JP2023076891A - 飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】飛行体におけるロータヘッドの圧力抵抗を低減する。
【解決手段】飛行体は、胴体から上方に突出するロータ軸と、前記胴体の上方において前記ロータ軸に接続されたロータヘッドと、前記胴体の上方に配置され、前記ロータ軸の右方及び左方において前後方向に延びた一対の板ユニットと、を備える。前記一対の板ユニットは、前端と、後端と、左右方向の内方に向いた内側面と、左右方向の外方に向いた外側面と、をそれぞれ含む。前記一対の板ユニットの前記前端は、互いに左右方向に離れている。前記一対の板ユニットの前記後端は、互いに左右方向に離れている。前記一対の板ユニットは、前進飛行中に前記内側面側の圧力よりも前記外側面側の圧力が低くなる形状を有する。
【選択図】図５

Description

本開示は、回転翼を備える飛行体に関する。

ヘリコプタ等の回転翼飛行体が前進飛行するときには空気抵抗が発生する。空気抵抗は、最大速度を制限するとともに燃費を低下させる。特許文献１には、ヘリコプタの胴体から上方に突出したロータ軸に生じる抵抗を低減するためのフェアリングが開示されている。当該フェアリングは、胴体とロータヘッドとの間の空間においてロータ軸を覆い、後方に向けて先細り状の流線形を有する。

米国特許第１０，２３２，９２９号

ところで、回転翼飛行体が前進飛行するときの抵抗は、種々の要因によって生じ得る。本発明者は、気流がロータヘッドに付着してロータヘッドの後側に回り込むことにより後流域が生成され、その後流域により生じるロータヘッドの圧力抵抗が飛行体の抵抗になることに着目した。

そこで本開示は、飛行体におけるロータヘッドの圧力抵抗を低減することを目的とする。

本開示の一態様に係る飛行体は、胴体と、前記胴体から上方に突出するロータ軸と、前記胴体の上方において前記ロータ軸に接続されたロータヘッドと、前記胴体の上方に配置され、前記ロータ軸の右方及び左方において前後方向に延びた一対の板ユニットと、を備える。前記一対の板ユニットは、前端と、後端と、左右方向の内方に向いた内側面と、左右方向の外方に向いた外側面と、をそれぞれ含む。前記一対の板ユニットの前記前端は、互いに左右方向に離れている。前記一対の板ユニットの前記後端は、互いに左右方向に離れている。前記一対の板ユニットは、前進飛行中に前記内側面側の圧力よりも前記外側面側の圧力が低くなる形状を有する。

本開示の一態様によれば、飛行体の前進飛行中に前方から一対の板ユニットの間に進入した空気は、後方に流れつつも、圧力差に従って板ユニットの内側面側から板ユニットの上端を乗り越えて板ユニットの外側面側に流れる。これにより、板ユニットを通過した空気流れは、前後方向から見て、板ユニットの外側から板ユニットの下方を回って板ユニットの内側に戻ろうとする縦渦を生成する。よって、この渦の空気が、板ユニットの左右方向内方の領域から上方に向かうことで、ロータヘッドの後流域の圧力低下が抑えられ、ロータヘッドの圧力抵抗を低減できる。

図１は、実施形態に係る飛行体の斜視図である。 図２は、図１の飛行体の要部の側面図である。 図３は、図１の飛行体の要部の平面図である。 図４は、図３の板ユニット周囲の空気流れを説明する平面図である。 図５は、図４の板ユニット周囲の空気流れを説明する背面図である。 図６Ａは、比較例の流線分布の解析結果を示す側面図である。 図６Ｂは、比較例の圧力分布の解析結果を示す側面図である。 図６Ｃは、比較例の圧力分布の解析結果を示す平面図である。 図７Ａは、実施例の流線分布の解析結果を示す側面図である。 図７Ｂは、実施例の圧力分布の解析結果を示す側面図である。 図７Ｃは、実施例の圧力分布の解析結果を示す平面図である。 図８Ａは、図１のロータヘッド及びその近傍の第１変形例の平面図である。 図８Ｂは、図８Ａのロータヘッド及びその近傍の側面図である。 図９Ａは、図１のロータヘッド及びその近傍の第２変形例の平面図である。 図９Ｂは、図９Ａのロータヘッド及びその近傍の側面図である。 図１０Ａは、図１のロータヘッド及びその近傍の第３変形例の平面図である。 図１０Ｂは、図１０Ａのロータヘッド及びその近傍の側面図である。 図１１Ａは、図３の板ユニットの第１変形例の平面図である。 図１１Ｂは、図３の板ユニットの第２変形例の平面図である。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

図１は、実施形態に係る飛行体１の斜視図である。図１に示すように、飛行体１は、主回転翼３を備えた回転翼飛行体であり、飛行体１は、一例として、胴体２、主回転翼３、一対の主翼４、一対のプロペラ５、一対の水平尾翼６、及び、垂直尾翼７を備えたコンパウンドヘリコプタである。なお、飛行体１は、コンパウンドヘリコプタではない通常のヘリコプタでもよく、主回転翼の数は２以上でもよい。

本実施形態の説明では、飛行体１が着陸した状態において、胴体２と主回転翼３のロータヘッド１６とを接続する後述のロータ軸８の延在方向を飛行体１の上下方向とし、胴体２に対してロータヘッド１６がある方向を上方とする。また、上下方向と直交する面を水平面とし、水平面内の各方向を水平方向とする。加えて、水平面内において、一対の主翼４が延在する方向を飛行体１の左右方向とし、左右方向に直交する方向を前後方向とする。このとき、胴体２の中心に対して一対の水平尾翼６及び垂直尾翼７がある方向が後方であり、その反対が前方である。

胴体２は、前部１１、中間部１２、頂部１３、及び、後部１４を有する。胴体２の前部１１は、前方に向けて先細りの形状を有する。胴体２の中間部１２には、中間部１２から左右両側に突出した一対の主翼４が接続されている。主翼４には、プロペラ５が設けられている。胴体２の頂部１３は、中間部１２から上方に柱状に突出している。胴体２の後部１４は、後方に向けて先細りの形状を有する。胴体２の後部１４には、後部１４から上方に突出した垂直尾翼７と、後部１４から左右両側に突出した一対の水平尾翼６とが接続されている。

胴体２の頂部１３の上方には、主回転翼３が配置されている。図２に示すように、主回転翼３は、胴体２の内部に配置された原動機によって駆動されるロータ軸８に回転駆動されて揚力を発生する。主回転翼３は、ロータヘッド１６と、複数のロータブレード１７とを有する。ロータヘッド１６は、頂部１３から上方に突出したロータ軸８に接続されている。複数のロータブレード１７は、ロータヘッド１６から略水平方向に放射状に突出している。

ロータヘッド１６は、主回転翼３におけるロータブレード１７を除いた部分のうち、ロータ軸８の固定座標系において平行変位又は回転変位をしない部分である。言い換えると、ロータヘッド１６は、主回転翼３におけるロータブレード１７を除いた部分のうち、飛行中にロータ軸８の軸線周りの回転のみを行う部分である。

本実施形態におけるロータヘッド１６は、平面視円形状の円盤形状を有する。ロータヘッド１６は、例えば、ロータ軸８に接続されたハブと、当該ハブを全体的に覆って円盤形状の外形を有するハブキャップを有する。ロータヘッド１６の外形は、当該ハブキャップの外形である。実際のロータヘッドが平面視で非円形である場合には、そのロータヘッドの径方向外端の回転軌跡を流体力学上のロータヘッド１６の外形と仮定すればよい。なお、実際のロータヘッドが平面視で円形である場合には、そのロータヘッドの径方向外端の回転軌跡が実際のロータヘッド１６の外形と一致する。

図２は、図１の飛行体１の要部の側面図である。図３は、図１の飛行体１の要部の平面図である。図２及び図３に示すように、胴体２の頂部１３は、水平に延びて平坦な頂面１３ａを有する。頂面１３ａには、ロータ軸８が通過する上開口１３ｂが画定されている。頂面１３ａの上方には、円盤状のロータヘッド１６が配置されている。本実施形態における頂部１３は、左右方向よりも前後方向に長い。頂部１３は、平面視において左右対称な形状を有する。頂部１３は、平面視において前後方向に延びた流線形状を有する。

頂部１３の形状はこれに限られないが、後述の通り、特に頂部１３の後方に向けて先細った形状は他の形状と比較して本開示の一対の板ユニット３０が作り出す流れを阻害しにくい形状であり、一対の板ユニット３０に対して好適に適用できる形状である。ロータ軸８は、胴体２の内部から上開口１３ｂを通じて上方に突出している。ロータヘッド１６は、胴体２の上方においてロータ軸８に接続されている。頂面１３ａは、ロータヘッド１６の下面１６ｂに対して上下方向に対向している。

頂部１３には、頂面１３ａから上方に突出した一対の板ユニット３０が設けられている。一対の板ユニット３０は、ロータ軸８の右方及び左方に分かれて配置されている。一対の板ユニット３０の一方は、ロータ軸８の右方において前後方向に延び、一対の板ユニット３０の他方は、ロータ軸８の左方において前後方向に延びている。板ユニット３０の上下方向の高さは、頂面１３ａとロータヘッド１６との間の上下方向距離よりも小さい。即ち、板ユニット３０の上端は、ロータヘッド１６の下面１６ｂよりも下方に位置している。なお、ロータヘッド１６の下面１６ｂは、ロータヘッド１６の下側輪郭をなして下方に向いた面を意味する。右の板ユニット３０と左の板ユニット３０とは、ロータ軸８の軸線を通って前後方向に延びる仮想鉛直面を基準として左右対称に配置されている。

一対の板ユニット３０の各々は、前後方向に延びて左右方向に主面が向いた板である。板ユニット３０は、前端３０ａと、後端３０ｂと、左右方向の内方に向いた内側面３０ｃと、左右方向の外方に向いた外側面３０ｄと、を含む。本実施形態における一対の板ユニット３０は、頂部１３の頂面１３ａの左右方向外縁に沿って延びている。

本実施形態の板ユニット３０では、側面視において略長方形を呈している。詳細には、側面視において板ユニット３０の前端は上方から下方にむけて斜めの稜線を持つ先細り形状を有し、板ユニット３０の後端３０ｂは頂面１３ａに垂直な方向に延びている。また本実施形態における板ユニット３０の肉厚は、例えば一定である。ただし、板ユニット３０はこれに限られず種々の形状を採用し得る。例えば、板ユニット３０の板厚は前後方向に沿って変化してよい。すなわち、平面視における板ユニット３０の内側面３０ｃの配置と外側面３０ｄの配置とは、各々を独立して定めることができる。

一対の板ユニット３０の前端３０ａは、互いに左右方向に離れている。一対の板ユニット３０の後端３０ｂは、互いに左右方向に離れている。一対の板ユニット３０の前端３０ａ同士の左右方向距離Ｌ１は、一対の板ユニット３０の後端３０ｂ同士の左右方向距離Ｌ２よりも長い。

板ユニット３０の前端３０ａは、頂面１３ａの前端よりも後方に位置している。板ユニット３０の前端３０ａは、ロータ軸８よりも前方に位置している。板ユニット３０の後端３０ｂは、頂面１３ａの後端よりも前方に位置している。板ユニット３０の後端３０ｂは、ロータ軸８よりも後方に位置している。頂部１３は、板ユニット３０の後端３０ｂよりも後方にある後部１３ｃを有する。頂部１３の後部１３ｃは、後方に向けて先細った形状を有する。

板ユニット３０の後端３０ｂは、ロータヘッド１６の径方向外端の回転軌跡の後端１６ａよりも前方に配置されている。板ユニット３０の前端３０ａは、本実施形態ではロータヘッド１６の前端よりも後方に配置されているが、ロータヘッド１６の前端よりも前方に配置されてもよい。板ユニット３０の少なくとも一部は、平面視においてロータヘッド１６と重なっていてもよい。

図４は、飛行体１の前進飛行中における図３の板ユニット３０の周囲の空気流れを説明する平面図である。図５は、飛行体１の前進飛行中における図４の板ユニット３０の周囲の空気流れを説明する背面図である。図４及び図５に示すように、板ユニット３０の内側面３０ｃは、左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている。板ユニット３０の外側面３０ｄは、左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている。

本実施形態では、板ユニット３０の肉厚が一定であるため、板ユニット３０の全体が左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている。飛行体１の前進飛行に際し、板ユニット３０は周囲の流れ場に対してゼロでない迎角を有する。なお本実施形態における板ユニット３０は左右方向外方に向けて突出したアーチ形状を有するが、図４に示す説明のための図のように直線形状としている。すなわち、以降で説明する効果は、板ユニット３０が図４のような直線形状であっても得ることができる。

飛行体１の前進飛行中における板ユニット３０の周囲の流れ場では、板ユニット３０の内側面３０ｃによどみ点Ｐが発生し、板ユニット３０の内側面３０ｃ側の圧力が板ユニット３０の外側面３０ｄ側の圧力よりも高くなる。また、飛行体１の前進飛行中における板ユニット３０の周囲の流れ場では、板ユニット３０の外側面３０ｄに沿う空気の流れが前後方向に対して斜めに曲げられて流速が上がり、板ユニット３０の外側面３０ｄ側の圧力が低くなる。このように、板ユニット３０は、前進飛行中に内側面３０ｃ側の圧力よりも外側面３０ｄ側の圧力が低くなる形状を有する。

飛行体１の前進飛行中に前方から一対の板ユニット３０の間に進入した空気は、板ユニット３０の内側面３０ｃ側と外側面３０ｄ側との圧力差に従って板ユニット３０の内側面３０ｃ側から板ユニット３０の上端を乗り越えて板ユニット３０の外側面３０ｄ側に流れる。これにより、板ユニット３０を通過した空気流れは、前後方向から見て、板ユニット３０の外側から板ユニット３０の下方を回って板ユニット３０の内側に戻ろうとする縦渦Ｖを生成する。この縦渦Ｖの空気は、板ユニット３０の左右方向内方の領域から上方に向う流れを誘発し、この流れが、ロータヘッド１６の後流域Ｗを通過する。これにより気流がロータヘッド１６に付着してロータヘッド１６の後側に回り込むことが抑制され、ロータヘッド１６の後流域Ｗの圧力低下が抑えられる。

一対の板ユニット３０の後端３０ｂ同士の左右方向の距離Ｌ２は、板ユニット３０の上下方向の最大高さＨの２倍以上６倍以下の値である。板ユニット３０により生成されて後流域Ｗを通過し得る縦渦Ｖの半径をＲとし、板ユニット３０の前後方向長さをＬとすると、板ユニット３０の縦横比（＝Ｈ／Ｌ）が１より小さい場合には、概ねＲ=Ｈとみなせる。板ユニット３０の縦横比（＝Ｈ／Ｌ）が１以上の場合、経験的にＲ=Ｌとみなし、Ｌ２の範囲はＲ＝Ｌを用いてＬの２倍以上６倍以下と定義できる。

なお、縦渦Ｖの半径Ｒは、渦度が存在する領域の外縁の曲率半径と定義し得る。例えば、ランキン渦モデルにおいては回転方向速度が最大となるラインの曲率半径と定義し得る。距離Ｌ２が半径Ｒの２倍以上であれば、左右の板ユニット３０の後方で発生するそれぞれの縦渦Ｖ同士の干渉、すなわち渦旋回方向の衝突による損失を抑えることができる。また、距離Ｌ２は半径Ｒの６倍以下であれば、左右の縦渦Ｖが上方に向かう流れを好適に誘起でき、縦渦Ｖの流れがロータヘッド１６の後流域Ｗに好適に到達できる。

また、図３に示すように、頂部１３の後部１３ｃは、後方に向けて先細った形状を有するため、板ユニット３０の後方の縦渦Ｖが頂部１３に当たりにくくなり、縦渦Ｖの上方に向かう流れを促進できる。なお、板ユニット３０の後端３０ｂの前後方向位置は、頂部１３の後端の前後方向位置と同じ又はそれよりも前方にあってもよい。

以下、板ユニット３０を搭載した飛行体の周囲の流れ場を解析したシミュレーションの結果を実施例として、板ユニット３０を搭載しない従来の飛行体の周囲の流れ場を解析したシミュレーションの結果を比較例として、それぞれ説明する。

なお、本解析では、主回転翼としてロータブレード１７を省略して円盤状のロータヘッド１６のみを有するモデルが用いられている。実際の主回転翼では、局所的及び瞬間的に流れ場は、ロータブレードによって乱されるものの、ロータヘッド１６の周囲を含めた大域的な流れ場は、ロータブレードによって影響を受けない。ロータヘッド１６の近傍の流れ場は、ロータブレードが通過した直後にロータブレードが無い場合と同様の流れ場に収束する。このため、ロータブレードがある場合においても、ロータヘッド１６の周囲の流れ場は、時間平均的に見ればロータブレードが無い場合と同様となる。

図６Ａは、比較例の流線分布の解析結果を示す側面図である。図６Ｂは、比較例の圧力分布の解析結果を示す側面図である。図６Ｃは、比較例の圧力分布の解析結果を示す平面図である。図６Ａに示すように、従来の飛行体に関する比較例では、ロータヘッド１６の後方に典型的な後流の発生が見られる。図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、比較例では、ロータヘッド１６の後流域において、大きな圧力低下が発生している。そのため、ロータヘッド１６の前進に対する圧力抵抗が大きくなっている。

図７Ａは、実施例の流線分布の解析結果を示す側面図である。図７Ｂは、実施例の圧力分布の解析結果を示す側面図である。図７Ｃは、実施例の圧力分布の解析結果を示す平面図である。図７Ａに示すように、板ユニット３０を搭載した飛行体に関する実施例では、板ユニット３０を後方に通過した空気流れが斜め上方に向かい、ロータヘッド１６の後流域を通過している。図７Ｂ及び図７Ｃに示すように、実施例では、ロータヘッド１６の後流域において、大きな圧力低下は発生していない。そのため、ロータヘッド１６の前進に対する圧力抵抗が小さくなっている。

以上に説明した構成によれば、板ユニット３０は、飛行体１の前進飛行中に内側面３０ｃ側の圧力よりも外側面３０ｄ側の圧力が低くなる形状を有する。そのため、飛行体１の前進飛行中に前方から一対の板ユニット３０の間に進入した空気は、後方に流れつつも、圧力差に従って板ユニット３０の内側面３０ｃ側から板ユニット３０の上端を乗り越えて板ユニット３０の外側面３０ｄ側に流れる。

これにより、板ユニット３０を通過した空気流れは、前後方向から見て、板ユニット３０の外側から板ユニット３０の下方を回って板ユニット３０の内側に戻ろうとする縦渦Ｖを生成する。よって、この縦渦Ｖの空気が、板ユニット３０の左右方向内方の領域から上方に向かうことで、ロータヘッド１６の後流域Ｗの圧力低下が抑えられ、ロータヘッド１６の圧力抵抗を低減できる。

板ユニット３０の内側面３０ｃは、左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている。そのため、飛行体１の前進飛行中における板ユニット３０の周囲の流れ場では、板ユニット３０の内側面３０ｃによどみ点Ｐが発生し、板ユニット３０の内側面３０ｃ側の圧力が板ユニット３０の外側面３０ｄ側の圧力よりも高くなる。よって、前述した縦渦Ｖの生成が促進され、ロータヘッド１６の圧力抵抗を低減できる。

板ユニット３０の外側面３０ｄは、左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている。そのため、飛行体１の前進飛行中における板ユニット３０の周囲の流れ場では、板ユニット３０の外側面３０ｄに沿う空気の流れが斜めに曲げられて流速が上がり、板ユニット３０の外側面３０ｄ側の圧力が低くなる。よって、前述した縦渦Ｖの生成が促進され、ロータヘッド１６の圧力抵抗を低減できる。

一対の板ユニット３０の後端３０ｂは、ロータヘッド１６（の径方向外端の回転軌跡Ｔ）の後端１６ａよりも前方に配置される。そのため、前述した縦渦Ｖは、後方に向けた流れに乗ってロータヘッド１６の後流域Ｗに適切に向かいやすい。

一対の板ユニット３０の後端同士の左右距離Ｌ２が板ユニット３０の最大高さＨの２倍以上であることで、右の板ユニット３０に起因した縦渦Ｖと左の板ユニット３０に起因した縦渦Ｖとの干渉が低減され、縦渦Ｖの上方に向かう流れを促進できる。板ユニット３０の後端３０ｂ同士の左右方向距離Ｌ２が板ユニット３０の最大高さの４倍以下であることで、ロータヘッド１６の後流域に向かう縦渦Ｖの流れを強化できる。

頂部１３の後部１３ｃは、後方に向けて先細った形状を有する。そのため、板ユニット３０の後方の縦渦Ｖが胴体２の頂部１３に当たりにくくなり、縦渦Ｖの上方に向かう流れを促進できる。

図８Ａは、図１のロータヘッド１６及びその近傍の第１変形例の平面図である。図８Ｂは、図８Ａのロータヘッド１６Ａ及びその近傍の側面図である。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第１変形例のロータヘッド１６Ａは、主回転翼３が可変ピッチ式でハブキャップを備えないものである。第１変形例の主回転翼３Ａは、ハブ２１、連結体２２、フラッピングヒンジ２３及びロータブレード１７を備える。ハブ２１は、ロータ軸８と共に回転するようにロータ軸８の上部に外嵌されている。

連結体２２は、ロータブレード１７をハブ２１に接続している。連結体２２の一端部は、ハブ２１に対してピッチング動作可能に連結されている。ロータブレード１７は、連結体２２の他端部に対してフラッピングヒンジ２３を介して連結されている。ハブ２１の下方には、スワッシュプレート２４が配置されている。連結体２２は、ピッチリンク２５を介してスワッシュプレート２４に連結されている。

第１変形例のロータヘッド１６Ａは、飛行中にロータ軸８の軸線周りの回転のみを行うハブ２１である。連結体２２、フラッピングヒンジ２３、スワッシュプレート２４及びピッチリンク２５は、飛行中にロータ軸８の軸線周りの回転以外の動作も行うためロータヘッド１６Ａには含まれない。なお、図８Ａ及び図８Ｂに示された二点鎖線は、ロータヘッド１６Ａの回転軌跡Ｔである。また、第１変形例のロータヘッド１６Ａにおける下面１６Ａｂは、ハブ２１の回転軌跡Ｔにおける下方に向いた主面となる。

図９Ａは、図１のロータヘッド１６及びその近傍の第２変形例の平面図である。図９Ｂは、図９Ａのロータヘッド１６Ｂ及びその近傍の側面図である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第２変形例のロータヘッド１６Ｂは、主回転翼３が可変ピッチ式でハブキャップを備えるものである。第２変形例の主回転翼３Ｂは、ハブ２１、連結体２２、フラッピングヒンジ２３、ロータブレード１７及びハブキャップ２６を備える。ハブ２１、連結体２２、フラッピングヒンジ２３及びロータブレード１７は、第１変形例のものと同じである。

ハブキャップ２６は、ハブ２１を覆うようにハブ２１に固定されている。第２変形例のロータヘッド１６Ｂは、飛行中にロータ軸８の軸線周りの回転のみを行うハブ２１及びハブキャップ２６の集合体である。なお、図９Ａ及び図９Ｂに示された二点鎖線は、ロータヘッド１６Ｂの回転軌跡Ｔである。また、第２変形例のロータヘッド１６Ｂにおける下面１６Ｂｂは、ハブ２１の回転軌跡Ｔにおける下方に向いた主面となる。

図１０Ａは、図１のロータヘッド１６及びその近傍の第３変形例の平面図である。図１０Ｂは、図１０Ａのロータヘッド１６Ｃ及びその近傍の側面図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第３変形例のロータヘッド１６Ｃは、主回転翼３が固定ピッチ式であるものである。第３変形例の主回転翼３Ｃは、ハブ２１及びロータブレード１７を備える。ハブ２１は、ロータ軸８と共に回転するようにロータ軸８の上部に外嵌されている。

ロータブレード１７は、ハブ２１に固定されている。第３変形例のロータヘッド１６Ｃは、飛行中にロータ軸８の軸線周りの回転のみを行うハブ２１である。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂに示された二点鎖線は、ロータヘッド１６Ｃの回転軌跡Ｔである。また、第３変形例のロータヘッド１６Ｃにおける下面１６Ｃｂは、ハブ２１の回転軌跡Ｔにおける下方に向いた主面となる。

図１１Ａは、図３の板ユニット３０の第１変形例の平面図である。図１１Ａに示すように、第１変形例の板ユニット１３０は、左右方向外方に向けて突出したアーチ形状を有する。一対の板ユニット１３０の後半部分は、左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている。一対の板ユニット１３０の前端１３０ａ同士の左右方向距離Ｌ３は、一対の板ユニット１３０の後端１３０ｂ同士の左右方向距離Ｌ４と同じである。即ち、板ユニット１３０の迎角は、ゼロである。

板ユニット１３０は、平面視においてキャンバーを持つため、前進飛行中における板ユニット１３０の周囲の流れ場では、流体力学上の循環が生じ、板ユニット１３０の内側面１３０ｃによどみ点Ｐが発生する。それにより、板ユニット１３０の内側面１３０ｃ側の圧力が板ユニット１３０の外側面１３０ｄ側の圧力よりも高くなる。

前進飛行中に前方から一対の板ユニット１３０の間に進入した空気は、板ユニット１３０の周囲の圧力差に従って板ユニット１３０の内側面１３０ｃ側から板ユニット１３０の上端を乗り越えて板ユニット１３０の外側面１３０ｄ側に流れる。これにより、前述した縦渦Ｖが生成され、ロータヘッド１６の圧力抵抗が低減される。

なお、以上で説明した第１変形例の板ユニット１３０の迎角は、ゼロでなくともよい。例えば、一対の板ユニット１３０の前端１３０ａ同士の左右方向距離Ｌ３は、一対の板ユニット１３０の後端１３０ｂ同士の左右方向距離Ｌ４より大きくてもよい。

図１１Ｂは、図３の板ユニット３０の第２変形例の平面図である。図１１Ｂに示すように、第２変形例の板ユニット２３０は、互いに隣接して並べられた複数の板要素２３１～２３３の集合体であり、全体として略板形状を有する。本変形例では、個々の板要素２３１～２３３は、左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延び、互いに前後方向にずれて配置されている。板ユニット２３０は、全体として左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている。本変形例では、板ユニット２３０が３つの板要素２３１～２３３に分割されているが、２つ又は４以上の板要素に分割されてもよい。

なお、前述した実施形態では、板ユニットの側面視の形状として、前後方向に延びた長方形状を例示したが、これに限られず、台形状、三角形状、半円形状等でもよい。図５に示す背面視において、板ユニットは頂面１３ａに対して垂直に取り付けられて胴体２から鉛直方向に突出する構成を例示したが、胴体２からの板ユニットの突出方向は、頂面１３ａの角度等に応じ、背面視にて鉛直方向に対して傾斜してもよい。また、板ユニットは、軽量化のために穴又は窪みを有してもよい。板ユニットは、前進飛行中に内側面側の圧力よりも外側面側の圧力が低くなるように平面視で翼型形状であってもよい。板ユニット３０は、頂部１３の上方に配置された状態で頂部１３の外側面に固定されてもよい。板ユニットは、頂面１３ａから上方に隙間をあけて配置された状態で頂部１３にブラケットを介して支持されてもよい。

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。例えば、１つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれる。

１ 飛行体
２ 胴体
３ 主回転翼
８ ロータ軸
１３ 頂部
１３ｂ 上開口
１３ｃ 後部
１６ ロータヘッド
１６ａ 後端
１７ ロータブレード
３０，１３０，２３０ 板ユニット
３０ａ 前端
３０ｂ 後端
３０ｃ，１３０ｃ 内側面
３０ｄ，１３０ｄ 外側面
Ｔ 回転軌跡

Claims (8)

1. 胴体と、
   前記胴体から上方に突出するロータ軸と、
   前記胴体の上方において前記ロータ軸に接続されたロータヘッドと、
   前記胴体の上方に配置され、前記ロータ軸の右方及び左方において前後方向に延びた一対の板ユニットと、を備え、
   前記一対の板ユニットは、前端と、後端と、左右方向の内方に向いた内側面と、左右方向の外方に向いた外側面と、をそれぞれ含み、
   前記一対の板ユニットの前記前端は、互いに左右方向に離れており、
   前記一対の板ユニットの前記後端は、互いに左右方向に離れており、
   前記一対の板ユニットは、前進飛行中に前記内側面側の圧力よりも前記外側面側の圧力が低くなる形状を有する、飛行体。
2. 前記一対の板ユニットの前記内側面は、左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている、請求項１に記載の飛行体。
3. 前記一対の板ユニットの前記外側面は、左右方向の内方かつ後方に向けて斜めに延びている、請求項１又は２に記載の飛行体。
4. 前記一対の板ユニットは、左右方向外方に向けて突出したアーチ形状を有する、請求項１に記載の飛行体。
5. 前記一対の板ユニットの前記後端は、前記ロータヘッドの径方向外端の回転軌跡の後端よりも前方に配置されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の飛行体。
6. 前記一対の板ユニットの前記後端同士の左右方向の距離は、前記板ユニットの最大高さの２倍以上の値である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の飛行体。
7. 前記一対の板ユニットの前記後端同士の左右方向の距離は、前記板ユニットの最大高さの６倍以下の値である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の飛行体。
8. 前記胴体は、前記ロータ軸が挿通する上開口を画定する頂部を含み、
   前記頂部は、前記板ユニットの前記後端よりも後方にある後部を有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の飛行体。

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