JP6703240B2 - Equipment for aircraft - Google Patents

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Description

本発明は、航空機の離着陸技術に関し、より詳細には、離発着効率を向上する航空機用の装置に関する。 The present invention relates to aircraft takeoff and landing technology, and more particularly, to an aircraft device for improving takeoff and landing efficiency.

近年、我が国の農産物、海産物、畜産製造物に対して海外から注目を受けている。従来、食品などの海外輸送には、生産地から航空機への積載までの時間がまちまちなので、食品を冷凍して輸送するなどの方法が用いられている。しかしながら、海産物、食肉などは、冷凍するよりも生鮮のまま海外に届ける方が、より付加価値を高めることができる。 In recent years, attention has been paid to overseas agricultural products, marine products, and livestock products of Japan. Conventionally, for the overseas transportation of food and the like, since the time from the place of production to the loading on the aircraft varies, the method of freezing and transporting the food is used. However, it is possible to increase the added value of marine products, meat, etc. by delivering them fresh as they are, rather than frozen.

この他にも、近年バヌアツの大規模台風災害などの場合、緊急に支援物資を送る必要がある場合、支援品を積載したコンテナを、トラック便で空港まで運び、コンテナごと輸送機に搭載して、短時間に救援物資を被災地に届けることも必要となっている。 In addition, in the case of a large-scale typhoon disaster in Vanuatu in recent years, when it is necessary to urgently send relief supplies, the container loaded with the relief goods is transported by truck to the airport, and the entire container is loaded on the transport aircraft. , It is also necessary to deliver relief supplies to the disaster area in a short time.

しかしながら、これまでの輸送機は、大型であり輸送コストの観点から、ある程度貨物がまとまらないと輸送ができないこと、輸送機への積載に時間がかかることという問題もあった。さらに、我が国の地方空港や離島などでは、海外で高付加価値を有する農産物・海産物であっても空港が無いが故に新鮮さを犠牲にして主要空港・主要港湾まで運搬し、冷凍コンテナや空路輸送を行う必要があり、コストおよび鮮度の点で、充分に我が国農産物の良さを保ったまま海外に供給できないという問題もあった。 However, the conventional transport aircraft are large in size, and from the viewpoint of transport cost, there is a problem that the cargo cannot be transported unless the cargo is collected to some extent, and it takes time to load the transport aircraft. Moreover, at local airports and remote islands in Japan, even if there are no agricultural or marine products with high added value overseas, they are transported to major airports and major ports at the expense of freshness, and frozen containers and air transportation. There is also a problem in that, in terms of cost and freshness, Japanese agricultural products cannot be supplied overseas while maintaining their goodness.

従来から、低コストの輸送機が提案されており、例えば、特許文献1(特開2008−74374号公報)には、航空輸送において、省エネルギー効果があり、かつ大量輸送を実現するために、水素ガス又はヘリウムガス等の気体を取込んで、気球部分を設け、それに輸送空間である乗員部及び、その他必要部分を一体化させた気球飛行機が提案されている。 Conventionally, a low-cost transport aircraft has been proposed. For example, in Patent Document 1 (JP 2008-74374 A), hydrogen is used in order to achieve an energy-saving effect and a large-scale transport in air transport. There has been proposed a balloon airplane in which a gas such as gas or helium gas is taken in, a balloon portion is provided, and an occupant portion, which is a transportation space, and other necessary portions are integrated.

以下に従来技術であるスチームカタパルトと米海軍の電磁カタパルトについて概略的に説明する。ウィキペディアによれば、米海軍の電磁式カタパルトは、1本のリニアガイドを使用する。その利点および欠点は、以下の通りである。
利点
(イ)成熟した技術なので技術的・工学的な確実性がある
(ロ)原子力空母においては原子炉から得られる蒸気を流用できる
(ハ)ニミッツ・クラスのC13カタパルトだと蒸気ピストンで長さ約95mで35tの重量の機体を、250km/hrまで加速することができる。

欠点
(ニ)加速度の微調整が効かず、航空機の機体に強い加速加重を与える
(ホ)重い
(ヘ)蒸気配管をはじめ艦内各所の容積を必要とする
(ト)長いシリンダーやピストンのメンテナンスに手間がかかる
(チ)ディーゼルエンジンやガスタービンエンジンを主機として採用した空母では、カタパルトの蒸気を作る装置(ボイラー)が別途必要になる
The conventional steam catapult and the US Navy electromagnetic catapult will be briefly described below. According to Wikipedia, the US Navy's electromagnetic catapults use a single linear guide. The advantages and disadvantages are as follows.
Advantages (a) Since it is a mature technology, it has technical and engineering certainty. (b) In a nuclear-powered aircraft carrier, steam obtained from a nuclear reactor can be diverted. (c) A Nimitz-class C13 catapult has a steam piston length. An aircraft that weighs 35 tons at approximately 95 m can be accelerated to 250 km/hr.

Disadvantage (d) Fine adjustment of acceleration is not effective, and strong acceleration load is applied to the body of the aircraft. (e) Heavy (f) Requires volume of various parts in the ship including steam piping.
(G) It takes time and effort to maintain long cylinders and pistons. (H) An aircraft carrier that uses a diesel engine or gas turbine engine as a main engine requires a separate device (boiler) for producing catapult steam.

本発明者は、さらに効率的な航空機輸送を可能とするべく、特願2015−089925号明細書において、コンテナ輸送に適した新規な構成の航空機を提案した。しかしながら、農産物や海産物の輸出などをさらに効率的に行うとともに地方・離島の経済発展に寄与するためには、主要空港ではなく、より短い距離で航空機の離発着を可能とすることで、狭い土地を利用して航空機の離発着を可能とすることが必要とされていた。 In order to enable more efficient aircraft transportation, the present inventor has proposed in Japanese Patent Application No. 2015-089925 a new configuration of aircraft suitable for container transportation. However, in order to more efficiently export agricultural and marine products and contribute to the economic development of rural areas and remote islands, it is possible to take aircraft away and land at shorter distances rather than at major airports, thus reducing land space. It was necessary to use this to enable aircraft to take off and land.

特開2013−123946号公報JP, 2013-123946, A 特願2015−089925号明細書Japanese Patent Application No. 2015-089925

これまで、各種の輸送機が提案されているものの、ISO規格のコンテナを使用して一貫して陸上輸送から離発着まで、より効率が良く集荷・積載し、海外に送付することを可能とする、航空機用の装置が必要とされていた。 Although various types of transport aircraft have been proposed so far, it is possible to consistently collect and load cargo from land transportation to takeoff and landing using ISO standard containers, and send it overseas. Equipment for the aircraft was needed.

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、積載貨物中心主義で考え、商品を傷つけないことを追及し、商品に対する影響を軽減し、より効率的な貨物輸送を可能とし、地方・離島空港のより効率的な貨物輸送を可能とする、航空機用の装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the present invention considers the loading cargo centering principle, pursues not to damage the product, reduces the influence on the product, and is more efficient. It is an object of the present invention to provide a device for an aircraft, which enables various freight transportation and enables more efficient freight transportation at regional and remote island airports.

すなわち、本発明によれば、
航空機が着陸するときに減速し、航空機が離陸するときに加速する航空機用の装置であって、
滑走路の滑走路面の下、又は滑走路面の上に前記滑走路に沿って所定の間隔で配置されたリニアガイドと、
前記滑走路面の下に配置され、前記リニアガイドと協働してリニアモータを構成するシャトルと、
前記シャトルに連結され、前記滑走路面の上に露出し、対となったブライドル装置と、
前記対となったブライドル装置により前記滑走路を横断する方向に保持されたワイヤとを含み、前記所定の間隔で配置されたリニアガイドは、前記滑走路の外側から中央に向かって離陸方向に向いて狭くなる傾斜を持つように配置される、装置が提供できる。なお、離着陸の邪魔になりかねない滑走路面の上面に設置し固定するのは、多くは、非常時の仮設設置である。
That is, according to the present invention,
A device for an aircraft that decelerates when the aircraft lands and accelerates when the aircraft takes off,
Under the runway surface of the runway, or on the runway surface, linear guides arranged at predetermined intervals along the runway,
A shuttle that is arranged below the runway surface and forms a linear motor in cooperation with the linear guide,
A bridle device connected to the shuttle, exposed on the runway surface, and forming a pair;
Look including a wire which is held in a direction transverse to the runway by a bridle system became the pair, linear guides arranged at the predetermined intervals, the takeoff direction toward the center from the outside of the runway An apparatus can be provided that is arranged with a narrowing slope towards it . In most cases, temporary installation in an emergency is installed and fixed on the upper surface of the runway that may interfere with takeoff and landing.

前記リニアガイドの間に、前記航空機を加速するための加速用の第2リニアガイドが前記滑走路面の下に配置されてもよい。前記所定の間隔で配置されたリニアガイドは、前記滑走路の外側から中央に向かって離陸方向に向いて狭くなる傾斜を持つように配置することができる。 Between the linear guides, a second accelerating linear guide for accelerating the aircraft may be arranged below the runway surface. The linear guides arranged at the predetermined intervals may be arranged so as to have an inclination that narrows in the take-off direction from the outside of the runway toward the center.

前記所定の間隔で配置されたリニアガイドは、前記滑走路の延びる方向を横断する方向に延びた部分を有することができる。前記滑走路は、陸上、メガフロート、または船舶の離発着設備とすることができる。船舶の場合、飛行甲板に加え、ジェット排気の排出装置を付けて、格納庫甲板内に設置することもできる。このような形態の場合、動線が重ならないので、安全に同時に、発艦、離艦作業を行うことができる。空母着艦に成功した米無人機X47Bのような、無人機も安全に運用できる。 The linear guides arranged at the predetermined intervals may have a portion extending in a direction transverse to the extending direction of the runway. The runway may be land, a megafloat, or a takeoff/landing facility for a ship. In the case of a ship, in addition to the flight deck, a jet exhaust discharge device may be attached and installed in the hangar deck. In the case of such a form, since the flow lines do not overlap, it is possible to safely launch and depart the ship at the same time. Unmanned aerial vehicles, such as the US unmanned aerial vehicle X47B that succeeded in landing an aircraft carrier, can be operated safely.

特許文献2に開示した本実施形態の航空機100の概略的な斜視図。The schematic perspective view of the aircraft 100 of this embodiment disclosed by patent document 2. 本実施形態の航空機100の概略的な側面図。The schematic side view of the aircraft 100 of this embodiment. 本実施形態の装置が設置された離発着設備300の概略図。FIG. 3 is a schematic diagram of a take-off and landing facility 300 in which the device of this embodiment is installed. 本実施形態の装置の第2の実施形態の詳細構成を示す図。The figure which shows the detailed structure of 2nd Embodiment of the apparatus of this embodiment. 本実施形態に従い、航空機100が、着陸する際の態様を示した側面図。The side view which showed the mode at the time of the aircraft 100 landing according to this embodiment. 本実施形態で、リニアガイド360が航空機100を停止させたときの実施形態を示す図。The figure which shows an embodiment when the linear guide 360 stops the aircraft 100 in this embodiment. 本実施形態において、航空機100を離陸させる際のリニアガイド370の配置を示す図。The figure which shows arrangement|positioning of the linear guide 370 at the time of taking off the aircraft 100 in this embodiment. 図7で説明した離陸完了直後の状態を示した図。The figure which showed the state immediately after the completion of takeoff demonstrated in FIG. 本実施形態の装置の第3の実施形態を示す図。The figure which shows 3rd Embodiment of the apparatus of this embodiment. 本実施形態の装置が発生させる拘束力の概略的なプロファイルを示した図。The figure which showed the schematic profile of the restraint force which the apparatus of this embodiment produces|generates. 着陸誘導装置(ミートボール)の参考図。Reference diagram of landing guidance system (meatball). ブライドル装置440の参考図。The reference drawing of the bridle device 440. ブライドル装置440にローンチバーおよびホールドバックバー710を係合させる場合の従来例を示す図。The figure which shows the prior art example in the case of making the launch bar and the hold back bar 710 engage with the bridle device 440. 図14は、本実施形態の航空機が、空港に接近したところを示す模式図。FIG. 14 is a schematic diagram showing the aircraft of this embodiment approaching an airport. 本願出願時における磁気製品の一般的技術水準を示す刊行物。A publication showing the general state of the art of magnetic products as of the filing of this application.

100 :航空機
101 :胴体
102 :主翼
103 :水平尾翼
103a :昇降舵
104 :垂直翼
104a :方向舵
108 :垂直翼
108 :下部垂直翼
108a :方向舵
109 :可変式カナード
114、114a:主脚
201 :コンテナ
300 :離発着設備
310 :滑走路
340 :管制スペース
350 :着陸誘導装置(ミートボール)
360、370:リニアガイド
400:ワイヤ
420、430:ブライドル装置
620:シャトル
700:ローンチバー
710:ホールドバックバー
100: aircraft 101: fuselage 102: main wing 103: horizontal tail 103a: elevator 104: vertical wing 104a: rudder 108: vertical wing 108: lower vertical wing 108a: rudder 109: variable canard 114, 114a: main leg 201: container 300: Takeoff and landing equipment 310: Runway 340: Control space 350: Landing guidance device (meatball)
360, 370: Linear guide 400: Wire 420, 430: Bridle device 620: Shuttle 700: Launch bar 710: Hold back bar

以下、本発明につき、実施形態を使用して説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。図1は、特許文献2に開示した本実施形態の航空機名称YS12−CS 100の概略的な斜視図である。航空機100は、胴体101、主翼102、水平尾翼103、および垂直翼104、108、胴体101上に設置された大型ターボファンエンジン105を備える。105は胴体と燃料、制御、電力ケーブルだけが接続され、故障時の交換が短時間で終了する。 Hereinafter, the present invention will be described using embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments described below. FIG. 1 is a schematic perspective view of an aircraft name YS12-CS 100 of the present embodiment disclosed in Patent Document 2. The aircraft 100 includes a fuselage 101, a main wing 102, a horizontal stabilizer 103, and vertical wings 104 and 108, and a large turbofan engine 105 installed on the fuselage 101. The body 105 is connected only to the body, fuel, control, and power cables, and replacement at the time of failure is completed in a short time.

胴体101は、本実施形態では、離陸および着陸時の揚力を、地面効果およびコアンダ効果を利用して、大仰角を取ること無しに離陸すると共に、離着陸時の距離を許容可能な程度に低減させている。また、胴体101には、コンテナを収容するための貨物室を塞ぐための機体後部にハッチ101aが形成されている。輸送機使用者の要望に合わせ、ハッチ101aは、様々な形態、形式のものが考えられる。貨物は、トラックなどで空港まで直接輸送された後、ハッチ101aを開き、ハッチ101aに確保されたコンテナ収容室(図示せず)に直接搬入される。 In the present embodiment, the fuselage 101 uses the ground effect and the Coanda effect to lift the lift force during takeoff and landing without taking off at a large elevation angle, and reduces the distance during takeoff and landing to an acceptable level. ing. A hatch 101a is formed in the body 101 at the rear of the machine body for closing the cargo room for housing the container. The hatch 101a may have various forms and types according to the needs of the transport user. After the cargo is directly transported to the airport by a truck or the like, the hatch 101a is opened, and the cargo is directly carried into a container storage chamber (not shown) secured in the hatch 101a.

さらに本実施形態では、胴体101は、それ自体が、翼型となるように形成されており、主翼102に加えて、胴体自体でも揚力を生成するリフティングボディ方式で形成されており、離着陸時の仰角制御を行わずとも、離着陸可能とさせている。本願では中央胴体翼とも呼ぶ。これに連なるブレンディド翼の主翼を持つが全翼機に似た部分もある。なお本実施形態のコンテナは、それに限定されるわけではないが、国際ISO規格に準拠する規格の、例えば40ftコンテナを使用することができる。通常輸送の貨物として、40ftコンテナは費用が嵩む大型輸送機を使用して空輸されている。 Further, in the present embodiment, the fuselage 101 is formed so as to have a wing shape, and in addition to the main wing 102, the fuselage itself is formed by a lifting body method that generates lift, and thus, during takeoff and landing. It is possible to take off and land without performing elevation control. Also referred to as central fuselage wing in this application. It has a blended wing main wing connected to it, but also has a part similar to an all-wing aircraft. The container of the present embodiment is not limited to this, but a standard container conforming to the international ISO standard, for example, a 40 ft container can be used. As a freight for normal transportation, 40ft containers are air-shipped using large, costly carriers.

胴体101には、主翼102が取り付けされており、飛行のために必要な主翼102は、本実施形態では、その翼端は、翼端渦による吹き下ろしのために揚力減少を防止するために、ウィングレットが形成されている。 A main wing 102 is attached to the fuselage 101, and the main wing 102 necessary for flight is, in the present embodiment, its wing tip, in order to prevent a decrease in lift force due to wing down by a wing tip vortex, Winglets are formed.

また、主翼には、離着陸時の揚力を確保するために、前縁および後縁のフラップなどとして参照される高揚力装置102a、102bを備えている。大型ターボファンエンジン105への大量の流入空気が、胴体101の機首からの前部に沿って流れることによる前部コアンダ効果による揚力、高揚力装置10a、102bは、ターボファンエンジン105からの噴射ガスが、胴体101の後部に沿って流れることによる後部コアンダ効果による揚力および地面効果による揚力が不足する場合に利用される。ターボファンエンジン105として、大型のターボファンエンジンを使用する理由のひとつは、推力の方向に直交した揚力の発生は、副次的なものであり、大出力が揚力に直接置き換わるわけではないからである。しかしながら、最近まで大出力のジェットエンジンは、民間用、軍用機用とも無かった、YS12−CSは、大出力エンジンを新しい方式で活用する初の民間航空機である。軍用機においては大出力エンジンを、機動性を高めるため、翼の揚力を利用しない垂直上昇などに活用している。 Further, the main wing is provided with high lift devices 102a and 102b referred to as front and rear edge flaps and the like in order to secure lift during takeoff and landing. A large amount of inflow air into the large-sized turbofan engine 105 flows along the front part of the fuselage 101 from the nose, and the lift due to the front Coanda effect, the high lift devices 10a and 102b are injected from the turbofan engine 105. It is used when the lift force due to the rear Coanda effect due to the gas flowing along the rear part of the body 101 and the lift force due to the ground effect are insufficient. One of the reasons for using a large turbofan engine as the turbofan engine 105 is that the generation of lift force orthogonal to the direction of thrust is secondary, and large output does not directly replace lift force. is there. However, until recently, the high-power jet engine was neither for civilian use nor for military aircraft. The YS12-CS is the first commercial aircraft to utilize the high-power engine in a new method. In military aircraft, the high-power engine is used for vertical ascent, which does not use the lift of the wings, to enhance maneuverability.

本実施形態で使用することができるターボファンエンジン105は、特に限定はないが、高推力を提供することができる、トレント(登録商標)などを使用することができる。このような大型ターボファンエンジンは、燃費を稼ぐ構造上、どのエンジン製造社の製品も、直径が2.5メーター近傍であり、YS12―CSのような小さな機体が翼下に懸架することは、地面との距離が取れず、容易ではないが、本実施形態で出力が大きく燃費の優れた新時代エンジンの使用を実現した。又この懸架方式によれば、他社の異なる仕様のエンジンへの換装も、胴体の大幅な改良をせずに容易に行うことができる。 The turbofan engine 105 that can be used in this embodiment is not particularly limited, but Trent (registered trademark) or the like that can provide high thrust can be used. Such a large turbofan engine has a diameter of around 2.5 meters for products manufactured by any engine manufacturer due to its structure that increases fuel efficiency, and it is not possible for a small aircraft such as the YS12-CS to be suspended below the ground. Although it is not easy to get away from the engine, this embodiment has realized the use of a new era engine with high output and excellent fuel efficiency. Further, according to this suspension system, it is possible to easily replace the engine with another engine of a different specification from another company without significantly improving the body.

垂直翼104および垂直翼108は、航空機100のヨーイング方向の安定性を提供すると共に、航空機100の飛行方向を、可能な限り左右に傾斜させること無く変更する。この目的のため、垂直翼104には、方向舵104aが形成されている。また、下部垂直翼108にも同様の方向舵(図示せず)が形成されている。従来の飛行では、機体を傾け(バンク)させ方向を変え、飛行高度も下がるが、本願の方式では、機体を回頭(ターン)させ方向を変え、水平飛行をほぼ維持できる。従来方式より方向変更に鋭さは無い代わり、貨物に対する遠心力、向心力の影響は極小化でき好都合である。飛行機は、最初に多数実用化されたのが、レッドバロンなどに代表される戦闘機であり、その空中戦で最も重視されたのは、敵機の後方に遷位置できる機動性である。発明者は特許文献2において、輸送機に最も重視されるべき性質が貨物を傷めることがない、水平安定性であると、発見したことが重要な点である。 The vertical wings 104 and 108 provide stability in the yawing direction of the aircraft 100 and change the flight direction of the aircraft 100 without tilting left or right as much as possible. For this purpose, the vertical wing 104 is formed with a rudder 104a. A similar rudder (not shown) is also formed on the lower vertical wing 108. In the conventional flight, the aircraft is tilted (banked) to change the direction and the flight altitude is lowered, but in the method of the present application, the aircraft is turned (turned) to change the direction and almost horizontal flight can be maintained. The direction change is less sharp than the conventional method, but the effects of centrifugal force and centripetal force on the cargo can be minimized, which is convenient. Many airplanes were first put into practical use, such as Red Baron, and the most important thing in the aerial battle was maneuverability that could be relocated to the rear of the enemy aircraft. It is an important point that the inventor found in Patent Document 2 that the most important property for a transport aircraft is horizontal stability that does not damage the cargo.

なお、主翼102下部の垂直翼は、離着陸時の揚力を確保するための地面効果を効率よく揚力に利用するために形成されている。このため、垂直翼108は、巡航高度(約10000〜12000m)に達した後には、ドラッグ抵抗を低下させる目的で、主翼下部に引き込まれても良い。また、垂直翼104は、ターボファンエンジン105の尾部への高温噴射ガスによる熱損傷を回避するために、胴体101の前後軸に垂直であって、空力中心および重量中心を含む垂直軸(図示せず)に翼幅の中心が略一致するように配置される。さらに、本実施形態の航空機が、空荷で飛行する場合を考慮して、他の実施形態ではウィングレットを使用すること無く、翼面積を、約20%程度低下させることを可能とするように、主翼を可変翼として構成することができる。 The vertical wings below the main wing 102 are formed in order to efficiently use the ground effect for securing lift during takeoff and landing as lift. Therefore, the vertical wings 108 may be retracted to the lower part of the main wings for the purpose of reducing drag resistance after reaching the cruising altitude (about 10,000 to 12000 m). Further, the vertical blades 104 are perpendicular to the front-rear axis of the fuselage 101 and include a vertical axis (not shown) including the center of aerodynamics and the center of weight in order to avoid thermal damage to the tail portion of the turbofan engine 105 due to high-temperature injection gas. It is arranged so that the center of the wing width substantially coincides with (1). Furthermore, in consideration of the case where the aircraft of the present embodiment flies with an empty load, it is possible to reduce the wing area by about 20% without using a winglet in other embodiments. , The main wing can be configured as a variable wing.

さらに胴体101の後部には、水平尾翼103が形成されており、水平尾翼103は、本実施形態では、航空機100のピッチ方向の方向制御を行うと共に、巡航速度近傍(約900km/hr)において、下記式1で与えられる揚力を提供するように、最小限度で仰角を制御する。この目的で、水平尾翼103には、昇降舵103aが形成されている。なお、基本的な水平尾翼103の機能は、大きさなどは相違するものの、従来の航空機と同様である。 Further, a horizontal stabilizer 103 is formed in the rear part of the fuselage 101, and in the present embodiment, the horizontal stabilizer 103 performs direction control in the pitch direction of the aircraft 100, and near the cruise speed (about 900 km/hr), Elevation is controlled to a minimum to provide the lift given by Equation 1 below. For this purpose, the horizontal stabilizer 103 is provided with an elevator 103a. The basic function of the horizontal stabilizer 103 is the same as that of a conventional aircraft, although the size and the like are different.

胴体後部には、主エンジンとして機能するターボファンエンジン105が不調となった場合にでも、特に洋上飛行での緊急着陸が出来る最低限の推力を確保すると共に、航空機100の電力などを提供するための個々型の補助ジェットエンジン110が配置されている。ハリアーの後継機F35Bなどの垂直離着陸機に使用されている、ヨー、ピッチ安定ノズルに、水平維持用の噴射空気を提供することもできる。この補助ジェットエンジン110には、主エンジンからの排気ガスの影響が少ないエアインテーク111から作動流体として空気が供給される。さらに、補助ジェットエンジン110は推力を増加させるアフターバーナーを備えてもよい。 In the rear part of the fuselage, even when the turbofan engine 105, which functions as the main engine, malfunctions, in order to ensure the minimum thrust for emergency landing especially at sea flight, and to provide electric power for the aircraft 100. The auxiliary jet engine 110 of each type is arranged. The yaw and pitch stabilizing nozzles used in vertical take-off and landing aircraft such as the Harrier's successor F35B can also be provided with blast air for horizontal maintenance. Air is supplied to the auxiliary jet engine 110 as a working fluid from an air intake 111 that is less affected by exhaust gas from the main engine. Additionally, the auxiliary jet engine 110 may include an afterburner to increase thrust.

胴体101の前部には、操縦のための視界を確保するためのキャノピー106が上部デッキに形成され、その下部デッキには、離着陸時に地上を目視確認するための下部確認窓107が形成されていて、着陸時の地面状態を確認することが可能とされている。これによりブライドルの状態を絶えず精密に視認できる。なお、他の実施形態において、地面を確認するためのビデオカメラ、レーザー距離測定器、ミリ波調整器といったイメージングシステム、測距システムを使用することができる場合、下部確認窓107を設けること無く、イメージングシステムで置き換えることも可能である。機首部は、上部デッキ、下部デッキからなる2階建て構造である。 At the front of the fuselage 101, a canopy 106 is formed on the upper deck to secure a field of view for maneuvering, and a lower confirmation window 107 for visually confirming the ground during takeoff and landing is formed on the lower deck. It is possible to confirm the ground condition at the time of landing. This allows the condition of the bridle to be constantly and accurately viewed. In another embodiment, when an imaging system such as a video camera for checking the ground, a laser distance measuring device, a millimeter wave adjuster, or a distance measuring system can be used, the lower confirmation window 107 is not provided, It can be replaced by an imaging system. The nose has a two-story structure consisting of an upper deck and a lower deck.

また、航空機100の胴体101の前部には、離着陸時の揚力をさらに確保するため、可変式カナード109が形成されている。図1に示した実施形態では、可変式カナード109は、三角翼形状とされ、後縁には、昇降舵が形成されている。可変式カナード109は、離着陸時に機首部分の揚力を増大させて、地上で滑走している期間に、機体上部に配置されるターボファンエンジン105の推力による反作用で、機首が前のめりに下がるのを防止する。また、可変式カナード109は、特に離陸時における揚力を確保する目的で、気流を、主翼102の下部に送り込む機能も提供する。このため、本実施形態の可変式カナード109は、主翼102よりも機体下部位置に形成されることが好ましい。 In addition, a variable canard 109 is formed at the front of the fuselage 101 of the aircraft 100 in order to further secure lift during takeoff and landing. In the embodiment shown in FIG. 1, the variable canard 109 has a triangular wing shape, and an elevator is formed at the trailing edge. The variable canard 109 increases the lift force of the nose portion at the time of takeoff and landing, and during the period of gliding on the ground, the nose lowers forward due to the reaction of the thrust of the turbofan engine 105 arranged at the upper part of the aircraft. Prevent. In addition, the variable canard 109 also provides a function of sending the airflow to the lower portion of the main wing 102, in order to secure lift especially during takeoff. Therefore, it is preferable that the variable canard 109 of the present embodiment is formed at a lower position of the body than the main wing 102.

また、本実施形態の可変式カナード109は、巡航飛行中は、機首下側空間に形成された収容部に収容され、離陸・着陸時に大気速度、高度などに応じて電子制御により、適切な位置に引き出され、また昇降舵の制御が行われ、機首方向の揚力を調整している。 In addition, the variable canard 109 of the present embodiment is accommodated in the accommodation portion formed in the space under the nose during cruise flight, and is appropriately controlled by electronic control according to atmospheric speed, altitude, etc. during takeoff/landing. It is pulled out to the position and the elevator is controlled to adjust the lift force in the nose direction.

なお、本実施形態の可変式カナードは、限られた面積でできるだけ高揚力を与えること、および地面効果を最大限利用する目的で主翼下部に空気流を導入するため、後退翼の形状として示しているが、例えばSAAB(登録商標)社のヴィゲン、グリペン、またはユーロファイター・タイプの可変翼とすることができる。また、可変式カナード109には、小面積の昇降舵が形成されていることが好ましい。この昇降舵により、安定的に機首を、高出力の主エンジンであるターボファンエンジン105が発生する機首方向を下げるように作用するトルクを相殺して、安定な離陸を可能とする。ヴィゲンまたはグリペンは、地下基地より発進し、封鎖した高速道路からの運用を実施し生存性を高めている。 The variable canard of the present embodiment is shown as a swept wing shape in order to give a high lift force in a limited area as much as possible and to introduce an airflow to the lower part of the main wing in order to maximize the use of the ground effect. However, it can be, for example, a SAAB® Vigen, Gripen, or Eurofighter type variable vane. Further, the variable canard 109 is preferably formed with a small-area elevator. By this elevator, the torque that acts on the nose to lower the nose direction generated by the turbofan engine 105, which is the main engine with high output, is canceled out stably, and stable takeoff is possible. Vigen or Gripen are starting from an underground base and operating from a closed highway to improve their viability.

本実施形態の航空機100の、式(1)で計算される飛行高度12000mにおける揚力と、当該揚力を与える時の翼面積に関し、機体重量=30ton(積載時)、巡航速度=900km/hr、空気密度(12000m)=0.312kg/m、揚力係数=0.508(ボーイングB787(商標)の揚力係数)を使用して計算した。本実施形態の航空機100は、積載時重量が、コンテナ1個搭載し30tonの場合、翼面積が、59.3mあれば、高度12000mで、時速900km/hrで巡航するために必要な揚力が得られる。 Regarding the lift force of the aircraft 100 of the present embodiment at a flight altitude of 12000 m calculated by the formula (1) and the wing area when the lift force is applied, the body weight=30 ton (when loaded), the cruising speed=900 km/hr, the air density (12000m) = 0.312kg / m 2 , was calculated using the lift coefficient = 0.508 (coefficient of lift Boeing B787 (TM)). When the loaded weight of one container is 30 tons and the wing area of the aircraft 100 is 59.3 m 2 , the aircraft 100 of the present embodiment has a lift required to cruise at an altitude of 12000 m and a speed of 900 km/hr. can get.

これらの各値を、比較のため、アメリカ海軍の戦闘機F4ファントム(商標)の諸データと共に、表1に比較する。 Each of these values are compared in Table 1 for comparison with data for the US Navy fighter F4 Phantom™.

以上の通り、本発明の航空機100は、初飛行が1958年5月27日のF4ファントム戦闘機程度の諸特性を有していると言うことができる。なお、クリップドデルタ翼を持つ超音速戦闘機のF4ファントムに対し、スーパークリティカル翼を持ち最大速度が音速の0.8倍程度の要求速度である本実施形態の航空機は、離陸時に昇降舵を使用することなく、水平姿勢を保持しながらその全体から発生する揚力を使用して離陸する。 As described above, it can be said that the first flight of the aircraft 100 of the present invention has the characteristics of the F4 phantom fighter of May 27, 1958. It should be noted that the aircraft of this embodiment, which has supercritical wings and has a maximum speed of about 0.8 times the speed of sound as compared to the F4 phantom, which is a supersonic fighter with clipped delta wings, must be lifted and lowered during takeoff. Without using, take off using the lift generated from the whole while maintaining a horizontal attitude.

なお、高揚力装置の動作を考慮すること無く、上述した式(1)を使用するシミュレーションでは、離陸時失速速度は、約350km/hr(約97m/s)となるが、上記表のトレント1000程度の推力がある場合、滑走時間約80sで、離陸時失速速度を達成でき、このときに要する滑走距離は、約3800mである。ただし、この距離は、地面効果など高揚力機能による効果を加味していないので、さらに短くすることができると言える。 It should be noted that, in the simulation using the above equation (1) without considering the operation of the high lift device, the stall speed during take-off is about 350 km/hr (about 97 m/s). When the thrust is moderate, the stall speed during takeoff can be achieved in a gliding time of about 80 s, and the gliding distance required at this time is about 3800 m. However, it can be said that this distance can be further shortened because the effect of the high lift function such as the ground effect is not added.

さらに離着陸時には、航空機100の機体後部に配置した補助ジェットエンジン110の使用も可能である。なお、高揚力装置として、隙間フラップ、ファウラー・フラップ、ダブルスロッテッド・フラップ、ベネシャン・ブラインド・フラップ、折り曲げ前縁フラップ、クルーガーフラップ、スラット、境界層制御吹き出し翼などを使用することができ、これらの適正化に応じて、最低離陸速度(V2)を200km/hr〜300km/hr程度にすることもできる。 Further, at the time of takeoff and landing, it is possible to use the auxiliary jet engine 110 arranged at the rear part of the body of the aircraft 100. As the high lift device, a gap flap, a Fowler flap, a double slotted flap, a Venetian blind flap, a folding front edge flap, a Kruger flap, a slat, a boundary layer control blowing blade, etc. can be used. The minimum takeoff speed (V2) can be set to about 200 km/hr to 300 km/hr depending on the optimization of the above.

しかしながら、本実施形態の航空機YS12−CSは、上記の構成を具備しつつどちらかというと得意ではない短距離での離陸および着陸を可能とすることが好ましい。航空機では、長距離の巡航性能と短距離離着陸性能を両立させるのは、かなり困難である。この目的のため、本実施形態の航空機100は、艦載機を離陸着陸させる際の装置に学んだ独自機構を使用してその短距離離陸・着陸を行う。 However, it is preferable that the aircraft YS12-CS of the present embodiment be capable of taking off and landing in a short distance, which is not so good at it, while having the above configuration. It is quite difficult for an aircraft to achieve both long-distance cruise performance and short-distance takeoff and landing performance. For this purpose, the aircraft 100 of the present embodiment performs short-range takeoff/landing by using an original mechanism learned from a device for taking off and landing a carrier-based aircraft.

図2は、本実施形態の航空機100の概略的な側面図である。図2に示すように、胴体101は、機首から機体後部まで、断面が高度1.2万メートルで、速度M0.8に最適の翼型形状を与えており、機体自体が、揚力を生成する構成とされている、また、図2には、主翼102の下部垂直翼108が示され、下部垂直翼108に、方向舵108aが形成されているのが示されている。実施形態では、機体後部に、アレスティング・フック115が追加されている。アレスティング・フック115は、矢線Bの方向に移動し、装置の拘束部材にフックを係合させることで拘束作用を提供する。なお図2の実施形態では、アレスティング・フック115は、ロックされ、着陸態勢とされた状態が示されている。 FIG. 2 is a schematic side view of the aircraft 100 of this embodiment. As shown in FIG. 2, the fuselage 101 has a cross section from the nose to the rear of the fuselage at an altitude of 12,000 meters and gives an optimum wing shape to the speed M0.8, and the fuselage itself generates lift. The lower vertical wing 108 of the main wing 102 is shown in FIG. 2, and a rudder 108 a is formed on the lower vertical wing 108. In the embodiment, the arresting hook 115 is added to the rear part of the airframe. The arresting hook 115 moves in the direction of arrow B to provide a restraining action by engaging the hook with the restraining member of the device. In the embodiment of FIG. 2, the arresting hook 115 is shown in a locked and landing position.

航空機100は、着陸時には、従来と同様に、アレスティング・フック115を滑走路に設置した減速装置に連結させ、減速する。また、離陸時には、離陸時失速速度である約350km/hr付近にまで、加速装置を使用して加速させる。なお、航空機100としては上述したものに限定されることはなく、本実施形態に従い、短距離離着陸が要求される他の航空機にも、本実施形態の装置は適用することができることは言うまでもない。例えば、従来例として説明したF4ファントムにも適用することができる。 When landing, the aircraft 100 decelerates by connecting the arresting hook 115 to the speed reducer installed on the runway in the same manner as in the conventional case. Further, at the time of takeoff, the accelerator is used to accelerate to a stall speed of about 350 km/hr at the time of takeoff. It is needless to say that the aircraft 100 is not limited to the one described above, and the apparatus of the present embodiment can be applied to other aircraft that require short-distance takeoff and landing according to the present embodiment. For example, it can be applied to the F4 phantom described as the conventional example.

以下、本実施形態の装置について詳細に説明を行う。図3は、本実施形態の装置が設置された離発着設備300の概略図である。離発着設備300は、陸上や洋上においてメガフロートに構築することができる。また他の実施形態では、適切な離着陸機能を提供する艦船上に構築することができる。 Hereinafter, the device of the present embodiment will be described in detail. FIG. 3 is a schematic diagram of a take-off and landing facility 300 in which the device of this embodiment is installed. The takeoff and landing facility 300 can be constructed in a megafloat on land or offshore. Still other embodiments can be built on ships that provide suitable takeoff and landing capabilities.

離発着設備300には、滑走路310が設けられており、滑走路310に設置された装置を構成するリニアガイド360、370が概略的に示されている。さらに図3に示す実施形態では、離陸準備ができた航空機100が装置を構成するリニアガイド370に連結され、離陸を待機している。また滑走路の脇には、着陸した航空機100b、100dがタクシーイングにより貨物積載スペース330に移動しているのが示されている。また、すでに貨物の積載を終えた航空機100cが、次の離陸準備のため待機しているのが示されている。なお、YS12−CSは、これらの移動を電気自動車のようなタイヤの電動駆動により、自走で実施することもできる。 The takeoff/landing facility 300 is provided with a runway 310, and the linear guides 360 and 370 constituting the device installed on the runway 310 are schematically shown. Further, in the embodiment shown in FIG. 3, the aircraft 100 that is ready for takeoff is connected to the linear guide 370 that constitutes the device, and is on standby for takeoff. Also, beside the runway, landing aircraft 100b, 100d are shown moving to cargo loading space 330 by taxi. It is also shown that the aircraft 100c, which has already loaded the cargo, is waiting for the next takeoff preparation. Note that the YS12-CS can also perform these movements by self-propelling by electrically driving tires such as in an electric vehicle.

また、滑走路310の横には、管制スペース340が設置され、航空機100、100b、100cの離発着およびリニアガイド360、370の制御を行っている。滑走路310の近くには、リチウムイオン電池を搭載した高出力の移動電源380が用意されていて、リニアモータシステムを駆動するための電力を供給する。また、カタパルト・オフィサーが、離陸管制を、滑走路310の近くで行っている。 In addition, a control space 340 is installed beside the runway 310 to control the aircraft 100, 100b, 100c to take off and land and the linear guides 360, 370. A high-output mobile power supply 380 equipped with a lithium-ion battery is provided near the runway 310 and supplies electric power for driving the linear motor system. In addition, the Catapult Officer is performing takeoff control near runway 310.

さらに管制スペース340および滑走路310に隣接して、着陸誘導装置ミートボール350が設置されていて、航空機100その他の航空機の着陸を管理している。なお、図3に示す第1の実施形態では、リニアガイド360、370は、滑走路310の延びる方向に平行に設置されている。ミートボール350は航空機の運航方向が変更された場合移動が可能である。ミートボール350は、従来のものが利用でき、これを図11に参考図として添付する。 Further, a landing guidance device meatball 350 is installed adjacent to the control space 340 and the runway 310, and manages the landing of the aircraft 100 and other aircraft. In the first embodiment shown in FIG. 3, the linear guides 360 and 370 are installed parallel to the extending direction of the runway 310. The meatball 350 can move when the flight direction of the aircraft is changed. A conventional meatball 350 can be used, which is attached as a reference diagram in FIG. 11.

図3に示した実施形態では、リニアガイド360、370は、半地下構造として滑走路310の地下に形成されたリニアモータシステムで駆動されている。またリニアガイド360、370は、図示する実施形態では、リニアガイド360およびリニアガイド370として分離した構成とされている。具体的には、航空機100が離陸する際には、Launching Gearとして機能するリニアガイド370を使用して航空機100を加速する。 In the embodiment shown in FIG. 3, the linear guides 360, 370 are driven by a linear motor system formed below the runway 310 as a semi-underground structure. In the illustrated embodiment, the linear guides 360 and 370 are separated as the linear guide 360 and the linear guide 370. Specifically, when the aircraft 100 takes off, the linear guide 370 functioning as a Launching Gear is used to accelerate the aircraft 100.

一方、航空機100が着陸する際には、Arresting Gearとして機能するリニアガイド360を使用して着陸時に航空機100を拘束する。なお、他の実施形態では、リニアガイド370およびリニアガイド360は、一体として構成されても良い。また、本実施形態に従い、リニアガイド360、370の長さは、一方向からの離陸・着陸の場合には航空機100の機体長の、約5倍程度の長さ(約100m)とすることができる。しかしながら、風向などにより滑走路310に対して適切な方向に離陸・着陸することが必要とされるので、リニアガイド360、370は、滑走路310の両側にまで延びて、滑走路310の両端の構造が滑走路に沿って対称となるように構成することができる。この場合、1対のブライドル装置420、430を、着陸および離陸の両方に使用することができる。 On the other hand, when the aircraft 100 lands, the linear guide 360 that functions as an arresting gear is used to restrain the aircraft 100 during landing. It should be noted that, in other embodiments, the linear guide 370 and the linear guide 360 may be integrally configured. Further, according to the present embodiment, the lengths of the linear guides 360, 370 may be about 5 times the length of the aircraft 100 (about 100 m) in the case of takeoff/landing from one direction. it can. However, since it is necessary to take off and land in an appropriate direction with respect to the runway 310 depending on the wind direction, the linear guides 360 and 370 extend to both sides of the runway 310, and the linear guides 360 and 370 extend at both ends of the runway 310. The structure can be configured to be symmetrical along the runway. In this case, the pair of bridle devices 420, 430 can be used for both landing and takeoff.

他の実施形態では、滑走路310の端部から破線Cで示す約100m付近にまで延びた2つのセットとして、図3のリニアガイド360、370を分断し、滑走路310に対するアクセスに対して別々に動作させることができる。なお、この実施形態では、滑走路310を1本ではなく、リニアガイド360、370が分断された位置で交差する形態で2本構築することができ、さらに離発着効率を改善することが可能となる。 In another embodiment, the linear guides 360, 370 of FIG. 3 are separated into two sets extending from the end of the runway 310 to about 100 m as indicated by dashed line C, separated for access to the runway 310. Can be operated. In this embodiment, not one runway 310 but two linear guides 360, 370 can be constructed so as to intersect at a divided position, and the take-off and landing efficiency can be further improved. ..

リニアモータシステムは日本においては、着工されたJRのリニア新幹線に
使用される。何百トンもの新幹線車両を500kmで、名古屋東京間を走らせる。
これは技術的には、本願より実現難易度が高い。この事業が実施されるために、リニアモータ関連の部品の値段は大規模生産により大幅に低下する。このためEMLA1装置に2本または、3本のリニアモータを購入使用することができる。
In Japan, the linear motor system is used for the JR Shinkansen that has been started. Hundreds of tons of Shinkansen trains run 500km between Nagoya and Tokyo.
This is technically more difficult to realize than the present application. Due to the implementation of this project, the prices of parts related to linear motors will drop significantly due to large-scale production. Therefore, two or three linear motors can be purchased and used for the EMLA1 device.

図4は、本実施形態装置の第2の実施形態での、詳細構成を示す図である。図4に示す実施形態では、ブライドル装置420、430が減速装置を構成する。また、ブライドル装置440は加速装置を構成する。ブライドル装置420、430、440は、半地下に構成されたリニアガイド360、370(図示せず)により駆動されるシャトル(図示せず)に連結されている。航空機100が着陸する際には、ブライドル装置は小型ではあるが、その大半を滑走路面より下に沈降させたり、取り外すことにより、着陸への影響を少なくしたりすることも出来る。 FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration in the second embodiment of the device of this embodiment. In the embodiment shown in FIG. 4, the bridle devices 420 and 430 form a speed reducer. The bridle device 440 constitutes an accelerator. The bridle devices 420, 430, 440 are connected to a shuttle (not shown) driven by linear guides 360, 370 (not shown) constructed in a semi-underground. Although the bridle device is small when the aircraft 100 lands, most of the bridle device can be settled below the runway surface or removed to reduce the influence on the landing.

ブライドル装置440が航空機100を加速する場合、ブライドル装置440に設けられたワイヤを航空機100の前主脚の係合部に連結したり、前主脚のローンチバー(発射バー:図示せず)に連結した後、リニアモータを動作させて、シャトルと共にブライドル装置440を図左手側に向かって加速する。 When the bridle device 440 accelerates the aircraft 100, the wire provided in the bridle device 440 is connected to the engaging portion of the front main landing gear of the aircraft 100, or the launch bar (launch bar: not shown) of the front main landing gear is connected. After the connection, the linear motor is operated to accelerate the bridle device 440 together with the shuttle toward the left hand side of the figure.

なお、図12に、ブライドル装置440の例示的な構成を示す。ブライドル装置440には、例えば連結部材としてゴムリングなどを使用することができ、ゴムリングを航空機100の前輪に設けたローンチバーに連結させ、ブライドル装置440で航空機100を引っぱりながら加速する。 Note that FIG. 12 shows an exemplary configuration of the bridle device 440. For the bridle device 440, for example, a rubber ring or the like can be used as a connecting member. The rubber ring is connected to a launch bar provided on the front wheel of the aircraft 100, and the bridle device 440 accelerates while pulling the aircraft 100.

一方で、航空機100が着陸する場合には、ブライドル装置420、430およびブライドル装置420、430に両端が連結されたワイヤ400により、航空機100を減速および拘束する。ブライドル装置420、430の間の距離は、適宜設定することができるが本実施形態の航空機100の場合には、概ね15m程度とすることができる。この幅があれば、YS12−CSを含む大多数の航空機の左右の主脚が余裕で直線移動することが出来る。航空機100を拘束する場合には、航空機100に形成されたアレスティング・フック115がワイヤ400に係合し、ワイヤ400を引張り、その移動可能な位置まで移動させる。この時のワイヤ400bを図中破線で示す。 On the other hand, when the aircraft 100 lands, the aircraft 100 is decelerated and restrained by the bridle devices 420, 430 and the wires 400 connected at both ends to the bridle devices 420, 430. The distance between the bridle devices 420 and 430 can be set as appropriate, but in the case of the aircraft 100 of the present embodiment, it can be set to approximately 15 m. With this width, the left and right main landing gears of the majority of aircraft including the YS12-CS can move linearly with a margin. When restraining the aircraft 100, the arresting hook 115 formed on the aircraft 100 engages the wire 400, pulls the wire 400, and moves the wire 400 to the movable position. The wire 400b at this time is shown by a broken line in the figure.

その後、ブライドル装置420、430は、航空機100が図中左手側に移動するにつれて進行方向Rへと、併走を開始する。ブライドル装置420、430がリニアモータにより図中、右手側にブレーキ力が発生され航空機100に対して拘束力を発生させる。リニアモータが発生するべき拘束力は、ブライドル装置420、430を、所定の着陸距離で、速度を0にまで減速するに必要な程度であり、リニアモータによる電磁気的な拘束力により提供される。 After that, the bridle devices 420 and 430 start parallel running in the traveling direction R as the aircraft 100 moves to the left hand side in the drawing. The bridle devices 420, 430 generate a braking force on the right-hand side in the figure by a linear motor to generate a restraining force on the aircraft 100. The restraining force to be generated by the linear motor is the extent necessary to reduce the speed of the bridle devices 420, 430 to zero at a predetermined landing distance, and is provided by the electromagnetic restraining force of the linear motor.

本願では、以下の仮説の磁気理論に基づいたリニアガイドウェイの設計も検討する。従来から磁力については、その基本原理の解明が進んでいない。観察により磁力の作用が、限られた条件において電気に近い性状を持つことが結果としては判っているがために、様々な仮想条件を積み重ねたうえで、電気の数式を改造して予想結果を使用し実験により検証し、実際の磁力機器を製造している。図15に、本願出願時における磁力機器の技術水準を示す、平成28年3月20日付け朝日新聞掲載の記事の写しを掲載する。 The present application also considers the design of a linear guideway based on the following hypothetical magnetic theory. The basic principle of magnetic force has not been clarified so far. As a result, it is known from observation that the action of the magnetic force has a property close to that of electricity under limited conditions.Therefore, after stacking various virtual conditions, the mathematical formula of electricity is modified to obtain the expected result. It is used and verified by experiments to manufacture actual magnetic devices. FIG. 15 shows a copy of the article published in the Asahi Shimbun dated March 20, 2016, which shows the state of the art of the magnetic equipment at the time of filing the present application.

磁力について、本願発明者である白石映慈は、以下のような科学哲学を試みた。Secret Magnetic Entityという未知の粒子を仮想する。
◎SME
SMEは、磁気を帯びていない時、原子の原子核の中に存在する。
ニュートリノのようにほとんど質量を持たない、波動物質であり、粒子と波動の性質を備える。
原子が磁化されると、SMEは原子のN極より飛び出し、S極に戻る周回状態を繰り返し実行し、磁力を発生させる。原子核にもS極とN極が出来る。
Regarding magnetic force, Eiji Shiraishi, the inventor of the present application, tried the following scientific philosophy. An unknown particle called "Secret Magnetic Entity" is hypothesized.
◎SME
SMEs exist in the nucleus of an atom when it is not magnetic.
It is a wave substance with almost no mass like neutrinos, and has the properties of particles and waves.
When the atom is magnetized, the SME jumps out from the N pole of the atom and repeatedly executes the orbiting state of returning to the S pole, thereby generating a magnetic force. There are also south and north poles in the nucleus.

これは、磁石をいくら小さく分割してもS極とN極を持つことの説明になる。磁化するためのエネルギーは、電気が極めて密接な関係にあるが、核融合反応などでもよい。S極とN極は単極と限らず、複数の極になることもある。SME自体も、S極とN極を表面と中心部に切り替わりながら持ち全体の磁性としては、ほぼ中性である。その伝播する様子は、電波が概ね直進するのに対し、N極より飛び出しS極に戻る関係上、概ね曲進する。合成のベクトルのため星サイズの大きさを持つ磁石の磁力線の到達する範囲は、極めて巨大なものとなる。一番質量を持つ原子核が、錨(アンカー)のような機能を持つ位置となる、これは、磁力が強い密着力を持つ理由の説明に矛盾がない。日用品の20gしかない磁石フックが100倍近い2kgの物体を垂直面で支えているのだから。極めて巨大磁力線に情報を載せることができれば通信に利用できる。 This explains that the magnet has S and N poles no matter how small the magnet is divided. Electricity has an extremely close relationship with the energy for magnetizing, but may be a fusion reaction or the like. The S pole and the N pole are not limited to a single pole but may be a plurality of poles. The SME itself has an S pole and an N pole while switching between the surface and the center, and is almost neutral in the overall magnetism. The propagation of the electric wave is almost straight, whereas the electric wave is almost straight, but is almost curved because it jumps out from the N pole and returns to the S pole. Because of the composite vector, the reach of the magnetic field lines of a magnet having the size of a star is extremely huge. The nucleus with the most mass is the position that functions as an anchor, which is consistent with the explanation of why the magnetic force has a strong adhesion. Because the magnetic hook, which weighs only 20g of daily necessities, supports a 2kg object that is almost 100 times closer to the vertical surface. If information can be placed on the extremely large magnetic field lines, it can be used for communication.

N極から飛び出す際は、SMEのS極が反作用で、核を作っている力より打ち勝ち、S極に入る際は、SMEのN極が引力となりひかれる。原子核の中では、ニュートリノの移動のように高速で、S極からN極に移動しながら、SMEは、NからSの磁気特性に変換される。各物質の原子核に含まれるSMEの量は、ほぼ定量であり、磁気飽和が起こる原因である。磁力の強さは、SME粒子の数にほぼ比例するので、デジタルで計量する。このため、磁力は合成ベクトルとなる。 When jumping out from the N pole, the S pole of the SME overcomes the force forming the nucleus by reaction, and when entering the S pole, the N pole of the SME is attracted and attracted. In the nucleus, the SME is converted to the magnetic property of N to S while moving from the S pole to the N pole at a high speed like the movement of neutrino. The amount of SME contained in the atomic nuclei of each substance is almost quantitative and is the cause of magnetic saturation. Since the strength of the magnetic force is almost proportional to the number of SME particles, it is digitally measured. Therefore, the magnetic force is a composite vector.

原子核が磁性を帯びると、その影響を減殺するために、既知の事実であるが、原子核の周囲に雲状で存在する電子のスピン量も変化する。磁力が無くなるとは、SMEが原子核に戻った状態である。閉鎖空間では、長い時間をかけて、磁力は暫減する。しかし現実の空間には、各種電磁波が飛び交っているため、この雰囲気エネルギーを得ることにより、SMEは周回を続ける。温度が高くなると原子核内の構成素粒子の振動が大きくなるため、さしもの微小なSMEもS極から、N極まで通り抜けられなくなり、磁力は消滅する。 When the nucleus becomes magnetized, it is a known fact that the spin amount of electrons existing in a cloud around the nucleus also changes in order to reduce the effect. The disappearance of the magnetic force is a state in which the SME has returned to the nucleus. In a closed space, the magnetic force temporarily decreases over a long period of time. However, since various electromagnetic waves fly around in the actual space, the SME continues to orbit by obtaining this atmospheric energy. As the temperature rises, the vibration of constituent particles in the nucleus increases, so that even a very small SME cannot pass from the S pole to the N pole, and the magnetic force disappears.

磁気シールドは可能だが、ニュートリノのようにSMEの完全な絶縁はできない。似たような現象は顕著ではないが、ほぼ全ての原子にあり、磁力を発生するSME意外のもので、GSMEと名付ける。この微細現象の実証や確認は、大変である、出来れば原子単体1個、又は磁性体分子単体1個の詳細な観測が求められるからである。 Magnetic shielding is possible, but SMEs cannot be completely insulated like neutrinos. Although a similar phenomenon is not remarkable, it is present in almost all the atoms and is not the SME that generates a magnetic force, and is named GSME. It is difficult to verify or confirm this fine phenomenon, because if possible, detailed observation of one atom alone or one magnetic substance molecule alone is required.

SMEもニュートリノのような波動粒子であり、計測は困難だろう。専用の測定装置を開発し、原子単体の、磁力を捉えたいものである。最近では、スプリング8や、セルン(CERN)などの、高エネルギーを投入出来る粒子物理学の装置が長速の進歩を遂げており、本SME理論の検証が期待できる。
現在の科学界の流行では、これらの巨大予算と多くの科学者が参加している施設は、陽子、中性子など素粒子研究での利用が主である。はるかに大きな原子核の研究であるSMEは、逆に専用測定装置を開発すれば可能である。
SME is also a wave particle like neutrino, and it will be difficult to measure. We would like to develop a dedicated measuring device to capture the magnetic force of a single atom. Recently, the apparatus for particle physics that can input high energy such as the spring 8 and the CERN has made rapid progress, and the verification of this SME theory can be expected.
In the current fashion of the scientific community, these huge budgets and facilities where many scientists participate are mainly used for the study of elementary particles such as protons and neutrons. On the contrary, SME, which is a study of a much larger nucleus, can be done by developing a dedicated measuring device.

工事が始まったリニア中央新幹線で使用するリニアモーターカーの主要駆動方法として、磁力は導入されるが、装置の設計、製造の多くは、実験による検証を下に進められており、磁力の基本原理はあまり研究されていない。基本原理を研究すれば、以下のような利益が期待できる。
(1)鉄に代表される使用磁性体の開発効率が向上する。
(2)超伝導リニアは、在来型の新幹線より、必要電力が何倍も大きいが、これを削減できるかもしれない。
(3)又、磁石の発熱を必要最低限に抑える設計が可能となる。これは、冷却装置を小型化し、ヘリウムの使用量を減らし、希少金属の使用量を減らし、総費用を削減する。
(4)大量の人命がかかる営業運転時の安全性を高めることが出来る。
一番大事故に直結しやすいクエンチ現象の抑制も達成できるだろう。コイル線を巻かないコイルの製造も目標となる。培った技術は、多方面として、電動自動車のステーターに直ぐに利用可能である。
Magnetic force is introduced as the main driving method for the linear motor car used in the Linear Chuo Shinkansen, where construction has begun, but much of the design and manufacturing of the device is being conducted based on experimental verification. Is not well studied. By studying the basic principles, the following benefits can be expected.
(1) The development efficiency of the magnetic material used represented by iron is improved.
(2) Superconducting linear requires many times more power than conventional Shinkansen, but this may be reduced.
(3) Further, it is possible to design the magnet so that the heat generation of the magnet is minimized. This downsizes the cooling system, reduces helium usage, reduces rare metal usage, and reduces total cost.
(4) It is possible to improve safety during business operation, which requires a large amount of human life.
Suppression of the quench phenomenon, which is most likely to be directly linked to the largest accident, will be achieved. The goal is to manufacture coils that do not have coil wire wound. The cultivated technology can be used in many ways immediately for the stator of electric vehicles.

以上今回甚だ稚拙ではあるが、本理論を提示することにより、現在はあまり活発とは思えない磁力の本質の研究が促進される。中国人は磁石が南北を向くことを発見したのであって、地磁気があることに気付いたわけではない。地球が磁石であることを初めて唱えた、つまり地磁気が存在することを発見したのはイギリスのギルバートである。資料のごとく、KS鋼や、大東亜戦争後に、ネオジム磁石等、多くの強力な磁性体を発明し実用化したのは、我が日本人の先達である。 As mentioned above, the present theory, though very tedious, promotes research on the essence of magnetic force, which is not currently very active. The Chinese discovered that the magnet faces north and south, not the magnetic field. It was Gilbert, England who first proclaimed that the earth is a magnet, that is, it discovered that geomagnetism exists. As you can see, it was the Japanese people who invented and put into practical use many powerful magnetic materials such as KS steel and Neodymium magnets after the Great East Asia War.

航空機100を加速する場合には、設定された離陸位置まで航空機100をタクシーイングして、ブライドル装置440の連結部材に航空機100をセットする。その後、ターボファンエンジン105の出力を上昇させて行き、リニアモータを動作させると同時にブレーキを解除し、ホールドバックバー710が分断して射出が開始される。ブライドル装置440を図中、左手側へと走行させることで、航空機100を離陸時失速速度近くまで加速し、停止する。ブライドル装置440の連結装置は、停止した時点で航空機100の前主脚から脱離し、その後航空機100は、そのターボファンエンジン105の推力を使用して飛行を続ける。 When accelerating the aircraft 100, the aircraft 100 is taxied to the set takeoff position, and the aircraft 100 is set on the connecting member of the bridle device 440. After that, the output of the turbofan engine 105 is increased, the linear motor is operated, the brake is released at the same time, the holdback bar 710 is divided, and injection is started. By driving the bridle device 440 to the left-hand side in the figure, the aircraft 100 is accelerated to a speed near the stall speed at takeoff and stopped. When the bridle device 440 is stopped, it disengages from the front main landing gear of the aircraft 100, and then the aircraft 100 continues to fly using the thrust of its turbofan engine 105.

本願のこのような装置をEMLA、Electro Magnetic Landing Arresting equipment of Aircraftsと呼称する。既存のスチームカタパルトを使用した離陸では、リリースとテイクオフは同時発生するためパイロットには地上の滑走運転から空中の操縦への機敏な切り替え動作が求められる、本願の方式では、エアボーン後にリリースすることができる、この場合機体が既に空中で飛行しているため滑走運転から空中操縦への切り替え動作が既に終了し、パイロットはリリース時には操縦しているため、離陸時に多い事故を少なくすることができる。 Such a device of the present application is referred to as EMLA, Electro Magnetic Landing Arresting equipment of Aircrafts. In takeoff using an existing steam catapult, release and takeoff occur at the same time, so the pilot is required to perform agile switching operation from gliding operation on the ground to maneuvering in the air.In the method of the present application, release can be done after airborne. Yes, in this case, since the aircraft is already flying in the air, the switching operation from gliding operation to aerial operation has already been completed, and the pilot is operating at the time of release, so it is possible to reduce many accidents during takeoff.

なお、図4中、リニアガイド360、370は、図中左手側に向かって、滑走路中心方向に傾斜して設置されているものとして示す。これは、アレスティング・フック115がワイヤ400に最初に係合した場合、ワイヤ400の方向に主要な力が加えられる。そして、リニアガイド360を傾斜させておくことで、この力を進行方向Rに分散させ、停止しているブライドル装置420、430および各シャトルの移動開始をスムースに行うためである。 Note that, in FIG. 4, the linear guides 360 and 370 are shown as being installed so as to incline toward the center of the runway toward the left-hand side in the drawing. This means that when the arresting hook 115 first engages the wire 400, a major force is applied in the direction of the wire 400. By inclining the linear guide 360, this force is dispersed in the traveling direction R, and the bridle devices 420, 430 and the shuttles that are stopped can be smoothly started.

なお、本実施形態では、説明の下便宜上、離陸着陸を同一方向から行うものとして説明したが、他の実施形態では、滑走路に沿って対称の形状にリニアガイドを設置することで、絶えず機首に当たる風を理想的な向かい風とできる、滑走路のどちらからでも離発着できる構成とすることができる。 In the present embodiment, for convenience of description, it has been described that the takeoff and landing is performed from the same direction, but in other embodiments, the linear guides are installed in a symmetrical shape along the runway, so that the aircraft can be continuously operated. The wind that hits the neck can be an ideal headwind, and it can be configured to take off and land from either of the runways.

図5は、本実施形態に従い、航空機100が、着陸する際の態様を示した側面図である。航空機100は、本実施形態に従い、ほとんど水平だが、ワイヤに引っかからないだけ前脚を上げた低仰角で滑走路面500に進入し主脚が設置滑走する。侵入後、アレスティング・フック115を、ワイヤ540に連結されたワイヤ530に係合させる。ワイヤ530は滑走路面より約10cm浮いて張られている。 FIG. 5 is a side view showing an aspect when the aircraft 100 lands according to the present embodiment. According to the present embodiment, the aircraft 100 is almost horizontal, but enters the runway surface 500 at a low elevation angle in which the front leg is raised so as not to be caught by the wire, and the main landing gear slides. After entry, the arresting hook 115 engages the wire 530 that is connected to the wire 540. The wire 530 is suspended about 10 cm above the runway surface.

ランディングの進行方向Rに向かって所定以上の力が加えられたことを検知したブライドル装置430またはシャトル520は、まず瞬間的に進行方向にブライドルを動かし、係合時の機体、ワイヤへの衝撃を最小とする。これは、落下する卵を受け止める手の動きに例えることができる。リニアモータの制御装置に電力供給を通知し、進行方向Rとは反対の方向に拘束力を生じさせる。瞬時に、最小限の拘束力を生じさせるので、航空機100の進行が、例えば航空母艦に着艦する際のように過大な拘束力が短時間に作用することが防止される。 The bridle device 430 or the shuttle 520, which has detected that a predetermined amount of force or more has been applied in the traveling direction R of the landing, first momentarily moves the bridle in the traveling direction to prevent impact on the machine body and the wire at the time of engagement. The minimum. This can be likened to the movement of a hand that catches a falling egg. The controller of the linear motor is notified of the power supply, and a restraining force is generated in the direction opposite to the traveling direction R. Since the minimum binding force is generated instantaneously, the progress of the aircraft 100 is prevented from being exerted in a short time due to an excessive binding force such as when landing on an aircraft carrier.

なお図5中、説明の明確さのため、ブライドル装置430の寸法を実際より大きく示している。実際の大きさは、画像に示した本願より受ける衝撃が大きいスチームカタパルト用ブライドルより小型のものとなる。また、ブライドルの幅は、前輪の2本タイヤの隙間距離より小さく、真ん中に挟みこまれる。その後、シャトル520は、滑走路面500からみて半地下に設置されたリニアガイド510を滑走しながら、設定された拘束力で航空機を減速させてゆき、所定の着陸距離で航空機100を停止させている。 It should be noted that in FIG. 5, the size of the bridle device 430 is shown to be larger than the actual size for clarity of explanation. The actual size is smaller than that of the steam catapult bridle, which has a larger impact than the present application shown in the image. Moreover, the width of the bridle is smaller than the gap distance between the two tires of the front wheels, and the bridle is sandwiched in the middle. After that, the shuttle 520 decelerates the aircraft with the set restraining force while sliding the linear guide 510 installed in the semi-underground as viewed from the runway surface 500, and stops the aircraft 100 at a predetermined landing distance. ..

図6は、本実施形態で、リニアガイド360が航空機100を停止させたときの実施形態を示す。航空機100は、リニアガイド360の作用により、着陸距離ALで停止する。着陸距離は、両方のリニアモータが発生する合成された拘束力をF、それにより発生する減速加速度をa、停止までの時間をt、航空機100の着陸速度をVとして下記式(2)で与えられる。 FIG. 6 shows an embodiment when the linear guide 360 stops the aircraft 100 in the present embodiment. The aircraft 100 stops at the landing distance AL due to the action of the linear guide 360. The landing distance is given by the following formula (2), where F is the combined restraining force generated by both linear motors, a is the deceleration acceleration generated by it, t is the time to stop, and V is the landing speed of the aircraft 100. Be done.

着陸距離ALは、滑走路310の態様により適宜変更することができ、また航空機100の着陸速度Vによっても変動するが、これらを考慮して適切な加速度aを発生することができるように電磁気力を制御することができる。なお上記式(2)では、ブライドル装置420の初速を無視した。 The landing distance AL can be appropriately changed depending on the mode of the runway 310 and also varies depending on the landing speed V of the aircraft 100, but in consideration of these, an electromagnetic force is generated so that an appropriate acceleration a can be generated. Can be controlled. In the above formula (2), the initial speed of the bridle device 420 is ignored.

逆に上記式(2)は、ブライドル装置420の初速を含まないので、そのまま離陸時に、航空機100を、最低離陸速度(V2)である200km/hr〜300km/hr程度に、約100mで加速するために要求される電磁気力を計算するためにも用いることができる。この際、Vを最低離陸速度と読み替え、aを加速度と読み替え、tを、最低離陸速度まで加速するための時間としALを離陸距=約100mとすれば良い。上記式に従い、供給する電流量を制御システム(図示せず)により制御すれば良い。 On the contrary, since the above equation (2) does not include the initial speed of the bridle device 420, the aircraft 100 is accelerated at the time of take-off as it is to the minimum take-off speed (V2) of about 200 km/hr to 300 km/hr at about 100 m. It can also be used to calculate the electromagnetic force required for At this time, V is read as the minimum takeoff speed, a is read as acceleration, t is the time for accelerating to the minimum takeoff speed, and AL is taken off distance=about 100 m. According to the above equation, the amount of current supplied may be controlled by a control system (not shown).

図7は、本実施形態において、航空機100を離陸させる際のリニアガイド370の配置を示す図である。なお、ブライドル装置440は、滑走路310の中央部分に配置されている。そしてブライドル装置440は、そのワイヤ630を画像の如く航空機100の前主脚に形成したローンチバー700に着脱自在に連結している。航空機100が離陸する場合、航空機100はそのターボファンエンジン105を概ね最大出力付近にまで高め、ローンチバー700と、主脚のブレーキ、およびホールドバックバー710からの引っぱり張力により、停止している状態である。 FIG. 7 is a diagram showing the arrangement of the linear guides 370 when the aircraft 100 is taking off in the present embodiment. The bridle device 440 is arranged at the center of the runway 310. The bridle device 440 has the wire 630 detachably connected to the launch bar 700 formed on the front main landing gear of the aircraft 100 as shown in the image. When the aircraft 100 takes off, the aircraft 100 raises its turbofan engine 105 to about the maximum output, and is stopped by the launch bar 700, the brake of the main landing gear, and the pulling tension from the holdback bar 710. Is.

図7に示した実施形態では、ワイヤ630により加速する実施形態として説明するコンテキストに従い、ローンチバー700は、フック形状であるものとして記載する。しかしながら、滑走路31の中央部に射出用のリニアガイド370を設置する実施形態では、従来の艦載機に設置されるローンチバーの形状とし、これを、図13に示すように、ホールドバックバー710により後方からテンションをかけて航空機100を引き留めておく構成を採用することができる。 In the embodiment shown in FIG. 7, launch bar 700 is described as being hook-shaped, in the context of the described embodiment of accelerating with wire 630. However, in the embodiment in which the linear guide 370 for injection is installed in the central portion of the runway 31, the shape of a launch bar installed in a conventional carrier-based aircraft is adopted, and this is used as a holdback bar 710 as shown in FIG. Thus, a configuration in which tension is applied from the rear to hold the aircraft 100 can be adopted.

この状態でリニアモータが駆動され、シャトル620がブライドル装置440と共に離陸方向Tの方向に滑走を開始する。これに伴って航空機100が加速され、所定の離陸時失速速度付近で、シャトル620は停止する。ワイヤ630は、航空機の移動につれて航空機100の前主脚から離脱し、ホールドバックバー710を切り離して、航空機100は、充分な推力を得たターボファンエンジン105の推力を使用して上昇し、離陸を完了する。 In this state, the linear motor is driven, and the shuttle 620 starts gliding in the takeoff direction T together with the bridle device 440. Accompanying this, aircraft 100 is accelerated, and shuttle 620 stops at a predetermined takeoff stall speed. The wire 630 disengages from the front main landing gear of the aircraft 100 as the aircraft moves, disconnects the holdback bar 710, and the aircraft 100 rises using the thrust of the turbofan engine 105 with sufficient thrust to take off. To complete.

図8は、図7で説明した離陸完了直後の状態を示した図である。航空機100は、本実施形態に従い、低仰角で離陸を完了する。ワイヤ630は、航空機100から離脱し、シャトル620、ブライドル装置440と共に停止しているのが示されている。なお、離着陸時、航空機100の機首部分に配置された可変式カナード109は、機首上げの方向に向いたトルクを発生させており、ターボファンエンジン105が発生する大推力による機首下げ方向のトルクを相殺している。 FIG. 8 is a diagram showing a state immediately after the completion of takeoff described in FIG. 7. The aircraft 100 completes takeoff at a low elevation angle according to this embodiment. Wire 630 is shown to have exited aircraft 100 and stopped with shuttle 620 and bridle device 440. During takeoff and landing, the variable canard 109 arranged at the nose portion of the aircraft 100 generates torque that is directed in the nose-up direction, and the nose-down direction due to the large thrust generated by the turbofan engine 105. Offset the torque.

図9は、本実施形態の装置の第3の実施形態を示す。第3の実施形態のリニアガイド360は、減速装置および加速装置の機能を同一の構成で提供する態様である。図9に示す実施形態では、リニアガイド360は、紙面左手側において、滑走路310の外側へと偏向されている。ブライドル装置420、430は、拘束機能を提供する場合には、滑走路310の外側の位置に配置され、その間にワイヤ400を保持している。航空機100が着陸し、アレスティング・フック115がワイヤ400を捉えたとき、ワイヤ400の発生する引張力は、主としてブライドル装置420、430を滑走路310の中央に引き寄せる力を発生させる。 FIG. 9 shows a third embodiment of the device of this embodiment. The linear guide 360 of the third embodiment is an aspect that provides the functions of the speed reducer and the accelerator with the same configuration. In the embodiment shown in FIG. 9, the linear guide 360 is deflected to the outside of the runway 310 on the left-hand side of the paper. The bridle devices 420, 430 are positioned external to the runway 310 and hold the wire 400 in between when providing a restraining function. When the aircraft 100 lands and the arresting hook 115 catches the wire 400, the tensile force generated by the wire 400 mainly generates a force that pulls the bridle devices 420, 430 toward the center of the runway 310.

その期間、ワイヤ400は、航空機100により引っ張られ、仮想線900のように沿った位置410に変位する。それと同時にブライドル装置420、430をリニアガイド360の滑走路310に平行な領域まで移動させる。この間、リニアモータは、ブライドル装置420、430を浮上させる機能を提供する。このため、この期間のブライドル装置420、430の運動には無駄なドラッグが発生することはない。 During that time, the wire 400 is pulled by the aircraft 100 and displaced to a position 410 along an imaginary line 900. At the same time, the bridle devices 420 and 430 are moved to a region parallel to the runway 310 of the linear guide 360. During this time, the linear motor provides a function of levitating the bridle devices 420 and 430. Therefore, no unnecessary drag occurs during the movement of the bridle devices 420 and 430 during this period.

ブライドル装置420、430がリニアガイド360の滑走路310に平行な領域まで移動した後、リニアモータにより、ブライドル装置420a、430aに対して紙面左手側に移動させるように拘束力を発生させる。この後、航空機100は、式(2)で示した着陸距離AL進行して停止する。着陸、又は離陸する航空機が、ふたつのガイドウェイの中間部分を真っ直ぐ進行できるように、瞬時にリニアモータの加速度を、左右別々に正方向のみならず、逆方向にも制御する。これは、両手で持った紐で、物を真っ直ぐ引き寄せる時に、微妙に左右の手の引く力を調節しながら引き寄せる動作に似ている。 After the bridle devices 420 and 430 have moved to a region parallel to the runway 310 of the linear guide 360, a restraining force is generated by the linear motor so as to move the bridle devices 420a and 430a to the left hand side of the drawing. After that, the aircraft 100 advances by the landing distance AL shown in the equation (2) and then stops. The acceleration of the linear motor is instantaneously controlled not only in the forward direction but also in the reverse direction so that the aircraft landing or taking off can proceed straight through the middle portion of the two guideways. This is similar to pulling an object straight with a string held by both hands while slightly adjusting the pulling force of the left and right hands.

一方、第3の実施形態を加速装置、すなわちランチャーとして機能させる場合、まず、ブライドル装置420a、430aの位置に移動させ、これを離陸待機位置とする。その後、ワイヤ400を航空機100にセットし、リニアモータを起動してブライドル装置420a、430aを、紙面左手側に高速で移動させることで、航空機100の離陸を可能としている。なお、この時、ワイヤ400は、410aの位置とされ、ワイヤ400の頂点に航空機100のローンチバー700が連結される。 On the other hand, when the third embodiment is made to function as an accelerator, that is, a launcher, first, the bridle devices 420a and 430a are moved to the positions, and the take-off standby position is set. After that, the wire 400 is set on the aircraft 100, the linear motor is activated, and the bridle devices 420a and 430a are moved to the left side of the drawing at high speed, thereby enabling the aircraft 100 to take off. At this time, the wire 400 is at the position of 410 a, and the launch bar 700 of the aircraft 100 is connected to the apex of the wire 400.

第3の実施形態では、加減速機能を最小限の装置構成で可能とするとともに、航空機100の着陸時の力を有効利用して、ブライドル装置420、430のスムースな移動を可能とする。さらに、ブライドル装置420、430の設置位置を変えるだけでランチャーとしても動作させることができるので、より効率的な離着陸用装置を提供することができる。離陸と着陸で異なる装置を使用するより、保守点検が安く、容易となる。保管場所に苦労する船舶では、部品の共用化のメリットはきわめて大きい。なお、滑走路310を横切る角度は、垂直には限定されず、本実施形態の作用効果を奏する限り、角度に限定はない。 In the third embodiment, the acceleration/deceleration function is possible with the minimum device configuration, and the bridging devices 420 and 430 can be smoothly moved by effectively utilizing the force at the time of landing of the aircraft 100. Furthermore, since it can be operated as a launcher by simply changing the installation positions of the bridle devices 420 and 430, it is possible to provide a more efficient take-off and landing device. Maintenance and inspection is cheaper and easier than using different devices for takeoff and landing. The advantage of sharing parts is extremely large for ships that have difficulty in storage. The angle across the runway 310 is not limited to a vertical angle, and the angle is not limited as long as the effects of this embodiment are exhibited.

図10は、本実施形態の装置が発生させる拘束力の概略的なプロファイルを示した図である。縦軸に拘束力(任意単位)および横軸に時間(任意単位)とした。図10に示されるように、フッキングした瞬間には、衝撃を吸収するように動き拘束力は弱いが、リニアモータが本格的に動作すると、時間的ラグなく、拘束力が立ち上がり、以後、ランディングの期間中、設定した拘束力が維持される。航空機100が停止した後、またはリニアモータを駆動する電流値が低下し始めた段階で、リニアモータの動作を停止し、航空機100の制動力による停止を可能とする。 FIG. 10 is a diagram showing a schematic profile of the binding force generated by the device of this embodiment. The vertical axis represents binding force (arbitrary unit) and the horizontal axis represents time (arbitrary unit). As shown in FIG. 10, at the moment of hooking, the movement restraint force is weak so as to absorb the impact, but when the linear motor operates in earnest, the restraint force rises without a time lag, and thereafter the landing During the period, the set binding force is maintained. After the aircraft 100 has stopped, or when the current value for driving the linear motor begins to decrease, the operation of the linear motor is stopped, and the stopping by the braking force of the aircraft 100 is possible.

また、破線で示した拘束力の立ち上がりプロファイルは、第2実施形態の装置のものであり、ブライドル装置420、430が滑走路310の中央方向に移動するまでの期間、実質的に拘束力は発生しない。そのかわり、この期間は、ワイヤ400がアレスティング・フック115により自由に引き延ばされる。このため、例えば航空機100が滑走路310の中央に着陸しなかった場合にでも、ブライドル装置420、430の位置に応じて均等な拘束力を提供することが可能となる。 The rising profile of the binding force shown by the broken line is for the device of the second embodiment, and the binding force is substantially generated during the period until the bridle devices 420, 430 move toward the center of the runway 310. do not do. Instead, the wire 400 is freely stretched by the arresting hook 115 during this period. Therefore, for example, even when the aircraft 100 does not land on the center of the runway 310, it is possible to provide a uniform restraining force according to the positions of the bridle devices 420 and 430.

米軍の新型着艦装置と本願のEMLAの違いは、米軍の新型着艦装置AAGは、
水流ブレーキを使用するが、本願EMLAはリニアモータで、新幹線のように停止する。リニア新幹線のブレーキでは、通常運行時は、リニアモータを発電機として運動エネルギーから電気エネルギーに変換する回生ブレーキが使用される。
また回生ブレーキが故障した場合に備え、地上コイルを短絡させて制動力を得る発電ブレーキも用意されている。
The difference between the new US Army landing gear and the EMLA of the present application is that the new US Army landing gear AAG
The water flow brake is used, but the EMLA of the present application is a linear motor that stops like a bullet train. In the case of the brake of the Linear Shinkansen, a regenerative brake that converts kinetic energy into electric energy by using a linear motor as a generator is used during normal operation.
In addition, in case of failure of the regenerative brake, there is also a dynamic brake that short-circuits the ground coil to obtain braking force.

さらに500km/hからの緊急停止や回生ブレーキや発電ブレーキが不能となった場合でも制動力を確保するために3系統のブレーキ装置が車両側に用意されている。米軍の新型着艦装置と本願EMLAの違いは、米軍の新型着艦装置AAGは、甲板に、9°の斜め後方より降下し、一点に着艦するが、本願EMLAは、正対で、ほぼ平行に進入し、まず主脚が滑走して面で着艦するため、大分操縦の難易度が下がる。 In addition, three systems of braking devices are provided on the vehicle side in order to secure the braking force even when an emergency stop from 500 km/h, regenerative braking, or power generation braking is disabled. The difference between the new US Army landing gear and the EMLA of the present application is that the new US Army landing gear AAG descends diagonally from the rear of the deck by 9° and landed at a single point, but the EMLA of the present application is directly facing. , Entered almost in parallel, the main landing gears glide and land on the surface first, which reduces the difficulty of manipulating Oita.

なお、本実施形態の装置を、超電導磁石を使用したリニアガイドを使用する場合、リニアガイドウェイでの、クエンチ現象の発生を抑止するために、本願出願人の特許技術(特許第5852779号)である電源位相調整機構を設け、電源の位相を、制御することもできる。さらに、複数のリニアガイドを、複数並列に形成し、集中離陸オペレーションを行うことで、効率的な離着陸を行うこともできる。大量生産により、EMLAの装置値段が劇的に低下した場合、多数のEMLAを飛行場に設置することにより、電力が供給できれば、航空機の離陸、着陸密度を劇的に向上できる。 In addition, when the apparatus of the present embodiment uses a linear guide using a superconducting magnet, in order to suppress the occurrence of the quench phenomenon in the linear guideway, the patent technique of the applicant of the present application (Japanese Patent No. 5852779) is used. It is also possible to provide a certain power supply phase adjustment mechanism and control the phase of the power supply. Further, by forming a plurality of linear guides in parallel and performing a concentrated takeoff operation, it is possible to perform efficient takeoff and landing. If the equipment price of EMLA is drastically reduced due to mass production, the takeoff and landing density of the aircraft can be dramatically improved if a large number of EMLAs can be installed at the airfield to supply electric power.

例えば、1000mの滑走路に、間隔を空けて、長さ100mのEMLAを5個設置すれば、離陸時は、風上側より順番に次々離陸が可能となり、着陸時は、風下側より順番に次々と着陸が可能となる。YS12は、全高が8mと低いので、離陸時は、先に出発した機体が離陸に失敗し、さらに滑走路から避難しなくとも、後続機は飛び越して離陸できる。着離の場合は、先に風下に着陸した機体の上を飛び越してから着陸することも可能である。EMLAの装置値段がさらに劇的に低下した場合、EMLAを横に並べれば、さらに多くの機体を同時に離陸させることが可能となる。上空から見ると、ピアノの鍵盤のように見えるだろう。緊急発進専用なら、軸線中心のガイドウェイが並ぶことになる。 For example, if you install 5 EMLAs with a length of 100m on a runway of 1000m at intervals, you can take off one after another from the leeward side during takeoff, and from the leeward side during landing. And landing is possible. Since the YS12 has a low height of 8 m, the aircraft that started earlier fails to take off at the time of takeoff, and the following aircraft can jump over and take off without evacuating from the runway. In the case of landing or landing, it is possible to jump over the aircraft that landed leeward before landing. If the equipment price of EMLA has dropped more dramatically, side-by-side EMLA will allow more aircraft to take off at the same time. Seen from above, it looks like a piano keyboard. For emergency start only, guideways centered on the axis line up.

なお、本実施形態のリニアガイドは、半地下構造なので、地上に露出するブライドル装置420a、430aを撤去するか、またはランディング位置から外れた位置に退避させておくことで、通常の航空機の離着陸に影響を与えることなく、本願形式の航空機の他、通常の旅客機の離着陸を行うことが可能となる。 Since the linear guide of the present embodiment has a semi-underground structure, by removing the bridle devices 420a and 430a exposed on the ground or retracting the bridle devices 420a and 430a to a position away from the landing position, it is possible to perform normal aircraft takeoff and landing. It is possible to take off and land on a normal passenger aircraft in addition to the aircraft of the present application without affecting.

また、本願は、2本又は3本のリニアモータを使用する。電磁式カタパルトのガイドウェイは、強力な磁場を発生させるが、本願は、機体の胴体より、8m近く外側に向かって離れているので、米海軍のEMALSより、機体搭載電子機器へのEMPの影響を小さくすることができる。本願の利点および欠点は、以下の通り纏めることができる。 Further, the present application uses two or three linear motors. The guideway of the electromagnetic catapult generates a strong magnetic field, but this application is closer to the outside by about 8m from the fuselage of the fuselage, so the US Navy's EMALS has the effect of EMP on the electronic equipment onboard the aircraft. Can be made smaller. The advantages and disadvantages of the present application can be summarized as follows.

利点
(イ)航空機に与える加速度を適切にコントロール出来るので無理な荷重を機体にかけない
(ロ)蒸気式に比べて滑走距離を短く出来る可能性がある
(ハ)比較的軽い
(ニ)コンパクト
(ホ)メンテナンスが簡単
(ヘ)蒸気発生装置(ボイラー)、蒸気配管がいらない
(ト)効率性が高い、長寿命
欠点
(チ)電源が故障すれば使用できない
(リ)消費する大電力に応じた発電設備が必要
Advantages (a) Acceleration applied to the aircraft can be controlled appropriately, so that no excessive load is applied to the aircraft (b) There is a possibility that the running distance can be shortened compared to the steam type (c) Relatively light (d) Compact ) Easy maintenance (f) Steam generator (boiler), no steam piping required
(G) High efficiency, long life defect (H) Cannot be used if power supply fails (L) Need power generation facility according to large power consumed

図14は、本実施形態の航空機が、空港に接近したところを示す模式図である。航空機は、本実施形態に従い機体後部からアレスティング・フックを伸ばし、図9に示すブライドル装置420、430に保持されたワイヤ400にアレスティング・フックをひっかける準備が完了している。航空機がランディングし、アレスティング・フックをワイヤ400にひっかけると、ブライドル装置420、430は、図9のリニアガイド360の滑走路310に平行な領域まで移動した後、リニアモータにより、ブライドル装置420a、430aに対して紙面左手側に移動させるように拘束力を発生させる。この後、航空機100は、式(2)で示した着陸距離AL進行して停止する FIG. 14 is a schematic diagram showing the aircraft of this embodiment approaching the airport. The aircraft is ready to stretch the arresting hook from the rear of the fuselage according to this embodiment and hook the arresting hook on the wire 400 held by the bridle devices 420, 430 shown in FIG. When the aircraft landes and hooks the arresting hook on the wire 400, the bridle devices 420, 430 move to a region parallel to the runway 310 of the linear guide 360 of FIG. A restraining force is generated so as to move it to the left-hand side of the drawing with respect to 430a. After this, the aircraft 100 advances after reaching the landing distance AL shown in equation (2) and then stops.

以上、本発明によれば、積載貨物中心主義で考え、商品を傷つけないことを追及し商品に対する影響を軽減し、より効率的な貨物輸送を可能とし、滑走路が短く大型ジェット機の運航ができない地方・離島空港のより効率的な貨物輸送を可能とする、航空機用の装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, considering the principle of loading freight, pursuing not to damage the product, reducing the influence on the product, enabling more efficient freight transportation, short runway and inability to operate large jet aircraft It is possible to provide a device for an aircraft that enables more efficient freight transportation at a regional/remote island airport.

現代の宇宙船は、宇宙空間での飛行を最優先とした設計のため、大気圏内での、挙動はあまり得意ではない。本実施形態の航空機用統治は、非常事態の場合であるが、宇宙船の着陸のため、長大な滑走距離を要し、機体側の着陸装置に余裕がない宇宙船を着陸させる用途も考えられる。 Modern spacecraft are not very good at behavior in the atmosphere because they are designed to fly in outer space first. The aircraft control of the present embodiment is in the case of an emergency, but because of the landing of the spacecraft, a long running distance is required, and there is also a possible use for landing a spacecraft that does not have enough room for the landing gear on the aircraft side. ..

これまで本発明を実施形態により説明してきたが、本発明は図面に示した実施形態に限定されるものではなく、他の実施の形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and a person skilled in the art can think of other embodiments, additions, changes, deletions, and the like. The present invention can be modified within the scope of the present invention, and is included in the scope of the present invention as long as the effects and advantages of the present invention are exhibited in any of the aspects.

Claims (6)

航空機が着陸するときに減速し、航空機が離陸するときに加速する航空機用の装置であって、
滑走路の滑走路面の下、又は滑走路面の上に前記滑走路に沿って所定の間隔で配置されたリニアガイドと、
前記滑走路面の下に配置され、前記リニアガイドと協働してリニアモータを構成するシャトルと、
前記シャトルに連結され、前記滑走路面の上に露出し、対となったブライドル装置と、
前記対となったブライドル装置により前記滑走路を横断する方向に保持されたワイヤとを含み、
前記所定の間隔で配置されたリニアガイドは、前記滑走路の外側から中央に向かって離陸方向に向いて狭くなる傾斜を持つように配置される、装置。
A device for an aircraft that decelerates when the aircraft lands and accelerates when the aircraft takes off,
Under the runway surface of the runway, or on the runway surface, linear guides arranged at predetermined intervals along the runway,
A shuttle that is arranged below the runway surface and forms a linear motor in cooperation with the linear guide,
A bridle device connected to the shuttle, exposed on the runway surface, and forming a pair;
Look including a wire which is held in a direction transverse to the runway by a bridle system became said pair,
The apparatus, wherein the linear guides arranged at the predetermined intervals are arranged so as to have an inclination that narrows toward the take-off direction from the outside of the runway toward the center .
着陸、又は離陸する航空機が、ふたつのガイドウェイの中間部分を真っ直ぐ進行できるように、リニアモータの加速度を左右別々に制御する、請求項1に記載の装置。 The apparatus according to claim 1, wherein the accelerations of the linear motors are separately controlled so that an aircraft landing or taking off can travel straight through an intermediate portion of the two guideways. 前記リニアガイドの間に、前記航空機を加速するための加速用の第2リニアガイドが前記滑走路面の下に配置された、請求項1または2に記載の装置。 Device according to claim 1 or 2, wherein between the linear guides a second accelerating linear guide for accelerating the aircraft is arranged below the runway surface. 前記所定の間隔で配置されたリニアガイドは、前記滑走路の延びる方向を横断する方向に延びた部分を有する、請求項1〜のいずれか1項に記載の装置。 Linear guides arranged at the predetermined intervals, said slide having a portion extending in a direction transverse to the extending direction of the path, apparatus according to any one of claims 1-3. 前記リニアガイドは、前記滑走路に沿って左右対称に構成され、どちらからの前記航空機のアクセスに対しても離着陸の支援が可能である、請求項1〜に記載の装置。 The linear guide, the constructed symmetrically along the runways, it is possible to support the take-off and landing against the aircraft access from either Apparatus according to claim 1-4. 前記滑走路は、陸上、メガフロート、または船舶の航空機離発着設備である、請求項1〜のいずれか1項に記載の装置。 The runway, land is Megafloat or ships aircraft taking off and landing equipment, apparatus according to any one of claims 1-5.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110356578A (en) * 2018-04-09 2019-10-22 姜常勇 It is a kind of elasticity magnetoelectricity ejection and magnetic float soft landing control device
CN109878754A (en) * 2019-04-18 2019-06-14 太原科技大学 The airport power-assisted lifting gear of superconduction external rotor electric machine dragging
CN111762334B (en) * 2020-07-02 2024-02-02 李广 Reservoir type steam catapult with direction-adjusting catapulting element
CN112224434A (en) * 2020-11-06 2021-01-15 湖南浩天翼航空技术有限公司 Takeoff ejection accelerating mechanism of jogging unmanned aerial vehicle
CN112550752B (en) * 2020-12-30 2022-10-14 阿坝师范学院 Multimode take-off and landing unmanned aerial vehicle for plateau middle and low altitude supervision
CN114394249A (en) * 2022-02-03 2022-04-26 张卫 Reciprocating hydraulic ejector
KR102617460B1 (en) * 2022-03-16 2023-12-27 이재창 Arresting gear

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3441237A (en) * 1967-01-16 1969-04-29 Bliss Co Woven tape for aircraft launching and arresting apparatus
JPH0439997U (en) * 1990-08-06 1992-04-06
JP3116973B2 (en) * 1990-11-29 2000-12-11 古河電気工業株式会社 Primary coil assembly of superconducting linear induction motor
JPH06303797A (en) * 1993-04-12 1994-10-28 Nippon Steel Corp Superconducting linear induction motor driver
US6729578B2 (en) * 2001-12-03 2004-05-04 John R. Wood Short runway aircraft launching and landing system
JP4111903B2 (en) * 2003-10-20 2008-07-02 東海旅客鉄道株式会社 Flying object launching apparatus and flying object launching method
JP2006137289A (en) * 2004-11-11 2006-06-01 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Thrust-providing device for takeoff of aircraft
US7410125B2 (en) * 2005-05-05 2008-08-12 Lockheed Martin Corporation Robotically assisted launch/capture platform for an unmanned air vehicle
JP2008074374A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Masayuki Abe Balloon airplane
JP2013123946A (en) * 2011-12-13 2013-06-24 Ihi Aerospace Co Ltd Device and method for deck-landing of flight vehicle at sea

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