可搬型ＲＦ透過性発射筒を有する遠隔操作無人航空機レポート抑制発射機のためのシステムおよび装置
無人航空機（ＵＡＶ）発射筒（１００）は、直方体状開口（３０５）周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの内層（３７０）と、直方体状開口（３０５）周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの外層（３８０）と、プリプレグ基板の少なくとも１つの内層（３４０）とプリプレグ基板の少なくとも１つの外層（３８０）との間に配設された１つ以上の構造パネル（３４１〜３４４）とを備える。無人航空機（ＵＡＶ）発射筒（１００）は、内壁により画定された発射機のボリューム内にＵＡＶを係合させるように構成されたテザ付きサボ（７００、７４０）を備え、テザ付きサボ（７００、７４０）は、内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに内壁に繋がれており、テザ付きサボ（７００、７４０）は、中空であり、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、サボ（７００）の中空部（９１０）内に取り付けられるとともに高圧ボリュームを保持する内壁に取り付けられるかまたはベース内壁（１０１３）に取り付けられたテザ（７４０）とを有する。システムは、通信ノード（１５００〜１５０５）と、発射前状態において、通信ノード（１５００〜１５０５）から命令入力を受信するとともにそれらに応答するように構成された無人航空機（ＵＡＶ）を備える発射機（１５２０）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年９月９日に出願された米国仮特許出願第６１／２４０，９９６号明細書、２００９年９月９日に出願された米国仮特許出願第６１／２４０，９８７号明細書、および２００９年９月９日に出願された米国仮特許出願第６１／２４１，００１号明細書の優先権を主張し、それらの特典を請求するものであり、かかる出願のすべては、あらゆる目的のためにそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
実施形態は、無人航空機（ＵＡＶ）用の発射筒およびキャニスタ、レポート抑制発射筒、ならびにサボを含む。また、実施形態は、１つ以上のＵＡＶを備えるシステムに関し、命令ノードと発射前状態において命令ノードから命令信号を受信するように構成されたＵＡＶを収容する発射機とを備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＵＡＶは、典型的には、組み立てられていない状態で発射現場に輸送される。現場で組み立てられ、試験され、次いで発射される。発射は、典型的には、手作業、弾性テザ、動力ウェンチにより、移動している車両から、またはそれらの組み合わせにより実行される。かかる方法は、時間および／または手間がかかる可能性がある。一旦発射されると、ＵＡＶは、アップリンクを受信することができ、ヒューマンインザループ、例えば監視制御を介して間欠的に航路修正をアップリンクする人間により、または機上飛行経路誘導生成器ならびに慣性センサの出力および／または衛星航法システム（ＧＰＳ）受信機からの出力と組み合わせた予め組み込まれた迎撃／攻撃点により、誘導することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態は：（ａ）直方体状開口の周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの内層と；（ｂ）直方体状開口の周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの外層と；（ｃ）プリプレグ基板の少なくとも１つの内層とプリプレグ基板の少なくとも１つの外層との間に配設された１つ以上の構造パネルと；を備える、無人航空機（ＵＡＶ）などの物体を含み得る。プリプレグ基板の少なくとも１つの内層は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）または他の軽量複合体を備えてもよい。プリプレグ基板の少なくとも１つの外層は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）または他の軽量複合体を備えてもよい。１つ以上の構造パネルは、バルサ材または軽量複合体を備えてもよい。いくつかの実施形態において、１つ以上の構造パネルは、４つの構造パネルを備えてもよく、各パネルは、円筒状セグメントを備え、各パネルは、コード長および円筒高さにより画定される平坦表面を有する。各近接した平坦表面は、互いに直角に配設されてもよく、各構造パネルは、コード長に対して垂直な第１の側方縁および第２の側方縁を有し、第１の構造パネルの第１の側方縁は、第２の構造パネルの第１の側方縁に対して近接しているが接触していない。第１の構造パネルの第２の側方縁は、第３の構造パネルの第１の側方縁に対して近接しているが接触していない。第４の構造パネルの第１の側方縁は、第２の構造パネルの第２の側方縁に対して近接しているが接触していない。第４の構造パネルの第２の側方縁は、第３の構造パネルの第２の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、４つの構造パネルの各々の平坦表面は、発射筒の中心線に対して位置合わせされてもよい。加えて、４つの構造パネルの各々は、エポキシプリプレグ基板の内層とエポキシプリプレグ基板の外層との間に配設されてもよい。実施形態は、内壁により画定された発射機のボリューム内に無人航空機（ＵＡＶ）を係合させるように構成された構造要素を備えるレポートを抑制するために構成されたＵＡＶ発射筒などの物体を含む。物体は、内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに内壁に繋がれてもよい。構造要素は、中空部または空洞を有し、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、物体の中空部または空洞内に取り付けられるとともに高圧ボリュームを保持する内壁に取り付けられてもよいテザとを有してもよい。
【０００５】
追加の実施形態は、方法と、（ａ）通信ノードと；（ｂ）発射前状態において、通信ノードから命令入力を受信するように構成された無人航空機（ＵＡＶ）を備える発射機と；を備えるＵＡＶシステムを含み得る。いくつかの実施形態において、発射前状態におけるＵＡＶは、さらに、受信したクエリ信号に応答してＵＡＶステータスデータを通信ノードに送信するように構成されている。いくつかの実施形態において、ＵＡＶのＲＦアンテナは、発射機のボリューム内に収容されている。いくつかの実施形態において、発射推進システムは、ＲＦ信号を受信するように構成されている。
【０００６】
実施形態は、例示のために示すものであり、以下の添付の図面の形態に限定するためではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、例示的な発射筒の実施形態の上側斜視図である。
【図２】図２は、例示的な発射筒の実施形態の一部分の下側斜視図である。
【図３】図３は、例示的な発射筒の実施形態の断面図である。
【図４】図４は、本発明のＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。
【図５】図５は、本発明のＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。
【図６】図６は、支持ストラットおよび足部が展開された状態のＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。
【図７】図７は、本発明の例示的なテザ付きサボの実施形態の上側斜視図である。
【図８】図８は、本発明の例示的なテザ付きサボの実施形態の上面図である。
【図９】図９は、本発明の例示的なテザ付きサボの実施形態の断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射の、ランチ筒の遠端の断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射の、ランチ筒の遠端の断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、発射前状態における例示的なＵＡＶの下側斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、翼が展開され推進プロペラが回転している状態の例示的なＵＡＶを示す。
【図１３】図１３は、例示的な発射筒の実施形態の一部分の下側斜視図である。
【図１４】図１４は、ＵＡＶ処理および誘導および制御サブシステムの例示的な機能ブロック図である。
【図１５】図１５は、システムの実施形態のトップレベルシステムアーキテクチャを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、例示的な発射筒１００の実施形態の上側斜視図である。例示的な発射筒の上端、または開放端１１０は、丸められた角部を有する四角形の開口を呈している。プリプレグ基板の外層１２０とプリプレグ基板の内層１３０との間には、４つの構造パネル１４１〜１４４が配設されている。
【０００９】
図２は、例示的な発射筒の実施形態２００の一部分の下側斜視図である。例示的な発射筒の下端、または閉鎖端２１０は、第１の足部ピボット点突起２３０と共線的な軸心の周りに湾曲した端部２２０を呈しており、第１の足部ピボット点突起２３０の反対側に第２の足部ピボット点突起が設けられているが、図示していない。
【００１０】
図３は、図１の例示的な発射筒の実施形態の断面図３００であり、発射筒の中心線の周りに配設された４つの構造パネル１４１〜１４４を示している。非円筒状のＵＡＶを配置し、かかるボリュームから発射することができる。図示の各パネルは、外表面３５０から発射筒の中心線３６０までの距離３２３よりも大きい曲率半径３２２を表す外表面曲率３１１を有している。図示の各パネル１４１〜１４４は、コード長３１３を表す平坦な内表面３１２を有している。そのため、本断面図における各パネル１４１〜１４４の端面３１４は、円形セグメントである。図示の各パネルは、プリプレグ基板の内層３７０とプリプレグ基板の外層３８０との間に配設されている。図示の各パネルは、互いに離れて配設されており、パネルの側方縁３１８、３１９の間に空間３９０が設けられている。そのため、プリプレグ基板の内層３７０とプリプレグ基板の外層３８０とは、直方体形状のボリューム３０５の角部３０１〜３０４において互いに接触している。プリプレグ基板の外層３８０は、断面図において、実質的に卵形の外側周長を画定している。いくつかの実施形態において、内層３７０および外層３８０は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）もしくは複合材料、または両者の組み合わせを備えてもよく、構造パネルは、バルサ材もしくは軽量複合材料、または両者の組み合わせを備えてもよい。
【００１１】
図４は、ＵＡＶ運搬ケース４００の実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。図示の足部４１０は、足部ピボット点突起２３０を介して発射筒４０５に回転可能に取り付けられている。図示の第１のストラットまたは脚部４２０は、発射筒の上部１１０の近傍において発射筒４０５に回転可能に取り付けられている。第１のストラットの反対側に第２のストラットまたは脚部が配設されているが、本図では示していない。図示のキャップ４３０は、覆われてなければ開放されている発射筒の端部を覆っており、周方向ストラップ４３１により拘束された状態で示されている。
【００１２】
図５は、部分的に展開された状態におけるＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。すなわち、図示のキャップ４３０は、取り外され、図示のようにオプションのメンブレンシール５４０を有してもよい発射筒の開放端を露出させている。シール５４０は、砂、土、湿気、および／またはグリットが発射前準備中に発射筒に進入しないように適用された破壊可能なフィルムであってもよい。図示の足部４１０は、発射筒から離れるように半ば回転しており、図示の第１のストラットまたは脚部４２０は、支持位置に向けて半ば回転している。
【００１３】
図６は、支持ストラット４２０および足部４１０が展開された状態のＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒６００の例示的な描写である。「筒」との用語を用いた意図は、ＵＡＶを発射することができるボリュームを指示するためであって、ボリュームの形状を円筒状の筒に限定するためではない。一対のストラットまたは一対の脚部の角度６１０は、局所レベル６０２に対して所望される発射角度６０１に対応するように調節してもよい。同様に、発射筒と足部との間の角度６２０は、所望される発射角度６０１に対応するように調整してもよい。いくつかの実施形態において、一対のストラットまたは一対の脚部４２０は、近方側セグメント４２１に対して遠方側セグメント４２２が出入りして伸縮できるように、異なる直径のセグメントを備えてもよい。これらの実施形態において、脚部の全長は、平坦でない局所地形もしくは所望される発射角度６０１、またはそれらの両者に対応するように調節してもよい。足部４１０は、足部の下表面と局所地表面６０２との間の静摩擦をさらに高めるためにブートおよび／または質量からのダウンフォースを受けるようにサイズ決めしてもよい。発射筒６３０の上部は、発射機内部のボリュームをグリット、砂、湿気、および天気の影響から保護するために破壊可能なメンブレンを含んでもよい。一旦発射機が表面上で位置決めされると、ＵＡＶが発射前状態にある間にＵＡＶにミッション情報をアップロードする目的で、およびＵＡＶステータス情報を受信する目的で、発射機６００を遠隔制御してもよい。
【００１４】
実施形態は、無人航空機（ＵＡＶ）発射筒を含み、かかる発射筒は、内壁により画定された発射機のボリューム内にＵＡＶを係合させるように構成されたテザ付きサボを備えてもよく、テザ付きサボは、内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされ、内壁に繋がれている。いくつかの実施形態において、テザ付きサボは、中空であり、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、サボの中空部内に取り付けられるとともに高圧ボリュームを保持する内壁に取り付けられたテザとを有してもよい。
【００１５】
直方体状開口を有する発射機には、図７に示す例示的なテザ付きサボ７００の実施形態を用いてもよい。サボは、炭素繊維、例えば、一端が開放された中空物がもたらされるように型を用いて成形し硬化させたプリプレグ炭素繊維で作製されてもよい。サボは、ＵＡＶの推進プロペラアセンブリを受けるためのチャネル７１０を有してもよい。また、サボは、中空部により提供されるボリュームの外側にガスを受けるための凹み７２０を有してもよい。図示のサボは、テザのための構造取付体を提供するようにサボの幅に亘ってもよい構造要素の端部７３０を示している。図示のテザ７４０の一部分は、サボの中空部から延在している。
【００１６】
図８は、例示的なテザ付きサボ７００の実施形態の上面図である。構造要素８１０は、棒であってもよく、サボ７００の幅に亘ってもよい。テザのループ部８２０は、構造要素８１０に係合してもよい。テザ７４０は、シリコーンプリプレグ編組Ｋｅｖｌａｒ（商標）であってもよく、テザ７４０の一端を構造要素８１０を一回りさせた後にテザ７４０の編組内に織り込み、さらに硬化させてもよい。
【００１７】
図９は、図８の上面図から取ったサボ７００の断面図であり、サボ７００の中空部９１０内で構造要素８１０に係合するテザ７４０を示している。
【００１８】
図１０Ａは、図１および図２に示す発射機などの装填済発射機１０１０の断面図であり、図３に示すＵＡＶなどのＵＡＶ１０２０が装填されている。本例において、図示の発射機１０１０は、オプションの破壊可能なシール１０３０を有している。図示の２つのガス生成キャニスタ１０４１、１０４２は、発射機１０１０の機尾ボリューム１００１内に配設されている。図示の例示のテザ付きサボ１０５０は、ガス生成キャニスタ１０４１、１０４２とＵＡＶ１０２０との間に配設されている。
【００１９】
図１０Ｂは、図１０Ａの断面図において、第１のガス生成キャニスタ１０４１が発射機１０１０の機尾内壁１０１１とサボ１０５０との間のボリューム１００１内の圧力を増加させている（煙雲１００２により示す）様子を示す。テザ１０６０は、テザリールまたは巻き取り要素１０１４を介してベース内壁１０１３に取り付けられてもよい。図１０Ａに対して、図示のサボ１０５０は、発射筒（本例では、直方体状のボリューム）に沿って変位しており、それとともにＵＡＶ１０２０が移動している。図示のＵＡＶは、破壊可能なシール１０３０を破壊し、発射機１０１０から外に出ようとしている。
【００２０】
図１０Ｃは、図１０Ａの断面図において、第２のガス生成キャニスタ１０４２が発射機１０１０の機尾内壁１０１２とサボ１０５０との間のボリューム内の圧力を増加または持続させている（第２の煙雲１００３により示す）様子を示す。図示のサボ１０５０は、発射筒に沿ってさらに変位しており、図示のテザ１０６０は、繰り出された長さであり、図示のＵＡＶ１０２０は、サボ１０５０とともに移動して発射機の実質的に外側にある。
【００２１】
図１０Ｄは、図１０Ａの断面図において、発射筒内で完全に変位し、テザ１０６０によりさらなる移動が制約され、発射機のボリューム内にガスを保持している状態のサボ１０５０を示す。
【００２２】
図１０Ｅは、図１０Ａの断面図において、発射筒内で完全に変位し、テザ１０６０によりさらなる移動が制約され、発射機のボリューム内にガスを保持しつつ発射機のボリュームから周囲の大気へのガスの漏出１０９０を許容している状態のサボ１０５０を示す。
【００２３】
図１１Ａは、サボ１０５０が図１０Ｄに示す完全に繰り出された状態に近付く際の、ランチ筒１１００のシールされていない遠端の断面図である。高温または中温ガス生成器を用いるいくつかの実施形態において、サボ１０５０は、概ね図１１Ａに示す場所よりも遠くへは移動せず、ガスの大気への漏出は、サボがガスにより熱せられた状態からの冷却サイクルにおいて収縮する際にサボの周りで行われる。中温または低温ガス生成器を用いるいくつかの実施形態において、サボ１０５０は、発射機のリム１１２０から部分的に延在するように移動し（図１１Ｂ）、一旦サボのリップ７０１が発射機のリム１１２０をクリアしたら、ガスを側方の凹み７２０から漏出１１１０させてもよい。テザ１０６０を介してサボ１０５０を保持することにより、発射機は、短期間の間、高速ガス生成により発生する圧力波、すなわちレポート、および熱のかなりの部分を保持する。発射後、発射機は、サボ１０５０周りの漏出を介して発射機から圧力を拡散させる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、サボ１０５０は、ガス生成器からのガスによりサボ１０５０の内側に与えられる圧力により発射機の１つの内壁または複数の内壁に接触するように伸張してもよい。この伸張により、サボ１０５０と１つの内壁または複数の内壁との間におけるシールの形成が可能になるか、または少なくとも容易になり、それにより、サボ１０５０が筒に沿って移動する間のサボ１０５０の周りにおけるガスの通過が防止または制限される。特定の実施形態において、サボは、サボと発射機の１つの内壁または複数の内壁との間に間隙を形成するように構成されてもよい。かかる空隙のサイズは、所望される量のガス漏れを提供するように設定してもよい。いくつかの実施形態において、サボ１０５０は、発射機が発射ガスを収容するために熱くなりすぎて発射機の構造的完全性が損なわれるかまたは失われることを防止するように、十分なガス漏れを許容するようにサイズ決めされてもよい。そのため、サボ１０５０の実施形態は、発射プロセス中に生成される音波の音響伝搬を制限するようにガス漏れを制限するようにサイズ決めされてもよい。
【００２５】
図１２Ａは、発射前状態１２００における、すなわち翼１２１０および尾翼面１２２０が航空機の胴体の下方に折り畳まれた状態の、例示的なＵＡＶを示す下側斜視図である。プロペラが回転可能に搭載されたプロペラハブ１２３０も示している。航空機は、航空機に沿ったまたは航空機から延在する無線周波数（ＲＦ）アンテナ１２３１を含んでもよい。筒のボリュームが直円筒、直方体、または他の何らかの形状であれ、ＵＡＶの１つの断面または複数の断面は、航空機と発射機の内壁との間の気密な嵌合を維持するためには不十分であるかもしれない。そのため、ガス圧力に基づく発射については、ガス源とＵＡＶとの間にサボを配設してもよい。図１２Ｂは、翼１２１０、１２２０が展開され推進プロペラ１２３２が回転している状態の、発射後状態１２０１における例示的なＵＡＶを示す。
【００２６】
図１３は、発射機１３１０の前方部分に装填された航空機１３００の実施形態の側方立面図である。図示の発射機１３２０の機尾部は、ガス生成キャニスタ１３３１、１３３２を有し、ＲＦアンテナ１３３３および受信機ユニット１３３４、ならびに発射機に動力を供給するためのバッテリなどの電源１３３６を含んでもよい。いくつかの実施形態において、電源１３３６は、発射機１３１０にあるときのＵＡＶ１３００にも動力を供給し、発射機１３１０を出発した後のＵＡＶのバッテリに最大のバッテリ寿命を与えてもよい。高いＲＦ透過性を有する構造要素の例には、バルサ材およびエポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）がある。そのため、ＵＡＶのＲＦアンテナおよび受信機要素ならびに／または発射推進ユニットのＲＦアンテナおよび受信機要素は、発射機の構造による信号の減衰が無視可能な状態で命令ノードからＲＦ命令を受信することができる。
【００２７】
図１４は、ＵＡＶ処理および誘導および制御サブシステム１４００の例示的な機能ブロック図であり、誘導センサ１４１４は、シーカ処理１４２０のシーク処理に関する外部環境についての情報を提供する。誘導センサ１４１４、より一般的には一揃いの誘導センサは、受動および／または能動レーダサブシステム、赤外線検出サブシステム、赤外線撮像サブシステム、ビデオカメラベースのサブシステムなどの可視光撮像サブシステム、紫外光検出サブシステム、ならびにそれらの組み合わせを含んでもよい。シーカ処理１４２０は、画像処理と目標追跡処理との両方、ならびにアップリンク受信機１４３５からおよび／または誘導プロセス１４３０の出力として受信され得る目標指定または再指定入力１４２１を含んでもよい。画像処理および／または目標追跡情報１４２２は、アップリンク／ダウンリンク送受信機の一部であってもよいダウンリンク送信機１４２３を介して送信してもよい。誘導プロセッサ１４３０は、誘導処理のための指令を実行する際に、シーカ処理１４２０から目標情報１４２４を取り込み、ＧＰＳ受信機１４３１ならびにジャイロスコープおよび加速度計１４３２（存在する場合）から位置、速度、および姿勢などのＵＡＶ飛行ステータス情報を取り込んでもよい。一旦飛行に入ったら、誘導プロセッサ１４３０は、偵察中間地点および／または監視最適化軌跡を受信するため、メモリ格納１４３３を参照してもよい。システムの実施形態については、誘導プロセス１４３０は、例えば発射前局面においては外部データポート１４３４を経由して、または例えば発射後局面においてはアップリンク受信機１４３５を経由して、偵察中間地点および／または監視最適化軌跡を受信および／またはアップロードしてもよい。誘導プロセッサ１４３０は、飛行経路、軌跡、または航路操舵角度および方向を決定するための指令を実行する一部として、特にターミナル帰着モードでないときに、中間地点および／または監視最適化軌跡情報を参照してもよい。誘導プロセッサ１４３０は、アップリンク受信機１４３５を介して命令を受信し、当初の発射後モードまたは飛行計画を設定してもよい。アップリンク受信機１４３５は、ＵＡＶが発射前状態にある間に通信ノードから命令、目標データ、および／または飛行計画情報を受信してもよい。
【００２８】
ターミナル帰着モードの一例は、ターミナル帰着モードの攻撃サブモードのための重力バイアス、およびターミナル帰着モードの空中迎撃サブモードのための加速度バイアスを用いる比例航法であってもよい。誘導処理１４３０および自動操縦処理１４４０は、航空機の方向をその速度ベクトルの配向を変更することにより変更するため、エレボンの実施形態において例えばバンクトゥターン誘導を生じさせる指令を実行してもよい。例えば、１つ以上の操縦面の配向を１つ以上の操縦面アクチュエータ１４５０を介して変更して、航空機とその直線加速度のうちのその速度ベクトルに対して直角な部分との配向を変更する力およびトルクを生じさせてもよい。航空機の直線加速度のうちの速度ベクトルに沿った部分は、空力抵抗により大きく影響され、直線加速度は、モータプロセッサ１４６０およびプロペラモータ１４７０を介して増加させることができる。完全な３軸制御を有する実施形態については、スキッドトゥターンおよび他の比例−積分−微分誘導ならびに制御処理アーキテクチャを含む追加の制御トポロジを実装してもよい。シーカ処理１４２０、誘導処理１４３０、モータ処理１４６０、および／または自動操縦処理１４４０は、アドレス指定可能なメモリを有する単一のマイクロプロセッサにより実行してもよく、ならびに／または、例えばデータバスを介して分散通信を行う２つ以上のマイクロプロセッサに処理を分散させてもよい。
【００２９】
図１５は、システム１５００の実施形態のトップレベルシステムアーキテクチャを示す。地上車両１５０１、航空機１５０２、宇宙船１５０３、空中監視もしくは空中通信ノード１５０４、または地上の人間により可搬の通信ノード１５０５は、例えば図１３に示す実施形態であってもよい発射機１５２０の実施形態に、ＲＦリンク１５１１〜１５１５を介して命令信号を送信してもよい。いくつかの実施形態において、ＵＡＶは、発射前状態において、要求しているノード１５０１〜１５０５に対してＲＦリンク１５１１〜１５１５に沿って、例えばバッテリレベルなどのステータス情報および自己診断の結果を出力してもよい。発射機の実施形態は、発射機に収容されたＵＡＶを介して独立したＲＦノードを提供する。例えば、ＵＡＶを待機モードとし、全電源投入を命令してもよい受信したＲＦ信号に応答する状態にしておき、その後、発射機内のＵＡＶを、例えば現場から離れた命令ノードのＲＦ命令により、発射に備えて準備させてもよい。独立した発射機−ＵＡＶは、長期間の間、見込まれる発射現場において展開された状態のままにしておいてもよく、その後、現場から離れたまたはその他遠隔の命令ノードからの１つ以上の命令信号に応答して電源投入および発射されてもよい。
【００３０】
上記実施形態の具体的な特徴および態様の様々な組み合わせおよび／または下位の組み合わせを作製することができ、それらはなお本発明の範囲に該当し得ることが考えられる。そのため、開示された発明の様々な様式を形成するために、開示された実施形態の様々な特徴および態様を互いに組み合わせるかまたは置換することができることを理解すべきである。さらに、例示により本明細書中で開示された本発明の範囲は、上で開示された特定の実施形態により限定されないことが意図されている。
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年９月９日に出願された米国仮特許出願第６１／２４０，９９６号明細書、２００９年９月９日に出願された米国仮特許出願第６１／２４０，９８７号明細書、および２００９年９月９日に出願された米国仮特許出願第６１／２４１，００１号明細書の優先権を主張し、それらの特典を請求するものであり、かかる出願のすべては、あらゆる目的のためにそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
実施形態は、無人航空機（ＵＡＶ）用の発射筒およびキャニスタ、レポート抑制発射筒、ならびにサボを含む。また、実施形態は、１つ以上のＵＡＶを備えるシステムに関し、命令ノードと発射前状態において命令ノードから命令信号を受信するように構成されたＵＡＶを収容する発射機とを備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＵＡＶは、典型的には、組み立てられていない状態で発射現場に輸送される。現場で組み立てられ、試験され、次いで発射される。発射は、典型的には、手作業、弾性テザ、動力ウェンチにより、移動している車両から、またはそれらの組み合わせにより実行される。かかる方法は、時間および／または手間がかかる可能性がある。一旦発射されると、ＵＡＶは、アップリンクを受信することができ、ヒューマンインザループ、例えば監視制御を介して間欠的に航路修正をアップリンクする人間により、または機上飛行経路誘導生成器ならびに慣性センサの出力および／または衛星航法システム（ＧＰＳ）受信機からの出力と組み合わせた予め組み込まれた迎撃／攻撃点により、誘導することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実施形態は：（ａ）直方体状開口の周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの内層と；（ｂ）直方体状開口の周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの外層と；（ｃ）プリプレグ基板の少なくとも１つの内層とプリプレグ基板の少なくとも１つの外層との間に配設された１つ以上の構造パネルと；を備える、無人航空機（ＵＡＶ）などの物体を含み得る。プリプレグ基板の少なくとも１つの内層は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）または他の軽量複合体を備えてもよい。プリプレグ基板の少なくとも１つの外層は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）または他の軽量複合体を備えてもよい。１つ以上の構造パネルは、バルサ材または軽量複合体を備えてもよい。いくつかの実施形態において、１つ以上の構造パネルは、４つの構造パネルを備えてもよく、各パネルは、円筒状セグメントを備え、各パネルは、コード長および円筒高さにより画定される平坦表面を有する。各近接した平坦表面は、互いに直角に配設されてもよく、各構造パネルは、コード長に対して垂直な第１の側方縁および第２の側方縁を有し、第１の構造パネルの第１の側方縁は、第２の構造パネルの第１の側方縁に対して近接しているが接触していない。第１の構造パネルの第２の側方縁は、第３の構造パネルの第１の側方縁に対して近接しているが接触していない。第４の構造パネルの第１の側方縁は、第２の構造パネルの第２の側方縁に対して近接しているが接触していない。第４の構造パネルの第２の側方縁は、第３の構造パネルの第２の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、４つの構造パネルの各々の平坦表面は、発射筒の中心線に対して位置合わせされてもよい。加えて、４つの構造パネルの各々は、エポキシプリプレグ基板の内層とエポキシプリプレグ基板の外層との間に配設されてもよい。実施形態は、内壁により画定された発射機のボリューム内に無人航空機（ＵＡＶ）を係合させるように構成された構造要素を備えるレポートを抑制するために構成されたＵＡＶ発射筒などの物体を含む。物体は、内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに内壁に繋がれてもよい。構造要素は、中空部または空洞を有し、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、物体の中空部または空洞内に取り付けられるとともに高圧ボリュームを保持する内壁に取り付けられてもよいテザとを有してもよい。
【０００５】
追加の実施形態は、方法と、（ａ）通信ノードと；（ｂ）発射前状態において、通信ノードから命令入力を受信するように構成された無人航空機（ＵＡＶ）を備える発射機と；を備えるＵＡＶシステムを含み得る。いくつかの実施形態において、発射前状態におけるＵＡＶは、さらに、受信したクエリ信号に応答してＵＡＶステータスデータを通信ノードに送信するように構成されている。いくつかの実施形態において、ＵＡＶのＲＦアンテナは、発射機のボリューム内に収容されている。いくつかの実施形態において、発射推進システムは、ＲＦ信号を受信するように構成されている。
【０００６】
実施形態は、例示のために示すものであり、以下の添付の図面の形態に限定するためではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、例示的な発射筒の実施形態の上側斜視図である。
【図２】図２は、例示的な発射筒の実施形態の一部分の下側斜視図である。
【図３】図３は、例示的な発射筒の実施形態の断面図である。
【図４】図４は、本発明のＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。
【図５】図５は、本発明のＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。
【図６】図６は、支持ストラットおよび足部が展開された状態のＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。
【図７】図７は、本発明の例示的なテザ付きサボの実施形態の上側斜視図である。
【図８】図８は、本発明の例示的なテザ付きサボの実施形態の上面図である。
【図９】図９は、本発明の例示的なテザ付きサボの実施形態の断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射を示す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射の、ランチ筒の遠端の断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明のテザ付きサボの実施形態を用いる例示的なＵＡＶ発射の、ランチ筒の遠端の断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、発射前状態における例示的なＵＡＶの下側斜視図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、翼が展開され推進プロペラが回転している状態の例示的なＵＡＶを示す。
【図１３】図１３は、例示的な発射筒の実施形態の一部分の下側斜視図である。
【図１４】図１４は、ＵＡＶ処理および誘導および制御サブシステムの例示的な機能ブロック図である。
【図１５】図１５は、システムの実施形態のトップレベルシステムアーキテクチャを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、例示的な発射筒１００の実施形態の上側斜視図である。例示的な発射筒の上端、または開放端１１０は、丸められた角部を有する四角形の開口を呈している。プリプレグ基板の外層１２０とプリプレグ基板の内層１３０との間には、４つの構造パネル１４１〜１４４が配設されている。
【０００９】
図２は、例示的な発射筒の実施形態２００の一部分の下側斜視図である。例示的な発射筒の下端、または閉鎖端２１０は、第１の足部ピボット点突起２３０と共線的な軸心の周りに湾曲した端部２２０を呈しており、第１の足部ピボット点突起２３０の反対側に第２の足部ピボット点突起が設けられているが、図示していない。
【００１０】
図３は、図１の例示的な発射筒の実施形態の断面図３００であり、発射筒の中心線の周りに配設された４つの構造パネル１４１〜１４４を示している。非円筒状のＵＡＶを配置し、かかるボリュームから発射することができる。図示の各パネルは、外表面３５０から発射筒の中心線３６０までの距離３２３よりも大きい曲率半径３２２を表す外表面曲率３１１を有している。図示の各パネル１４１〜１４４は、コード長３１３を表す平坦な内表面３１２を有している。そのため、本断面図における各パネル１４１〜１４４の端面３１４は、円形セグメントである。図示の各パネルは、プリプレグ基板の内層３７０とプリプレグ基板の外層３８０との間に配設されている。図示の各パネルは、互いに離れて配設されており、パネルの側方縁３１８、３１９の間に空間３９０が設けられている。そのため、プリプレグ基板の内層３７０とプリプレグ基板の外層３８０とは、直方体形状のボリューム３０５の角部３０１〜３０４において互いに接触している。プリプレグ基板の外層３８０は、断面図において、実質的に卵形の外側周長を画定している。いくつかの実施形態において、内層３７０および外層３８０は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）もしくは複合材料、または両者の組み合わせを備えてもよく、構造パネルは、バルサ材もしくは軽量複合材料、または両者の組み合わせを備えてもよい。
【００１１】
図４は、ＵＡＶ運搬ケース４００の実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。図示の足部４１０は、足部ピボット点突起２３０を介して発射筒４０５に回転可能に取り付けられている。図示の第１のストラットまたは脚部４２０は、発射筒の上部１１０の近傍において発射筒４０５に回転可能に取り付けられている。第１のストラットの反対側に第２のストラットまたは脚部が配設されているが、本図では示していない。図示のキャップ４３０は、覆われてなければ開放されている発射筒の端部を覆っており、周方向ストラップ４３１により拘束された状態で示されている。
【００１２】
図５は、部分的に展開された状態におけるＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒の例示的な描写である。すなわち、図示のキャップ４３０は、取り外され、図示のようにオプションのメンブレンシール５４０を有してもよい発射筒の開放端を露出させている。シール５４０は、砂、土、湿気、および／またはグリットが発射前準備中に発射筒に進入しないように適用された破壊可能なフィルムであってもよい。図示の足部４１０は、発射筒から離れるように半ば回転しており、図示の第１のストラットまたは脚部４２０は、支持位置に向けて半ば回転している。
【００１３】
図６は、支持ストラット４２０および足部４１０が展開された状態のＵＡＶ運搬ケースの実施形態として構成された発射筒６００の例示的な描写である。「筒」との用語を用いた意図は、ＵＡＶを発射することができるボリュームを指示するためであって、ボリュームの形状を円筒状の筒に限定するためではない。一対のストラットまたは一対の脚部の角度６１０は、局所レベル６０２に対して所望される発射角度６０１に対応するように調節してもよい。同様に、発射筒と足部との間の角度６２０は、所望される発射角度６０１に対応するように調整してもよい。いくつかの実施形態において、一対のストラットまたは一対の脚部４２０は、近方側セグメント４２１に対して遠方側セグメント４２２が出入りして伸縮できるように、異なる直径のセグメントを備えてもよい。これらの実施形態において、脚部の全長は、平坦でない局所地形もしくは所望される発射角度６０１、またはそれらの両者に対応するように調節してもよい。足部４１０は、足部の下表面と局所地表面６０２との間の静摩擦をさらに高めるためにブートおよび／または質量からのダウンフォースを受けるようにサイズ決めしてもよい。発射筒６３０の上部は、発射機内部のボリュームをグリット、砂、湿気、および天気の影響から保護するために破壊可能なメンブレンを含んでもよい。一旦発射機が表面上で位置決めされると、ＵＡＶが発射前状態にある間にＵＡＶにミッション情報をアップロードする目的で、およびＵＡＶステータス情報を受信する目的で、発射機６００を遠隔制御してもよい。
【００１４】
実施形態は、無人航空機（ＵＡＶ）発射筒を含み、かかる発射筒は、内壁により画定された発射機のボリューム内にＵＡＶを係合させるように構成されたテザ付きサボを備えてもよく、テザ付きサボは、内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされ、内壁に繋がれている。いくつかの実施形態において、テザ付きサボは、中空であり、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、サボの中空部内に取り付けられるとともに高圧ボリュームを保持する内壁に取り付けられたテザとを有してもよい。
【００１５】
直方体状開口を有する発射機には、図７に示す例示的なテザ付きサボ７００の実施形態を用いてもよい。サボは、炭素繊維、例えば、一端が開放された中空物がもたらされるように型を用いて成形し硬化させたプリプレグ炭素繊維で作製されてもよい。サボは、ＵＡＶの推進プロペラアセンブリを受けるためのチャネル７１０を有してもよい。また、サボは、中空部により提供されるボリュームの外側にガスを受けるための凹み７２０を有してもよい。図示のサボは、テザのための構造取付体を提供するようにサボの幅に亘ってもよい構造要素の端部７３０を示している。図示のテザ７４０の一部分は、サボの中空部から延在している。
【００１６】
図８は、例示的なテザ付きサボ７００の実施形態の上面図である。構造要素８１０は、棒であってもよく、サボ７００の幅に亘ってもよい。テザのループ部８２０は、構造要素８１０に係合してもよい。テザ７４０は、シリコーンプリプレグ編組Ｋｅｖｌａｒ（商標）であってもよく、テザ７４０の一端を構造要素８１０を一回りさせた後にテザ７４０の編組内に織り込み、さらに硬化させてもよい。
【００１７】
図９は、図８の上面図から取ったサボ７００の断面図であり、サボ７００の中空部９１０内で構造要素８１０に係合するテザ７４０を示している。
【００１８】
図１０Ａは、図１および図２に示す発射機などの装填済発射機１０１０の断面図であり、図３に示すＵＡＶなどのＵＡＶ１０２０が装填されている。本例において、図示の発射機１０１０は、オプションの破壊可能なシール１０３０を有している。図示の２つのガス生成キャニスタ１０４１、１０４２は、発射機１０１０の機尾ボリューム１００１内に配設されている。図示の例示のテザ付きサボ１０５０は、ガス生成キャニスタ１０４１、１０４２とＵＡＶ１０２０との間に配設されている。
【００１９】
図１０Ｂは、図１０Ａの断面図において、第１のガス生成キャニスタ１０４１が発射機１０１０の機尾内壁１０１１とサボ１０５０との間のボリューム１００１内の圧力を増加させている（煙雲１００２により示す）様子を示す。テザ１０６０は、テザリールまたは巻き取り要素１０１４を介してベース内壁１０１３に取り付けられてもよい。図１０Ａに対して、図示のサボ１０５０は、発射筒（本例では、直方体状のボリューム）に沿って変位しており、それとともにＵＡＶ１０２０が移動している。図示のＵＡＶは、破壊可能なシール１０３０を破壊し、発射機１０１０から外に出ようとしている。
【００２０】
図１０Ｃは、図１０Ａの断面図において、第２のガス生成キャニスタ１０４２が発射機１０１０の機尾内壁１０１２とサボ１０５０との間のボリューム内の圧力を増加または持続させている（第２の煙雲１００３により示す）様子を示す。図示のサボ１０５０は、発射筒に沿ってさらに変位しており、図示のテザ１０６０は、繰り出された長さであり、図示のＵＡＶ１０２０は、サボ１０５０とともに移動して発射機の実質的に外側にある。
【００２１】
図１０Ｄは、図１０Ａの断面図において、発射筒内で完全に変位し、テザ１０６０によりさらなる移動が制約され、発射機のボリューム内にガスを保持している状態のサボ１０５０を示す。
【００２２】
図１０Ｅは、図１０Ａの断面図において、発射筒内で完全に変位し、テザ１０６０によりさらなる移動が制約され、発射機のボリューム内にガスを保持しつつ発射機のボリュームから周囲の大気へのガスの漏出１０９０を許容している状態のサボ１０５０を示す。
【００２３】
図１１Ａは、サボ１０５０が図１０Ｄに示す完全に繰り出された状態に近付く際の、ランチ筒１１００のシールされていない遠端の断面図である。高温または中温ガス生成器を用いるいくつかの実施形態において、サボ１０５０は、概ね図１１Ａに示す場所よりも遠くへは移動せず、ガスの大気への漏出は、サボがガスにより熱せられた状態からの冷却サイクルにおいて収縮する際にサボの周りで行われる。中温または低温ガス生成器を用いるいくつかの実施形態において、サボ１０５０は、発射機のリム１１２０から部分的に延在するように移動し（図１１Ｂ）、一旦サボのリップ７０１が発射機のリム１１２０をクリアしたら、ガスを側方の凹み７２０から漏出１１１０させてもよい。テザ１０６０を介してサボ１０５０を保持することにより、発射機は、短期間の間、高速ガス生成により発生する圧力波、すなわちレポート、および熱のかなりの部分を保持する。発射後、発射機は、サボ１０５０周りの漏出を介して発射機から圧力を拡散させる。
【００２４】
いくつかの実施形態において、サボ１０５０は、ガス生成器からのガスによりサボ１０５０の内側に与えられる圧力により発射機の１つの内壁または複数の内壁に接触するように伸張してもよい。この伸張により、サボ１０５０と１つの内壁または複数の内壁との間におけるシールの形成が可能になるか、または少なくとも容易になり、それにより、サボ１０５０が筒に沿って移動する間のサボ１０５０の周りにおけるガスの通過が防止または制限される。特定の実施形態において、サボは、サボと発射機の１つの内壁または複数の内壁との間に間隙を形成するように構成されてもよい。かかる空隙のサイズは、所望される量のガス漏れを提供するように設定してもよい。いくつかの実施形態において、サボ１０５０は、発射機が発射ガスを収容するために熱くなりすぎて発射機の構造的完全性が損なわれるかまたは失われることを防止するように、十分なガス漏れを許容するようにサイズ決めされてもよい。そのため、サボ１０５０の実施形態は、発射プロセス中に生成される音波の音響伝搬を制限するようにガス漏れを制限するようにサイズ決めされてもよい。
【００２５】
図１２Ａは、発射前状態１２００における、すなわち翼１２１０および尾翼面１２２０が航空機の胴体の下方に折り畳まれた状態の、例示的なＵＡＶを示す下側斜視図である。プロペラが回転可能に搭載されたプロペラハブ１２３０も示している。航空機は、航空機に沿ったまたは航空機から延在する無線周波数（ＲＦ）アンテナ１２３１を含んでもよい。筒のボリュームが直円筒、直方体、または他の何らかの形状であれ、ＵＡＶの１つの断面または複数の断面は、航空機と発射機の内壁との間の気密な嵌合を維持するためには不十分であるかもしれない。そのため、ガス圧力に基づく発射については、ガス源とＵＡＶとの間にサボを配設してもよい。図１２Ｂは、翼１２１０、１２２０が展開され推進プロペラ１２３２が回転している状態の、発射後状態１２０１における例示的なＵＡＶを示す。
【００２６】
図１３は、発射機１３１０の前方部分に装填された航空機１３００の実施形態の側方立面図である。図示の発射機１３２０の機尾部は、ガス生成キャニスタ１３３１、１３３２を有し、ＲＦアンテナ１３３３および受信機ユニット１３３４、ならびに発射機に動力を供給するためのバッテリなどの電源１３３６を含んでもよい。いくつかの実施形態において、電源１３３６は、発射機１３１０にあるときのＵＡＶ１３００にも動力を供給し、発射機１３１０を出発した後のＵＡＶのバッテリに最大のバッテリ寿命を与えてもよい。高いＲＦ透過性を有する構造要素の例には、バルサ材およびエポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）がある。そのため、ＵＡＶのＲＦアンテナおよび受信機要素ならびに／または発射推進ユニットのＲＦアンテナおよび受信機要素は、発射機の構造による信号の減衰が無視可能な状態で命令ノードからＲＦ命令を受信することができる。
【００２７】
図１４は、ＵＡＶ処理および誘導および制御サブシステム１４００の例示的な機能ブロック図であり、誘導センサ１４１４は、シーカ処理１４２０のシーク処理に関する外部環境についての情報を提供する。誘導センサ１４１４、より一般的には一揃いの誘導センサは、受動および／または能動レーダサブシステム、赤外線検出サブシステム、赤外線撮像サブシステム、ビデオカメラベースのサブシステムなどの可視光撮像サブシステム、紫外光検出サブシステム、ならびにそれらの組み合わせを含んでもよい。シーカ処理１４２０は、画像処理と目標追跡処理との両方、ならびにアップリンク受信機１４３５からおよび／または誘導プロセス１４３０の出力として受信され得る目標指定または再指定入力１４２１を含んでもよい。画像処理および／または目標追跡情報１４２２は、アップリンク／ダウンリンク送受信機の一部であってもよいダウンリンク送信機１４２３を介して送信してもよい。誘導プロセッサ１４３０は、誘導処理のための指令を実行する際に、シーカ処理１４２０から目標情報１４２４を取り込み、ＧＰＳ受信機１４３１ならびにジャイロスコープおよび加速度計１４３２（存在する場合）から位置、速度、および姿勢などのＵＡＶ飛行ステータス情報を取り込んでもよい。一旦飛行に入ったら、誘導プロセッサ１４３０は、偵察中間地点および／または監視最適化軌跡を受信するため、メモリ格納１４３３を参照してもよい。システムの実施形態については、誘導プロセス１４３０は、例えば発射前局面においては外部データポート１４３４を経由して、または例えば発射後局面においてはアップリンク受信機１４３５を経由して、偵察中間地点および／または監視最適化軌跡を受信および／またはアップロードしてもよい。誘導プロセッサ１４３０は、飛行経路、軌跡、または航路操舵角度および方向を決定するための指令を実行する一部として、特にターミナル帰着モードでないときに、中間地点および／または監視最適化軌跡情報を参照してもよい。誘導プロセッサ１４３０は、アップリンク受信機１４３５を介して命令を受信し、当初の発射後モードまたは飛行計画を設定してもよい。アップリンク受信機１４３５は、ＵＡＶが発射前状態にある間に通信ノードから命令、目標データ、および／または飛行計画情報を受信してもよい。
【００２８】
ターミナル帰着モードの一例は、ターミナル帰着モードの攻撃サブモードのための重力バイアス、およびターミナル帰着モードの空中迎撃サブモードのための加速度バイアスを用いる比例航法であってもよい。誘導処理１４３０および自動操縦処理１４４０は、航空機の方向をその速度ベクトルの配向を変更することにより変更するため、エレボンの実施形態において例えばバンクトゥターン誘導を生じさせる指令を実行してもよい。例えば、１つ以上の操縦面の配向を１つ以上の操縦面アクチュエータ１４５０を介して変更して、航空機とその直線加速度のうちのその速度ベクトルに対して直角な部分との配向を変更する力およびトルクを生じさせてもよい。航空機の直線加速度のうちの速度ベクトルに沿った部分は、空力抵抗により大きく影響され、直線加速度は、モータプロセッサ１４６０およびプロペラモータ１４７０を介して増加させることができる。完全な３軸制御を有する実施形態については、スキッドトゥターンおよび他の比例−積分−微分誘導ならびに制御処理アーキテクチャを含む追加の制御トポロジを実装してもよい。シーカ処理１４２０、誘導処理１４３０、モータ処理１４６０、および／または自動操縦処理１４４０は、アドレス指定可能なメモリを有する単一のマイクロプロセッサにより実行してもよく、ならびに／または、例えばデータバスを介して分散通信を行う２つ以上のマイクロプロセッサに処理を分散させてもよい。
【００２９】
図１５は、システム１５００の実施形態のトップレベルシステムアーキテクチャを示す。地上車両１５０１、航空機１５０２、宇宙船１５０３、空中監視もしくは空中通信ノード１５０４、または地上の人間により可搬の通信ノード１５０５は、例えば図１３に示す実施形態であってもよい発射機１５２０の実施形態に、ＲＦリンク１５１１〜１５１５を介して命令信号を送信してもよい。いくつかの実施形態において、ＵＡＶは、発射前状態において、要求しているノード１５０１〜１５０５に対してＲＦリンク１５１１〜１５１５に沿って、例えばバッテリレベルなどのステータス情報および自己診断の結果を出力してもよい。発射機の実施形態は、発射機に収容されたＵＡＶを介して独立したＲＦノードを提供する。例えば、ＵＡＶを待機モードとし、全電源投入を命令してもよい受信したＲＦ信号に応答する状態にしておき、その後、発射機内のＵＡＶを、例えば現場から離れた命令ノードのＲＦ命令により、発射に備えて準備させてもよい。独立した発射機−ＵＡＶは、長期間の間、見込まれる発射現場において展開された状態のままにしておいてもよく、その後、現場から離れたまたはその他遠隔の命令ノードからの１つ以上の命令信号に応答して電源投入および発射されてもよい。
【００３０】
上記実施形態の具体的な特徴および態様の様々な組み合わせおよび／または下位の組み合わせを作製することができ、それらはなお本発明の範囲に該当し得ることが考えられる。そのため、開示された発明の様々な様式を形成するために、開示された実施形態の様々な特徴および態様を互いに組み合わせるかまたは置換することができることを理解すべきである。さらに、例示により本明細書中で開示された本発明の範囲は、上で開示された特定の実施形態により限定されないことが意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体状開口の周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの内層と；
前記直方体状開口の周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの外層と；
プリプレグ基板の前記少なくとも１つの内層とプリプレグ基板の前記少なくとも１つの外層との間に配設された１つ以上の構造パネルと；
を備える、無人航空機（ＵＡＶ）発射筒。
【請求項２】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、プリプレグ基板の前記少なくとも１つの内層は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）を備えることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項３】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、プリプレグ基板の前記少なくとも１つの外層は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）を備えることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項４】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、前記１つ以上の構造パネルは、バルサ材を備えることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項５】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、前記１つ以上の構造パネルは、４つの構造パネルを備え、各パネルは、円筒状セグメントを備え、各パネルは、コード長および円筒高さにより画定される平坦表面を有し、各平坦表面は、隣の平坦表面に対して直角に配設され、各構造パネルは、前記コード長に対して垂直な第１の側方縁および第２の側方縁を有し、第１の構造パネルの前記第１の側方縁は、第２の構造パネルの第１の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、前記第１の構造パネルの前記第２の側方縁は、第３の構造パネルの第１の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、第４の構造パネルの前記第１の側方縁は、第２の構造パネルの第２の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、前記第４の構造パネルの前記第２の側方縁は、第３の構造パネルの第２の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、前記４つの構造パネルの各々の前記平坦表面は、発射筒の中心線に対して位置合わせされており、前記４つの構造パネルの各々は、エポキシプリプレグ基板の前記内層とエポキシプリプレグ基板の前記外層との間に配設されていることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項６】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、
プリプレグ基板の少なくとも１つの内層により形成された内壁と；
前記直方体状開口内にＵＡＶを係合させるように構成されたテザ付きサボであって、前記テザ付きサボは、前記内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに前記内壁に繋がれている、テザ付きサボと；
をさらに備えることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項７】
内壁により画定された発射機のボリューム内に無人航空機（ＵＡＶ）を係合させるように構成された構造要素を備える物体であって、前記物体は、前記内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに前記内壁に繋がれている、物体。
【請求項８】
請求項７に記載の物体において、前記構造要素は、中空であり、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、前記物体の中空部内に取り付けられるとともに前記高圧ボリュームを保持する前記内壁に取り付けられたテザとを有することを特徴とする物体。
【請求項９】
内壁により画定された発射機のボリューム内に無人航空機（ＵＡＶ）を係合させるように構成されたテザ付きサボを備えるＵＡＶ発射筒であって、前記テザ付きサボは、前記内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに前記内壁に繋がれている、ＵＡＶ発射筒。
【請求項１０】
請求項９に記載のＵＡＶ発射筒において、前記テザ付きサボは、中空であり、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、前記サボの中空部内に取り付けられるとともに前記高圧ボリュームを保持する前記内壁に取り付けられたテザとを有することを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項１１】
通信ノードと；
発射前状態において、前記通信ノードから１つ以上の命令入力を受信するように構成された無人航空機（ＵＡＶ）を備える発射機と；
を備える、ＵＡＶシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＵＡＶシステムにおいて、発射前状態における前記ＵＡＶは、さらに、受信したクエリ信号に応答してＵＡＶステータスデータを通信ノードに送信するように構成されていることを特徴とするＵＡＶシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のＵＡＶシステムにおいて、前記ＵＡＶの無線周波数（ＲＦ）アンテナは、前記発射機のボリューム内に収容されていることを特徴とするＵＡＶシステム。
【請求項１４】
請求項１１に記載のＵＡＶシステムにおいて、前記システムは、さらに、ＲＦ信号を受信するように構成された発射推進システムを備えることを特徴とするＵＡＶシステム。
【請求項１】
直方体状開口の周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの内層と；
前記直方体状開口の周りに配設されたプリプレグ基板の少なくとも１つの外層と；
プリプレグ基板の前記少なくとも１つの内層とプリプレグ基板の前記少なくとも１つの外層との間に配設された１つ以上の構造パネルと；
を備える、無人航空機（ＵＡＶ）発射筒。
【請求項２】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、プリプレグ基板の前記少なくとも１つの内層は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）を備えることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項３】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、プリプレグ基板の前記少なくとも１つの外層は、エポキシプリプレグＫｅｖｌａｒ（商標）を備えることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項４】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、前記１つ以上の構造パネルは、バルサ材を備えることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項５】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、前記１つ以上の構造パネルは、４つの構造パネルを備え、各パネルは、円筒状セグメントを備え、各パネルは、コード長および円筒高さにより画定される平坦表面を有し、各平坦表面は、隣の平坦表面に対して直角に配設され、各構造パネルは、前記コード長に対して垂直な第１の側方縁および第２の側方縁を有し、第１の構造パネルの前記第１の側方縁は、第２の構造パネルの第１の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、前記第１の構造パネルの前記第２の側方縁は、第３の構造パネルの第１の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、第４の構造パネルの前記第１の側方縁は、第２の構造パネルの第２の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、前記第４の構造パネルの前記第２の側方縁は、第３の構造パネルの第２の側方縁に対して近接しているが接触しておらず、前記４つの構造パネルの各々の前記平坦表面は、発射筒の中心線に対して位置合わせされており、前記４つの構造パネルの各々は、エポキシプリプレグ基板の前記内層とエポキシプリプレグ基板の前記外層との間に配設されていることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項６】
請求項１に記載のＵＡＶ発射筒において、
プリプレグ基板の少なくとも１つの内層により形成された内壁と；
前記直方体状開口内にＵＡＶを係合させるように構成されたテザ付きサボであって、前記テザ付きサボは、前記内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに前記内壁に繋がれている、テザ付きサボと；
をさらに備えることを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項７】
内壁により画定された発射機のボリューム内に無人航空機（ＵＡＶ）を係合させるように構成された構造要素を備える物体であって、前記物体は、前記内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに前記内壁に繋がれている、物体。
【請求項８】
請求項７に記載の物体において、前記構造要素は、中空であり、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、前記物体の中空部内に取り付けられるとともに前記高圧ボリュームを保持する前記内壁に取り付けられたテザとを有することを特徴とする物体。
【請求項９】
内壁により画定された発射機のボリューム内に無人航空機（ＵＡＶ）を係合させるように構成されたテザ付きサボを備えるＵＡＶ発射筒であって、前記テザ付きサボは、前記内壁において圧力シールを提供するように寸法決めされるとともに前記内壁に繋がれている、ＵＡＶ発射筒。
【請求項１０】
請求項９に記載のＵＡＶ発射筒において、前記テザ付きサボは、中空であり、高圧ボリュームに向けて配向された開放端と、前記サボの中空部内に取り付けられるとともに前記高圧ボリュームを保持する前記内壁に取り付けられたテザとを有することを特徴とするＵＡＶ発射筒。
【請求項１１】
通信ノードと；
発射前状態において、前記通信ノードから１つ以上の命令入力を受信するように構成された無人航空機（ＵＡＶ）を備える発射機と；
を備える、ＵＡＶシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＵＡＶシステムにおいて、発射前状態における前記ＵＡＶは、さらに、受信したクエリ信号に応答してＵＡＶステータスデータを通信ノードに送信するように構成されていることを特徴とするＵＡＶシステム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のＵＡＶシステムにおいて、前記ＵＡＶの無線周波数（ＲＦ）アンテナは、前記発射機のボリューム内に収容されていることを特徴とするＵＡＶシステム。
【請求項１４】
請求項１１に記載のＵＡＶシステムにおいて、前記システムは、さらに、ＲＦ信号を受信するように構成された発射推進システムを備えることを特徴とするＵＡＶシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１０Ｃ】
【図１０Ｄ】
【図１０Ｅ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公表番号】特表２０１３−５０４４７１（Ｐ２０１３−５０４４７１Ａ）
【公表日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２８９０５（Ｐ２０１２−５２８９０５）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４８３１３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６６０３０
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５１２０５９８７７）エアロバイロメント，インコーポレイテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】ＡＥＲＯＶＩＲＯＮＭＥＮＴ，ＩＮＣ．
【公表日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４８３１３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６６０３０
【国際公開日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（５１２０５９８７７）エアロバイロメント，インコーポレイテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】ＡＥＲＯＶＩＲＯＮＭＥＮＴ，ＩＮＣ．
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