(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023068738
(43)【公開日】2023-05-18
(54)【発明の名称】船舶
(51)【国際特許分類】
B63H 9/061 20200101AFI20230511BHJP
B63H 9/10 20060101ALI20230511BHJP
B63B 15/02 20060101ALI20230511BHJP
B63B 35/00 20200101ALI20230511BHJP
B63H 9/072 20200101ALI20230511BHJP
【ＦＩ】
B63H9/061
B63H9/10
B63B15/02 Z
B63B35/00 T
B63H9/06 D
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021180010
(22)【出願日】2021-11-04
(71)【出願人】
【識別番号】000151346
【氏名又は名称】株式会社タツノ
(74)【代理人】
【識別番号】110000431
【氏名又は名称】弁理士法人高橋特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大滝 勉
(57)【要約】
【課題】電力消費量が少なく、長期間に亘り運行することが出来る海洋ドローンの提供。
【解決手段】本発明の船舶（１０：海洋ドローン）は、剛性を有する翼（１）と、翼（１）を支持するマスト（２）と、マスト（２）が取り付けられた船体（３）を有し、再生エネルギー生成装置（４：例えば太陽電池）を備えており、前記翼（１）は、翼で受けることにより流体力（或いはその成分）（航空機の主翼に作用する揚力に相当）を生成する機能と、マスト（２）に対する相対位置を変化させる機能を有している。
【選択図】図３
【解決手段】本発明の船舶（１０：海洋ドローン）は、剛性を有する翼（１）と、翼（１）を支持するマスト（２）と、マスト（２）が取り付けられた船体（３）を有し、再生エネルギー生成装置（４：例えば太陽電池）を備えており、前記翼（１）は、翼で受けることにより流体力（或いはその成分）（航空機の主翼に作用する揚力に相当）を生成する機能と、マスト（２）に対する相対位置を変化させる機能を有している。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
剛性を有する翼と、
翼を支持するマストと、
マストが取り付けられた船体を有し、
再生エネルギー生成装置を備えており、
前記翼は、翼で受けることにより流体力を生成する機能と、マストに対する相対位置を変化させる機能を有することを特徴とする船舶。
翼を支持するマストと、
マストが取り付けられた船体を有し、
再生エネルギー生成装置を備えており、
前記翼は、翼で受けることにより流体力を生成する機能と、マストに対する相対位置を変化させる機能を有することを特徴とする船舶。
【請求項2】
自律的に稼働する機体である請求項１の船舶。
【請求項3】
前記マストには通気口を多数形成されている請求項１、２の何れかの船舶。
【請求項4】
太陽電池が前記翼の表面に貼付されている請求項１～３の何れか１項の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、船舶に関し、特に海洋ドローンと呼ばれる水上を運行する船舶に関する。
【背景技術】
【0002】
無人車両や無人航空機、自律的に稼働する機体であるドローンは、各種分野における利用が進んでいる（例えば、特許文献１参照）。
例えば、魚群探査や潜水艦探査その他の探査、船舶往来監視、臨時灯台、遭難探査、捜索及び救助活動、各種配達、釣り客のための魚群追尾、養殖における適用等については、海上（河川や湖沼の水上を含む）を運行するドローンである海洋ドローンの適用が期待されている。
例えば、魚群探査や潜水艦探査その他の探査、船舶往来監視、臨時灯台、遭難探査、捜索及び救助活動、各種配達、釣り客のための魚群追尾、養殖における適用等については、海上（河川や湖沼の水上を含む）を運行するドローンである海洋ドローンの適用が期待されている。
【0003】
ここで、海洋ドローンの適用分野については、長期間に亘る運行が要求される場合が多々存在する。
しかし、海洋ドローンにおける燃料積載量には限界があり、一定の運行期間が経過した場合には、燃料補給のために燃料供給設備に停泊して燃料供給を行う必要がある。電力で駆動する海洋ドローンの場合も同様であり、長期間あるいは長距離を運行して蓄電量が減少した場合には、充電設備で充電をする必要がある。
また、海洋情報の調査及び監視のためのエネルギー自立型海洋ドローン及びその方法が提案されているが（特許文献１）、燃料補給或いは充電をせずに長期間、長距離運行することは出来ない。
しかし、海洋ドローンにおける燃料積載量には限界があり、一定の運行期間が経過した場合には、燃料補給のために燃料供給設備に停泊して燃料供給を行う必要がある。電力で駆動する海洋ドローンの場合も同様であり、長期間あるいは長距離を運行して蓄電量が減少した場合には、充電設備で充電をする必要がある。
また、海洋情報の調査及び監視のためのエネルギー自立型海洋ドローン及びその方法が提案されているが（特許文献１）、燃料補給或いは充電をせずに長期間、長距離運行することは出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－２０９９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、電力消費量が少なく、長期間に亘って運行することが出来る海洋ドローンの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の船舶（１０：海洋ドローン）は、
剛性を有する翼（１）と、
翼（１）を支持するマスト（２）と、
マスト（２）が取り付けられた船体（３）を有し、
再生エネルギー生成装置（４：例えば太陽電池）を備えており、
前記翼（１）は、翼で受けることにより流体力（或いはその成分）（航空機の主翼に作用する揚力に相当）を生成する機能と、マスト（２）に対する相対位置を変化させる機能を有することを特徴としている。
本発明の船舶は、例えば、自律的に稼働する機体であるドローン（１０：海洋ドローン）である。
本発明の船舶（１０：海洋ドローン）は、単一の船体のみを有していても良いし、複数の船体を有していても良い（双胴船或いは三胴船であっても良い）。
また、翼（１）の剛性は、翼（１）の変形制御を行わない限り、風によって変形しない程度の剛性に設定されている。
剛性を有する翼（１）と、
翼（１）を支持するマスト（２）と、
マスト（２）が取り付けられた船体（３）を有し、
再生エネルギー生成装置（４：例えば太陽電池）を備えており、
前記翼（１）は、翼で受けることにより流体力（或いはその成分）（航空機の主翼に作用する揚力に相当）を生成する機能と、マスト（２）に対する相対位置を変化させる機能を有することを特徴としている。
本発明の船舶は、例えば、自律的に稼働する機体であるドローン（１０：海洋ドローン）である。
本発明の船舶（１０：海洋ドローン）は、単一の船体のみを有していても良いし、複数の船体を有していても良い（双胴船或いは三胴船であっても良い）。
また、翼（１）の剛性は、翼（１）の変形制御を行わない限り、風によって変形しない程度の剛性に設定されている。
【0007】
本発明においてマスト（２）には通気口を多数形成する（例えば、篭状に形成されており、或いは、パンチングメタルで構成する）ことが出来る。
そして本発明において、太陽電池が翼の表面に貼付することが出来る。
そして本発明において、太陽電池が翼の表面に貼付することが出来る。
【発明の効果】
【0008】
上述の構成を具備する本発明の船舶（１０：海洋ドローン）によれば、風を翼（１）で受けることにより、翼（１）に作用する流体力（航空機の主翼に作用する揚力に相当）により翼（１）及び海洋ドローン（１０）の推進力を得ることが出来る。すなわち、本発明の海洋ドローン（１０）では、風を翼（１）に受けることにより推進力を生じ、電力は翼（１）その他の航行用機器の制御にのみ消費される。そのため、電力により推進する場合に比較して、電力消費量が遥かに少ない。そのため、夜間、曇天を含めて長期間に亘り、充電せずに運行することが出来る。
同様に、燃料により駆動する機関等で推進力を得る従来のドローンに比較して、本発明の海洋ドローン（１０）は燃料充填のために停止する頻度が極めて少なくなり、長期間、長距離に亘って運行することが出来る。
また、消費電力が少ない本発明の海洋ドローン（１０）は、例えば太陽光発電の様な再生エネルギーのみで消費電力を賄うことができるので、環境に対して与える影響が極めて小さく、所謂「環境に優しい」「低炭素」ドローンを提供することが出来る。
同様に、燃料により駆動する機関等で推進力を得る従来のドローンに比較して、本発明の海洋ドローン（１０）は燃料充填のために停止する頻度が極めて少なくなり、長期間、長距離に亘って運行することが出来る。
また、消費電力が少ない本発明の海洋ドローン（１０）は、例えば太陽光発電の様な再生エネルギーのみで消費電力を賄うことができるので、環境に対して与える影響が極めて小さく、所謂「環境に優しい」「低炭素」ドローンを提供することが出来る。
【0009】
上述した様に、本発明の海洋ドローン（１０）では、剛性がある翼（１）に風が当たることにより、航空機の主翼に作用する揚力に相当する流体力或いはその成分により推進力を得ている。そして、翼（１）は帆布等の可撓性材料製の帆に比較して、マスト（２）に対する相対位置を変動することが容易であるため、本発明の海洋ドローン（１０）によれば、可撓性の帆で運行する場合に比較して、効率的に風を推進力に変更することが出来る。
そして、例えば翼（１）を水平方向（風と平行な方向）に延在する様に位置させることにより、或いは、翼（１）の内圧を変化させて翼（１）の断面形状や断面積を変化させることにより、可撓性の帆を用いた場合に比較して、海上で遭遇が想定される荒天、強風に対する耐性が良好である。
そして、例えば翼（１）を水平方向（風と平行な方向）に延在する様に位置させることにより、或いは、翼（１）の内圧を変化させて翼（１）の断面形状や断面積を変化させることにより、可撓性の帆を用いた場合に比較して、海上で遭遇が想定される荒天、強風に対する耐性が良好である。
【0010】
本発明は上述した様に剛性を有する翼（１）に作用する流体力により推進力を得ており、翼（１）を支持するマスト（２）はヨット等のマストに比較して太くする必要がある。しかし、マストを太くすると、航行する際の空気抵抗が大きくなる。
それに対して、本発明においてマスト（２）に通気口を多数形成すれば、航行時には空気がマスト（２）の通気口を通過するので、マスト（２）が太くても空気抵抗を小さくすることが出来る。
また、本発明において太陽電池（４）を翼（１）の表面に貼付すれば、蓄電量が不足する恐れがある場合に、翼（１）を水平方向に位置させて、太陽電池（４）による発電量を増加することが出来る。
それに対して、本発明においてマスト（２）に通気口を多数形成すれば、航行時には空気がマスト（２）の通気口を通過するので、マスト（２）が太くても空気抵抗を小さくすることが出来る。
また、本発明において太陽電池（４）を翼（１）の表面に貼付すれば、蓄電量が不足する恐れがある場合に、翼（１）を水平方向に位置させて、太陽電池（４）による発電量を増加することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態に係る海洋ドローンの説明正面図である。
【図2】本発明の実施形態に係る海洋ドローンの説明上面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る海洋ドローンの説明側面図である。
【図4】実施形態において、海洋ドローンの進行方向と風との関係を示す説明図である。
【図7】実施形態における翼をマストに取り付ける構造を例示する説明図である。
【図8】船体と翼の相対的な位置関係が調整可能であることを示す説明図である。
【図9】海洋ドローンが沈没した状態を示す説明図である。
【図10】一方の船体の空気を排出して水を供給した状態を示す説明図である。
【図11】海洋ドローンが沈没した状態から復元して通常の航行時に戻った状態を示す説明図である。
【図12】実施形態における船体の説明下面図である。
【図13】一体化したキールと舵の動きを示す説明下面図である。
【図14】図示の実施形態における制御を実行するための機構を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１～図３に本発明の実施形態に係る海洋ドローン１０（船舶）の全体構造が示されている。海洋ドローン１０は自律的に稼働する様に構成されており、剛性を有する翼１と、翼１を支持するマスト２と、マスト２が取り付けられた船体３（ハル）を有している。図示の実施形態では、海洋ドローン１０は船体３を二個有する双胴船として構成されており、左右一対の船体３の接続部３Ａ（図１）の左右方向の概略中央にマスト２が設けられている。図１～図３における符号１Ｈは、翼１が風を受け、或いは中空部に流体を充填した等の理由で移動し或いは形状変化した場合において、翼１が変化する範囲を示している。また図１、図３において、符号Ｓは海面を示している。
マスト２に取り付けられる翼１は、帆布の様な可撓性を有する部材そのものではなく、剛性を有している。翼１の剛性としては、後述する変形制御を行わない限り、風によって変形しない程度の剛性が設定されている。
翼１の剛性は、例えば航空機の主翼の剛性等に比較すると遥かに小さく設定されている。図示の実施形態に係る翼１は可撓性材料により中空形状に構成され、中空部に流体（例えば空気）を充填している。すなわち図示の実施形態における翼１は、可撓性材料製の中空部材に空気を充填する程度の剛性で足りる。その様に設定された剛性であれば、例えば大波を被っても翼１は破損しない。
図１において、翼１の断面形状１Ｓが破線で表示されている。
図１～図３に本発明の実施形態に係る海洋ドローン１０（船舶）の全体構造が示されている。海洋ドローン１０は自律的に稼働する様に構成されており、剛性を有する翼１と、翼１を支持するマスト２と、マスト２が取り付けられた船体３（ハル）を有している。図示の実施形態では、海洋ドローン１０は船体３を二個有する双胴船として構成されており、左右一対の船体３の接続部３Ａ（図１）の左右方向の概略中央にマスト２が設けられている。図１～図３における符号１Ｈは、翼１が風を受け、或いは中空部に流体を充填した等の理由で移動し或いは形状変化した場合において、翼１が変化する範囲を示している。また図１、図３において、符号Ｓは海面を示している。
マスト２に取り付けられる翼１は、帆布の様な可撓性を有する部材そのものではなく、剛性を有している。翼１の剛性としては、後述する変形制御を行わない限り、風によって変形しない程度の剛性が設定されている。
翼１の剛性は、例えば航空機の主翼の剛性等に比較すると遥かに小さく設定されている。図示の実施形態に係る翼１は可撓性材料により中空形状に構成され、中空部に流体（例えば空気）を充填している。すなわち図示の実施形態における翼１は、可撓性材料製の中空部材に空気を充填する程度の剛性で足りる。その様に設定された剛性であれば、例えば大波を被っても翼１は破損しない。
図１において、翼１の断面形状１Ｓが破線で表示されている。
【0013】
図２、図３で示す様に、翼１は風Ｗを受けることにより発生する流体力Ｆが翼１に作用する。流体力Ｆは飛行機の翼に作用する揚力と同様の力であり、流体力Ｆが推進力として船舶１０（海洋ドローン）に作用する。
図２、図３において、揚力に相当する流体力Ｆの船舶進行方向の成分を符号Ｆ１、船舶側方方向の成分を符号Ｆ２で示している。翼１が受ける風の方向と翼１が受ける流体力Ｆ（揚力に相当）との関係は、図４～図６を参照して後述する。
図示の実施形態に係る船舶１０（海洋ドローン）では、推進力は風により得ているため、電力の供給量が小さくても、長期間に亘って海上を移動することが出来る。
また、燃料により駆動する機関等で推進力を得る従来の海洋ドローンに比較して、図示の実施形態に係る海洋ドローン１０においては、燃料充填のために停止する頻度は極めて少なくなり、長期間、長距離の運行が可能である。
図２、図３において、揚力に相当する流体力Ｆの船舶進行方向の成分を符号Ｆ１、船舶側方方向の成分を符号Ｆ２で示している。翼１が受ける風の方向と翼１が受ける流体力Ｆ（揚力に相当）との関係は、図４～図６を参照して後述する。
図示の実施形態に係る船舶１０（海洋ドローン）では、推進力は風により得ているため、電力の供給量が小さくても、長期間に亘って海上を移動することが出来る。
また、燃料により駆動する機関等で推進力を得る従来の海洋ドローンに比較して、図示の実施形態に係る海洋ドローン１０においては、燃料充填のために停止する頻度は極めて少なくなり、長期間、長距離の運行が可能である。
【0014】
図１～図３に明確には図示されていないが、翼１の表面であって、太陽側の面には太陽電池４が貼着されている。図２には太陽電池の一部を符号４で模式的に示している。翼１の太陽側の面（例えば、翼１の上面）に太陽電池４を貼着したのみでは、太陽電池４による発電量は小さい。しかし、上述した様に、図示の実施形態に係る海洋ドローン１０は翼１が風を受けることにより推進力を得ており、（基本的に、）太陽電池４で発電された電力で推進力を得ている訳ではない。
翼１に貼着された太陽電池４は、翼位置調整、翼内圧調整等の各種制御（図１４を参照して後述する）に必要な制御機構の駆動のために必要な電力のみを供給すれば良く、多大な発電量は必要ではない。
ここで、太陽電池４（太陽光発電）の様な再生エネルギーで消費電力を賄うことができるので、図示の実施形態に係る海洋ドローンは環境に対して与える影響が極めて軽微である。
図示はされていないが、太陽電池以外の再生エネルギー（潮力発電、風力発電、その他による電気）を用いて、図示の実施形態に係る海洋ドローンの制御に必要なエネルギーを得ることが可能である。
翼１に貼着された太陽電池４は、翼位置調整、翼内圧調整等の各種制御（図１４を参照して後述する）に必要な制御機構の駆動のために必要な電力のみを供給すれば良く、多大な発電量は必要ではない。
ここで、太陽電池４（太陽光発電）の様な再生エネルギーで消費電力を賄うことができるので、図示の実施形態に係る海洋ドローンは環境に対して与える影響が極めて軽微である。
図示はされていないが、太陽電池以外の再生エネルギー（潮力発電、風力発電、その他による電気）を用いて、図示の実施形態に係る海洋ドローンの制御に必要なエネルギーを得ることが可能である。
【0015】
図１～図３において、翼１はマスト２に対して１箇所で回転可能に支持されている。マスト２の複数個所で翼１が支持されている訳ではない。翼１をマスト２に支持する構成を模式的に符号９で示されている。
翼１がマスト２に対して１点のみで支持されているため、マスト２に対して翼１が相対的に位置を変更或いは移動し易くなっており、風向に応じて翼１を適切に移動し、翼１に作用する流体力（揚力に相当）を効率的に発生せしめ、海洋ドローン１０を効率的に航行することが出来る。
翼１をマストに支持する構造、翼１のマスト２に対する相対移動の態様については、図７を参照して詳述する。
翼１がマスト２に対して１点のみで支持されているため、マスト２に対して翼１が相対的に位置を変更或いは移動し易くなっており、風向に応じて翼１を適切に移動し、翼１に作用する流体力（揚力に相当）を効率的に発生せしめ、海洋ドローン１０を効率的に航行することが出来る。
翼１をマストに支持する構造、翼１のマスト２に対する相対移動の態様については、図７を参照して詳述する。
【0016】
海洋ドローン１０では、風向センサー３２（図１４参照：図１～図３では図示せず）により風向を検知して、翼１を移動して、翼１に作用する力（揚力に相当）を連続的に切り替えている。そのため、太いマスト２が必要となる。
しかし、マスト２を太くすると、マスト２が風に当たる断面積が大きくなり、海洋ドローン１０の航行の抵抗となる。そのため、明確には図示されていないが、マスト２は篭状の部材により構成され、或いは多数の貫通孔（通気口）を有している。風が篭の目或いは貫通孔を通過することにより、風がマストに衝突することによる抵抗を小さくして、海洋ドローン１０航行の際の抵抗を減少している。
マスト２に多数の貫通孔を形成することに代えて、マスト２をパンチングメタルで構成することも出来る。
しかし、マスト２を太くすると、マスト２が風に当たる断面積が大きくなり、海洋ドローン１０の航行の抵抗となる。そのため、明確には図示されていないが、マスト２は篭状の部材により構成され、或いは多数の貫通孔（通気口）を有している。風が篭の目或いは貫通孔を通過することにより、風がマストに衝突することによる抵抗を小さくして、海洋ドローン１０航行の際の抵抗を減少している。
マスト２に多数の貫通孔を形成することに代えて、マスト２をパンチングメタルで構成することも出来る。
【0017】
図１、図３で示されている様に、船体３（ハル）の下面（底面）において、バラストキール５は厚さ寸法が小さく設定されており、舵６（、図３）と別体に形成されている。バラストキール５及び舵６は可撓性を有する材料により構成されて柔軟構造となっており、バラストキール５と舵６（ラダー）はそれぞれ船体３に取り付けられている。
ただし、バラストキール５と舵６（ラダー）とを一体的に形成することも出来る。
また、図１、図３において、船体３の進行方向における前後２箇所に、図１における左右側方に張り出している一対の水中翼７が設けられており、浮上水抵抗を少なくしている。そのため、軽量のバラストキール５で海洋ドローン１０の姿勢を保つことが出来る。
図示はされていないが、マスト２に支持されている翼１及び水中翼７の表面には微細な凹凸が形成され（いわゆる「サメ肌状」に構成され）、流体抵抗を小さくしている。これにより、風を受ける際の抵抗及び水の抵抗を減少している。
ただし、バラストキール５と舵６（ラダー）とを一体的に形成することも出来る。
また、図１、図３において、船体３の進行方向における前後２箇所に、図１における左右側方に張り出している一対の水中翼７が設けられており、浮上水抵抗を少なくしている。そのため、軽量のバラストキール５で海洋ドローン１０の姿勢を保つことが出来る。
図示はされていないが、マスト２に支持されている翼１及び水中翼７の表面には微細な凹凸が形成され（いわゆる「サメ肌状」に構成され）、流体抵抗を小さくしている。これにより、風を受ける際の抵抗及び水の抵抗を減少している。
【0018】
図示はされていないが、船体３下部の錘８（図１）を船体長手方向について複数区画に分割して構成し、分割した錘８の区画間は弾性材料（例えば、板バネ等）で連結することが出来る。
海洋ドローン１０が暗礁その他の障害物と衝突し錘８（船体下部の錘：図１参照）が破損する可能性が存在する。錘８が破損すると海洋ドローン１０は航行不能となる。それに対して、錘８を複数分割して構成し、区画間を弾性体（図示せず）で連結すれば、障害物と衝突しても、衝撃は図示しない弾性体により吸収され、或いは、弾性体の変形により衝撃力が逃がされるので、錘８の破損が防止される。変形した弾性体は弾性反発力で元の状態に復帰する。
ただし、図示の実施形態の様な双胴船の場合には、前記錘が省略される場合もある。
海洋ドローン１０が暗礁その他の障害物と衝突し錘８（船体下部の錘：図１参照）が破損する可能性が存在する。錘８が破損すると海洋ドローン１０は航行不能となる。それに対して、錘８を複数分割して構成し、区画間を弾性体（図示せず）で連結すれば、障害物と衝突しても、衝撃は図示しない弾性体により吸収され、或いは、弾性体の変形により衝撃力が逃がされるので、錘８の破損が防止される。変形した弾性体は弾性反発力で元の状態に復帰する。
ただし、図示の実施形態の様な双胴船の場合には、前記錘が省略される場合もある。
【0019】
図１～図３においては、海洋ドローン１０は双胴船としたが、実施形態に係る海洋ドローン１０は双胴船に限定されることはなく、単一の船体を有する単胴船であっても良い。また、主船体と、主船体から張り出した横桁に取り付けられた２つの小さなアウトリガー船体（フロート）で構成される三胴船（トリマラン又はダブルアウトリガー）であっても良い。
図示の簡略化のため、添付図面において、実施形態に係る海洋ドローンを双胴船ではなく単胴船で示す場合がある。
図示の簡略化のため、添付図面において、実施形態に係る海洋ドローンを双胴船ではなく単胴船で示す場合がある。
【0020】
翼１が風を受けることにより、海洋ドローン１０が受ける力について、図４～図６を参照して説明する。
図４～図６において、図示の簡略化のため、海洋ドローン１０は単胴船として示している。図４～図６において示す風の向き、作用する力、モーメント等は、双胴船や三胴船でも同様である。
図４は斜め前方からの向かい風Ｗを海洋ドローン１０が受けた場合を示しており、ヨットにおける「クローズドホールド」に相当する。
図５は海洋ドローン１０の側方から風Ｗを受けた場合を示しており、ヨットにおける「アビーム」に相当する。
図６は海洋ドローン１０の後方から順風を受けた場合を示しており、ヨットにおける「ランニング」に相当する。
図４～図６において、図示の簡略化のため、海洋ドローン１０は単胴船として示している。図４～図６において示す風の向き、作用する力、モーメント等は、双胴船や三胴船でも同様である。
図４は斜め前方からの向かい風Ｗを海洋ドローン１０が受けた場合を示しており、ヨットにおける「クローズドホールド」に相当する。
図５は海洋ドローン１０の側方から風Ｗを受けた場合を示しており、ヨットにおける「アビーム」に相当する。
図６は海洋ドローン１０の後方から順風を受けた場合を示しており、ヨットにおける「ランニング」に相当する。
【0021】
図４、図５において、海洋ドローン１０の船体３のマスト２に支持された翼１が風Ｗを受けることにより、翼１には流体力Ｆが作用する。この流体力Ｆは、航空機の主翼に作用する揚力に相当し、流体力Ｆは海洋ドローン１０の推進力として作用する。そして海洋ドローン１０は、流体力Fの方向に進む。
翼１が風Ｗを受けることにより、同時に、マスト２にはモーメントＭ１が作用し、船舶１０（海洋ドローン）全体にモーメントＭ２が作用する。
図６では、翼１全体に風Ｗが衝突した反作用として力Ｆ－１が作用する。この力Ｆ－１は、翼１及び海洋ドローン１０の推進力として作用する。
なお、図示はしないが、所謂「向かい風」の場合には、ヨット等の従来の帆船と同様に、斜め前方４５°に左右交互に進行して、いわゆる「千鳥」状或いは「ジクザグ」状に海洋ドローン１０が航行する。
翼１が風Ｗを受けることにより、同時に、マスト２にはモーメントＭ１が作用し、船舶１０（海洋ドローン）全体にモーメントＭ２が作用する。
図６では、翼１全体に風Ｗが衝突した反作用として力Ｆ－１が作用する。この力Ｆ－１は、翼１及び海洋ドローン１０の推進力として作用する。
なお、図示はしないが、所謂「向かい風」の場合には、ヨット等の従来の帆船と同様に、斜め前方４５°に左右交互に進行して、いわゆる「千鳥」状或いは「ジクザグ」状に海洋ドローン１０が航行する。
【0022】
図４～図６において、海洋ドローン１０を安定して航行させるため、海洋ドローン１０全体に作用するモーメントＭ２が最小となる様に、翼１の向きを調整して流体力Ｆ（揚力に相当）、或いは翼１に作用する力Ｆ－1を発生させる。
さらに、海洋ドローン１０全体に作用するモーメントＭ２のバランスが取れる様に翼に作用する力Ｆ、Ｆ－１が生じる様に、翼１の向きを調整する。図７を参照して後述する様に、翼１の向きの調整は、翼１とマスト２の取付部の構造により、風向（或いは風速）に応じて自動的に翼１が回動することにより行うことが出来る。
海洋ドローン１０は翼１の向きを適宜調整すれば航行できる。そして、海洋ドローンの進行速度は遅くても、安定して長距離を長期間に亘って走行することが出来る。
風向（或いは風速）に基づく翼１の向きの調整、制御については、図１４（翼位置調整制御）を参照して後述する。
さらに、海洋ドローン１０全体に作用するモーメントＭ２のバランスが取れる様に翼に作用する力Ｆ、Ｆ－１が生じる様に、翼１の向きを調整する。図７を参照して後述する様に、翼１の向きの調整は、翼１とマスト２の取付部の構造により、風向（或いは風速）に応じて自動的に翼１が回動することにより行うことが出来る。
海洋ドローン１０は翼１の向きを適宜調整すれば航行できる。そして、海洋ドローンの進行速度は遅くても、安定して長距離を長期間に亘って走行することが出来る。
風向（或いは風速）に基づく翼１の向きの調整、制御については、図１４（翼位置調整制御）を参照して後述する。
【0023】
マスト２に翼１を取り付ける構造について、図７を参照して説明する。
図１～図３で上述した様に、翼１はマスト２に対して１箇所で回転可能に支持されている。図７において、翼１がマスト２に対して支持されている箇所において、明確には示されないが、ベアリング９の内輪（符号なし）がマスト２の表面（外周面）に固定されており、ベアリング９の外輪（符号なし）には翼１側の軸１１（翼側軸）が（軸１１の軸心を中心に）回動自在（矢印Ｒ）に支持されている。
翼１は翼側軸１１に固定されている。また、ベアリング９はマスト２に対して、図示の実施形態では４５°傾斜する様に取り付けられている。
構成の理解を容易にするため、図７においては、ベアリング９、翼側軸１１におけるマスト２の背面側に位置する部分についても表示している。
ベアリング９の外輪を内輪に対して回動する際は、図示しない駆動装置（例えばモータ等の従来技術）を利用することが出来る。また、翼側軸１１を軸心回りに回動させる際にも、前記外輪を内輪に対して回動させるのとは別の図示しない駆動装置（例えばモータ等の従来技術）を利用することが出来る。
図１～図３で上述した様に、翼１はマスト２に対して１箇所で回転可能に支持されている。図７において、翼１がマスト２に対して支持されている箇所において、明確には示されないが、ベアリング９の内輪（符号なし）がマスト２の表面（外周面）に固定されており、ベアリング９の外輪（符号なし）には翼１側の軸１１（翼側軸）が（軸１１の軸心を中心に）回動自在（矢印Ｒ）に支持されている。
翼１は翼側軸１１に固定されている。また、ベアリング９はマスト２に対して、図示の実施形態では４５°傾斜する様に取り付けられている。
構成の理解を容易にするため、図７においては、ベアリング９、翼側軸１１におけるマスト２の背面側に位置する部分についても表示している。
ベアリング９の外輪を内輪に対して回動する際は、図示しない駆動装置（例えばモータ等の従来技術）を利用することが出来る。また、翼側軸１１を軸心回りに回動させる際にも、前記外輪を内輪に対して回動させるのとは別の図示しない駆動装置（例えばモータ等の従来技術）を利用することが出来る。
【0024】
海洋ドローン１０が受ける風Ｗの向きや風速に応じて翼１を移動或いは回動し、翼１に作用する流体力Ｆを連続的に切り替える際には、ベアリング９の外輪を内輪に対して回動し、外輪及び翼側軸１１を介して翼１をマスト２の円周方向における適正な位置に移動（回動）して（矢印Ｃ）、翼側軸１１を軸心回りに回動させる（矢印Ｒ）ことにより、翼型軸１１に固定された翼１の仰角その他を変動させることが出来る（図１４の翼位置調整制御）。
風Ｗの向きや風速に応じて翼１を移動（回動）し、翼１に作用する流体力Ｆの大きさと方向を切り替えることにより、海洋ドローン１０を効率的に航行することが出来る。
風Ｗの向きや風速に応じて翼１を移動（回動）し、翼１に作用する流体力Ｆの大きさと方向を切り替えることにより、海洋ドローン１０を効率的に航行することが出来る。
【0025】
上述した様に、海洋ドローン１０の運行制御に必要な電力は太陽電池４（図２）で発電してまかなっている。そのため、夜間については陸地における停泊施設で停泊するばあいがある。また、台風や強風により、風による運航が困難な場合も存在し、同様に、陸地における停泊施設で停泊する場合がある。
図示の実施形態においては、図８で示す様に、停泊時や強風時には、翼１を水平にして、翼１が風Ｗに当たる面積を最小にして、風Ｗにより海洋ドローン１０が予期せぬ移動をしてしまうことを防止している。
図８において、図示の簡略化のため、海洋ドローン１０は単胴船として示されている。
図８（１）は、船体３に設置されたマスト２に支持される翼１を海面Ｓに対して水平にした状態を示している。翼１を海面Ｓに対して水平にした状態では、翼１における風Ｗを受ける断面積Ａ１は翼１の想定される姿勢（位置）において最少であり、風Ｗが翼１に作用する力も最少である。図８（１）において、符号１Ｈは、翼１が風を受けた等の理由により移動（回動）し、その姿勢或いは形状が変化した場合において、翼１の端部が位置し得る範囲を示している。
一方、図８（２）は海洋ドローン１０の航行時の翼１の姿勢における一例を示しており、図８（２）の例では、翼１は海面Ｓに対して垂直に近い姿勢となっている。翼１を海面Ｓに対して垂直に近い姿勢とした状態では、翼１における風Ｗを受ける断面積Ａ２は大きくなり、風Ｗが翼１に作用する力も大きくなる。
図示の実施形態においては、図８で示す様に、停泊時や強風時には、翼１を水平にして、翼１が風Ｗに当たる面積を最小にして、風Ｗにより海洋ドローン１０が予期せぬ移動をしてしまうことを防止している。
図８において、図示の簡略化のため、海洋ドローン１０は単胴船として示されている。
図８（１）は、船体３に設置されたマスト２に支持される翼１を海面Ｓに対して水平にした状態を示している。翼１を海面Ｓに対して水平にした状態では、翼１における風Ｗを受ける断面積Ａ１は翼１の想定される姿勢（位置）において最少であり、風Ｗが翼１に作用する力も最少である。図８（１）において、符号１Ｈは、翼１が風を受けた等の理由により移動（回動）し、その姿勢或いは形状が変化した場合において、翼１の端部が位置し得る範囲を示している。
一方、図８（２）は海洋ドローン１０の航行時の翼１の姿勢における一例を示しており、図８（２）の例では、翼１は海面Ｓに対して垂直に近い姿勢となっている。翼１を海面Ｓに対して垂直に近い姿勢とした状態では、翼１における風Ｗを受ける断面積Ａ２は大きくなり、風Ｗが翼１に作用する力も大きくなる。
【0026】
図８（１）、（２）において、断面積Ａ１とＡ２を比較すれば明らかな様に、図８（１）で示す様に翼１の姿勢を水平にした方が、図８（２）で示す様に翼１の姿勢を垂直に近い場合に比較して、翼１に風Ｗが当たる面積が小さくなり、翼１に作用する力が小さくなる。そのため、図８（１）の状態であれば、停泊時や強風時には風Ｗにより海洋ドローン１０の予期せぬ移動を防止出来る。
また、何らかの理由で日中も停泊施設で停泊する場合に、図８（１）で示す様には翼１の姿勢を水平にすれば、翼１の太陽電池４が日光を受光する面積が最大になり、太陽電池４による発電量を多くすることが出来る。なお、図８（１）では翼１の太陽側の面に貼着される太陽電池４の一部を模式的に表示している。
また、何らかの理由で日中も停泊施設で停泊する場合に、図８（１）で示す様には翼１の姿勢を水平にすれば、翼１の太陽電池４が日光を受光する面積が最大になり、太陽電池４による発電量を多くすることが出来る。なお、図８（１）では翼１の太陽側の面に貼着される太陽電池４の一部を模式的に表示している。
【0027】
図示の実施形態において、翼１は内圧が調整可能に構成されており、風速、風向に対応して翼１の内圧を調整して翼１の断面形状、翼１の曲率等を変更し、（揚力に相当する力である）流体力を調整可能となっている。
翼１の内圧を調整する翼内圧調整制御は、翼内圧調整機構２２（図１４参照）により行われ、翼内圧調整機構２２は翼内流体排出弁２２Ａと翼内流体充填用コンプレッサー２２Ｂを備えている。そして、翼内流体排出弁２２Ａは翼１の中空部の流体（例えば空気）を翼１の外部に排出する機能を有しており、翼内流体充填用コンプレッサー２２Ｂは翼１の中空部に流体（例えば空気）を充填する機能を有している。翼内圧調整制御については、図１４を参照して後述する。
なお、翼１を可撓性のある材料で製造しても、中空部に空気を充填すれば翼１全体としては剛性を持つ。係る剛性は、翼１が風を受けて、飛行機の翼に作用する揚力に相当する流体力を生じるのに十分である。
また、翼１の内圧を変化させて翼１の断面形状や断面積を変化させることが出来る図示の実施形態に係る海洋ドローン１０は、可撓性の帆を用いた場合に比較して、強風に対する耐性が良好である。
翼１の内圧を調整する翼内圧調整制御は、翼内圧調整機構２２（図１４参照）により行われ、翼内圧調整機構２２は翼内流体排出弁２２Ａと翼内流体充填用コンプレッサー２２Ｂを備えている。そして、翼内流体排出弁２２Ａは翼１の中空部の流体（例えば空気）を翼１の外部に排出する機能を有しており、翼内流体充填用コンプレッサー２２Ｂは翼１の中空部に流体（例えば空気）を充填する機能を有している。翼内圧調整制御については、図１４を参照して後述する。
なお、翼１を可撓性のある材料で製造しても、中空部に空気を充填すれば翼１全体としては剛性を持つ。係る剛性は、翼１が風を受けて、飛行機の翼に作用する揚力に相当する流体力を生じるのに十分である。
また、翼１の内圧を変化させて翼１の断面形状や断面積を変化させることが出来る図示の実施形態に係る海洋ドローン１０は、可撓性の帆を用いた場合に比較して、強風に対する耐性が良好である。
【0028】
図９～図１１を参照して船体３の復元について説明する。
図９～図１１では明確には図示されていないが、海洋ドローン１０の船体３には復元制御（図１４参照）が設けられている。復元機構２３はバラスト内部の水を給排出するポンプ２３Ａ（図１４）と、バラスト内部に空気を充填するコンプレッサー２３Ｂ（図１４）を有している。係るポンプ２３Ａとコンプレッサー２３Ｂは、太陽電池により発電された電力により駆動する。
図示の実施形態に係る海洋ドローンが図９で示す様に転倒した場合には（いわゆる「沈」した場合には）、給排水用ポンプ２３Ａ（図１４）及び空気充填用コンプレッサー２３Ｂ（図１４）を使用して、バラストの内部に水を給水し、或いはバラストの内部から水を排出した後、空気を充填することにより、航行が可能な状態に復元することができる。図９～図１１において、バラストは船体３の内部構造であるため、符号は付されていない。
図示の実施形態において、バラスト内部の水を排出するにはポンプ２３Ａ以外の機器を用いることが可能であり、バラスト内部に空気を充填するのもコンプレッサー２３Ｂ以外の機器を用いることが出来る。
図９～図１１では明確には図示されていないが、海洋ドローン１０の船体３には復元制御（図１４参照）が設けられている。復元機構２３はバラスト内部の水を給排出するポンプ２３Ａ（図１４）と、バラスト内部に空気を充填するコンプレッサー２３Ｂ（図１４）を有している。係るポンプ２３Ａとコンプレッサー２３Ｂは、太陽電池により発電された電力により駆動する。
図示の実施形態に係る海洋ドローンが図９で示す様に転倒した場合には（いわゆる「沈」した場合には）、給排水用ポンプ２３Ａ（図１４）及び空気充填用コンプレッサー２３Ｂ（図１４）を使用して、バラストの内部に水を給水し、或いはバラストの内部から水を排出した後、空気を充填することにより、航行が可能な状態に復元することができる。図９～図１１において、バラストは船体３の内部構造であるため、符号は付されていない。
図示の実施形態において、バラスト内部の水を排出するにはポンプ２３Ａ以外の機器を用いることが可能であり、バラスト内部に空気を充填するのもコンプレッサー２３Ｂ以外の機器を用いることが出来る。
【0029】
海洋ドローン１０が点灯した状態（「沈」した状態）を示す図９では、船体３が海面Ｓに浮上しているが、マスト２に取り付けられた翼１が水中に没している。この状態では、双胴船１０の２つの船体３のバラスト内部には空気が充填されている。なお、図９～図１１では翼１、マスト２、船体３等を簡略化して表示されている。
上述した様に、翼１を可撓性のある材料で製造され、中空部に空気を充填して構成されているので、水中に没した翼１は大きな浮力を有している。そのため、図９で示す沈んだ状態の海洋ドローン１０は、水中では不安定な状態である。
上述した様に、翼１を可撓性のある材料で製造され、中空部に空気を充填して構成されているので、水中に没した翼１は大きな浮力を有している。そのため、図９で示す沈んだ状態の海洋ドローン１０は、水中では不安定な状態である。
【0030】
図９で示す様に転倒した海洋ドローン１０を転倒する以前の復元に際しては、給排水用ポンプ２３Ａ（図１４）により、双胴船の一方の船体３－１（図１０）のバラストのみに水を供給する。一方、他方の船体３－２（図１０）のバラストは空気が入った状態を維持する。
バラストに水が供給された側の船体３－１は重量が大きくなるため、比重が増加し、図１０で示す様に、船体３－１が沈み、一方、空気が入った状態の他方の船体３－２は海面Ｓから浮き上がる。
次に、図１０の状態から、船体３－１のバラストから給排水用ポンプ２３Ａ（図１４）により水を抜いて、その後、空気充填用コンプレッサー２３Ｂ（図１４）で空気を充填すれば、図１１で示す様に、船体３－１、３－２は海面上に位置し、翼１は海面Ｓの上方に立ち上がり、海洋ドローン１０は転倒する以前の状態（「沈」していない状態）に復元する。
係る制御は、図示の実施形態に係る無人の海洋ドローン１０では、自動制御で行う。当該自動制御に際しては、海洋ドローン１０が転倒したこと（「沈」したこと）は、姿勢センサー３４（図１４参照）で感知することが可能である。姿勢センサー３４により海洋ドローン１０が転倒したことを感知したならば、給排水用ポンプ２３Ａ（図１４）及び空気充填用コンプレッサー２３Ｂ（図１４）に制御信号を発信して、図９～図１１を参照して説明した操作を自動制御で実行する。
バラストに水が供給された側の船体３－１は重量が大きくなるため、比重が増加し、図１０で示す様に、船体３－１が沈み、一方、空気が入った状態の他方の船体３－２は海面Ｓから浮き上がる。
次に、図１０の状態から、船体３－１のバラストから給排水用ポンプ２３Ａ（図１４）により水を抜いて、その後、空気充填用コンプレッサー２３Ｂ（図１４）で空気を充填すれば、図１１で示す様に、船体３－１、３－２は海面上に位置し、翼１は海面Ｓの上方に立ち上がり、海洋ドローン１０は転倒する以前の状態（「沈」していない状態）に復元する。
係る制御は、図示の実施形態に係る無人の海洋ドローン１０では、自動制御で行う。当該自動制御に際しては、海洋ドローン１０が転倒したこと（「沈」したこと）は、姿勢センサー３４（図１４参照）で感知することが可能である。姿勢センサー３４により海洋ドローン１０が転倒したことを感知したならば、給排水用ポンプ２３Ａ（図１４）及び空気充填用コンプレッサー２３Ｂ（図１４）に制御信号を発信して、図９～図１１を参照して説明した操作を自動制御で実行する。
【0031】
図１２、図１３を参照して、図示の実施形態におけるバラストキール５と舵６（ラダー）について説明する。
船体３の下面（底面）を示す図１２において、バラストキール５は厚さ寸法が小さく設定されており、舵６と一体に構成されている。一体に構成されたバラストキール５及び舵６は、可撓性を有する材料により柔軟構造を構成している。
柔軟構造として一体に構成されたバラストキール５及び舵６は、図１３において実線及び破線で示す様に、正弦波状に変形することが出来る。
図１３では明示はされていないが、一体のバラストキール５及び舵６（図１３における実線及び破線）を正弦波状に変形するためのリンク機構（ラダー・バラストキール変形用リンク機構２４：図１４参照）が設けられている。ラダー・バラストキール変形用リンク機構２４（図１４）は、バラストキール５及び舵６を図１３における矢印Ａｗｓ方向に往復移動して、実線で示す状態から破線で示す状態に変形すること及び破線で示す状態から実線で示す状態に変形することを繰り返す。係る変形を繰り返すことにより、船体３を矢印Ｆｗ方向に進行させる力が生じる。
その様な力が発生することにより、例えば全くの無風状態であっても、海洋ドローン１０を進行（航行）させることが可能となる。例えば、一定期間（海洋ドローン１０の運行計画やニーズにより、ケース・バイ・ケースにより異なる）無風状態が続いた場合には、蓄電装置（図１４参照）の残量がその後の航行に影響しない程度に残存している場合には、バラストキール及びラダー変形用リンク機構（図１４参照）を所定時間稼働させて、無風状態であっても海洋ドローン１０を必要な有効な風が吹いている位置まで推進することが出来る。
船体３の下面（底面）を示す図１２において、バラストキール５は厚さ寸法が小さく設定されており、舵６と一体に構成されている。一体に構成されたバラストキール５及び舵６は、可撓性を有する材料により柔軟構造を構成している。
柔軟構造として一体に構成されたバラストキール５及び舵６は、図１３において実線及び破線で示す様に、正弦波状に変形することが出来る。
図１３では明示はされていないが、一体のバラストキール５及び舵６（図１３における実線及び破線）を正弦波状に変形するためのリンク機構（ラダー・バラストキール変形用リンク機構２４：図１４参照）が設けられている。ラダー・バラストキール変形用リンク機構２４（図１４）は、バラストキール５及び舵６を図１３における矢印Ａｗｓ方向に往復移動して、実線で示す状態から破線で示す状態に変形すること及び破線で示す状態から実線で示す状態に変形することを繰り返す。係る変形を繰り返すことにより、船体３を矢印Ｆｗ方向に進行させる力が生じる。
その様な力が発生することにより、例えば全くの無風状態であっても、海洋ドローン１０を進行（航行）させることが可能となる。例えば、一定期間（海洋ドローン１０の運行計画やニーズにより、ケース・バイ・ケースにより異なる）無風状態が続いた場合には、蓄電装置（図１４参照）の残量がその後の航行に影響しない程度に残存している場合には、バラストキール及びラダー変形用リンク機構（図１４参照）を所定時間稼働させて、無風状態であっても海洋ドローン１０を必要な有効な風が吹いている位置まで推進することが出来る。
【0032】
図１２、図１３で説明した海洋ドローン１０を推進するためのリンク機構は、プロペラとは異なり、海洋ドローン１０が航行する際の抵抗にはならないというメリットがある。そのため図示の実施形態では、海洋ドローン航行用のプロペラは設けられていない。プロペラは、風による航行の際に、抵抗となるからである。
なお、図１２、図１３ではバラストキール５と舵６とが一体になっているが、両者が分割されていても、それぞれを正弦波状に変形することを繰り返し、その変形のタイミングを同期させる（シンクロする）ことにより、海洋ドローン１０を推進させることが出来る。バラストキール５と舵６が分割されている場合は、明確には図示されていないが、バラストキール５を正弦波状に変形するリンク機構と、舵６を正弦波状に変形する機構を設ける。
さらに図示の実施形態において、上述したリンク機構を有しておらず、バラストキール５が変形しない場合であっても、舵６を面舵と取舵を繰り返すことにより、海洋ドローン１０の推進力を得ることも出来る。
なお、図１２、図１３ではバラストキール５と舵６とが一体になっているが、両者が分割されていても、それぞれを正弦波状に変形することを繰り返し、その変形のタイミングを同期させる（シンクロする）ことにより、海洋ドローン１０を推進させることが出来る。バラストキール５と舵６が分割されている場合は、明確には図示されていないが、バラストキール５を正弦波状に変形するリンク機構と、舵６を正弦波状に変形する機構を設ける。
さらに図示の実施形態において、上述したリンク機構を有しておらず、バラストキール５が変形しない場合であっても、舵６を面舵と取舵を繰り返すことにより、海洋ドローン１０の推進力を得ることも出来る。
【0033】
次に図１４を参照して、図示の実施形態における制御を行うための構成について説明する。
図１４において、図示の実施形態で制御を行う構成は、制御ユニット２０と、制御ユニット２０からの制御信号に基づき機器を作動する機能を有する各機構を有している。き機器を作動する機能を有する各機構は、翼調整機構２１、翼内圧調整機構２２、復元機構２３、ラダー・バラストキール変形用リンク機構２４を含む。
制御ユニット２０は、翼位置決定ブロック２０Ａ、翼内圧調整ブロック２０Ｂ、復元ブロック２０Ｃ、ラダー・バラストキール制御ブロック２０Ｄ、記憶ブロック２０Ｅを有している。
図１４で示す様に、制御を行う構成は、翼１に貼付された太陽電池４、蓄電装置３１、風向センサー３２、風速センサー３３、姿勢センサー３４を含んでいる。
図示の煩雑を防止するため、図１４では、信号伝達ラインを省略する場合がある（例えば制御ユニット２０等）。
図１４において、図示の実施形態で制御を行う構成は、制御ユニット２０と、制御ユニット２０からの制御信号に基づき機器を作動する機能を有する各機構を有している。き機器を作動する機能を有する各機構は、翼調整機構２１、翼内圧調整機構２２、復元機構２３、ラダー・バラストキール変形用リンク機構２４を含む。
制御ユニット２０は、翼位置決定ブロック２０Ａ、翼内圧調整ブロック２０Ｂ、復元ブロック２０Ｃ、ラダー・バラストキール制御ブロック２０Ｄ、記憶ブロック２０Ｅを有している。
図１４で示す様に、制御を行う構成は、翼１に貼付された太陽電池４、蓄電装置３１、風向センサー３２、風速センサー３３、姿勢センサー３４を含んでいる。
図示の煩雑を防止するため、図１４では、信号伝達ラインを省略する場合がある（例えば制御ユニット２０等）。
【0034】
太陽電池４で発電した電気は蓄電装置３１に充電される。蓄電装置３１の充電量（残量）は、情報伝達ラインＳＬ１を介して制御ユニット２０に常に送信され、制御ユニット２０でモニターされている。
制御ユニット２０の記憶ブロック２０Ｅには、海洋ドローン１０の運行計画、風向・風速と翼１の位置・姿勢との関係、風向及び風速と翼内圧との関係、海洋ドローン１０の姿勢復元のルーチン、無風状態時のルーチン等の情報が記録されている。記憶ブロック２０Ｅに記録された前記情報は、必要に応じて翼位置決定ブロック２０Ａ等の各ブロックに送信されて取得される。
制御ユニット２０の記憶ブロック２０Ｅには、海洋ドローン１０の運行計画、風向・風速と翼１の位置・姿勢との関係、風向及び風速と翼内圧との関係、海洋ドローン１０の姿勢復元のルーチン、無風状態時のルーチン等の情報が記録されている。記憶ブロック２０Ｅに記録された前記情報は、必要に応じて翼位置決定ブロック２０Ａ等の各ブロックに送信されて取得される。
【0035】
制御ユニット２０の翼位置決定ブロック２０Ａは、記憶ブロック２０Ｅから海洋ドローン１０が航行するべき方向（運行計画）、風向・風速と翼１の位置・姿勢との関係を取得すると共に、風向センサー３２により検出された風向と風速センサー３３により計測された風速を、それぞれ信号伝達ラインＳＬ２、ＳＬ３を介して取得し、当該取得した情報に基づき翼１の位置、姿勢を決定する機能を有している。
図面で明示されていないが、翼位置決定ブロック２０Ａによる翼１の位置、姿勢の決定に際しては、海洋ドローン１０全体に作用するモーメントＭ２（図４、図５参照）が最少となる様に、且つ、適正な流体力Ｆ（揚力に相当）が発生する様に決定される。
翼位置決定ブロック２０Ａにより決定した翼位置に調整するための制御信号は、信号伝達ラインＳＬ４を介して翼調整機構２１に送信される。
翼調整機構２１は、翼位置決定ブロック２０Ａからの前記制御信号に基づき、図７を参照して上述した様に、マスト２に対して翼１を回動及び／又は移動して、翼１の位置を調節する。
図面で明示されていないが、翼位置決定ブロック２０Ａによる翼１の位置、姿勢の決定に際しては、海洋ドローン１０全体に作用するモーメントＭ２（図４、図５参照）が最少となる様に、且つ、適正な流体力Ｆ（揚力に相当）が発生する様に決定される。
翼位置決定ブロック２０Ａにより決定した翼位置に調整するための制御信号は、信号伝達ラインＳＬ４を介して翼調整機構２１に送信される。
翼調整機構２１は、翼位置決定ブロック２０Ａからの前記制御信号に基づき、図７を参照して上述した様に、マスト２に対して翼１を回動及び／又は移動して、翼１の位置を調節する。
【0036】
図８で上述した様に、翼１は内圧が調整可能に構成されており、風速、風向に対応して翼１の内圧を調整して翼１の断面形状、翼１表面の曲率等を変更し、翼１に作用する流体力を調整可能となっている。
制御ユニット２０の翼内圧調整ブロック２０Ｂは、記憶ブロック２０Ｅから翼内圧に関する情報等を取得すると共に、風向センサー３２により検出された風向と風速センサー３３により計測された風速を、それぞれ信号伝達ラインＳＬ２、ＳＬ３を介して取得する。そして、当該取得した情報に基づき翼１の内圧を調整すべきか否かを判断し、調整する場合、調整後の内圧値を決定する機能を有している。
翼内圧調整ブロック２０Ｂの判断結果と調整後の内圧値に調整するための制御信号は、信号伝達ラインＳＬ５を介して翼内圧調整機構２２に送信される。
翼内圧調整機構２２は、翼内圧調整ブロック２０Ｂからの前記制御信号に基づき、翼１の内圧を降圧すべき場合は翼内流体排出弁２２Ａを開放し、翼１の内圧を昇圧するべき場合は翼内流体充填用コンプレッサー２２Ｂを作動して翼１内に流体（例えば空気）を充填して、翼１の内圧を調整する。
制御ユニット２０の翼内圧調整ブロック２０Ｂは、記憶ブロック２０Ｅから翼内圧に関する情報等を取得すると共に、風向センサー３２により検出された風向と風速センサー３３により計測された風速を、それぞれ信号伝達ラインＳＬ２、ＳＬ３を介して取得する。そして、当該取得した情報に基づき翼１の内圧を調整すべきか否かを判断し、調整する場合、調整後の内圧値を決定する機能を有している。
翼内圧調整ブロック２０Ｂの判断結果と調整後の内圧値に調整するための制御信号は、信号伝達ラインＳＬ５を介して翼内圧調整機構２２に送信される。
翼内圧調整機構２２は、翼内圧調整ブロック２０Ｂからの前記制御信号に基づき、翼１の内圧を降圧すべき場合は翼内流体排出弁２２Ａを開放し、翼１の内圧を昇圧するべき場合は翼内流体充填用コンプレッサー２２Ｂを作動して翼１内に流体（例えば空気）を充填して、翼１の内圧を調整する。
【0037】
制御ユニット２０の復元ブロック２０Ｃは、姿勢センサー３４の計測結果を、信号伝達ラインＳＬ６を介して取得し、当該取得した計測結果に基づき海洋ドローン１０が転倒した状態（図９の状態：いわゆる「沈」した状態）であるか否かを判断する機能を有している。
そして、海洋ドローン１０が転倒した状態であると判断した場合には、復元のための制御信号を、信号伝達ラインＳＬ７を介して復元機構２３に送信する。その際、復元ブロック２０Ｃは記憶ブロック２０Ｅから復元のルーチンに関する情報を取得する。
復元機構２３は、復元ブロック２０Ｃからの制御信号に基づき、復元機構２３のバラスト水給排出用ポンプ２３Ａと空気充填用コンプレッサー２３Ｂを作動し、図９～図１１を参照して上述したルーチンに従って、海洋ドローン１０が航行可能な状態に復元する機能を有している。
そして、海洋ドローン１０が転倒した状態であると判断した場合には、復元のための制御信号を、信号伝達ラインＳＬ７を介して復元機構２３に送信する。その際、復元ブロック２０Ｃは記憶ブロック２０Ｅから復元のルーチンに関する情報を取得する。
復元機構２３は、復元ブロック２０Ｃからの制御信号に基づき、復元機構２３のバラスト水給排出用ポンプ２３Ａと空気充填用コンプレッサー２３Ｂを作動し、図９～図１１を参照して上述したルーチンに従って、海洋ドローン１０が航行可能な状態に復元する機能を有している。
【0038】
制御ユニット２０のラダー・バラストキール制御ブロック２０Ｄは、例えば無風状態が所定期間以上続き、運行計画に比較して海洋ドローン１０の運行距離が許容範囲を超えて短いか否かを判断する機能を有している。そして、「短い」と判断した場合には、ラダー・バラストキール制御ブロック２０Ｄからラダー・バラストキール変形用リンク機構２４に、信号伝達ラインＳＬ８を介して制御信号を発信する。
ラダー・バラストキール制御ブロック２０Ｄが前記判断を行う際には、記憶ブロック２０Ｅに記録された運行計画、無風状態時のルーチンに関する情報等を取得する。
ラダー・バラストキール変形用リンク機構２４は、ラダー・バラストキール制御ブロック２０Ｄからの制御信号に基づき、図１３を参照して上述した様に、ラダー６及びバラストキール５を正弦曲線状に変形することを繰り返し、海洋ドローン１０を進行させる推進力を生じさせる。
上述の制御は、常に蓄電装置３１内の電力の残量をチェックしつつ実行される。
蓄電装置３１内の残量が少ない場合には海洋ドローン１０は停泊し、翼調整機構２１により、図８（１）で示す様に、翼１を水平状態にして、太陽電池４の発電量を最大にする。
ラダー・バラストキール制御ブロック２０Ｄが前記判断を行う際には、記憶ブロック２０Ｅに記録された運行計画、無風状態時のルーチンに関する情報等を取得する。
ラダー・バラストキール変形用リンク機構２４は、ラダー・バラストキール制御ブロック２０Ｄからの制御信号に基づき、図１３を参照して上述した様に、ラダー６及びバラストキール５を正弦曲線状に変形することを繰り返し、海洋ドローン１０を進行させる推進力を生じさせる。
上述の制御は、常に蓄電装置３１内の電力の残量をチェックしつつ実行される。
蓄電装置３１内の残量が少ない場合には海洋ドローン１０は停泊し、翼調整機構２１により、図８（１）で示す様に、翼１を水平状態にして、太陽電池４の発電量を最大にする。
【0039】
図１４で示す様に、制御ユニット２０は信号伝達ラインＳＬ１０を介して、全体を符号３０で示す航海用装備と双方向に連携している。
ここで、航海用装備３０としては、コンパス、オートパイロット、衛星測位システム、航法支援装置、プロッタ、魚群探知装置、電子海図、船舶共通通信、船舶間自動通信、自動船舶識別装置、レーダー、船灯、航海用レーダー反射器、黒色球形形象物に係る装置、各種旗、その他の自律的な判断を支援する装置、遠隔操作用の装置等が存在する。
ここで、航海用装備３０としては、コンパス、オートパイロット、衛星測位システム、航法支援装置、プロッタ、魚群探知装置、電子海図、船舶共通通信、船舶間自動通信、自動船舶識別装置、レーダー、船灯、航海用レーダー反射器、黒色球形形象物に係る装置、各種旗、その他の自律的な判断を支援する装置、遠隔操作用の装置等が存在する。
【0040】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
また、図示の実施形態では海洋ドローンとして、海洋で航行する場合を想定して説明しているが、図示の実施形態に係る海洋ドローンは河川、湖沼でも適用することが出来る。
また、図示の実施形態では海洋ドローンとして、海洋で航行する場合を想定して説明しているが、図示の実施形態に係る海洋ドローンは河川、湖沼でも適用することが出来る。
【符号の説明】
【0041】
１・・・翼
２・・・マスト
３・・・船体
４・・・太陽電池（再生エネルギー生成装置）
１０・・・海洋ドローン（船舶）
２・・・マスト
３・・・船体
４・・・太陽電池（再生エネルギー生成装置）
１０・・・海洋ドローン（船舶）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】