JP2011031738A - Cover, moving body and cover separation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体中を推進する移動体に関し、特に、推進中に移動体から分離されるカバーに関する。 The present invention relates to a moving body that propels in a fluid, and more particularly, to a cover that is separated from the moving body during propulsion.
流体中を推進する移動体として、空気中を推進する飛しょう体や、水中を推進する水中航走体が知られている。 As a moving body for propelling in the fluid, a flying body for propelling in the air and an underwater vehicle for propelling the water are known.
図1は、特許文献1に開示されたラムロケットを示す。ラムロケットは、燃焼室201に空気を供給するための空気通路202を備える。空気通路202は給気口205を介して燃焼室201と連通している。給気口205はカバー207によって閉塞されている。カバープレート206は、ヒンジピン210を介してランプ部203に回動可能に取り付けられている。カバープレート206は、空気通路202の空気取入口204を閉塞する位置に支柱208によって保持されている。支柱208及びカバー207の各々には、点火装置209に接続された爆薬が仕掛けられている。
FIG. 1 shows a ram rocket disclosed in
ラムロケットを所望のラム圧が得られる速度まで加速するブースタ飛行時においては、燃焼室201内でブースタ用固体燃料が燃焼する。このとき、空気取入口204及び給気口205は、カバープレート206及びカバー207によってそれぞれ閉塞されている。カバープレート206によって空気通路202に空気が取り込まれることが防がれるため、ラムロケットの空気抵抗が低減される。カバー207は、火炎が燃焼室201から空気通路202内に侵入することを防ぐ。
During booster flight in which the ram rocket is accelerated to a speed at which a desired ram pressure can be obtained, the booster solid fuel burns in the
ブースタ用固体燃料の燃焼が終了するまでに、ラムロケットは所望のラム圧が得られる速度に達する。ブースタ用固体燃料の燃焼終了に続いてサステーナ固体燃料に点火される。このとき、点火装置209が作動して支柱208及びカバー207が破砕される。カバープレート206は、カバープレート206を保持していた支柱208が破砕されるため、空気圧によってランプ部203の方に倒れる。したがって、空気取入口204及び給気口205が開口する。サステーナ固体燃料の一次燃焼により発生した一次燃焼ガスは、燃焼室201において空気通路202を介して取り込まれた空気と混合されて二次燃焼し、二次燃焼ガスを生成する。ラムロケットは、二次燃焼ガスを噴射してサステーナ飛行を行う。
By the end of the combustion of the booster solid fuel, the ram rocket reaches a speed at which the desired ram pressure is obtained. Following the end of combustion of the booster solid fuel, the sustainer solid fuel is ignited. At this time, the
図2は、特許文献2に開示された飛しょう体を示す。飛しょう体のジェットエンジン211に空気を取り込むための空気取入口212にシアピンによってカバー213が結合されている。カバー213は、ノズルをジェットエンジン211に向けたロケットモータを備える。飛しょう体を発射する場合、ロケットモータに点火する。ロケットモータが噴出す噴流によりジェットエンジン211が始動する。また、ロケットモータの推力によりシアピンが切断され、カバー213が飛しょう体から分離される。
FIG. 2 shows the flying object disclosed in
本発明の目的は、分離の信頼性が高いカバー、カバーを備えた移動体、及び、カバー分離方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a cover with high separation reliability, a movable body including the cover, and a cover separation method.
以下に、(発明を実施するための形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 The means for solving the problem will be described below using the numbers used in the (DETAILED DESCRIPTION). These numbers are added to clarify the correspondence between the description of (Claims) and (Mode for Carrying Out the Invention). However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (Claims).
本発明によるカバー(4)は、流体中を推進する機体(110)の第1部位(1、2)に係止されるカバー本体(5)と、係合部(8)と、カバー本体(5)と係合部(8)とを接続するアーム(6)とを具備する。機体(110)は、第1部位(1、2)の後方に位置する第2部位(3)を備える。係合部(8)は、機体(110)に対して回転可能なように、係合部(8)の機体(110)に対する回転位置が第1範囲にあるとき第2部位(3)から分離しないように、回転位置が第2範囲にあるとき第2部位(3)から分離するように、第2部位(3)と係合する。カバー本体(5)は、回転位置が第1範囲にある状態で第1部位(1、2)に係止される。カバー本体(5)は、機体(110)が流体中を推進するときに回転位置が第1範囲から第2範囲に変化するような流体力を受ける形状を有する。 The cover (4) according to the present invention includes a cover main body (5) locked to the first part (1, 2) of the airframe (110) propelled in a fluid, an engaging portion (8), and a cover main body ( 5) and an arm (6) for connecting the engaging portion (8). The airframe (110) includes a second part (3) located behind the first part (1, 2). The engagement portion (8) is separated from the second portion (3) when the rotation position of the engagement portion (8) with respect to the airframe (110) is in the first range so that the engagement portion (8) can rotate with respect to the airframe (110). In order not to engage, the second portion (3) is engaged so as to be separated from the second portion (3) when the rotational position is in the second range. The cover body (5) is locked to the first part (1, 2) in a state where the rotational position is in the first range. The cover body (5) has a shape that receives a fluid force such that the rotational position changes from the first range to the second range when the airframe (110) propels the fluid.
第2部位(3)は、ピン(31、32)と、フック対応部(33)とを備えることが好ましい。係合部(8)は、ピン対応部(81、82)と、フック部(83)とを備えることが好ましい。係合部(8)がピン(31、32)まわりに回転可能なように、ピン(31、32)及びピン対応部(81、82)が係合し、フック対応部(33)及びフック部(83)が係合する。フック部(83)は、回転位置が第1範囲にあるときにピン対応部(81、82)がピン(31、32)から離れないように、回転位置が第2範囲にあるときにピン対応部(81、82)がピン(31、32)から離れることを妨げないように、フック対応部(33)と係合する。 The second part (3) preferably includes pins (31, 32) and a hook corresponding part (33). The engaging portion (8) preferably includes a pin corresponding portion (81, 82) and a hook portion (83). The pin (31, 32) and the pin corresponding part (81, 82) are engaged so that the engaging part (8) can rotate around the pin (31, 32), and the hook corresponding part (33) and the hook part. (83) engages. The hook portion (83) is pin-compatible when the rotational position is in the second range so that the pin-corresponding portion (81, 82) is not separated from the pins (31, 32) when the rotational position is in the first range. The portion (81, 82) is engaged with the hook corresponding portion (33) so as not to prevent the portion (81, 82) from being separated from the pin (31, 32).
アーム(6)は、アーム(6)を伸長させるアクチュエータ(63)を備えることが好ましい。アーム(6)が伸長することでカバー本体(5)と第1部位(1)の係止が解除される。 The arm (6) preferably includes an actuator (63) that extends the arm (6). When the arm (6) extends, the cover body (5) and the first part (1) are unlocked.
アクチュエータ(63)は、ケース(64)と、ケース(64)内を移動可能なピストン(65)と、ピストン(65)を移動させるための燃焼ガスを発生する火薬(70)とを備えることが好ましい。 The actuator (63) includes a case (64), a piston (65) movable in the case (64), and an explosive (70) that generates combustion gas for moving the piston (65). preferable.
第1部位(1、2)は空気取入口(1)であることが好ましい。カバー本体(5)は、空気取入口(1)を閉じるように空気取入口(1)に係止される。 The first part (1, 2) is preferably an air intake (1). The cover body (5) is locked to the air intake (1) so as to close the air intake (1).
本発明による移動体(100)は、流体中を推進する機体(110)と、カバー(4)とを具備する。機体(110)は、第1部位(1、2)と、第1部位(1、2)の後方に位置する第2部位(3)とを備える。カバー(4)は、第1部位(1、2)に係止されるカバー本体(5)と、係合部(8)と、カバー本体(5)と係合部(8)とを接続するアーム(6)とを備える。係合部(8)は、機体(110)に対して回転可能なように、係合部(8)の機体(110)に対する回転位置が第1範囲にあるとき第2部位(3)から分離しないように、回転位置が第2範囲にあるとき第2部位(3)から分離するように、第2部位(8)と係合する。カバー本体(5)は、回転位置が第1範囲にある状態で第1部位(1、2)に係止される。カバー本体(5)は、機体(110)が流体中を推進するときに回転位置が第1範囲から第2範囲に変化するような流体力を受ける形状を有する。 The moving body (100) according to the present invention includes an airframe (110) that propels the fluid and a cover (4). The airframe (110) includes a first part (1, 2) and a second part (3) located behind the first part (1, 2). The cover (4) connects the cover main body (5) locked to the first part (1, 2), the engaging portion (8), the cover main body (5), and the engaging portion (8). An arm (6). The engagement portion (8) is separated from the second portion (3) when the rotation position of the engagement portion (8) with respect to the airframe (110) is in the first range so that the engagement portion (8) can rotate with respect to the airframe (110). In order not to engage, the second portion (8) is engaged so as to be separated from the second portion (3) when the rotational position is in the second range. The cover body (5) is locked to the first part (1, 2) in a state where the rotational position is in the first range. The cover body (5) has a shape that receives a fluid force such that the rotational position changes from the first range to the second range when the airframe (110) propels the fluid.
本発明によるカバー分離方法は、カバー(4)が取り付けられた機体(110)を発射するステップと、カバー(4)を機体(110)から分離するステップとを具備する。機体(110)は、第1部位(1、2)と、第1部位(1、2)の後方に位置する第2部位(3)とを備える。カバー(4)は、カバー本体(5)と、係合部(8)と、カバー本体(5)を係合部(8)に接続するアーム(6)とを備える。係合部(8)は、機体(110)に対して回転可能なように第2部位(3)と係合する。発射するステップにおいて、カバー本体(5)は第1部位(1、2)に係止され、係合部(8)の機体(110)に対する回転位置は第1範囲にある。分離するステップは、カバー本体(5)と第1部位(1、2)との係止を解除するステップと、カバー本体(5)が受ける流体力により、回転位置が第1範囲から第2範囲に変化するように係合部(8)が回転するステップと、係合部(8)が第2部位(3)から分離するステップとを備える。 The cover separating method according to the present invention includes the steps of firing the airframe (110) to which the cover (4) is attached and separating the cover (4) from the airframe (110). The airframe (110) includes a first part (1, 2) and a second part (3) located behind the first part (1, 2). The cover (4) includes a cover body (5), an engagement part (8), and an arm (6) that connects the cover body (5) to the engagement part (8). The engaging portion (8) engages with the second portion (3) so as to be rotatable with respect to the airframe (110). In the step of firing, the cover main body (5) is locked to the first part (1, 2), and the rotation position of the engaging portion (8) relative to the airframe (110) is in the first range. The separating step includes the step of releasing the lock between the cover body (5) and the first part (1, 2), and the rotational position from the first range to the second range by the fluid force received by the cover body (5). A step of rotating the engaging portion (8) so as to change to a position, and a step of separating the engaging portion (8) from the second portion (3).
係止を解除するステップは、アーム(6)が伸長するステップを備えることが好ましい。 The step of releasing the lock preferably comprises a step of extending the arm (6).
本発明によれば、分離の信頼性が高いカバー、カバーを備えた移動体、及び、カバー分離方法が提供される。 According to the present invention, a cover with high separation reliability, a movable body including the cover, and a cover separation method are provided.
添付図面を参照して、本発明によるカバー、移動体及びカバー分離方法を実施するための形態を以下に説明する。 With reference to an accompanying drawing, a form for carrying out a cover, a moving object, and a cover separation method by the present invention is explained below.
(第1の実施形態)
図3は、本発明の第1の実施形態に係る移動体100を示す。移動体100は飛しょう体である。移動体100は、移動体100の本体としての機体110と、機体110に取り付けられたカバー4とを備える。機体110は、シーカー120、制御装置130、推進装置140、翼150を備える。推進装置140及び制御装置130は、機体110の胴体115内に配置されている。シーカー120は、胴体115の前部に配置されている。翼150は胴体115に取り付けられている。機体110は、胴体115に取り付けられた通風路116を備える。
(First embodiment)
FIG. 3 shows the moving
シーカー120は、目標を捜索、発見、識別する。推進装置140は、機体110が空気中を推進するための推力を発生する。機体110は、矢印A1が示す方向に空気中を移動する。制御装置130は、機体110が目標に向かって移動するように、推進装置140及び翼150のいずれか一方又は両方を制御する。
通風路116は、胴体115から前方(矢印A1が示す方向)に延びている。通風路116の前端は空気取入口1として開口している。カバー4は空気取入口1を閉じている。
移動体100は、発射されると、ブースト飛行を行う。ブースト飛行において、移動体100は所望のラム圧が得られる速度まで加速する。移動体100が所望のラム圧が得られる速度に達した後、カバー4が移動体100から分離される。カバー4が移動体100から分離された後、機体110は、サステーナ飛行を行う。サステーナ飛行において、推進装置140は、空気取入口1から吸い込んだ空気を用いて燃料を燃焼して推力を発生する。
When the
空気取入口1がカバー4によって閉じられているため、移動体100は発射までの耐環境性が優れている。また、カバー4は、ブースト飛行時において、移動体100の空気抵抗削減及び空気取入口1における振動の発生防止に貢献する。
Since the
以下、カバー4の機体110からの分離について詳細に説明する。
Hereinafter, the separation of the
図4A乃至4Eは、カバー4を機体110から分離する過程を時系列に沿って示す。
4A to 4E show a process of separating the
図4Aに示すように、カバー4は、カバー本体5と、係合部8と、カバー本体5を係合部8に接続するアーム6を備える。カバー本体5は、空気抵抗の小さい楔形状を有する。カバー本体5の先端5aは、図4Aにおいて、胴体115から遠い側に偏っている。カバー本体5は、空気取入口1に差し込まれ、空気取入口1を閉じている。係合部8は、カバー4が係合部位3まわりに回転可能なように、通風路116の係合部位3と係合している。係合部位3は、空気取入口1よりも後方に配置されている。カバー本体5が空気取入口1に差し込まれた状態において、カバー4が係合部位3まわりに回転しないようにカバー本体5が空気取入口1に係止されている。
As shown in FIG. 4A, the
図4Bに示すように、後述するアクチュエータは、アーム6のアーム前部61及びアーム後部62が互いに離れるようにアーム6を伸長させる。アーム前部61はカバー本体5に固定されている。アーム後部62は係合部8に固定されている。その結果、カバー本体5は矢印A2が示す方向(前方)に移動し、カバー本体5と空気取入口1の係止が解除される。アクチュエータは、アーム6を伸長させた後、アーム6を伸長した状態に保つ。
As shown in FIG. 4B, the actuator described later extends the
図4A及び4Bにおいて、係合部8の係合部位3に対する回転位置は、第1範囲にある。カバー本体5が空気取入口1に係止された状態において、回転位置は第1範囲にある。
In FIG. 4A and 4B, the rotation position with respect to the
図4Cに示すように、矢印A3は、移動体100が上述の矢印A1の方向に飛しょうしているときの移動体100の周囲の気流の方向を示す。カバー本体5は、気流から矢印A4が示す方向の空気力を受けるような形状を有する。このような形状は、例えば、上述の先端5aの偏りにより与えられる。カバー4は、空気力により、係合部位3まわりに矢印A5が示す方向に回転する。カバー本体5が係合部8の前方に配置されているため、矢印A5が示す方向に回転を始めたカバー4が気流によって元の位置に戻されることが防がれる。カバー4が係合部位3まわりに回転することにより、係合部8の係合部位3に対する回転位置は、第1範囲から第2範囲へ変化する。
As shown in FIG. 4C, the arrow A3 indicates the direction of the airflow around the moving
図4Dに示すように、係合部8の係合部位3に対する回転位置が第2範囲になると、係合部8が係合部位3から分離される。係合部8が係合部位3から矢印A6が示す分離軌跡に沿って分離されるとき、カバー4が有する運動量は、カバー4が係合部8まわりに回転することにより得られたものである。カバー4は、上述の運動量により、機体110から遠ざかり、投棄される。アーム6によってカバー本体5及び係合部8の間の距離が大きく保たれるため、上述の運動量の機体110から離れる方向の成分が大きくなり、機体110から分離された後のカバー4が気流に押し流されて機体110に衝突することが防がれる。
As shown in FIG. 4D, when the rotational position of the engaging
図4Eを参照して、カバー4が機体110から分離されると、推進装置140は、上述のように、空気取入口1から吸い込んだ空気を用いて燃料を燃焼することができるようになる。
With reference to FIG. 4E, when the
本実施形態において、カバー本体5と空気取入口1の係止の解除にアクチュエータによる仕事が必要であるが、カバー4の機体110からの分離は空気力によって行われる。したがって、アクチュエータは出力の小さい小型軽量なもので十分であり、係止の解除後にカバー4を機体110から分離するための動力源が必要ない。したがって、移動体100が軽量化される。
In the present embodiment, work by the actuator is required to unlock the
更に、分離に利用する空気力の大きさは分離を妨げる空気抵抗と比例するため、飛しょう速度や高度の違いがカバー4の分離軌跡に影響しにくい。そのため、分離の信頼性が高くなる。
Furthermore, since the magnitude of the aerodynamic force used for separation is proportional to the air resistance that prevents separation, differences in flight speed and altitude are unlikely to affect the separation trajectory of the
更に、胴体115にカバー4を分離するための機構を設ける必要がないため、推進装置140が備える燃料タンクのためのスペースが十分に確保され、制御装置130のような胴体内構成品の配置の自由度が損なわれない。その結果、移動体100が小型軽量化される。
Further, since it is not necessary to provide a mechanism for separating the
以下、図5A及び5Bを用いてアーム6を詳細に説明する。
Hereinafter, the
図5Aは、アーム6が伸長する前の状態におけるアーム6の断面図である。アーム6は、上述のアーム前部61及びアーム後部62に加えてアクチュエータ63を備える。アクチュエータ63は、アーム後部62に固定されたケース64と、アーム前部61に取り付けられたピストンロッド66とを備える。ピストンロッド66は鍔部66cを備える。ピストンロッド66の端部66bに配置されたナット67を締め付けると、アーム前部61がアーム後部62に引きよせられる。この結果、アーム6に張力がかかり、カバー本体5が空気取入口1に押し付けられ、カバー本体5が空気取入口1に確実に係止される。
FIG. 5A is a cross-sectional view of the
図5Bに示すように、ピストンロッド66がケース64から飛び出す方向に移動することで、アーム前部61は鍔部66cによって押され、アーム6が伸長する。その結果、上述のようにカバー本体5と空気取入口1の係止が解除される。
As shown in FIG. 5B, when the
本実施形態において、火工品としてのアクチュエータ63を用いることが移動体100を軽量化する上で好ましい。以下、図6A及び図6Bを参照して、火工品としてのアクチュエータ63を詳細に説明する。
In the present embodiment, it is preferable to use the
図6Aに示されるように、アクチュエータ63は、ケース64内を移動可能なピストン65と、ケース64内の後部64b側に配置された燃焼ガス発生剤としての火薬70を備える。火薬70には、点火線69が接続されている。ピストンロッド66は、楔形状の基部66aを端部66bの反対側に備える。基部66aは、ピストン65に結合されている。基部66aは、ピストン65に近い側が太くケース64の前部64aに近い側が細いテーパ状になっている。アーム6が伸長する前の状態において、ケース64の前部64a及びピストンロッド66は、シアピン68により結合されている。
As shown in FIG. 6A, the
図6Bを参照して、点火線69を用いて火薬70に点火すると、火薬70は、燃焼ガス71を発生する。燃焼ガス71がピストン65に及ぼす圧力によりシアピン68がせん断され、ピストン65は前部64aに向かって移動し、ピストンロッド66はピストン65と同体にケース64から飛び出す方向に移動する。基部66aが前部64aに打ち込まれることでケース64及びピストンロッド66が相対的に移動しないように結合され、ピストンロッド66がケース64内に押し戻されることが防がれる。したがって、アーム6は、伸長した状態に保たれる。
Referring to FIG. 6B, when
ここで、ケース64は、燃焼ガス71が外に漏れないようにケース64内に閉じ込める。したがって、燃焼ガス71に対する機体110の熱防御が不要であり、機体110が小型軽量化される。さらに、ケース64に閉じ込められた燃焼ガス71の圧力によりピストン65が後部64b側に移動することが防がれるため、基部66aが前部64aに打ち込まれて結合されない場合であっても、アーム6は伸長した状態に保たれる。
Here, the
以下、図7、8、9A、9B、10、11A〜11F、12A、12Bを用いて、係合部8及び係合部位3を詳細に説明する。
Hereinafter, the engaging
図7に示すように、係合部8は、ピン対応部81及び82と、ピン対応部81及びピン対応部82の間に配置されたフック部83とを備える。ピン対応部81及び82の各々は、切り欠きが設けられた板形状を有する。ピン対応部81は、切り欠きに対応する位置に設けられた湾曲面81aと、ピン対応部82の反対側に配置された平面81bとを備える。ピン対応部82は、切り欠きに対応する位置に設けられた湾曲面82aと、ピン対応部81の反対側に配置された平面82bとを備える。平面81b及び平面82bは、互いに反対方向を向いている。フック部83は湾曲面83aを備える。
As shown in FIG. 7, the engaging
図8に示すように、係合部位3は、ヒンジピンとしてのピン31と、ピン31を支持するピン基部35と、ヒンジピンとしてのピン32と、ピン32を支持するピン基部36とを備える。ピン31及びピン32は、直線L1上に間隔を設けて配置されている。ピン31は、直線L1を軸とする外側円筒面31aを備える。ピン32は、直線L1を軸とする外側円筒面32aを備える。ピン基部35は、直線L1に垂直な平面35aを備える。ピン基部36は、直線L1に垂直な平面36aを備える。平面35a及び平面36aは、互いに対向するように配置される。図4Aに示すように、係合部8の係合部位3に対する回転位置が第1範囲にあるとき、平面35aと平面81bとが対向し、平面36aと平面82bとが対向する。
As shown in FIG. 8, the
図9Aは、図8のA−A切断線における断面図を示す。図9Aにおいて、図4A又は4Bに示されるように係合部8の係合部位3に対する回転位置が第1範囲にあるときの係合部8と係合部位3の係合状態が示されている。ピン31は、湾曲面81a及び外側円筒面31aが互いに対向するように、ピン対応部81の切り欠きに配置される。外側円筒面31aは、直線L1に関して外側を向いている。湾曲面81aは、直線L1を向いている。同様に、ピン32は、湾曲面82a及び外側円筒面32aが互いに対向するように、ピン対応部82の切り欠きに配置される。外側円筒面32aは、直線L1に関して外側を向いている。湾曲面82aは、直線L1を向いている。係合部8は、ピン31及びピン32まわりに回転可能に係合部8と係合する。
FIG. 9A shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 9A, the engagement state between the
図9Bは、図8のB−B切断線における断面図を示す。図9Bにおいて、図4A又は4Bに示されるように係合部8の係合部位3に対する回転位置が第1範囲にあるときの係合部8と係合部位3の係合状態が示されている。係合部位3は、フック対応部33を備える。フック対応部33は、ピン31及び32の間に配置されて且つ直線L1と直交する平面上に配置されている。フック対応部33は、直線L1を軸とする部分円筒面33aを備える。部分円筒面33aは、直線L1に関して外側を向いている。湾曲面83aは、直線L1を向いている。部分円筒面33a及び湾曲面83aは、互いに対向している。
FIG. 9B shows a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 9B, the engagement state between the
図5A及び5Bの矢印A5に示される方向に係合部8が係合部位3に対して回転して係合部8の係合部位3に対する回転位置が第1範囲から第2範囲に変化する途中、外側円筒面31a及び湾曲面81aは互いに対向した状態で摺動し、外側円筒面32a及び湾曲面82aは互いに対向した状態で摺動し、部分円筒面33a及び湾曲面83aは互いに対向した状態で摺動する。
5A and 5B, the engaging
図10は、カバー4に固定されたXYZ直交座標系を示す。図4Aに示すようにカバー本体5が空気取入口1に係止された状態において、X軸は機体110の前方を向き、Z軸は直線L1に一致する。上述の矢印A4に対応するベクトルは、Z軸に垂直である。荷重FhxはX方向の力を示し、荷重FhyはY方向の力を示し、荷重FhzはZ方向の力を示す。荷重MhxはX軸まわりのモーメントを示し、荷重MhyはY軸まわりのモーメントを示し、荷重MhzはZ軸まわりのモーメントを示す。荷重Fhyは、矢印A4が示す方向の空気力のY軸成分に対応する。
FIG. 10 shows an XYZ orthogonal coordinate system fixed to the
以下、図11A〜11Fを参照して、係合部8の係合部位3に対する回転位置が第1範囲にある場合において、係合部8に荷重が作用したときに係合部8が係合部位3から受ける反力について説明する。
Hereinafter, referring to FIGS. 11A to 11F, when the rotation position of the engaging
図11Aを参照して、係合部8に荷重Fhxが作用すると、湾曲面81aは外側円筒面31aから逆X方向の反力RPBXを受け、湾曲面82aは外側円筒面32aから逆X方向の反力RPAXを受ける。したがって、係合部8は、上述の張力のような荷重Fhxが作用しても係合部位3に対して変位しない。係合部8に荷重Fhxの逆向きの力が作用すると、湾曲面81aは外側円筒面31aからX方向の反力を受け、湾曲面82aは外側円筒面32aからX方向の反力を受ける。したがって、係合部8は荷重Fhxの逆向きの力が作用しても係合部位3に対して変位しない。
Referring to FIG. 11A, when load Fhx acts on engaging
図11Bを参照して、係合部8に荷重Fhyが作用すると、湾曲面83aは部分円筒面33aから逆Y方向の反力RFを受ける。したがって、係合部8は荷重Fhyが作用しても係合部位3に対して変位しない。したがって、ピン対応部81及び82をピン31及び32から離す方向の荷重Fhyが係合部8に作用しても、フック部83及びフック対応部33によってピン対応部81及び82がピン31及び32から離れることが妨げられる。係合部8に荷重Fhyの逆向きの力が作用すると、湾曲面81aは外側円筒面31aからY方向の反力を受け、湾曲面82aは外側円筒面32aからY方向の反力を受ける。したがって、係合部8は荷重Fhyの逆向きに力が作用しても係合部位3に対して変位しない。
Referring to FIG. 11B, when load Fhy is applied to engaging
図11Cを参照して、係合部8に荷重Fhzが作用すると、平面82bは平面36aから逆Z方向の反力RPZを受ける。したがって、係合部8は荷重Fhzが作用しても係合部位3に対して変位しない。係合部8に荷重Fhzの逆向きの力が作用すると、平面81bは平面35aからZ方向の反力を受ける。したがって、係合部8は荷重Fhzの逆向きの力が作用しても係合部位3に対して変位しない。
Referring to FIG. 11C, when load Fhz is applied to engaging
したがって、係合部8は、係合部8の係合部位3に対する回転位置が第1範囲にあるとき、係合部位3から分離しない。
Therefore, the
図11Dを参照して、係合部8に荷重Mhxが作用すると、湾曲面82aは外側円筒面32aからY方向の反力RPAYを受け、湾曲面83aは部分円筒面33aから逆Y方向の反力RFを受ける。したがって、係合部8は荷重Mhxが作用しても係合部位3に対して回転しない。係合部8に荷重Mhxの逆向きのモーメントが作用すると、湾曲面81aは外側円筒面31aからY方向の反力を受け、湾曲面83aは部分円筒面33aから逆Y方向の反力RFを受ける。したがって、係合部8は荷重Mhxの逆向きのモーメントが作用しても係合部位3に対して回転しない。
Referring to FIG. 11D, when load Mhx is applied to engaging
図11Eを参照して、係合部8に荷重Mhyが作用すると、湾曲面81aは外側円筒面31aからX方向の反力RPBXを受け、湾曲面82aは外側円筒面32aから逆X方向の反力RPAXを受ける。したがって、係合部8は荷重Mhyが作用しても係合部位3に対して回転しない。係合部8に荷重Mhyの逆向きのモーメントが作用すると、湾曲面81aは外側円筒面31aから逆X方向の反力を受け、湾曲面82aは外側円筒面32aからX方向の反力を受ける。したがって、係合部8は荷重Mhyの逆向きのモーメントが作用しても係合部位3に対して回転しない。
Referring to FIG. 11E, when a load Mhy is applied to the engaging
図11Fを参照して、カバー本体5が気流から矢印A4が示す方向の空気力を受けると、係合部8に荷重Mhzが作用する。このとき、係合部8は係合部位3に対して矢印A5が示す方向に回転する。
Referring to FIG. 11F, when
図12Aは、図8のA−A切断線における断面図を示す。図12Aにおいて、係合部8の係合部位3に対する回転位置が第2範囲にあるときの係合部8と係合部位3の係合状態が示されている。ピン31は、湾曲面81a及び外側円筒面31aが互いに対向するように、ピン対応部81の切り欠きに配置される。同様に、ピン32は、湾曲面82a及び外側円筒面32aが互いに対向するように、ピン対応部82の切り欠きに配置される。
12A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 12A shows the engaged state of the engaging
図12Bは、図8のB−B切断線における断面図を示す。図12Bにおいて、係合部8の係合部位3に対する回転位置が第2範囲にあるときの係合部8と係合部位3の係合状態が示されている。フック部83はフック対応部33から外れており、部分円筒面33a及び湾曲面83aは互いに対向していない。
12B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 12B shows the engaged state of the engaging
したがって、係合部8は、図12A及び12Bに矢印A6で示された分離軌跡に沿って係合部位3から分離される。なお、分離軌跡は、XY平面に平行な平面上の軌跡である。
Accordingly, the engaging
図13A〜13Cを用いて、第1の実施形態の変形例に係る移動体100を説明する。
A moving
変形例に係る移動体100の正面図が図13Aに、側面図が図13Bに、下面図が図13Cにそれぞれ示されている。変形例に係る移動体100は、下記の点以外は上述の移動体100と同様である。変形例に係る移動体100は、機体110と、2つのカバー4を備える。機体110は、胴体115の左右に配置された2つの通風路116を備える。各通風路116は胴体115から前方に延びている。各通風路116の前端は、空気取入口1として開口している。各空気取入口1は対応するカバー4によって閉じられている。2つのカバー4は、図13Cの矢印A7に示されるように、機体110から互いに反対方向に分離される。
A front view of a moving
したがって、分離の際に2つのカバー4が衝突することが防がれる。
Therefore, the two
第1の実施形態においては、アーム6が延びることでカバー本体5と空気取入口1との係止が解除されるため、カバー4の分離方向の選択が空気取入口1の形状によって制限されない。
In the first embodiment, since the
(第2の実施形態)
図14A〜14Dを用いて本発明の第2の実施形態に係る移動体100を説明する。
(Second Embodiment)
A moving
図14Aに示すように、第2の実施形態に係る移動体100においては、胴体115に設けられた固定装置2によってカバー本体5が空気取入口1を閉じるように係止されていることと、アーム6が伸長しないこととが第1の実施形態に係る移動体100と異なる。固定装置2及びカバー本体5の係止のため、例えば分離ナット方式が採用される。他の点に関しては、第2の実施形態に係る移動体100の構成及び動作は第1の実施形態に係る移動体100の構成及び動作と同様である。カバー4は、カバー本体5と、係合部位3と係合する係合部8と、カバー本体5を係合部8に接続するアーム6とを備える。図14Aに示す状態において、係合部8の係合部位3に対する回転位置は既述の第1範囲である。
As shown in FIG. 14A, in the moving
図14Bに示すように、固定装置2は、カバー本体5の係止を解除する。カバー本体5は、矢印A3で示される方向の気流から矢印A4が示す空気力を受けるような形状を有する。カバー4は、空気力により、係合部位3まわりに矢印A5が示す方向に回転する。アーム6がカバー本体5及び係合部8の間の距離を大きく保つため、係合部位3まわりに回転しているカバー本体5の運動量の機体110から離れる方向の成分は大きい。カバー本体5が係合部8の前方に配置されているため、矢印A5が示す方向に回転を始めたカバー4が気流によって戻されることが防がれる。カバー4が係合部位3まわりに回転することにより、係合部8の係合部位3に対する回転位置は、第1範囲から既述の第2範囲へ変化する。
As shown in FIG. 14B, the fixing
図14Cに示すように、係合部8の係合部位3に対する回転位置が第2範囲になると、係合部8が係合部位3から分離される。カバー4は、機体110から離れる方向の運動量を分離時に有しているために機体110から遠ざかり、投棄される。カバー4が機体110から遠ざかる分離軌跡が矢印A6で示されている。
As shown in FIG. 14C, when the rotational position of the engaging
図14Dを参照して、カバー4が機体110から分離されると、推進装置140は、上述のように、空気取入口1から吸い込んだ空気を用いて燃料を燃焼することができるようになる。
Referring to FIG. 14D, when the
本実施形態においても、カバー4の機体110からの分離が空気力によって行われるため、係止の解除後にカバー4を機体110から分離するための動力源が必要ない。その結果、移動体100が軽量化される。
Also in this embodiment, since the separation of the
更に、分離に利用する空気力の大きさは分離を妨げる空気抵抗と比例するため、飛しょう速度や高度の違いがカバー4の分離軌跡に影響しにくい。そのため、分離の信頼性が確保される。
Furthermore, since the magnitude of the aerodynamic force used for separation is proportional to the air resistance that prevents separation, differences in flight speed and altitude are unlikely to affect the separation trajectory of the
なお、固定装置2は、空気取入口1に設けられてもよい。
Note that the fixing
第1及び第2の実施形態に係るカバー4は、シーカー120を保護する分離式カバーとして用いることが可能である。この場合、例えば、カバー本体5は胴体115に係止され、係合部8と係合する係合部位3は胴体115に設けられる。
The
シーカー120を保護する分離式カバーとしてカバー4を用いる場合、移動体100は水中航走体であっても良い。水中航走体としての移動体100が備える推進装置140は、機体110が水中を推進するための推力を発生する。
When the
100…移動体
110…機体
115…胴体
116…通風路
120…シーカー
130…制御装置
140…推進装置
150…翼
1…空気取入口
2…固定装置
3…係合部位
31、32…ピン
31a、32a…外側円筒面
35、36…ピン基部
35a、36a…平面
33…フック対応部
33a…部分円筒面
4…カバー
5…カバー本体
5a…先端
6…アーム
61…アーム前部
62…アーム後部
63…アクチュエータ
64…ケース
64a…前部
64b…後部
65…ピストン
66…ピストンロッド
66a…基部
66b…端部
66c…鍔部
67…ナット
68…シアピン
69…点火線
70…火薬
71…燃焼ガス
8…係合部
81、82…ピン対応部
81a、82a…湾曲面
81b、82b…平面
83…フック部
83a…湾曲面
A1〜A7…矢印
L1…直線
201…燃焼室
202…空気通路
203…ランプ部
204…空気取入口
205…給気口
206…カバープレート
207…カバー
208…支柱
209…点火装置
210…ヒンジピン
211…ジェットエンジン
212…空気取入口
213…カバー
DESCRIPTION OF
Claims (8)
係合部と、
前記カバー本体と前記係合部とを接続するアームと
を具備し、
前記機体は、前記第1部位の後方に位置する第2部位を備え、
前記係合部は、前記機体に対して回転可能なように、前記係合部の前記機体に対する回転位置が第1範囲にあるとき前記第2部位から分離しないように、前記回転位置が第2範囲にあるとき前記第2部位から分離するように、前記第2部位と係合し、
前記カバー本体は、前記回転位置が前記第1範囲にある状態で前記第1部位に係止され、
前記カバー本体は、前記機体が前記流体中を推進するときに前記回転位置が前記第1範囲から前記第2範囲に変化するような流体力を受ける形状を有する
カバー。 A cover body that is locked to a first portion of the airframe that propels the fluid;
An engaging portion;
An arm for connecting the cover body and the engaging portion;
The aircraft includes a second part located behind the first part,
The engagement portion is rotatable with respect to the airframe so that the rotation position of the engagement portion is not separated from the second portion when the rotation position of the engagement portion with respect to the airframe is in the first range. Engaged with the second part so as to separate from the second part when in range,
The cover body is locked to the first part in a state where the rotational position is in the first range,
The cover body has a shape that receives a fluid force such that the rotational position changes from the first range to the second range when the machine body propels the fluid.
前記係合部は、ピン対応部と、フック部とを備え、
前記係合部が前記ピンまわりに回転可能なように、前記ピン及び前記ピン対応部が係合し、前記フック対応部及び前記フック部が係合し、
前記フック部は、前記回転位置が前記第1範囲にあるときに前記ピン対応部が前記ピンから離れないように、前記回転位置が前記第2範囲にあるときに前記ピン対応部が前記ピンから離れることを妨げないように、前記フック対応部と係合する
請求項1のカバー。 The second part includes a pin and a hook corresponding part,
The engaging portion includes a pin corresponding portion and a hook portion,
The pin and the pin corresponding part are engaged, the hook corresponding part and the hook part are engaged so that the engaging part can rotate around the pin,
The hook portion is configured such that when the rotational position is in the second range, the pin correspondence portion is separated from the pin so that the pin correspondence portion is not separated from the pin when the rotational position is in the first range. The cover according to claim 1, wherein the cover is engaged with the hook corresponding part so as not to prevent separation.
前記アームが伸長することで前記カバー本体と前記第1部位の係止が解除される
請求項1又は2に記載のカバー。 The arm includes an actuator for extending the arm,
The cover according to claim 1 or 2, wherein the arm is extended to unlock the cover body and the first portion.
請求項3のカバー。 The cover according to claim 3, wherein the actuator includes a case, a piston movable in the case, and an explosive that generates combustion gas for moving the piston.
前記カバー本体は、前記空気取入口を閉じるように前記空気取入口に係止される
請求項1乃至4のいずれかに記載のカバー。 The first part is an air intake;
The cover according to any one of claims 1 to 4, wherein the cover body is locked to the air intake so as to close the air intake.
カバーと
を具備し、
前記機体は、第1部位と、前記第1部位の後方に位置する第2部位とを備え、
前記カバーは、前記第1部位に係止されるカバー本体と、係合部と、前記カバー本体と前記係合部とを接続するアームとを備え、
前記係合部は、前記機体に対して回転可能なように、前記係合部の前記機体に対する回転位置が第1範囲にあるとき前記第2部位から分離しないように、前記回転位置が第2範囲にあるとき前記第2部位から分離するように、前記第2部位と係合し、
前記カバー本体は、前記回転位置が前記第1範囲にある状態で前記第1部位に係止され、
前記カバー本体は、前記機体が前記流体中を推進するときに前記回転位置が前記第1範囲から前記第2範囲に変化するような流体力を受ける形状を有する
移動体。 An aircraft propelling in the fluid;
A cover,
The aircraft includes a first part and a second part located behind the first part,
The cover includes a cover main body that is locked to the first portion, an engagement portion, and an arm that connects the cover main body and the engagement portion.
The engagement portion is rotatable with respect to the airframe so that the rotation position of the engagement portion is not separated from the second portion when the rotation position of the engagement portion with respect to the airframe is in the first range. Engaged with the second part so as to separate from the second part when in range,
The cover body is locked to the first part in a state where the rotational position is in the first range,
The cover body has a shape that receives a fluid force such that the rotational position changes from the first range to the second range when the machine body propels the fluid.
前記カバーを前記機体から分離するステップと
を具備し、
前記機体は、第1部位と、前記第1部位の後方に位置する第2部位とを備え、
前記カバーは、カバー本体と、係合部と、前記カバー本体を前記係合部に接続するアームとを備え、
前記係合部は、前記機体に対して回転可能なように前記第2部位と係合し、
前記発射するステップにおいて、
前記カバー本体は、前記第1部位に係止され、
前記係合部の前記機体に対する回転位置は第1範囲にあり、
前記分離するステップは、
前記カバー本体と前記第1部位との係止を解除するステップと、
前記カバー本体が受ける流体力により、前記回転位置が前記第1範囲から第2範囲に変化するように前記係合部が回転するステップと、
前記係合部が前記第2部位から分離するステップと
を備える
カバー分離方法。 Firing the aircraft with the cover attached;
Separating the cover from the fuselage,
The aircraft includes a first part and a second part located behind the first part,
The cover includes a cover main body, an engagement portion, and an arm that connects the cover main body to the engagement portion.
The engaging portion engages with the second portion so as to be rotatable with respect to the airframe,
In the step of firing,
The cover body is locked to the first part,
The rotational position of the engagement portion relative to the airframe is in the first range,
Said separating step comprises:
Releasing the lock between the cover body and the first portion;
A step of rotating the engagement portion such that the rotational position changes from the first range to the second range by a fluid force received by the cover body;
A step of separating the engagement portion from the second portion.
前記アームが伸長するステップを備える
請求項7のカバー分離方法。 The step of releasing the locking includes
The cover separating method according to claim 7, further comprising a step of extending the arm.
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