特開 2024-66406 ドローン搭載用カプセルおよびこれを用いた潜水艦の監視偵察システム

(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】P2024066406

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】ドローン搭載用カプセルおよびこれを用いた潜水艦の監視偵察システム

(51)【国際特許分類】

   B63G 8/28 20060101AFI20240508BHJP

   B63G 8/38 20060101ALI20240508BHJP

   B63G 8/42 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

B63G8/28

B63G8/38

B63G8/42 Z

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077303

(22)【出願日】2023-05-09

(31)【優先権主張番号】10-2022-0143283

(32)【優先日】2022-11-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】521495699

【氏名又は名称】ディフェンス・エージェンシー・フォー・テクノロジー・アンド・クオリティ

【氏名又は名称原語表記】ＤＥＦＥＮＳＥ ＡＧＥＮＣＹ ＦＯＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＱＵＡＬＩＴＹ

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カン，ヒョン チョン

(72)【発明者】

【氏名】リ，チョン ホ

(72)【発明者】

【氏名】パク，トン ソ

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本発明は、安全地域に位置した潜水艦（母船）から出撃するドローンを用いて空中（水上）と水中を自由に移動し、作戦半径を迅速に監視および偵察した後、潜水艦（母船）に復帰して迅速かつ安全な広域監視偵察ができるドローン搭載用カプセルおよびこれを用いた潜水艦の監視偵察システムを提供する。
【解決手段】本発明は、ドローンが収容されるための第１空間部および第１空間部の少なくとも一部を囲むように設けられた第２空間部を有するボディと、第１空間部内にドローンが安着するように設けられるベース部と、第２空間部に外部流体が流入するように第２空間部を開閉するためにボディに設けられるバルブと、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドローンが収容されるための第１空間部および第１空間部の少なくとも一部を囲むように設けられる第２空間部を有するボディと、
第１空間部内にドローンが安着するように設けられるベース部と、
第２空間部に外部流体が流入するように第２空間部を開閉するためにボディに設けられるバルブと、を含むドローン搭載用カプセル。

【請求項2】

第１空間部に設けられ、ベース部に安着したドローンのバッテリーを充電するための充電部をさらに含む請求項１に記載のドローン搭載用カプセル。

【請求項3】

ベース部は、第１空間部内で昇降可能に設けられる請求項１に記載のドローン搭載用カプセル。

【請求項4】

ボディは、第１空間部を外部に開放するように開閉可能に設けられるカバーをさらに含む請求項１に記載のドローン搭載用カプセル。

【請求項5】

カバーには、ドローンと通信するためのアンテナ部が設けられる請求項４に記載のドローン搭載用カプセル。

【請求項6】

ボディは、展開可能に設けられる１つ以上の調節翼をさらに含む請求項１に記載のドローン搭載用カプセル。

【請求項7】

ボディは、水面下で推進力を発生させるための推力発生部をさらに含む請求項１に記載のドローン搭載用カプセル。

【請求項8】

潜水艦と、
潜水艦に連結された１つ以上のドローン搭載用カプセルと、を含み、
ドローン搭載用カプセルは、ドローンが収容されるための第１空間部および第１空間部の少なくとも一部を囲むように設けられた第２空間部を有するボディと、
第１空間部内にドローンが安着するように設けられるベース部と、
第２空間部に外部流体が流入するように第２空間部を開閉するためにボディに設けられるバルブと、を含む潜水艦の監視偵察システム。

【請求項9】

１以上のドローン搭載用カプセルの内部には、所定の任務が設定された１以上のドローンが収容され、
１つ以上のドローンのうちの一部のドローンは、残りの一部のドローンとは異なる任務が設定される請求項８に記載の潜水艦の監視偵察システム。

【請求項10】

ボディは、ケーブルを介して潜水艦に連結され、
ケーブルは、通信ラインおよび電力ラインを含む請求項８に記載の潜水艦の監視偵察システム。

【請求項11】

ドローン搭載用カプセルは、潜水艦の内部に収容されるか、または潜水艦の外部に排出されるように設けられる請求項８に記載の潜水艦の監視偵察システム。

【請求項12】

ボディは、水面下で推進力を発生させるための推力発生部をさらに含み、
ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出されると、推力発生部が作動するように設けられる請求項１１に記載の潜水艦の監視偵察システム。

【請求項13】

ボディは、展開可能に設けられる１つ以上の調節翼を含み、
ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出されると、必要に応じて選択的に調節翼が広がるように設けられ、
ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出され、ドローンがドローン搭載用カプセルから分離されると、調節翼を通じて水平を維持してアンテナ部のみ水面上に露出するように設けられる請求項１１に記載の潜水艦の監視偵察システム。

【請求項14】

ドローン搭載用カプセルが潜水艦の内部に回収されるとき、バルブが開放され、第２空間部に水が流入するように設けられる請求項１１に記載の潜水艦の監視偵察システム。

【請求項15】

ボディは、第１空間部を外部に開放するように開閉可能に設けられるカバーをさらに含み、カバーには、ドローンおよび潜水艦の通信のためのアンテナ部が設けられ、
ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出され、ドローンがドローン搭載用カプセルから分離されると、調節翼を通じて水平を維持してアンテナ部のみ水面上に露出するように設けられる請求項１１に記載の潜水艦の監視偵察システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、潜水艦から水中発射されるドローン搭載用カプセルを用いてカプセルから出撃したドローンを通じて水上および空中で収集した光学情報およびＧＰＳ情報と通信信号などを潜水艦に伝達する。伝達された情報を用いて必要に応じてドローンの回帰および交差出撃して潜水艦の水中監視偵察能力を向上させることができるドローン搭載用カプセルおよびこれを用いた潜水艦の監視偵察システムに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、ドローン（Ｄｒｏｎｅ）は、地上管制システムの遠隔制御による手動飛行、または衛星航法装置（ＧＰＳ）を用いた自律飛行などで航空撮影や空中打撃などの任務を遂行する軍事用途に開発された。徐々に技術の発展により、ジャングルや奥地、火山地域、自然災害地域、原子力発電所事故地域など人間が接近できない地域に投入可能な多様な形のドローンが開発されている。

【0003】

このようなドローンは、バッテリーの容量により運用時間が短いという欠点があり、海上でドローンが軍事作戦のために運用されるときに運用時間面で限界がある。

【0004】

韓国登録特許１０－２１１１０５４号の「ドローン用無線充電ステーション」を通じてドローンを充電する技術があるが、このような構造物は、海上で作戦を遂行する際に敵軍に露出される危険があり、使用が難しい。

【0005】

また、水中監視偵察は、回転翼機や水上艦に吊下式ソナーを吊り下げて水中を監視偵察したり、潜水艦で水中を監視偵察することが通常であるが、敵陣では体系の位置が露出する可能性があり、作戦が制限される。

【0006】

水中艦は、潜艦を通じて独自の秘密作戦などを遂行する現代海軍戦力の核心武器体系であって、敵に探知される場合、生存性が脅かされるため、水面上の露出を最小化する必要がある。

【0007】

したがって、敵に探知されずに、敵軍の潜水艦作戦などを監視および偵察できる技術が求められている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、安全地域に位置した潜水艦（母船）から出撃するドローンを用いて空中（水上）と水中を自由に移動し、作戦半径を迅速に監視および偵察した後、潜水艦（母船）に復帰して迅速かつ安全な広域監視偵察ができるドローン搭載用カプセルおよびこれを用いた潜水艦の監視偵察システムを提供することにその目的がある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成するために、本発明の一実施形態によると、ドローンが収容されるための第１空間部および第１空間部の少なくとも一部を囲むように設けられる第２空間部を有するボディと、第１空間部内にドローンが安着するように設けられるベース部、第２空間部に外部流体が流入するように第２空間部を開閉するためにボディに設けられるバルブと、を含むドローン搭載用カプセルを提供する。

【0010】

また、第１空間部に設けられ、ベース部に安着したドローンのバッテリーを充電するための充電部をさらに含む。

【0011】

また、ベース部は、第１空間部内で昇降可能に設けられる。

【0012】

また、ボディは、第１空間部を外部に開放するように開閉可能に設けられるカバーをさらに含む。

【0013】

また、カバーには、ドローンと通信するためのアンテナ部が設けられる。

【0014】

また、ボディは、展開可能に設けられる１つ以上の調節翼をさらに含む。

【0015】

また、ボディは、水面下で推進力を発生させるための推力発生部をさらに含む。

【0016】

さらに、本発明の一実施形態によると、潜水艦と、潜水艦に連結された１つ以上のドローン搭載用カプセルと、を含み、ドローン搭載用カプセルは、ドローンが収容されるための第１空間部および第１空間部の少なくとも一部を囲むように設けられる第２空間部を有するボディと、第１空間部内にドローンが安着するように設けられるベース部と、第２空間部に外部流体が流入するように第２空間部を開閉するためにボディに設けられるバルブと、を含む潜水艦の監視偵察システムを提供する。

【0017】

また、１つ以上のドローン搭載用カプセルの内部には、所定の任務が設定された１つ以上のドローンが収容され、１つ以上のドローンのうちの一部のドローンは、残りの一部のドローンとは異なる任務が設定されることを含む。

【0018】

また、ボディは、ケーブルを介して潜水艦と連絡され、ケーブルは、通信ラインおよび電力ラインを含む。

【0019】

また、ドローン搭載用カプセルは、潜水艦の内部に収容されるか、または潜水艦の外部に排出されるように設けられる。

【0020】

また、ボディは、水面下で推進力を発生させるための推力発生部をさらに含み、ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出されると、推力発生部が作動するように設けられる。

【0021】

また、ボディは、展開可能に設けられる１つ以上の調節翼を含み、ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出されると、必要に応じて選択的に調節翼が広がるように設けられ、ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出され、ドローンがドローン搭載用カプセルから分離されると、調節翼を通じて水平を維持してアンテナ部のみ水面上に露出するように設けられる。

【0022】

また、ドローン搭載用カプセルが潜水艦の内部に回収されるとき、バルブが開き、第２空間部に水が流入するように設けられる。

【0023】

また、ボディは、第１空間部を外部に開放するように開閉可能に設けられるカバーをさらに含み、カバーには、ドローンおよび潜水艦の通信のためのアンテナ部が設けられ、ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出され、ドローンがドローン搭載用カプセルから分離されると、調節翼を通じて水平を維持してアンテナ部のみ水面上に露出するように設けられる。

【0024】

また、ドローン搭載用カプセルが潜水艦の外部に排出され、ドローンがドローン搭載用カプセルから分離されると、調節翼を通じて水平を維持してアンテナ部のみ水面上に露出するように設けられる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によると、潜水艦から水中発射されるドローン搭載用カプセルを用いて、カプセルから出撃したドローンを通じて水上および空中で収集した光学情報および位置情報と通信信号などを潜水艦に伝達する。また、必要に応じてドローンの回帰および交差出撃して潜水艦の水中監視偵察能力を向上させることができる。

【0026】

すなわち、ドローン搭載用カプセルからドローンが出撃し、任務遂行の完了後にドローン搭載用カプセルに復帰してバッテリーを充電することで任務遂行のためのドローンをより容易に用い得る。

【0027】

また、ドローンがカプセルから空中へ跳躍して収集した情報と通信信号を潜水艦（味方の水中艦）に伝達し、味方潜水艦が敵軍監視網に露出されない状態で円滑かつ安全な作戦遂行が可能である。

【0028】

また、通信仲介をアンテナ部および通信仲介の任務が設定されたドローンを通じて味方潜水艦に収集された情報を送信することによって、ドローンの監視偵察能力を向上させることができる利点がある。

【0029】

特に、交差出撃可能に設けられることによって作戦半径を迅速に拡大することができ、効率的な探索が可能で味方潜水艦を危険から露出を最小化するとともに、味方潜水艦が水面に浮上していない状態で座標補正と通信が可能であるため、味方潜水艦の生存性を強化できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の一実施形態による潜水艦の監視偵察システムの模式図である。

【図2】本発明の一実施形態によるドローン搭載用カプセルを説明する模式図である。

【図3】本発明の一実施形態によるドローン搭載用カプセルを説明する模式図である。

【図4】本発明の一実施形態によるドローン搭載用カプセルを説明する模式図である。

【図5】本発明の一実施形態による潜水艦の監視偵察システムを説明する模式図である。

【図6】本発明の一実施形態による潜水艦の監視偵察システムを説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい一実施形態を詳細に説明する。これに先立って、本明細書および特許請求の範囲で使用される用語または単語は、通常または辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は、その発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解釈されるべきである。

【0032】

なお、図面符号にかかわらず同一または対応する構成要素は、同一または類似の参照番号を付し、これについての重複説明は省略するものとし、説明の便宜のために示された各構成部材の大きさおよび形状は、誇張または縮小できる。

【0033】

したがって、本明細書に記載された実施形態と図面に示される構成は、本発明の最も好ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないため、本出願時点においてこれらを置き換えることができる様々な均等物と変形例があり得ることを理解するべきである。

【0034】

本発明は、潜水艦から水中発射されるドローン搭載用カプセルを用いて、カプセルから出撃したドローンを通じて水上および空中で収集した光学情報およびＧＰＳ情報と通信信号などを潜水艦に伝達し、必要に応じてドローンの回帰および交差出撃して潜水艦の水中監視偵察能力を向上させることができるドローン搭載用カプセルおよびこれを用いた潜水艦のドローンシステムに関する。

【0035】

以下においては、ドローンに装着できる一般的な構成要素、例えば、飛行運用に使用される構成要素およびセンサー、無線通信送受信機などについては具体的な説明を省略するものとし、ドローンの飛行運用に使用される装置を適用できる。

【0036】

図１は、本発明の一実施形態によるドローン搭載用カプセルを含む潜水艦の監視偵察システムの模式図であり、図２～図４は、本発明の一実施形態によるドローン搭載用カプセルを説明する模式図である。

【0037】

図１を参照すると、本発明の一実施形態によるドローン搭載用カプセルを含む潜水艦の監視偵察システム１０は、潜水艦１００、ドローン（無人飛行体）２００、ドローン搭載用カプセル３００を含み得る。

【0038】

前記ドローン２００は、バッテリー２０１および通信のための通信部２０３を含み得る。

【0039】

前記潜水艦１００には、１つ以上のドローン搭載用カプセル３００が装着されるカプセル装着部４００が設けられ得る。

【0040】

前記潜水艦１００のカプセル装着部４００は、ドローン装着用カプセル３００と対応する大きさおよび数で形成され得るが、これに限定されるものではない。

【0041】

図２～図４を参照すると、本発明の一実施形態によるドローン搭載用カプセル３００は、ドローンが収容されるための第１空間部３０１および第１空間部３０１の少なくとも一部を囲むように設けられる第２空間部３０２を有するボディ３１０を含む。

【0042】

前記第１空間部３０１は、ドローンが収容されるための「収容空間」と呼ぶことがあり、第２空間部３０２は、収容空間の一部領域を囲むように設けられる「貯水空間」と呼ぶことがある。

【0043】

前記ボディ３１０は、２重ハウジング構造であり、内槽３１１と、内槽３１１を囲み、内槽と所定の間隔で離れて形成される外槽３１２と、を含んで設けられ得る。

【0044】

前記第１空間部３０１は、内槽３１１に設けられた所定の空間であり得る。

【0045】

前記第１空間部３０１は、１つ以上のドローン２００が内部に収容できる所定の大きさを有するように設けられ得る。一例として、後述する同じ任務が設定されたドローン同士を１つのカプセルに配置し得る。ドローンを任務に応じてグループ化して内部に収容できるが、これに限定されるものではない。

【0046】

前記第２空間部３０２は、内槽３１１と外槽３１２との間に形成され得、カプセル装着部４００に搭載された状態で密閉空気層として形成され得る。

【0047】

また、前記ボディ３１０は、第１空間部３０１内にドローン２００が安着するように設けられるベース部３２０を含む。

【0048】

前記ベース部３２０は、第１空間部３０１内で垂直方向Ｌ（ボディの長手方向）に沿って昇降（上下移動）可能に設けられ得る。

【0049】

前記垂直方向Ｌ（ボディの長手方向）は、海水面を基準として、海水面に垂直な方向を意味し得る。

【0050】

前記ベース部３２０は、ドローンがカプセルから分離（出撃）されるときに、上昇してボディの上端部側に位置するように移動することができる。また、ドローンがカプセルに戻ってバッテリーを充電するときに、下降してボディの下端部側に位置するように移動することができる。

【0051】

前記ベース部３２０は、第１空間部３０１の幅方向Ｗに沿って延びて形成され得る。

【0052】

前記幅方向Ｗは、海水面を基準として、海水面と平行な方向を意味し得る。また、前記幅方向Ｗは、垂直方向Ｌと垂直な方向を意味し得る。

【0053】

前記ベース部３２０は、ドローンが安着する第１面３２１と、第１面３２１とは反対方向の第２面３２２と、を含み得る。

【0054】

前記ベース部３２０は、第１面３２１に形成され、ドローン２００を固定するための固定部３２５を含み得る。

【0055】

ここで、前記固定部３２５は、第１空間部３０１内に収容されるドローンの数に対応するように設けられ得る。

【0056】

前記固定部３２５は、ドローンの少なくとも一部の領域を係止固定するようにホック状の掛けがねまたはトングの形で設けられ得る。例えば、ランディングギアまたはブーム（アーム、Ａｒｍ）（ドローンのボディ部分とプロペラを連結する部分）の少なくとも一部の領域を係止固定するように、ホック状の掛けがねまたはトングの形で設けられ得る。しかし、これに限定されず、ドローンを固定するための様々な手段を用い得る。

【0057】

また、前記ボディ３１０は、第１空間部３０１に設けられ、ベース部３２０に安着したドローンのバッテリー２０１を充電するための充電部３３０を含み得る。

【0058】

前記ドローン２００がドローン搭載用カプセル３００から出撃した後、任務を遂行してバッテリーが消耗した場合、ドローン２００は、ドローン搭載用カプセル３００に復帰することができる。このとき、ドローン２００は、ベース部３２０に安着後、充電部３３０を介して無線でバッテリー２０１を充電できる。

【0059】

より具体的に、前記充電部３３０は、第１空間部３０１内の底面側の少なくとも一部の領域を遮蔽するように設けられる。前記内槽３１１の底面側の少なくとも一部の領域を遮蔽するように設けられる。

【0060】

前記ベース部３２０は、充電部３３０の上部側に設けられ、第１空間部３０１内で下降して充電部３３０と接触したり隣接して配置されるとき、ドローンは、バッテリー２０１を充電できる。

【0061】

前記充電部３３０は、ベース部３２０の第２面３２２に対向するように配置され、ベース部３２０が下降して第２面３２２が充填部３３０と接触したり隣接して位置するとき、ドローンのバッテリーを充電できる。

【0062】

また、前記ボディ３１０は、第２空間部３０２に外部流体が流入するように第２空間部３０２を開閉するために設けられるバルブ３４０を含む。

【0063】

ここで、前記バルブ３４０は、１つ以上が設けられ得る。一例として、複数のバルブが設けられる場合、流体は第２空間部３０２に、より速く流入することができる。

【0064】

また、複数のバルブ３４０が設けられる場合、互いに所定間隔に離れて位置するように配置され得る。

【0065】

前記ドローン搭載用カプセル３００がカプセル装着部４００に搭載された状態で、１つ以上のバルブ３４０を開放して外部に設けられた空気供給装置（図示せず）を介して第２空間部３０２に浮力生成のための空気を注入できる。前記外部に設けられた空気供給装置（図示せず）は、潜水艦１００内に設けられ得るが、これに限定されるものではない。

【0066】

前記第２空間部３０２は、密閉空気層を有するように形成され、カプセル装着部４００から水中に吐出されると、密閉空気層の浮力によって水中から海水面に向かって浮上することになるため、ドローン搭載用カプセル３００を海水面側により容易に移動させることができる。

【0067】

前記１つ以上のバルブ３４０は、ボディ３１０の下部側の少なくとも一部の領域に設けられ得る。また、バルブ３４０の開度調整を通じて第２空間部３０２に流入する流体の流量を調節することができる。

【0068】

具体的に、前記ドローン搭載用カプセル３００からドローンが出撃した後、バルブ３４０の開度を調整して第２空間部３０２に海水を流入させることによって、ドローン搭載用カプセル３００の浮力を調節して水面の下に移動させることができる。

【0069】

前述のバルブ３４０の開度調整を通じて第２空間部３０２に流入する流体の流量を調節することによって、ドローン搭載用カプセル３００のアンテナ部３８１のみ海水面上に露出するように浮力を調節できる効果がある。

【0070】

前記バルブ３４０は、バルブの開度を自動的に調整したり、ユーザーが電子制御を通じて開度を調整するように設けられ得るが、これに限定されるものではない。

【0071】

前記バルブ３４０の流入口側には、外部流体（海水）が第２空間部３０２に流入するときに、浮遊物質の流入を防止するように設けられるフィルター（図示せず）をさらに含み得る。

【0072】

前記フィルターは、メッシュ状のフィルター部材が設けられ得、フィルターを経た海水は、夾雑物および浮遊物が除去されるため、バルブ流入口の閉塞を防止することができる。したがって、第２空間部３０２に夾雑物および浮遊物が除去された海水の流入が円滑になる。

【0073】

特に、前記ボディ３１０には、浮力を調節するために第２空間部３０２に気体を注入するための空気注入部３４１が設けられ得る。

【0074】

前記空気注入部３４１は、ボディ３１０の上部側に１つ以上設けられて空気を注入するための手段である。一例として、空気注入部３４１は、空気圧縮機を含み得る。

【0075】

前記空気圧縮機は、外気を吸入して圧縮して圧縮空気を生成するものであって、空気圧縮機は、ボディ３１０の上端部側に設けられ得る。前記ボディ３１０の上端部が海水面から浮上すると、空気圧縮機が外気を吸入して圧縮空気を生成し、生成した空気を貯水空間３０２側に供給して浮力を調節することができる。

【0076】

したがって、空気注入部３４１を介して第２空間部３０２側に空気が供給されるとき、選択的にバルブ３４０の開度調整を通じて第２空間部３０２に流入した海水が外部に排出され得る。

【0077】

前記空気注入部３４１は、内槽３１１の内周面の上端部側の少なくとも一部の領域に設けられるか、または内槽３１１の外周面の上端部側の少なくとも一部の領域に設けられ得る。これにより、カバー３８０が水面上で開放されると、外気を吸入して圧縮空気を生成して第２空間部３０２に圧縮空気を注入することができる。

【0078】

また、前記ボディ３１０は、水面下（水中）で推進力を発生させるための推力発生部３５０を含む。

【0079】

前記推力発生部３５０は、ボディ３１０の下部側の少なくとも一部の領域に１つ以上設けられ得る。

【0080】

前記推力発生部３５０は、ドローン搭載用カプセル３００が潜水艦１００から外部に排出されるとき、追加の浮力を発生させるための手段である。一例として、前記推力発生部３５０は、ガス発生装置またはウォータージェット（Ｗａｔｅｒ Ｊｅｔ）を含み得る。

【0081】

前記推力発生部３５０がガス発生装置として設けられる場合、ガス発生装置の容量に応じてドローン搭載用カプセル３００の垂直移動量を調節できる。

【0082】

また、前記推力発生部３５０がウォータージェットとして設けられる場合、回転するインペラによって水を吸入し、吸入した水をノズルを介して噴射して形成されるウォータージェットを用いて推力を発生させ、ドローン搭載用カプセル３００の垂直移動量を調節できる。

【0083】

一方、前記ボディ３１０は、展開可能に設けられる１つ以上の調節翼３６０を含む。

【0084】

前記調節翼３６０は、ドローン搭載用カプセル３００が潜水艦１００から発射された後、アンテナ部３５１のみ海水面上に露出するように、ドローン搭載用カプセルのボディ３１０の浮力を追加的に調節するために使用できる。

【0085】

前記ボディ３１０は、１つ以上の調節翼３６０が安着する調節翼安着溝３６１が設けられ得る。

【0086】

前記安着溝３６１は、ボディ３１０の外槽３１２の外周面から内側に凹んで形成され、調節翼３６０が安着溝３６１内に挿入され得る。

【0087】

したがって、前記調節翼３６０が安着溝３６１内に挿入された状態で調節翼３６０の外周面は、ボディ３１０の外槽３１２の外周面と同一平面上に位置する。

【0088】

また、前記調節翼３６０は、展開状態で外槽３１２の外周面とおおよそ直角を有するように回転できる。

【0089】

前記調節翼３６０は、回転軸およびモーターと連結され、展開状態で回転可能に設けられ得る。

【0090】

前記調節翼３６０は、ボディ３１０が水中で水平および垂直状態を維持できるように、必要に応じて選択的に角度を調整して広がって固定状態を維持するか、または広がった状態で回転できる。

【0091】

例えば、前記調節翼３６０は、広がった状態で水平状態を維持するために、上下方向に繰り返し移動するか、または左右方向に繰り返し移動して回転してボディが水中で水平な状態を維持するように設けられ得る。

【0092】

これにより、ボディ３１０が水中の所定位置で水平な状態を維持し、アンテナ部３８１のみ水面上に露出させることができる。

【0093】

一方、前記ドローン搭載用カプセル３００は、潜水艦１００と電気的に接続されたケーブル３７０をさらに含む。

【0094】

具体的に、前記ボディ３１０は、ケーブル３７０を介して潜水艦１００と電気的に接続され得る。

【0095】

ここで、前記ケーブル３７０は、通信ライン３７１および電力ライン３７３を含み得る。

【0096】

前記ケーブル３７０の電力ライン３７３を介して潜水艦から充電部３３０に電源を供給することができる。

【0097】

前記ケーブル３７０は、潜水艦１００とドローン搭載用カプセル３００を連結しており、カプセル３００からドローン２００が出撃した後、潜水艦１００でケーブル３７０の一部を引っ張ってカプセル３００を水上から水中に移動させることができる。

【0098】

また、前記潜水艦１００でケーブル３７０を引っ張って潜水艦１００に復帰させることができる。これにより、前記カプセル３００が敵に露出しないように、迅速かつ容易に水中または潜水艦に移動させることができる。

【0099】

前記ケーブル３７０の一端部は、潜水艦１００と連結され、他端部は、ドローン搭載用カプセル３００に連結され、カプセル３００からドローン２００が出撃した後、ケーブル３７０の一端部を潜水艦１００側に回収して（引っ張って）カプセル３００を水中に移動させるか、または潜水艦１００に回収されることができる。

【0100】

一方、前記ボディ３１０は、第１空間部３０１を外部に開放するように開閉可能に設けられるカバー３８０を含む。

【0101】

前記カバー３８０は、ベース部３２０の第１面３２１に向き合える。

【0102】

前記カバー３８０には、ドローン２００と通信するためのアンテナ部３８１が設けられ得る。

【0103】

前記アンテナ部３８１は、カバー３８０の上端部に設けられ、ドローン２００がカプセル３００から出撃（または飛躍）した後、水中の潜水艦１００とドローン２００との間で通信仲介の役割をすることができる。

【0104】

前記アンテナ部３８１は、ドローン２００の通信部２０３と通信することができ、潜水艦１００と通信することができる。

【0105】

また、前記カバー３８０は、水を検出する１つ以上の第１水検出センサー３８３および第２水検出センサー３８５を含み得る。前記第１水検出センサー３８３および第２水検出センサー３８５は、外部に露出するようにカバー３８０の外周面にそれぞれ取り付けられ、カバー３８０が水面上に露出した状態で外気に露出され得る。

【0106】

前記第１水検出センサー３８３は、カバーの外部に露出するように設けられ、水が検出されると作動し、第１検出信号を潜水艦１００側に設けられた制御部 １１０ に送信することができる。

【0107】

特に、前記第１水検出センサー３８３は、カバー３８０の外周面の上端部側に位置し得、第１水検出センサー３８３を通じてカバーの上端部側が水中に位置している状態であるか、または水面上に露出している状態であるかを判別できる。

【0108】

したがって、第１水検出センサー３８３を通じてアンテナ部３８１のみ水面上に露出させることができる。

【0109】

前記第１水検出センサー３８３から第１検出信号が受信される場合、カバーの上端部が水中であると判断し、調節翼３６０を通じてボディ３１０が水平を維持するようにしてアンテナ部３８１のみを水面上に露出させることができる。

【0110】

また、前記第２水検出センサー３８５は、カバーの外部に露出するように設けられ、水が検出されると作動し、第２検出信号を潜水艦１００側に設けられた制御部 １１０に送信することができる。

【0111】

前記第２水検出センサー３８５は、カバー３８０の外周面の下端部側に位置し得、第２水検出センサー３８５を通じてカバーの下端部側が水中に位置している状態であるか、または水面上に露出している状態であるかを判別できる。

【0112】

したがって、第２水検出センサー３８５を通じてボディの第１空間部３０１内に収容されたドローン２００を外部に出撃させるために、カバー３８０が開閉するか否かを選択することができる。

【0113】

前記制御部 １１０ は、第２水検出センサー３８５が水を検出していない状態のときにカバー３８０を開放するように制御でき、第２水検出センサー３８５が水を検出した状態では、カバー３８０の開放を制限するように制御できる。

【0114】

前記制御部 １１０ は、第２水検出センサー３８５から第２検出信号を受信した場合にカバー３８０の開放を制限するように制御し、第２検出信号を受信しない場合にカバー３８０を開放するように制御できる。

【0115】

ここで、前記第１および第２水検出センサー３８３、３８５は、水の深さ（水位）を測定することができ、第１および第２検出信号から水位を測定し、測定された水位に応じて制御部 １１０ はカバー３８０の開閉の有無を制御できる。

【0116】

したがって、制御部 １１０ は、第１検出信号から測定された水位に応じてアンテナ部３８１のみ水面上に露出するように調節翼３６０を制御できる。

【0117】

また、制御部 １１０ は、第２検出信号から測定された水位に応じてカバー３８０を開放するか、または開放を制限するようにカバー３８０の開閉を制御できる。

【0118】

一方、本発明の一実施形態によるドローン搭載用カプセル３００を用いた潜水艦の監視偵察システム１０は、潜水艦１００と、潜水艦に連結された１つ以上のドローン搭載用カプセル３００と、を含む。

【0119】

前記潜水艦１００に連結された１つ以上のドローン搭載用カプセル３００の内部には、１つ以上のドローン２００を含み得る。

【0120】

前記ドローン搭載用カプセル３００は、ドローンが収容されるための第１空間部３０１および第１空間部３０１の少なくとも一部を囲むように設けられた第２空間部３０２を有するボディ３１０と、第１空間部内にドローン２００が安着するように設けられるベース部３２０と、第２空間部３０２に外部流体が流入するように第２空間部３０２を開閉するためにボディ３１０に設けられるバルブ３４０と、を含む。

【0121】

前記潜水艦１００には、ドローン搭載用カプセル３００のカバー３８０の開閉制御、調節翼３６０の駆動制御、バルブ３４０の開閉および開度調整制御、推力発生部の駆動制御、ベース部３２０の上下移動制御および推力発生部の駆動を制御するように設けられる制御部 １１０ が設けられ得る。

【0122】

以下においては、前記ドローン搭載用カプセル３００で前述したものと同様の構成を適用でき、同様の内容は省略する。

【0123】

前記ドローン搭載用カプセル３００は、潜水艦１００の内部に収容されるか、または潜水艦１００の外部に排出されるように設けられ得る。

【0124】

具体的に、前記潜水艦１００には、ドローン搭載用カプセル３００が装着されるカプセル装着部４００を含み得る。

【0125】

前記ドローン搭載用カプセル３００が潜水艦１００の外部に排出されると、選択的に調節翼３６０が広がるように設けられ得る。

【0126】

前記ドローン搭載用カプセル３００が潜水艦１００の外部に排出され、ドローン２００がカプセル３００から分離されると、調節翼３６０を通じて水平および垂直な状態を維持してアンテナ部３８１のみ水面上に露出されるように設けられ得る。

【0127】

具体的に、前記ドローン搭載用カプセル３００が潜水艦１００の外部に排出され、水面に向かって移動してカバー３８０が水面上に露出した後、制御部 １１０ は、カバー３８０を開放して内部に収容されたドローン２００を出撃させ、カバー３８０を閉じて閉鎖して第１空間部３０１を密閉する。

【0128】

その後、前記アンテナ部３８１のみ水面上に露出するように調節翼３６０を広げてボディ３１０が水中の所定位置（海水面に隣接する水中）で水平状態および垂直状態を維持するようにすることができる。

【0129】

前記ドローン搭載用カプセル３００が潜水艦の外部に排出された状態でアンテナ部３８１をドローン２００と潜水艦１００との間で通信仲介の役割として使用する場合、制御部 １１０ は、選択的に調節翼３６０を駆動し、ドローン搭載用カプセル３００が水平および垂直状態を維持するように制御できる。

【0130】

ここで、前記ドローン搭載用カプセル３００のカバー３８１の開閉は、前述した第１および第２水検出センサー３８３、３８５を通じて制御できる。

【0131】

また、前記ドローン搭載用カプセル３００が潜水艦１００の内部に回収されるとき、バルブ３４０が開放され、第２空間部３０２に水が流入するように設けられ得る。

【0132】

具体的に、前記ドローン２００が任務をすべて遂行し、ドローン搭載用カプセル３００の内部に回収された後、ドローン搭載用カプセル３００を潜水艦１００の内部に回収するとき、バルブ３４０を開放して第２空間部３０２に水（海水）を流入させることによって、ドローン搭載用カプセル３００の浮力を減少させ、より容易かつ迅速に潜水艦１００に回収することができる。

【0133】

前記制御部 １１０ は、アンテナ部３８１のみを水面上に露出させるとき、選択的に調節翼を駆動させるとともに、バルブ３４０の開度調整を通じて第２空間部３０２に水が流入するように制御することによって、カプセルの浮力を減少させてより速く水中に移動させ、同時に調節翼３６０の駆動によってカプセルが所定の位置で水平および垂直の状態を維持できるようになる。

【0134】

前記１つ以上のドローン搭載用カプセル３００のそれぞれの内部には、所定の任務が設定された１つ以上のドローン２００が収容され得る。

【0135】

図５および図６は、本発明の一実施形態による潜水艦の監視偵察システムを説明するために示す模式図である。

【0136】

図５および図６を参照すると、以下では、前記ドローン搭載用カプセル３００が３つで設けられる場合（３００１、３００２、３００３）を例として説明するが、カプセルおよびドローンの数は限定されない。

【0137】

一方、１つ以上のドローン搭載用カプセルの内部には、所定の任務が設定された１つ以上のドローンが収容され、１つ以上のドローンのうちの一部のドローンは、残りの一部のドローンとは異なる任務が設定され得る。すなわち、それぞれのドローン搭載用カプセルの内部には、異なる任務が設定された１つ以上のドローンがそれぞれ収容され得る。

【0138】

例えば、複数の第１ドローンを含む第１グループ２１０は、第１グループドローン搭載用カプセル３００１に収容され、第１ドローンは、それぞれ監視偵察任務（「第１任務」ともいう）を設定できる。

【0139】

前述のように、１つ以上の第１ドローン２１０は、第１ドローン搭載用カプセル３００１内に収容され、カプセル３００１から作戦領域の空中に出撃して第１任務を遂行することができる。

【0140】

前記第１任務を遂行する第１ドローン２１０には、第１任務を遂行するためのソナーセンサーおよび光学センサーが装着され、監視偵察情報および位置情報を収集することができる。

【0141】

前述のように収集された監視偵察情報および位置情報は、潜水艦１００の制御部 １１０ に送信され、ソナーおよび光学信号を近リアルタイムで処理して画像化して物体を認識することができる。

【0142】

前述のように伝達された情報を通じて潜水艦１００では、作戦変更などの命令をより容易に行い得る。

【0143】

また、前述のように収集された位置情報（ＧＰＳ情報）を通じて潜水艦１００の累積された慣性航法センサーの誤差補正を行い得る。

【0144】

また、複数の第２ドローンを含む第２グループ２２０は、第２グループドローン搭載用カプセル３００２に収容され、第２ドローンは、それぞれ通信仲介の任務（「第２任務」ともいう）が設定され得る。

【0145】

前述のように、１つ以上の第２ドローン２２０は、第２ドローン搭載用カプセル３００２内に収容され、カプセル３００２から作戦領域の空中に出撃して第２任務を遂行することができる。

【0146】

前記第２任務を遂行する第２グループ（第２ドローン２２０）には、第２任務を遂行するための通信装備が装着され、潜水艦１００との通信送達距離の外で任務を遂行する第１グループ（第１ドローン２１０）が収集した情報を第２グループ２２０を通じて潜水艦１００に送信することができる。

【0147】

前記第２ドローンを含む第２グループ２２０は、潜水艦１００と第１グループ２１０との間で通信仲介の役割をするため、第１グループ２１０のＬｏＳ（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）を拡大する効果がある。

【0148】

特に、前記のような通信仲介の役割は、第１～第３グループ搭載用カプセル３００１～３００３に設けられたアンテナ部３８１を介しても可能であるため、通信仲介がより効果的に行われ得る。

【0149】

また、複数の第３ドローンを含む第３グループ２３０は、第３グループドローン搭載用カプセル３００３に収容され、第３グループ２３０は、第１グループまたは第２グループがカプセル３００３に復帰するときに、交差出撃のためのドローンである。したがって、第３グループは、第１任務または第２任務のうち、少なくともいずれか１つの任務を設定し得る。

【0150】

前述のように、１つ以上の第３ドローン２３０は、第３グループ搭載用カプセル３００３内に収容された状態で第１および第２グループ（第１および第２ドローン）のうちのいずれかのドローンのバッテリーが消尽し、バッテリーを充電するために第１および第２グループ搭載用カプセル３００１、３００２のうちのいずれかに復帰するとき、予め用意された交差出撃のための第３グループ（第３ドローン）を出撃させて任務を遂行するようにすることができる。

【0151】

したがって、前述のように交差出撃した第３グループ（第３ドローン）が任務を遂行してバッテリーが消尽したとき、バッテリーを充電した第１および第２グループ（第１および第２ドローン）のうちのいずれかのドローンが再出撃し、第３グループ（第３ドローン）は、再び復帰してバッテリーを充電して交差出撃を待機することができる。

【0152】

一方、前述した第１～第３グループ（第１～第３ドローン）は、自爆機能が搭載されており、ＬｏＳから外れたり、バッテリーの電力が不足してドローン搭載用カプセル３００に復帰できない場合、敵軍に発覚しないように自爆可能である。特に、必要に応じて敵軍の標的に自爆することができる。

【0153】

前述したように、本発明によるドローン搭載用カプセル３００（３００１、３００２、３００３）を用いた潜水艦の監視偵察システム１０は、ドローンがカプセルから空中に飛躍して収集した情報と通信信号を潜水艦（味方の水中艦）に伝達し、味方潜水艦が敵軍監視網に露出されない状態で円滑かつ安全な作戦遂行が可能である。

【0154】

また、前述したように通信仲介をアンテナ部および通信仲介の任務が設定されたドローンを通じて味方潜水艦に収集された情報を送信することによって、ドローンの監視偵察能力を向上させることができる利点がある。

【0155】

特に、交差出撃可能に設けられることによって、作戦半径を迅速に拡大することができ、効率的な探索が可能で味方の水中艦を危険から露出を最小化するとともに、味方潜水艦が水面に浮上しない状態で座標補正と通信が可能であるため、味方潜水艦の生存性を強化できる利点がある。

【符号の説明】

【0156】

１００：潜水艦
２００：ドローン
３００：ドローン搭載用カプセル
４００：カプセル装着部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】