JP2009113779A - 多機能飛行体及び多機能飛行体の自動操縦方法と自動操縦装置 - Google Patents

Abstract

【課題】胴体に主ローターと制御翼と尾翼と操縦室とを備え安定した操縦飛行と大きな浮揚力が得られるように改良された新規な多機能飛行体を提供するものである。
【解決手段】胴体１の上部１Ａには浮揚力Ｆ及び推進力Ｆ３を得る主ローター１０と胴体の旋回抑制及び浮揚力Ｆを得る制御翼１１とを備え、上記制御翼は、加速度計Ｋからの加速度Ｋ０の有無により傾斜角を調節するサーボ制御系Ｓ０を備え、胴体の中腹部１Ｂには操縦室３を備え、上記操縦室は、垂直姿勢制御系ＳＳを備え胴体の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢を維持させ、胴体の下部１Ｃには水平尾翼１２Ａと垂直尾１３Ａ，１３Ｂからなる尾翼１４を備えた多機能飛行体１００である。
【選択図】図１

Description

本発明は、テールローターレスのヘリコプターや垂直離着陸できる飛行体の機能を備えた多機能飛行体に関し、特に、胴体に主ローターと制御翼と尾翼と操縦室とを備え安定した操縦飛行と大きな浮揚力が得られるように改良された新規な多機能飛行体に係るものである。

近年、テールローターレスのヘリコプターや垂直離着陸できる飛行体が離着陸用の広い滑走路を持たなくても良いことから、その需要が高まっている。

特に、最近は、テールローターレスの小型・簡易型の１人乗りヘリコプターが提案されている。これは、テールローター動力無しで反動トルクと方向転換のコントロール及び従来テールローターで使っていた動力分の効率向上を図ったものである。その構成は、可変整流翼（１）をシングルローター・ヘリコプターのメインローター（２）の中心を軸にしてメインローター（２）の下に付けたもので、従来のシングルローター・ヘリコプターとメインローター（２）や胴体（３）は同じだが、テールローターが無く、反動トルクのコントロールと方向転換にはメインローター（２）下の可変整流翼（１）で行うものである。これにより、従来のシングルローター・ヘリコプターのテールローターに使われていた動力分の高効率化が達成できる他、テールローターへの動力伝達や可変ピンチなどの機構が無くなり簡素化できるヘリコプターである（例えば、特許文献１参照。）。

また、別のヘリコプターは、運転席以下に複数のモーターをおき、その複数のモーターの軸の内側と外側に、複数のプロペラを取り付けた輪状回転軸を取り付けたものである。またハンドルバーの先端にバッテリーを取り付けたものである。上記の複数のモーターは、同重量、同馬力のものが好ましく、また、上部と下部のプロペラの数も同数個で、大きさも重量も同じものが好ましい。そして、２本のハンドルバーの先端にバッテリーを取り付けたものは、動力部カバーボディーの直径の端から前後にスライド式となっている。プロペラ部を囲む動力部カバーボディーはどの様なかたちでも良いが、軽くて丈夫な材質が良いとしたものである（例えば、特許文献２参照。）。

特開平１１−７０８９８号 特開２００７−９１１８７号

上記従来の特開平１１−７０８９８号のヘリコプターは、可変整流翼をシングルローター・ヘリコプターのメインローターの中心を軸にしてメインローターの下に付けたもので、従来のシングルローター・ヘリコプターとメインローターや胴体は同じだが、テールローターが無く、反動トルクのコントロールと方向転換にはメインローター下の可変整流翼で行うものであり、テールローターを省略することが可能である。しかしながら、その操縦方法とその機構は、従来のシングルローター・ヘリコプターと同じだとして開示されていない。従って、どの様な操縦機構と操縦方法に依存しているのかの新規なヘリコプターとして完成していないと言う問題点が指摘できる。

また、別の特開２００７−９１１８７号の円盤状飛行機は、運転席以下に複数のモーターをおき、その複数のモーターの軸の内側と外側に、複数のプロペラを取り付けた輪状回転軸を取り付けたものであり、特開平１１−７０８９８号と同じく、テールローターを省略することが可能である。しかしながら、その操縦方法とその機構は、全く開示されていないから、どの様な操縦機構と操縦方法に依存しているのかの新規な円盤状飛行機として完成していないと言う問題点が指摘される。

更には、上記ヘリコプターや円盤状飛行機においては、浮揚力の分力（胴体を進行方向へ傾斜させて得られる推力）によって飛行させるものである。これにより、飛行速度が遅くしかも操縦室が飛行方向に傾斜して下方に傾き低くなり、飛行時に必要以上の不安感を与える。そして、垂直離着陸飛行機においては、飛行機の機体は水平姿勢のままで離着陸するから、大型機では広い離着陸基地が必要であるし、小型機でも狭い敷地内で離着陸ができない事となる。他方、近年、自動車による都市の交通渋滞による大気汚染や経済的損失も大きな社会問題、国際問題にもなっている。

本発明は、上記ヘリコプターや円盤状飛行機や垂直離着陸機及び自動車の廃棄ガスや渋滞に見られる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、胴体に主ローターと制御翼と尾翼と操縦室とを備え安定した操縦飛行と大きな浮揚力が得られるように改良された新規な多機能飛行体を提供するものである。更には、実際の空飛ぶ自家用車としての自動操縦を実現させるインフラの新規技術を提供するものである。

上記目的を達成するべく本発明の請求項１による多機能飛行体は、胴体の上部には浮揚力及び推進力を得る主ローターと胴体の旋回抑制力及び浮揚力を得る制御翼とを備え、上記制御翼は、胴体に備えた加速度計からの加速度の有無により傾斜角を調節するサーボ制御系を備え、胴体の中腹部には操縦桿を備えた操縦室を備え、上記操縦室は、胴体の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢を維持させる垂直姿勢制御系を備え、胴体の下部には胴体の姿勢及び推力方向を制御する水平尾翼と垂直尾からなる尾翼を備えたことを特徴とするものである。

本発明の請求項２の多機能飛行体の自動操縦方法は、衛星からの位置座標データＧＰＳにより、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行することを特徴とするものである。

本発明の請求項３の多機能飛行体の自動操縦方法は、請求項２記載の多機能飛行体の自動操縦方法において、各多機能飛行体は、各々異なる所定の高度に登録されていることを特徴とするものである。

本発明の請求項４の多機能飛行体の自動操縦方法は、請求項２記載の多機能飛行体の自動操縦方法において、各多機能飛行体は、同一高度の他の多機能飛行体と遭遇した時は、衝突回避の為に所定の間隔距離を維持して飛行制御されていることを特徴とするものである。

本発明の請求項５の多機能飛行体の自動操縦装置は、請求項１の多機能飛行体において、操縦室に備えた操縦桿は、衛星からの位置座標データＧＰＳを受信し、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの現在位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行するように制御することを特徴とするものである。

すなわち、本発明の請求項１の多機能飛行体は、胴体の上部に浮揚力及び推進力を得る主ローターと胴体の旋回抑制力及び浮揚力を得る制御翼を備え、上記制御翼は、胴体に備えた加速度計からの加速度の有無（大・小）により傾斜角を調節するサーボ制御系を備え、胴体の中腹部には操縦桿を備えた操縦室を備え、上記操縦室は、垂直姿勢制御系を備えて胴体の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢を維持させることができ、胴体の下部には胴体の姿勢及び推力方向を制御する水平尾翼と垂直尾からなる尾翼を備えたものである。

これにより、上記多機能飛行体は、垂直姿勢の状態での離着陸ができるとともに、制御翼は胴体に備えた加速度計からの加速度の有無（大・小）により傾斜角を調節するサーボ制御系により胴体の旋回抑制力ができるとともに大きな浮揚力が得られて安定した離着陸が可能である。更に、上記操縦室は、垂直姿勢制御系を備えているから、胴体の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢に維持させることができ、操縦室に乗る人の姿勢を安定した垂直姿勢に保持させられる。そして、胴体の下部に備える尾翼は、水平尾翼と垂直尾翼からなり、胴体を垂直姿勢と水平姿勢に制御させられるとともに、水平姿勢にした状態での安定した飛行姿勢と飛行方向の制御が行える。

本発明の多機能飛行体の自動操縦方法によると、上記多機能飛行体の操縦室に備える操縦桿を自動操作すべく、衛星からの位置座標データＧＰＳにより、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行することができる。また、本発明の多機能飛行体の自動操縦装置によると、各多機能飛行体には、各々異なる所定の高度で飛行されるように予め登録されたプログラムにより飛行されるから、複数の多機能飛行体が衝突することがない。更に、本発明の多機能飛行体の自動操縦装置によると、各多機能飛行体には、同一高度の他の多機能飛行体と遭遇した時は、衝突回避の為に所定の間隔距離を維持して飛行制御されるように予め登録されたプログラムにより飛行されるから、複数の多機能飛行体が衝突することがない。

本発明の多機能飛行体の自動操縦装置によると、操縦室に備えた操縦桿は、衛星からの位置座標データＧＰＳを受信し、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの現在位置座表データＧＰＳにより誘導・制御されて飛行する。

本発明の多機能飛行体によると、操縦桿を備えた操縦室に乗る人の操作により、狭い敷地での垂直姿勢による離着陸ができるとともに、一旦離陸するとホバリングや垂直飛行ができるとともに、胴体を水平姿勢として通常の飛行機のように、制御翼を主翼とし水平尾翼と垂直尾翼による安定した高速飛行ができる。また、上記操縦室は、垂直姿勢制御系を備えているから、胴体の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢に維持させることができ、操縦室に乗る人の姿勢を安定した垂直姿勢に保持できる。

本発明の多機能飛行体の自動操縦方法によると、上記多機能飛行体に備える操縦桿の自動操作を、衛星からの位置座標データＧＰＳにより、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行できる。また、複数の多機能飛行体と遭遇しても衝突しない。

本発明の多機能飛行体の自動操縦装置によると、上記多機能飛行体の自動操縦方法を正確に遂行させられ、目的地まで自動操縦で安全に飛行できる。

以下、図１乃至図４を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。図１は多機能飛行体の垂直姿勢時の斜視図、図２は多機能飛行体の垂直飛行時の正面図、図３は垂直姿勢での水平飛行時の正面図、図４は水平飛行時の正面図である。

本発明の多機能飛行体１００は、下記のように構成されている。まず、図１に示すように、全体構成は、胴体１の上部（前部）１Ａには浮揚力Ｆ及び推進力Ｆ１を得る大径の主ローター１０と胴体１の旋回抑制力Ｆ２及び浮揚力Ｆを得る二枚の制御翼１１とを備えている。上記制御翼１１は、右可変翼１１Ａと左可変翼１１Ｂとからなり、その断面形状は効率の良い浮揚力を発生させる航空機の主翼断面と同一形状になっている。上記右可変翼１１Ａと左可変翼１１Ｂとは、胴体１に備えた加速度計Ｋからの加速度Ｋ０の有無（大・小）により傾斜角αを調節して胴体の振れまわしを防止するとともに、水平姿勢に飛行させるために右可変翼１１Ａと左可変翼１１Ｂとを航空機の主翼姿勢にするとともに同一断面形状にするためのサーボ制御系Ｓ０を備えている。上記胴体１の中腹部１Ｂには操縦桿ＳＫを備えた操縦室３を備えている。上記操縦室３は、垂直姿勢制御系ＳＳを備え胴体１の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢を維持させる。上記胴体１の下部１Ｃには胴体１の姿勢及び推力方向Ｆ１を制御する水平尾翼１２Ａと垂直尾翼１３Ａ，１３Ｂからなる尾翼１４とを、備えたものからなる。

続いて、上記多機能飛行体１００の各構成を詳細に説明する。主ローター１０は、胴体１の上部（前部）１Ａに装備した駆動源（エンジン又は電動モータ）Ｄの回転軸５の先端に取付けられている。図示では、上記主ローター１０は、２枚羽根構成であるが、３枚羽根構成や４枚羽根構成とすることができる。しかして、上記主ローター１０は、この浮揚力Ｆを発生させる回転方向（矢印の左回転のトルクＴａ）によって回転駆動される。この時に、胴体１に回転反力Ｆ１が発生する。尚、上記駆動源（電動モータ又はエンジン）Ｄの蓄電池又は燃料収納室は、操縦室３の床下に配置されている。

上記主ローター１０の下側となる胴体１には、二枚構成の制御翼１１を備えている。図示に見るように、制御翼１１の各右可変翼１１Ａと左可変翼１１Ｂは、その下端側が主ローター１０の傾斜角と同方向側に傾けられている。その傾斜角は、実際に多機能飛行体１００を飛行させた時に、胴体１が旋回しない静止姿勢を維持するように微調節されて使用される。その原理は、主ローター１０の回転により発生する回転反力Ｆ１を、制御翼１１に当たる気流Ｅで発生するトルクＴｂの反力Ｆ２を逆向きとして打ち消すようにするものである。上記右可変翼１１Ａと左可変翼１１Ｂの構成について、胴体１から左右に突出させた作動棒２０，２１に右可変翼１１Ａと左可変翼１１Ｂとの中腹部が支持されている。上記作動棒２０，２１は、この軸幹に取付けたベベルギアＢＧ１，ＢＧ２と右可変翼駆動サーボモータＳＭ１のベベルギアＢＧ３と左可変翼駆動サーボモータＳＭ２のベベルギアＢＧ４とが噛み合わされていて、上記右可変翼駆動サーボモータＳＭ１と左可変翼駆動サーボモータＳＭ２との回転制御により上記右可変翼１１Ａと上記左可変翼１１Ｂとが、繊細に旋回されてその傾斜角αを微調節して胴体の振れまわし防止と水平飛行とを司る。なお、上記右可変翼駆動サーボモータＳＭ１と左可変翼駆動サーボモータＳＭ２は、加速度計Ｋからの加速度Ｋ０と操縦桿ＳＫからの情報を入力するサーボ制御系Ｓ０によって制御される。

上記胴体１の中腹部１Ｂに設けた操縦室３は、胴体１に球状の外壁体３Ａを付設しており、この外壁体３Ａ内で自由に揺動できるように支持部材（複数の球体支持部材等からなる）３０で支持されていて、操縦室３の外壁に付設したラック棒３Ｂにパイロットルーム姿勢制御サーボモータＳＭ３のピニオン３Ｃが噛合っている。また、上記操縦室３には、水平姿勢探知手段３１を備え、胴体１の垂直姿勢・水平姿勢に係らず操縦室３を常に垂直姿勢を維持させるべく、垂直姿勢制御系ＳＳが水平姿勢探知手段３１からの傾き情報を入力し、傾きを零に補正すべくパイロットルーム姿勢制御サーボモータＳＭ３を正逆回転する。

上記胴体２の下部に備える尾翼１４は、一枚の三角形の水平尾翼１２Ａと上下二枚の三角形の垂直尾翼１３Ａ，１３Ｂからなり、胴体１の下端部１Ｃに設けたギヤ列Ｇ１，Ｇ２からなるボールジョイントＪ１，Ｊ２に吊り下げられている。上記ギヤ列Ｇ１，Ｇ２は、水平尾翼１２Ａと二枚の垂直尾翼１３Ａ，１３Ｂを揺動させる水平尾翼駆動サーボモータＳＭ４と垂直尾翼駆動サーボモータＳＭ５の回転軸Ｄ１，Ｄ２に連結されている。上記水平尾翼駆動サーボモータＳＭ４と垂直尾翼駆動サーボモータＳＭ５は、上記操縦室３内に備える操縦桿ＳＫにより回転駆動され、機体（胴体）１を垂直姿勢と水平姿勢とすべく、姿勢制御する。また、飛行方向や上昇・下降飛行・ホバリングも制御する。更に、水平飛行時は、上記制御翼１１が二枚の主翼となるように、操縦桿ＳＫによりその傾きが制御される。しかして、胴体が垂直姿勢時には、主ローター１０から吹き下げられる気流Ｅにより傾けられた尾翼１４の水平尾翼１２Ａの側面１２Ｂを押して胴体１を傾け、これにより浮揚力Ｆの一部で作られる推進力Ｆ３を発生させ水平方向へ移動する飛行力を作り出す。また、上記尾翼１４により、胴体を垂直姿勢として上昇又は下降又はホバリング状態に制御される。更には、水平尾翼１２Ａの側面１２Ｂを押して胴体１を水平姿勢にまですれば、ヘリコプターの斜め推進力Ｆ３による飛行から、完全に水平飛行の推進力Ｆ４が得られる。

本発明の多機能飛行体１００は、上記のように構成され、以下のように作用する。まず、図１〜図３に示すように、主ローター１０の駆動力（トルクＴａ）により、主ローター１０は左回転（反時計方向回転）して空気流Ｅを下方へ吹き降ろす気流で浮揚力Ｆが発生するとともに、主ローター１０の左回転に対向する右回転の回転反力Ｆ１が胴体１に発生する。他方、主ローター１０から吹き降ろす気流Ｅが下側に備えた制御翼１１の傾斜面１１Ｃに当たって流れ方向を変え胴体１に対して上記主ローター１０の回転反力Ｆ１を打ち消す方向（反時計方向）に胴体１に起きるトルクＴｂで回転力Ｆ２を発生させる。上記固定翼１１の回転力Ｆ２は、上記主ローター１０の回転反力Ｆ１に均等（Ｆ１＝Ｆ２）するように、制御翼１１の傾斜面１１Ｃの傾斜角度を可変させることで行われる。また、その僅かな不均等（プラス側又はマイナス側）を作り出すことにより、胴体をゆっくり右旋回（Ｆ１＞Ｆ２）又は左旋回（Ｆ１＜Ｆ２）させられる。勿論、胴体１の旋回防止は、サーボ制御系Ｓ０に繋がる胴体１に備えた加速度計Ｋからの加速度Ｋ０より右可変翼１１Ａと左可変翼１１Ｂの傾斜角αを微調節して胴体の振れまわしを防止する。

更に、図２に示すように、上記胴体２の下部に備えた尾翼１４は、その方向を垂直真下とすれば、胴体１を垂直姿勢として上昇又は下降又はホバリング状態に制御される。上記各状態は、主ローター１０の回転数による浮揚力Ｆの制御により行われる。また、図３に示すように、胴体１を任意な方向に傾けて水平方向に進める推進力Ｆ３を発生させるには、水平方向に進めたい方向側へ尾翼１４における水平尾翼１２Ａを水平尾翼駆動サーボモータＳＭ４により、根元部１２Ｃで旋回（傾斜角θ）させて折り曲げれば、この傾斜面１２Ｂに上記主ローター１０からの気流Ｅが当たりここで作り出され水平尾翼１２Ａを押し込む力Ｆ４が胴体２の下端側を傾けた側とは反対側へ傾かせる。その結果として、主ローター１０が作り出す浮揚力Ｆの一部が胴体１を傾かせた側への推進力Ｆ３（Ｆ３＝Ｆ／ｔａｎθ）となり、この推進力Ｆ３で多機能飛行体１００を水平方向へ進めることが出来る。従って、上記水平尾翼１２Ａの方向制御により、水平方向への推進力Ｆ３が調節できる。また、多機能飛行体１００の推進方向を変えるには、垂直尾翼１３Ａ，１３Ｂを左右に振ることで行われる。上記右可変翼１１Ａと上記左可変翼１１Ｂの傾斜角度の調節でも行われる。

更に、図４に示すように、多機能飛行体１００を垂直姿勢の離陸姿勢から、高速飛行が可能な水平姿勢の飛行に移行するには、パイロットが操縦室３内に備える操縦桿ＳＫにより行われる。その操作方法は、操縦桿ＳＫで水平尾翼１２Ａを水平尾翼駆動サーボモータＳＭ４により、根元部１２Ｃで大きく旋回（傾斜角θ）させる。これで、尾翼１４側の胴体が浮揚力Ｆを得て水平姿勢にまで姿勢制御されたところで、水平尾翼１２Ａの旋回（傾斜角θ）を緩めて水平飛行が維持できる状態とする。これと同時に、サーボ制御系Ｓ０が右可変翼１１Ａと左可変翼１１Ｂとを多機能飛行体１００の主翼姿勢にするとともに同一断面形状（膨らみ側を上にして）に制御させて安定した水平姿勢に飛行させる。更に、上記操縦室３は、垂直姿勢制御系ＳＳが水平姿勢探知手段３１からの傾き情報を入力し、傾きを零に補正すべくパイロットルーム姿勢制御サーボモータＳＭ３を正逆回転させ、胴体１の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢を維持させる。

本発明の多機能飛行体１００の実施の形態によると、下記の効果が奏せられる。まず、操縦桿ＳＫを備えた操縦室３に乗る人の操作により、狭い敷地での垂直姿勢による離着陸ができるとともに、一旦離陸するとホバリングや垂直飛行ができるとともに、胴体を水平姿勢として通常の飛行機のように、制御翼を主翼とし水平尾翼と垂直尾翼による安定した高速飛行ができる。また、上記操縦室は、垂直姿勢制御系を備えているから、胴体の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢に維持させることができ、操縦室に乗る人の姿勢を安定した垂直姿勢に保持できる。

尚、本発明の多機能飛行体１００は、上記第１の実施の形態における構成に限定されず、その発明の要旨内での設計変更が自由にできる。例えば、図５に示す第２の実施の形態は、多機能飛行体１００に自動操縦装置２００を備えたものである。その構成は操縦室３に備える操縦桿ＳＫを自動操作するもので、衛星５０からの位置座標データＧＰＳを受信する受信部２０１と、受信した位置座標データにより現在位置確認部２０２と、多機能飛行体１００の地表からの高度検出部２０３と、地図情報記憶部２０４と、目的地入力部２０５と、現在位置Ｅ０から目的位置Ｅ１への飛行実行プログラム部２０６と、上記各部からの情報により操縦桿ＳＫを自動操縦する自動操縦部２０７とからなる。

これにより、図６に示すように、衛星５０からの位置座標データＧＰＳを受信し、現在位置Ｅ０を確認するとともに、目的地Ｅ１の設定により、道路地図Ｍに基づく現実の道路上空Ｓを所定の高度Ｈ（Ｈ１，Ｈ２）を保持しつつ目的地まで上記衛星５０からの現在位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行するように構成されている。

上記多機能飛行体１００の自動操縦装置２００は、上記のように構成され、下記の自動操縦方法のように、衛星からの位置座標データＧＰＳにより、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行する。また、複数の多機能飛行体は、各々異なる所定の高度に登録されていれば、相互に交差する時も衝突することなく安全に飛行できる。更に、複数の多機能飛行体は、同一高度の他の多機能飛行体と遭遇した時は、衝突回避の為に所定の間隔距離を維持して飛行制御されるから、後続飛行する時にも衝突することなく安全に飛行できる。

本発明の多機能飛行体１００の多機能飛行体の自動操縦方法によると、上記多機能飛行体に備える操縦桿の自動操作を、衛星からの位置座標データＧＰＳにより、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行できる。また、複数の多機能飛行体と遭遇しても衝突しない。

本発明の多機能飛行体の自動操縦装置によると、上記多機能飛行体の自動操縦方法を正確に遂行させられ、目的地まで自動操縦で安全に飛行できる。

本発明の多機能飛行体１００の多機能飛行体の自動操縦方法は、上記のように、現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行することに限定されない。例えば、現在位置から目的地までを、一直線に結ぶ線上を最短距離で飛行するように自動操縦しても良い。これによると、現実に道路の無い山岳地域や海上、湖上を飛行するには無くてはならない飛行方法となる。

本発明の第１の実施の形態を示し、多機能飛行体の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、多機能飛行体の垂直飛行時の正面図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、垂直姿勢状態での水平飛行の正面図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、水平飛行時の正面図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、自動操縦装置のブロック線図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、道路地上を飛行する飛行経路図である。

符号の説明

１ 胴体
１Ａ 上部（前部）
１Ｂ 中腹部
１Ｃ 下部
３ 操縦室
３Ａ 外壁体
３Ｂ ラック棒
３Ｃ ピニオン
５ 回転軸
１０ 主ローター
１１ 制御翼
１１Ａ 右可変翼
１１Ｂ 左可変翼
１２Ａ 水平尾翼
１２Ｂ 側面
１２Ｃ 根元部
１３Ａ，１３Ｂ 垂直尾翼
１４ 尾翼
２０，２１ 作動棒
３０ 支持部材（複数の球体支持部材）
３１ 水平姿勢探知手段
５０ 衛星
１００ 多機能飛行体
２００ 自動操縦装置
２０１ 受信部
２０２ 現在位置確認部
２０３ 高度検出部
２０４ 地図情報記憶部
２０５ 目的地入力部
２０６ 飛行実行プログラム部
２０７ 自動操縦部
ＢＧ１，ＢＧ２ ベベルギア
ＢＧ３ ベベルギア
Ｄ 駆動源（エンジン又は電動モータ）
Ｅ 気流
Ｅ０ 現在位置
Ｅ１ 目的位置
Ｆ 浮揚力
Ｆ１ 推進力
Ｆ２ 旋回抑制力
Ｆ３ 推進力
Ｆ４ 押し込む力
ＧＰＳ 位置座標データ
Ｈ（Ｈ１，Ｈ２） 所定の高度
Ｋ 加速度計
Ｋ０ 加速度
Ｍ 道路地図
ＳＫ 操縦桿
Ｓ 道路上空
Ｓ０ サーボ制御系
ＳＭ１ 右可変翼駆動サーボモータ
ＳＭ２ 左可変翼駆動サーボモータ
ＳＭ３ パイロットルーム姿勢制御サーボモータ
ＳＭ４ 水平尾翼駆動サーボモータ
ＳＭ５ 垂直尾翼駆動サーボモータ
ＳＳ 垂直姿勢制御系
Ｔａ，Ｔｂ トルク
α 傾斜角
θ 旋回（傾斜角）

Claims (5)

1. 胴体の上部には浮揚力及び推進力を得る主ローターと胴体の旋回抑制力及び浮揚力を得る制御翼とを備え、上記制御翼は、胴体に備えた加速度計からの加速度の有無により傾斜角を調節するサーボ制御系を備え、胴体の中腹部には操縦桿を備えた操縦室を備え、上記操縦室は、胴体の垂直姿勢又は水平姿勢に係りなく常に垂直姿勢を維持させる垂直姿勢制御系を備え、胴体の下部には胴体の姿勢及び推力方向を制御する水平尾翼と垂直尾からなる尾翼を備えたことを特徴とする多機能飛行体。
2. 衛星からの位置座標データＧＰＳにより、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行することを特徴とする多機能飛行体の自動操縦方法。
3. 請求項２記載の多機能飛行体の自動操縦方法において、各多機能飛行体は、各々異なる所定の高度に登録されていることを特徴とする多機能飛行体の自動操縦方法。
4. 請求項２記載の多機能飛行体の自動操縦方法において、各多機能飛行体は、同一高度の他の多機能飛行体と遭遇した時は、衝突回避の為に所定の間隔距離を維持して飛行制御されていることを特徴とする多機能飛行体の自動操縦方法。
5. 請求項１の多機能飛行体において、操縦室に備えた操縦桿は、衛星からの位置座標データＧＰＳを受信し、現在位置を確認するとともに、目的地の設定により、道路地図に基づく現実の道路上空を所定の高度を保持しつつ目的地まで上記衛星からの現在位置座表データＧＰＳにより誘導されて飛行するように制御することを特徴とする多機能飛行体の自動操縦装置。

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