特許 7364416 捕獲網展開飛翔装置

(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】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】捕獲網展開飛翔装置

(51)【国際特許分類】

   F42B 12/68 20060101AFI20231011BHJP

   F41B 15/00 20060101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

F42B12/68

F41B15/00 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019188726

(22)【出願日】2019-10-15

(65)【公開番号】P2021063616

(43)【公開日】2021-04-22

【審査請求日】2022-09-12

(73)【特許権者】

【識別番号】390037224

【氏名又は名称】日本工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072718

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 史旺

(74)【代理人】

【識別番号】100097319

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 彰

(74)【代理人】

【識別番号】100151002

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 剛之

(74)【代理人】

【識別番号】100201673

【弁理士】

【氏名又は名称】河田 良夫

(72)【発明者】

【氏名】松崎 伸一

(72)【発明者】

【氏名】向田 祐二

(72)【発明者】

【氏名】早川 芳仁

(72)【発明者】

【氏名】矢野 英治

(72)【発明者】

【氏名】川堀 正幸

(72)【発明者】

【氏名】野地 祐貴

【審査官】志水 裕司

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２８３８２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２６１２９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０００－５１３０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５９９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平１０－５０３１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭４９－００３１８９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】米国特許第０８２０５５３７（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ４１Ｂ １５／００

Ｆ４１Ｈ １３／００

Ｆ４２Ｂ １０／３２

Ｆ４２Ｂ １２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が閉口された筒形状のケースと、
捕獲網と、前記捕獲網の外周縁部に取り付けられた複数の錘と、前記ケースから射出させる射出用ガス及び前記射出用ガスの発生から所定時間遅延して前記複数の錘を放射方向に飛散させる飛散用ガスを放出する放出装置と、前記複数の錘と前記捕獲網とを、前記放出装置側から前記複数の錘、前記捕獲網の順で配置した状態で、前記複数の錘及び前記捕獲網の外周を包囲する包装体とを有し、前記放出装置が前記ケースの閉口された端部側に位置した状態で前記ケースに収納される飛翔体と、
前記捕獲網が配置される端部側で前記飛翔体に固定され、前記飛翔体が前記ケースから射出されたときに前記飛翔体の飛翔方向の後方に伸びて、前記ケースから射出された前記飛翔体の飛翔姿勢を安定させる飛翔安定部材と、
を含み、
前記放出装置は、
前記射出用ガスを発生する放出薬を収納する第１の筒部材と、
前記飛散用ガスを発生する展開薬を収納する第２の筒部材と、
前記放出薬の燃焼により引火して、前記所定時間経過後に前記第２の筒部材に収納された前記展開薬を点火する延時薬を収納する第３の筒部材と、
を含むことを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項2】

請求項１に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記放出装置が配置される一端側とは反対側の端部に配置され、前記包装体に包装された前記捕獲網を保護するとともに、前記飛翔安定部材が固定される保護部材を含み、
前記包装体は、前記複数の錘及び前記捕獲網の他に、前記保護部材の外周を包囲することを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記飛翔安定部材は、飛翔する前記飛翔体に作用する前記飛翔安定部材の抗力に基づくモーメントによって、飛翔する前記飛翔体に作用する転倒モーメントを相殺することを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項4】

請求項３に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記飛翔安定部材の総面積は、前記飛翔体に作用する前記飛翔安定部材の抗力に基づくモーメントが、前記飛翔体の飛翔時に作用する転倒モーメント以上となるように設定されることを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項5】

請求項３又は請求項４に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記飛翔安定部材は、リボンであり、
前記リボンの幅は、前記飛翔体の外周長を、前記飛翔体に固定する前記リボンの数で除算した値以下に設定されることを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項6】

請求項５に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記リボンの幅は、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項7】

請求項５又は請求項６に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記リボンの本数は、３本以上２４本以下で、所定角度間隔を空けて前記飛翔体に配置されることを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項8】

請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記リボンの幅は、８０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項9】

請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記第２の筒部材は、前記第１の筒部材に収納された前記第３の筒部材に取り付けられることを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項10】

請求項９に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記複数の錘は、前記第２の筒部材の外周に沿って配置された状態で、前記放出装置に固定されることを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記複数の錘を前記第２の筒部材の外周に沿って配置することで形成される空間に設けられ、前記展開薬の燃焼による前記捕獲網の破損を防止する破損防止部材を有することを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項12】

請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記ケースは、閉口した端部に、前記放出薬を点火する火薬を収納した雷管を有することを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【請求項13】

請求項１２に記載の捕獲網展開飛翔装置において、
前記ケースは、
両端が開口され筒形状のケース本体と、
前記雷管を保持した状態で前記ケース本体の一端に固定されるホルダと、
を含むことを特徴とする捕獲網展開飛翔装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上空を飛翔する無人航空機（マルチコプターなどの無人浮遊機を含む）の捕獲に用いられ、ガス筒発射器で射出可能な捕獲網展開飛翔装置に関する。

【背景技術】

【0002】

無線通信を用いた遠隔操作や自動制御で飛行する無人航空機が一般に提供されている。無人航空機は、遊び目的や搭載されるデジタルカメラ（デジタルビデオカメラを含む）による空撮を行う目的のために使用される。また、無人航空機は、例えば人間が立ち入ることが困難となる場所の検査や、状況把握を行う目的で使用される。その一方で、重要施設などの飛行禁止区域における無人航空機の飛行や、公共の安全に被害を与える物質や爆破物を搭載した無人航空機による攻撃などが問題視され、また、これらの事件が発生している。

【0003】

このような危険性を有する無人航空機に対しては、公共の安全に被害を与える物質や爆破物の周囲への影響範囲外から対処することが求められる。したがって、例えば、無人航空機を飛翔させて、無人航空機の下部に取り付けた捕獲網を捕獲対象となる無人航空機に絡ませて該無人航空機を飛翔不能にして捕獲する、又は、無人航空機に設置した捕獲網を捕獲対象となる無人航空機に向けて射出し、射出した捕獲網を展開させて捕獲対象となる無人航空機に絡ませて飛翔不能にして捕獲するなどの方法が考案されている。また、地上にて犯人を捕獲する方法として、銃から錘及びネットパッケージからなる組み合わせ体を放出し、放出された組み合わせ体を飛翔させながらネットを展開させ、展開したネットにより犯人を捕捉する方法が提案される（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２０００－５１３０８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示される拘束ネットシステムでは、犯人の有効捕獲範囲を例えば１．５ｍ以内としており、有効捕獲範囲が狭い。したがって、このような拘束ネットシステムを無人航空機の捕獲時に利用する場合には、上述した影響範囲外から組み合わせ体を飛翔させる必要があることから、その飛翔距離を長くする必要がある。例えば組み合わせ体の飛翔距離を長くするためには、放出弾薬の弾薬量を多くする必要がある。一般的に、物体の重心にはモーメント（以下、転倒モーメント）が作用している。転倒モーメントは、物体を飛翔させる際に物体の飛翔姿勢を不安定とするものであるので、単に、放出弾薬の弾薬量を多くするだけでは、組み合わせ体の飛翔姿勢が安定せず、組み合わせ体の飛翔距離を長くすることは困難である。

【0006】

本発明は斯かる課題に応えるために為されたもので、上空を飛翔する小型無人航空機を捕獲するため、ガス筒発射器で射出可能な有効射程の長い捕獲網展開飛翔装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するために発明されたものであり、本発明の捕獲網展開飛翔装置は、一端が閉口された筒形状のケースと、捕獲網と、前記捕獲網の外周縁部に取り付けられた複数の錘と、前記ケースから射出させる射出用ガス及び前記射出用ガスの発生から所定時間遅延して前記複数の錘を放射方向に飛散させる飛散用ガスを放出する放出装置と、前記複数の錘と前記捕獲網とを、前記放出装置側から前記複数の錘、前記捕獲網の順で配置した状態で、前記複数の錘及び前記捕獲網の外周を包囲する包装体とを有し、前記放出装置が前記ケースの閉口された端部側に位置した状態で前記ケースに収納される飛翔体と、前記捕獲網が配置される端部側で前記飛翔体に固定され、前記飛翔体が前記ケースから射出されたときに前記飛翔体の飛翔方向の後方に伸びて、前記ケースから射出された前記飛翔体の飛翔姿勢を安定させる飛翔安定部材と、を含み、前記放出装置は、前記射出用ガスを発生する放出薬を収納する第１の筒部材と、前記飛散用ガスを発生する展開薬を収納する第２の筒部材と、前記放出薬の燃焼により引火して、前記所定時間経過後に前記第２の筒部材に収納された前記展開薬を点火する延時薬を収納する第３の筒部材と、を含むことを特徴とする。

【0008】

また、前記放出装置が配置される一端側とは反対側の端部に配置され、前記包装体に包装された前記捕獲網を保護するとともに、前記飛翔安定部材が固定される保護部材を含み、前記包装体は、前記複数の錘及び前記捕獲網の他に、前記保護部材の外周を包囲することを特徴とする。

【0009】

また、前記飛翔安定部材は、飛翔する前記飛翔体に作用する前記飛翔安定部材の抗力に基づくモーメントによって、飛翔する前記飛翔体に作用する転倒モーメントを相殺することを特徴とする。

【0010】

この場合、前記飛翔安定部材の総面積は、前記飛翔体に作用する前記飛翔安定部材の抗力に基づくモーメントが、前記飛翔体の飛翔時に作用する転倒モーメント以上となるように設定されることを特徴とする。

【0011】

また、前記飛翔安定部材は、リボンであり、前記リボンの幅は、前記飛翔体の外周長を、前記飛翔体に固定する前記リボンの数で除算した値以下に設定されることが好ましい。また、前記リボンの幅は、５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。また、前記リボンの本数は、３本以上２４本以下で、所定角度間隔を空けて前記飛翔体に配置されることが好ましい。さらに、前記リボンの幅は、８０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが好ましい。

【0013】

ここで、前記第２の筒部材は、前記第１の筒部材に収納された前記第３の筒部材に取り付けられることが好ましい。

【0014】

さらに、前記複数の錘は、前記第２の筒部材の外周に沿って配置された状態で、前記放出装置に固定されることを特徴とする。

【0015】

この場合、前記複数の錘を前記第２の筒部材の外周に沿って配置することで形成される空間に設けられ、前記展開薬の燃焼による前記捕獲網の破損を防止する破損防止部材を有することが好ましい。

【0016】

なお、前記ケースは、閉口した端部に、前記放出薬を点火する火薬を収納した雷管を有することを特徴とする。

【0017】

また、前記ケースは、両端が開口され筒形状のケース本体と、前記雷管を保持した状態で前記ケース本体の一端に固定されるホルダと、を含むことが好ましい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、上空を飛翔する小型無人航空機を捕獲するため、ガス筒発射器で射出可能な有効射程の長い捕獲網展開飛翔体を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の捕獲網展開飛翔装置の一例を示す断面図である。

【図2】図１に示す捕獲網展開飛翔装置を分解して示す斜視図である。

【図3】ケース本体の内部の構造を例示する断面図である。

【図4】（ａ）は四角形状の捕獲網を展開したときの図、（ｂ）は八角形状の捕獲網を展開したときの図である。

【図5】放出装置の一例を示す断面図である。

【図6】飛翔する飛翔体に作用するモーメントについて説明する図である。

【図7】飛翔体が射出されてから、捕獲対象となる無人航空機を捕獲するまでの動きを示す図である。

【図8】（ａ）雷管が撃鉄に叩かれてから放出薬に引火するまでの燃焼の流れ、（ｂ）は放出薬が引火してから展開薬が引火するまでの燃焼の流れを示す図である。

【図9】飛翔体の飛翔姿勢の検証試験の内容を説明する図である。

【図10】飛翔体に用いるリボンの仕様を示す図である。

【図11】飛翔姿勢（ピッチ角）の時間的遷移を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の捕獲網展開飛翔装置について、図面を用いて説明する。

【0021】

図１は捕獲網展開飛翔装置の一例を示す断面図、図２は捕獲網展開飛翔装置を分解して示す斜視図、図３はケース本体の一構成を示す断面図である。捕獲網展開飛翔装置１０は、ケース１５、保護キャップ１６及び飛翔体１７を含む。ケース１５は、ケース本体２１、ケースホルダ２２を有する。

【0022】

本実施形態では、ケース本体２１とケースホルダ２２とを別部材から構成したケース１５を一例として説明するが、ケース本体とケースホルダとを一体に設けたケースとしてもよい。

【0023】

ケース本体２１は、例えば両端が開口された円筒形状の部材である。ケース本体２１の材質は、例えば鋼、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタンなどの金属である。ケース本体２１は、軸方向（図１中Ｃ１方向）における一端部にケースホルダ２２を、他端部に保護キャップ１６を各々保持する。ケース本体２１は、飛翔体１７を収納する飛翔体収納部２１ａと、ケースホルダ２２を収納するホルダ収納部２１ｂとを有する。なお、飛翔体収納部２１ａの内径Ｄ１は、ホルダ収納部２１ｂの内径Ｄ２よりも大きい。したがって、飛翔体収納部２１ａとホルダ収納部２１ｂとの間には、内径の差に基づいた段差面２１ｃが形成される。この段差面２１ｃには、後述する飛翔体１７を構成する放出装置３１が突き当てられる。

【0024】

また、ホルダ収納部２１ｂにおいては、ケース本体２１の端面２１ｄから所定の範囲Ａ１において、ホルダ収納部２１ｂの内径Ｄ２よりも大きい内径Ｄ３となっている。ケース本体２１の端面２１ｄから所定の範囲Ａ１において、ホルダ収納部２１ｂの内径Ｄ２よりも大きい内径Ｄ３となっている空間２１ｅには、ケースホルダ２２に取り付けたパッキン２５が入り込む。

【0025】

ケースホルダ２２は、ケース本体２１の端面２１ｄ側に取り付けられる部材である。ケースホルダ２２の材質は、例えば鋼、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタンなどの金属である。ケースホルダ２２は、軸方向における一端部に、ケースホルダ２２の外周面から突出するフランジ部２２ａを有する。また、ケースホルダ２２は、フランジ部２２ａに近接する位置に、外周面の全周に亘る溝部２２ｂを有している。溝部２２ｂは、環状のパッキン２５を収納保持する。

【0026】

ケースホルダ２２は、軸方向において、フランジ部２２ａが形成される一端側とは反対側の端部に、後述する放出装置３１の一端が挿入される収納空間２２ｃを有する。また、ケースホルダ２２は、フランジ部２２ａが形成される一端側には、雷管２６を収納する雷管収納空間（図示省略）を有する。なお、図１中符号２２ｄは、雷管収納空間と収納空間２２ｃとの間に設けられ、雷管２６の内部に設けた火薬が燃焼する際に発生する火花や燃焼ガスが通過する伝火孔（フラッシュホール）である。

【0027】

パッキン２５は、円形の断面形状を有する環状の部材である。パッキン２５の材質は、例えばニトリルゴム、ウレタンゴムなどのゴムや、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの合成樹脂である。パッキン２５は、ケースホルダ２２の溝部２２ｂに挿入保持される。パッキン２５は、ケースホルダ２２の溝部２２ｂに挿入保持された状態では、ケースホルダ２２の溝部２２ｂから一部が露呈される。この状態で、ケースホルダ２２をケース本体２１に取り付けると、パッキン２５は、ケース本体２１の内周面２１ｆと、ケースホルダ２２の溝部２２ｂの底面との間で圧接された状態となる。

【0028】

保護キャップ１６は、ケース本体２１のケースホルダ２２が取り付けられる一端部とは反対側の他端部に取り付けられる。保護キャップ１６は、ケース本体２１に装着することで、捕獲網展開飛翔装置１０の保管時に、ケース１５の内部に収納される飛翔体１７を保護する。なお、保護キャップ１６は、後述するガス筒発射器７０に捕獲網展開飛翔装置１０を装填する際に取り外される。保護キャップ１６の材質は、例えば鋼、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタンなどの金属、又はＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの合成樹脂である。

【0029】

飛翔体１７は、捕獲網２８、錘２９、放出装置３１、保護板（請求項に記載の破損防止部材に相当）３２、保護蓋（請求項に記載の保護部材に相当）３３、包装体３４等を有する。

【0030】

捕獲網２８は、捕獲網２８の外周縁部に紐部材を介して取り付けた錘２９が放射状に飛散することにより展開される。捕獲網２８の材質は、ケプラー、ベクトラン、ポリエステル、ナイロン、綿、絹などの糸である。また、図４（ａ）又は図４（ｂ）に示すように、捕獲網２８は、例えば外形形状が四角形状の捕獲網２８’であってもよいし、外形形状が八角形状の捕獲網２８”であってもよい。なお、捕獲網２８の外形形状は、捕獲網２８を展開させた後に、捕獲対象となる無人航空機に絡まることが可能であればよく、四角形状、八角形状以外の多角形状であってもよいし、他の外形形状としてもよい。なお、捕獲網２８は、外周縁部に取り付けた複数の錘をまとめた状態で折り畳まれ、折り畳まれた状態で飛翔体１７に組み込まれる。

【0031】

錘２９は、捕獲網２８の外周縁部に、図示を省略した紐部材を介して複数取り付けられる。錘２９が取り付けられる捕獲網２８の位置としては、捕獲網２８の頂点及び隣り合う頂点を結ぶ線の中点等が挙げられる。なお、錘２９の材質は、例えば鋼、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタンなどの金属である。なお、図２においては、８個の錘２９を用いた場合を示しているが、錘２９の数は捕獲網２８の外形形状に合わせて設定されるものである。

【0032】

ここで、飛翔体１７を形成する状態では、錘２９は、放出装置３１の展開薬ケース４３の外周に沿って配置される。放出装置３１の展開薬ケース４３の外周に沿って配置された状態では、錘２９は、両面テープなどにより放出装置３１の外筒４１に固定される。

【0033】

放出装置３１は、飛翔体１７をケース１５から射出させるとともに、飛翔体１７が飛翔している状態で錘２９を放射状に飛散させて捕獲網２８を展開させる装置である。図５に示すように、放出装置３１は、外筒（請求項に記載の第１の筒部材に相当）４１、内筒（請求項に記載の第３の筒部材に相当）４２及び展開薬ケース（請求項に記載の第２の筒部材に相当）４３を有する。

【0034】

外筒４１は、異なる外径の円筒を軸方向（図５中Ｃ２方向）に同軸となるように組み合わせた形状の部材である。外筒４１の材質は、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの合成樹脂である。なお、外筒の形状として、異なる外径の円筒を軸方向に同軸となるように組み合わせた形状を例に挙げているが、外筒の形状は、本実施形態に限定されるものではなく、適宜の形状を用いることが可能である。

【0035】

外筒４１は、外径の小さい一端面４１ａから外径の大きい他端面４１ｂに向けて、放出薬４５が収納される放出薬収納部４１ｃ、内筒４２が収納される内筒収納部４１ｄを、放出薬収納部４１ｃ、内筒収納部４１ｄの順で有する。ここで、放出薬収納部４１ｃの内径は、内筒収納部４１ｄの内径未満である。したがって、放出薬収納部４１ｃと内筒収納部４１ｄとの間には、内径の差による段差面４１ｅが設けられる。この段差面４１ｅには、内筒４２が突き当てられる。また、外筒４１は、外周面に全周に亘って溝部４１ｆを有する。溝部４１ｆには、パッキン４６が収納保持される。

【0036】

パッキン４６は、断面形状が矩形状や円形状である、環状の部材である。パッキン４６の材質は、例えばニトリルゴム、ウレタンゴムなどのゴムや、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの合成樹脂である。

【0037】

放出薬４５は、燃焼時に発生する燃焼ガス（請求項に記載の射出用ガスに相当）により、ケース１５の内部に収納される飛翔体１７をケース１５の内部から射出するために設けられる。放出薬４５は、一例として黒色火薬、無煙火薬等である。放出薬４５は、伝火孔２２ｄから収納空間２２ｃに伝播した雷管２６内の火薬の燃焼に基づいた火種により引火する。なお、雷管２６内の火薬の燃焼は、後述するガス筒発射器７０が有する撃鉄による打叩により生じるものである。

【0038】

引火した放出薬４５は、一端面４１ａから他端面４１ｂ側に向けて燃焼する。その際に、燃焼ガスが発生する。燃焼ガスは、収納空間２２ｃの内周面と放出装置３１との間の領域に充填されていく。なお、この領域に充填された燃焼ガスの圧力が所定値以上となることで、ケース１５の内部に収納される飛翔体１７をケースの外部に向けて押し出す。

【0039】

上述した放出薬収納部４１ｃは、放出薬４５を装填した状態で保持シール４７を一端面４１ａに貼付することで密閉される。保持シール４７は、一例としてアルミシールである。なお、保持シール４７の材質としては、雷管２６の内部の火薬が燃焼することによる火種や燃焼ガスにより容易に破壊される材質であればよい。

【0040】

パッキン４６は、外筒４１の溝部４１ｆに収納保持される。パッキン４６は、外筒４１の溝部４１ｆに挿入保持された状態では、外筒４１の溝部４１ｆから一部が露呈される。例えば飛翔体１７をケース本体２１に収納すると、パッキン４６は、外筒４１の溝部４１ｆの底面と、ケース本体２１の内周面２１ｇとの間で圧接された状態となる。上述したように、パッキン２５は、ケース本体２１の内周面２１ｆとケースホルダ２２の溝部２２ｂの底面との間で圧接される。したがって、飛翔体１７をケース１５の内部に収納した状態では、パッキン２５及びパッキン４６の間におけるケース１５の内部空間（図示省略）が気密に保持される。

【0041】

内筒４２は、外筒４１の内筒収納部４１ｄに収納される。内筒４２の材質は、例えば鋼、銅合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタンなどの金属、又はＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの合成樹脂である。

【0042】

内筒４２は、軸方向（図５中Ｃ２方向）における一端側に延時薬収納部４２ａを、軸方向における一端側とは反対側の端面４２ｂに、該端面４２ｂから突出する係止部４２ｃを有する。なお、内筒４２に設けられる係止部４２ｃの中心には、延時薬収納部４２ａと連通する挿通孔４２ｄが設けられる。この挿通孔４２ｄは、延時薬筒４８を延時薬収納部４２ａに収納する際に、該延時薬筒４８から突出する速火線４８ａが挿通される。なお、延時薬筒４８を内筒４２に収納した状態では、速火線４８ａは、係止部４２ｃから外部に突出した状態となる。

【0043】

延時薬筒４８は、延時薬４９を収納保持する。延時薬４９は、放出薬４５の引火（或いは放出薬４５の燃焼）に対して、後述する展開薬５１の引火（或いは展開薬５１の燃焼）を遅延させるための薬剤である。延時薬４９は、例えばボロン系延時薬、マンガン系延時薬などの火薬である。なお、放出薬４５の引火から展開薬５１の引火までの遅延時間は、放出薬４５及び延時薬４９の薬量によって調整することが可能である。

【0044】

速火線４８ａは、内部に、一例として黒色火薬を収納する。速火線４８ａは、延時薬４９が燃焼してから所定時間経過したときに内部の火薬が引火して燃焼する。なお、速火線４８ａは、延時薬筒４８の根元側から速火線４８ａの先端に向けて燃焼する。この燃焼の際に、後述する展開薬５１が引火して、展開薬５１の燃焼が開始される。

【0045】

展開薬ケース４３は、一端が閉口された筒形状の部材である。展開薬ケース４３の材質は、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの合成樹脂の他、紙などである。つまり、展開薬ケース４３は、展開薬５１の燃焼、又は展開薬５１の燃焼により発生する燃焼ガスによって容易に破砕される材質であればよい。

【0046】

展開薬ケース４３は、内部に展開薬５１を収納した状態で、内筒４２の係止部４２ｃに取り付けられる。なお、符号４３ａは、内筒４２の係止部４２ｃに係合される係合部である。展開薬ケース４３の係合部４３ａが内筒４２の係止部４２ｃに係合される（展開薬ケース４３が内筒４２に取り付けられる）と、係止部４２ｃの挿通孔４２ｄに挿通された速火線４８ａは、展開薬ケース４３に収納された展開薬５１の内部に挿入された状態で保持される。

【0047】

展開薬ケース４３の外周面には、溝部４３ｂが全周に亘って設けられる。溝部４３ｂは、展開薬５１の燃焼時に発生する燃焼ガスにより展開薬ケース４３を破壊し易くする。なお、図５においては、溝部４３ｂは、該展開薬ケース４３の軸方向に対して、展開薬ケース４３の外周面の１箇所に設けた場合を例示しているが、溝部４３ｂは、複数箇所に設けることが可能である。

【0048】

展開薬５１は、速火線４８ａの燃焼により引火して燃焼を開始し、その燃焼時に燃焼ガス（請求項に記載の飛散用ガスに相当）を発生する。展開薬５１は、例えば黒色火薬、無煙火薬等である。なお、展開薬５１が燃焼することで発生する燃焼ガスにより展開薬ケース４３が破壊されるとともに、展開薬ケース４３の外周に配置される錘２９を放射方向に飛散させる。

【0049】

図２に戻って、保護板３２は、上述した放出装置３１が有する展開薬５１が燃焼し、展開薬ケース４３が破壊されたときに、展開薬５１の燃焼時に、捕獲網２８が燃焼して、捕獲網２８が破損することを防止する。保護板３２は、展開薬ケース４３の外周に沿って複数の錘２９が配置されることで形成される空間に配置される。

【0050】

保護蓋３３は、飛翔体１７の射出時に、捕獲網２８を保護する部材である。保護蓋３３の材質は、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリウレタンなどの合成樹脂、又は厚紙（ボール紙）である。

【0051】

包装体３４は、捕獲網２８、錘２９及び保護蓋３３を、放出装置３１側から、錘２９、捕獲網２８、保護蓋３３の順で配置した状態で一体に保持する部材である。包装体３４は、例えば１枚のフィルムを湾曲させた両端部を固着することで円筒形状とした部材である。包装体３４の材質としては、錘２９の放射方向への飛散、及び錘２９の飛散による捕獲網２８の展開時に、容易に破れる材質であればよい。

【0052】

上述した保護蓋３３には、リボン（請求項に記載の飛翔安定部材に相当）５５が取り付けられる。リボン５５は、ケース１５から射出された飛翔体１７の飛翔を安定させる部材である。リボン５５の材質としては、例えば、布やナイロンなどである。なお、リボン５５は、飛翔体１７がケース１５に収納されているときには、折り畳まれて収納され、飛翔体１７の飛翔時には折り畳まれた状態が解除され、飛翔体１７の飛翔方向に対して後方に伸びた状態となる。したがって、リボン５５の材質は、完全に伸びた状態において、折り畳まれたときの折り目が付きづらい材質であれば、特に限定されるものではない。なお、図２においては、２本のリボン５５を、各リボンの中点で直交させた状態で保護蓋３３に固定した場合を示している。なお、図２においては、２本のリボン５５を保護蓋３３に固定した場合を示しているが、３本以上のリボンを保護蓋に固定することも可能である。この場合、隣り合うリボンとのなす角度が同一角度となるように、各リボンを配置して保護蓋に固定すればよい。

【0053】

次に、飛翔体１７に設けられるリボン５５の仕様について説明する。飛翔体１７が飛翔すると、飛翔体１７はモーメント（以下、転倒モーメント）Ｍ_ｍの作用を受ける。したがって、飛翔体１７は、転倒モーメントＭ_ｍの作用により回転しながら飛翔する。その結果、飛翔体１７の飛翔距離は短くなる。また、飛翔体１７が回転しながら飛翔することで、捕獲網２８は、飛翔体１７の飛翔方向に対して所定の角度の範囲で交差する面上に展開されない場合があるなど、展開される捕獲網２８の向きが安定しない。

【0054】

一方、図６に示すように、飛翔体１７にリボン５５を設けた場合、飛翔体１７は、転倒モーメントＭ_ｍが作用する他に、該転倒モーメントＭ_ｍとは逆向きに、リボンの抗力によるモーメントＭ_Ｒの作用を受ける。その結果、転倒モーメントＭ_ｍとリボンの抗力によるモーメントＭ_Ｒとが相殺され、飛翔体１７の飛翔姿勢が安定し、飛翔距離が長くなる。また、飛翔体の飛翔姿勢が安定することで、捕獲網２８は、飛翔体１７の飛翔方向に対して所定の角度の範囲で交差する面上に展開されるので、展開される捕獲網２８の向きが安定する。

【0055】

例えば転倒モーメントＭ_ｍは、以下の式（１）で表すことができる。なお、式（１）中、記号ρは空気密度、記号Ｖは飛翔体１７の飛翔速度、記号Ａは飛翔体１７の断面積、記号ｄは飛翔体１７の直径、記号Ｃ_ｍαは飛翔体１７の転倒モーメント係数、記号α_ｔは迎角である。

【0056】

【数1】

【0057】

また、リボン５５の抗力によるモーメントＭ_Ｒは以下の式（２）で表すことができる。なお、式（２）中、記号Ｆ_ＤＲはリボン５５の抗力、記号Ｌ_ＣＧは飛翔体１７の重心Ｇからリボン５５までの距離（以下、リボン－重心間距離）、記号Ｃ_Ｒはリボン５５の抗力係数記号Ｓはリボン５５の総面積である。

【0058】

【数2】

【0059】

飛翔体１７の飛翔距離を長くするためには、リボン５５の抗力Ｆ_ＤＲによるモーメントＭ_Ｒが飛翔体１７の転倒モーメントＭ_ｍを相殺できればよい。したがって、以下の式（３）が成り立つ。

【0060】

Ｍ_Ｒ≧Ｍ_ｍ ・・・（３）

【0061】

上述した式（３）に、式（１）及び式（２）を代入すると、飛翔体１７の転倒モーメントＭ_ｍがリボン５５の抗力Ｆ_ＤＲによるモーメントＭ_Ｒにより相殺されるリボン５５の総面積Ｓが、以下の式（４）から得られる。

【0062】

【数3】

【0063】

ここで、飛翔体１７の直径ｄを４０ｍｍ、リボン－重心間距離を７８ｍｍ、飛翔体１７の転倒モーメント係数Ｃ_ｍαを０．８５、リボン５５の抗力係数Ｃ_Ｒを０．１とすると、飛翔体１７の転倒モーメントＭ_ｍがリボン５５の抗力によるモーメントＭ_Ｒにより相殺されるリボン５５の総面積Ｓは、Ｓ≧５５００（ｍｍ^２）となる。

【0064】

したがって、飛翔体１７の直径ｄが４０ｍｍである場合、リボンの総面積は５５００ｍｍ^２以上となるときに、飛翔体１７の飛翔姿勢が安定することになる。

【0065】

なお、リボン５５の幅は、リボン５５を折りたたんだ状態でケース１５の内部に収納することを考慮すると、飛翔体１７の外周長をリボン５５の本数で割った値以下となるように設定することが好ましい。例えば、飛翔体１７の直径ｄが４０ｍｍである場合、リボン５５の幅は５ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。また、リボン５５の本数は、例えば３本から２４本とすることが好ましい。さらに、リボン５５の長さは、８０ｍｍ以上５００ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、リボン５５の本数や長さは、飛翔体１７の飛翔時にリボン５５同士が絡まないようにすることを考慮した値に設定されるものである。

【0066】

次に、飛翔体を射出してから、捕獲対象となる無人航空機を捕獲するまでの飛翔体の動作及び放出装置の内部の燃焼の流れについて、図７及び図８を用いて説明する。なお、図７は捕獲対象となる無人航空機を捕獲するまでの飛翔体の動作を説明する図、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、放出装置の内部における燃焼の流れを説明する図である。

【0067】

捕獲網展開飛翔装置１０は、ガス筒発射器７０に装填される。このとき、保護キャップ１６は、取り外される。捕獲網展開飛翔装置１０をガス筒発射器７０に装填した状態で、ガス筒発射器７０の引き金（トリガー）が動作されると、ガス筒発射器７０が有するハンマ（撃鉄）が移動して、ガス筒発射器７０に装填された捕獲網展開飛翔装置１０のケース１５に取り付けられた雷管２６を叩く。雷管２６が撃鉄に叩かれることで、雷管２６の内部に収納された火薬が点火し、該火薬が燃焼する。この燃焼による火炎や燃焼ガスは、伝火孔２２ｄを介して放出装置３１に貼付された保持シール４７に到達する。伝火孔２２ｄを介して伝達される火炎は、保持シール４７を破壊する。そして、外筒４１の放出薬収納部４１ｃに収納された放出薬４５が引火する。その結果、放出薬４５が燃焼して、燃焼ガスが発生する。ここで、ケース本体２１とケースホルダ２２との間は、パッキン２５により気密に保持される。同時に、飛翔体１７の放出装置３１とケース本体２１との間は、パッキン４６により気密に保持される。したがって、放出薬４５の燃焼により発生する燃焼ガスは、ケースホルダ２２の収納空間２２ｃと飛翔体１７の放出装置３１との間の空間（図示省略）に充填されていき、該空間に充填される燃焼ガスの圧力が所定値以上となることを受けて、飛翔体１７がケース１５から射出される。ケース１５から射出された飛翔体１７は、ガス筒発射器７０の銃身の内部を移動した後、銃身の先端から斜め上方に射出される（図７（ａ）参照）。

【0068】

ガス筒発射器７０から射出された飛翔体１７は斜め上方に射出されることで、飛翔体１７は転倒モーメントの作用により、図７（ｂ）Ｅ方向に回転する。飛翔体１７の回転により、折り畳まれたリボン５５が飛翔体１７の飛翔方向に対して後方に徐々に伸びていく。リボン５５が伸びていくことで、飛翔体１７には、転倒モーメントだけでなく、リボン５５の抗力によるモーメントが作用し始める。

【0069】

そして、放出装置３１が前方に位置した状態まで飛翔体１７が回転すると、リボン５５が完全に伸びた状態となるので、リボン５５の抗力によるモーメントが飛翔体１７の空気抵抗による転倒モーメントよりも大きくなる。その結果、飛翔体１７の回転が停止する。つまり、放出装置３１が前方に位置し、リボン５５が後方になびいた状態で、飛翔体１７が飛翔する（図７（ｃ）参照）。

【0070】

ここで、飛翔体１７がケース１５から射出されたときには、放出薬４５が燃焼している。放出薬４５の燃焼は、延時薬４９の引火を引き起こす。延時薬４９が引火して燃焼を開始する過程で、速火線４８ａに引火し、速火線４８ａが燃焼する。速火線４８ａの燃焼は、展開薬５１の燃焼を引き起こす。展開薬５１が燃焼されると、放出装置３１の内筒４２と、展開薬ケースとの間に燃焼ガスが充填される。そして、展開薬ケース４３の内部に充填される燃焼ガスの圧力が展開薬ケース４３の耐力を超えると、展開薬ケース４３が破壊され、燃焼ガスが外部に放出される。外部に放出される燃焼ガスは、展開薬ケース４３の外周に配置された錘２９を放射方向へと押圧する。ここで、飛翔体１７は外周面が包装体３４に被覆されている。錘２９が放射方向に押圧する力は、例えば放出装置３１に錘２９を固定する両面テープの粘着力よりも大きく、また、包装体３４の耐力よりも大きい。したがって、外部に放出される燃焼ガスに押圧される錘２９は、放出装置３１から外れ、同時に包装体３４を破り、飛翔体１７の放射方向に飛散する。飛翔体１７の放射方向へ錘２９が飛散する。錘２９は、捕獲網２８に取り付けられているので、錘２９の飛翔体の放射方向への飛散により、捕獲網２８の外周縁が引っ張られ、捕獲網２８が展開する（図７（ｄ）参照）。

【0071】

また、錘２９が飛翔体１７の放射方向へ飛散することで捕獲網２８が展開される一方で、リボン５５が固定される保護蓋３３や、錘２９が外れた放出装置３１は地上に落下する（図７（ｅ）参照）。

【0072】

例えば、飛翔体１７が安定して飛翔し、飛翔体１７の飛翔方向に捕獲対象となる無人航空機が飛行（浮遊）している場合には、捕獲網２８は、飛翔体１７の飛翔方向に対して所定の角度の範囲で交差する面上に安定して展開されることになるので、展開された捕獲網２８は、確実に無人航空機８０に絡まる（図８（ｆ））。その結果、捕獲対象となる無人航空機８０の飛行（浮遊）が不能となり、捕獲網２８が絡まった無人航空機８０は落下する。

【0073】

このように、リボン５５を飛翔体１７に設けることで、飛翔体１７の飛翔姿勢が安定して、飛翔体１７の飛翔距離を稼ぐことができるとともに、飛翔体１７の飛翔方向に対して所定の角度の範囲で交差する面上に安定して展開させることができる。

【0074】

以下、本実施形態における飛翔体の飛翔姿勢の検証試験を行った。

【0075】

＜飛翔姿勢の検証試験＞
飛翔体の飛翔姿勢の検証試験は、飛翔体に取り付けられるリボンの長さを変更して行った。ここで、飛翔体の飛翔姿勢としては、例えば水平面を基準としたときの飛翔体のピッチ角が挙げられる。

【0076】

図９に示すように、水平面に対して２５°上方に向けて配置した発射筒から飛翔体を射出し、飛翔体の飛翔姿勢が安定する３０ｍから５０ｍの範囲を飛翔する飛翔体を複数のカメラにて撮影し、撮影された飛翔体の飛翔姿勢を検証することで行った。

【0077】

図１０に示すように、リボンの本数を４本、リボンの幅を２４ｍｍ、長さを５０ｍｍとした場合の飛翔体の実施例を実施例１とする。また、リボンの本数を４本、リボンの幅を２４ｍｍ、長さを１００ｍｍとした場合の飛翔体の実施例を実施例２とする。さらに、リボンの本数を４本、リボンの幅を２４ｍｍ、長さを１５０ｍｍとした場合の飛翔体の実施例を実施例３とする。

【0078】

実施例１に示す飛翔体に用いられるリボンの総面積は４８００ｍｍ^２である。実施例２に示す飛翔体に用いられるリボンの総面積は９６００ｍｍ^２である。実施例３に示す飛翔体に用いられるリボンの総面積は１４４００ｍｍ^２である。なお、実施例１から実施例３に示す飛翔体において、放出薬は黒色火薬：１．２ｇ、延時薬はＢ／ＫＮＯ_３：０．３３ｇ、展開薬は黒色火薬：１．５ｇを使用している。

【0079】

図１１に示すように、実施例１に示す飛翔体の場合、飛翔体のピッチ角は、１２０°～－１８０°の範囲で遷移する。一方、実施例２に示す飛翔体の場合、飛翔体のピッチ角は、６０°～－３０°の範囲で遷移する。また、実施例３に示す飛翔体の場合、実施例２に示す飛翔体と同様に、飛翔体のピッチ角は、６０°～－３０°の範囲で遷移する。ここで、飛翔体が飛翔して、捕獲網が正常に展開するときの飛翔体のピッチ角の範囲を＋９０°から－９０°の範囲とすると、実施例１に示す飛翔体は、捕獲網が正常に展開させることができないと判断できる。その一方で、実施例２及び実施例３に示す飛翔体は、捕獲網が正常に展開させることができると判断できる。

【0080】

ここで、実施例１に示す飛翔体に用いられるリボンの総面積は、４８００ｍｍ^２である。また、実施例２に示す飛翔体に用いられるリボンの総面積は９６００ｍｍ^２、実施例３に示す飛翔体に用いられるリボンの総面積は１４４００ｍｍ^２である。つまり、飛翔姿勢の検証試験は、飛翔体の飛翔姿勢が安定するリボンの総面積の理論値Ｓ≧５５００（ｍｍ^２）を満足するという結果を得ることができた。

【符号の説明】

【0081】

１０…捕獲網展開飛翔装置、１５…ケース、１６…保護キャップ、１７…飛翔体、２１…ケース本体、２２…ケースホルダ、２６…雷管、２８…捕獲網、２９…錘、３１…放出装置、３２…保護板、３３…保護蓋、３４…包装体、４１…外筒、４２…内筒、４３…展開薬ケース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】