JP2012228944A - マルチロータヘリコプタの横風安定化装置及びこれを備えたマルチロータヘリコプタ - Google Patents

マルチロータヘリコプタの横風安定化装置及びこれを備えたマルチロータヘリコプタ Download PDF

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Abstract

【課題】横風の強さをセンサで測定する必要がなく、極めて単純で安価な構成で、マルチロータヘリコプタに、横風安定性能を付与する。
【解決手段】横風安定化装置は、マルチロータヘリコプタ１における機体２の下部の四方に、それぞれ上縁を機体２にヒンジ結合され、横風を受けて揺動する少なくとも４つの横風安定板としての受動翼５を具備する。空力負荷物である受動翼５により、横風に応じて機体２の角度を風に対抗できるように傾けることで横風安定化を実現する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、機体に支持される複数のロータを有するマルチロータヘリコプタに横風安定性能を付与するために設けられる横風安定化装置と、これを備えたマルチロータヘリコプタに関する。
急激に立ち上がる横風を受けた場合であっても、安定した姿勢を保つことができる無人ヘリコプタが特許文献１に提案されている。この無人ヘリコプタは、例えば追い風を受けながらの高速飛行中に旋回する場合など、急激に立ち上がる横風を受けたときに、機首の方向を風上方向と略一致させることにより、風を受ける機体の投影面積を減じて風を逃がし、機体のロール角を小さくする。これにより、結果として、無人ヘリコプタの姿勢を安定させる。
速度性能を向上し、かつ横風（突風）による影響を軽減することのできるヘリコプタが特許文献２に提案されている。このヘリコプタは、前ロータの回転中心及び後ロータの回転中心を胴体の中心線からオフセットして配置する。ヘリコプタの胴体の前部又は後部に推進装置（プロペラ又はダクティッド・プロペラ）を装置し、ロータ駆動装置の動力で作動させる。速度センサとコンピュータをヘリコプタに搭載し、ヘリコプタの速度が一定速度以上になるとコンピュータの制御により、自動的に推進装置を作動させるものである。
特開２００７−２９０６４６号公報 特開平６−２３９２９８号公報
上記従来のいずれのヘリコプタも、複雑な機体制御機構が必要であるし、これをマルチロータヘリコプタに適用することができないという問題点がある。したがって、この発明は、複雑な機体制御機構を必要とせず、極めて単純な構成で、マルチロータヘリコプタに、横風安定性能を付与することができる装置と、これを備えたマルチロータヘリコプタを提供することを目的としている。
以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、この出願に係る横風安定化装置は、機体下部の四方に、それぞれ上縁を機体２にヒンジ結合され、横風を受けて揺動する少なくとも４つの横風安定板としての受動翼５を具備する。
機体２が、各ロータを囲むロータガード４を含む場合、このロータガード４の下部の四方に、受動翼５がヒンジ結合されるものとすることができる。
この出願に係る発明の装置によれば、単純な構成で、極めて安価に、マルチロータヘリコプタに、横風安定性能を付与することができる。空力負荷物である受動翼５により、横風に応じて機体角度を風に対抗できるように傾けることで横風安定化を実現する。
この出願に係る発明の横風安定化装置を備えたマルチロータヘリコプタの概略的正面図である。 図１のマルチロータヘリコプタの概略的平面図である。 図１のマルチロータヘリコプタの上から見た概略的斜視図である。 図１のマルチロータヘリコプタの下から見た概略的斜視図である。 この出願に係る発明の他の実施形態の横風安定化装置を備えたマルチロータヘリコプタの概略的正面図である。 図６のマルチロータヘリコプタの概略的平面図である。 図６のマルチロータヘリコプタの上から見た概略的斜視図である。 図６のマルチロータヘリコプタの下から見た概略的斜視図である。 マルチロータヘリコプタに働く力を、受動翼を備えないもの（Ａ）と、これを備えたもの（Ｂ）とを比較して図式化した図である。
図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１ないし図４において、マルチロータヘリコプタ１は、小型の無人飛行形式のもので、機体２に支持される複数のロータ３を有する。機体２は、ロータ３の駆動装置を含み、またロータガード４を具備する。ロータガード４は、平面視ほぼ方形の板状体で、四隅に円形開口４ａを有し、その周囲に枠部４ｂ形成したものである。この円形開口４ａ内に、ロータ３が配置され、周囲が枠部４ｂで包囲される。
ロータガード４の４側面の下縁部に、受動翼５の上縁部がヒンジ結合される。受動翼５は、横長矩形の板状体で、機体２が横風を受けると、風向と反対方向に揺動する。
図５ないし図８において、マルチロータヘリコプタ１は、先の実施形態におけるロータガード４を具備しないものである。箱形の機体２の４側面の下縁部に、受動翼５の上縁部がヒンジ結合される。受動翼５は、先の実施形態におけるものと同様、横長矩形の板状体で、機体２が横風を受けると、風向と反対方向に揺動する。
マルチロータヘリコプタに横風を当てた場合、受動翼５を備えないものは、図９（Ａ）に示すように、横風に対向する力がなく、横方向へ流されてしまう。これに対して、受動翼５を備えるものは、図９（Ｂ）に示すように、ヘリコプタの下面を流れる空気の流れが受動翼５により乱され、ヘリコプタ本体を傾けるモーメントが発生する。これにより、ロータの推力Ｆが風向き方向に向き、横風の横力Ｆａに対向するので、風に流されることなく、無人ヘリコプタの姿勢を安定させる。
横風の強さをセンサで測定する必要がなく、横風の強さに応じて受動翼５が受動的に傾く構造であるため、横風安定化を非常に安価に実現することができる。
１ マルチロータヘリコプタ
２ 機体
３ ロータ
４ ロータガード
４ａ 円形開口
４ｂ 枠部
５ 受動翼

Claims (3)

  1. 機体に支持される複数のロータを有するマルチロータヘリコプタに、横風安定性能を付与するために設けられるものであって、
    機体下部の四方にそれぞれ上縁を機体にヒンジ結合され、横風を受けて揺動する少なくとも４つの受動翼を具備することを特徴とするマルチロータヘリコプタの横風安定化装置。
  2. 前記機体が、各ロータを囲むロータガードを含み、このロータガードの下部の四方に、それぞれ上縁をローターガードにヒンジ結合され、横風を受けて揺動する少なくとも４つの受動翼を具備することを特徴とする請求項１に記載のマルチロータヘリコプタの横風安定化装置。
  3. 機体に支持される複数のロータを有するマルチロータヘリコプタにおいて、機体下部の四方に、それぞれ上縁を機体にヒンジ結合され、横風を受けて揺動する少なくとも４つの受動翼を具備することを特徴とするマルチロータヘリコプタ。
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