特許 7386822 無人航空機のための空中発射及び／又は回収、並びに関連するシステム及び方法

(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】2023-11-16

(45)【発行日】2023-11-27

(54)【発明の名称】無人航空機のための空中発射及び／又は回収、並びに関連するシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   B64C 39/02 20060101AFI20231117BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20231117BHJP

   B64D 5/00 20060101ALI20231117BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20231117BHJP

【ＦＩ】

B64C39/02

B64C27/08

B64D5/00

B64D47/08

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021003855

(22)【出願日】2021-01-14

(62)【分割の表示】P 2016191800の分割

【原出願日】2016-09-29

(65)【公開番号】P2021075276

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2021-02-10

【審判番号】

【審判請求日】2022-08-15

(31)【優先権主張番号】62/236,824

(32)【優先日】2015-10-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/311,773

(32)【優先日】2016-03-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】15/269,597

(32)【優先日】2016-09-19

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513075180

【氏名又は名称】インサイツ インク．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ヘイズ， アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】グッドリッチ， ウェイン

(72)【発明者】

【氏名】マッグルー， ジェームズ

(72)【発明者】

【氏名】デヴィッドソン， ダーシー

(72)【発明者】

【氏名】ガスリー， チャーリー

(72)【発明者】

【氏名】クンツ， ピーター

(72)【発明者】

【氏名】リースディク， ロルフ

(72)【発明者】

【氏名】クナップ， ジェフリー

(72)【発明者】

【氏名】シュリック， ブラッドリー

【合議体】

【審判長】藤井 昇

【審判官】沼生 泰伸

【審判官】八木 誠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－６５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６８７４７２９（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B64C39/02

B64D5/00

B64C27/08

B64D47/08

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人航空輸送体（ＵＡＶ）であって、
機体と、
前記機体に連結された複数の回転翼であって、ホバリング中に前記ＵＡＶを支持するように構成された、複数の回転翼と、
前記機体に連結され、関連する視野を有するカメラを介して実装された光学センサと、
を備え、
前記ＵＡＶは、第２のＵＡＶを捕獲、運搬および解放するように構成された第１のＵＡＶであり、前記第１のＵＡＶは、前記光学センサから取得されたデータを利用して、前記第２のＵＡＶが前記第１のＵＡＶから発射される飛行の発射動作中及び／または前記第２のＵＡＶが前記第１のＵＡＶによって捕獲される前記飛行の回収動作中に周囲環境における前記第１のＵＡＶに航法援助を提供するように構成されており、
前記カメラは、前記第１のＵＡＶが、発射および／または回収動作中に上昇および下降する際に、障害物を避けるために使用される、ＵＡＶ。

【請求項2】

前記カメラが、前記機体に対して下向きの視野を有するように構成されている、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項3】

前記カメラが、可視波長で動作するように構成されている、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項4】

前記カメラが、赤外線波長で動作するように構成されている、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項5】

前記機体に連結され、前記カメラを収容するように構成されたセンシングポッドをさらに備える、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項6】

前記センシングポッドが、透明である、請求項５に記載のＵＡＶ。

【請求項7】

無人航空輸送体（ＵＡＶ）システムを操作する方法であって、前記ＵＡＶが、
機体と、
前記機体に連結された複数の回転翼であって、飛行におけるホバリング中に前記ＵＡＶを支持するように構成され、前記ＵＡＶは第２のＵＡＶを捕獲、運搬および解放するように構成された第１のＵＡＶである、複数の回転翼と、
前記機体に連結された光学センサであって、関連する視野を有するカメラを介して実装される光学センサと、を備え、
飛行を開始することと、
前記飛行中に前記光学センサから取得されたデータを利用して、前記第２のＵＡＶが前記第１のＵＡＶから発射される前記飛行の発射動作中および／または前記第２のＵＡＶが前記第１のＵＡＶによって捕獲される前記飛行の回収動作中に周囲環境における前記第１のＵＡＶに航法援助を提供することと、
前記第１のＵＡＶが、発射および／または回収動作中に上昇および下降する際に、障害物を避けるために前記カメラを使用することと
を含む、方法。

【請求項8】

前記周囲環境内にある障害物の位置が、前記飛行中に前記光学センサから取得された前記データに基づいて決定される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記カメラが、前記機体に対して下向きの視野を有する、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記カメラが、可視波長で動作する、請求項７に記載の方法。

【請求項11】

前記カメラが、赤外線波長で動作する、請求項７に記載の方法。

【請求項12】

前記カメラが、前記機体に連結されたセンシングポッド内に収容されている、請求項７に記載の方法。

【請求項13】

前記センシングポッドが、透明である、請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１０月２日に出願された係属中の米国仮特許出願６２／２３６，８２４号、及び２０１６年３月２２日に出願された係属中の米国仮特許出願６２／３１１，７７３号に対する優先権を主張する。これらの両出願は、参照されることにより本明細書に組み込まれる。

【0002】

本技術は、広くは、無人航空機のための航空機発射及び／又は回収、並びにそれに関連するシステム及び方法を対象とする。

【背景技術】

【0003】

航空機は、発射と回収のために異なる程度のサポート装備を必要とする。従来、航空機は、駐機場、燃料、格納庫、空中と地上の交通管制、整備と保守、並びに乗客、貨物、及び積荷のためのターミナル、を提供する空港に通常配置されている滑走路から離陸し、該滑走路に着陸する。ドローン、無人航空輸送体（ＵＡＶ）、無人航空機システム（ＵＡＳ）、及びロボット飛行機を含む、無人航空機は、飛行（離陸又は発射）の安全な開始、並びに航空機の安全な捕獲、回収、及び返還を可能にする機構及び方法のためのユニークな課題及び機会を提供する。例えば、ある既存の無人航空機は、カタパルト（ｃａｔａｐｕｌｔ）を使用して発射され、ぶら下がっている捕獲ラインと係合する翼に取り付けられたフックを使用して捕獲される。

【発明の概要】

【0004】

本発明の一実施形態は、機体、機体が保持する複数の回転翼であって、ホバリング中に運搬航空機を支持するように配置された、複数の回転翼、及び機体が保持し、回転翼に動力を与えるために回転翼に動作可能に連結されたバッテリを有する、第１のマルチロータ（ｍｕｌｔｉ‐ｒｏｔｏｒ）運搬航空機、運搬航空機が保持し、第２の被運搬航空機に解放可能に取り付けられるように配置された発射装備であって、被運搬航空機が捕獲装置を有する、発射装備、並びに運搬航空機が保持し、運搬航空機からぶら下がるように展開可能な捕獲ラインであって、被運搬航空機の捕獲装置と解放可能に係合するようにサイズ決定された、捕獲ラインを含み得る無人航空輸送体（ＵＡＶ）システムを含み得る。発射装備は、解放機構、及び機体に対して下向きの方向において被運搬航空機を発射するように配置された下向きに傾斜がつけられたスロットを含み得る。発射装備は、被運搬航空機と係合するように配置された旋回部分、及び機体に対して移動可能であり、機体に対して被運搬航空機を旋回させるように配置されたプランジャー部分を含み得る。該システムは、被運搬航空機が運搬航空機に解放可能に取り付けられたところの、被運搬航空機も含み得る。被運搬航空機は、固定翼航空機であってもよい。該システムは、運搬航空機が４つの回転翼の航空機であるシステムであり得る。機体は、中央部分及び中央部分から外向きに延在する４つのアームを含み、複数の回転翼は、逆向きに回転する回転翼の４つのペアを含み、個々のペアは対応する個々のアームが保持し、発射装備は、発射の間に被運搬航空機を機首を下げた姿勢に導くように配置された下向きに延在するスロットを含み得る。これは、本発明の性能及び耐久性を高める。

【0005】

本発明の別の一実施形態は、無人航空輸送体（ＵＡＶ）システムを操作するための方法を含み、該方法は、搭載型のバッテリを用いて第１のマルチロータ運搬航空機に電力供給する一方で、第２の被運搬航空機を空中に運び、第２の航空機を飛行のために解放するように、第１の航空機を導くこと、及び第２の航空機を捕獲するために第２の航空機の飛行経路内に捕獲ラインを配置するように、第１の航空機を導くことを含み得る。該方法は、第１の航空機が保持する捕獲ラインと係合するように、第２の航空機を導くことも含み得る。第２の航空機は、固定翼構成を有する。捕獲ラインを配置することは、しっかり固定されていない自由端を有する捕獲ラインを配置することを含み得る。捕獲ラインを配置することは、捕獲ラインの一部分が地上に固定された状態で捕獲ラインを配置することを含み得る。これは、システムの性能を高める。該方法は、第２の航空機を解放するように第１の航空機を導いた後で、且つ、捕獲ラインを配置するように第１の航空機を導く前に、着陸するように第１の航空機を導くことを含み得る。これは、本発明の性能及び耐久性を高める。該方法は、着陸するように第１の航空機を導いた後で、且つ、捕獲ラインを配置するように第１の航空機を導く前に、バッテリを再充電することも含み得る。第２の航空機を運ぶように第１の航空機を導くことは、複数の障害物の間で上昇するように第１の航空機を導くことを含み得る。第２の航空機を運ぶように第１の航空機を導くことは、複数の障害物の間で上昇するように第１の航空機を導くことを含み得る。第２の航空機は、第１の航空機が前方へ飛行している間に、機首を下げた姿勢で解放され得る。

【0006】

本発明の別の一実施形態は、機体、機体が保持する複数の回転翼であって、ホバリング中に運搬航空機を支持するように配置された、複数の回転翼、及び機体が保持し、回転翼に動力を与えるために回転翼に動作可能に連結された動力受信機であって、運搬航空機の飛行中に運搬航空機の機外から動力を受信するように配置された、動力受信機を有する、第１のマルチロータ運搬航空機、第２の被運搬航空機に解放可能に取り付けられるように配置された発射装備であって、被運搬航空機が捕獲装置を有する、発射装備、並びに運搬航空機が保持し、運搬航空機からぶら下がるように展開可能な捕獲ラインであって、被運搬航空機の捕獲装置と解放可能に係合するようにサイズ決定された、捕獲ラインを含み得る無人航空輸送体（ＵＡＶ）システムを含み得る。これは、本発明の性能及び耐久性を高める。動力受信機は、今度は、地上ベースの電源に接続可能な電力ケーブルに接続可能なコネクタを含み得る。動力受信機は、無線動力受信機であってもよい。これは、本発明の性能及び耐久性を高める。無線動力受信機は、地上ベースの放射線源から放射線を受信するように配置された少なくとも１つの太陽電池を含み得る。捕獲ラインは、運搬航空機からぶら下がるように展開可能であり、その自由端は空中にあり得る。該システムは、捕獲ラインに連結された重り、及び捕獲ラインを用いて展開可能な重りも含み得る。

【0007】

本発明の別の一実施形態は、無人航空輸送体（ＵＡＶ）システムを操作するための方法を含み得る。該方法は、非搭載型の動力源を用いて第１のマルチロータ運搬航空機に動力供給する一方で、第２の被運搬航空機を空中に運び、第２の航空機を飛行のために解放するように、第１の航空機を導くこと、及び第２の航空機を捕獲するために第２の航空機の飛行経路内に捕獲ラインを配置するように、第１の航空機を導くことを含み得る。非搭載型の動力源は、電気ケーブルを用いて第１の航空機に接続された電源を含み得る。非搭載型の動力源は、無線リンクを介して第１の航空機へ動力を送信し得る。非搭載型の動力源は、第１の航空機へ電磁放射線を送信し得る。

【0008】

本発明の別の一実施形態は、第１の機体、第１の機体が保持する第１の複数の回転翼であって、ホバリング中の第１のマルチロータ支持航空機を支持するように配置された、第１の複数の回転翼を有する、第１のマルチロータ支持航空機、第２の機体、第２の機体が保持する第２の複数の回転翼であって、ホバリング中の第２のマルチロータ支持航空機を支持するように配置された、第２の複数の回転翼を有する、第２のマルチロータ支持航空機、第１のマルチロータ支持航空機と第２のマルチロータ支持航空機のうちの少なくとも１つが保持し、ターゲット航空機と解放可能に係合するように展開可能な捕獲装置を含み得る、無人航空輸送体（ＵＡＶ）システムであって、第１の支持航空機と第２の支持航空機が、捕獲装置又は動力送信リンクのうちの少なくとも１つを介して互いに対して動作可能に連結される、システムを含み得る。第１の支持航空機と第２の支持航空機のうちの少なくとも一方は、ターゲット航空機に解放可能に取り付けられ、発射する方向へターゲット航空機を支持するように配置された発射装備を含み得る。捕獲装置は、第１の支持航空機と第２の支持航空機との間に連結された捕獲ラインを含み得る。第１の支持航空機と第２の支持航空機のうちの少なくとも一方は、第１の支持航空機と第２の支持航空機との間で概して垂直方向へ捕獲ラインを運ぶように指示命令するようにプログラムされ得る。第１の支持航空機と第２の支持航空機のうちの少なくとも一方は、第１の支持航空機と第２の支持航空機との間で概して水平方向へ捕獲ラインを運ぶように指示命令するようにプログラムされ得る。捕獲装置は、第１の支持航空機と第２の支持航空機との間に連結された捕獲ネットを含み得る。該システムは、捕獲ネットに連結され、第３の機体、及び第３の機体が保持する第３の複数の回転翼であって、ホバリング中に第３のマルチロータ支持航空機を支持するように配置された、第３の複数の回転翼を有する、第３のマルチロータ支持航空機、捕獲ネットに連結され、第４の機体、及び第４の機体が保持する第４の複数の回転翼であって、ホバリング中に第４のマルチロータ支持航空機を支持するように配置された、第４の複数の回転翼を有する、第４のマルチロータ支持航空機も含み得る。第１の支持航空機と第２の支持航空機のうちの少なくとも一方は、第１の支持航空機と第２の支持航空機のうちの他方に対して、それ自身を自律的に配置するような指示命令がプログラムされ得る。第１の支持航空機は捕獲装置を運び、第２の支持航空機は動力送信リンクを運び得る。動力送信リンクは、第１の航空機と地上ベースの動力源との間に接続された電力ケーブルを含み得る。第１のマルチロータ航空機と第２のマルチロータ航空機は、同一な構成を有し得る。第１のマルチロータ航空機と第２のマルチロータ航空機は、異なる構成を有し得る。

【0009】

本発明の別の一実施形態は、無人航空輸送体（ＵＡＶ）システムを操作するための方法を含み得る。該方法は、捕獲装置又は動力送信リンクのうちの少なくとも一方を介して、第１のマルチロータ支持航空機と第２のマルチロータ支持航空機を連結させること、第１の支持航空機と第２の支持航空機を空中へ導くこと、及びターゲット航空機と解放可能に係合するように捕獲装置を配置するように、第１の支持航空機と第２の支持航空機のうちの少なくとも一方を導くことを含み得る。連結させることは、動力送信リンクを介して連結させることを含み得る。動力送信リンクは、電気ケーブルを含み得る。連結させることは、捕獲装置を介して連結させることを含み得る。該方法は、捕獲装置が捕獲ラインを含むようになっており、第１の支持航空機と第２の支持航空機は、捕獲装置がターゲット航空機と解放可能に係合するように配置されたときに、垂直方向において間隔を空けられる。これは、本発明の性能及び耐久性を高める。捕獲装置は捕獲ラインを含み、第１の支持航空機と第２の支持航空機は、捕獲装置がターゲット航空機と解放可能に係合するように配置されたときに、水平方向において間隔を空けられる。捕獲装置はネットを含み得る。動力送信リンクが、第１の航空機と第２の航空機との間に連結された状態で、第１の支持航空機は捕獲装置を運び、第２の支持航空機は動力送信リンクを運び得る。

【0010】

本発明の別の一実施形態は、機体、機体が保持する複数の回転翼であって、ホバリング中に運搬航空機を支持するように配置された、複数の回転翼、及び機体が保持し、回転翼に電力を与えるために回転翼に動作可能に連結されたバッテリを有する第１のマルチロータ運搬航空機、運搬航空機が保持し、運搬航空機からぶら下がるように展開可能な捕獲ラインであって、第２の航空機の捕獲装置と解放可能に係合するようにサイズ決定された、捕獲ライン、並びに捕獲ラインに取り付けられた浸水可能なアンカーを含み得る。浸水可能なアンカーは、重りを含み得る。浸水可能なアンカーは、海錨を含み得る。該システムは、運搬航空機が保持し、第２の航空機に解放可能に取り付けられるように配置された、発射装備も含み得る。

【0011】

本発明の別の一実施形態は、無人航空輸送体（ＵＡＶ）システムを操作するための方法を含み得る。該方法は、第１のマルチロータ運搬航空機を空中へ導くこと、及び捕獲ラインの動きが浸水可能なアンカーによって少なくとも制限されている間に、第２の航空機を捕獲するために第２の航空機の飛行経路内に捕獲ラインを配置するように、第１の航空機を導くことを含み得る。第１の航空機は、空中にあり且つ捕獲ラインを配置している間に、水上輸送船舶に繋がれ得る。第１の航空機は、第２の航空機が捕獲ラインと係合するように導かれ得る間に、水上輸送船舶に繋がれ得る。該方法は、捕獲ラインと係合するように第２の航空機を導くことも含み得る。該方法は、第２の航空機及び浸水可能なアンカーを、水上輸送船舶へ運ぶように、第１の航空機を導くことも含み得る。

【0012】

上述の技術、特に、カタパルト発射及びぶら下がったライン捕獲を含む技術は、上手くいくことを証明されてきたが、改良されたサイズ、重量、及び費用特性を有するシステムに対する需要が存在する。

【0013】

特に記されていなければ、図面は、例示目的及び／又は明瞭さを目的として、縮尺通りに描かれていない場合もある。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本技術の一実施形態による、第２の航空機を捕獲するように構成された、第１の航空機を含むシステムの部分的な概略図である。

【図2】第２の航空機を運ぶ典型的な第１の航空機の部分的な概略図である。

【図3】本技術の一実施形態による、第１の航空機を展開し、第１の航空機によって運ばれる第２の航空機を発射し、且つ、第１の航空機を着陸させるためのプロセスの部分的な概略図である。

【図4A】本技術の一実施形態による、建物を含む障害物を有する都市環境内で動作する第１の航空機の部分的な概略図である。

【図4B】図４Ａで示された第１の航空機が保持するセンシングポッド（ｓｅｎｓｉｎｇ ｐｏｄ）及びカメラの拡大図である。

【図5A】本技術の一実施形態による、第２の航空機を捕獲するために、概して垂直な方向において捕獲ラインを配置するように動作する複数の第１の航空機の部分的な概略図である。

【図5B】本技術の一実施形態による、第２の航空機を捕獲するために、概して水平な方向において捕獲ラインを配置するように動作する複数の第１の航空機の部分的な概略図である。

【図6】本技術の一実施形態による、第２の航空機を捕獲するためのネットを支持するように動作する複数の第１の航空機の部分的な概略図である。

【図7】本技術の一実施形態による、単独であるか又は別の１つの航空機と組み合わされた、地上ベースの動力源から動力を受信する第１の航空機の部分的な概略図である。

【図8】本技術の一実施形態による、第２の航空機を捕獲するために障害物の上方に配置された第１の航空機の部分的な概略図である。

【図9】本技術の別の一実施形態による、無線リンクを介して地上ベースの動力源から動力を受信する第１の航空機の部分的な概略図である。

【図10】本技術の実施形態による、第１及び／又は第２の航空機を制御するように構成されたコントローラを示す。

【図11】本技術の一実施形態による、第２の航空機を運ぶための発射装備を有する第１の航空機の部分的な概略図である。

【図12】本技術の別の一実施形態による、第２の航空機を運ぶための発射装備を有する第１の航空機の部分的な概略図である。

【図13】本技術の一実施形態による、動作の間に典型的な第２の航空機を運ぶ典型的な第１の航空機を示す。

【図14A】本技術の一実施形態による、海洋環境内で動作するように構成された第１の航空機の部分的な概略図である。

【図14B】本技術の別の一実施形態による、海洋環境内で動作するように構成された第１の航空機の部分的な概略図である。

【図14C】本技術の別の一実施形態による、海洋環境内で動作するように構成された第１の航空機の部分的な概略図である。

【図14D】本技術の別の一実施形態による、海洋環境内で動作するように構成された第１の航空機の部分的な概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本開示は、航空機、特に、無人航空機を発射し及び／又は回収するためのシステム及び方法を説明する。本開示の特定の実施形態の多くの具体的な詳細が、以下の説明及び図１～図１４Ｄで説明され、これらの実施形態の徹底した理解を提供する。そのような実施形態にしばしば関連するが、本開示の何らかの重要な側面を不必要にあいまいにし得る、よく知られている構造、システム、及び方法は、明瞭さを目的として以下の説明の中では説明されない。更に、以下の開示は本技術の幾つかの実施形態を説明するが、本技術の幾つかの他の実施形態は、本セクションで説明されるものとは異なる構成及び／又は異なる構成要素を有し得る。そのようにして、本技術は、更なる要素を有する他の実施形態を含み、及び／又は以下の図１～図１４Ｄを参照して説明される要素の幾つかを除いた他の実施形態を含み得る。

【0016】

以下で説明される本技術の多くの実施形態は、プログラム可能なコンピュータ又はコントローラによって実行されるルーチンを含む、コンピュータ又はコントローラで実行可能な指示命令の形態にあり得る。本技術が以下で示され説明されるものとは異なるコンピュータ／コントローラシステムで実施され得ることを、当業者は理解するだろう。本技術は、以下で説明されるコンピュータで実行可能な指示命令のうちの１以上を実行するように、特にプログラムされ、構成され、又は構築された専用コンピュータ、コントローラ、又はデータプロセッサ内で具現化され得る。したがって、本明細書で概して使用される「コンピュータ」及び「コントローラ」という用語は、任意のデータプロセッサを指し、（手の平サイズのコンピュータ、着用可能コンピュータ、携帯電話、マルチプロセッサシステム、プロセッサベースの又はプログラム可能な家電、ネットワークコンピュータ、ミニコンピュータなどを含む）インターネット家電及び携帯機器を含み得る。これらのコンピュータによって扱われる情報は、ＣＲＴディスプレイ又はＬＣＤを含む、任意の適切なディスプレイ媒体で提示され得る。

【0017】

本技術は、作業又はモジュールが、通信ネットワークを介してリンクされた遠隔処理装置によって実行される、分散環境内でも実施され得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュール又はサブルーチンが、ローカル及び遠隔のメモリ記憶装置内に配置され得る。以下で説明される本技術のある態様は、ネットワークを介して電気的に分散されるのみならず、磁気的に若しくは光学的に可読な又は除去可能なコンピュータディスクを含む、コンピュータ可読媒体で記憶され又は分散され得る。本技術の態様に特に関連するデータ構造及びデータの送信も、本技術の実施形態の範囲内に含まれる。

【0018】

図１は、第１の航空機１０１と第２の航空機１２０を含む、システム１００の部分的な概略図である。第１の航空機１０１は、第２の航空機１２０を発射し、捕獲し、又は発射及び捕獲するように構成され得る。したがって、第１の航空機１０１は、本明細書で運搬航空機又は支持航空機と呼ばれ、第２の航空機１２０は、本明細書で被運搬航空機又はターゲット航空機と呼ばれ得る。運搬航空機は、発射の前及び／又は捕獲の後で運搬機能を発揮し、被運搬航空機は、発射の前及び／又は捕獲の後で運搬され得る。特定の実施形態では、システム１００が、第２の航空機１２０の発射及び／又は捕獲のための従来の技術を困難にする障害物１４１を有する環境１４０内で動作するように構成され得る。典型的な第１の航空機１０１、第２の航空機１２０、及びそれらが動作する環境の更なる詳細が以下で説明される。

【0019】

図１を続けて参照すると、第１の航空機１０１は、垂直に離陸及び着陸（ＶＴＯＬ）できるように構成され、制約のある領域内で動作することを可能とするために、浮遊（ｈｏｖｅｒ）するように構成され得る。したがって、第１の航空機１０１は、機体１０２、及び搭載型の動力源１０４によって動力供給される複数の回転翼１０３（例えば、４つの回転翼構成）を含み得る。第１の航空機１０１は、第１の捕獲装置１０５、例えば、捕獲動作の間に第２の航空機１２０と係合するために適切な位置にある第１の航空機１０１からぶら下がった柔軟な捕獲ライン１０６を含み得る。

【0020】

特定の実施形態では、第２の航空機１２０が、固定翼１２２によって運ばれる胴体１２１を有する、固定翼構成を有し得る。第２の航空機１２０は、推進システム１２８、例えば、搭載型の推進システムによって推進される。推進システム１２８は、内燃機関、電気モータ、バッテリ、及び／又は他の適切な装置によって動力供給される、１以上の推進型プロペラ（１つが図２で示されている）又は牽引プロペラを含み得る。第２の航空機１２０は、第１の航空機１０１によって運ばれる第１の捕獲装置１０５と係合するように配置された第２の捕獲装置１２３を含み得る。特定の実施形態では、第２の捕獲装置１２３が、１以上の翼端フック１２４を含む。翼１２２のうちの１つが捕獲ライン１０６とぶつかったときに、対応する１以上の翼端フック１２４が、捕獲ライン１０６と解放可能に係合し、捕獲された第２の航空機１２０が捕獲ライン１０６からぶら下がることをもたらす。その後、第１の航空機１０１は、捕獲ライン１０６及び捕獲された第２の航空機１２０を、地上への制御された下降へと誘導する。典型的な捕獲装置及び技術の更なる詳細が、米国特許６，２６４，１４０号及び米国特許７，０５９，５６４号で説明される。それらの両方は、本出願の出願人に権利が譲渡され、且つ、参照されることによって本明細書に組み込まれている。

【0021】

図１で示される一実施形態では、システム１００が、それに対して捕獲ライン１０６が取り付けられるところの、ダウンライン装置１７０を含む。ダウンライン装置１７０は、アンカー、及び／又は第２の航空機１２０の捕獲ライン１０６との衝撃を和らげる衝撃吸収要素を含み得る。

【0022】

動作では、第１の航空機１０１が上向きに（例えば、垂直に上向きに）、局所的な障害物１４１の上方の位置へ、且つ、第２の航空機１２０を捕獲することを容易にするのに十分な高さへ飛行する。図１で示されるように、障害物１４１は、木々１４２（例えば、森林又はジャングルの中）を含み、第１の航空機１０１は、木々１４２の中の比較的小さい開口又は空間１４４を通って上昇し得る。第１の航空機１０１の回転翼１０３に動力を提供する動力源１０４は、内燃機関、バッテリ、及び／又は第１の航空機１０１を空中へ運ぶ別の適切な装置を含み得る。後述されるように、他の実施形態では、第１の航空機１０１が、地上ベースの動力源から動力を受信し得る。これらの実施形態のうちの何れでも、第１の航空機１０１は、文字Ａによって示される位置へ上昇し、第２の航空機１２０を捕獲して、その後、一旦第２の航空機１２０が捕獲されてしまうと、文字Ｂによって示される位置へ下降する。地上付近で、第１の航空機は、最後の２、３フィートを下降する際に航空機を手動で操作するための作業人員の補助があるにせよないにせよ、第２の航空機１２０を自律的に又はパイロットの制御の下で地上へ降ろすことができる。

【0023】

第１の航空機１０１の典型的な動力源１０４は、再充電可能なバッテリを含む。内燃機関などの他の動力源と比較したときに、再充電可能なバッテリの利点は、バッテリが、発射動作及び／又は回収動作のための十分に短い期間の電力を未だ提供する一方で、搭載型の燃料源（例えば、ガソリン、航空燃料、及び／又は別の燃料）に対する必要性を除去し得るということである。

【0024】

特定の実施形態では、第１の航空機１０１が、第２の航空機１２０を捕獲するのみならず、空中位置から第２の航空機１２０を発射するようにも構成され得る。図２は、そのような構成の一般的な特徴を概略的に示している。図２で示されるように、第１の航空機１０１は、中央部分１０７（例えば、胴体）及び複数のアーム１０８を含み得る。推進システム１２８は、対応するアーム１０８によって運ばれる複数のロータ１０３を含み得る。第１の航空機１０１は、上昇操作の間に第２の航空機１２０をしっかりと保持するように配置された発射装備１９０も含み得る。発射装備１９０は、（例えば、指示命令を受けて）一旦浮上すると第２の航空機１２０を解放するように構成され、第１の航空機１０１が、取り付けられた第２の航空機１２０なしに着陸することを可能にするように構成される。特定の実施形態では、第２の航空機１２０が、ボーイング社の子会社であるＩｎｓｉｔｕによって製造されたＳｃａｎＥａｇｌｅ（登録商標）ＵＡＶを含み、他の実施形態では、他の輸送体を含み得る。

【0025】

動作では、第１の航空機１０１が、矢印Ｌで示されるように第２の航空機１２０を持ち上げ、矢印Ｒで示されるような適切な発射方向へ向きを回転させ、矢印Ｔで示されるような適切な発射位置へ移動する。任意選択的に、第１の航空機１０１は、例えば、第２の航空機１２０が発射のために向かい風を受けるように、発射位置において再び向きを回転させ得る。第２の航空機１２０の推進システム１２８は、第２の航空機１２０が持ち上げられてしまう前、又は第２の航空機１２０が浮上した後の何れかにおいて始動され得る。図１１、図１２を参照して以下で更に詳細に説明されるように、ある発射位置で一度だけ、第１の航空機１０１は、第２の航空機１２０を飛行のために解放する。ある実施形態では、第２の航空機１２０が、十分に高い（且つ、適切な高グライドスロープを有する）高度において解放され、それは下降し、対気速度を得て、その後、水平飛行する。他の実施形態では、第１の航空機１０１が、発射において十分な前方速度を有し、第２の航空機１２０が解放される際の、第２の航空機１２０による何らかの下降を低減させ又は除去する。

【0026】

図３は、閉じられた空間３５０から動作する典型的な第１の航空機１０１の部分的な概略図である。閉じられた空間３５０は、そこを通って第１の航空機１０１が発射動作のための準備において出て行き、発射動作が完了した後で戻ってくるところの、制限された開口部３５２を有する建物３５１を含み得る。戻った後で、同じ又は異なる第１の航空機１０１が、例えば、搭載型のバッテリ又は他の電源を充電（又は再充電）すること及び捕獲ラインに繋がることによって、捕獲動作のための準備を行い得る。その後、第１の航空機１０１は、閉じられた空間３５０から再展開し、捕獲動作を行って再び閉じられた空間３５０へと戻ることができる。閉じられた空間３５０は、他者が発射動作及び回収動作を観察する能力を低くすることによって、全体動作の「ステルス」特性を高め得る。他の実施形態では、閉じられた空間３５０が、動作、整備、燃料補給、再充電、検査、再構成、及び／又は飛行動作の他の適切な要素のための、保護された領域を提供し得る。閉じられた空間３５０は、一時的な構造、恒久的な構造、制限された開口部を有する自然の保護された空間（例えば、洞窟又はオーバーハング）、及び／又は（任意選択的に適切な動作のために整えられ且つ形作られた）森林又はジャングルの林冠の下の自然の空間を含み得る。閉じられた空間３５０は、軟らかい及び／又は固い材料、例えば、布、金属、コンクリート、木材、適切なファスナ及び接着剤、並びに／又は他の適切な材料を含み得る。

【0027】

第１の航空機１０１、第２の航空機１２０、並びに関連付けられたハードウェア及びシステムは、動作位置へ及び動作位置から移動するための１以上の輸送コンテナ３５３内に収容され得る。輸送コンテナ３５３も、閉じられた空間３５０内に収容され得る。今まで、将来の動作は、成功する滑らかな動作の実行のために必要とされる任意の項目の個別の部品を選択的に採用し調達するオプションなしに、将来の動作の通常のタイムライン内の任意の時において準備されてきた。そのような動作は、第２の航空機１２０に取り付けられた日光カメラ及赤外線カメラを使用した監視及び感知を含み得る。輸送コンテナ３５３は、標準的な箱、例えば、モジュラー（例えば、折り畳み可能又は容易に解体可能な）無人航空機のために設計された成形されたコンテナを含み、それは、構成要素の任意の選択された組み合わせを用いて準備され得る。したがって、所与のミッションのために設定される構成要素が標準化され、それは、ミッションがサポートされ実行されるところの効率を高め得る。

【0028】

図４Ａは、建物４４５及び／又は他の典型的な都市構造の形態にある障害物４４１を含む、都市環境４４０内で動作する典型的な第１の航空機１０１の部分的な概略図である。第１の航空機１０１は、図１～図３を参照して上述されたものと概して類似したやり方で動作し、特定の実施形態では、発射及び／又は捕獲動作の間の飛行（ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ）において助けとなる１以上のセンサ４６０を含み得る。センサ４６０は、センシングポッド４６１内に収容され、その一部分は、図４Ｂでより詳細に示されている。図４Ｂで示されるように、センサ４６０はカメラ４６２を含み、センシングポッド４６１は、カメラ４６２を保護する透明な材料から形成され、カメラ４６２の環境４４０に対する適切なアクセスを可能にする。カメラ４６２は、第１の航空機１０１によって実行される特定のミッションに応じて、可視波長、赤外線波長、及び／又は他の適切な波長で動作し得る。センシングポッド４６１は、（図４Ａで示される）大規模な視野４６３を可能にする位置で、第１に航空機１０１によって保持され得る。カメラ４６２は、第２の航空機を発射及び捕獲することに関する機能のうちの任意の１つ又は組み合わせを実行するために使用され得る。例えば、カメラ４６２は、第１の航空機１０１が、発射及び／又は捕獲動作の間に上昇及び下降する際に、障害物を避けるために使用され得る。回収動作の間に、カメラ４６２は、捕獲された航空機に損傷を与えることなしに、それを地上に静かに降ろすためにも使用され得る。

【0029】

図１を参照しながら上述されたように、システム１００は、捕獲動作の間に捕獲ライン１０６を地上に固定するダウンライン装置１７０を含み得る。少なくとも幾つかの実施形態では、捕獲動作の間に捕獲ラインを地上に固定することが不可能であり又は現実的ではない場合がある。そのような場合では、システムが、捕獲ラインを複数の第１の航空機の間でぶら下げ、地上ベースのアンカーに頼ることなしに、ラインの適切な引張を提供するように構成され得る。例えば、図５Ａを参照すると、典型的なシステム５００ａは、それらの間で第１の捕獲装置５０５ａを運ぶ、２つの第１のすなわち支持航空機５０１ａ、５０１ｂを含み得る。この実施形態では、第１の捕獲装置５０５ａが、概して垂直な捕獲ライン５０６ａ、例えば、水平というよりも垂直である捕獲ラインを含む。２つの第１の航空機５０１ａ、５０１ｂは、一方が他方の上方に配置され、捕獲ライン５０６ａを概して垂直な方向に配置し得る。第２の航空機１２０は、例えば、図１を参照して上述されたものと概して類似した構成を有し、捕獲ライン５０６ａと係合するように配置された翼端フック５２４を含む、対応する第２の捕獲装置５２３ａを含み得る。２つの第１の航空機５０１ａ、５０１ｂは、協働して飛行し、捕獲ライン５０６ａの適切な引張を提供し、捕獲された後で第２の航空機１２０を安全に地上へ運び得る。特定の実施形態では、２つの第１の航空機５０１ａ、５０１ｂの調和された動作は、自律的であり又は部分的に自律的であり、第１の航空機５０１ａ、５０１ｂは、互いに直接的に通信しながら捕獲及び着陸動作を実行し得る。本実施形態のまた更なる態様では、オペレータによって発行された手動のオーバーライド指示命令（例えば、捕獲の手動制御）が、第１の航空機５０１ａ、５０１ｂの両方に適用され得る。

【0030】

図５Ｂは、図５Ａで示されたものと類似した配置を示すが、第１の捕獲装置５０５ｂを運ぶ２つの第１のすなわち支持航空機５０１ａ、５０１ｂは、垂直方向よりもむしろ概して水平方向に配置された捕獲ライン５０６ｂ（例えば、捕獲ライン５０６ｂは、垂直と言うよりも水平である）を含む。この方向付けは、異なる第２の捕獲装置を有する第２の航空機を捕獲するために適切であり得る。例えば、図５Ｂで示されているように、典型的な第２の航空機５２０は、今度は、上側フック５２５及び下側フック５２６を含む、第２の捕獲装置５２３ｂを含み得る。フック５２５、５２６は、通常の飛行の間に収納され、その後、捕獲に先立って展開され得る。特定の実施形態では、捕獲ライン５０６ｂに対する第２の航空機５２０の位置に応じて、フック５２５、５２６のうちの一方だけが展開される。他の実施形態では、両方のフック５２５、５２６が展開されて、捕獲動作の間に第２の航空機５２０が捕獲ライン５０６ｂの上方を通過するか又は下方を通過するかにかかわらず、捕獲が成功することをより確実に保証し得る。

【0031】

また更なる実施形態では、複数の第１の航空機が、ぶら下がった捕獲ライン以外の構成を有する捕獲装置を運搬及び展開し得る。例えば、今度は図６を参照すると、２つの第１の航空機６０１ａ、６０１ｂは、それらの間でネット６１０を含む捕獲装置６０５を運ぶように構成される。ネット６１０は、図５Ａ、図５Ｂを参照して上述された特定の捕獲装置（例えば、翼端フック及び／又は上側及び下側フック）を有し得ない航空機を捕獲するために使用され得る。本実施形態の一態様では、ネット６１０を適正に方向付けられた状態で維持するように、ネット６１０が、下端において又はその近傍に重りを有し得る。別の一実施形態では、（破線で示される）２つの更なる第１の航空機６０１ｃ、６０１ｄが使用され、ネット６１０の下側の角部に対する支持及び位置決めを提供する。特定の実施形態では、ネット６１０を介して捕獲される（図６では示されていない）第２の航空機が、そのような捕獲動作に対して具体的に構成され得る。例えば、第２の航空機は、第２の航空機がネット６１０と係合する際に遭遇し得る力に耐える、より少ない及び／又は特にロバストな突起を有し得る。他の実施形態では、第２の航空機及び／又はネット６１０を用いて第２の航空機を捕獲するために使用される技術が、そのような特定の設計に対する必要性を避けるように構成され得る。例えば、ネット６１０を運ぶ第１の航空機６１０ａ、６１０ｂは、入ってくる第２の航空機と同じ方向へネットを飛行させて、第２の航空機がネット６１０と係合する際に、それに与えられる力を低減させ得る。

【0032】

図１を参照して上述されたシステムの一実施形態の一態様は、第１の航空機の動力源（例えば、バッテリから電力供給されるモータ、又は内燃機関）が、第１の航空機に搭載されて運ばれるというものである。他の実施形態では、地上の動力源から第１の航空機へ動力が供給され得る。例えば、今度は図７を参照すると、典型的な第１の航空機７０１ａは、電力送信リンク７３１を介して、地上ベースの電力源７３０から電力を受信し得る。本実施形態の特定の一態様では、電力送信リンク７３１が、第１の航空機７０１ａによって運ばれる電力受信機７１３に電力を送信する、電力ケーブル７３２ａを含み得る。電力受信機７１３は、コネクタ７１１、例えば、第１の航空機７０１ａの対応する回転翼７０３を駆動する１以上の搭載型の電気モータに接続された、簡易脱着電気コネクタを含み得る。第１の航空機７０１ａは、適切に装備された第２の航空機１２０ａ（図５Ａ参照）を捕獲するための捕獲ライン７０６を運ぶことができる。

【0033】

図７で示される一実施形態の別の一態様では、システムが、例えば、捕獲ライン７０６との干渉を低減させ又は除去するやり方で、電力送信リンク７３１を配置するために、２つの第１の航空機７０１ａ、７０１ｂとして示される複数の航空機を含み得る。例えば、（実線で示される）１つの第１の航空機７０１ａは、捕獲ライン７０６及び電力受信機７１３を運ぶことができ、（点線で示される）別の１つの第１の航空機７０１ｂは、捕獲ライン７０６から離れるようにオフセットされた位置で、（これもまた点線で示される）対応する電力ケーブル７３２ｂを運ぶことができる。したがって、第１の航空機のうちの一方は、捕獲動作（及び任意選択的に発射動作）を実行することができ、他方は、サポート機能を提供することができる。サポート機能を実行する第１の航空機７０１ｂは、捕獲機能を実行する第１の航空機７０１ａと同じ構成を有することができ、又は２つの航空機は、異なる構成を有することができる。例えば、サポート機能を実行する第１の航空機７０１ｂは、電力ケーブルを運ぶ機能に関連する荷重が、捕獲機能に関する荷重よりも大きいか又は小さいかに応じて、より大きい又はより小さい荷重運搬能力を有し得る。対応する電力ケーブル７３２ｂは、複数のセグメント、例えば、地上ベースの電源７３０と第１の航空機７１０ｂとの間の１つのセグメント、及び２つの第１の航空機７１０ａ、７０１ｂの間のセグメントを含むことができる。

【0034】

図７で示される配置において複数の第１の航空機７０１が採用されるか否かにかかわらず、捕獲ライン７０６は、１以上のアンカー７７１を含むダウンライン装置７７０に取り付けられ得る。アンカー７７１は、種々の機能を実行し得る。例えば、１つのアンカーは、捕獲動作の間に捕獲ライン７０６にぶつかる第２の航空機１２０（図５Ａ参照）の衝撃を和らげるための衝撃吸収フィーチャを含む、別の１つのアンカーへ捕獲ライン７０６の経路の向きを変更することができる。

【0035】

上述されたように、捕獲ライン７０６は、地上ベースのダウンライン装置を介して、又は別の航空機によって引張力をもたらされ得る。図８で示される更に別の一実施形態では、典型的な第１の航空機１０１が、例えば、捕獲ライン１０６の自由端又はその近傍に取り付けられた、ぶら下がった質量８１２によって引張力をもたらされる、捕獲ライン１０６を運ぶことができる。この配置は、捕獲ライン１０６の引張を提供するための地上（又は別の第１の航空機）へのアクセスを必要とすることなしに、第１の航空機１０１が、何らかの近隣の障害物１４１の完全に上方へ配置されている間に、捕獲動作を実行することを可能にする。

【0036】

図９は、無線リンクを介して地上ベースの動力源９３０から動力を受信するように構成された第１の航空機９０１を含む、システム９００の部分的な概略図である。この実施形態の特定の一態様では、地上ベースの動力源９３０が、放射線源９３３、例えば、照明又は他の電磁放射源９３４を含む。第１の航空機９０１は、今度は、地上ベースの動力源９３０からエネルギーを受信するように配置された１以上の無線受信要素９１４を含む、動力受信機９１３を含み得る。例えば、動力受信機９１３は、放射線９３４を受信し、放射線を電流に変換し、回転翼１０３又は他の推進システム構成要素を駆動するモータに、その電流を提供する、１以上の太陽電池９１５を含み得る。

【0037】

第１の航空機９０１は、ダウンライン装置９７０に連結された捕獲ライン９０６を運ぶように示されている。ダウンライン装置９７０は、捕獲ライン９０６及び（図９では示されていない）捕獲された第２の航空機の動きに対処し及び／又はその動きを制御するための、アンカー９７１（例えば、プーリー）及び引張装置９７２（例えば、弾力性のあるばね軸受及び／又は他の衝撃吸収装置）を含み得る。

【0038】

図９を参照しながら上述されたシステムの実施形態の１つの特徴は、地上から第１の航空機へエネルギーを送信するための無線システムが、例えば、図７を参照しながら上述された電力送信ライン７３１によって課された制限を低減させることによって、第１の航空機の飛行動作を簡略化し得る、ということである。逆に、図７を参照しながら上述されたタイプの有線の又は直接的な動力送信リンクを使用することは、無線リンク及びそれに関連するエネルギー変換プロセスよりも効率的にエネルギーを提供することができる。

【0039】

今度は図１０を参照すると、上述された実施形態の何れかにおいて、システムが、様々な航空機の動作をモニターし且つ導くための１以上のコントローラ１０８０を含む。例えば、第１の航空機１０１は、第１の搭載型のコントローラ１０８３を含むことができ、第２の航空機１２０は、第２の搭載型のコントローラ１０８４を含むことができる。これらのコントローラのうちの各々は、推進システム、可動空力翼面、及び／又は航空機の他の構成要素に向けられた信号を介して、それぞれの航空機の動きを指示する。ある実施形態では、第１及び第２の航空機１０１、１２０の動作が、完全に自律的であり、各航空機は動作の前に予めプログラムされ得る。他の実施形態では、両方の航空機が、地上ベースの単一のコントローラを介して制御され、また更に特定の一実施形態では、各航空機が個別のコントローラによって制御される。したがって、全体のコントローラ１０８０は、第１のオペレータ１０８６ａによって操作され、第１の通信リンク１０８５ａを介して第１の航空機１０１と通信する、第１の非搭載型のコントローラ１０８１ａ（例えば、第１の地上局）を含み得る。コントローラ１０８０は、第２のオペレータ１０８６ｂによって操作され、第２の通信リンク１０８５ｂを介して第２の航空機１２０と通信する、第２の非搭載型のコントローラ１０８１ｂ（例えば、第２の地上局）を更に含み得る。第１及び第２のオペレータ１０８６ａ、１０８６ｂは、例えば、互いの隣に若しくは互いの近傍に共に配置されることによって、又は電話、二方向ラジオ、若しくは任意の他の適切なより長いレンジの通信装置を介して、口述で互いにコミュニケートすることができる。非搭載型のコントローラは、第１及び第２の航空機に対する制御指示命令を提供することに加えて、任意の広範囲の様々な診断タスク及び情報タスクを実行することができる。例えば、コントローラは、航空機の発射及び／又は回収のための自動化された又は部分的に自動化されたチェックリスト及びカウントダウン手順を提供することができる。

【0040】

図１１～図１３は、本技術の特定の実施形態に従って構成された第１及び第２の航空機を示す。図１１から始まって、典型的な第１の航空機１０１は、第２の航空機１２０が保持する取り付け装備１１２７に解放可能に取り付けられた、発射装備１１９０を含み得る。本実施形態の特定の一態様では、取り付け装備１１２７が、発射装備１１９０の対応するスロット１１９２にフィットし、発射装備１１９０が、解放機構１１９１を更に含む。解放機構１１９１は、発射まで取り付け装備１１２７の動きを抑制し又は妨げることができる。発射の時点では解放機構１１９１が（図１１の点線で示される）解放位置まで移動されることができ、第２の航空機１２０が下向きにスライドし、スロット１１９２を介して第１の航空機１０１から離れることを可能にする。

【0041】

図１２で示される一実施形態では、第１の航空機１０１が、本技術の別の一実施形態に従って構成された発射装備１２９０を含む。発射装備１２９０は、第２の航空機１２０が保持する対応する取り付け装備１２２７と解放可能に係合する、旋回ピン１２９５を含むことができる。例えば、旋回ピン１２９５は、図１２の平面の中へ又は外へ移動し、取り付け装備１２２７から係合解除され得る。第１の航空機１０１は、起動されたときに第２の航空機１２０のノーズを下向きに強いるプランジャー１２９４を有する位置決め装置１２９３を更に含み得る。典型的な発射動作の間に、旋回ピン１２９５及びプランジャー１２９４は、連続的に作動され、第２の航空機１２０を解放すると共に第２の航空機１２０のノーズを下向きに強い、それによって、第２の航空機１２０は、それ自身で飛行するのに十分な対気速度を得て、第１の航空機１０１と干渉する可能性を低減させる。例えば、一実施形態では、ピン１２９５が先ず係合解除され、ピン１２９５が成功裡に係合解除されたという表示に際して、その後、プランジャー１２９４が、第２の航空機１２０のノーズを下へ押すように動作する。別の一実施形態では、ピン１２９５が解放される前に、プランジャー１２９４が、先ず、第２の航空機１２０を下向きの方向へ配置するように作動される。これらの実施形態の何れでも、第２の航空機１２０は、最初は水平な姿勢で運搬され、例えば、第１の航空機１０１は発射現場まで水平に飛行する。この配置の１つの利点は、この飛行の間に第２の航空機１２０と第１の航空機１０１の両方に対する抵抗を低減させることが期待できるということである。

【0042】

図１３は、図２で示された第１の航空機１０１と第２の航空機１２０を含む、典型的なシステム１３００の更なる詳細を示す。第１の航空機１０１は、中央部分１０７及び複数の外向きに延在するアーム１０８によって形成された機体１０２を含み得る。各アーム１０８は、１以上の回転翼１０３を支持することができる。例えば、図１３で示される一実施形態では、４つのアームの各々が、２つの逆方向に回転する回転翼１０３を支持する。第１の航空機１０１は、複数の着陸ギア１３０９、及び第１の航空機１０１が地上にある間に、第１の航空機１０１が第２の航空機１２０を支持することを可能にするように構成された発射装備１９０を更に含み得る。この位置で、着陸ギア１３０９は、第２の航空機１２０が第２の航空機１２０のプロペラ１３２９が動作することを可能にするために十分な地上との隙間を提供する。この特定の実施形態では、着陸ギア１３０９が、各々が４つのアーム１０８のうちの１つを支持するように構成された４つの要素を含み得る。着陸ギア要素の１以上（例えば、２つ）は、第１の航空機１３０１の飛行安定性を高めるための垂直安定板１３１６として動作する、平坦で垂直に延在する翼面を有するように更に構成され得る。

【0043】

図１４Ａ～図１４Ｄは、本技術の更なる実施形態による、海洋又は水ベースの環境内で無人航空輸送体を捕獲するためのシステム及び方法を示す。例示目的で、捕獲動作が図１４Ａ～図１４Ｄで示されている。他の実施形態では、同じ又は異なる航空機が、例えば、上述された技術に従って、ＵＡＶを発射するために使用され得る。

【0044】

図１４Ａから始まって、典型的なシステム１４００ａは、第２の航空機１２０を捕獲及び／又は発射するように構成された第１の航空機１０１を含み得る。したがって、第１の航空機１０１は、今度はダウンライン装置１４７０に連結された捕獲ライン１０６を運ぶことができる。ダウンライン装置１４７０は、水上輸送船舶（例えば、ボート、船、はしけ、及び／又は他の適切なプラットフォーム）によって少なくとも部分的に運ばれ、連結装置１４７４（例えば、シップリング又は他の適切な装置）を用いて捕獲ライン１０６に連結されたドラッグケーブル１４７３を含み得る。ドラッグケーブル１４７３は、ドラッグケーブル１４７３を巻き取り、且つ、巻き戻すために使用され得る、ドラッグケーブル展開装置１４７５（例えば、ウインチ）に連結される。ドラッグケーブル１４７３は、その反対側の端部において、浸水可能なアンカー、例えば、海錨１４７１、並びに（任意選択的に）ドラッグケーブル１４７３を捕獲ライン１０６及び船舶１４７７に対して安定な方向に維持する更なる質量１４７６に連結され得る。

【0045】

動作の１つのモードでは、第２の航空機１２０が捕獲ライン１０６へと飛行し、概して上述したものと類似するやり方で、翼端フック１２４を捕獲ライン１０６に係合させる。その後、ドラッグケーブル展開装置１４７５は、第１の航空機１０１が捕獲された第２の航空機１２０を正確に置くために船舶へ下降する前に又は後で、捕獲ライン１０６、海錨１４７１、及び質量１４７６を巻き取るために使用され得る。

【0046】

（図１４Ｂ～図１４Ｄで示される）別の一実施形態によるシステム１４００ｂは、ドラッグケーブル１４７３を介して船舶１４７７に取り付けられることなしに動作する、第１の航空機１０１を含む。代わりに、第１の航空機１０１は、捕獲ライン１０６、海錨１４７１、及び任意選択的に更なる質量１４７６を伴って、船舶１４７７によって特定の位置まで運ばれ解放され得る。解放された後で、第１の航空機１０１は、上述されたものと概して類似したやり方で、第２の航空機１２０を捕獲する。その後、第１の航空機１０１は、第２の航空機１２０を船舶１４７７まで運搬するように飛行する。例えば、図１４Ｃで示されるように、第１の航空機１０１は、第２の航空機１２０、海錨１４７１、及び更なる質量１４７６を、水面から持ち上げ船舶１４７７に向かって飛行する。図１４Ｄで示されるように、船舶１４７７では、第１の航空機１０１が、第２の航空機１２０を降ろして船舶１４７７に固定させ、その後、それ自身が船舶１４７７上に着陸する。

【0047】

図１～図１４Ｄを参照しながら上述された幾つかの実施形態の一態様では、本開示の無人航空輸送体システムが、第２の無人航空機を発射し、回収し、又は発射及び回収する、第１の無人航空機を含み得る。この特徴の１つの利点は、第２の航空機が、非常に制限されたアクセスを有する現場から展開され、非常に制限されたアクセスを有する現場へ戻ることを可能にするということである。したがって、そのようなシステムは、固定翼構成を有する第２の無人航空機が通常アクセスすることができない領域内で、動作することができる。そのような航空機は、通常、マルチロータ無人航空輸送体よりも長い航続時間を有するので、そのような航空機を展開させ、より遠隔のアクセスできない場所から回収する能力は、システムの全体の活動範囲及び航続時間を著しく高めることができる。

【0048】

上述の実施形態の少なくとも幾つかの別の１つの特徴は、第１及び第２の航空機の構成が、航空機によって実行される異なるミッションに対応するやり方で、大幅に異なり得るということである。例えば、第１の航空機は、比較的短い航続時間を有するように構成され、垂直に離陸及び着陸できるように構成され、それによって、限定された空間内で動作し得ることを可能にする。対照的に、第２の航空機は、長い範囲のミッションを実行するように構成され、第１の航空機によって発射及び／又は捕獲されるように更に構成され得る。

【0049】

上述の事から、本技術の特定の実施形態が例示目的で本明細書において説明されたが、本開示の技術から逸脱することなしに様々な変形が行われ得ることは理解されるだろう。例えば、上述された第１及び第２の航空機は、図面で明示的に示されたものとは異なる構成を有し得る。概して、第１の航空機はＶＴＯＬ構成を有し、第２の航空機は異なる（例えば、固定翼の）構成を有し得る。しかし、他の実施形態では、第１及び第２の航空機の何れか又は両方が、他の構成を有し得る。

【0050】

上述されたように、第１の航空機は、発射機能だけを実行し、捕獲機能だけを実行し、又は発射及び捕獲機能の両方を実行し得る。特定の実施形態では、同じ航空機が、発射及び捕獲機能の両方を実行し得る。例えば、図１４Ａ～図１４Ｄで示された第１の航空機は、（示されたような）捕獲動作、若しくは発射動作、又はそれらの両方のために構成され得る。他の実施形態では、（例えば、同じ又は異なる構成を有する）異なる航空機が、発射及び捕獲機能を実行し得る。例えば、ある実施形態では、１つの航空機が第２の航空機を発射し、その１つの航空機が再充電され又はさもなければ別の１つの発射のために準備されている一方で、異なる航空機が捕獲機能を実行する。

【0051】

上述されたＵＡＶ（例えば、第２の航空機１２０）は、概して、サイズが小さいか中ぐらいである。例えば、典型的な第２の航空機は、４０から５５ポンドまでの離陸総重量を有する。他の実施形態では、第２の航空機が、他の適切な重量を有し得る。

【0052】

上述された実施形態のうちの幾つかは、障害物を有する環境、例えば、森林環境、混雑した都市環境、及び／又は他のそのような環境の文脈で説明された。他の実施形態では、同じ又は類似のシステムが、そのような障害物を有しない環境内で使用され得る。

【0053】

上述の第１の航空機は、４つ又は８つの回転翼を有するマルチロータ航空機として示されている。他の実施形態では、第１の航空機が、他の回転翼構成（例えば、６つの回転翼）を有し得る。これらの実施形態の何れにおいても、第１の航空機に動力提供するために使用される動力源は、バッテリ、内燃機関、タービン、燃料電池、及び／又は他の適切な源を含み得る。

【0054】

第１の航空機が地上ベースの源（例えば、電力ケーブル）から動力を受信する特定の実施形態では、電力ケーブルによって提供される機能が、捕獲ラインによって提供される機能と組み合わされ得る。例えば、同じケーブルが、地上から電力を第１の航空機に送り、第２の航空機を捕獲するためにも使用され得る。そのような実施形態では、ケーブルが、第１の航空機に必要とされる電流を送るのに十分に厚く、第２の航空機によって運ばれる捕獲装置と係合するのに十分に薄く、第２の捕獲装置との複数の衝撃に耐えるのに十分にロバストである。

【0055】

概して、捕獲ラインは、通常の発射動作の間において空中に運ばれない。他の実施形態では、捕獲ラインが、発射動作の間に第２の航空機と共に持ち上げられ得る。したがって、第２の航空機が発射の直後に不具合を経験したならば、回収ラインが、第２の航空機を回収するために使用され得る。第１の航空機が前方へ飛行している間よりもむしろ、第１の航空機がホバリングしている間に、第２の航空機が第１の航空機から発射され得るならば、そのような配置は適切であり得る。また更なる実施形態では、回収ラインが地上に連結されることなしに、第１の航空機が完全に搭載された回収ラインを運び得る。したがって、回収ラインは、第１の航空機内に収納され、回収のために必要とされるときにだけ展開され得る。

【0056】

（例えば、図５Ａ～図７を参照しながら上述されたように）複数の航空機が発射及び／又は捕獲動作を実行及び／又はサポートするために展開されたときに、航空機のうちの幾つかは、図５Ａを参照しながら上述されたマスター／スレーブの配置、又は別の適切な配置において、互いに協働して動作するような指示命令をプログラムされ得る。

【0057】

特定の実施形態の文脈で説明された技術の特定の態様は、他の実施形態では組み合わされ又は除去され得る。例えば、発射及び回収機能は、単一の航空機に統合され得るか又は複数の航空機の間で分散され得る。図４Ａ、図４Ｂで示された一実施形態の文脈で説明されたセンサは、同様に他の実施形態にも含まれ得る。更に、本技術の特定の実施形態に関連する利点が、それらの実施形態の文脈で説明されたが、他の実施形態でも前記利点は提示され、且つ、本技術の範囲内に含まれるために、全ての実施形態が、そのような利点を提示することは必ずしも必要とされない。したがって、本開示及び関連する技術は、本明細書で明示的に説明されなかった又は示されなかった他の実施形態を包含し得る。

【0058】

参照することによって本明細書に組み込まれた資料の何れかが本開示と対立する範囲において、本開示は制限される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】