JP2009286345A - 地面効果翼、回転翼、回転翼機、および固定翼機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低速で十分な地面効果が得られる地面効果翼、および前記地面効果翼を供える、航空機、回転翼機、地面効果翼機を提供することを目的とする。
【解決手段】所定の方向に沿って進行することによって揚力を発生する主翼１と、前記方向に沿って主翼１の前方に位置し、前記方向に進行することによって主翼１の下方に気流を導入する前縁フラップ翼１０と、を備える地面効果翼。
【選択図】図１

Description

本発明は、地面効果翼、回転翼、回転翼機、および固定翼機に係り、特に、低速で高い揚力を得ることのできる地面効果翼、および前記地面効果翼を供える回転翼、回転翼機、および固定翼機に関する。

航空機において地面効果を利用すると、少ないエネルギーで浮上走行できる。そこで、地面効果を利用した航空機である地面効果翼機や地面効果翼船はこれまで各種開発されてきた。

このような地面効果翼機や地面効果翼船としては、たとえば、双胴の左側船体と右側船体との間を前後に複数の主翼で連結すると共に、これら各主翼が船体の静止水面よりも十分高い位置に配設されている地面効果翼船（特許文献１）がある。

また、胴部と、同胴部の両側に設けられた地面効果翼としての主翼と、同主翼の下方に形成される空間に地面効果用の高圧空気を供給可能な高圧空気発生手段と、推進器と、同推進器を駆動するためのエンジンとを備え、上記主翼の翼面積よりも小さい翼面積を持ち、地面効果翼としての機能を備えた左右一体の前翼が、上記胴体の両側で上記の主翼の前方の低い位置に取り付けられている地面効果翼機（特許文献２）もある。

更に、軌道上を高速で走行するエアロトレインの構想があり、実用化を目指して開発中である。

エアロトレインの一例としては、トンネル内の周囲が閉鎖された飛行路を、地面効果が作用する程度の高さに浮上して飛行する飛行体であって、アスペクト比を１以下にすると共に、揚力／抗力を１０以上にし、更に、主翼５の翼端面を略垂直な平面となし、前記飛行路の側壁に対して翼端板を正の迎角に設定し、飛行路の側壁との間で側壁効果による飛行路中心方向への軌道修正力が生じるようにしたトンネル内飛行体がある（特許文献３）。

また、円筒状チューブ内を飛行する地面効果輸送機として、胴体の重心前方と重心後方の下部に平面翼を取り付け、その平面翼のやや後方の胴体の上方に、部分円環翼を、垂直安定板を介して取り付け、パワープラントとプロペラとを、パワープラント支持部兼水平安定翼を介して胴体の中央部の左右に対照的に取り付けた地面効果輸送機であって、円筒状チューブ内に設置した地面効果板上を非接触で飛行するものがある（特許文献４）。
特開平５−２９４２７７号公報 特開平４−０２４１５９号公報 特開２０００−０５２９７４号公報 特開平７−１３７６２９号公報

しかしながら、これらの地面効果翼機や地面効果翼船、エアロトレインは、何れも荷重数十トンから数百トンの大型であり、十分な地面効果を得るためには５００ｋｍ／ｈｒ程度の高速飛行をする必要がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、従来の地面効果翼機や地面効果翼船、エアロトレインよりも低速で十分な地面効果が得られる地面効果翼、および前記地面効果翼を供える、航空機、回転翼機、地面効果翼機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、所定の方向に沿って進行することによって揚力を発生する主翼と、前記方向に沿って前記主翼の前方に位置し、前記方向に進行することによって前記主翼の下方に気流を導入する前縁フラップ翼と、を備える地面効果翼に関する。

前記地面効果翼が前記方向に進行すると、主翼と地面または水面との間に高圧部が形成されるとともに、前記前縁フラップ翼によって前記高圧部に気流が送り込まれる。これによって前記高圧部の圧力は上昇するから、主翼に作用する揚力は増大する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の地面効果翼において、前記前縁フラップ翼が、２またはそれ以上設けられているものに関する。

前記地面効果翼が前記方向に進行すると、夫々の前縁フラップ翼によって主翼の下面の高圧部に気流が送り込まれるから、前記前縁フラップ翼を１つのみ有する地面効果翼と比較して主翼に作用する揚力をより大きく増大させることができる。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の地面効果翼において、前縁フラップ翼の翼弦長をL、主翼と、主翼に最も近い前縁フラップ翼との間隔をｔとすると、L/t≧２であるものに関する。

前記地面効果翼においては、Ｌ／ｔ＜２である地面効果翼と異なり、前縁フラップ翼の主翼への干渉効果が無視でき、前縁フラップ翼による主翼下面への気流の送り込み効果が高いから、より大きな揚力増大効果が獲られる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の地面効果翼において、前記主翼および前縁フラップ翼の少なくとも一方が、翼端部の翼弦長が翼根部の翼弦長よりも長くなるように形成されているものに関する。

前記地面効果翼においては、上述のように翼端部の翼弦長が翼根部の翼弦長よりも長くなるように形成されているから、翼端部の揚力の方が翼根部の揚力よりも大きい。

請求項５に記載の発明は、 軸線の回りに回転するハブと、前記前縁フラップ翼と主翼とが回転方向に対して所定の迎角をなし、しかも前記ハブの軸線に対して放射状に前記ハブに装着された請求項１〜４の何れか１項に記載の地面効果翼と、を備える回転翼に関する。

前記回転翼においては、前縁フラップ翼を前方にして回転することにより、前記前縁フラップ翼による主翼下面への気流送り込み効果が生じるから、同一の周速であれば、前記前縁フラップ翼のない回転翼に比較してより高い揚力が得られる。

請求項６に記載の発明は、飛行中における主要揚力発生部である固定翼を備える機体と、前記機体の下面に設けられている請求項５に記載の回転翼と、前記地面効果翼における前縁フラップ翼が回転方向に対して前方に位置するような方向に前記回転翼を前記ハブの軸線の周りに回転させる回転駆動手段と、を有する固定翼機に関する。

前記固定翼機においては、前記回転駆動手段によって前記回転翼を回転させることにより、前記機体には上方に力が作用する。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の固定翼機において、前記地面効果翼が、前記機体の下面に少なくとも２つ設けられ、しかも互いに反対方向に回転するものに関する。

前記固定翼機においては、前記地面効果翼が互いに逆回転方向に回転することにより、前記地面効果翼が回転することによって生じる反動トルクが打ち消される。

請求項８に記載の発明は、飛行中における主要揚力発生部である固定翼を備える機体と、前記機体を前記所定の方向に沿って推進する推進手段と、を備え、前記固定翼は請求項１〜４の何れか１項に記載の地面効果翼である固定翼機に関する。

前記固定翼機が前記推進手段によって前記所定の方向に飛行することにより、前縁フラップ翼によって主翼の下面の高圧部に気流が送り込まれる。

請求項９に記載の発明は、請求項５に記載の回転翼と、前記地面効果翼における前縁フラップ翼が回転方向に対して前方に位置するような方向に前記回転翼を回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段で前記回転翼を回転させることによって生じる反動トルクを打ち消す反動トルク打消し手段と、を備える回転翼機に関する。

前記回転翼機においては、前記回転翼が前記回転駆動手段によって回転することにより、前記回転翼が有する地面効果翼における前縁フラップ翼によって主翼の下面の高圧部に気流が送り込まれる。

請求項１の発明によれば、前縁フラップ翼によって主翼の下方に気流が送り込まれることによって主翼に作用する揚力が増大するから、前記前縁フラップ翼のない地面効果翼と比較してより低速で高い揚力が得られる。

請求項２の発明によれば、前記フラップが１つのみの地面効果翼に比較してより低速で高い揚力が得られる地面効果翼が提供される。

請求項３の発明によれば、Ｌ／ｔ＜２である地面効果翼と比較してより低速で高い揚力が得られる地面効果翼が提供される。

請求項４の発明によれば、翼端部の揚力のほうが翼根部の揚力よりも大きいから、翼端部と翼根部との翼弦長が同一の地面効果翼に比較して、外乱に対する安定性が高い回転翼を形成できる地面効果翼が提供される。

請求項５の発明によれば、ハブに主翼のみが装着された回転翼に比較してより低回転で大きな揚力の得られる回転翼が提供される。

請求項６の発明によれば、前記回転翼を回転させることにより、揚力を発生させることができるから、前記回転翼のない固定翼機に比較して滑走距離が著しく短いか、または滑走が殆ど不要な固定翼機が提供される。

請求項７の発明によれば、前記回転翼が回転する際の反動トルクを打ち消すためのテールロータなどの反動トルク打消手段の不要な固定翼機が提供される。

請求項８の発明によれば、前縁フラップ翼のない主翼のみの固定翼を備える固定翼機と比較してより低速で大きな揚力の得られる固定翼機が提供される。

請求個９の発明によれば、回転翼において低回転で大きな揚力が得られるから、回転翼からのダウンウォッシュのより少ない回転翼機が提供される。

１．実施形態１

以下、本発明の地面効果翼の一例について説明する。

実施形態１に係る地面効果翼１００は、図１の（Ａ）に平面形状を示し、同図（Ｂ）に進行方向ａに対して平行な垂直面に沿って切断した断面を示すように、矩形の平面形状を有する主翼１と、主翼１の前縁に対して平行に配列された矩形の平面形状を有する前縁フラップ翼１０とを備える。

前縁フラップ翼１０の翼弦長Ｌは、主翼１の翼弦長Ｃよりも小さい。また、前縁フラップ翼１０と主翼１との間隔ｔは、L/t≧２になるように設定されている。ここで、間隔ｔは、主翼１と前縁フラップ翼１０との間のピッチであり、言い換えれば主翼１の前縁と前縁フラップ翼１０の後縁との間の距離である。

主翼１の迎角θおよび前縁フラップ翼１０の迎角θｆ、即ち主翼１および前縁フラップ翼１０の翼弦と進行方向ａとのなす角度は、主翼１において正の揚力が生じ、前縁フラップ翼１０の上面および下面を通過した気流が主翼１の下面に導入される限り、特に制限はない。具体的には、主翼１の迎角θおよび前縁フラップ翼１０の迎角θｆは０〜１０度程度が好ましい。なお、前縁フラップ翼１０の迎角θｆは主翼１の迎角θよりも大きくても小さくてもよいが、図１において（Ｂ）に示すように、前縁フラップ翼１０により生じる気流が主翼１の下面に流入するように主翼１の迎角θと前縁フラップ翼１０の迎角θｆとが設定されていることが好ましい。

以下、実施形態１に係る地面効果翼１００の作用について説明する。

地面効果翼１００が、前縁フラップ翼１０が前方に位置するように、矢印ａの方向に沿って進行すると、図１において（Ｂ）に示すように、主翼１と地面または水面との間に高圧部が形成される。そして、同図において矢印ｂおよびｃに示すように、前縁フラップ翼１０の上面を通過した気流は主翼１の下方の高圧部に導入される。

これにより、主翼１の下面の高圧部に気流が導入され、主翼に生じる揚力が増加する。

２．実施形態２

以下、本発明の地面効果翼を備える回転翼の一例について説明する。

実施形態２に係る回転翼２００は、図２の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、軸線の回りに反時計回り方向に回転するハブ１５０と、ハブ１５０に放射状に装着された４枚のロータブレードである地面効果翼１０２とを備える。なお、図２において（Ａ）は回転翼２００の平面形状を示し、（Ｂ）は、地面効果翼１０２を翼弦方向に沿った垂直面Ｘ−Ｘに沿って切断した断面を示す。また、矢印ａはハブ１５０の回転方向を示す。

ハブ１５０は、回転翼２００が所定の方向に沿って進行すると、地面効果翼１０２の回転に応じて主翼１および前縁フラップ翼１０の迎角を周期的に変更するピッチ変更機構（図示せず）を内蔵する。前記ピッチ変更機構は、前記進行方向に沿って前進する側の地面効果翼１０２の迎角が最も小さく、前記進行方向に対して後退する側の地面効果翼１０２の迎角が最も大きくなるように、地面効果翼１００における主翼１の迎角θおよび前縁フラップ翼１０の迎角θｆを変更する。

地面効果翼１０２は、実施形態１の地面効果翼１００と同様に、主翼１と、前縁フラップ翼１０と、前縁フラップ翼１０を、主翼１の前方において主翼１の前端に対して平行になるように保持する保持板２および３と、翼根側の保持板３を挟んで主翼１に相対向するように、保持板３に立設された棒状のシャックル部４が立設されている。地面効果翼１０２は、回転方向ａに対して前縁フラップ翼１０が前方に位置するように、シャックル部４においてハブ１５０に装着されている。

地面効果翼１０２においては、主翼１は、翼弦長が翼根で最も小さく、翼端に向かうに従って翼弦長が増大する逆テーパ状の平面形状を有している。一方、前縁フラップ翼１０は、翼弦長Ｌが一定の矩形状に形成されている。前縁フラップ翼１０と主翼１との間隔ｔと前縁フラップ翼１０の翼弦長Ｌとの関係、および主翼１の迎角θと前縁フラップ翼１０の迎角θｆとの関係については実施形態１のところで述べたとおりである。

以下、回転翼２００の作用について述べる。ハブ１５０が矢印ａで示すように回転すると、図２の（Ｂ）に示すように主翼１と地面または水面との間に高圧部が形成される。そして、同図において矢印ｂおよびｃで示すように、前縁フラップ翼１０の上面に沿った気流および前縁フラップ翼１０の下面に沿った気流は、何れも主翼１の下面の高圧部に導入されるから、前記高圧部の圧力が高くなる。これにより、主翼１で生じる揚力が増大するから、前縁フラップ翼１０を有しない通常のロータブレードを備える従来の回転翼と比較して低い回転数でより大きな揚力が得られる。したがって、実施形態２の回転翼を備えるヘリコプタなどの回転翼機は、従来のものに比較して騒音が少なくなる。

以上、地面効果翼１０２を４枚有する回転翼について述べたが、回転翼における地面効果翼の枚数は２枚以上であればよく、必ずしも４枚には限定されることはない。

３．実施形態３

以下、本発明の地面効果翼を備える回転翼の別の例について説明する。

実施形態３に係る回転翼２１０は、図３の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、軸線の回りに反時計回り方向に回転するハブ１５０と、ハブ１５０に放射状に装着された４枚のロータブレードである地面効果翼１０４とを備える。なお、図２において（Ａ）は回転翼２００の平面形状を示し、（Ｂ）は、地面効果翼１０４を翼弦方向に沿った垂直面Ｘ−Ｘに沿って切断した断面を示す。

ハブ１５０については実施形態２のところで述べたとおりである。

地面効果翼１０４は、翼根から翼端に向かって翼弦長が拡大する逆テーパ状の平面形状を有する主翼１と、回転方向ａに対して主翼１の前方に位置し、主翼１の前縁に対して平行に設けられた矩形状の前縁フラップ翼１０と、回転方向ａに対して前縁フラップ翼１０の前方に位置し、前縁フラップ翼１０の前縁に対して平行に設けられた矩形状の前縁フラップ翼１１と、前縁フラップ翼１０および１１を主翼１に対して所定の位置に保持する保持板２および３と、翼根側の保持板３に立設されたシャックル部４とを備える。地面効果翼１０４はシャックル部４においてハブ１５に装着されている。

前縁フラップ翼１０の翼弦長をＬ１、前縁フラップ翼１１の翼弦長をＬ２、主翼１と前縁フラップ翼１０との間隔をｔ１、前縁フラップ翼１０と前縁フラップ翼１１との間隔をｔ２とすると、Ｌ１／ｔ１≧２、およびＬ２／ｔ２≧２の関係が成立するように翼弦長Ｌ、Ｌ２、および間隔ｔ１、ｔ２が設定されている。なお、前縁フラップ翼１０の翼弦長Ｌ１および前縁フラップ翼１１の翼弦長Ｌ２は何れも主翼１の平均翼弦長Ｃよりも小さい。ここで、主翼１の平均翼弦長Ｃは、主翼１の翼根および翼端の翼弦長の平均値である。

主翼１の迎角θは、主翼１において正の揚力が生じる範囲であれば、特に制限はない。また、前縁フラップ翼１０の迎角θｆ１、および前縁フラップ翼１１の迎角θｆ２も、気流を主翼１の下面に導入できる範囲であれば、特に制限はない。具体的には、主翼１の迎角θ、前縁フラップ翼１０の迎角θｆ１、および前縁フラップ翼１０の迎角θｆ２は０〜１０度程度が好ましい。なお、前縁フラップ翼１０の迎角θｆ１および前縁フラップ翼１１の迎角θｆ２は主翼１の迎角θよりも大きくても小さくてもよいが、図３において（Ｂ）に示すように、前縁フラップ翼１０、１１により生じる気流が主翼１の下面に流入するように主翼１の迎角θと前縁フラップ翼１０の迎角θｆ１と前縁フラップ翼１１の迎角θｆ２とが設定されていることが好ましい。

以下、回転翼２１０の作用について説明する。

回転翼２１０が矢印ａの方向に回転すると、図３の（Ｂ）に主翼１と地面または水面との間に高圧部が形成される。

同時に、前縁フラップ翼１０の上面を通過した気流、前縁フラップ翼１０と１１との間を通過した気流、および前縁フラップ翼１１の下面に流れた気流は、同図において矢印ｂ、ｃ、ｄに示すように、何れも主翼１下面の高圧部に導入される。

これにより、前縁フラップ翼がない場合および前縁フラップ翼が１枚の場合と比較して同一の速度および迎角であって周速も同一の時においては、前縁フラップ翼がない場合および前縁フラップ翼が１枚の場合と比較してより高い揚力が得られる。

４．実施形態４

以下、本発明の地面効果翼を備える回転翼機に包含されるヘリコプタの一例について説明する。

実施形態４に係るヘリコプタ３００は、図４に示すように、胴体３０２と、胴体３０２の上方に装着された実施形態２または実施形態３に係る回転翼２００（２１０）と、胴体３０２の高端部に設けられたテールロータ３０４とを備える。胴体３０２における回転翼２００（２１０）の下方には、回転翼２００（２１０）を回転させるためのターボシャフトエンジン３０６が装着されている。テールロータ３０４は、回転翼２００（２１０）が矢印ａの方向に回転して生じる反動トルクを打ち消す機能を有し、本発明の反動トルク打消手段に相当する。なお、ターボシャフトエンジン３０６は、本発明の回転駆動手段に相当する。

以上、胴体の上方に回転翼を設けたヘリコプタの例について説明したが、回転翼２００（２１０）は胴体３００の下方に設けたヘリコプタも可能である。回転翼２００（２１０）を胴体の下方に設けたヘリコプタは、上方に設けたヘリコプタと比較してより高い地面効果が獲られるという特徴がある。

５．実施形態５

以下、本発明の回転翼を備える固定翼機に包含される地面効果翼機の一例について説明する。

実施形態５に係る地面効果翼機４００は、図５に示すように、胴体４０２と、胴体４０２の前端部および後端部において胴体４０２の幅方向に沿って外側に向かって延在する地面効果翼４０４，４０６と、地面効果翼４０４の翼端に略垂直方向に沿って設けられた翼端板４０８と、地面効果翼４０６の翼端に略垂直方向に沿って設けられた翼端板４１０とを備える。胴体４０２の後端における地面効果翼４０６よりも後方には垂直安定板４１４が設けられ、垂直安定板４１４の両側には本発明の推進手段に相当するファンエンジン４１２が固定されている。

固定翼４０４および４０６の下面には、実施形態２または３に係る回転翼２００（２１０）が装着されている。回転翼２００（２１０）は、固定翼４０４および４０６の下面に露出した状態で装着されていてもよいが、隠顕可能とされていれることが好ましい。

胴体４０２に対して左側の固定翼４０４、４０６に装着された回転翼２００（２１０）と、右側の固定翼４０４、４０６に装着された回転翼２００（２１０）とは、互いに反対方向に回転するようにすれば、回転翼２００（２１０）が回転して生じる反動トルクを打ち消すことができるから好ましい。

以下、地面効果翼機４００の作用について説明する。

離陸時には、地面効果翼４０４および４０６の下面から回転翼２００（２１０）を露出させ、ファンエンジン４１２とは別の原動機で回転翼２００（２１０）を回転させる。これにより、前進速度が小さく、地面効果翼４０４および４０６において十分な揚力が発生していない状態においても、地面効果翼機４００を地上から浮上させることができる。

地面効果翼機４００が地上から浮上したら、回転翼２００（２１０）を回転させた状態でファンエンジン４１２を作動させて地面効果翼機４００を前進させる。

地面効果翼４０４および４０６で機体を浮上させるのに十分な揚力が生じる程度に地面効果翼機４００が加速されたら、回転翼２００（２１０）の回転を停止させる。そして、回転翼２００（２１０）が隠顕可能とされている形態の地面効果翼機４００においては、回転翼２００（２１０）を地面効果翼４０４および４０６、または胴体４０２の内部に収納する。

そして、地面効果翼機４００を巡航速度まで加速させる。

実施形態５の地面効果翼機４００は、回転翼２００（２１０）を有しない従来の地面効果翼機とは異なり、機体を地面（海面）から浮上させるために滑走する必要がないという特長がある。

６．実施形態６

以下、本発明の地面効果翼を備える固定翼機に包含される地面効果翼機の一例について説明する。

実施形態６に係る地面効果翼機６００は、図６に示すように、胴体６０２と、胴体６０２の中央部から胴体６０２の幅方向に沿って外側に向かって延在する地面効果翼６０４と、胴体６０２の後端部に設けられた垂直安定板６１０と、垂直安定板６１０の頂部に固定された水平安定板６１２と、垂直安定板６１０の両側に設けられた推進用のファンエンジン６０８とを備える。地面効果翼６０４の翼端には、略垂直方向に延在する翼端板６０６が固定されている。

地面効果翼６０４は、矩形状の主翼１と、主翼１の前縁に対して平行に設けられた矩形状の前縁フラップ翼１０と、前縁フラップ翼１０の前方に前縁フラップ翼１０に対して平行に設けられた前縁フラップ翼１１とを備える。前縁フラップ翼１０、１１は、翼端板６０６と胴体６０２の側面とによって主翼１に対して所定の位置に保持されている。

前縁フラップ翼１０、１１の翼弦長と、前縁フラップ翼１０と主翼１との間隔、および前縁フラップ翼１０と前縁フラップ翼１１との間隔については実施形態３のところで述べたとおりである。

また、前縁フラップ翼１０、１１の作用についても実施形態３のところで述べたとおりである。

地面効果翼機６００は、前縁フラップ翼１０、１１の作用によって主翼１により大きな揚力が生じるから、地面効果翼に前縁フラップ翼のない形態の地面効果翼機と比較してより低速での飛行が可能である。

実施形態２の回転翼２００を作製し、地面からの高さｈを変化させて回転翼２００に作用する揚力および抗力を測定し、得られた測定結果から揚抗比（Ｃ_Ｌ／Ｃ_Ｄ）を求めた。前縁フラップ翼の翼弦長Ｌ＝１５０ｍｍ、地面効果翼１０２のスパンは６００ｍｍとした。

前縁フラップ翼１０の迎角θｆは、２度、４度、６度とし、主翼１の迎角は４度とした。また、主翼１と前縁フラップ翼１０との間隔ｔは、Ｌ／４とした。また、回転翼２００の回転数を１５０ｒｐｍとした。

結果を図７に示す。図７において、「□」、「△」、「○」は夫々前縁フラップ翼１０の迎角θｆが６度、４度、２度の場合を示す。また「×」は、前縁フラップ翼１０がない場合の結果を示す。

図７から明らかなように、高さｈと主翼１の平均翼弦長Ｃとの比率ｈ／Ｃが０．０１〜０．１の範囲においては、前縁フラップ翼１０を有する地面効果翼は、前縁フラップ翼１０の迎角θｆが６度、４度、２度の何れの場合においても、前縁フラップ翼１０を有しない主翼１のみの地面効果翼と比較して高い揚抗比（Ｃ_Ｌ／Ｃ_Ｄ）が得られることが判る。また、前縁フラップ翼１０の迎角θｆが２度から６度の範囲においては、迎角θｆが大きくなるほど高い揚抗比が得られることがわかった。

実施形態３の回転翼２１０を作製し、地面からの高さｈを変化させて回転翼２１０に作用する揚力および抗力を測定し、得られた測定結果から揚力係数Ｃ_Ｌを求めた。

前縁フラップ翼１０の迎角θｆ１および前縁フラップ翼１１の迎角θｆ２は同一とし、２度、６度、１０度の範囲で変化させた。主翼１の迎角は４度とした。また、主翼１と前縁フラップ翼１０との間隔ｔ_１および前縁フラップ翼１０と前縁フラップ翼１１との間隔ｔ２とは同一になるようにした。そして、前縁フラップ翼１０の翼弦長Ｌ１と前縁フラップ翼１１の翼弦長Ｌ２とは何れも１５０ｍｍとした。また、主翼１と前縁フラップ翼１０との間隔ｔ１および前縁フラップ翼１０と前縁フラップ翼１１との間隔ｔ２を何れもＬ／４とした。

結果を図８に示す。図８において、「■」、「▲」、「●」は夫々前縁フラップ翼１０および１１の迎角θｆ１、θｆ２が１０度、６度、２度の場合を示す。なお、実施例１の結果を要録係数Ｃ_Ｌに換算した結果を図９に示す。前縁フラップ翼の迎角が６度と同一の例として、図８の「▲」と図９の「□」とを比較すると、前縁フラップ翼を２枚有する地面効果翼に関する図８の方が、前縁フラップ翼を１枚有する地面効果翼に関する図９よりも何れの高さにおいても高い揚力係数Ｃ_Ｌが得られていることが判る。

また、図８において「■」、「▲」、「●」を比較すると、前縁フラップ翼１０および１１の迎角θｆ１、θｆ２が大きいほど、高い揚力係数Ｃ_Ｌが得られることが判る。

本発明は、地面効果翼機や地面効果翼船、エアロトレインなどのように積極的に地面効果を利用する航空機のほか、一般の固定翼機や、ヘリコプタなどの回転翼機にも適用できる。

図１は、実施形態１に係る地面効果翼の構成を示す平面図および断面図である。 図２は、実施形態２に係る回転翼の構成を示す平面図および断面図である。 図３は、実施形態３に係る回転翼の構成を示す平面図および断面図である。 図４は、実施形態４に係るヘリコプタの構成を示す斜視図である。 図５は、実施形態５に係る地面効果翼機の構成を示す斜視図である。 図６は、実施形態６に係る地面効果翼機の構成を示す平面図である。 図７は、実施形態２に係る回転翼における地面からの高さと揚抗比との関係を示すグラフである。 図８は、実施形態３に係る回転翼における地面からの高さと揚力係数との関係を示すグラフである。 図８は、実施形態２に係る回転翼における地面からの高さと揚力係数との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 前縁フラップ翼
２ 保持板
３ 保持板
４ シャックル部
５ 主翼
１０ 前縁フラップ翼
１１ 前縁フラップ翼
１５ ハブ
１００ 地面効果翼
１０２ 地面効果翼
１０４ 地面効果翼
１５０ ハブ
２００ 回転翼
２１０ 回転翼
３００ ヘリコプタ
３０２ 胴体
３０４ テールロータ
３０６ ターボシャフトエンジン
４００ 地面効果翼機
４０２ 胴体
４０４ 地面効果翼
４０６ 地面効果翼
４０８ 翼端板
４１０ 翼端板
４１２ ファンエンジン
４１４ 垂直安定板
６００ 地面効果翼機
６０２ 胴体
６０４ 地面効果翼
６０６ 翼端板
６０８ ファンエンジン
６１０ 垂直安定板
６１２ 水平安定板

Claims (9)

1. 所定の方向に沿って進行することによって揚力を発生する主翼と、
   前記方向に沿って前記主翼の前方に位置し、前記方向に進行することによって前記主翼の下方に気流を導入する前縁フラップ翼と、
   を備える地面効果翼。
2. 前記前縁フラップ翼は、２またはそれ以上設けられている請求項１に記載の地面効果翼。
3. 前縁フラップ翼の翼弦長をL、主翼と、主翼に最も近い前縁フラップ翼との間隔をｔとすると、Ｌ／ｔ≧２である請求項１または２に記載の地面効果翼。
4. 前記主翼および前縁フラップ翼の少なくとも一方は、翼端部の翼弦長が翼根部の翼弦長よりも長くなるように形成されている請求項１〜３の何れか１項に記載の地面効果翼。
5. 軸線の回りに回転するハブと、
   前記前縁フラップ翼と主翼とが回転方向に対して所定の迎角をなし、しかも前記ハブの軸線に対して放射状に前記ハブに装着された請求項１〜４の何れか１項に記載の地面効果翼と、
   を備える回転翼。
6. 飛行中における主要揚力発生部である固定翼を備える機体と、
   前記機体の下面に設けられている請求項５に記載の回転翼と、
   前記地面効果翼における前縁フラップ翼が回転方向に対して前方に位置するような方向に前記回転翼を前記ハブの軸線の周りに回転させる回転駆動手段と、
   を有する固定翼機。
7. 前記地面効果翼は、前記機体の下面に少なくとも２つ設けられ、しかも互いに反対方向に回転する請求項６に記載の固定翼機。
8. 飛行中における主要揚力発生部である固定翼を備える機体と、
   前記機体を前記所定の方向に沿って推進する推進手段と、
   を備え、
   前記固定翼は請求項１〜４の何れか１項に記載の地面効果翼である固定翼機。
9. 請求項５に記載の回転翼と、
   前記回転翼の地面効果翼における前縁フラップ翼が回転方向に対して前方に位置するような方向に前記回転翼を回転させる回転駆動手段と、
   前記回転駆動手段で前記回転翼を回転させることによって生じる反動トルクを打ち消す反動トルク打消手段と、
   を備える回転翼機。

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