JP2000219198A - 飛行船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な手段により容易かつ確実に気嚢容積が
可変制御され、かつ地上付近における突風からの影響が
回避乃至軽減できる飛行船を提供する。 【解決手段】 浮揚気体を収容する気嚢２０の外皮部材
２１の一部を気嚢２０の内部に収納して気嚢容積を可変
して上昇高度を制御する飛行船において、籠状に形成さ
れたケージ構造体１１と、ケージ構造体１１内に収納さ
れると共に、ケージ構造体１１の上部に固定されて浮揚
気体を収容する風船状の弾性体からなる外皮部材２１を
有する気嚢２０と、該気嚢２０内部に収納され、気嚢の
外皮部材２１の下部に一端が結合されたワイヤ３２を巻
き取り或いは繰り出して気嚢容積を可変制御する気嚢懸
吊装置３１を有する気嚢容積可変機構３０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛行船に関し、特
に気嚢の容積を可変制御する気嚢容積可変機構を備えた
飛行船に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に飛行船における浮上高度を変える
方法は、最高浮上高度に耐えるように気嚢の容積を決
め、最低浮上高度では浮力が過剰となることから、バラ
スト重量で補償する方法、或いは浮揚気体の一部を空気
と入れ替える方法がある。

【０００３】これらの方法よると、地上より浮上直後は
バラスト法で最低高度にまで浮上し、即ちバラストを捨
てながら上昇して最高高度に達した後の下降は、浮揚気
体の一部を放出して空気と入れ替えることで行われてい
る。

【０００４】一方、例えば特開昭５４−７０５９７号公
報に開示されるようにバラスト投下及び浮揚気体の放出
を要することなく、飛行船の浮上高度を変える気嚢の容
積可変機構を備えたものがある。

【０００５】この容積可変機構は、浮揚気体が収容され
た気嚢の外皮部材をローラによって巻き取ることによ
り、或いは対向配置した複数のローラによって気嚢の外
皮部材を擦り込んで収納することによって、気嚢容積を
小さくして内部圧力を増加させることによって静浮力を
減らして飛行船を降下させ、逆に外皮部材を繰り出すこ
とによって気嚢容積を大きくして内部圧力を低下させる
ことによって静浮力の増大を図り、飛行船を浮上せしめ
るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭５４−７０
５９７号公報によると、気嚢の外皮部材をローラに巻き
取り、或いは繰り出すことによって気嚢容積を変え、気
嚢内の内部圧力を増減させて静浮力を制御することによ
って、バラスト投下及び浮揚気体の放出を要することな
く飛行船の浮上高度を変えることができる。

【０００７】しかし、気嚢の流線形状を損なうことなく
気嚢容積を変化させることを目的とし、気嚢全長に亘っ
て連続するローラにより気嚢の外皮部材を巻き取り、或
いは対向配置した複数のローラによって外皮部材を擦り
込んで収納することにより気嚢容積を可変制御すること
から、気嚢全長に相当する長尺のローラを要し、特に対
をなすローラによって擦り込む際に外皮部材に重なり或
いは皺が生じると、円滑な収納が妨げられることが懸念
される。

【０００８】一方、所定の高度で滞空する飛行船である
場合には、所定高度と整備等のための地上との往復が主
であり、その途中において気嚢の形状を複雑に変化させ
る必要がなく、また地上付近では突風による影響を回避
する必要がある。

【０００９】従って、かかる点に鑑みなされた本発明の
目的は、簡素な手段により容易かつ確実に気嚢容積を可
変すると共に、地上付近における突風の影響を回避乃至
軽減し得る飛行船を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の飛行船の発明は、浮揚気体を収容する気嚢
の外皮部材の一部を上記気嚢の内部に収納して気嚢容積
を可変制御することによって上昇高度を制御する気嚢容
積可変機構を備えた飛行船において、籠状に形成された
ケージ構造体と、該ケージ構造体内に収納されると共
に、ケージ構造体の上部に固定されて浮揚気体を収容す
る風船状の弾性体からなる外皮部材を有する気嚢と、該
気嚢内部に収納され、気嚢の外皮部材の下部に一端が結
合された懸吊体を巻き取り及び繰り出して上記外皮部材
の一部を気嚢内に収容して気嚢容積を可変制御する気嚢
懸吊装置を有する気嚢容積可変機構とを備えたことを特
徴とする。

【００１１】請求項１の発明によると、一端が外皮部材
の下部に結合された懸吊体を気嚢内に設けられた気嚢懸
吊装置によって巻き取ることによって外皮部材の下部を
気嚢内に引き込み、或いは懸吊体を繰り出すことによっ
て気嚢容積を増大させることから容易かつ確実に気嚢容
積の可変制御ができると共に、気嚢容積可変機構の簡素
化が得られる。

【００１２】また、地上付近において、気嚢容積を減ず
ることによって、ケージ構造体の内部下部は気嚢によっ
て占有されることがなくなり、突風時等に気嚢、ひいて
は飛行船が風圧を受ける受圧面積が極めて少なくなり、
突風による受圧荷重の軽減が得られて、突風に起因する
気嚢乃至外皮部材のばたつき等、突風からの影響が回避
乃至極めて抑制されて飛行船の安定性が維持されると共
に、ケージ構造体に作用する荷重の軽減に伴ってケージ
構造体の簡素化及び軽量化が得られる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の飛行船において、上記気嚢容積可変機構は、気嚢の外
皮部材の下部に各々分散して一端が結合された複数の懸
吊体と、該懸吊体を巻き取り及び繰り出す気嚢懸吊装置
を備えたことを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明によると、気嚢の外皮部材
の下部が分散された複数の懸吊体によって懸吊されるこ
とから、請求項１に加え、より効率的に外皮部材を気嚢
内に引き込むことが可能になり、気嚢容積の可変制御が
容易に達成できる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の飛行船において、上記外皮部材の側部に結合
されると共に、基端が上記ケージ構造体の側部に回動可
能に軸支された複数の気嚢保持部材を備えたことを特徴
とする。

【００１６】請求項３の発明によると、ケージ構造体の
側部に回動自在の気嚢保持部材を設けることから、気嚢
保持部材によって外皮部材の過度の撓みが防止されてよ
り高精度でかつ、効率的に気嚢容積の可変制御がもたら
される。

【００１７】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
飛行船において、上記気嚢は、該気嚢の外皮部材に離間
して各々配設され、かつ互いに係合可能な係合部材を有
するファスナ機構を備えたことを特徴とする。

【００１８】請求項４の発明によると、外皮部材にファ
スナ機構を設けることによって、地上付近において、容
易かつ確実に気嚢を折り畳んだ状態に保持でき、突風等
による影響を回避乃至極めて軽減することができる。 〔発明の詳細な説明〕

【００１９】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛行船に関し、特
に気嚢の容積を可変制御する気嚢容積可変機構を備えた
飛行船に関する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による飛行船の実施
の形態を図１乃至図１０によって説明する。

【００２１】図１は飛行船１の概略を示す側面図であ
り、矢印Ｆ方向は飛行船１の前方方向を示し、図２は図
１の矢視Ａ方向から見た後面図である。

【００２２】飛行船１は略楕円球状の胴体１０を有し、
胴体１０の前部両側に各々安定板２及び前方推進装置３
が設けられ、後部に操縦舵４及び後方推進装置５等が設
けられている。

【００２３】胴体１０は、図３に示すような直径の異な
る円形に形成された複数のフレーム１２を略楕円状に形
成された複数の縦通材１３によって繋いで固定した籠状
のケージ構造体１１と、図４に示すようにケージ構造体
１１内に収納されてヘリウムガス等の浮揚気体が充填さ
れる気嚢２０とを有している。

【００２４】気嚢２０は外皮部材２１によって形成され
たいわば風船状であって、膨張した状態で上記ケージ構
造体１１内に倣った略楕円球状をなし、複数の部分、本
実施の形態では４個所の部分で縊れ、かつ内部が互いに
連続する４個の気嚢部分２２に分割されている。

【００２５】更に、図５に図１のＩ−Ｉ線断面図を示す
ように上部が前後方向に連続してケージ構造体１１の側
部中間位置の対向する従通材１３に、基端が上下方向に
回動自在に軸支されると共に、ケージ構造体１１の内面
形状に倣った略円弧状の気嚢保持部材１５を有し、各気
嚢保持部材１５は各々気嚢２０の外皮部材２１の側部に
固着されている。

【００２６】これらの気嚢保持部材１５は、図５に示す
略ケージ構造体１１の内周に倣った下降位置と、図６に
示すように対向配置された気嚢保持部材１５の先端が互
いに近接する上昇位置との間で回動可能であって、上昇
位置における気嚢保持部材１５とケージ構造体１１によ
って囲まれる容積が地上付近で必要な気嚢容積になり、
このときの対向する気嚢保持部材１５は互いに接触しな
い長さに設定されている。

【００２７】気嚢２０内には気嚢容積可変機構３０が設
けられている。この気嚢容積可変機構３０は、ケージ構
造体１１の上部に固定された複数の気嚢懸吊装置３１
（１つのみ図示）を有し、気嚢懸吊装置３１には電動ウ
ィンチ（図示せず）と該電動ウィンチに巻き取られ、或
いは繰り出される複数本の懸吊体、例えばワイヤ３２と
が備えられ、各ワイヤ３２の先端は所定間隔に分散され
て気嚢保持部材１５間において気嚢２０の外皮部材２１
に各々結合される一方、ワイヤ３２には常時電動ウィン
チによって張力が付与されている。このワイヤ３２の先
端と外皮部材２１との結合は、外皮部材２１の内面に前
後方向に延在にて設けられた補強部材（図示せず）にワ
イヤ３２の先端を結合することによってなされている。

【００２８】気嚢２０は、図６、図７に係合状態の要部
拡大図、図８に図７に矢視Ｂ方向からの平面図を示すよ
うに、一対の係合片３６、３７及び、開閉器３８を備え
たファスナ機構３５を有している。

【００２９】係合片３６及び３７は、互いに対向する断
面略Ｌ字状で、各々互いに離間した外皮部材２１の部位
に前後方向に沿って延在して基部３６ａ、３７ａが結合
されると共に、互いに係合可能な係合部３６ｂ、３７ｂ
が延設されている。

【００３０】一方開閉器３８は、断面略コ字状であっ
て、係合片３６、３７の係合部３６ｂと３７ｂの両側面
に各々圧接して転動するローラ３８ａ及び分離片３８ｂ
を備え、例えば図８において矢印Ｃ方向に開閉器３８を
移動することによって係合片３６、３７の両側面を対向
するローラ３８ａによって押圧して互いの係合部３６ｂ
と３７ｂを連続的に係合せしめ、矢印Ｄ方向に移動する
ことによって互いの係合部３６ｂと３７ｂの間に進入す
る分離片３８ｂによって互いの係合を解除するように形
成されている。また、開閉器３８は、内蔵された電動モ
ータ等の駆動手段或いは、手動によって移動され、かつ
解放時には気嚢２０の縊れ部に位置する。この状態を図
９に示し、図１０に図９のＥ−Ｅ船断面図を示すように
気嚢２０が折り畳まれた状態となる。

【００３１】飛行船１には、上記前方推進装置２及び後
方推進装置４及び、これらの推進装置２及び４を駆動す
る電動モータ、操縦舵３を駆動するアクチュエータ及
び、飛行船１の位置を把握するＧＰＳ装置、風速計、高
度計等の計測器が設けられ、これら計測器からの信号を
処理して駆動装置に信号を発信する制御器と、地上と信
号を送受信する送受信機とを備えている。

【００３２】次に上記のように構成された飛行船１の作
動について説明する。

【００３３】飛行船１は、地上付近における例えば係留
状態では、ファスナ機構３５の両係合片３６と３７が互
いに係合して図９及び図１０に示すように、係合片３６
と３７との間の外皮部材２１の一部が気嚢２０内に収納
されると共に、気嚢２０がケージ構造体１１の内部上方
に小さく折り畳まれて収納された状態に維持されてい
る。

【００３４】この結果、気嚢２０の断面積が小さく設定
され、ケージ構造体１１の内部下部は気嚢２０によって
占有されることがない。従って、突風時等に気嚢２０、
ひいては飛行船１が風圧を受ける受圧面積が極めて少な
くなり、いわゆる突風荷重の低減が得られ、突風に起因
する気嚢２０乃至外皮部材２１のばたつき等の、突風か
らの影響が回避乃至極めて抑制されて飛行船１が安定し
た状態に維持される。

【００３５】飛行船１の上昇は、先ずファスナ機構３５
の係合片３６と３７の結合が解除された、即ちファスナ
機構３５が開いた状態でかつ、気嚢懸吊装置３１の電動
ウィンチによってワイヤ３２に気嚢２０が垂れ下がらな
い程度の張力が付与された状態で、上昇に必要な浮揚気
体を気嚢２０内部に充填して飛行船１の上昇を開始す
る。

【００３６】飛行船１の上昇に従って、大気の比重が減
少すると共に、外気圧が低下する。この外気圧の低下に
伴って飛行船１の気嚢２０の内圧によってワイヤ３２を
電動ウィンチから引き出しつつ気嚢２０が膨張し、浮力
が確保されて上昇を続ける。

【００３７】所望の高度に飛行船１が確実に上昇できる
ように飛行船１の気嚢容積と浮揚気体の量を所望高度よ
り若干高い程度に設定し、所定高度に達した後、電動ウ
ィンチによってワイヤ３２を巻き上げて気嚢２０を収縮
させて気嚢容積を減少させ空中に滞空する。

【００３８】一方、飛行船１を下降させるには、電動ウ
ィンチによりワイヤ３２を巻き上げて気嚢２０を収縮す
ることによって気嚢容積を減少させて降下を開始する。
或いは浮揚気体を必要量残して気嚢２０外に放出して降
下を開始する。

【００３９】電動ウィンチによるワイヤ巻き上げトルク
は、飛行船１の降下中も降下開始時の値を保持した状態
を維持しておく。飛行船１の降下につれて外圧が上昇す
ることから気嚢２０は圧縮されて外皮部材２１が弛み、
外皮部材２１がワイヤ３２を介して電動ウィンチにより
巻き上げられて図６に示すように次第に畳まれて収納さ
れていく。

【００４０】また、飛行船１が上昇或いは下降の途中で
停留したり、降下速度が過大であるときには、電動ウィ
ンチによるワイヤ３２の巻上げ力を調整して気嚢容積を
増減させて下降速度を調整する。

【００４１】これらの気嚢容積の可変制御は、ケージ構
造体１１の側部に回動自在の気嚢保持部材１５を設ける
ことから、気嚢保持部材１５によって外皮部材２１の過
度の撓みが防止されてより高精度でかつ、効率的に行わ
れる。

【００４２】従って、本実施の形態における飛行船１に
よると、飛行船１の気嚢容積が地上付近において最小で
あり、上昇するにつれて気嚢容積が増大する可変構造と
し、電動ウィンチにより巻上げられるワイヤ３２の先端
を、気嚢２０の下部範囲における外皮部材２１の複数箇
所に結合して常にワイヤ３２に張力を付与して弛んだ外
皮部材２１を引き込み折り畳む構造とすることから、特
別な加工部品等が不要で構成の簡素化及び、可変制御の
簡素化が得られる気嚢可変機構の飛行船１が達成でき
る。また、気嚢２０の可変容積により地上付近での突風
荷重の低減がえられ、気嚢２０を保持するケージ構造１
０の簡素化及び軽量化がもたらされる。

【００４３】上記実施の形態では、気嚢容積可変機構３
０の懸吊体としてワイヤ３２を用いたが、ワイヤ３２に
代えて強化繊維からなる細線等を用いることも可能であ
り、本発明は上記実施の形態に限定されることなく発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明した本発明の飛行船によると、
浮揚気体を収容する気嚢の外皮部材の一部を上記気嚢の
内部に収納して気嚢容積を変えて上昇高度を制御する気
嚢容積可変機構を備えた飛行船において、一端が外皮部
材の下部に結合された懸吊体を気嚢内に設けられた気嚢
懸吊装置によって巻き取り、或いは繰り出すことによっ
て外皮部材の下部を気嚢内に引き込み、或いは引き込み
を解除することによって気嚢容積を増大させることか
ら、容易かつ確実に気嚢容積の可変制御ができると共
に、気嚢容積可変機構の簡素化が得られる。

【００４５】また、地上付近において、気嚢容積を減ず
ることによって、ケージ構造体の内部下部は気嚢によっ
て占有されることがなくなり、突風時等に気嚢、ひいて
は飛行船が風圧を受ける受圧面積が極めて少なくなり、
突風からの影響が回避乃至極めて抑制されて飛行船の安
定した状態が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の態様の概略を示す飛行船の
側面図である。

【図２】図１の矢視Ａ方向から見た後面図である。

【図３】ケージ構造体を示す側面図である。

【図４】気嚢を示す側面図である。

【図５】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図６】同じく、気嚢可変容積を説明する説明図であ
る。

【図７】同じく、ファスナ機構を示す要部拡大図であ
る。

【図８】図７の矢視Ｂ方向からの平面図である。

【図９】気嚢が折り畳まれた状態示す断面図である。

【図１０】図９のＥ−Ｅ線断面図である。

【符号の説明】

１ 飛行船 １０ 胴体 １１ ケージ構造体 １２ フレーム １３ 縦通材 １５ 気嚢保持部材 ２０ 気嚢 ２１ 外皮部材 ２２ 気嚢部分 ３０ 気嚢容積可変機構 ３１ 気嚢懸吊装置 ３２ ワイヤ（懸吊体）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浮揚気体を収容する気嚢の外皮部材の一
   部を上記気嚢の内部に収納して気嚢容積を可変制御する
   ことによって上昇高度を制御する気嚢容積可変機構を備
   えた飛行船において、 籠状に形成されたケージ構造体と、 該ケージ構造体内に収納されると共に、ケージ構造体の
   上部に固定されて浮揚上気体を収容する風船状の弾性体
   からなる外皮部材を有する気嚢と、 該気嚢内部に収納され、気嚢の外皮部材の下部に一端が
   結合された懸吊体を巻き取り及び繰り出して上記外皮部
   材の一部を気嚢内に収容して気嚢容積を可変制御する気
   嚢懸吊装置を有する気嚢容積可変機構とを備えたことを
   特徴とする飛行船。
2. 【請求項２】 上記気嚢容積可変機構は、 気嚢の外皮部材の下部に各々分散して一端が結合された
   複数の懸吊体と、 該懸吊体を巻き取り及び繰り出す気嚢懸吊装置とを備え
   たことを特徴とする請求項１に記載の飛行船。
3. 【請求項３】 上記外皮部材の側部に結合されると共
   に、基端が上記ケージ構造体の側部に回動可能に軸支さ
   れた複数の気嚢保持部材を備えたことを特徴とする請求
   項１または２に記載の飛行船。
4. 【請求項４】 上記気嚢は、 該気嚢の外皮部材に離間して各々配設され、かつ互いに
   係合可能な係合部材を有するファスナ機構を備えたこと
   を特徴とする請求項１〜３に記載の飛行船。