JP2023079662A - Flight stabilizer or missile mounted with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プロペラ飛行機のプロペラ後流の悪影響を低減し安定飛行を可能にするための飛行安定装置およびそれを取り付けた飛翔体に関する。 The present invention relates to a flight stabilizer for reducing the adverse effects of a propeller wake of a propeller airplane and enabling stable flight, and a flying object equipped with the same.
プロペラ式の有翼の飛行機は、プロペラを回転させて後方に推進風を吹き出して後方へ流れる空気流を形成し、主翼の上下面を流れる空気流の速度の差に基づいて主翼上面に発生する負圧(揚力)により機体を空中に維持しつつ前方へ推進する。プロペラ式飛行機で得られる推進風はプロペラの回転により得られるものであるので後方へ流れる旋回風である。
従来技術におけるプロペラ式の有翼の飛行機における課題の1つは、この旋回風が機体の飛行に悪影響を与える点である。例えば左旋回風となって機体に衝突すれば飛行機の飛行方向が左側に傾く傾向が出てしまい安定飛行を妨げてしまう。
A propeller-type winged airplane rotates the propeller to blow out the propulsion wind backward to form an air flow that flows backward, and is generated on the upper surface of the main wing based on the difference in the speed of the air flow flowing on the upper and lower surfaces of the main wing. Negative pressure (lift) keeps the aircraft in the air and propels it forward. The propulsive wind produced by a propeller-type airplane is produced by the rotation of the propeller, so it is a swirling wind that flows backward.
One of the problems with prior art propeller-type winged airplanes is that this swirling wind adversely affects the flight of the airframe. For example, if the left-turning wind collides with the aircraft, the flight direction of the aircraft tends to tilt to the left, hindering stable flight.
図5は、従来技術におけるプロペラ式の有翼の飛行機のプロペラ回転により生じる推進風が左旋回風となる様子を分かりやすく示した図である。図5において、プロペラ式の有翼の飛行機はごく単純化して描いている。
図6は、従来技術におけるプロペラ式の有翼の飛行機に及ぼす左旋回風の影響を分かりやすく示した図である。図6でもプロペラ式の有翼の飛行機はごく単純化して描いている。
FIG. 5 is a diagram showing, in an easy-to-understand manner, how the propulsion wind generated by the rotation of the propeller of a conventional propeller-type winged airplane becomes the left-handed wind. In FIG. 5, a propeller-type winged airplane is depicted very simply.
FIG. 6 is a diagram showing in an easy-to-understand manner the effect of left-hand turning wind on a propeller-type winged airplane in the prior art. Even in Figure 6, the propeller-type winged airplane is drawn in a very simplified manner.
図5に示すように、プロペラが進行方向(機体側からみて)時計回りに回転していると、プロペラにより生じる推進風が(機体側からみて)左旋回流となる。このように機体が左旋回流の中を飛行すると左側から風を受け、図6に示すように、特に後尾が進行方向の右側へ流れてしまう影響が出やすくなる。
このように、プロペラ回転により生じる推進風の流れには、直進方向へのベクトル成分が大きいものの左側から右側への横方向のベクトル成分も存在する。これら推進風の流れはプロペラの回転速度とプロペラの羽根の迎え角の大きさによって変化する。
As shown in FIG. 5, when the propeller rotates clockwise (as seen from the fuselage side), the propulsion wind generated by the propeller becomes a counterclockwise swirling flow (as seen from the fuselage side). When the aircraft flies in the left-hand turning current, the wind is received from the left side, and as shown in FIG.
In this way, the flow of propulsion air generated by the rotation of the propeller has a large vector component in the straight direction, but also has a lateral vector component from left to right. These propulsive airflows vary according to the rotational speed of the propeller and the angle of attack of the propeller blades.
ここで、プロペラ式飛行機において、離着陸時や飛行航行中において速度を上げたり下げたりする必要がありプロペラの回転速度を様々に変化せざるを得ない。
そこで、従来技術において、プロペラの羽根の迎え角を可変とする『可変ピッチ機構』が知られていた(特許文献1:特開2018-47905号公報、特許文献2:特開2021-147038)。この可変ピッチ機構とはプロペラの迎え角を調節する機構である。可変ピッチ機構を搭載すれば、プロペラが得るトルクや、プロペラから後方へ推進風を吹き出すことにより得られる推進力や、衝突する空気から受ける摩擦などの複数の要因の影響を加味してプロペラの羽根の迎え角を調整できる。
Here, in a propeller-type airplane, it is necessary to increase or decrease the speed during takeoff and landing, or during flight navigation, and the rotational speed of the propeller must be changed variously.
Therefore, in the prior art, there has been known a "variable pitch mechanism" that varies the angle of attack of propeller blades (Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-47905, Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-147038). This variable pitch mechanism is a mechanism that adjusts the angle of attack of the propeller. If a variable pitch mechanism is installed, the propeller blades can be adjusted by taking into account the effects of multiple factors such as the torque obtained by the propeller, the thrust obtained by blowing the thrust backward from the propeller, and the friction received from the colliding air. angle of attack can be adjusted.
また、従来技術において、このプロペラ機に見られる旋回風速に対する対処方法として、推進方向に対して飛行方向が左に曲がってしまう影響を織り込んで垂直尾翼を右側に向けておく『垂直尾翼による曲がり補正』や、プロペラ軸を右側に傾けておいて左側に曲がる影響を打ちけるようにサイドスラストを付ける『プロペラ軸の曲がり補正』の工夫を施すことも考えられる。 Also, in the prior art, as a countermeasure against the turning wind speed seen in this propeller aircraft, the vertical tail is turned to the right to take into account the effect of the flight direction turning to the left with respect to the propulsion direction. ] Or, it is also conceivable to devise a “propeller shaft bending correction” that tilts the propeller shaft to the right and adds side thrust so that it can hit the effect of bending to the left.
上記したように、プロペラ式飛行機が得る推進風は、図5および図6に示したように、機体の左側に衝突する左旋回風となる。プロペラ式飛行機の飛行速度を上げるためにプロペラの回転速度を上げると得られる旋回風である推進風において左方向への旋回風速も大きくなってしまう。
従来技術の『可変ピッチ機構』は重く、複雑でありかつコストも掛かる。そのため可変ピッチ機構を搭載せずプロペラの迎え角は固定されている飛行機が多い。
従来技術の『垂直尾翼による曲がり補正』や『プロペラ軸の曲がり補正』についても同様であり、それら曲がり補正の角度は固定的では速度変化の影響を吸収できず、飛行速度に応じてそれら曲がり補正角を的確に変更する必要が出てくるが、飛行速度に応じて変更する構造が複雑となりコスト増を招くため困難である。
そこで、飛行速度の変化による左旋回風の旋回風速の変化があってもその影響を受けずに左旋回風の旋回風の影響をキャンセルする方法が求められていた。
As described above, the propulsion wind obtained by the propeller type airplane becomes the left-hand turning wind that hits the left side of the fuselage as shown in FIGS. 5 and 6 . When the rotational speed of the propeller is increased in order to increase the flight speed of a propeller-type airplane, the swirling wind speed in the left direction also increases in the propulsive wind that is obtained.
Prior art "variable pitch mechanisms" are heavy, complex and costly. Therefore, many aircraft do not have a variable pitch mechanism and the angle of attack of the propeller is fixed.
The same is true for the conventional technology "curving correction by vertical tail" and "propeller shaft bending correction". It is necessary to change the angle accurately, but it is difficult because the structure to change according to the flight speed becomes complicated and the cost increases.
Therefore, there has been a demand for a method of canceling the effect of the left-hand circling wind, even if there is a change in the velocity of the left-hand circling wind due to a change in flight speed.
本発明は、上記従来の問題点を解決するために鑑み案出されたものであって、飛行速度の変化による左旋回風の旋回風速の変化があってもその影響を受けずに左旋回風の旋回風をキャンセルできる飛行安定装置およびその飛行安定装置を搭載した飛翔体を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional problems. To provide a flight stabilizer capable of canceling a swirling wind and a flying object equipped with the flight stabilizer.
上記目的を達成するため、本発明の飛行安定装置は、主羽根体を備えたプロペラ体の回転を駆動力とする飛翔体に装着し、前記主羽根体により生じる旋回風の影響を低減する飛行安定装置であって、前記プロペラ体に装着可能な装着部と、
前記装着部から延設された複数枚の短羽根体と、前記短羽根体に設けられ風速を調整する整流体と、前記短羽根体の外周先端に取り付けられた円弧仕切体を備え、前記短羽根体によって生じた機体胴体周りを覆う中心風の風速が、前記整流体によって、前記プロペラ体の前記主羽根体の回転で前記中心風より外側に生じる推進風の風速よりも遅く調整され、前記円弧仕切体により、前記中心風が前記推進風とは仕切られて流れることを特徴とする飛行安定装置である。
In order to achieve the above object, the flight stabilizer of the present invention is attached to a flying object driven by the rotation of a propeller body having main blades, and reduces the influence of swirling wind generated by the main blades during flight. a stabilizing device that is mountable to the propeller body;
A plurality of short blades extending from the mounting portion, a rectifying body provided in the short blades to adjust the wind speed, and an arc partition attached to the outer peripheral tip of the short blades. The wind speed of the central wind that is generated by the blades and covers the fuselage of the airframe is adjusted by the straightening body to be slower than the wind speed of the thrust wind that is generated outside the central wind due to the rotation of the main blades of the propeller body, and The flight stabilizer is characterized in that the central wind is separated from the propulsive wind by an arc partition.
上記構成により、本発明の飛行安定装置は、機体周囲を中心風で覆って外側の推進風とは仕切ることができ、推進風の旋回風の影響が機体に及ぶことがないよう抑制できる。推進風からは前方への推進力のみがプロペラ軸を介して機体に与えられ、また主翼に発生する揚力が主翼躯体を介して機体に与えられ、安定した飛行を行うことができる。 With the above configuration, the flight stabilizer of the present invention can cover the periphery of the fuselage with the central wind to separate it from the outer thrust wind, and can suppress the influence of the thrust wind on the fuselage. Only the forward propulsion force is applied to the fuselage through the propeller shaft from the propulsion wind, and the lift generated by the main wings is applied to the fuselage through the main wing frame, enabling stable flight.
なお、短羽根体もプロペラの回転に合わせて旋回するが、短羽根体はプロペラの回転の中心付近に位置しているので回転速度が、主羽根体の外周付近の回転速度に比べて十分に遅く、後方へ流れる中心風には旋回風速が十分小さくなっている。そのため、中心風の風速は推進風に比べて比較的に遅く、推進風からみれば機体の周囲を覆う保護空気塊のように働き、推進風の旋回風が機体へ近づくことを抑制できる。 The short blades also rotate according to the rotation of the propeller, but since the short blades are positioned near the center of rotation of the propeller, the rotation speed is sufficiently higher than the rotation speed near the outer circumference of the main blades. The swirling wind speed is sufficiently small for the central wind that is slow and flows backward. Therefore, the wind speed of the central wind is relatively slower than that of the propulsion wind, and from the view of the propulsion wind, it acts like a protective air mass that covers the surroundings of the fuselage, and it is possible to suppress the swirling wind of the propulsion wind from approaching the fuselage.
上記の飛行安定装置の構成において、短羽根体の枚数について制限はなく何枚であっても良い。また、飛翔体の主羽根体の枚数についても制限はなく何枚であっても良い。
前記短羽根体の枚数と延設箇所については、前記主羽根体と前記短羽根体との配設が周回上均等角度になるように調整されていることが好ましい。
例えば、主羽根体が2枚で180度開いたいわゆる「二葉プロペラ」である場合には、配設する短羽根体が2枚であれば主羽根体に対して90度開いた角度に配設し、主羽根体と短羽根体の合計4枚の羽根体が90度ずつ開いて配設されるように調整する。
例えば、主羽根体が2枚で180度開いたいわゆる「二葉プロペラ」である場合には、配設する短羽根体が4枚であれば、主羽根体の間に60度と120度開いた角度に配設し、主羽根体と短羽根体の合計6枚の羽根体が60度ずつ開いて配設されるように調整する。
同様に、主羽根体が2枚で短羽根体が6枚の場合であれば、主羽根体と短羽根体の合計8枚の羽根体が45度ずつ開いて配設されるように調整すれば良く、主羽根体が4枚で短羽根体が4枚の場合であれば、主羽根体と短羽根体の合計8枚の羽根体が45度ずつ開いて配設されるように調整すれば良い。
上記工夫により、プロペラの回転に応じて、主羽根体と短羽根体が一体となって回転するため、それぞれの羽根体が回転軸に対して均等角度に配設されておれば、中心風内部に発生する乱流が小さくなる。
In the configuration of the flight stabilizer described above, the number of short blades is not limited and may be any number. Also, the number of main blades of the flying object is not limited and may be any number.
It is preferable that the number of the short blades and the extension positions thereof are adjusted so that the arrangement of the main blades and the short blades has a uniform angle on the circumference.
For example, in the case of a so-called "two-leaf propeller" that has two main blades and opens 180 degrees, if two short blades are provided, they are arranged at an angle that opens 90 degrees with respect to the main blades. Then, adjust so that a total of four blades, ie, the main blades and the short blades, are arranged with each opening 90 degrees.
For example, in the case of a so-called "two-leaf propeller" that has two main blades that open 180 degrees, if there are four short blades, the main blades can be opened at 60 degrees and 120 degrees. It is arranged at an angle, and adjusted so that a total of six blades, ie, the main blades and the short blades, are arranged with an opening of 60 degrees each.
Similarly, if there are two main blades and six short blades, the main blades and the short blades, a total of eight blades, should be adjusted so that they are opened 45 degrees each. In the case where there are four main blades and four short blades, a total of eight main blades and short blades should be adjusted so that they are opened 45 degrees each. Good luck.
With the above device, the main blades and the short blades rotate together in response to the rotation of the propeller. turbulence generated in the
次に、上記の飛行安定装置の構成において、前記主羽根体の長さと前記短羽根体の長さの比としては、5:1~2:1に調整されていることが好ましい。中心風の速度が推進風よりも遅く、かつ、中心風と推進風との風速差が生じるようにする範囲としては、上記範囲あたりが好ましい。さらに5:1~3:1の範囲、4:1~3:1の範囲も好ましい。なお、範囲外である5:1~3:2や、10:1~2:1の範囲などを除外するものではない。 Next, in the configuration of the flight stabilizer described above, it is preferable that the ratio of the length of the main blade to the length of the short blade is adjusted to 5:1 to 2:1. The above range is preferable as the range in which the speed of the central wind is lower than that of the driving wind and the wind speed difference between the central wind and the driving wind is generated. A range of 5:1 to 3:1 and a range of 4:1 to 3:1 are also preferred. Note that the ranges of 5:1 to 3:2 and 10:1 to 2:1, which are outside the range, are not excluded.
次に、上記の円弧仕切体の工夫として、前記円弧仕切体の壁面が前端エッジから後端エッジにかけて曲面を備え、前記曲面が前記前端エッジから前記後端エッジにかけて前記飛翔体の推進方向に対する迎え角が拡がるように設けられたものであることが好ましい。
上記構成により、中心風が外周方向へ拡がるように吹き出される。プロペラの後方に生じる中心風の径に比べて後方の尾翼の高さが大きい場合もあり、中心風が外周方向へ拡がるように後方に吹き出されれば、中心風による保護空気塊の外方に位置したり旋回風の影響を受けたりすることを回避することができる。
Next, as a device for the arc partition, the wall surface of the arc partition is provided with a curved surface from the front edge to the rear edge, and the curved surface extends from the front edge to the rear edge in the direction of propulsion of the projectile. It is preferable that the corners are provided so as to spread.
With the above configuration, the central wind is blown out so as to expand in the outer peripheral direction. In some cases, the height of the rear tail wing is larger than the diameter of the central wind generated behind the propeller. You can avoid being positioned or affected by swirling winds.
次に、上記の整流体の工夫として、前記整流体が、前記短羽根体の外表面において、立設されたフランジと前記フランジに隣接した溝状のスリットが1または複数セット設けられたものであることが好ましい。さらに、前記フランジおよび前記スリットが回転方向に対して所定の迎え角をもって形成されていることが好ましい。
上記構成により、整流体により短羽根体により形成される中心風の風速がさらに減速され、推進風からみて中心風の風速が遅くなり、中心風と推進風との風速差が生じ、中心風による保護空気塊の効果を大きくすることができる。
Next, as a devising of the straightening member, the straightening member is provided with one or more sets of an upright flange and a groove-shaped slit adjacent to the flange on the outer surface of the short blade. Preferably. Furthermore, it is preferable that the flange and the slit are formed at a predetermined angle of attack with respect to the direction of rotation.
With the above configuration, the wind speed of the central wind formed by the short blades is further reduced by the rectifying body, the wind speed of the central wind becomes slower when viewed from the propelling wind, and a wind speed difference between the central wind and the propelling wind is generated. The effectiveness of the protective air mass can be increased.
次に、本発明の飛翔体は、上記構成の本発明の飛行安定装置をプロペラに装着することにより得られる。
飛翔体としては、例えば、プロペラ式有人飛行機、プロペラ式無人飛行機、プロペラ式模型飛行機、プロペラ式有人ヘリコプター、プロペラ式無人ヘリコプター、プロペラ式模型ヘリコプターなどがあり得る。
Next, the flying object of the present invention is obtained by mounting the flight stabilizer of the present invention having the above configuration on a propeller.
Examples of flying objects include propeller-type manned airplanes, propeller-type unmanned airplanes, propeller-type model airplanes, propeller-type manned helicopters, propeller-type unmanned helicopters, and propeller-type model helicopters.
本発明の飛行安定装置によれば、機体周囲を中心風で覆うことにより推進風とは仕切って旋回風である推進風の影響が機体に及ぶことがないよう抑制できる。
中心風の風速は推進風に比べて比較的に遅く、推進風からみれば機体の周囲を覆う保護空気塊のように働き、推進風の旋回風が機体へ近づくことを抑制できる。
According to the flight stabilizer of the present invention, by covering the periphery of the fuselage with the central wind, it is possible to prevent the fuselage from being affected by the thrust wind, which is the swirling wind, separated from the thrust wind.
The wind speed of the central wind is relatively slow compared to the propulsion wind, and from the propulsion wind's point of view, it acts like a protective air mass that covers the periphery of the fuselage, and can suppress the swirling wind of the propulsion wind from approaching the fuselage.
以下、図面を参照しつつ、本発明の飛行安定装置の実施形態を説明する。ただし、本発明の技術的範囲は以下の実施形態に示した具体的な用途や形状・寸法などには限定されない。 Hereinafter, embodiments of the flight stabilizer of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to the specific applications, shapes, dimensions, etc. shown in the following embodiments.
実施例1として本発明の飛行安定装置100の構成例を示す。
飛行安定装置100は2本以上の主羽根体210を備えたプロペラ体の回転を駆動力とする飛翔体200に装着するものとなっている。
図1は、本発明の飛行安定装置100の構成例を簡単に示す図である。
図1に示すように、飛行安定装置100は、装着部110、短羽根体120、整流体130、円弧仕切体140を備えた構成となっている。なお、図1には、飛行安定装置100を取り付ける飛翔体200のプロペラである主羽根体210(飛行安定装置100近隣の部分のみ)も併せて示している。
As Example 1, a configuration example of a
The
FIG. 1 is a diagram simply showing a configuration example of a
As shown in FIG. 1 , the
各構成要素を設する。
装着部110は、飛翔体200のプロペラ体に装着可能なアタッチメントである。飛翔体200のプロペラ体の回転を邪魔せず、かつ飛翔体200のプロペラ体の回転とともに回転できるようなアタッチメントであれば良い。この例では、飛翔体200のプロペラ体の主羽根体210の中心付近の外形状と嵌合できる切れ込み形状を備えたものとなっており、飛翔体200のプロペラ体の主羽根体210の中心付近に被せることにより嵌合装着するものとなっている。図1には図示していないが脱着可能なように飛翔体200のプロペラ体の主羽根体210の中心付近に螺着するものであっても良い。
Set up each component.
The mounting
短羽根体120は、装着部110から外周に向けて延設された複数枚の短羽根体である。短羽根体120はプロペラの回転面に対して所定の迎え角を持つように配設されており、後述するようにプロペラの回転に応じて推進風となる中心風を形成することができるものとなっている。
この短羽根体120には外表面に整流体130が設けられ、外周端部に円弧仕切体140が取り付けられている。
The
The
短羽根体の枚数については制限なく何枚であっても良い。
この短羽根体120の延設箇所は、主羽根体210と短羽根体120との配設位置が周回上均等角度になるように調整されている。
図1の例では、主羽根体210が2枚で180度開いたいわゆる「二葉プロペラ」の例であり、配設する短羽根体120が4枚の例となっている。この場合、主羽根体の間に60度と120度開いた角度に短羽根体120が配設されており、図1に示すように、主羽根体と短羽根体の合計6枚の羽根体が60度ずつ均等に開いて配設されるように調整されている。
図示は省略するが、同様に、配設する短羽根体120が2枚であれば主羽根体210に対して90度開いた角度に配設し、主羽根体と短羽根体の合計4枚の羽根体が90度ずつ均等に開いて配設されるように調整すれば良い。また、図示は省略するが、同様に、短羽根体が6枚の場合であれば、主羽根体と短羽根体の合計8枚の羽根体が45度ずつ開いて配設されるように調整すれば良い。
もし、主羽根体が4枚であるいわゆる「四葉プロペラ」であり、配設する短羽根体が4枚の場合であれば、主羽根体と短羽根体の合計8枚の羽根体が45度ずつ均等に開いて配設されるように調整すれば良い。
このように、主羽根体と短羽根体が回転軸に対して均等角度に配設されておれば、均質に推進風となる中心風を発生させることができ、中心風内部に発生する乱流が小さくなる。
なお、ヘリコプターのようなプロペラについても同様に考えれば良い。
The number of short blades may be any number without limitation.
The extension points of the
The example of FIG. 1 is an example of a so-called "two-leaf propeller" in which two
Although illustration is omitted, similarly, if two
If it is a so-called “four-leaf propeller” with four main blades and four short blades, the total of eight main blades and short blades will be 45 degrees. It should be adjusted so that they are evenly opened one by one.
In this way, if the main blades and the short blades are arranged at the same angle with respect to the rotation axis, it is possible to generate a central wind that becomes a propelling wind uniformly, and the turbulent flow that occurs inside the central wind. becomes smaller.
It should be noted that propellers such as helicopters may also be considered in the same way.
次に、整流体130は、短羽根体120の外表面に設けられ風速を調整するものである。この整流体により、飛行安定装置100の後方に生じる推進風である中心風が遅くなるように調整される。
整流体の形状例としては、短羽根体120の外表面において、立設されたフランジ131を持つものがある。フランジ131がプロペラの回転方向に対して所定の迎え角をもって形成されていれば、短羽根体120の回転によりその表面で発生する空気の流れを当該フランジ131が迎え角の分だけ抵抗を与えることとなり、短羽根体120で発生する推進風である中心風を遅く調整できる。
Next, the
As an example of the shape of the rectifier, there is one having a
ここで、このフランジ131の高さが高くなり過ぎると飛翔体の飛行に伴って空気抵抗となって推進エネルギーのロスにもつながるため、フランジに隣接した溝状のスリット132を設ける工夫も好ましい。フランジに隣接した溝状のスリット132もフランジ131同様、その迎え角の分だけ短羽根体120の表面で発生する空気の流れに対して抵抗を与えることとなり、短羽根体120で発生する推進風である中心風を遅く調整できる。
これらフランジ131とスリット132はセットとして設けることができ、1または複数セット設けることもできる。図1の例では、4セット(4列)設けた例となっている。
Here, if the height of the
These
なお、フランジ131やスリット132は、短羽根体120と同様のものを主羽根体210の相当箇所(プロペラ軸からみて短羽根体120と同様の位置)にも設けておく構成も可能である。主羽根体210の相当箇所(プロペラ軸からみて短羽根体120と同様の位置)からも中心風の一部が形成されるので、中心風として周回状に均質なものが生成される方が好ましいからである。なお、本発明の飛行安定装置100を取り外した状態で飛翔体を飛行させる可能性があれば、主羽根体210にフランジ131やスリット132を設けると邪魔になる場合もあり得るので、飛翔体200に本発明の飛行安定装置100を装着することを前提とした場合であれば主羽根体210にもフランジ131やスリット132を設ける構成は好ましい。もっとも、主羽根体210も、フランジ131やスリット132ありのタイプと、フランジ131やスリット132なしのタイプを用意しておき適宜取り替えるという使用方法もあり得る。
このように、整流体130によって、短羽根体120で生成される推進風(中心風)は、後述するように、主羽根体210で生成される推進風よりも比較的遅くなるように調整できる。
The
In this way, the
円弧仕切体140は、短羽根体120の外周先端に取り付けられた円弧状の仕切体である。円弧仕切体140がプロペラの回転に伴って描く軌跡はプロペラ軸を中心とした周回軌跡となっている。円弧仕切体140はその内周側に短羽根体120が位置し、その外周側に主羽根体210の主要部が位置するように仕切るものとなっている。もっとも主羽根体210のうちプロペラ軸に近い内周側は円弧仕切体140の内周側に位置することとなる。このエリアが存在してもプロペラの回転速度が大きくなれば、円弧仕切体140の仕切りの効果は周回状に生じ得る。
このように、円弧仕切体140により、短羽根体120により生成される推進風である中心風と、主羽根体210で生成される推進風が、それぞれ仕切られた状態で後方に流れやすくなる。
The arc-shaped
In this way, the
短羽根体120で生成される中心風は速度が遅く、主羽根体210で生成される推進風は速度が速く、両者には差があるところ、これら両者の境界を円弧仕切体140により一旦明確に設けておくことにより、後方で両者が接近しても中心風は一種の空気の塊として流れ、機体の周囲を覆う保護空気塊のように働き、推進風の旋回風が機体へ近づくことを抑制できる。
The central wind generated by the
ここで、円弧仕切体140における更なる工夫について述べておく。
図1に示すように、円弧壁面体140の壁面が前端エッジから後端エッジにかけて曲面を備えており、この曲面が前端エッジから後端エッジにかけて飛翔体200の推進方向に対する迎え角が拡がるように設けられたものとする。図1の例ではさらにプロペラの回転に伴って円弧壁面体140の壁面の曲面の迎え角が推進方向に対して拡がってゆくように周回方向にも“捻じり”が付けられており、プロペラの回転に伴って発生する中心風が拡がるように工夫されている。
Here, further ingenuity in the
As shown in FIG. 1, the wall surface of the circular
次に、飛行安定装置100を飛翔体200のプロペラに装着した飛行時における中心風と推進風の動きを説明する。
図2は、本発明の飛行安定装置100により生成された中心風が機体胴体周りを覆う様子を簡単に示す図である。図2において飛翔体200はプロペラ式の有翼の飛行機の例となっており、その飛行機はごく単純化して描かれている。
図3は、機体胴体周りを覆う中心風によって、外側で発生しているプロペラ体の主羽根体210による生成される推進風である左旋回風の影響が抑制される様子を簡単に示す図である。図3でも飛翔体200はプロペラ式の有翼の飛行機の例となっており、その飛行機はごく単純化して描かれている。
Next, the movement of the central wind and the thrust wind during flight with the
FIG. 2 is a diagram simply showing how the central wind generated by the
FIG. 3 is a diagram simply showing how the influence of the left turning wind, which is the propulsive wind generated by the
図2に示すように、飛翔体200にはプロペラの回転により、速度と流れるエリアが異なる2種類の推進風が形成されており、飛行安定装置100により生成される機体を覆うように流れる内側の中心風101と、その中心風の外側を流れる主羽根体210により生成された推進風201が形成されている。中心風101は短羽根体120により推進風201よりも遅く生成され、かつ短羽根体120の外表面の整流体130によってより遅く整流されている。中心風は機体の周囲を保護するように覆いながら後方へ流れている。
As shown in FIG. 2, the propeller rotation of the flying
一方、主羽根体210により生成される推進風は、本来は左旋回風であるが、内部に速度の遅い中心風が機体を覆っているため、中心方向(機体方向)には近づけず、本発明の飛行安定装置100を取り付けない従来の旋回風(図5に図示した従来の補整前の旋回風)に比べて旋回が小さくなるよう補整されて後方へ流れて行くことが分かる。
On the other hand, the propelling wind generated by the
図3は上記の効果を上面から単純に示したものとなっている。
図3に示すように、本発明の飛行安定装置100により生成される中心風101は、外側の推進風201よりも比較的遅い速度で拡がりながら機体を包み込んで後方へ流れて行くが、主羽根体210により生成される推進風201は左旋回風(左方向から機体に吹き付ける旋回風)ではあるが、中央に中心風が機体を包み込むように存在するために機体側には寄りにくくなっており、本発明の飛行安定装置100を取り付けない従来の旋回風(図5に図示した従来の補整前の旋回風)に比べて旋回が小さくなるよう補整されて後方へ流れて行くことが分かる。
FIG. 3 simply shows the above effect from above.
As shown in FIG. 3, the
次に、主羽根体210に対する短羽根体120との長さの比率について述べる。この比率は言い換えれば、プロペラの主羽根体210の外周が描く回転軌跡の径と円弧仕切体140が描く回転軌跡の径の比率でもある。
主羽根体210の長さと短羽根体120の長さの比率は限定されないが、中心風は機体を覆うように得られ、かつ主羽根体210で十分な推進力を得られる推進風が形成される範囲とする必要がある。
そこで、主羽根体210の長さに対する短羽根体120の長さの比率は、5:1~2:1に調整することが好ましい。
Next, the length ratio of the
The ratio between the length of the
Therefore, it is preferable to adjust the ratio of the length of the
図4は、主羽根体210の長さ:短羽根体120の長さ(飛行安定装置100の径)の比率を正面から簡単に主羽根体と飛行安定装置の大きさの比率として簡単に図示したものである。
まず、上限としては、生成される推進風の速度はプロペラの主羽根体210の周回速度に依存するところ、主羽根体210の表面の周回速度は外周に近いほど速くなる。つまり、推進風を発生させる主要部分は主羽根体210の外周近くあたりとなる。
そこで、できるだけ短羽根体120の長さを長く確保した場合の主羽根体210の長さ:短羽根体120の長さ(飛行安定装置100の径)の比率としては、図4(a)に示すように、主羽根体210の外側1/2と残りの内側1/2で分けることは適当な範囲と言える(つまり主羽根体210の長さ:短羽根体120の長さの比率が2:1)。
FIG. 4 is a simplified front view of the ratio of the length of the
First, as an upper limit, the speed of the generated thrust air depends on the circling speed of the
Therefore, the ratio of the length of the
次に、下限としては、生成される推進風の風力エネルギーはその断面積にも依存するため、推進風の断面積を大きく採ることを考慮すれば、主羽根体210の長さ:短羽根体120の長さ(飛行安定装置100の径)の比率は、図4(b)に示すように、主羽根体210の外側4/5と残りの内側1/5で分けることは適当な範囲と言える(つまり主羽根体210の長さ:短羽根体120の長さの比率が5:1)。
つまり、主羽根体210の長さに対する短羽根体120の長さ(飛行安定装置100の径)の比率は、5:1~2:1に調整することが好ましい。
Next, as the lower limit, since the wind energy of the propulsive wind to be generated also depends on its cross-sectional area, considering that the cross-sectional area of the propulsive wind should be large, the length of the main blade body 210: the short blade body As shown in FIG. 4(b), the ratio of the length of 120 (the diameter of the flight stabilizer 100) is an appropriate range to divide the outer 4/5 of the
That is, the ratio of the length of the short blades 120 (the diameter of the flight stabilizer 100) to the length of the
なお、短羽根体120で生成される機体を覆う中心風のサイズと、主羽根体210で得られる推進風の風速と風力エネルギーとのバランスを考慮すると、さらにその比率の範囲を絞って主羽根体210の長さに対する短羽根体120の長さの比率をさらに5:1~3:1の範囲、4:1~3:1の範囲も好ましい。なお、範囲外である5:1~3:2や、10:1~2:1の範囲などを除外するものではない。
Considering the size of the central wind that covers the fuselage generated by the
以上が本発明の飛行安定装置100の構成例と、本発明の飛行安定装置100を取り付けた飛翔体200に得られる飛行安定効果である。
The configuration example of the
ここで、本発明の飛行安定装置100は、様々なプロペラ式の推進機構をもつ飛翔体200に適用できる。
例えば、プロペラ式有人飛行機、プロペラ式無人飛行機、プロペラ式模型飛行機、プロペラ式有人ヘリコプター、プロペラ式無人ヘリコプター、プロペラ式模型ヘリコプターなどがあり得る。その他にもプロペラ式の推進機構をもつ飛翔体であれば取り付けることができる。
Here, the
For example, a propeller-type manned airplane, a propeller-type unmanned airplane, a propeller-type model airplane, a propeller-type manned helicopter, a propeller-type unmanned helicopter, a propeller-type model helicopter, and the like are possible. In addition, any flying object having a propeller-type propulsion mechanism can be attached.
以上、本発明の飛行安定装置における好ましい実施例を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。 While the preferred embodiment of the flight stabilizer of the present invention has been illustrated and described, it will be appreciated that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
本発明は、プロペラ式有人飛行機、プロペラ式無人飛行機、プロペラ式模型飛行機、プロペラ式有人ヘリコプター、プロペラ式無人ヘリコプター、プロペラ式模型ヘリコプターなどに広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to propeller-type manned airplanes, propeller-type unmanned airplanes, propeller-type model airplanes, propeller-type manned helicopters, propeller-type unmanned helicopters, propeller-type model helicopters, and the like.
100 飛行安定装置
110 装着部
120 短羽根体
130 整流体
140 円弧仕切体
200 飛翔体
210 主羽根体
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
前記プロペラ体に装着可能な装着部と、
前記装着部から延設された複数枚の短羽根体と、
前記短羽根体に設けられ風速を調整する整流体と、
前記短羽根体の外周先端に取り付けられた円弧仕切体を備え、
前記短羽根体によって生じた機体胴体周りを覆う中心風の風速が、前記整流体によって、前記プロペラ体の前記主羽根体の回転で前記中心風より外側に生じる推進風の風速よりも遅く調整され、
前記円弧仕切体により、前記中心風が前記推進風とは仕切られて流れることを特徴とする飛行安定装置。 A flight stabilizer mounted on a flying object driven by the rotation of a propeller body having a main blade body to reduce the influence of a swirling wind generated by the main blade body,
a mounting portion that can be mounted on the propeller body;
a plurality of short blade bodies extending from the mounting portion;
a rectifying body that is provided on the short blade body and adjusts the wind speed;
An arc partition attached to the outer peripheral tip of the short blade,
The wind speed of the central wind generated by the short blades and covering the fuselage is adjusted by the straightening body to be slower than the wind speed of the propulsive wind generated outside the central wind by the rotation of the main blades of the propeller body. ,
A flight stabilizer, wherein the central wind is separated from the propulsive wind by the arc partition.
8. The flying object according to claim 7, wherein the flying object is one of a propeller-type manned airplane, a propeller-type unmanned airplane, a propeller-type model airplane, a propeller-type manned helicopter, a propeller-type unmanned helicopter, and a propeller-type model helicopter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021193239A JP2023079662A (en) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | Flight stabilizer or missile mounted with the same |
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