JP2017039399A - 円盤翼による垂直上昇 - Google Patents

Abstract

【課題】飛行機等にて上昇する為に翼に風を受け揚力を得てきたが、その翼形状を円盤状に変える事にて効率良く揚力の獲得し、垂直上昇を可能とする。
【解決手段】垂直上昇飛行を目的に翼型断面形状をもった円盤状の翼1aにて円盤中央部に送風部モーター5e送風ファン4dを配置そのファンより円盤状の翼に向けて水平に３６０度円盤全周に強い風の送風を行う。翼型断面を持つ円盤形状の翼は送風ファンに対して１０度程度の仰角を持ち風を受ける事にて揚力を確保、抗力については翼型断面が円盤状翼の場合は左右対称になっている事から抗力をお互い打消し合い、揚力のみ垂直上昇の力となり円盤状翼の機体を上昇飛行をさせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、飛行機等にて上昇する為に翼に風を受け揚力を得てきたが、その翼形状を円盤状に変える事にて効率良く揚力の獲得し、垂直上昇を可能とするものである。

飛行機にて垂直上昇は過去より色々な方法が試され実用化されてきた ヘリコプターによる垂直上昇 VTOL機による垂直上昇などがあるが大変構造も複雑で一般の飛行機に比較して高価なものとなっている。
この構造上の問題を解決できるのが プロペラ、ファンからの風力を揚力に変える円盤状新型翼である。

なし

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垂直上昇における課題は、翼に効率よくプロペラ・ファンから発生する風力を充てるかにある、一般的には離陸する為に高速で滑走路を走りその時に翼にあたる風とプロペラからの風が揚力となる またヘリコプタのように大きなローターを回転させその回転により揚力をえている。
ヘリコプターの上昇時に大型ローターを高速回転させる際 大きなエネルギーを必要とし長時間 長距離飛行を難しくしている。
新型円盤状翼は翼型断面形状を有し ヘリコプターのような 大型ローター回転翼を必要とせず 一般の飛行機と同程度の駆動装置にて揚力をえることができ。 また 円盤状翼は構造的に翼硬性確保しやすく大型化が可能 結果として大きな揚力も得られやすい。
また 前述のとうり 円盤状翼は 滑走路を滑空して揚力を得ていない 円盤中央部に置いたプロペラ・ファン駆動部より発生する風を全周３６０度 駆動送風部を囲んだ円盤状翼にて受け 揚力とする。 揚力を得る時に発生する抗力も円盤状翼にて打消し合い上昇揚力得ることができる。

本 垂直上昇円盤翼の課題は 円盤中央に配置した 送風部から３６０度同じ強さの風量・風速を確保できるかにかかっている。この為に中央部にターボファン等にて円盤翼に平行に風量・風速を確保が必要 となる。
図面１にては 円盤翼中央部に回転ファンを設置し 風向整流版にて翼に効率よく風があたる様にした、 また強力な風量が確保できるのであれば 円盤翼全体に風向誘導できる構造にて円盤翼中央上部にプロペラ等をセットにても対応可能と思われる。

本 円盤状翼による垂直上昇機体は、空中を飛行する方法にて 滑空による翼からの揚力 ヘリコプター等による大型ローターを回転による揚力と全く違った 方法による飛行を可能にする。

1、翼によって揚力を得る事については 円盤状翼と滑空による翼の目的は同じでも 翼型断面を持つ円盤状翼の上昇飛行は 自身の中央部に設けたファン等からの風力を直接揚力とする為滑空等必要がなく上昇できる、
2、構造がシンプルで円盤構造にて硬性確保しやすく 翼面積を大型化が可能
3、円盤状翼は 円盤全周りにフラップ状の可動を設け 円盤の傾き 進行方向が自由にコントロールが可能となる。
4、円盤状翼は、これ自身では水平方向への高速移動には不向きであるが、ドローンの様に円盤状翼を４台連結 または、一般飛行の翼と併せて利用することにて垂直上昇・高速水平飛行も可能となると思われる。

円盤状翼による垂直上昇 イメージ図 本発明のイメージ図にて 最初に1aの円盤状翼が本体全体をおおっている、同円盤状翼の断面は 図面2断面図に記入してある様に送風動力部を中心に翼型左右向かい合った構造となっており 一般飛行機と同様に揚力を得やす構造となっている。円盤状翼 翼端には可動フラップ2ｂを円盤状翼すべての周りに設け機体の姿勢制御と上昇下降と横移動もコントロールを可能とする。円盤状翼の中央 上部 下部に3ｃの風向整流盤を設け送風部からの風が飛散するのを抑え 翼型に水平方向に風が流れる事をガイドする。円盤状翼 中央部空間があり そこにある5e送風部・4dファンを収める その中央部空間より風を翼に３６０度送り続ける事にって円盤状翼の上昇飛行を可能とする。 断面図 断面図は左右の円盤状翼の間に駆動と送風ファンが配置されている、1a.の円盤状翼は翼型断面となり１０度程度の送風方向に迎角を確保 より揚力を得やすい状態として固定されている。同翼端面に上下可動するフラップ2ｂが本体の姿勢制御と横移動を可能とする。中央部の送風部回転ファン4ｄにて翼型円盤状翼に強力な水平方向の風をおこし その風はより効率よく流れる様うに整流版3ｃを設けた。この翼型に向かって中央部ファンよりの風力により揚力a1.a2が発生する、また揚力発生と同時に抗力b1.b2も生じるが円盤状の翼構造からその抗力はお互い打消し合い効率的に揚力の確保が可能となる。 ファンの下に駆動部本体モーター等5eを配置する部位となっている。 平面 円盤状翼1aと同翼端に可動翼フラップ2bが全周に設けられている 同フラップにて姿勢制御と横移動を可能とする。 中央部に送風ファン4dがあり その風がより翼型に流れる様 整流版3cがセット 揚力をえる構造となる。

円盤状翼の実施形態は、人間一人が乗り 自由に飛行することが第一段階と思われる、課題は、円盤状翼の軽量化でハンググライダーと同様な構造で 軽量なフレームとそれをカバーする軽量で強度のある化学繊維による円盤状翼の制作にて可能となる。この軽量フレーム式円盤翼の構築ができれば モーターハンググライダーと違い滑空する必要がなく垂直に上昇 スピードはあまり期待できないが 自由に上昇下降 移動が可能となる。

図面1にて 円盤状翼による垂直上昇機のイメージ図を説明 外観は大きな円盤状の翼1aの中央部に駆動部5e、ファン部4dを収める穴があいており その穴上部に円盤状の風整流版が配置している。円盤状の翼の翼端面に上下に可動するフラップ2bが設けられ揚力のコントロールや姿勢制御 横移動時にも利用する。図面１からは 見えないが円盤翼の断面は翼型となっており かつ１０度程度の迎角を持っており 強い風が翼面 正面から吹くことにて揚力を得る構造となっている。 翼中央部に大型送風ファン4dが設置 このファンより 円盤全周にある翼面1aにむけ送風される。

図面２にて 円盤状の翼の断面 イメージ図を説明 大きな円盤状の翼が 左右に配置 中央部にスペースがあり送風ファン部と送風モータ部があり ファン上下に風向整流版が配置 風が翼面に漏れなく向くようガイドしている。 円盤状の翼 断面は翼型となっており 且つ １０度程度の迎角にて作成され 円盤状の翼中央部ファンからの強い風を受けると揚力を発生する事ができる。
揚力の発生と同時に抗力が発生するが、左右に配置された円盤翼 円盤状の翼左 抗力ｂ2 円盤状の翼右 抗力ｂ1は お互い力を相殺しあい 上昇 揚力の力を安定化させる。 翼端に円盤状のフラップは、円盤翼の揚力をコントロールし 円盤翼の傾き
や、円盤全体の前進方向の揚力を落とし 後方揚力を上げ 希望方向への移動を可能とする。

図面3にて 円盤状の翼の平面 イメージ図 外観は円盤状1aとなっており 中央部に円形の空間があり送風部ファン4dが配置その上に円形の風向整流版3cが配置されている 、円盤翼の翼端にフラップ2bが配置され 姿勢制御に利用される。

この円盤状の翼にて 垂直上昇飛行が比較的 簡単な構造と安定した飛行が可能となる、またドローンに見る小型飛行体は大型化 長時間飛行に問題が多数あるが 今回の円盤状翼利用にて大型化 人間が搭乗にての飛行可能性となる。

垂直上昇飛行の有効性はヘリコプター オスプレイ ドローンにて証明されたものであるが、 安全 複雑な機構 大型化 飛行距離など問題も多く存在しているが、この円盤状の翼仕組みを利用にて 今までにない飛行体が可能となる。

符号の説明
1a 円盤状の翼

2b 姿勢制御フラップ

3c 風向整流版

4d 送風部ファン

5e 送風部モーター

Claims (1)

1. 特許請求の範囲 については
   翼型断面をもった円盤状の翼と中央部に風を送風ファンがある構造とする。
   また 今まで翼を複葉にしたり三角翼にしたり形状の変化で性能 機能を変えてきたが 今回の請求する特許の請求は 翼型断面の翼を 左右対称位置に配置し その左右翼に同時に 送風ファン 送風機能を持たせてその他エンジンを含む送風部からの強い風 噴射により揚力を得て 且つ抗力を打消し合う構造とする。
   この構造は 翼型断面の翼全体の構造が 円盤状でない場合 翼型断面の四角翼 五角形の翼 他形も含む事を意味する。