】
第２の筐体２０４は、ＵＡＶ１０６の周囲に、防水又は半防水の密封材を提供するように適用される。例えば、第２の筐体２０４は、水の浸入及び圧力を防ぐべく設計された圧力容器を含む。第２の筐体２０４の一端は、また、発射に先立って開くように設計され、ＵＡＶ１０６を外気にさらす。代替的には、第２の筐体２０４は、浮揚性筐体１０２の前記一端上のカバーが外されるときにむき出しとなる開口端に取り付けられた管を基本的に含む。
【００２８】
第２の筐体２０４は、また、ＵＡＶ１０６の発射成功の可能性を高めるように設計される。図３を参照するに、前記第２の筐体は、打ち上げの際にＵＡＶ１０６の仰角を制御するために、浮揚性筐体１０２から独立して回転するよう設計される。例えば、浮揚性筐体１０２は、概ね垂直方向に水面上へ及ぶように設計される。しかしながら、ＵＡＶ１０６のこの方向への発射は、発射から制御可能な飛行へうまく移行する最高の可能性をもたらさない場合がある。発射成功の可能性を高めるために、第２の筐体２０４は、垂直方向からさらに水平方向へ向かって所定量回転するように設計される。本実施例においては、第２の筐体２０４は、垂直から約３０°のような選択された量回転することができ、ＵＡＶ１０６は結果として水面上で６０°方向に打ち上がる。他の実施例においては、第２の筐体２０４は、０°〜９０°の範囲で回転するよう設計される。第３の実施例において、第２の筐体２０４は、風、波の高さ、又は周囲の障害物といった環境状況を前提として適切な姿勢へ選択的に回転するよう設計される。
【００２９】
第２の筐体２０４の回転は、何らかの適切な方法として、機械的に又は空気圧によって制御することができる。１つの実施例においては、第２の筐体２０４はロックシステムで定位置に保持され、ロックを取り除くと、第２の筐体２０４は自重で所定位置に回転する。他の実施例においては、バネや他のバイアス機構が、第２の筐体２０４を所定位置に回転するべく使われる。なお、さらに他の実施例では、第２の筐体２０４は、様々な条件に基づく特定の量に第２の筐体２０４を選択的に回転させる電気モータへ接続される。
【００３０】
第２の筐体２０４は、前記水面感知装置又は前記制御装置からの信号に応えて回転することができる。例えば、浮揚性筐体１０２が水面を一度突破すると、第２の筐体２０４を定位置に保持したロックシステムは、前記水面感知装置からの信号に応えて解除される。他の実施例において、前記制御装置は、打ち上げ順序（launch sequence）が開始されるまで、垂直位置に第２の筐体２０４を維持する。
【００３１】
浮揚性筐体１０２は、さらに、浮揚性筐体１０２の方向及び動作を制御する目的の追加システムを含むことができる。例えば、再び図３を参照するに、浮揚性筐体１０２は、風感知装置３０２及び安定装置３０４を含むことができる。風感知装置３０２は、風速及び／又は風向にしたがって、浮揚性筐体１０２を感知し、また向きを変える。
【００３２】
風感知装置３０２は、吹き流し、風向計若しくは風向風速計といった卓越風の風向及び／又は風速を感知する何らかの適切なシステムを含むことができる。例えば、風感知装置３０２は、水面感知装置に応答して、又は浮揚性筐体１０２若しくは第２の筐体２０４からカバーを外されると直ちに、浮揚性筐体１０２の頂上より上に及ぶように適切に設計された吹き流しを含むことができる。風感知装置３０２は、卓越風に対応できる何らかの適切な材質として、布又は浮揚性筐体１０２自身の一部から成る。
【００３３】
風感知装置３０２は、また、ＵＡＶ１０６が卓越風に向けて発射されるように、浮揚性筐体１０２の向きを変えるべく適切に設計される。例えば、吹き流しは、浮揚性筐体１０２から離れて伸びることができ、吹き流しにかかる力は吹き流しを後方へ流すといった方法で、浮揚性筐体１０２に適用された回転動作をもたらす。
【００３４】
安定装置３０４は、通過する波又は潮流により生じる浮揚性筐体１０２の逆向きの加速によって、浮揚性筐体１０２を安定させることができる。安定装置３０４は、碇又はドローグ（drogue）といった様々な環境下における浮揚性筐体１０２の安定性を向上する何らかの適切なシステムを含むことができる。本実施例において、安定装置３０４は、波により生じる浮揚性筐体１０２の加速度を減ずべく、適切に設計された可変長のドローグを含む。図３を参照するに、前記ドローグは、浮揚性筐体１０２の下面から下向きに伸ばされる。前記ドローグは、浮揚性筐体１０２に堅く結合されるか、浮揚性筐体１０２の下側へ拘束されるか、又は浮揚性筐体にその他の方法で結合される。例えば、前記ドローグは、浮揚性筐体１０２の全長の約半分と等しい長さで、浮揚性筐体１０２の下方へ伸びる重りを含む。
【００３５】
さらに、安定装置３０４は、振動や揺れが風によって生じた場合に、浮揚性筐体１０２を安定させるように設計される。例えば、浮揚性筐体１０２は、高速風又は荒海にさらされる場合に、潜在的に有害な動きを受けやすい。本実施例において、２０ノット以上の風速と８フィート以上の波、又はピアソン−モスコビッツのシースペクトラム（Pierson-Moskowitz Sea Spectrum）の風浪階級で４と同値の間ずっと、安定３０４は、前記浮揚性筐体を安定させるべく適切に適用される。他の実施例において、前記安定装置は、風浪階級が４前後の際に安定を維持するよう設計される。
【００３６】
ＵＡＶ発射装置４０２は、浮揚性筐体１０２からＵＡＶ１０６を発射する。ＵＡＶ発射装置４０２は、空気圧で、機械的に、又は爆発によって、ＵＡＶを発射する何らかの適切なシステムを含むことができる。例えば、潜水艦において、非発火の発射装置は、保管及び取扱の理由から適切である。他の実施例においては、火工品は、打上の成功を達成すべく使用される。再び図４を参照するに、ＵＡＶ発射装置４０２は、発射管４０４に取り込まれて、ＵＡＶ１０６を発射するのに圧縮ガスを利用する。前記圧縮ガスは、酸素又は窒素といった何らかの適切なガスを含む。或いは、前記圧縮ガスは、不活性ガス又は非爆発性に混合された混合ガスを含むことができる。
【００３７】
ＵＡＶ発射装置４０２は、また、発射の際の可視又は可聴の痕跡を減ずるよう設計される。例えば、いくつかの作戦は、ＵＡＶ１０６をできるだけ密かに展開させる必要を余儀なくする隠密展開を必要とする。したがって、発射装置４０２、発射管４０４及び／又は浮揚性筐体１０２は、ＵＡＶ１０６の発射の際に生じる音を遮断するように設計される。
【００３８】
通信装置は、ＵＡＶ１０６と情報の送信及び／又は受信をすべく適切に適用される。前記通信装置は、ＵＡＶ１０６とやり取り行い又はＵＡＶ１０６を制御する何らかの適切なシステムを含むことができる。前記通信装置は、自立システム（stand alone system）として、又は従来のシステムに組み込まれるように設計される。例えば、図５を参照するに、前記通信装置は、浮揚性筐体１０２に搭載された無線周波数(RF)通信応答装置を含み、浮揚性筐体１０２は、海洋艦船１０４に搭載された標準無線周波数インターフェースパネルに、通信綱５０２を介して接続される。通信綱５０２は、また、浮揚性筐体１０２及び／若しくは海洋艦船１０４に取り付けられ並びに／又は浮揚性筐体１０２及び／若しくは海洋艦船１０４から取り外せるように設計される。他の実施例においては、前記通信装置は、海洋艦船１０４に導入された従来のＵＨＦマストアンテナを経由して送信されるＲＦデータリンクを含むことができる。他の実施例において、前記通信装置は、通信綱５０２と既存通信装置との組合せである。
【００３９】
前記通信装置は、さらに、海洋艦船１０４の操縦者がＵＡＶ１０６の発射及び／又は飛行を制御できるように設計される。或いは、前記通信装置は、管制コンピュータがＵＡＶ１０６の飛行を制御させる。他の実施例においては、前記通信装置は、ＵＡＶ１０６に導入された監視装置からデータストリームを受け取るべく、専ら用いられる。
【００４０】
操作において、図６を参照するに、第２の筐体２０４及びＵＡＶ１０６を含む浮揚性筐体１０２は、海洋艦船１０４の発射装置へ装填される（６０２）。発射の際に、浮揚性筐体１０２及び／又は第２の筐体２０４は、密閉、圧縮、防水されたユニットを含む。ＵＡＶ１０６は、第２の筐体２０４の中に密閉され、第２の筐体２０４は、浮揚性筐体１０２の中に配置される。
【００４１】
浮揚性筐体１０２は水中へ放出される。浮揚性筐体１０２は、ロック、ハッチ、魚雷発射管、ミサイル管、表面棚又は他の適切なメカニズムといった何らかの適切な方式により発射される。例えば、前記浮揚性筐体は、潜水艦に搭載されたゴミ廃棄ユニット(ＴＤＵ：trash disposal unit)へ装填され、それから、水面レベル以下のある深度の水中へ排出されることができる（６０４）。
【００４２】
また、浮揚性筐体１０２は、水面に浮上し、ある期間深さを維持し、又は初期には沈降することができる。例えば、まず、浮揚性筐体１０２は、浮揚性筐体１０２が放たれた地点から前記潜水艦が離れる間に、より深い深度に最初に沈降する（６０６）。これは、浮揚性筐体１０２が前記潜水艦と接触することを防止するのに役立ち、又は防護目的に、潜水艦が浮揚性筐体１０２との距離をかせぐ追加時間を提供する。或いは、浮揚性筐体１０２は、発射後に実質的に同一の深度を保つことができ、又は水面へ上昇を始めることができる。
【００４３】
本実施例において、浮揚性筐体１０２は、所定の深度に又は選択された期間潜水し、それから上昇を始める。例えば、水深計、タイマー又は遠隔命令は、選択された時間又は深度で浮力装置２０２を始動する。浮力装置２０２は、中立の浮力、又は正の浮力のいずれかを浮揚性筐体１０２へ提供するよう設計される。中立の浮力は、前記潜水艦が離れる間に、前記浮揚性筐体が深すぎる深度まで沈むことを防止するのに役立つ。正の浮力は、浮揚性筐体１０２に、水中で自身の深度を減じさせ、また結果的に、水面を突破させる。
【００４４】
本実施例において、浮揚性筐体１０２は最初に負の浮力を持ち、浮力装置２０２の始動により、前記浮揚性筐体は、選択された期間に中立の浮力となり、その後、正の浮力となって表面へ上昇する。例えば、浮揚性筐体１０２が水中に入った後に、水面下の深度を維持する中立の浮力に向けて浮力装置２０２が始動される前に、前記制御装置は、浮揚性筐体１０２がさらに２０フィート沈むことができるようにプログラムされる（６０８）。５分後、浮力装置２０２は、正の浮力に達するべく始動され、そして浮揚性筐体１０２は、表面へと上昇し始める（６１０）。或いは、前記装置は、負から正の浮力へと直接移行することができる。
【００４５】
浮揚性筐体１０２は、ＵＡＶ１０６の発射及び／又は他の仕事といった水面作業を進めるべく水面に浮遊する。例えば、浮揚性筐体１０２は、浮揚性筐体１０２の比較的小さな部分が水面上にさらされ、一方、残りの部分が沈む程度に浮遊することができる。本実施例においては、浮揚性筐体１０２及び浮力装置２０２は、浮揚性筐体１０２の一端が水面上に及ぶ程度に設計される（６１２）。
【００４６】
浮揚性筐体１０２は、また、更なる任務に着手すべく、自身が水面へ達したことを判断することができる。本実施例においては、前記水面感知装置である海水閉回路は、水面を突破したことを示す信号を制御装置に発信する（６１４）。それに応じて、前記制御装置は、前記ＵＡＶ発射装置を露出すべく、頂上にあるハッチを開ける追加の作業を開始することができる。
【００４７】
浮揚性筐体１０２は、また、安定装置３０４の始動によって、水中で浮揚性筐体１０２を安定させることができる（６１６）。例えば、前記水面感知装置からの信号を受けて、前記制御装置は、波又は風により生じた走行及び運動を最小限にすべく、ドローグや他の安定装置を伸ばす。しかし、前記安定装置は、発射時、浮上時にいつでも動作し、又は全く作動しなくてもよい。
【００４８】
風感知装置３０２は、また、風の方向及び／又は速度を感知し、それに応じて浮揚性筐体１０２を方向づけることができる（６１６）。例えば、浮揚性筐体１０２は、吹き流し又は風向計を伸ばす。吹き流し又は風向計の風の抵抗は、吹き流しや風向計が順風となるように浮揚性筐体１０２を回転させる性質がある。よって、ＵＡＶ１０６は、近づいてくる風の中へ直接発射される。
【００４９】
その後、前記水上作業は、ＵＡＶ１０６の打ち上を完了する。本実施例においては、浮揚性筐体１０２が、適切な位置に配置され、また安定した後、第２の筐体２０４は、完全な垂直と完全な水平との間のある角度へ、浮揚性筐体１０２に対して相対的に回転させられる（６１８）。第２の筐体２０４は、ＵＡＶ１０６が発射成功の可能性を高める仰角で発射される程度に回転する。前記回転角度は、前記制御装置により制御されるか、又は所定の値に設定される。
【００５０】
それから、ＵＡＶ発射装置４０２は、選択された発射好機の範囲で、ＵＡＶ１０６を打ち上げるべく始動される（６２０）。本実施例において、圧縮ガスは、発射管４０４の外へＵＡＶ１０６を押し出すべく、ＵＡＶ１０６の後部に対して即座に吐出される。しかし、ロケット、爆発物、カタパルトといった何らかの適したメカニズムは、ＵＡＶ１０６を発射することができる。
【００５１】
加えて、通信は、海洋艦船１０４、ＵＡＶ１０６、浮揚性筐体１０２並びに／又は野外に展開された部隊及び／若しくは遠隔武器システムといった他の適した要素間で確立される。本実施例において、ＵＡＶ１０６は、ＵＡＶ１０６を制御すべく及び／又は前記ＵＡＶから海洋艦船１０４へデータを送信すべく、海洋艦船１０４と通信を行う。前記ＵＡＶは、前記海洋艦船と、ＲＦ通信経由で直接に通信を行い、又は、ＵＡＶ１０６は、通信綱５０２経由で海洋艦船１０４に繋がれた前記浮揚性筐体の無線周波数応答装置を通じて、前記浮揚性筐体経由で海洋艦船１０４と通信を行う。
【００５２】
水面作業を完了すると、浮揚性筐体１０２は、その位置にとどまること、再利用目的で海洋艦船１０４へと戻されること、又は沈むことができる。例えば、ＵＡＶ１０６の打ち上げ後、浮力装置２０２は、環の空気を抜くことにより活動を停止する。浮揚性筐体１０２は、その後、海底へ沈むことができる。或いは、浮揚性筐体１０２は、通信を容易にすべく、水面に選択された期間留まり続けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
上記において、本発明を明確で典型的な実施例を参照して説明した。しかし、特許請求の範囲に記載の本発明の要旨から逸脱しない範囲で、様々な修正及び変更がなされうる。上記及び図面は、限定ではなく実施例であり、修正は、本発明の要旨に含むことを目的とする。したがって、本発明の範囲は、記載された単なる例示によってよりも、特許請求の範囲及びそれらの法律上均等なものによって決定されるべきである。
【００５４】
例えば、方法又はプロセスクレームに列挙されたステップは、何らかの命令で実行され、特許請求の範囲に表された特定の命令に制限されない。さらに、何らかの装置クレームに列挙された構成及び／又は要素は、様々な置き換えの下で、組み合わされ、さもなければ実施面から設計され、したがって、特許請求の範囲に列挙された特定の構造に制限されない。
【００５５】
利益、その他の利点及び問題の解決は、特定の実施例に関連して上述のように説明してきたが、利益、利点、問題の解決又は何らかの特定の利益、利点、解決を顕著に生じさせ若しくは顕著にする何らかの要素は、いずれかの又は全ての特許請求の範囲の重大な、必須の、不可欠な特徴若しくは構成と解釈してはならない。
【００５６】
この説明に用いられる用語、「含む」、「備える」、「有する」、又は何らかの活用は、構成要素のリストに含まれるプロセス、方法、品物、構成又は装置が、列挙されたそれらの構成要素だけを含まず、プロセス、方法、品物、構成又は装置などに本来備わっている又はリストに表されないその他の要素を含む非排他的な包含に言及することを目的とする。本発明の実施に用いられる上述の構成、配置、適用、割合、要素、物質又は成分の他の組み合わせ及び／若しくは修正は、明確に列挙されなかったものに加えて変更され、又は、さもなければ、同一の一般原理から離れることなく、特定の環境、製造の仕様、パラメータ設計又は他の作動要求に特に適応される。
【符号の説明】
【００５７】
１０２    浮揚性筐体（膨張性筐体）
１０４    海洋艦船
１０６    無人機（ＵＡＶ）
２０２    浮力装置
２０４    第２の筐体
３０２    風感知装置
３０４    安定装置
４０２    発射装置
４０４    発射管
５０２    通信綱
【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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【国際調査報告】
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