JP2004098752A - 飛行装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】操縦者が装着して操作し、実際に目的地に移動することができる飛行装置を提供する。
【解決手段】操縦者11が装着して飛行し得る飛行装置10であって、操縦者を搬送しうる推力を発生する推進装置部13を有し、着陸装置を介することなく発進又は着陸しうるように構成され、揚力発生部16を有し、着陸の際の地面等への接地により発生する衝撃を吸収しうる衝撃吸収部14,15を有し、上記衝撃吸収部14,15は、操縦者11の身体前方からの衝撃及び身体下方からの衝撃を吸収するように構成され、操縦者11が直立状態で使用する飛行装置10を提供する。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛行装置に係り、特に、操縦者が装着して飛行し、目的地へ到達することができる飛行装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、地震、風水害等の自然災害が発生したような場合であって災害現場等に車両が到達できないような場合に、現場での被害状況等の情報収集を行なうために遠隔操作可能な無人の低速飛翔体が提案されており、この低速飛翔体は、フレーム内に2つの水平回転翼と、水平回転翼の下降流を受ける投影面積を調整する調整手段とを有し、遠隔操縦により無人で飛行しうるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−115896号公報
【0004】
しかしながら、このような従来の飛翔体は遠隔操縦により人間が操作するものであることから、飛翔体そのものの操縦性、運動性能に関し、やはり限界があり、被災地等において必要な情報を確実に入手することができない場合も多かった。従って、このような観点から、人間が直接に操縦して自ら飛行し、目的地へ移動することができる技術が検討されてきた。
【0005】
また、現在、一般に、人や物の移動手段として自動車が広く使用されてきているが、自動車はあくまでも走行可能な地域のみで利用され、走行可能な地面又は道路が存在しない場合には、目的地への迅速な移動、到達は不可能である。
【0006】
このような事情は、例えば、未だ、走行可能な道路が充分に整備されていない開発途上地域においては深刻であり、人の移動や荷物の搬送にあたって自動車を即時に利用できない場合がある。従って、このような観点からも上記のような技術が検討されてきている。
【0007】
従来、例えば、「ロケットベルト」、「ジェットベルト」、「ミレニアムジェット」と呼ばれるような、人間が装着して飛行しうる飛行装置が開発されている。しかしながら、このような飛行装置にあっては、概ね、推進装置を操縦者が装着したのみのものであり、例えば、安定した飛行を行なえる操縦制御装置のような技術は搭載されていない。
【0008】
その結果、操縦に際しては、推進装置からの出力量及び出力方向を、操縦者が、操縦者の重心の移動を行ないつつ実際の飛行の際の感覚に基づいて自ら制御して飛行することが必要であった。
【0009】
その結果、実際の飛行にあたっては非常に熟練した操縦技術が必要となり、長期間の飛行訓練を要することから、一般の利用者が容易に利用することはできず、操縦者が限定されてしまう、という不具合があった。
【0010】
また、特に、このような従来の技術にあっては、他の航空機とは異なり、翼等の揚力を発生しうる装置を持たないため、実際の飛行の際に揚力をうることはできず、飛行のための推進力は、装着した推進装置のみにより確保する必要があった。
【0011】
しかしながら、このような従来の飛行装置にあっては、多量の燃料を搭載することはできず、その結果、限られた燃料量により飛行せざるをえず、飛行時間が非常に短い、という不具合も存していた。
【0012】
さらに、従来のこのような飛行装置は、推進装置を操縦者が装着するだけのものであることから、着陸時の衝撃から操縦者を保護することはできず、着陸の際に、適切な着地が行なえなかった場合には、操縦者が怪我をする可能性もあり、一般的な利用は不可能であった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、操縦者が装着して操作し、実際に目的地に移動することができる飛行装置を提供することにある。また、さらに本発明の課題は、より操作が容易であって、長期間に渡る操縦訓練を必要とすることなく多くの一般の使用者が利用することができる飛行装置を提供することにある。
【0014】
さらに、本発明の課題は、より安全に使用することができる飛行装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
このような課題解決のため、本発明にあっては、操縦者が装着して飛行し得る飛行装置であって、操縦者を搬送しうる推力を発生する推進装置部を有し、着陸装置を介することなく発進又は着陸しうるように構成されたことを特徴とする飛行装置を提供する。
【0016】
この場合、上記飛行装置は操縦者が直立状態で使用するものである。しかしながら、操縦者が例えば、椅子等に着座した状態で使用するように構成されていてもよい。
【0017】
また、本発明にあっては、上記飛行装置は揚力発生部を有する。その結果、本発明にあっては、飛行中、揚力を得ることができるため、従来とは異なり、飛行中の操縦が容易な飛行を行なうことができる。この上記揚力発生部は、操縦者の身体を包囲するように形成され、飛行時に前方からの気流を受る部位により形成されている。
【0018】
また、本発明にあっては、上記飛行装置は、着陸の際の地面等への接地により発生する衝撃を吸収しうる衝撃吸収部を有する。その結果、本発明にあっては、操縦者は飛行後の着陸の際に、容易に着陸を行うことができるため、安全性及び操作性を向上させることができる。
【0019】
上記衝撃吸収部は、操縦者の身体前方からの衝撃を吸収するように構成されていてもよく、さらに、上記衝撃吸収部は、操縦者の身体下方からの衝撃を吸収するように構成されていてもよい。
【0020】
その結果、着陸の際に、例えば、事故等により身体前面部を下方にして地面に落下するような場合であっても、接地の際の衝撃を緩和することができる。また、身体下方側から地面に接地又は、事故等により落下するような場合であっても、着地の際の衝撃を緩和することができる。
【0021】
また、本発明にあっては、上記推進装置部は、操縦者の背中側に配置されるフレーム部に装着され、このフレーム部には操縦者の身体前方側に突出するアームレスト部が設けられると共に操縦者の身体を包囲する保護リング部が設けられている。上記アームレスト部は、操縦者の上腕部及び下腕部を保護する腕保護部と、手を保護する手保護部とを有する。
【0022】
そして、本発明にあっては、上記衝撃吸収部は、上記アームレスト部の腕保護部に設けられたショックアブソーバにより形成され、身体前面方向からの衝撃を吸収しうるように構成されている。
【0023】
その結果、本発明にあっては、着陸の際に、例えば、事故等により身体前面部を下方にして地面に落下するような場合であっても、接地の衝撃を緩和することができる。 また、本発明にあっては、上記保護リング部は、身体上下方向において所定間隔をおいて設けられた上方リングと下方リングとにより構成され、これらの上記一対の保護リング部の間には前方からの気流を受け得るスクリーンが開閉可能に設けられている。そして、上記スクリーンは、操縦者の身体前部を覆う全閉状態と、身体前部を開放する開放状態との間で開閉可能に形成されている。
【0024】
その結果、本発明にあっては、上記スクリーンを閉鎖した場合には、上記一対の保護リング部の間に前方からの気流を受けうる揚力発生部が形成され、飛行時には揚力を得て飛行することができる。
【0025】
また、上記スクリーンを開放状態とした場合には、操縦者の身体前部が開放され、前方からの気流を受けることができ、その結果、飛行速度を適宜、減速することが可能となる。
【0026】
また、上記衝撃吸収部は、下方リング部と上記フレームとの間に設けられたショックアブソーバにより形成されている。その結果、本発明にあっては、着陸の際に、例えば、事故等により足側を下方にして地面に落下するような場合であっても、上記ショックアブソーバが接地の衝撃を吸収し緩和することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に従って、本発明を詳細に説明する。
【0028】
図1乃至図3に示すように、本実施の形態に係る飛行装置10は、操縦者11が装着して飛行し、操縦者11を搬送しうる推力を発生する推進装置部13を有し、垂直に上昇又は下降しうるように構成されている。
【0029】
図1に示すように、本実施の形態に係る飛行装置10は、操縦者11が直立状態で使用するものであって、操縦者11が直立状態で背中側に装着しうる推進装置部13と、前方衝撃吸収部14及び下方衝撃吸収部15と、揚力発生部16とを有している。 上記推進装置部13は、操縦者11の背中に当接して配置されるフレーム部17上に固定されており、エンジン部50と、このエンジン部50から突出して設けられたエキゾーストパイプ51とにより構成されている。
【0030】
上記フレーム部17の上端部には、ヘルメット部20が設けられ、装着時には、操縦者11はヘルメット部20を頭部79に被り飛行するように構成されている。また、上記また、上記フレーム部17には、操縦者11の装着時には、操縦者11の身体を包囲するように配置される、リング状に形成された身体保護部21が設けられている。
【0031】
この身体保護部21は、本実施の形態にあっては、身体上下方向において所定間隔をおいて設けられた上方リング部21aと下方リング部21bとにより構成されている。上方リング部21aはフレーム部17の高さ方向略中央部に固定され、操縦者11の飛行装置10の装着時には操縦者11の略腰部付近を包囲するように形成されると共に、下方リング部21bはショックアブソーバ装置22を介して上記フレーム部17の下端部に接合され、操縦者11の膝付近を包囲するように形成されている。
【0032】
これらの上方リング部21a及び下方リング部21bの間には前方からの気流を受け得るスクリーン部23が開閉可能に設けられている。このスクリーン部23は、例えば、軽合金又は耐熱布製であって、上方リング部21a及び下方リング部21bにそれぞれ設けられたガイドレール24,24に上端部及び下端部をスライド可能に保持されている。
【0033】
このガイドレール24,24の前方中央部及び左右両側部には、それぞれ、側方ロック部75及び前方ロック部76が設けられている。上記上方リング部21a及び下方リング部21bと、上記スクリーン部23とにより揚力発生部16が構成される。
【0034】
このスクリーン23は、上記上方リング部21a及び下方リング部21bの平面形状に適合するように折り曲げられて上方リング部21a及び下方リング部21bの間に装着されており、後部固定スクリーン部25と、飛行装置10の前方側中央で分割形成された2枚の左右一対の前部スライドスクリーン部26、26とにより構成され、前部スライドスクリーン部26の全開時には、前部スライドスクリーン部26は後部固定スクリーン部25と略完全に重なった状態で、側方ロック部75,75により前部スライドスクリーン部26,26のそれぞれ前端部が固定された状態で、操縦者11の腹部から膝にかけての前面部は全開状態となり、前方からの気流を後部固定スクリーン部25により受け、飛行速度の制動を行い得るように構成されている。
【0035】
一方、前部スライドスクリーン部26、26の全閉状態の場合には、前部スライドスクリーン部26、26は前方ロック部76によりその前端部が固定されて、前部スライドスクリーン部26は操縦者11の腹部から膝にかけての前面部を完全に覆い、後部固定スクリーン部25および2枚の前部スライドスクリーン部26,26により上方リング部21aおよび下方リング部21bとの間に筒状の揚力発生部16が形成される。上記前部スライドスクリーン部26,26は、後述の航法装置48からの指示によりアクチュエータ(図示せず)により自動的に開閉することもできれば、手動により開閉することもできるように構成されている。
【0036】
一方、図1及び図2に示すように、上記フレーム部17の上端部には、操縦者11の前面部方向に向けて一対のアームレスト部27,27が突設されている。このアームレスト部27,27は、操縦者11の上腕部28及び下腕部29を保護する側面略L字状の腕保護部30と、腕保護部30の前端部に形成された手31を保護する側面略J字状の手保護部32とを有する。
【0037】
上記腕保護部30は、基端部がフレーム部17上端部に軸部40により軸着され回動可能に形成されたアーム部33と、このアーム部33の軸方向に沿って嵌挿された手保護部32の軸部34とにより構成されている。
【0038】
そして、上記アーム部33にはショックアブソーバ装置35が内装されている。このショックアブソーバ装置35は、例えば、高圧ガスを封入したシリンダと、シリンダ内に配置されたピストンとにより構成される。
【0039】
上記手保護部32は、上記手保護部32の軸部34の前端部に設けられた、操縦者が操縦の際に握示するグリップ部36と、このグリップ36部の前方に配置されたカバー部37とを有している。このグリップ部36の、操縦者が握持した際に親指が当接する部位には、親指カーソルボタン38が設けられ、後述の、航法装置48を構成する、ヘルメット部20のスクリーン23内側面に投影されるディスプレイ39の操作を行なうことができるように構成されている。
【0040】
また、上記グリップ部36の前端下端部には、距離センサ67が設けられ、飛行中において前方の障害物及び地面との距離を計測しうるように形成されている。
【0041】
従って、図1乃至図3に示すように、操縦者11は飛行装置10の使用時には、両腕を上記腕保護部30上に載せ、かつ手のひらで上記グリップ部36を握持した状態で操縦することとなる。また、上述のように、上記アーム部33内にはショックアブソーバ装置35が内蔵されていると共に、手のひらを保護するカバー部37が設けられていることから、操縦者11の身体前方から何らかの物体と衝突するような事態があった場合でも、衝突の際の衝撃を上記ショックアブソーバ装置35が吸収して、腕及び胴体部への衝撃を緩和し、かつ、上記カバー部37が手のひらを保護するように構成されている。
【0042】
また、図1に示すように、上記推進装置部13は、エンジン部50と、エンジン部50からの排出ガスのエキゾーストパイプ51とを備えている。図4に示すように、エンジン部50は、燃焼室56と、この燃焼室56にロータリーバルブポンプ55を介して燃料を供給する筒状の燃料タンク52とを有している。上記燃焼室56は全体球形に形成され、中心部に支持された受熱体53と、燃焼室56の壁面部54に略等間隔で複数配置されたレーザー/マイクロウェーブ発振機77とを有している。また、上記燃料タンク52には燃料が収納されており、本実施の形態においては、ニトロメタン及びガソリンの混合燃料が使用される。
【0043】
従って、本実施の形態にあっては、推進装置部13を作動させて飛行する場合には、まず、レーザー/マイクロウェーブ発振機77を駆動させて上記受熱体53を加熱する。そして、燃焼室56に配設された温度センサ78により受熱体53が所定温度(本実施の形態にあっては230℃)以上に至ったことを確認した場合には、上記ロータリーバルブポンプ55を作動させて燃料タンク52内の燃料を燃焼室56内の受熱体53に噴射する。この場合、ニトロメタン及びガソリンの混合燃料は加熱された受熱体53が高温度であることから反応が急速に進行して燃焼し、高温度高圧のガスが発生する。この燃焼ガスを上記エキゾーストパイプ51を介して外部に排出し、推力を得るものである。
【0044】
図5及び図12に示すように、エキゾーストパイプ51は、背面略コ字状であって側面略J字状に折曲して形成され、推進装置部13の作動時に、使用者11に上記燃焼ガスの排気が影響を及ぼすことのないように、使用者11から所定間隔を置いて燃焼ガスが下方へ噴出されるように構成されている。
【0045】
また、上記エキゾーストパイプ51の先端部には可変噴射ノズル57が設けられている。この可変噴射ノズル57は、エキゾーストパイプ本体部58の先端部に球体部59を介して取り付けられたノズル本体60と、この球体部59を回動させうるアクチュエータ61とにより構成されている。このアクチュエータ61は後述の、航法装置48を構成する、ヘルメット部20に内装されたバッテリー47を電源とするCPU45により駆動される。
【0046】
その結果、図6に示すように、アクチュエータ61を作動させることにより上記球体部59を介してノズル本体60の姿勢を変更することができ、その結果、噴出する排気ガスの方向を制御することができるように構成されている。
【0047】
一方、図1及び図7に示すように、上記フレーム部17の上端部にはヘルメット部20が軸部40により軸着されており、ヘルメット部20の後端部を中心に回動するように構成され、操縦者11は飛行装置10の使用時には、ヘルメット部20を下げて頭部79に被った状態で操縦し、着陸時にはヘルメット部20を上記軸部40を中心に回動させてはね上げ、頭部79を開放させることができる。図5に示すように、このヘルメット本体42の頂上部には、後述の航法装置48を構成するGPS(全地球航空機測位システム)65のアンテナ部41が取り付けられていると共に、同様に航法装置48を構成するジャイロ(ジャイロシン・コンパス)49がヘルメット本体42に内装されている。
【0048】
また、飛行装置10を装着し、ヘルメット部20を降ろした際の、ヘルメット本体42内面部の操縦者11の頭部の口の前方対応位置には、操縦者11の発する音声を集音しうるマイク43が配置されていると共に、操縦者11の頭部の耳に対応する部位には操縦者11の耳に音声を伝えうるスピーカ44,44が一対に設けられ、図示外の無線通信装置により、地上の通信者と無線連絡を行ないうるように形成されている。
【0049】
また、操縦者11の後頭部に対応する部位にはCPU45及びI/Oインターフェース46が内装されていると共に、ヘルメット本体42の後端部表面部位には、CPU45を作動するために必要な電力を供給するバッテリ47が配設されている。
【0050】
その結果、本実施の形態にあっては、操縦者11は、上記ジャイロ49により飛行時における自分が飛行している方位を認識しうる共に、上記GPS65により飛行目的地と現在位置とをリアルタイムで認識しうるように構成されている。
【0051】
また、このヘルメット部20のスクリーン34の内側面側には、飛行装置10の作動時には、図8に示すように、ディスプレイ39が形成され、このディスプレイ39には、操縦者11が飛行装置10を使用して飛行する際に、飛行装置10の運転状態を認識しうるような情報が表示される。
【0052】
即ち、上記ディスプレイ39は透過型液晶ディスプレーにより形成されており、スクリーン23の内側面に図案化した必要情報が表示され、操縦者11は、ディスプレイ39の非表示部85及び各種表示部12を通して周囲の風景を視認することができると共に、スクリーン34のディスプレイ35上に目の焦点を合わせた場合には必要情報を確認することもできるように形成されている。
【0053】
本実施の形態にあっては、スクリーン23上に台形に表示されるディスプレイ39の画面の左端には高度計81が表示され、バー表示により、当該時点における自らの飛行高度を認識できるように構成されている。また、右端には燃料計82が表示され、同様にバー表示により推進装置部12の燃料の残存量を認識することができるように形成されている。
【0054】
さらに、上記のように、ディスプレイ39の上端部の方位計83が設けられ、上記ヘルメット部42に内装された、航法装置48を構成するジャイロ(ジャイロシン・コンパス)49からの情報がCPU45を介して処理されて方位計83に表示され、飛行時に操縦者11が自分の飛行している方向が、例えば、北の場合には「N」として表示されるように構成されている。
【0055】
そして、さらにディスプレイ39には、上述のように、上記航法装置48を構成するGPS65により、飛行目的地64と現在位置84とが表示され、操縦者11がリアルタイムで認識しうるように構成されている。即ち、当該飛行の際の飛行目的地64が表示されると共に、飛行装置10を装着した操縦者11のイメージ画像が「人型アイコン」63として表示され、飛行目的地64との相対的関係での現在の概略位置を飛行ガイド窓66を介して常時、デジタル表示することから、飛行目的地との関係での操縦者11の現在の相対位置を常時把握できるように構成されている。
【0056】
また、上記ジャイロ49により、操縦者11の飛行姿勢をも認識しうることから、ジャイロ49からの信号をCPU45が処理し、上記「人型アイコン」63の傾斜角により表現するように構成されていることから、操縦者11は、自分が現在如何なる仰角等を以って飛行しているか、を視認することができ、操縦者11自らの飛行姿勢を客観的に認識して安全な飛行を行なうことができる。
【0057】
このような航法装置48は、操縦者11が飛行装置10を装着して飛行する際に、より安全確実な飛行ができるように操縦者11をサポートするものであり、図9に示すように、ヘルメット部20に装着されたGPS65、ジャイロ49、マイク43及びスピーカ44、上記アームレスト部27に装着された距離センサ67及び親指カーソル装置74、さらに、エキゾーストパイプ51の可変噴射ノズル57を駆動するアクチュエータ61がケーブル68を介して接続されるI/Oインターフェース46と、このI/Oインターフェース46と双方向バス73を介して接続され、上記I/Oインターフェース46を介して入力される各種の情報を処理するCPU45と、CPU45へ必要な電力を供給するバッテリ47と、双方向バス73を介して45と接続されCPU45が処理した情報を画像情報として表示するディスプレイ39とにより構成されている。
【0058】
上記CPU45には、図10に示すように、予め、操縦者11のマイク43を通じて集音した音声を認識し、電気信号に変換しうる音声認識プログラム70、目的地を入力することにより目的地への合理的な到達経路、飛行ルートを自動的に割り出す飛行プランプログラム71、及び飛行プランプログラムに基づき飛行装置10の諸機器を適切に制御する飛行制御プログラム(図示せす)がインストールされている。また、CPU45は、飛行装置10を使用して飛行しうる地域に関する3Dマップに関するデータを有している。
【0059】
従って、操縦者11が、飛行装置10による飛行時に、マイク43に音声により飛行目的地を指示した場合には、図9及び図10に示すように、上記マイク43により集音された操縦者11の音声による指示指令は、CPU45の音声認識プログラムにより電気信号に変換されてI/Oインターフェース46及び双方向バス73を介してCPU45に入力され、CPU45は上記の、3Dマップデータ読み出し装置69にアクセスして、適宜のマップデータを読み出し、当該飛行目的地への飛行プランを上記飛行プランプログラムにより算出して、飛行の可能性の如何、及び、具体的、合理的な飛行ルートを割り出す。
【0060】
また、同様に、操縦者11は音声指示による飛行のみならず、親指カーソル装置74により視覚的に飛行指示を行なうこともできる。即ち、図3に示すように、操縦者11がアームレスト部27のグリップ部36に設けられた親指カーソル装置74により、ディスプレイ39上に表示された3Dマップデータ読み出し装置69からのマップデータにおいて、目的地を指示した場合には、上記音声指示の場合と同様に、当該飛行目的地への飛行プランを上記飛行プランプログラムにより算出されて、飛行の可能性の如何、及び、具体的な飛行ルートを割り出され、当該飛行プランに適合した飛行装置10の駆動制御を上記飛行制御プログラムにより行なうように構成されている。
【0061】
図10において、飛行の際に、操縦者11がイグニッションスイッチ(図示せず)をON状態にした場合には、飛行制御プログラムが作動を開始し、本飛行制御プログラム72に基づき、音声認識プログラム70が作動し(ステップ200)、飛行終了まで継続して作動する(ステップ201)。また、同時に、飛行プランプログラム71も作動し、上記3Dマップデータ読み出し装置69にアクセスして3Dマップデータを読み出す。読み出された3Dマップデータは、上記のようにディスプレイ39に表示されて操縦者11により親指カーソル装置74により飛行目的地が適宜選択指定され、又は、音声により指定される。
【0062】
これにより、当該飛行の際の飛行目的地が決定されることから、飛行開始するか否か、の判定をディスプレイ39上に表示して、操縦者11判断を求め(ステップ202)、飛行開始可能であれば飛行を実行する(ステップ203)。
【0063】
また、上記航法装置48にあっては、飛行中は、ジャイロ49からの情報がCPU45に入力され、当該時点における飛行方向が算出されて飛行方向情報が双方向バス73を介してディスプレイ39に表示されると共に、当該時点における操縦者11自らの飛行姿勢に関する情報もCPU45により情報処理され、実際の飛行傾斜角度を反映した「人型アイコン」63としてディスプレイ39上に表示されることから、飛行中において、操縦者11は自らの飛行姿勢を認識しつつ飛行することができる。
【0064】
従って、このような操縦者11が自らの身体上に装着して飛行する飛行装置10の使用に際しては、飛行の際の身体の姿勢のバランスが飛行状態に大きく影響するものであるが、ディスプレイ39上において、自ら客観的に自らの飛行姿勢を視認することができることから、飛行姿勢の修正も容易となる。
【0065】
さらに、GPS65からの情報もCPU45に入力されて情報処理されることにより現在位置と目的地との相対関係も「人型アイコン」63によりディスプレイ39上に表示される。
【0066】
また、CPU45にはアームレスト部27の前端部に装着された距離センサ67からの情報も入力されることから、距離センサ67からの、距離情報により飛行中に前方に障害物が発見されたような場合には、CPU45は当該障害物との間の距離が所定距離以下になる以前に回避できるように構成されている。
【0067】
距離センサ67からの情報により、飛行コース前方に障害物が存在する事が判明した場合には、CPU45は、3Dマップデータ読み出し装置69にアクセスして3Dマップデータを参照すると共にジャイロ49からの方位情報を参照することにより、当該障害物を回避しうる方向、飛行コースを算出する。
【0068】
そして算出した回避方向、飛行コースに基づいて可変噴射ノズル57のアクチュエータ61を適宜制御して、アクチュエータ61を作動させて、可変噴射ノズル57の方向を変化させて可変噴射ノズル57から排出される排気ガスの噴出方向を変化させることにより飛行コースを適宜変更して、当該障害物を回避するように構成されている。    以下、本実施の形態に係る飛行装置10の作用について説明する。
【0069】
本実施の形態に係る飛行装置10を使用して目的地へ飛行する場合には、操縦者11は、上記前部スライドスクリーン部26,26を開放した状態で、飛行装置10内に身体を滑り込ませ、図1に示すように、両腕をアームレスト部27上に置き、ヘルメット部20を軸部40を中心に回動させて頭部に被り、上記前部スライドスクリーン部26,26を閉止し、下方リング部21bの前端中央部に設けられた前方ロック部76により前部スライドスクリーン部26,26を固定する。
【0070】
その後、図9及び図10に示すように、飛行装置10のメインスイッチ(図示せず)をON状態にしてCPU45にインストールされた航法装置48を作動させる。メインスイッチがON状態になることによりCPU45にバッテリ47から電源が供給され、CPU45は情報処理可能な状態になる。
【0071】
その後、操縦者11は音声又は親指カーソル装置74により飛行目的地を航法装置48に指示する。音声により指示する場合には、上述のように、マイク43に発声して目的地を指示する。マイク43に入力された音声は、CPU45にインストールされている音声認識プログラム70により電気信号に変換され、飛行プランプログラム71により、飛行の可能性の如何、及び、具体的な飛行ルートが割り出され特定される。
【0072】
また、上記メインスイッチがON状態となった場合には、図8に示すように、スクリーン23の内側面部には、ディスプレイ39が映し出されている。親指カーソル装置74により飛行目的地を入力する場合には、右側のアームレスト部27のグリップ部36に設けられた親指カーソルボタン38を右手親指により作動させることにより、ディスプレイ39上に3Dマップデータ読み出し装置69から読み出された3Dマップデータが現れ、上記親指カーソルボタン38により適宜、飛行目的地をカーソルにより特定して指定できる。
【0073】
このようにして飛行目的地が指定され、飛行プランプログラム71により具体的な飛行ルートが特定された場合には、特定された飛行ルートに基づき、飛行制御プログラム72により各種駆動装置が自動制御された状態で作動可能となる。
【0074】
本実施の形態にあっては、この状態で、図1に示すように、操縦者11は、飛行装置10を装着して立った姿勢で発進する。即ち、飛行制御プログラム72により制御されてエンジン部50が作動し、図4に示すように、燃料タンク52内の燃料がロータリーバルブポンプ55により燃焼室56内に供給され、レーザー/マイクロウェーブ発振機77により照射されたレーザー及びマイクロウェーブによって230℃に加熱された受熱体53に対して噴射されることにより燃焼し、発生した高温高圧のガスがエキゾーストパイプ51から地面等80に対して噴出される。その結果、操縦者11はこの排気ガスの噴出により上昇のための所定の推力をうることができ、図11に示すように、飛行装置10を装着した操縦者11は略垂直に上昇を開始する。
【0075】
この場合、図12に示すように、一対のエキゾーストパイプ51,51の先端部に設けられた可変噴射ノズル57,57は、夫々、飛行制御プログラム72により制御されて、噴出する排気ガスにより操縦者11が自転しうるように可変噴射ノズル57の角度はそれぞれ異なった角度に設定される。その結果、可変噴射ノズル57,5により排気ガスは異なった噴出方向に排出され、操縦者11が自転しうるような角度に設定され、その結果、操縦者11は1秒間に1回転程度の回転速度で自転しながら上昇することとなる。
【0076】
このように操縦者11が自転しながら上昇することにより、例えば、横風等が吹いていた場合であっても、より安定した上昇飛行が可能となる。なお、このような可変噴射ノズル57,57の角度制御による操縦者11の自転を行ないながら飛行する場合には、ホバリング部状態においても安定した状態を維持することができる。
【0077】
その後、図11及び図13に示すように、所定の高度に至った場合には、操縦者11は身体のバランスを前方へ移してやや前傾姿勢をとる。このように前傾姿勢をとり、例えば、所定の仰角αを形成した場合には、上記前部スライドスクリーン部26,26が前方からの気流を受けることにより、前部スライドスクリーン部26,26により形成される揚力発生部16には正圧PPが発生すると共に後部固定スクリーン部25側には負圧NPが発生する。
【0078】
その結果、図13に示すように、揚力発生部16には上方へ作用する揚力Fが発生する。その結果、エンジン部50により発生する推力Gのみならず揚力Fも作用することから、操縦者11の飛行をより安定なものとすることができる。
【0079】
飛行中にあっては、上記のように、ジャイロ49からの情報がCPU45に入力され、当該時点における飛行方向が算出され、図8に示すように、飛行方向情報がディスプレイ39中の方位計83に表示されると共に、当該時点における操縦者11自らの飛行姿勢に関する情報も実際の飛行傾斜角度を反映した「人型アイコン」63としてディスプレイ39上に表示される。また、操縦者11は、ディスプレイ39中の高度計81により自分の飛行高度を常時確認することができ、燃料計82によりエンジン部50の燃料タンク52の燃料の残量を確認することができる。
【0080】
さらに、GPS65からの情報により現在位置と目的地との相対関係も「人型アイコン」63によりディスプレイ39上に表示されることから、操縦者11は、飛行ルートにおいて、飛行目的地との関係で自分の相対的位置を常時確認しながら飛行を行なうことができる。
【0081】
アームレスト部27の前端部には、距離センサ67が装着されていることから、距離センサ67からの距離情報により飛行中に前方に障害物が発見されたような場合には、CPU45は当該障害物との間の距離が所定距離以下になる以前に回避判断を行ない、エンジン部50のエキゾーストパイプ51の可変噴射ノズル57の方向制御を行うことにより、排気噴出方向を変化させて飛行ルートの変更を行ない、障害物を事前に回避することができる。
【0082】
その後、目的地が接近し、着陸のため減速する場合には、図14に示すように、操縦者11の操作により、CPU45を介して上記前部スライドスクリーン部26,26を固定していた前方ロック部76、76によるロック状態を解除し、アクチュエータ(図示せず)により前部スライドスクリーン部26,26を自動的に開放する。この場合、前部スライドスクリーン部26,26は側方ロック部75,75により夫々、自動的に開放状態で固定される。
【0083】
この前部スライドスクリーン部26,26の開放により、前方からの気流が後部固定スクリーン部25に当たることにより、進行方向後方へ向かう抗力AFが発生し、制動が行なわれる。その後、所定速度以下に減速して着陸する場合には、操縦者11は略垂直の状態で降下し、地面等81に足で着地する。
【0084】
また、この場合、例えば、図15に示すように、両足を略直角に曲げて下方リング部21b上から前方へ突出させ、下方リング部21bを接地させることにより着地を行うこともできる。この場合、下方リング部21bはショックアブソーバ装置22を介してフレーム部17に固定されていることから、着地時の衝撃をショックアブソーバ装置22により吸収することができ、安定した着地を行なうこともできる。
【0085】
また、図16及び図17に示すように、例えば、飛行装置10に何らかの事故があった場合や、着陸時に強い横風等を受け、的確な着陸操作を行うことができず、操縦者11の前面側から地面等81に落下する場合においても、上記のように、アームレスト部27にはショックアブソーバ装置35が組みこまれていることから、着地時の衝撃をショックアブソーバ装置22により吸収することができると共に、上方リング部21a及び下方リング部21bが操縦者11の腹部及び脚部を保護し、さらに、アームレスト部27の腕保護部30及び手保護部32が、それぞれ、腕及び手を保護することから、緊急着陸時における操縦者11の安全を最大限に確保することができる。
【0086】
なお、上記実施の形態にあっては、本発明に係る飛行装置10を直立した状態で使用する場合を例に説明したが上記実施の形態に限定されず、飛行装置10は、操縦者が、椅子等に着座した状態で使用するように構成されていてもよい。
【0087】
また、揚力発生部及び衝撃吸収部及の具体的構成に関しては本実施の形態に限定されない。
【0088】
【発明の効果】
本発明にあっては、操縦者が装着して操作し、実際に目的地に移動することができる飛行装置を提供することができる。また、さらに本発明にあっては、より操作が容易であって、長期間に渡る操縦訓練を必要とすることなく多くの一般の使用者が利用することができる飛行装置を提供することができる。さらに、本発明にあっては、より安全に使用することができる飛行装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図2】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示し、アームレスト部の構造を一部破断して示す側面図である。
【図3】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示し、アームレスト部の親指カーソル装置の操作状態を示す平面図である。
【図4】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示す斜視図であって、推進装置部を構成するエンジン部を示す図である。
【図5】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示し、エキゾーストパイプのノズル本体の構成を示す側面図である。
【図6】本発明に係飛行装置の一実施の形態を示し、エキゾーストパイプのノズル本体の作動状態を示す側面図である。
【図7】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示す側面図であって、特に、ヘルメットの開閉状態を示す図である。
【図8】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示す図であって、特に、ヘルメット部のスクリーンへのディスプレイの表示状態を示す図である。
【図9】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示し、航法装置を示す概念図である。
【図10】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示し、CPUにインストールされた飛行制御プログラムの構成及び作動手順を示すフローチャートである。
【図11】本発明に係る飛行装置の一実施の形態であって、離陸状態を示す図である。
【図12】本発明に係る飛行装置の一実施の形態であって、操縦者が自転しながら離陸する状態を示す図である。
【図13】本発明に係る飛行装置の一実施の形態であって、所定の仰角を以て水平飛行状態を示す側面図である。
【図14】本発明に係る飛行装置の一実施の形態であって、飛行中における制動状態を示す側面図である。
【図15】本発明に係る飛行装置を示す一実施の形態であって、着陸時の態様の一形態を示す側面図である。
【図16】本発明に係る飛行装置の一実施の形態を示す側面図であって、緊急着陸の際の状態を示す図である。
【図17】本発明に係る飛行装置を示す一実施の形態であって、緊急着陸時における衝撃吸収装置の作動の状態を示す図である。
【符号の説明】
10 飛行装置
11 操縦者
12 表示部
13 推進装置部
14 前方衝撃吸収部
15 下方衝撃吸収部
16 揚力発生部
17 フレーム部
20 ヘルメット部
21 身体保護部
21a 上方リング部
21b 下方リング部
22 ショックアブソーバ装置
23 スクリーン
24 ガイドレール
25 固定スクリーン部
26 スライドスクリーン部
27 アームレスト部
28 上腕部
29 下腕部
30 腕保護部
31 手
32 手保護部
33 アーム部
34 軸部
35 ショックアブソーバ装置
36 グリップ部
37 カバー部
38 親指カーソルボタン
39 ディスプレイ
40 軸部
41 アンテナ部
42 ヘルメット本体
43 マイク
44 スピーカ
45 CPU
46 I/Oインターフェース
47 バッテリ
48 航法装置
49 ジャイロ
50 エンジン部
51 エキゾーストパイプ
52 燃料タンク
53 受熱体
54 壁面部
55 ロータリーバルブポンプ
56 燃焼室
57 可変噴射ノズル
58 エキゾーストパイプ本体部
59 球体部
60 ノズル本体
61 アクチュエータ
63 「人型アイコン」
64 飛行目的地
65 GPS
66 飛行ガイド窓
67 距離センサ
68 ケーブル
69 3Dマップデータ読み出し装置
70 音声認識プログラム
71 飛行プランプログラム
72 飛行制御プログラム
73 双方向バス
74 親指カーソル装置
75 側方ロック部
76 前方ロック部
77   レーザー/マイクロウェーブ発振機
78   温度センサ
79 頭部
80 地面等
81 高度計
82 燃料計
83 方位計
84 現在位置
85 非表示部
200 音声認識プログラム作動
201 音声認識プログラム継続
202 飛行判断
203 飛行開始
α  仰角
G  推力
F  揚力
PP 正圧
NP 負圧
AF 抗力

Claims (13)

  1. 操縦者が装着して飛行し得る飛行装置であって、操縦者を搬送しうる推力を発生する推進装置部を有し、着陸装置を介することなく発進又は着陸しうるように構成されていることを特徴とする飛行装置。
  2. 上記飛行装置は操縦者が直立状態で使用することを特徴とする請求項1記載の飛行装置。
  3. 上記飛行装置は揚力発生部を有することを特徴とする請求項1記載の飛行装置。
  4. 上記揚力発生部は、操縦者の身体を包囲するように形成され、飛行時に前方からの気流を受る部位により形成されていることを特徴とする請求項3記載の飛行装置。
  5. 上記飛行装置は、着陸の際の地面等への接地により発生する衝撃を吸収しうる衝撃吸収部を有することを特徴とする請求項1記載の飛行装置。
  6. 上記衝撃吸収部は、操縦者の身体前方からの衝撃を吸収するように構成されていることを特徴とする請求項5記載の飛行装置。
  7. 上記衝撃吸収部は、操縦者の身体下方からの衝撃を吸収するように構成されていることを特徴とする請求項5記載の飛行装置。
  8. 上記推進装置部は、操縦者の背中側に配置されるフレーム部に装着され、このフレーム部には操縦者の身体前方側に突出するアームレスト部が設けられると共に操縦者の身体を包囲する身体保護部が設けられていることを特徴とする請求項1記載の飛行装置。
  9. 上記アームレスト部は、操縦者の上腕部及び下腕部を保護する腕保護部と、手を保護する手保護部とを有することを特徴とする請求項8記載の飛行装置。
  10. 上記衝撃吸収部は、上記アームレスト部の腕保護部に設けられたショックアブソーバにより形成され、身体前面方向からの衝撃を吸収しうるように構成されていることを特徴とする請求項6記載の飛行装置。
  11. 上記身体保護部は、身体上下方向において所定間隔をおいて設けられた上方リング部と下方リング部とにより構成されていることを特徴とする請求項8記載の飛行装置。
  12. 上記揚力発生部は、上記身体保護部を構成する上方リング部と下方リング部と、この上方リング部と下方リング部との間にスライドして開閉可能に配置された前方からの気流を受け得るスクリーン部とにより構成され、上記スクリーン部は、操縦者の身体前部を覆う全閉状態と、身体前部を開放する開放状態との間で開閉可能に形成され、飛行時には全閉状態となり前方からの気流を受けて身体保護部において飛行に必要な揚力を発生しうるように構成されている請求項4及び11記載の飛行装置。
  13. 上記衝撃吸収部は、下方リング部と上記フレームとの間に設けられたショックアブソーバにより形成されていることを特徴とする請求項7記載の飛行装置。
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