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JP4823219B2 - 地上監視用飛行物体 - Google Patents

地上監視用飛行物体 Download PDF

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Description

本発明は、地上の目標物、特に、障害物で隠されているものを攻撃するのに用いられる、地上監視用飛行物体に関する。
一般に、小さな無人飛行機(ドローン)の形態をなす、地上監視用飛行物体は既知である。そのような飛行物体は比較的攻撃を受け易く、敵の防空防衛手段の簡単な目標物になる。更に、そのような飛行物体は連続して動いている必要があるので、地上の特定の領域を注意して観察するため停止できない。そのような欠点を回避するため、小さなヘリコプターの形態をしたドローンの製作が既に考えられたが、それもまた、非常に攻撃を受け易い。
加えて、これらの既知のドローンの形式に関係なく、航空機あるいはヘリコプタは偵察にのみ役立つが、それらが発見し観察する敵の目標物を攻撃するには役立たない。
本発明の目的は、これらの欠点を解消することである。
そのため、本発明によれば、地上監視用飛行物体は、細長い本体からなり、この本体は、上記の細長い本体の後方に向けられ、その横方向に配分されている第１排気ノズルと連携し、横方向の操縦力を発生するものであって、その操縦力の動作線は上記の飛行物体の重心を通過し、その操縦力は、上記の飛行物体の後端が下方を向いている少なくともほぼ垂直の監視位置で、その飛行物体を確実に上昇および移動させることのできる燃焼性推進剤を備えたタイプの上昇および移動用原動機と、
上記の細長い本体の後方に向けられ、その周囲横方向に配分されている第２排気ノズルと連携し、横方向の操縦力を発生するものであって、その操縦力は、上記の飛行物体を上記の少なくともほぼ垂直の監視位置に維持させることのできる燃焼性推進剤を備えたタイプの姿勢維持用原動機と、
上記の細長い本体の後に配置され、上記の飛行物体が上記の少なくともほぼ垂直の監視位置にある時地上を監視できるものとを備えた撮影手段と、
上記の上昇および移動用原動機と上記の姿勢維持用原動機とは、飛行物体の重心の両側に配置され、これら２つの原動機の各推進用装薬の燃焼中上記の重心は少なくともほぼ固定しているもので構成してある。
よって、本発明による飛行物体では、上昇および移動と、姿勢の制御とを、それらの機能のみに専念する２つの別個の原動機によって制御されるので、非常に正確に飛行物体の軌跡を追跡できるとともに、地上に対し飛行物体を非常に正確に垂直にさせることができる。従って、敵の地上の防空防衛手段から攻撃を受けにくく、アイドリング中注意して、地上の怪しい地域、例えば、障害物の後ろに隠れたものを監視できる。
更に、上昇および移動用原動機の操縦(操縦力による操縦)点の重心と空気力学的中心との表面上の一致より、上昇および移動用原動機ならびに突風を含む横方向の空気力は殆ど姿勢に影響を与えない。
上記の上昇および移動用原動機は、上記の姿勢維持用原動機より大きな質量を呈すると共に、飛行物体の重心にはこれより近いのが好ましい。上記の姿勢維持用原動機は上記の細長い本体の後方にあり、上記の上昇および移動用原動機は上記の飛行物体の重心の前側にある。
上記の撮影手段が観察した地上の鮮明な映像を再生できるよう、本発明の飛行物体の横揺れを制御する必要がある。上昇および移動用原動機は姿勢維持用原動機より感度の低い機能を果たすので、上記の飛行物体の横揺れを制御するのは上昇および移動用原動機であるのが好ましい。
本発明による飛行物体は、これに特定のもので、飛行物体が保持しない推進あるいは噴射装置を備えた発射および制御台によって、ある種の攻撃ミサイルについては既知の方法で発射されるのが好ましい。こうすれば、一般に発射を受け持つ後方原動機を、本発明による飛行物体から削除し、その代わりに上記の撮影手段を配置させることができる。
発射後、飛行物体は自主的に飛行する。例えば、前もって設定された飛行計画を実行する。変形例として、本発明による飛行物体は上記の発射および制御台とリンク(連結)する手段を備えてもよい。そうすれば、上記の台から情報を受け取れるし、計算させることも出来る。これにより飛行物体を軽くすることもできる。このリンク手段は既知の方法では、上記の飛行物体から巻き戻すことのできない少なくとも１つの光ファイバーからなる。よって、飛行物体と上記の台との間で流れる情報が妨害されない。
特に、観察した地上の上方での移動を容易にするため、本発明による飛行物体は、その細長い本体の前部に配置された追加の撮影手段を備えることもできる。
好ましい実施例では、本発明による飛行物体は、弾頭装薬を保持し、推進手段と案内手段とを備え、後部の撮影手段で検知した目標物を、宙返りすることなく、即ち、その後部を介して攻撃できる。その目標物の攻撃は、目標物の映像が上記のリンク手段によって送られる発射および制御台あるいは上記の飛行物体の保持する目標物偵察装置によって自動的に制御できる。
検知した目標物の方向への物体の推進手段と案内手段とは、上記の上昇および移動用原動機と上記の姿勢維持用原動機とから独立させれる。この場合、上記の目標物の方向への飛行物体の推進手段と案内手段とは上記の細長い本体の前部に配置された追加の原動機からなる。このような追加の原動機は、燃焼性推進剤を備えたタイプのもので、向きを変えられるノズルを設けることができる。そのような追加の原動機は飛行物体の投下することのできるフードの後ろに位置させることが好ましい。
変形例として、検知した目標物の方向へ飛行物体を推進させる手段と案内する手段とは、各々、上記の上昇および移動用原動機および姿勢維持用原動機とにより形成される。これらの原動機は、また、各々、細長い本体の前方に向けられ、その周囲で横方向に配分されている第３および第４ノズルと連携している。上記の第１ノズルと第２ノズルとは、向きを変えることができ、細長い本体の前方へ向いている場合は、上記の第３および第４ノズルを形成する。変形例として、上記の第３ノズルおよび第４ノズルは固定でき、上記の上昇および移動用原動機ならびに姿勢維持用原動機の各出口に配置された燃焼ガス供給スイッチシステムにより、上昇および移動用原動機ならびに姿勢維持用原動機により燃焼ガスが供給でき、よって、第１および第２ノズルあるいは第３および第４ノズルに燃焼ガスが供給できる。
添付図面各図は、本発明が実施される方法を明確にするものであり、図中同一符号は同一要素を示す。
図１から図４には、本発明による４つの実施例Ｉ〜IVの線図が示されている。
これらの実施例の各々は、長手方向軸Ｌ−Ｌを備え、前部２Ａおよび後部２Ｒを有する、筒状のような細長い本体２からなり、以下のものからなる。
燃焼性推進剤を備えたタイプの上昇および移動用原動機３であって、燃焼ガス用の排気ノズル４を有するもの。この排気ノズル４は、例えば４個あり、上記の細長い本体２の周面に等間隔に配分され、細長い本体２の後部２Ｒの方に向けられている。ノズル４の軸は上記の飛行物体１の重心ＣＧを通過するので、原動機３は横方向の操縦力を発生し、この操縦力の作用線は同様に上記の重心ＣＧを通過する。この操縦力は、例えば可動デフレクタにより既知の方法で制御可能である。上記のデフレクタは２つ以上、好ましくは３つの姿勢を取ることができ、少なくとも部分的に上記ノズル４を遮断するか、完全に開放できる。よって、ある種のミサイルには既知のように、上記の飛行物体１は、原動機３により「力」で操縦可能である。
姿勢維持用原動機５であって、同様に燃焼性推進剤を備え、燃焼ガスの排気ノズル６を有する。この排気ノズル６は、重心ＣＧから離れていて、例えば上昇および移動用原動機と同様に４個あり、上記の細長い本体２の周囲横方向等間隔で配分されており、その後部２Ｒに向けられている。姿勢維持用原動機５は、よって、横方向の操縦力を発生し、この操縦力も、例えば可動デフレクタにより既知の方法で制御可能である。このデフレクタも同様に２つ以上、好ましくは３つの位置を取ることができ、少なくとも部分的に上記ノズル６を遮断するか、完全に開放できる。ノズル６は重心ＣＧから離れているので、姿勢維持用原動機５は、上記の飛行物体１に対する「トルク」で操縦する。
原動機３と５は、飛行物体の重心の両側に配置されており、原動機３は原動機５より重くて、重心に近い。これらの原動機の燃焼性推進用装薬の燃焼は、原動機３と５が作動している時、重心ＣＧの位置が少なくともほぼ固定するように調節されている。
飛行物体１の実施例Ｉ(図１)と実施例IV(図４)では、ノズル４と６との向きは、矢印で示されているように変えることができ、それぞれ、破線で示すように細長い本体２の前部２Ａに向く位置７および８を採る。
実施例II(図２)では、上昇および移動用原動機３は、ノズル４に加えて、固定ノズル９を有する。この固定ノズル９は、上記の細長い本体２の周囲横方向等間隔で配分され、その前部２Ａに向けられている。既知の制御可能なスイッチ手段により、上昇および移動用原動機３は、ノズル４あるいは固定ノズル９のいずれかに燃焼ガスを供給できる。同様に姿勢維持用原動機５も、ノズル６に加えて、固定ノズル１０を有する。この固定ノズル１０は、上記の細長い本体２の周囲横方向等間隔で配分され、その前部２Ａに向けられている。既知の制御可能なスイッチ手段により、姿勢維持用原動機５は、ノズル６あるいは固定ノズル１０のいずれかに燃焼ガスを供給できる。
実施例III(図３)では、飛行物体１は、例えば燃焼性推進用装薬を備えたタイプの追加の原動機１１を有する。この原動機１１は、細長い本体２の前部２Ａ、例えば、投下することの出来るフードの後ろに配置される。この追加の原動機１１には、向きを変えることができるのが好ましい軸方向ノズル１３が、細長い本体２の前部２Ａに向けて設けられている。
全ての実施例ＩからIVにおいては、飛行物体１は、細長い本体２の後部２Ｒにフード１５で保護されたいるカメラ１４を備えている。このカメラ１４は、それが反応する放射線を通過させる。更に、これら全ての実施例ＩからIVは、ミサイルには既知の方法で、弾頭装薬と、電子飛行制御システム(図示略)と光ファイバー１６の巻き戻すことのできない受信器(図示略)を備える。
実施例IV(図４)では、飛行物体は、細長い本体２の前部２Ａに追加のカメラ１７を備える。
飛行物体１は、その実施例Ｉから実施例IVに拘わらず、発射および制御台によって発射できる。その発射および制御台１８には、発射後も、その発射筒１９に残留する飛行物体１の推進システムを備える。更に、飛行物体１は、巻き戻すことのできない受信器の光ファイバー１６によって上記の発射および制御台１８とリンク(連結)されている。そのような光ファイバー１６によって、飛行物体１と発射および制御台１８とは、飛行物体１にコンピュータを搭載する必要なく、情報を交換できる。
発射台１８によって発射された後、飛行物体１は、原動機３と５とを始動させて、それらのノズル４と６とにより推進され、操縦され、その後部２Ｒ、従ってそのカメラ１４が地上２０に向けられた垂直位置を取る。飛行物体はこの垂直位置で、姿勢および横揺れについては安定した状態で、そのカメラ１４がその下方の地上を観察するように、横方向に移動することができる。カメラ１４が、例えば、発射および制御台１８に対しては、障害物２２によって隠れている目標物２１を検知すると、飛行物体１は、細長い本体２の後部２Ｒを介して、(実施例ＩおよびIVでは)姿勢７および８にあるノズル４および６により、あるいは(実施例IIでは)固定ノズル９および１０により、あるいは(実施例IIIでは)追加の原動機１１およびノズル１３により、目標物に向け推進される。その存在が在り得た、隠れた目標物に向け発射された、高いアークを画く破壊的狙撃に特に対応する偵察および攻撃方法が図５に示されている。
図６に示されているように、飛行物体１が攻撃目標物２１を探し回らなければならない場合は、目標物のない地上の上方では、原動機３と５とにより、飛行物体１は水平姿勢に揺動し、目標物２１が存在すると思える地域を検査するため垂直監視位置に戻るまで、その状態で推進される。この水平飛行の段階では、追加のカメラ１７が特に有益である。
容易に分かるように、本発明は、発射台に対しては、障害物２２、２３により隠されているが、破壊する必要のある目標物２１が存在すると思える地上の連続地域を監視するのに特に有益である。
本発明による飛行物体の実施例Ｉを示す略図である。 本発明による飛行物体の実施例IIを示す略図である。 本発明による飛行物体の実施例IIIを示す略図である。 本発明による飛行物体の実施例IVを示す略図である。 上記の飛行物体の飛行の一例を示す略図である。 上記の飛行物体の飛行の他の例を示す略図である。

Claims (15)

  1. 地上監視用飛行物体であって、細長い本体(２)からなり、この本体(２)は、
    上記の細長い本体(２)の後方(２Ｒ)に向けられ、その周方向に配分されて配置してある第１排気ノズル(４)と連携して前記飛行物体を操縦するための横方向への操縦力を発生するものであって、上記の飛行物体の後端が下方を向いている少なくともほぼ垂直の監視位置で、その操縦力の動作線は上記の飛行物体の重心(ＣＧ)を通過し、その飛行物体を確実に上昇および移動させることのできるタイプの燃焼性推進剤を備えた上昇および移動用原動機(３)と、
    上記の細長い本体(２)の後方(２Ｒ)に向けられ、その周方向に配分されて配置してある第２排気ノズル(６)と連携して前記飛行物体を操縦するための横方向への操縦力を発生するものであって、上記の飛行物体を上記の少なくともほぼ垂直の監視位置に維持させることのできるタイプの燃焼性推進剤を備えた姿勢維持用原動機(５)と、
    上記の細長い本体の後部(２Ｒ)に配置され、上記の飛行物体が上記の少なくともほぼ垂直の監視位置にある時地上を監視できる撮影手段(１４)とを備え、
    上記の上昇および移動用原動機(３)と上記の姿勢維持用原動機(５)とは、飛行物体の重心を通る長手軸上で重心を挟む両側に配置され、これら２つの原動機の各推進剤の燃焼中上記の重心は少なくともほぼ固定してあるもの。
  2. 請求項１に記載の飛行物体であって、
    上記の上昇および移動用原動機(３)が姿勢維持用原動機(５)より、質量が大きく、飛行物体の重心に近いもの。
  3. 請求項１あるいは請求項２に記載の飛行物体であって、
    上記の姿勢維持用原動機(５)が上記の細長い本体(２)の後部に配置され、上記の上昇および移動用原動機(３)が上記の飛行物体の重心(ＣＧ)の前側にあるもの。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の飛行物体であって、
    上記の飛行物体(１)の横揺れの向きが上昇および移動用原動機(３)によって制御されるもの。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の飛行物体であって、
    飛行物体が保持しない推進あるいは噴射システムを備えた、その飛行物体に特有の発射および制御台(１８)によって発射されるもの。
  6. 請求項５に記載の飛行物体であって、
    上記の発射および制御台(１８)とリンクする手段を備えるもの。
  7. 請求項６に記載の飛行物体であって、
    上記のリンク手段が少なくとも１つの光ファイバー(１６)からなるもの。
  8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の飛行物体であって、
    上記の細長い本体の前部に配置された追加の撮影手段(１７)を備えるもの。
  9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の飛行物体であって、
    弾頭装薬を保持し、
    細長い本体の後部に配置された撮影手段(１４)によって検知された目標物(２１)を、その細長い本体の後部(２Ｒ)を介して飛行物体が攻撃できるよう推進手段と案内手段を備えるもの。
  10. 請求項９に記載の飛行物体であって、
    上記の目標物の方向に上記の飛行物体を推進する手段と案内する手段(１１・１３)が、上記の上昇および移動用原動機(３)と姿勢維持用原動機(５)とから独立しているもの。
  11. 請求項１０に記載の飛行物体であって、
    上記の目標物の方向に上記の飛行物体を推進する手段と案内する手段(１１・１３)が、上記の細長い本体(２)の前部(２Ａ)に配置された追加の原動機(１１・１３)からなるもの。
  12. 請求項１１に記載の飛行物体であって、
    上記の追加の原動機(１１・１３)が落下可能なフード(１２)の後ろにあるもの。
  13. 請求項９に記載の飛行物体であって、
    上記の目標物(２１)の方向に上記の飛行物体を推進する手段と案内する手段が、それぞれ、上記の細長い本体の周囲横方向に配分されその前部(２Ａ)に向けられている、上記の上昇および移動用原動機(３)と姿勢維持用原動機(５)と連携している第３および第４ノズルで形成されているもの。
  14. 請求項１３に記載の飛行物体であって、
    上記の第１および第２ノズル(４・６)の向きが変えられるものであって、それらが上記の細長い本体の前部(２Ａ)に向いている時は第３および第４ノズル(７・８)を形成するもの。
  15. 請求項１３に記載の飛行物体であって、
    第３および第４ノズル(９・１０)が固定されており、上記の上昇および移動用原動機(３)と姿勢維持用原動機(５)とにより燃焼ガスが供給されるもの。
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