特許 7303694 移動体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-27

(45)【発行日】2023-07-05

(54)【発明の名称】移動体

(51)【国際特許分類】

   B64C 1/12 20060101AFI20230628BHJP

   B64C 1/00 20060101ALI20230628BHJP

   G02F 1/167 20190101ALI20230628BHJP

   G02F 1/16757 20190101ALI20230628BHJP

【ＦＩ】

B64C1/12

B64C1/00 B

G02F1/167

G02F1/16757

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019145154

(22)【出願日】2019-08-07

(65)【公開番号】P2021024464

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-07-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中野 恒平

(72)【発明者】

【氏名】大栗 孝之

(72)【発明者】

【氏名】山根 章弘

(72)【発明者】

【氏名】阪口 晃敏

【審査官】諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】特表２００８－５３７５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５３１９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２０３６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２０４７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０５１２２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０６－２５５５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第７２５５０６２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００５７９８９（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ １／００

Ｂ６４Ｃ １／１２

Ｇ０２Ｆ １／１６７

Ｇ０２Ｆ １／１６７５７

Ｆ４１Ｈ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボディと、
前記ボディの表面に配され、第１電極部を有する第１基板と、
前記第１電極部と対向して配された第２電極部を有する第２基板と、
前記第１電極部と前記第２電極部との間に配され、正および負の一方に帯電した電波吸収粒子と、
前記第１電極部と前記第２電極部との間に配され、前記正および前記負の他方に帯電した電波反射粒子と、
前記第１電極部と前記第２電極部との間に配され、前記電波吸収粒子と前記電波反射粒子とを収容するマイクロカプセルと、
前記第１電極部および前記第２電極部に入力する電位を制御する電位制御部と、
を備え、
前記第１電極部は、一の前記マイクロカプセルに対向する複数の電極を有し、
前記電位制御部は、前記複数の電極に対し、互いに異なる電位を入力する、
移動体。

【請求項2】

前記電位制御部は、前記第１電極部および前記第２電極部に電位を入力した後に、前記電位の前記入力を停止する請求項１に記載の移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、機体表面の凹凸を減少させ、レーダー反射断面積（ＲＣＳ：Radar Cross Section）を減少させ、ステルス性能を向上させた航空機について開示がある。特許文献１の航空機は、有事の際にステルス機として運用することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－２５５５８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の航空機は、平時の際にもステルス機として機能してしまう。したがって、特許文献１の航空機は、平時の際にレーダーで捕捉し難い。このように、特許文献１の航空機は、有事および平時の運用を両立させることが困難であった。

【0005】

本発明は、有事および平時の運用を両立させることが可能な移動体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明の移動体は、ボディと、ボディの表面に配され、第１電極部を有する第１基板と、第１電極部と対向して配された第２電極部を有する第２基板と、第１電極部と第２電極部との間に配され、正および負の一方に帯電した電波吸収粒子と、第１電極部と第２電極部との間に配され、正および負の他方に帯電した電波反射粒子と、第１電極部と第２電極部との間に配され、電波吸収粒子と電波反射粒子とを収容するマイクロカプセルと、第１電極部および第２電極部に入力する電位を制御する電位制御部と、を備え、第１電極部は、一のマイクロカプセルに対向する複数の電極を有し、電位制御部は、複数の電極に対し、互いに異なる電位を入力する。

【0009】

電位制御部は、第１電極部および第２電極部に電位を入力した後に、電位の入力を停止してもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、有事および平時の運用を容易に両立させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、航空機の概略斜視図である。

【図2】図２は、機体の外表面の断面を示した第１の図である。

【図3】図３は、機体の外表面の断面を示した第２の図である。

【図4】図４は、機体の外表面の断面を示した第３の図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0013】

図１は、航空機１の概略斜視図である。以下では、航空機１の進行方向を前方向、航空機１の後退方向を後方向、航空機１の進行方向に対して右側を右方向、航空機１の進行方向に対して左側を左方向、鉛直方向上側を上方向、鉛直方向下側を下方向として説明する。

【0014】

図１に示すように、航空機（移動体）１は、機体（ボディ）３を備える。機体３は、胴体５と、主翼７と、水平尾翼９と、垂直尾翼（双尾翼）１１とを含んで構成される。本実施形態では、航空機１は、軍用機（例えば、戦闘機）である。ただし、これに限定されず、航空機１は、民間機に適用されてもよい。

【0015】

胴体５は、機体３の機首側と機尾側とを結ぶロール軸方向に延在して設けられる。主翼７は、ロール軸方向における胴体５の中央部に設けられる。主翼７は、ロール軸方向と直交するピッチ軸方向において、胴体５の左右両側に一対設けられる。主翼７は、ピッチ軸方向において、胴体５から外側に向かって延在する。主翼７は、機体３に鉛直上方の揚力を発生させる機能を備える。

【0016】

水平尾翼９は、主翼７よりも胴体５の後方向側（機尾側）に設けられる。水平尾翼９は、ピッチ軸方向において、胴体５の左右両側に一対設けられる。水平尾翼９は、ピッチ軸方向において、胴体５から外側に向かって延在する。水平尾翼９は、機体３のピッチ軸回りの安定性を保つ機能を備える。

【0017】

垂直尾翼１１は、主翼７よりも胴体５の後方向側（機尾側）に設けられる。垂直尾翼１１は、ロール軸方向およびピッチ軸方向と直交するヨー軸方向において、胴体５から外側に向かって延在する。垂直尾翼１１は、機体３のヨー軸回りの安定性を保つ機能を備える。

【0018】

図２は、機体３の外表面の断面を示した第１の図である。図２に示すように、機体３は、外部空間に露出する外板１３を備える。外板１３の外表面（表面）１３ａには、電波制御構造１００が設けられる。

【0019】

電波制御構造１００は、第１基板１０１と、第１電極部１０３と、第２基板１０５と、第２電極部１０７と、電気泳動層１０９と、電位制御部１１１とを含んで構成される。

【0020】

第１基板１０１は、ガラスやプラスチックなどからなる透明基板である。ただし、第１基板１０１は、透明基板に限定されず、不透明な基板であってもよい。第１基板１０１は、外板１３の外表面１３ａの全面に配される。ただし、第１基板１０１は、外板１３の外表面１３ａのうち一部の領域に配されてもよい。例えば、第１基板１０１は、外板１３の外表面１３ａのうち、少なくとも電波を反射し易い領域（正面領域、側面領域、下面領域、上面領域など）に配されてもよい。第１基板１０１は、例えば、不図示の接着剤層を介して外板１３の外表面１３ａに貼付される。第１基板１０１は、第１電極部１０３を備える。

【0021】

第１電極部１０３は、複数の電極（第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂ）を備える。第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂは、例えば、矩形状のセグメント電極により構成される。第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂは、第１基板１０１のうち外板１３側とは反対側（電気泳動層１０９側）に配される。第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂは、第１基板１０１のうち電気泳動層１０９側の面内において、交互に配列される。

【0022】

第２基板１０５は、ガラスやプラスチックなどからなる透明基板である。第２基板１０５は、外板１３に対し、第１基板１０１よりも外側に配される。第２基板１０５は、第１基板１０１と対向して配される。第２基板１０５は、第１基板１０１と対向する面とは反対側が外部空間に面している。第２基板１０５は、第２電極部１０７を備える。

【0023】

第２電極部１０７は、例えば、ＩＴＯなどの透明電極により構成される。第２電極部１０７は、第２基板１０５のうち外部空間とは反対側（電気泳動層１０９側）に配される。第２電極部１０７は、電気泳動層１０９を介して、第１基板１０１の第１電極部１０３と対向する。

【0024】

電気泳動層１０９は、第１基板１０１（第１電極部１０３）と第２基板１０５（第２電極部１０７）との間に配される。電気泳動層１０９は、第１基板１０１と第２基板１０５との間に挟持される。

【0025】

電気泳動層１０９は、マイクロカプセル１１５と、電波吸収粒子１１７と、電波反射粒子１１９と、分散媒１２１とを含んで構成される。

【0026】

マイクロカプセル１１５は、内部が中空の球形状に形成される。マイクロカプセル１１５は、例えば、透光性を持つ高分子樹脂で構成される。マイクロカプセル１１５は、外径（直径）が大凡４０μｍである。マイクロカプセル１１５は、内部に電波吸収粒子１１７と、電波反射粒子１１９と、分散媒１２１とを収容する。

【0027】

マイクロカプセル１１５は、第１電極部１０３と、第２電極部１０７との間に挟持される。マイクロカプセル１１５は、図２中、上側において第２電極部１０７と対向し、図２中、下側において第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂと対向する。マイクロカプセル１１５は、第１基板１０１の表面（外板１３の外表面１３ａ）に沿って並列される。

【0028】

マイクロカプセル１１５は、図２中、左側半分が第１電極１０３ａと第２電極部１０７との間に挟持され、図２中、右側半分が第２電極１０３ｂと第２電極部１０７との間に挟持される。換言すれば、マイクロカプセル１１５は、第１電極部１０３と第２電極部１０７が対向する方向と直交する方向の一方側が、第１電極１０３ａと第２電極部１０７との間に挟持され、他方側が第２電極１０３ｂと第２電極部１０７との間に挟持される。

【0029】

電波吸収粒子１１７は、帯電可能で、電波を吸収可能な材料により構成される。電波吸収粒子１１７は、外径（直径）が例えば２～３μｍである。電波吸収粒子１１７は、例えば、負に帯電したカーボン粒子である。電波吸収粒子１１７は、マイクロカプセル１１５内に多数（複数）収容される。

【0030】

電波反射粒子１１９は、帯電可能で、電波を反射可能な材料により構成される。電波反射粒子１１９は、外径（直径）が例えば２～３μｍである。電波反射粒子１１９は、例えば、正に帯電したアルミニウム粒子である。電波反射粒子１１９は、マイクロカプセル１１５内に多数（複数）収容される。本実施形態では、電波吸収粒子１１７が負に帯電し、電波反射粒子１１９が正に帯電する例について説明する。しかし、これに限定されず、電波吸収粒子１１７は、正に帯電し、電波反射粒子１１９は、負に帯電してもよい。つまり、電波吸収粒子１１７は、正および負の一方に帯電し、電波反射粒子１１９は、正および負の他方に帯電すればよい。

【0031】

分散媒１２１は、マイクロカプセル１１５内で電波吸収粒子１１７と電波反射粒子１１９とを分散させる液体である。分散媒１２１は、例えば、水、油、アルコール系溶媒などにより構成される。

【0032】

電位制御部１１１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータでなり、電波制御構造１００を統括制御する。電位制御部１１１は、第１電極部１０３（第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ）および第２電極部１０７と電気的に接続される。電位制御部１１１は、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７に電位を入力する。また、電位制御部１１１は、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７への電位の入力を停止する。

【0033】

電位制御部１１１は、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７に入力する電位を独立して制御することができる。つまり、電位制御部１１１は、互いに異なる電位を、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７に入力することができる。なお、電位制御部１１１は、互いに同じ電位を、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７に入力することもできる。

【0034】

以下、本実施形態の電波制御構造１００の動作について説明する。図２に示すように、電位制御部１１１は、第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂに正電位である電位＋Ｖを入力する。また、電位制御部１１１は、第２電極部１０７にグランド電位ＧＮＤ（０Ｖ）を入力する。

【0035】

すると、マイクロカプセル１１５内の負に帯電した電波吸収粒子１１７は、相対的に高電位（正電位）に保持された第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂ側に引き寄せられる。また、正に帯電した電波反射粒子１１９は、相対的に低電位（グランド電位）に保持された第２電極部１０７側に引き寄せられる。

【0036】

電位制御部１１１は、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７に電位を入力した後に、電位の入力を停止する。電位の入力が停止されても、マイクロカプセル１１５内の電波吸収粒子１１７および電波反射粒子１１９は、それぞれの粒子のクーロン引力により状態が保持される。したがって、電位制御部１１１は、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７への電位入力を停止することで、電位入力を継続する場合よりも、電波制御構造１００における電力消費を抑制することができる。

【0037】

このとき、図２に示すように、外部空間から機体３の外表面１３ａに向かって電波Ｐが飛来すると、電波Ｐは、マイクロカプセル１１５内の電波反射粒子１１９により大部分が電波Ｐ１として反射される。

【0038】

電波Ｐ１は、電波Ｐの大部分が反射された電波であるため、管制用レーダーや僚機レーダーは、電波制御構造１００で反射された電波Ｐ１を捕捉し易い。したがって、管制用レーダーや僚機レーダーは、例えば、訓練などの平時の際に、航空機１をレーダーで捕捉し易くなる。つまり、航空機１は、平時の際にステルス機能を低減することができる。

【0039】

図３は、機体３の外表面の断面を示した第２の図である。図３に示すように、電位制御部１１１は、第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂに負電位である電位－Ｖを入力する。また、電位制御部１１１は、第２電極部１０７にグランド電位ＧＮＤ（０Ｖ）を入力する。

【0040】

すると、マイクロカプセル１１５内の負に帯電した電波吸収粒子１１７は、相対的に高電位（グランド電位）に保持された第２電極部１０７側に引き寄せられる。また、正に帯電した電波反射粒子１１９は、相対的に低電位（負電位）に保持された第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂ側に引き寄せられる。

【0041】

電位制御部１１１は、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７に電位を入力した後に、電位の入力を停止する。電位の入力が停止されても、マイクロカプセル１１５内の電波吸収粒子１１７および電波反射粒子１１９は、それぞれの粒子のクーロン引力により状態が保持される。したがって、電位制御部１１１は、第１電極１０３ａ、第２電極１０３ｂ、第２電極部１０７への電位入力を停止することで、電位入力を継続する場合よりも、電波制御構造１００における電力消費を抑制することができる。

【0042】

このとき、図３に示すように、外部空間から機体３の外表面１３ａに向かって電波Ｐが飛来すると、電波Ｐは、マイクロカプセル１１５内の電波吸収粒子１１７により大部分が吸収され、吸収されなかった電波Ｐ２が電波制御構造１００から反射される。ここで、電波Ｐ２は、電波Ｐ１に比べて電波強度が非常に小さくなる。

【0043】

電波Ｐ２は、電波Ｐの大部分が吸収された後の電波であるため、管制用レーダーや敵機レーダーは、電波制御構造１００で反射された電波Ｐ２を捕捉し難い。したがって、管制用レーダーや敵機レーダーは、有事の際に、航空機１をレーダーで捕捉し難くなる。つまり、航空機１は、有事の際にステルス機として機能することができる。

【0044】

このように、本実施形態の航空機１は、電波制御構造１００を備えることで、有事の際にレーダーで捕捉し難くし、平時の際にレーダーで捕捉し易くすることができる。その結果、本実施形態の航空機１は、有事および平時の運用を両立させることが容易になる。

【0045】

なお、電波制御構造１００は、機体３の部位に応じて、図２に示す電波反射状態と、図３に示す電波吸収状態とを切り替える制御を実行してもよい。例えば、電波制御構造１００は、機体３の前方向側（敵機側）あるいは左右方向側（敵機側）を電波吸収状態とし、航空機１の後方向側（僚機側）を電波反射状態としてもよい。これにより、航空機１は、敵機側をレーダーで捕捉し難くし、僚機側をレーダーで捕捉し易くすることができる。

【0046】

図４は、機体３の外表面の断面を示した第３の図である。図４に示すように、電位制御部１１１は、図４中、中央のマイクロカプセル１１５に対向する第１電極１０３ａに正電位である電位＋Ｖを入力する。電位制御部１１１は、図４中、中央のマイクロカプセル１１５に対向する第２電極１０３ｂに負電位である電位－Ｖを入力する。電位制御部１１１は、第２電極部１０７にグランド電位ＧＮＤ（０Ｖ）を入力する。

【0047】

すると、図４中、中央のマイクロカプセル１１５の左側半分に示されるように、負に帯電した電波吸収粒子１１７は、相対的に高電位（正電位）に保持された第１電極１０３ａ側に引き寄せられる。また、正に帯電した電波反射粒子１１９は、相対的に低電位（グランド電位）に保持された第２電極部１０７側に引き寄せられる。

【0048】

また、図４中、中央のマイクロカプセル１１５の右側半分に示されるように、負に帯電した電波吸収粒子１１７は、相対的に高電位（グランド電位）に保持された第２電極部１０７側に引き寄せられる。また、正に帯電した電波反射粒子１１９は、相対的に低電位（負電位）に保持された第２電極１０３ｂ側に引き寄せられる。

【0049】

このとき、外部空間から機体３の外表面１３ａに向かって電波Ｐが飛来すると、中央のマイクロカプセル１１５の左側において、不図示の電波Ｐは、マイクロカプセル１１５内の電波反射粒子１１９により大部分が電波Ｐ１として反射される。

【0050】

また、中央のマイクロカプセル１１５の右側において、不図示の電波Ｐは、マイクロカプセル１１５内の電波吸収粒子１１７により大部分が吸収され、吸収されなかった電波Ｐ２が電波制御構造１００から反射される。

【0051】

これにより、電波制御構造１００は、機体３のレーダー反射断面積（ＲＣＳ：Radar Cross Section）を可変制御（調整）することができる。

【0052】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0053】

上記実施形態では、航空機１が電波制御構造１００を備える例について説明した。しかし、これに限定されず、電波制御構造１００は、船舶（移動体）に適用されてもよい。例えば、電波制御構造１００は、船舶（ボディ）の外表面に取り付けられてもよい。なお、電波制御構造１００は、ステルス形状を備えていない移動体（航空機１や船舶）に適用されてもよい。電波制御構造１００は、ステルス形状を備えていない移動体に適用されることで、低コストに移動体にステルス性を付与することができる。ただし、電波制御構造１００は、ステルス形状を備えた移動体に適用されてもよい。

【0054】

上記実施形態では、図２～図４において、電位制御部１１１が第２電極部１０７にグランド電位ＧＮＤを入力する例について説明した。しかし、これに限定されず、電位制御部１１１は、第２電極部１０７にグランド電位ＧＮＤ（０Ｖ）と異なる電位を入力してもよい。その場合、電位制御部１１１は、第１電極１０３ａおよび第２電極１０３ｂに対し、第２電極部１０７に入力する電位よりも高い高電位（正電位）あるいは低い低電位（負電位）を入力すればよい。

【0055】

上記実施形態では、電気泳動層１０９がマイクロカプセル１１５を備える例について説明した。しかし、これに限定されず、電気泳動層１０９は、マイクロカプセル１１５を備えていなくてもよい。ただし、電気泳動層１０９は、マイクロカプセル１１５を備えることで、電波吸収粒子１１７および電波反射粒子１１９の偏りや凝集を生じ難くすることができる。

【0056】

上記実施形態では、電位制御部１１１が電位を入力した後に、電位の入力を停止する例について説明した。しかし、これに限定されず、電位制御部１１１は、電位を入力した後に、電位の入力を継続してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明は、移動体に利用できる。

【符号の説明】

【0058】

１ 航空機（移動体）
３ 機体（ボディ）
１３ 外板
１３ａ 外表面（表面）
１０１ 第１基板
１０３ 第１電極部
１０３ａ 第１電極（複数の電極）
１０３ｂ 第２電極（複数の電極）
１０５ 第２基板
１０７ 第２電極部
１０９ 電気泳動層
１１１ 電位制御部
１１５ マイクロカプセル
１１７ 電波吸収粒子
１１９ 電波反射粒子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】