JP2014218229A - アンビリカル設備 - Google Patents

Abstract

【課題】打ち上げられた飛翔体から離脱したプラグ及びこのプラグが接続されたアンビリカルケーブルがアンビリカルマスト側に衝突することによる跳ね返りを抑制するアンビリカル設備を提供することを目的とする。【解決手段】レセプタクル４から離脱したプラグ２２は、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と共に、下方に落下し、プラグ２２及びプラグ２２近傍のアンビリカルケーブル２１は、衝撃吸収材３１に衝突し、落下して衝撃吸収材３１に衝突したプラグ２２及びプラグ２２近傍のアンビリカルケーブル２１は、その運動エネルギーの大部分が衝撃吸収材３１に吸収され、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることを抑制する。【選択図】図２

Description

本発明は、ロケット又は宇宙往還機等の飛翔体に接続されるアンビリカルケーブルを備えた地上設備としてのアンビリカル設備に関する。

ロケット発射台に設置されたロケット又は宇宙往還機等の飛翔体は、打ち上げ前において、機体と地上施設との間で電源供給及び通信を中継するためにアンビリカルケーブルが用いられる。このアンビリカルケーブルは、複数の電源供給用の電源線及び通信用の通信線が束ねられたケーブルである。アンビリカルケーブルの一端はプラグが接続されており、他端は地上施設に接続されている。アンビリカルケーブルの両端間の一部は、地上設備であるアンビリカルマストの固定部材に固定されている。また、機体側にはレセプタクルが設置されており、アンビリカルケーブルのプラグがレセプタクルに嵌合することによって、機体内部の装置と、地上施設の装置とが電気的に接続されることになる。これによって、アンビリカルケーブルを介して、地上施設の装置から機体内部の装置へ電源が供給されると共に、地上施設の装置と機体内部の装置との間でデータを送受するための通信が確立される。そして、地上施設の装置は、機体内部の装置の動作確認を実行する。

このように、レセプタクル及びプラグを介して機体とアンビリカルケーブルとが接続されるアンビリカル設備として、例えば、特許文献１に、レセプタクルの後方（機体内部）に余分なスペースを必要とせず、打ち上げ時に、プラグがレセプタクルから離脱するものがある。

特許第２８７５８９１号公報

特許文献１に記載されたアンビリカル設備において、ロケット又は宇宙往還機等の飛翔体が打ち上げられた際に、機体のレセプタクルから離脱したプラグ及びこのプラグが接続されたアンビリカルケーブルは、下方に落下することになる。このとき、落下したプラグ及びアンビリカルケーブルは、アンビリカルマストの側面の骨組みに衝突し、その骨組みから受ける反力によって、打ち上げ中のロケット側に跳ね返る可能性がある。

本発明は、打ち上げられた飛翔体から離脱したプラグ及びこのプラグが接続されたアンビリカルケーブルがアンビリカルマスト側に衝突することによる跳ね返りを抑制するアンビリカル設備を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明に係るアンビリカル設備は、打ち上げ前の飛翔体に並設されるアンビリカルマストと、前記飛翔体に少なくとも電力を供給するケーブルであって、一端に前記飛翔体のレセプタクルに着脱自在なプラグが接続され、前記一端から他端までの一部が前記アンビリカルマストに固定されたアンビリカルケーブルと、前記レセプタクルから離脱した前記プラグが落下してくる前記アンビリカルマストの部位に設けられて、前記プラグ又は前記アンビリカルケーブルの少なくとも一方が前記アンビリカルマストから離れる方向に運動する際の運動エネルギーを低減させる跳ね返り抑制部材と、を備えたことを特徴とする。

この構成によって、跳ね返り抑制部材に衝突したプラグ及びアンビリカルケーブルの運動エネルギーは、跳ね返り抑制部材によって吸収される。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルは、打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性を最小限に抑えられる。また、跳ね返り抑制部材に衝突したプラグは、跳ね返りが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性が極小になる。

前記跳ね返り抑制部材は、衝撃吸収材であり、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルマストの側面において前記プラグが対向する位置に設置されることが好ましい。

この構成によって、衝撃吸収材に衝突したプラグ及びアンビリカルケーブルの運動エネルギーは、大部分が衝撃吸収材によって吸収される。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルは、打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性が最小限に抑制される。

前記跳ね返り抑制部材は、前記アンビリカルケーブルにおける前記プラグに接続された部分の近傍に固定されたケーブル側の一方の面ファスナーと、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルマストの前記側面において前記ケーブル側の一方の面ファスナーが対向する位置に設置されたマスト側の他方の面ファスナーと、を含むことが好ましい。

この構成によって、アンビリカルケーブルに固定されたケーブル側の一方の面ファスナーは、マスト側の他方の面ファスナーに衝突した後、マスト側の他方の面ファスナーに接合される。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルは、打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性が最小限に抑制される。

前記跳ね返り抑制部材は、棒状の部材であり、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルケーブル及び前記プラグの両方が対向する前記アンビリカルマストの前記側面から所定の間隔を隔てて設置され、かつ、前記アンビリカルケーブルの前記プラグから所定距離おいた接触点が、前記棒状の部材の軸方向と前記アンビリカルケーブルとが交差した状態で前記棒状の部材に接触するように設置されることが好ましい。

この構成によって、レセプタクルから離脱したプラグが接続されたアンビリカルケーブルは、落下して、棒状の部材によって巻き取られて捕捉される。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルは、打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、飛翔体に衝突する可能性が最小限に抑制される。

前記所定の間隔は、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルケーブルが前記棒状の部材に接触した前記接触点から前記プラグの先端側までの長さよりも長いことが好ましい。

この構成によって、アンビリカルケーブルにおける棒状の部材に接触した接触点からプラグまでの部分が、棒状の部材に接触した接触点を中心に、棒状の部材の周方向に回転する場合に、プラグはアンビリカルマストの側面に衝突しない。その結果、プラグが接続されたアンビリカルケーブルは、棒状の部材によって巻き取られて捕捉される。したがって、打ち上げ中の飛翔体側に向かってプラグが跳ね返る可能性が最小限に抑制される。

前記プラグ又は該プラグの近傍の前記アンビリカルケーブルに設置された所定の質量の重りを備えることが好ましい。

この構成によって、プラグ近傍の慣性が大きくなるので、風等の外乱の影響が低減される。結果として、プラグが、プラグに接続されたアンビリカルケーブルと共に、下方に落下する動作を安定化させることができる。したがって、プラグ又はプラグ近傍のアンビリカルケーブルのうち少なくとも一方を、重りを設置しない場合よりも確実に跳ね返り抑制部材に衝突させることができる。

前記アンビリカルケーブルが固定された位置の高さは、打ち上げ前の前記飛翔体の前記レセプタクルの位置の高さと一致することが好ましい。

この構成によって、プラグが下方に落下して跳ね返り抑制部材へ向かって移動する際の運動エネルギーを最小にすることができる。これによって、プラグ及びアンビリカルケーブルが打ち上げ中の飛翔体側に向かって跳ね返ることを抑制できるので、プラグ及びアンビリカルケーブルが飛翔体に衝突する可能性が最小限に抑制される。

本発明は、打ち上げられた飛翔体から離脱したプラグ及びこのプラグが接続されたアンビリカルケーブルがアンビリカルマスト側に衝突することによる跳ね返りを抑制するアンビリカル設備を提供することができる。

図１は、本発明の実施例１に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。 図２は、本発明の実施例１に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。 図３は、本発明の実施例２に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。 図４は、本発明の実施例２に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。 図５は、本発明の実施例２の変形例に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。 図６は、本発明の実施例３に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。 図７は、本発明の実施例３に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。 図８は、実施例３のアンビリカルケーブルが巻き取り棒に巻き取られる動作を説明する図である。

以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によって本発明が限定されるものではなく、下記の実施例における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記の実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

（アンビリカル設備５１の概略構成）
図１は、本発明の実施例１に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図１を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備５１の構成の概略を説明する。

図１に示すように、打ち上げ前の飛翔体としてのロケット１は、ロケット発射台２の上に設置されている。ロケット１は、長手方向の先端側寄りの機体内部に備えられた燃料タンク３と、燃料タンク３が備えられた位置よりも先端側の機体側面に取り付けられたレセプタクル４とを備えている。

燃料タンク３は、ロケット１の打ち上げ時に、燃焼によってロケット１を上方に推進するための燃料を貯留しているタンクである。また、ロケット１は、長軸方向の発射ノズル側の機体内部に図示しない燃焼室を有している。ロケット１は、打ち上げ時に、燃料タンク３から燃料が燃焼室に送られ、この燃焼室で燃料が燃焼する。

レセプタクル４は、ロケット１の機体内部に備えられた各種装置から延びる電源線及び通信線が接続されたコネクタである。レセプタクル４は、後述するプラグ２２が着脱可能なように、ロケット１の機体側面に取り付けられている。

図１に示すように、アンビリカル設備５１は、アンビリカルマスト１１と、ケーブル固定部材１２と、アンビリカルケーブル２１と、衝撃吸収材３１とを備えている。アンビリカルマスト１１は、打ち上げ前のロケット１に並設して立設された地上設備（鉄塔等）として機能する。ケーブル固定部材１２は、アンビリカルマスト１１のロケット１に対向する側面に設置されている。アンビリカルケーブル２１は、ケーブル固定部材１２に固定される。衝撃吸収材３１は、アンビリカルマスト１１のロケット１に対向する側面、かつ、ケーブル固定部材１２が設置された位置よりも下方に設置されている。

アンビリカルマスト１１は、打ち上げ時までロケット１に対して電源供給及び通信をするためのアンビリカルケーブル２１、並びに空調用空気及び高圧ガス等をロケット１に供給するためのダクトを支持する設備である。

ケーブル固定部材１２は、アンビリカルマスト１１のロケット１に対向する側面に設置されている。ケーブル固定部材１２は、ロケット１に対して地上施設（図示せず）から電源供給及び通信をするためのアンビリカルケーブル２１の両端間の一部を固定する装置である。アンビリカルマスト１１においてケーブル固定部材１２が設置された位置の高さは、打ち上げ前のロケット１のレセプタクル４の位置の高さと略一致している。

アンビリカルケーブル２１は、打ち上げ前のロケット１と地上施設とを接続するケーブルである。アンビリカルケーブル２１の一端はプラグ２２が接続されており、他端は地上施設に接続されている。アンビリカルケーブル２１は、両端間の一部がアンビリカルマスト１１のケーブル固定部材１２に固定されている。プラグ２２は、ロケット１のレセプタクル４に嵌合する。プラグ２２は、レセプタクル４に着脱することができる。アンビリカルケーブル２１は、プラグ２２がレセプタクル４に嵌合することによって、ロケット１に接続され、機体内部の装置と地上施設の装置とが電気的に接続する。これによって、アンビリカルケーブル２１を介して、地上施設の装置からロケット１の機体内部の装置（図示せず）へ電力が供給されると共に、地上施設の装置とロケット１の機体内部の装置との間でデータを送受するための通信が確立する。そして、地上施設の装置は、ロケット１の機体内部の装置の動作を確認することが可能となる。

アンビリカルケーブル２１は、一端がプラグ２２に接続され、他端が地上施設に接続される一本のケーブルとして説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、アンビリカルケーブル２１は、途中部分で中継コネクタを介して延長されたケーブルであってもよい。例えば、アンビリカルケーブル２１は、ケーブル固定部材１２に中継コネクタが固定されており、該中継コネクタとプラグ２２とを接続するケーブルと、該中継コネクタと地上施設とを接続するケーブルとを備えるものとしてもよい。

また、アンビリカルケーブル２１は、プラグ２２及びレセプタクル４を介して、ロケット１に接続される場合、所定のたわみを有した状態で接続される。このようにすれば、プラグ２２がアンビリカルケーブル２１によってレセプタクル４から離脱する方向に張力を受けて、プラグ２２がレセプタクル４から離脱する可能性を低減できる。

衝撃吸収材３１は、後述するように、ロケット１が打ち上げられ、プラグ２２がレセプタクル４から離脱した後、下方に落下してきたプラグ２２又はアンビリカルケーブル２１の少なくとも一方が衝突する部材である。衝撃吸収材３１は、衝突した部材の運動エネルギーを吸収する機能を有する。衝撃吸収材３１は、例えば、砂がつめられたサンドバッグ、弾性を有する樹脂部材、ゴム部材、エラストマー又はエラストマーをゲル状とした部材等を備える。エラストマーをゲル状とした部材としては、例えば、ウレタンを材料としたものがある。

（ロケット１打ち上げ時におけるプラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の挙動）
図２は、本発明の実施例１に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図２を参照しながら、ロケット１の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル２１及びプラグ２２の挙動について説明する。

図２に示すように、ロケット１は、打ち上げ時において、燃料タンク３に貯められた燃料が燃焼室で燃焼することによって上昇する。ロケット１の上昇に伴って、レセプタクル４に嵌合したプラグ２２も上昇する。プラグ２２の上昇によって、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１は、たわみが解消される。アンビリカルケーブル２１のたわみが解消されると、プラグ２２は、アンビリカルケーブル２１によってレセプタクル４から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル４から離脱する。

レセプタクル４から離脱したプラグ２２は、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と共に、下方に落下する。そして、プラグ２２及びプラグ２２近傍のアンビリカルケーブル２１は、衝撃吸収材３１に衝突する。しかし、落下して衝撃吸収材３１に衝突したプラグ２２及びプラグ２２近傍のアンビリカルケーブル２１は、その運動エネルギーの大部分が衝撃吸収材３１に吸収されるので、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが抑制される。

以上のように、衝撃吸収材３１に衝突したプラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の運動エネルギーは、大部分が衝撃吸収材３１によって吸収される。これによって、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１は、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが抑制されるので、ロケット１に衝突することが抑制される。また、衝撃吸収材３１に衝突したプラグ２２は跳ね返りが抑制され、ロケット１に衝突することを回避することができる。

また、本実施例に係るアンビリカル設備５１は、アンビリカルマスト１１のケーブル固定部材１２が設置された位置の高さが、打ち上げ前のロケット１のレセプタクル４の位置の高さと略一致している構成（以下、単に「高さが略一致している構成」という）となっている。本実施例において、ケーブル固定部材１２が設置された位置の高さが、打ち上げ前のロケット１のレセプタクル４の位置の高さと略一致しているとは、ケーブル固定部材１２が設置された位置の高さが、打ち上げ前のロケット１のレセプタクル４の位置の高さの±１０％の範囲にあることをいう。

仮に、アンビリカルマスト１１のケーブル固定部材１２が設置された位置の高さが、ロケット１のレセプタクル４の位置の高さよりも高い（以下、適宜ケーブル固定部材１２の高さが高い構成という）ものとする。ケーブル固定部材１２からレセプタクル４までの最短距離は、高さが略一致している構成よりもケーブル固定部材１２の高さが高い構成の方が長い。このため、ケーブル固定部材１２からレセプタクル４までのアンビリカルケーブル２１の長さは、高さが略一致している構成よりもケーブル固定部材１２の高さが高い構成の方が長くなる。この場合、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の挙動は以下のようになる。ロケット１の打ち上げ後、レセプタクル４の位置の高さが、ケーブル固定部材１２が設置された位置の高さとなったとき、アンビリカルケーブル２１はたわんだ状態であり、かつ、レセプタクル４とプラグ２２とは嵌合した状態のままである。そして、ロケット１がさらに上昇して、レセプタクル４の位置の高さがさらに上昇し、アンビリカルケーブル２１のたわみが解消されたとき、プラグ２２は、アンビリカルケーブル２１によってレセプタクル４から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル４から離脱する。このときのプラグ２２の位置エネルギーは、高さが略一致している構成の場合において、ロケット１の打ち上げ後にレセプタクル４から離脱するプラグ２２の位置エネルギーよりも大きくなる。したがって、プラグ２２が下方に落下して衝撃吸収材３１に衝突する際の運動エネルギーは、高さが略一致している構成の場合と比較して大きくなる。

また、仮に、アンビリカルマスト１１のケーブル固定部材１２が設置された位置の高さが、ロケット１のレセプタクル４の位置の高さよりも低い（以下、適宜ケーブル固定部材１２の高さが低い構成という）ものとする。ケーブル固定部材１２からレセプタクル４までの最短距離は、高さが略一致している構成よりもケーブル固定部材１２の高さが低い構成の方が長い。このため、ケーブル固定部材１２からレセプタクル４までのアンビリカルケーブル２１の長さは、高さが略一致している構成よりもケーブル固定部材１２の高さが低い構成の方が長くなる。この場合、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の挙動は以下のようになる。ロケット１の打ち上げ後、すぐにたわみが解消されて、プラグ２２は、アンビリカルケーブル２１によってレセプタクル４から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル４から離脱する。このときのプラグ２２の位置エネルギーは、高さが略一致している構成の場合において、ロケット１の打ち上げ後にレセプタクル４から離脱するプラグ２２の位置エネルギーよりも大きくなる。したがって、プラグ２２が下方に落下して衝撃吸収材３１に衝突する際の運動エネルギーは、高さが略一致している構成の場合と比較して大きくなる。

以上のことから、本実施例に係るアンビリカル設備５１は、高さが略一致している構成とすることにより、プラグ２２が下方に落下して衝撃吸収材３１に衝突する際の運動エネルギーを最小にすることができる。これによって、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１が打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることを抑制できるので、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１がロケット１に衝突する可能性が最小限に抑制される。

なお、本実施例に係るアンビリカル設備５１は、プラグ２２又はプラグ２２の近傍のアンビリカルケーブル２１に所定の質量の重りを設置するものとしてもよい。これによって、プラグ２２近傍の慣性が大きくなるので、風等の外乱の影響が低減される。結果として、プラグ２２が、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と共に、下方に落下する動作を安定化させることができる。したがって、プラグ２２及びプラグ２２近傍のアンビリカルケーブル２１を、重りを設置しない場合よりもより確実に衝撃吸収材３１に衝突させることができる。

また、図１及び図２は、打ち上げ前のロケット１に並設して立設されたアンビリカルマスト１１を含むアンビリカル設備５１が１つである場合を示しているが、これに限定されるものではない。すなわち、打ち上げ前のロケット１に並設して立設されたアンビリカルマスト１１を含むアンビリカル設備５１は、複数設置されるものとしてもよい。

また、本実施例において、打ち上げられる飛翔体はロケット１であるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、宇宙往還機その他の飛翔体であってもよい。

（アンビリカル設備５１ａの概略構成）
図３は、本発明の実施例２に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図３を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備５１ａの構成の概略を説明する。次においては、実施例２に係るアンビリカル設備５１ａについて、実施例１に係るアンビリカル設備５１と相違する点を中心に説明する。

図３に示すように、アンビリカル設備５１ａは、アンビリカルマスト１１と、ケーブル固定部材１２と、アンビリカルケーブル２１と、マスト側の一方の面ファスナー３２ａ（跳ね返り抑制部材）とを備えている。アンビリカルマスト１１は、打ち上げ前のロケット１に並設して立設された地上設備（鉄塔等）として機能する。ケーブル固定部材１２は、アンビリカルマスト１１のロケット１に対向する側面に設置されている。アンビリカルケーブル２１は、ケーブル固定部材１２に固定される。マスト側の一方の面ファスナー３２ａは、アンビリカルマスト１１のロケット１に対向する側面、かつ、ケーブル固定部材１２が設置された位置よりも下方に設置されている。

アンビリカルケーブル２１は、打ち上げ前のロケット１と地上施設とを接続するケーブルである。アンビリカルケーブル２１の一端はプラグ２２が接続されており、他端は地上施設に接続されており、そして、両端間の一部はアンビリカルマスト１１のケーブル固定部材１２に固定されている。また、アンビリカルケーブル２１においてプラグ２２に接続された部分の近傍には、跳ね返り抑制部材としてのケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂが固定されている。

マスト側の一方の面ファスナー３２ａは、後述するように、プラグ２２がレセプタクル４から離脱した後、下方に落下してきたアンビリカルケーブル２１に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂが衝突する部材である。マスト側の一方の面ファスナー３２ａは、ケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂが衝突することによって、ケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂと接合する。

その他のアンビリカル設備５１ａの構成は、図１に示す実施例１に係るアンビリカル設備５１と同様である。

（ロケット１打ち上げ時におけるプラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の挙動）
図４は、本発明の実施例２に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図４を参照しながら、ロケット１の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル２１及びプラグ２２の挙動について説明する。

図４に示すように、ロケット１は、打ち上げ時において、燃料タンク３に貯留された燃料が燃焼室における点火及び燃焼によって、上昇する。ロケット１の上昇に伴って、レセプタクル４に嵌合したプラグ２２も上昇する。プラグ２２の上昇によって、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１は、たわみが解消された状態となる。アンビリカルケーブル２１のたわみが解消されると、プラグ２２は、アンビリカルケーブル２１によってレセプタクル４から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル４から離脱する。

レセプタクル４から離脱したプラグ２２は、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と共に、下方に落下する。そして、アンビリカルケーブル２１においてプラグ２２に接続された部分の近傍に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂは、マスト側の一方の面ファスナー３２ａに衝突する。このとき、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の落下による運動エネルギーは、マスト側の一方の面ファスナー３２ａに吸収される。そして、ケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂは、マスト側の一方の面ファスナー３２ａに接合する。したがって、プラグ２２は、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが抑制される。このように、本実施例では、マスト側の一方の面ファスナー３２ａが跳ね返り抑制部材として機能する。

以上のように、マスト側の一方の面ファスナー３２ａに衝突したアンビリカルケーブル２１に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂは、マスト側の一方の面ファスナー３２ａに接合される。これによって、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１は、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが防止されるので、ロケット１に衝突することが防止される。また、プラグ２２は跳ね返りが防止され、ロケット１に衝突することを回避することができる。

なお、アンビリカルケーブル２１に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂは、一旦、マスト側の一方の面ファスナー３２ａに接合された後、マスト側の一方の面ファスナー３２ａから離脱する場合も発生し得る。しかし、ケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂが、一旦、マスト側の一方の面ファスナー３２ａに対して接合力が作用するので、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の運動エネルギーは、大部分がマスト側の一方の面ファスナー３２ａに吸収される。したがって、この場合も、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１は、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが抑制されることになり、ロケット１に衝突することが抑制される。

また、本実施例に係るアンビリカル設備５１ａは、プラグ２２又はプラグ２２の近傍のアンビリカルケーブル２１に所定の質量の重りを設置するものとしてもよい。これによって、プラグ２２近傍の慣性が大きくなるので、風等の外乱の影響が低減され、プラグ２２が、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と共に、下方に落下する動作を安定させることができる。したがって、アンビリカルケーブル２１に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂを、重りを設置しない場合よりもより確実にマスト側の一方の面ファスナー３２ａに衝突させることができる。

（変形例）
図５は、本発明の実施例２の変形例に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図５を参照しながら、実施例２の変形例に係るアンビリカル設備５１ａａについて、図３に示すアンビリカル設備５１ａと相違する点を中心に説明する。

図５に示すように、アンビリカル設備５１ａａは、アンビリカルマスト１１と、ケーブル固定部材１２と、アンビリカルケーブル２１と、マスト側の一方の面ファスナー３２ａａ（跳ね返り抑制部材）とを備えている。マスト側の一方の面ファスナー３２ａａは、ケーブル固定部材１２が設置された位置よりも下方に、かつ、アンビリカルマスト１１の側面の周方向全体に亘って設置されている。

レセプタクル４から離脱したプラグ２２は、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と共に、下方に落下する。そして、アンビリカルケーブル２１においてプラグ２２に接続された部分の近傍に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂは、マスト側の一方の面ファスナー３２ａａに衝突する。このとき、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の落下による運動エネルギーは、マスト側の一方の面ファスナー３２ａａに吸収される。そして、ケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂは、マスト側の一方の面ファスナー３２ａａに接合する。したがって、プラグ２２は、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが抑制される。

以上のように、マスト側の一方の面ファスナー３２ａａは、アンビリカルマスト１１の側面の周方向全体に亘って配置されている。したがって、マスト側の一方の面ファスナー３２ａａに衝突したアンビリカルケーブル２１に固定されたケーブル側の他方の面ファスナー３２ｂが、マスト側の一方の面ファスナー３２ａａに接合される効果が向上する。これによって、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１が打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることの防止効果が向上し、ロケット１に衝突することの防止効果が向上する。

（アンビリカル設備５１ｂの概略構成）
図６は、本発明の実施例３に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ前のロケットに接続された状態を示す図である。図６を参照しながら、本実施例に係るアンビリカル設備５１ｂの構成の概略を説明する。次においては、本発明の実施例３に係るアンビリカル設備５１ｂについて、実施例１に係るアンビリカル設備５１と相違する点を中心に説明する。

図６に示すように、アンビリカル設備５１ｂは、打ち上げ前のロケット１に並設して立設された地上設備（鉄塔等）としてのアンビリカルマスト１１と、アンビリカルマスト１１のロケット１に対向する側面１１ａに設置されたケーブル固定部材１２と、ケーブル固定部材１２に固定されるアンビリカルケーブル２１と、アンビリカルマスト１１のロケット１に対向する側面１１ａ、かつ、ケーブル固定部材１２が設置された位置よりも下方に設置された跳ね返り抑制部材としての巻き取り棒３３とを備えている。巻き取り棒３３は、棒状の部材である。本実施例において、巻き取り棒３３の形状は、略円柱形状である。

巻き取り棒３３は、図６及び後述する図８に示すように、アンビリカルマスト１１のロケット１に対向する側面１１ａに、支持具３３ａ、３３ｂによって支持された棒状の部材である。巻き取り棒３３は、アンビリカルマスト１１の側面１１ａとの間に所定の間隔を隔てて設置される。また、巻き取り棒３３は、レセプタクル４から離脱したプラグ２２が、下方に落下する際に、その軸方向がプラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と交差するように設置されている。

その他のアンビリカル設備５１ｂの構成は、図１に示す実施例１に係るアンビリカル設備５１と同様である。

（ロケット１打ち上げ時におけるプラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の挙動）
図７は、本発明の実施例３に係るアンビリカル設備においてアンビリカルケーブルが打ち上げ後のロケットから離脱される状態を示す図である。図８は、実施例３のアンビリカルケーブルが巻き取り棒に巻き取られる動作を説明する図である。図７及び図８を参照しながら、ロケット１の打ち上げ時におけるアンビリカルケーブル２１及びプラグ２２の挙動について説明する。

図７に示すように、ロケット１は、打ち上げ時において、燃料タンク３に貯留された燃料が燃焼室における点火及び燃焼によって、上昇する。ロケット１の上昇に伴って、レセプタクル４に嵌合したプラグ２２も上昇する。プラグ２２の上昇によって、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１は、たわみが解消された状態となる。アンビリカルケーブル２１のたわみが解消されると、プラグ２２は、アンビリカルケーブル２１によってレセプタクル４から離脱する方向の張力を受けて、レセプタクル４から離脱する。

レセプタクル４から離脱したプラグ２２は、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と共に、下方に落下する。そして、プラグ２２が接続されたアンビリカルケーブル２１は、プラグ２２から所定距離おいた接触点２１ａにおいて、巻き取り棒３３の軸方向とアンビリカルケーブル２１とが交差した状態で巻き取り棒３３に接触する。この時点におけるプラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の運動エネルギーは、プラグ２２がレセプタクル４から離脱してから、プラグ２２が接続されたアンビリカルケーブル２１が、巻き取り棒３３に捕捉されるまでの間で最大となる。アンビリカルケーブル２１における巻き取り棒３３に接触した接触点２１ａからプラグ２２までの部分は、図８に示すように、巻き取り棒３３に接触した部分を中心に、巻き取り棒３３の周方向にアンビリカルマスト１１側に向かって回転する。ここで、アンビリカルマスト１１に支持具３３ａ、３３ｂによって支持された巻き取り棒３３は、アンビリカルケーブル２１の巻き取り棒３３に接触した接触点２１ａからプラグ２２の先端側までの長さよりも長くなるように、アンビリカルマスト１１の側面１１ａとの間に所定の間隔を隔てて設置されている。したがって、アンビリカルケーブル２１における巻き取り棒３３に接触した接触点２１ａからプラグ２２までの部分が、巻き取り棒３３に接触した接触点２１ａを中心に、巻き取り棒３３の周方向に回転する場合に、プラグ２２はアンビリカルマスト１１の側面１１ａに衝突しない。

その後、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１は、巻き取り棒３３の周方向に回転しながら上昇し、プラグ２２が巻き取り棒３３の直上の位置に達するまで運動エネルギーが低減していく。そして、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１は、プラグ２２が巻き取り棒３３の直上にある位置から、巻き取り棒３３の周方向に回転しながら下降し、プラグ２２が巻き取り棒３３の直下の位置に達するまで運動エネルギーが増加していく。ただし、この時点におけるプラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の運動エネルギーは、一部が位置エネルギーに変換され、かつ、巻き取り棒３３によって吸収された結果、上述の最大の運動エネルギーよりも小さくなる。したがって、上述のようにプラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の運動エネルギーが最大となった時点から、プラグ２２が接続されたアンビリカルケーブル２１が巻き取り棒３３に捕捉されるまで、運動エネルギーは低減していく。以上の動作の繰り返しの結果、図８に示すように、プラグ２２が接続されたアンビリカルケーブル２１は、巻き取り棒３３によって巻き取られることにより運動エネルギーが吸収されて捕捉される。したがって、プラグ２２は、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが防止される。

以上のように、レセプタクル４から離脱したプラグ２２が接続されたアンビリカルケーブル２１は、落下して、巻き取り棒３３によって巻き取られて捕捉される。これによって、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１は、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが防止されるので、ロケット１に衝突することが抑制される。また、プラグ２２は跳ね返りが抑制され、ロケット１に衝突することを回避することができる。

なお、プラグ２２が接続されたアンビリカルケーブル２１は、巻き取り棒３３によって巻き取られた後、巻き取り棒３３の周方向に逆回転して、巻き取り棒３３から離脱する場合も発生し得る。あるいは、プラグ２２が、アンビリカルケーブル２１における巻き取り棒３３に接触した接触点２１ａを中心に巻き取り棒３３の周方向に回転する際に、アンビリカルケーブル２１における接触点２１ａよりもケーブル固定部材１２側の部分に接触して、アンビリカルケーブル２１が巻き取られない場合も発生し得る。しかし、いずれの場合においても、プラグ２２がアンビリカルケーブル２１における巻き取り棒３３に接触した接触点２１ａを中心に巻き取り棒３３の周方向に回転することによって、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１の運動エネルギーの大部分が巻き取り棒３３に吸収される。したがって、この場合も、プラグ２２及びアンビリカルケーブル２１は、打ち上げ中のロケット１側に向かって跳ね返ることが抑制されることになり、ロケット１に衝突することが抑制される。

また、本実施例に係るアンビリカル設備５１ｂは、プラグ２２又はプラグ２２の近傍のアンビリカルケーブル２１に所定の質量の重りを設置するものとしてもよい。これによって、プラグ２２近傍の慣性が大きくなるので、風等の外乱の影響が低減され、プラグ２２が、プラグ２２に接続されたアンビリカルケーブル２１と共に、下方に落下する動作を安定化させることができる。したがって、プラグ２２が接続されたアンビリカルケーブル２１を、重りを設置しない場合よりも確実に巻き取り棒３３に接触させることができる。

また、巻き取り棒３３は略円柱形状としているが、これに限定されるものではなく、柱形状であればよく、例えば、四角柱形状であるものとしてもよい。

１ ロケット
２ ロケット発射台
３ 燃料タンク
４ レセプタクル
１１ アンビリカルマスト
１１ａ 側面
１２ ケーブル固定部材
２１ アンビリカルケーブル
２１ａ 接触点
２２ プラグ
３１ 衝撃吸収材
３２ａ、３２ａａ マスト側の一方の面ファスナー
３２ｂ ケーブル側の他方の面ファスナー
３３ 巻き取り棒
３３ａ、３３ｂ 支持具
５１、５１ａ、５１ａａ、５１ｂ アンビリカル設備

Claims (7)

1. 打ち上げ前の飛翔体に並設されるアンビリカルマストと、
   前記飛翔体に少なくとも電力を供給するケーブルであって、一端に前記飛翔体のレセプタクルに着脱自在なプラグが接続され、前記一端から他端までの一部が前記アンビリカルマストに固定されたアンビリカルケーブルと、
   前記レセプタクルから離脱した前記プラグが落下してくる前記アンビリカルマストの部位に設けられて、前記プラグ又は前記アンビリカルケーブルの少なくとも一方が前記アンビリカルマストから離れる方向に運動する際の運動エネルギーを低減させる跳ね返り抑制部材と、
   を備えたことを特徴とするアンビリカル設備。
2. 前記跳ね返り抑制部材は、
   衝撃吸収材であり、
   前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルマストの側面において前記プラグが対向する位置に設置されたことを特徴とする請求項１に記載のアンビリカル設備。
3. 前記跳ね返り抑制部材は、前記アンビリカルケーブルにおける前記プラグに接続された部分の近傍に固定されたケーブル側の一方の面ファスナーと、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルマストの前記側面において前記ケーブル側の一方の面ファスナーが対向する位置に設置されたマスト側の他方の面ファスナーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のアンビリカル設備。
4. 前記跳ね返り抑制部材は、
   棒状の部材であり、
   前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルケーブル及び前記プラグの両方が対向する前記アンビリカルマストの前記側面から所定の間隔を隔てて設置され、かつ、前記アンビリカルケーブルの前記プラグから所定距離おいた接触点が、前記棒状の部材の軸方向と前記アンビリカルケーブルとが交差した状態で前記棒状の部材に接触するように設置されたことを特徴とする請求項１に記載のアンビリカル設備。
5. 前記所定の間隔は、前記アンビリカルケーブルが固定された位置から前記アンビリカルケーブルが下方に垂らされた場合に、前記アンビリカルケーブルが前記棒状の部材に接触した前記接触点から前記プラグの先端側までの長さよりも長いことを特徴とする請求項４に記載のアンビリカル設備。
6. 前記プラグ又は該プラグの近傍の前記アンビリカルケーブルに設置された所定の質量の重りを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のアンビリカル設備。
7. 前記アンビリカルケーブルが固定された位置の高さは、打ち上げ前の前記飛翔体の前記レセプタクルの位置の高さと一致することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のアンビリカル設備。
   

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