JP2014040186A

JP2014040186A - 回転式離着陸装置

Info

Publication number: JP2014040186A
Application number: JP2012183645A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Sakamoto; 本祥一坂
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-03-06

Abstract

【課題】狭い場所で小型飛行機の離着陸ができる回転式離着陸装置を提供する。
【解決手段】地上から立設するポール２と、ポールの上端から水平に延び、ポールを軸に回転可能なアーム３と、アームに沿って設けられ、アームの先端から下方に伸びるワイヤ５と、ワイヤを送り出しあるいは巻き戻すウィンチ４と、ワイヤの先端に設けられる係止リングと、小型飛行機１に設けられ、係止リングに結合可能なフック７と、が備えられ、フックと係止リングを結合させ、アームの一端から吊り下げられた小型飛行機のエンジンを始動させて、アームを回転させながらポールの周囲を旋回させ、小型飛行機が所定の離陸速度になると、フックと係止リングの結合を解いて離陸させると共に、着陸飛行中の小型飛行機からフックを出して係止リングに空中連結し、アームを回転させながらポールの周囲を旋回して減速し、停止したら吊り降ろして小型飛行機を地上に着陸させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転式離着陸装置に係り、より詳しくは、垂直なポールと、ポールの上端から水平に延びる回転可能なアームとを備え、狭い場所からでも小型飛行機の離着陸ができる回転式離着陸装置に関する。

固定翼を備えた小型飛行機（以下小型飛行機と称す）は、一般にはプロペラ機かジェット機を問わず離着陸に長い滑走路を必要とする。回転翼を備えたヘリコプターは狭い場所でも離着陸が可能であるが、飛行速度が遅く騒音があり航続距離も短い。戦闘機は、蒸気や油圧等で駆動されるカタパルトと呼ばれる発射装置で航空母艦から離艦でき、甲板上に設けられるアレスティングワイヤに戦闘機の後方底部から突き出るフックを引っ掛けて着艦する。特許文献１には、ロボットによる無人飛行機の発射及び補足装置が示されている。このように従来は、小型飛行機を狭い場所から離着陸させる簡便な装置はなく、山間部や離島の狭い場所での離着陸装置が強く望まれていた。

特表２００８−５４０２１７号公報

本発明の目的は、狭い場所で小型飛行機の離着陸ができる回転式離着陸装置を提供することにある。

本発明による回転式離着陸装置は、地上から立設するポールと、前記ポールの上端から水平に延び、前記ポールを軸に回転可能なアームと、前記アームに沿って設けられ、前記アームの先端から下方に伸びるワイヤと、前記ワイヤを送り出しあるいは巻き戻すウィンチと、前記ワイヤの先端に設けられる係止リングと、小型飛行機に設けられ、前記係止リングに結合可能なフックと、が備えられ、前記フックと前記係止リングを結合させ、前記アームの一端から吊り下げられた前記小型飛行機のエンジンを始動させて、前記ポールの周囲を旋回させ、前記小型飛行機が所定の離陸速度になると、前記フックと前記係止リングの結合を解いて離陸させると共に、着陸飛行中の前記小型飛行機から前記フック出して前記係止リングに空中連結し、前記ポールの周囲を旋回させて減速し、停止したら地上に吊り降ろして前記小型飛行機を着陸させることを特徴とする。

前記ウィンチは、離陸時に小型飛行機の速度が速くなるのに合わせて前記ワイヤを延長し、旋回半径を離陸開始時の旋回半径より次第に大きくすることを特徴とする。

本発明の回転式離着陸装置によれば、地上から立設するポールと、ポールを軸に回転可能なアームと、ワイヤを送り出しまた巻き戻すウィンチと、を備えて、小型飛行機に設けられたフックとワイヤ先端に設けられた係止リングを結合させ、アームの一端から吊り下げられた小型飛行機のエンジンを始動させて、ポールの周囲を旋回させ、所定の離陸速度になると、フックと係止リングの結合を解いて離陸させると共に、着陸飛行中の小型飛行機からフック出し、ワイヤの係止リングに連結して、アームを回転させながらポールの周囲を旋回させて減速し、小型飛行機を地上に着陸させるので、離着陸時に長い滑走路を必要としない。そのため、山間部や平地の狭い場所から小型飛行機の離着陸ができる。

ウィンチは、離陸時に小型飛行機の速度が速くなるのに合わせて前記ワイヤを延長し、旋回半径を離陸開始時の旋回半径より次第に大きくしたので、ワイヤにかかる遠心力（荷重）を小さくして、操縦者の負担を小さくできる。

本発明による回転式離着陸装置の正面図である。本発明による回転式離着陸装置の平面図である。図１で小型飛行機が旋回中である場合を示す。図２で小型飛行機が離陸する場合を示す。図２で小型飛行機が着陸する場合を示す。

以下、図面を参照して、本発明による回転式離着陸装置を説明する。

図１は、本発明による回転式離着陸装置の正面図である。回転式離着陸装置２０は、地上から立設するポール２と、ポール２の上端から水平に延びポール２を軸に回転可能なアーム３と、アーム３に沿って設けられアーム３の先端から下方に伸びるワイヤ５と、ワイヤ５を送り出しあるいは巻き戻すウィンチ４と、を含んで構成される。小型飛行機１はワイヤ５でアーム３の下に滑車６を介して吊り下げられている。小型飛行機１は、当初は点線で示すように地上１０にあってウィンチ４によりワイヤ５で吊り上げられたものである。ウィンチ４は、内部にワイヤ５が巻き付けられた回転ドラムがあり、モータを駆動することにより、ワイヤ５を送り出したり、巻き戻したりできる。

この実施例では、小型飛行機１は、プロペラ機であり、その重量は搭乗員含め６００ｋｇ程度、横幅は約１０ｍ、全長さは約８ｍ、高さは約２．８ｍである。ただし、このような寸法に限られるものではない。小型飛行機１は、回転式離着陸装置２０の内側に吊り下げられるので、これに限られるものではないが、アーム３の長さは約１２ｍ、ポール２の高さも約１２ｍとすることができる。

図２は、本発明による回転式離着陸装置の平面図である。小型飛行機１は、固定翼１ａとプロペラ１ｂを有し、静止状態では旋回半径ｒ１の接線方向を向くようにセットされる。この状態でエンジンを始動させて、プロペラ１ｂを回転させ、推進させる。この場合、小型飛行機１は、上から見て反時計回りに旋回するとする。離陸当初の旋回半径ｒ１は、アーム３の長さ１２ｍである。小型飛行機１が旋回を開始すると、アーム３も押されてポール２を中心軸にして回転する。アーム３とポール２の間には、油圧ブレーキ９が設けられ、アーム３の回転を抑制できる。

図３は、小型飛行機１が旋回中である場合を示す。エンジンの出力を上げて、旋回の速度が得られると、ウィンチ４の制御部は、ワイヤ５を延長する。これにより小型飛行機１にかかる遠心力を小さくできる。図３に示すように、小型飛行機１は、ワイヤ５の先端の係止リング８と小型飛行機１のフック７が結合して、ポール２の周囲を旋回する。遠心力を受けて、小型飛行機１は斜めの姿勢になる。

図４は、小型飛行機が離陸する場合を示す。小型飛行機１の離陸速度を１００ｋｍ／ｈとする。旋回半径ｒ２は３０ｍとする。仮に５０ｋｍ／ｈの速度での旋回半径が１２ｍ（＝ｒ１）とし、１００ｋｍ／ｈの速度での旋回半径が３０ｍ（＝ｒ２）とする。小型飛行機１にかかる遠心力Ｆは、Ｆ＝（質量）×（速度）^２÷（旋回半径）で計算される。旋回半径ｒ１が１２ｍで、５０ｋｍ／ｈの速度なら、遠心力は９８０ｋｇ重と計算される。一方、旋回半径ｒ２が３０ｍで、１００ｋｍ／ｈの速度なら、遠心力は約１６００ｋｇ重と計算される。旋回半径が１２ｍのままで１００ｋｍ／ｈの速度なら、遠心力は４０００ｋｇ重なので、旋回半径を大きくすることで、遠心力を小さくできる。つまり操縦者にかかる負担を小さくできる。離陸時、ワイヤ５の先端の係止リング８とフック７の結合を解除するのは、小型飛行機１の操縦者が、例えばフック７の爪を油圧ピストンで真っすぐにする操作ボタンを押すことによる。小型飛行機１は、旋回半径ｒ２の接線方向に飛び出す。その後、小型飛行機１は約２００ｋｍ／ｈの巡航速度で飛行する。

図５は、小型飛行機が着陸する場合を示す。小型飛行機１の速度は、速度を落し、約１００ｋｍ／ｈ程度の着陸速度にする。水平に飛行して、高度と左右方向の位置を確認し、ワイヤ５の先端の係止リング８とフック７を空中結合させる。係止リング８とフック７が結合すれば、小型飛行機１は、アーム３を介してポール２の周囲を回転する。この時、油圧ブレーキ９を作動させて、アーム３の回転にブレーキをかけ、小型飛行機１の旋回速度を低下させて遠心力を小さくする。また、係止リング８とフック７が結合のショックを和らげるため、ワイヤ５を小型飛行機１が地上と接触しない程度に延長し、ワイヤ５の延長の際には、回転ドラムの回転に油圧ピストンで抵抗を与える。小型飛行機１の旋回が停止すれば、ワイヤ５を延ばして、小型飛行機１を地上に着地させる。

図５の引出し円の中に示すように、フック７は小型飛行機１の胴体に収納して置き、着陸の際に上方に突出させる。フック７は尾翼より高くする。なお、着陸の際、小型飛行機１のタイヤは地面に接触しないので、タイヤの負担が少ない。

本発明による回転式離着陸装置は、狭い場所でも小型飛行機の離着陸ができる技術として有用である。

１小型飛行機
１ａ固定翼
１ｂプロペラ
２ポール
３アーム
４ウィンチ
５ワイヤ
６滑車
７フック
８係止リング
９油圧ブレーキ
１０地上
２０回転式離着陸装置
ｒ１、ｒ２旋回半径

Claims

地上から立設するポールと、
前記ポールの上端から水平に延び、前記ポールを軸に回転可能なアームと、
前記アームに沿って設けられ、前記アームの先端から下方に伸びるワイヤと、
前記ワイヤを送り出しあるいは巻き戻すウィンチと、
前記ワイヤの先端に設けられる係止リングと、
小型飛行機に設けられ、前記係止リングに結合可能なフックと、が備えられ、
前記フックと前記係止リングを結合させ、前記アームの一端から吊り下げられた前記小型飛行機のエンジンを始動させて、前記ポールの周囲を旋回させ、前記小型飛行機が所定の離陸速度になると、前記フックと前記係止リングの結合を解いて離陸させると共に、着陸飛行中の前記小型飛行機から前記フック出して前記係止リングに空中連結し、前記ポールの周囲を旋回して減速し、停止したら吊り降ろして前記小型飛行機を地上に着陸させることを特徴とする回転式離着陸装置。
前記ウィンチは、離陸時に小型飛行機の速度が速くなるのに合わせて前記ワイヤを延長し、旋回半径を離陸開始時の旋回半径より次第に大きくすることを特徴とする請求項１に記載の回転式離着陸装置。