JP2024018313A - 垂直離着陸航空機 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直離着陸航空機（ＶＴＯＬ）のロータの回転を同時に停止させる際にもＶＴＯＬ機の乗り心地の悪化を抑制する技術を提供する。【解決手段】垂直離着陸航空機１０において、複数の前記ＶＴＯＬロータ２０は複数のグループに分けられ、各々のＶＴＯＬロータ２０はいずれか１つのグループに含まれており、コントローラは、翼（前翼１４、後翼１６）による揚力が発生した後に、複数のＶＴＯＬロータ２０の回転をグループ単位で順次停止させる。【選択図】図３

Description

本発明は、複数のＶＴＯＬロータと１以上のクルーズロータとを備える垂直離着陸航空機に関する。

近年、垂直離着陸航空機、所謂ＶＴＯＬ機が開発されている。一部のタイプのＶＴＯＬ機は、複数のＶＴＯＬロータと１以上のクルーズロータとを備える。ＶＴＯＬロータは、鉛直方向の推力を発生させる。ＶＴＯＬロータは、主にＶＴＯＬ機の離着陸工程で使用される。クルーズロータは、水平方向の推力を発生させる。クルーズロータは、主にＶＴＯＬ機の巡航工程で使用される。

ＶＴＯＬロータの各々のブレードは、ＶＴＯＬ機の巡航中に空気抵抗を受ける。つまり、ＶＴＯＬロータは、ＶＴＯＬ機の巡航中に抗力を発生させる。ＶＴＯＬ機の巡航中には、ＶＴＯＬロータに起因する抗力を小さくすることが好ましい。特許文献１には、ＶＴＯＬ機の巡航中に各々のＶＴＯＬロータの回転を停止させることで抗力を低減する技術が示される。

米国特許第１０１３１４２６号明細書

特許文献１には、複数のＶＴＯＬロータの回転を停止させる手順が示されていない。例えば、全てのＶＴＯＬロータの回転を同時に停止させると、ＶＴＯＬ機の乗り心地が悪化する虞がある。

本発明は上述した課題を解決することを目的とする。

本発明の態様は、鉛直方向の推力を発生させる複数のＶＴＯＬロータと、水平方向の推力を発生させる１以上のクルーズロータと、機体の前記水平方向の移動に伴い揚力を発生させる１以上の翼と、複数の前記ＶＴＯＬロータと１以上の前記クルーズロータの各々の動作を制御するコントローラと、を備える垂直離着陸航空機であって、複数の前記ＶＴＯＬロータは複数のグループに分けられ、各々の前記ＶＴＯＬロータはいずれか１つの前記グループに含まれており、前記コントローラは、前記翼による揚力が発生した後に、複数の前記ＶＴＯＬロータの回転をグループ単位で順次停止させる。

本発明によれば、ＶＴＯＬ機の乗り心地の悪化を抑制することができる。

図１は、垂直離着陸航空機の上面図である。 図２は、垂直離着陸航空機の電力供給システムのブロック図である。 図３は、第１のグルーピングを示す図である。 図４は、第２のグルーピングを示す図である。 図５は、第１のグルーピングにおける各列のＶＴＯＬロータの回転速度の時間変化を示すグラフである。 図６は、第１のグルーピングにおける各列のＶＴＯＬロータの回転速度の時間変化を示すグラフである。 図７は、第１のグルーピングにおける各列のＶＴＯＬロータの回転速度の時間変化を示すグラフである。 図８は、第２のグルーピングにおける各列のＶＴＯＬロータの回転速度の時間変化を示すグラフである。 図９は、第２のグルーピングにおける各列のＶＴＯＬロータの回転速度の時間変化を示すグラフである。 図１０は、第２のグルーピングにおける各列のＶＴＯＬロータの回転速度の時間変化を示すグラフである。 図１１は、制御部が行う停止処理のフローチャートである。 図１２は、図１の垂直離着陸航空機とは異なるタイプの垂直離着陸航空機の上面図である。

［１ 垂直離着陸航空機１０の構成］
図１は、垂直離着陸航空機１０の上面図である。以下では、垂直離着陸航空機１０をＶＴＯＬ機１０とも称する。ＶＴＯＬ機１０は、例えば電動垂直離着陸航空機、所謂ｅＶＴＯＬ機である。ＶＴＯＬ機１０は、胴体１２と、前翼１４と、後翼１６と、２つのブーム１８と、８つのＶＴＯＬロータ２０と、２つのクルーズロータ２２とを備える。

図１で示されるＶＴＯＬ機１０は、本発明を使用する航空機の一例である。本発明は、前進に伴い固定翼による揚力が発生する状態で複数のＶＴＯＬロータ２０を停止させる航空機の全般に使用可能である。

前翼１４は、胴体１２の前部に接続される。後翼１６は、胴体１２の後部に接続される。前翼１４及び後翼１６は、ＶＴＯＬ機１０の前方への移動に伴い揚力を発生させる。

２つのブーム１８のうちのブーム１８Ｒは、胴体１２の右方に配置される。２つのブーム１８のうちのブーム１８Ｌは、胴体１２の左方に配置される。各々のブーム１８は、前後方向に延びる。

ブーム１８Ｌには、後方に向かって順番に４つのモータ４０（図２）が配置される。同様に、ブーム１８Ｒには、後方に向かって順番に４つのモータ４０が配置される。各々のモータ４０の回転軸は、各々のモータ４０に対応するＶＴＯＬロータ２０に連結される。モータ４０の回転軸とＶＴＯＬロータ２０との間には１つ以上のギヤが介在されてもよい。ＶＴＯＬロータ２０の軸線は、鉛直方向と平行である。又は、ＶＴＯＬロータ２０の軸線は、鉛直方向に対して所定角度傾いてもよい。各々のＶＴＯＬロータ２０は、垂直方向の離陸工程、離陸から巡航への移行工程、巡航から着陸への移行工程、垂直方向の着陸工程、及び、停止飛行工程で使用される。各々のＶＴＯＬロータ２０は、プロペラの回転によって鉛直方向の推力を発生させる。

図１で示されるように、８つのＶＴＯＬロータ２０は、左右方向に延びる４つの列２４、すなわち第１列２４ａ～第４列２４ｄを形成する。前方から後方に向かって、第１列２４ａ、第２列２４ｂ、第３列２４ｃ、第４列２４ｄが順番に並ぶ。各々の列２４は、前後方向の位置が実質的に同一である２つのＶＴＯＬロータ２０によって形成される。第１列２４ａは、胴体１２の左方に配置されるＶＴＯＬロータ２０－１Ｌと、胴体１２の右方に配置されるＶＴＯＬロータ２０－１Ｒとによって形成される。第２列２４ｂは、胴体１２の左方に配置されるＶＴＯＬロータ２０－２Ｌと、胴体１２の右方に配置されるＶＴＯＬロータ２０－２Ｒとによって形成される。第３列２４ｃは、胴体１２の左方に配置されるＶＴＯＬロータ２０－３Ｌと、胴体１２の右方に配置されるＶＴＯＬロータ２０－３Ｒとによって形成される。第４列２４ｄは、胴体１２の左方に配置されるＶＴＯＬロータ２０－４Ｌと、胴体１２の右方に配置されるＶＴＯＬロータ２０－４Ｒとによって形成される。

胴体１２には、左右に並ぶ２つのモータ４０（図２）が配置される。各々のモータ４０の回転軸は、各々のモータ４０に対応するクルーズロータ２２に連結される。モータ４０の回転軸とクルーズロータ２２との間には複数のギヤが介在されてもよい。クルーズロータ２２の軸線は、水平方向と略平行である。各々のクルーズロータ２２は、巡航工程、離陸から巡航への移行工程、及び、巡航から着陸への移行工程で使用される。各々のクルーズロータ２２は、プロペラの回転によって水平方向の推力を発生させる。

［２ 電力供給システム３０の構成］
ＶＴＯＬ機１０は、図２で示される電力供給システム３０を有する。図２は、垂直離着陸航空機１０の電力供給システム３０のブロック図である。電力供給システム３０は、蓄電装置３２と、発電装置３４と、コンバータ装置３６と、インバータ装置３８と、モータ４０と、センサ群４２と、制御装置４４とを備える。図２において、実線の矢印は電力供給線を示し、破線は信号線を示す。なお、本明細書では発電装置３４を備える電力供給システム３０について説明するが、電力供給システム３０は、発電装置３４を備えなくてもよい。

インバータ装置３８とモータ４０とは、１つのロータ（ＶＴＯＬロータ２０又はクルーズロータ２２）に対して１つずつ設けられる。一方、蓄電装置３２と発電装置３４とコンバータ装置３６とは、複数のロータ（ＶＴＯＬロータ２０又はクルーズロータ２２）に対して１つずつ設けられる。言い換えると、蓄電装置３２と発電装置３４とコンバータ装置３６とは、複数の電力供給システム３０で共用される。例えば、互いにトルクを打ち消しあう一対のＶＴＯＬロータ２０（例えばＶＴＯＬロータ２０－１ＬとＶＴＯＬロータ２０－４Ｒ）に対して、同じ蓄電装置３２が設けられてもよい。

蓄電装置３２は、例えば高電圧のバッテリを有する。発電装置３４は、発電機を有する。発電機の回転軸は、例えばガスタービンエンジンの回転軸に接続される。コンバータ装置３６は、コンバータ回路を有する。１つの発電装置３４に対して、１つのコンバータ装置３６が設けられる。コンバータ回路の一次端子は、発電装置３４に接続される。コンバータ回路の二次端子は、蓄電装置３２とインバータ装置３８とに接続される。コンバータ装置３６は、発電装置３４から出力される交流電力を直流電力に変換して、蓄電装置３２とインバータ装置３８とに出力することができる。また、コンバータ装置３６は、発電装置３４から出力される電力の電圧を変圧して、蓄電装置３２とインバータ装置３８とに出力することができる。

インバータ装置３８は、例えば三相のインバータ回路を有する。インバータ回路は、複数のスイッチング素子を有する。インバータ回路の一次端子は、蓄電装置３２とコンバータ装置３６とに接続される。インバータ回路の二次端子は、モータ４０に接続される。インバータ装置３８は、蓄電装置３２とコンバータ装置３６の少なくとも一方から出力される直流電力を交流電力に変換して、モータ４０に出力することができる。

モータ４０は、例えば三相モータである。上述したように、モータ４０の回転軸は、直接又は１つ以上のギヤを介して１つのロータ（ＶＴＯＬロータ２０又はクルーズロータ２２）のハブに接続される。

センサ群４２は、ＶＴＯＬ機１０が備えるセンサを含む。例えば、センサ群４２は、１つ以上の角速度センサを含む。１つ以上の角速度センサは、ＶＴＯＬ機１０のピッチとロールとヨーの少なくとも１つを検出する。各々のセンサは、検出した情報を示す信号を制御装置４４に出力する。

制御装置４４は、電力供給システム３０を制御する。制御装置４４は、例えばＶＴＯＬ機１０のフライトコントローラであってもよいし、フライトコントローラによって管理されるスレーブコントローラであってもよい。制御装置４４は、制御部４６と、記憶部４８と、ドライバ５０とを有する。

制御部４６は、処理回路を有する。処理回路は、ＣＰＵ等のプロセッサであってもよい。処理回路は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路であってもよい。プロセッサは、記憶部４８に記憶されるプログラムを実行することによって各種の処理を実行可能である。複数の処理のうちの少なくとも一部が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって実行されてもよい。

制御部４６は、各々のモータ４０を制御するために、ドライバ５０に制御信号を出力する。これにより、制御部４６は、例えば、翼（前翼１４、後翼１６）による揚力が発生した後に、８つのＶＴＯＬロータ２０の回転をグループ単位で順次停止させる。

記憶部４８は、揮発性メモリと不揮発性メモリとを有する。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ等が挙げられる。揮発性メモリは、プロセッサのワーキングメモリとして使用される。揮発性メモリは、処理又は演算に必要なデータ等を一時的に記憶する。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられる。不揮発性メモリは、保存用のメモリとして使用される。不揮発性メモリは、プログラム、テーブル、マップ等を記憶する。記憶部４８の少なくとも一部が、上述したようなプロセッサ、集積回路等に備えられてもよい。

不揮発性メモリは、複数のＶＴＯＬロータ２０の停止順序（下記［４］参照）を記憶する。例えば、不揮発性メモリは、各々のグループ（下記［３］参照）と各々のＶＴＯＬロータ２０との対応関係と、各々のグループに割り当てられる停止順位とを記憶する。又は、不揮発性メモリは、各々のグループに割り当てられる停止順位の代わりに、各々のＶＴＯＬロータ２０に割り当てられる停止順位を記憶してもよい。この場合、１つの停止順位が複数のＶＴＯＬロータ２０に割り当てられる。

ドライバ５０は、ゲートドライバ回路を有する。ドライバ５０は、制御部４６から出力される制御信号に応じて、インバータ装置３８のインバータ回路が有する各々のスイッチング素子にオンオフ信号を出力する。また、コンバータ装置３６がスイッチング素子を有する場合、ドライバ５０は、コンバータ装置３６の各々のスイッチング素子にオンオフ信号を出力する。

［３ 複数のＶＴＯＬロータ２０のグルーピング］
本発明では、８つのＶＴＯＬロータ２０は、予め複数のグループに分けられる。複数のグループは、例えばＶＴＯＬ機１０の重心Ｇ（図１）から各々のＶＴＯＬロータ２０までの距離に応じて分けられる。この距離を離間距離ともいう。以下でグループ分けの幾つかのパターンを例示する。

［３－１ 第１のグルーピング］
図３は、第１のグルーピングを示す図である。重心Ｇから同一列内の２つのＶＴＯＬロータ２０までの離間距離は同じである。そこで、第１のグルーピングでは、同一列内の２つのＶＴＯＬロータ２０が同一グループを構成する。言い換えると、前後方向の位置が同じである複数のＶＴＯＬロータ２０は、同一グループを構成する。例えば、図３で示される形態においては、第１列２４ａの２つのＶＴＯＬロータ２０は、グループＡを構成する。第２列２４ｂの２つのＶＴＯＬロータ２０は、グループＢを構成する。第３列２４ｃの２つのＶＴＯＬロータ２０は、グループＣを構成する。第４列２４ｄの２つのＶＴＯＬロータ２０は、グループＤを構成する。

［３－２ 第２のグルーピング］
図４は、第２のグルーピングを示す図である。第２のグルーピングでは、重心Ｇからの離間距離が同じである全てのＶＴＯＬロータ２０が同一グループを構成する。例えば、図４で示される形態においては、第１列２４ａの２つのＶＴＯＬロータ２０と第４列２４ｄの２つのＶＴＯＬロータ２０とは、グループＡを構成する。第２列２４ｂの２つのＶＴＯＬロータ２０と、第３列２４ｃの２つのＶＴＯＬロータ２０とは、グループＢを構成する。

［３－３ 第３のグルーピング］
互いにトルクを打ち消しあう一対のＶＴＯＬロータ２０が同一グループを構成してもよい。例えば、第１列２４ａのＶＴＯＬロータ２０－１Ｌと第４列２４ｄのＶＴＯＬロータ２０－４Ｒとは、互いにトルクを打ち消しあう。第１列２４ａのＶＴＯＬロータ２０－１Ｒと第４列２４ｄのＶＴＯＬロータ２０－４Ｌとは、互いにトルクを打ち消しあう。第２列２４ｂのＶＴＯＬロータ２０－２Ｌと第３列２４ｃのＶＴＯＬロータ２０－３Ｒとは、互いにトルクを打ち消しあう。第２列２４ｂのＶＴＯＬロータ２０－２Ｒと第３列２４ｃのＶＴＯＬロータ２０－３Ｌとは、互いにトルクを打ち消しあう。これらの４対のＶＴＯＬロータ２０が４つのグループを構成してもよい。

［３－４ その他のグルーピング］
第１～第３のグルーピング以外のグルーピングであってもよい。例えば、第１～第３の各々のグルーピングにおいて、２つ以上のグループが更に同一グループにまとめられてもよい。

なお、複数のＶＴＯＬロータ２０は、離間距離にかかわらず、複数のＶＴＯＬロータ２０がグルーピングされてもよい。例えば、複数のＶＴＯＬロータ２０は、ＶＴＯＬロータ２０の位置に応じてグルーピングされてもよい。同一列内に３以上のＶＴＯＬロータ２０を備えるＶＴＯＬ機１０がある。この列内には、重心Ｇからの離間距離が相対的に長いＶＴＯＬロータ２０と、重心Ｇからの離間距離が相対的に短いＶＴＯＬロータ２０とが含まれる。このようなＶＴＯＬ機１０においては、同一列内の３以上のＶＴＯＬロータ２０が、離間距離にかかわらず、同一グループを構成してもよい。

［４ 複数のＶＴＯＬロータ２０の停止順序］
上述したように、記憶部４８は、ＶＴＯＬロータ２０の停止順序を記憶している。また、記憶部４８は、回転しているＶＴＯＬロータ２０と、停止しているＶＴＯＬロータ２０とを記憶している。このため、制御部４６は、次に停止させるＶＴＯＬロータ２０を決定することができる。以下で幾つかの停止順序を例示する。

［４－１ 第１のグルーピングによる各グループの停止順序（１）］
図３で示される第１のグルーピングの場合、制御部４６は、重心Ｇから遠いグループから順にＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。なお、重心Ｇからの距離が同じである複数のグループが存在する場合がある。そのような場合、制御部４６は、重心Ｇからの距離が同じである複数のグループのうち、後方に位置するグループから順にＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。又は、制御部４６は、重心Ｇからの距離が同じである複数のグループのうち、前方に位置するグループから順にＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。なお、重心Ｇから各グループまでの距離というのは、重心Ｇから各グループ内のＶＴＯＬロータ２０までの距離（離間距離）であってもよいし、重心Ｇから各グループの重心までの距離であってもよい。

本実施形態において、重心ＧからグループＡ（第１列２４ａの２つのＶＴＯＬロータ２０）までの距離と、重心ＧからグループＤ（第４列２４ｄの２つのＶＴＯＬロータ２０）までの距離とは同じである。また、重心ＧからグループＢ（第２列２４ｂの２つのＶＴＯＬロータ２０）までの距離と、重心ＧからグループＣ（第３列２４ｃの２つのＶＴＯＬロータ２０）までの距離とは同じである。

制御部４６は、第１列２４ａ、第４列２４ｄ、第２列２４ｂ、第３列２４ｃという順序で、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。又は、制御部４６は、第４列２４ｄ、第１列２４ａ、第３列２４ｃ、第２列２４ｂという順序で、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。

制御部４６は、機械的なロータ固定機構（不図示）を制御することによってＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。制御部４６は、インバータ装置３８のスイッチング素子を制御してモータ４０を停止させることによってＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。ＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させるために制御部４６が行うインバータ装置３８の制御を停止制御という。更に、制御部４６は、ＶＴＯＬロータ２０の回転角度を所定角度に固定してもよい。

図５～図７の各々は、第１のグルーピングにおける各列のＶＴＯＬロータ２０の回転速度の時間変化を示すグラフである。説明の便宜のため、図５～図７では簡易的なグラフを示す。図５～図７は、３つの停止制御のパターンのグラフを示す。図５で示されるように、制御部４６は、停止制御を開始するタイミングを一致させ、停止制御を終了する順序を調整してもよい。又は、図６で示されるように、制御部４６は、停止制御を開始する順序を調整し、停止制御を終了するタイミングを一致させてもよい。又は、図７で示されるように、制御部４６は、停止制御を開始する順序及び停止制御を終了するタイミングの各々を調整してもよい。

［４－２ 第１のグルーピングによる各グループの停止順序（２）］
図３で示される第１のグルーピングの場合、制御部４６は、重心Ｇに近いグループから順にＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。その他の、停止ルールは、上記［４－１］のルールと同じである。

制御部４６は、第３列２４ｃ、第２列２４ｂ、第４列２４ｄ、第１列２４ａという順番で、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。又は、制御部４６は、第２列２４ｂ、第３列２４ｃ、第１列２４ａ、第４列２４ｄという順番で、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。

［４－３ 第１のグルーピングによる各グループの停止順序（３）］
制御部４６は、重心Ｇに関係なく、所定の順序でＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。８つのＶＴＯＬロータ２０が、第１のグルーピングによる小グループ（第１列２４ａ～第４列２４ｄ）に分けられ、更に複数の小グループが複数の大グループに分けられてもよい。このグルーピングにおいて、制御部４６は、複数の大グループから順番に小グループを選択し、選択した小グループから順にＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させる。

例えば、４つの小グループ（第１列２４ａ～第４列２４ｄ）が、前グループ（第１列２４ａ、第２列２４ｂ）と後グループ（第３列２４ｃ、第４列２４ｄ）という２つの大グループに分けられてもよい。このグルーピングにおいて、制御部４６は、前グループと後グループとから交互に小グループを選択し、選択した小グループから順にＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。具体例として、制御部４６は、第１列２４ａ、第４列２４ｄ、第２列２４ｂ、第３列２４ｃという順序で、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。この順序は結果として、図５等で示される停止順序と同じである。又は、制御部４６は、第４列２４ｄ、第１列２４ａ、第３列２４ｃ、第２列２４ｂという順序で、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。又は、制御部４６は、第１列２４ａ、第３列２４ｃ、第２列２４ｂ、第４列２４ｄという順序で、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。又は、制御部４６は、第４列２４ｄ、第２列２４ｂ、第３列２４ｃ、第１列２４ａという順序で、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。

［４－４ 第２のグルーピングよる各グループの停止順序（１）］
図４で示される第２のグルーピングの場合、制御部４６は、重心Ｇから遠いグループから順にＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。

制御部４６は、最初に第１列２４ａ及び第４列２４ｄの各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。次に、制御部４６は、第２列２４ｂ及び第３列２４ｃの各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。

図８～図１０の各々は、第２のグルーピングにおける各列のＶＴＯＬロータ２０の回転速度の時間変化を示すグラフである。説明の便宜のため、図８～図１０では簡易的なグラフを示す。図８～図１０は、３つの停止制御のパターンのグラフを示す。図８で示されるように、制御部４６は、停止制御を開始するタイミングを一致させ、停止制御を終了する順序を調整してもよい。又は、図９で示されるように、制御部４６は、停止制御を開始する順序を調整し、停止制御を終了するタイミングを一致させてもよい。又は、図１０で示されるように、制御部４６は、停止制御を開始する順序及び停止制御を終了するタイミングの各々を調整してもよい。

［４－５ 第２のグルーピングによる各グループの停止順序（２）］
図４で示される第２のグルーピングの場合、制御部４６は、重心Ｇに近いグループから順にＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。

制御部４６は、最初に第２列２４ｂ及び第３列２４ｃの各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。次に、制御部４６は、第１列２４ａ及び第４列２４ｄの各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。

［５ 制御部４６が行う停止処理］
図１１は、制御部４６が行う停止処理のフローチャートである。制御部４６は、ＶＴＯＬ機１０が離陸工程から巡航工程に移行した後に、図１１で示される処理を開始する。例えば、ＶＴＯＬ機１０が所定速度以上で前進している状態で、翼（前翼１４及び後翼１６）は十分な揚力を発生させる。このため、制御部４６は、クルーズロータ２２を動作させた後に、前進速度が所定速度以上になることに応じて、各々のＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させてもよい。なお、制御部４６は、各々のＶＴＯＬロータ２０の動作状態（回転又は停止）を記憶部４８に常に記憶させる。

ステップＳ１において、制御部４６は、機体の姿勢が安定したか否かを判定する。制御部４６は、例えばピッチとロールとヨーの各々に基づいて機体の姿勢の安定度合を判定してもよい。制御部４６は、ピッチが所定のピッチ範囲内である場合に、ピッチ方向の挙動が安定していると判定する。制御部４６は、ロールが所定のロール範囲内である場合に、ロール方向の挙動が安定していると判定する。制御部４６は、ヨーが所定のヨー範囲内である場合に、ヨー方向の挙動が安定していると判定する。ピッチ範囲、ロール範囲、ヨー範囲の各々は、記憶部４８に予め記憶される。制御部４６は、ピッチ、ロール、ヨーの各々の挙動が安定している場合に、機体の姿勢が安定したと判定する。一方、制御部４６は、ピッチ、ロール、ヨーの少なくとも１つの挙動が安定していない場合に、機体の姿勢が安定していないと判定する。機体の姿勢が安定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２に移行する。一方、機体の姿勢が安定していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ１の判定が繰り返し行われる。

ステップＳ２において、制御部４６は、ＶＴＯＬロータ２０を回転させているグループのうち、停止順位が先頭であるグループを選択する。制御部４６は、選択したグループに含まれる全てのＶＴＯＬロータ２０の回転を同時に停止させる。すなわち、制御部４６は、停止制御を行う。制御部４６は、停止させたＶＴＯＬロータ２０を記憶部４８に記憶させる。ステップＳ２の処理が終了すると、処理はステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、制御部４６は、全てのＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させたか否かを判定する。全てのＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させた場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、図１１で示される停止処理は終了する。一方、一部のＶＴＯＬロータ２０を回転させている場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ４に移行する。

ステップＳ４において、制御部４６は、計時を開始する。ステップＳ５において、制御部４６は、所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、記憶部４８に予め記憶される。所定時間が経過した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６に移行する。一方、所定時間が経過していない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ５の処理は継続される。制御部４６は、所定時間が経過するまで計時を継続する。ステップＳ６において、制御部４６は、計時を終了する。その後、処理はステップＳ２に戻る。

このように、本実施形態において、制御部４６は、全てのＶＴＯＬロータ２０の回転を同時に停止させるのではなく、所定のグループ単位でＶＴＯＬロータ２０の回転を停止させる。これにより、鉛直方向の推力が徐々に減少するため、鉛直方向の推力の変化を最低限に抑えることができる。従って、ＶＴＯＬ機１０の乗り心地が悪化することはなくなる。

［６ その他］
制御部４６がモータ４０に供給される電力を停止すると、ＶＴＯＬロータ２０は外力（空気抵抗、風等）を受けて回転し得る。外力によってＶＴＯＬロータ２０が回転すると、モータ４０は発電する。制御部４６は、ＶＴＯＬロータ２０の回転角度を所定角度に固定する前に、外力によってＶＴＯＬロータ２０を回転させてもよい。この場合、制御部４６は、モータ４０が発電した電力によって蓄電装置３２が充電されるように、インバータ装置３８のスイッチング素子を制御してもよい。

図１２は、図１の垂直離着陸航空機１０とは異なるタイプの垂直離着陸航空機１０´の上面図である。図１２で示されるＶＴＯＬ機１０´において、８つのＶＴＯＬロータ２０は、前後方向に４列を形成し、左右方向に４列を形成する。このようなＶＴＯＬ機１０´において、８つのＶＴＯＬロータ２０が複数のグループに分けられ、ＶＴＯＬロータ２０の停止順序がグループ単位で決められていてもよい。

［７ 実施形態から得られる発明］
上記実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。

本発明の態様は、鉛直方向の推力を発生させる複数のＶＴＯＬロータ（２０）と、水平方向の推力を発生させる１以上のクルーズロータ（２２）と、機体の前記水平方向の移動に伴い揚力を発生させる１以上の翼（１４、１６）と、複数の前記ＶＴＯＬロータと１以上の前記クルーズロータの各々の動作を制御するコントローラ（４６）と、を備える垂直離着陸航空機（１０、１０´）であって、複数の前記ＶＴＯＬロータは複数のグループに分けられ、各々の前記ＶＴＯＬロータはいずれか１つの前記グループに含まれており、前記コントローラは、前記翼による揚力が発生した後に、複数の前記ＶＴＯＬロータの回転をグループ単位で順次停止させる。

上記構成において、コントローラは、全てのＶＴＯＬロータの回転を同時に停止させるのではなく、所定のグループ単位でＶＴＯＬロータの回転を停止させる。上記構成によれば、鉛直方向の推力を徐々に減少させるため、鉛直方向の推力の変化を最低限に抑えることができる。従って、ＶＴＯＬ機の乗り心地の悪化を抑制することができる。

上記態様において、複数の前記グループは、垂直離着陸航空機の重心（Ｇ）から各々の前記ＶＴＯＬロータまでの距離に応じて分けられてもよい。

上記態様において、各々の前記グループは、前記距離が同じである複数の前記ＶＴＯＬロータによって構成されてもよい。

上記構成によれば、ＶＴＯＬロータの回転停止前後で鉛直方向の推力のバランスを維持することができる。

上記態様において、各々の前記グループは、更に前後方向の位置が同じである複数の前記ＶＴＯＬロータによって構成されてもよい。

上記構成によれば、ＶＴＯＬロータの回転停止前後でロール方向の力のバランスを維持することができる。

上記態様において、前記コントローラは、前記重心から遠い前記グループから順に前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させてもよい。

上記態様において、前記コントローラは、前記重心に近い前記グループから順に前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させてもよい。

上記態様において、前記コントローラは、前記重心からの前記距離が同じである複数の前記グループが存在する場合に、前記重心からの前記距離が同じである複数の前記グループのうち、後方に位置する前記グループから順に前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させてもよい。

上記態様において、前記コントローラは、前記重心からの前記距離が同じである複数の前記グループが存在する場合に、前記重心からの前記距離が同じである複数の前記グループのうち、前方に位置する前記グループから順に前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させてもよい。

上記態様において、垂直離着陸航空機は、１つの前記ＶＴＯＬロータに１つずつ接続される複数のモータ（４０）を備え、前記コントローラは、前記モータを制御して、前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させると共に前記ＶＴＯＬロータの回転角度を所定角度に固定してもよい。

上記態様において、前記モータは、蓄電装置（３２）に接続されてもよい。

上記態様において、複数の前記グループには、第１グループと第２グループとが含まれ、前記第１グループの１つの前記ＶＴＯＬロータに接続される１つの前記モータと、前記第２グループの１つの前記ＶＴＯＬロータに接続される１つの前記モータとは、それぞれ共通の前記蓄電装置に接続されてもよい。

上記態様において、前記コントローラは、前記機体の姿勢が安定していることを検出した後に、複数の前記ＶＴＯＬロータの回転を前記グループ単位で順次停止させてもよい。

なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

１０…ＶＴＯＬ機（垂直離着陸航空機） １４…前翼（翼）
１６…後翼（翼）
２０、２０－１Ｌ、２０－１Ｒ、２０－２Ｌ、２０－２Ｒ、２０－３Ｌ、２０－３Ｒ、２０－４Ｌ、２０－４Ｒ…ＶＴＯＬロータ
２２…クルーズロータ ３２…蓄電装置
４０…モータ ４６…制御部（コントローラ）

Claims (12)

1. 鉛直方向の推力を発生させる複数のＶＴＯＬロータと、
   水平方向の推力を発生させる１以上のクルーズロータと、
   機体の前記水平方向の移動に伴い揚力を発生させる１以上の翼と、
   複数の前記ＶＴＯＬロータと１以上の前記クルーズロータの各々の動作を制御するコントローラと、
   を備える垂直離着陸航空機であって、
   複数の前記ＶＴＯＬロータは複数のグループに分けられ、各々の前記ＶＴＯＬロータはいずれか１つの前記グループに含まれており、
   前記コントローラは、前記翼による揚力が発生した後に、複数の前記ＶＴＯＬロータの回転をグループ単位で順次停止させる、垂直離着陸航空機。
2. 請求項１に記載の垂直離着陸航空機であって、
   複数の前記グループは、垂直離着陸航空機の重心から各々の前記ＶＴＯＬロータまでの距離に応じて分けられる、垂直離着陸航空機。
3. 請求項２に記載の垂直離着陸航空機であって、
   各々の前記グループは、前記距離が同じである複数の前記ＶＴＯＬロータによって構成される、垂直離着陸航空機。
4. 請求項３に記載の垂直離着陸航空機であって、
   各々の前記グループは、更に前後方向の位置が同じである複数の前記ＶＴＯＬロータによって構成される、垂直離着陸航空機。
5. 請求項３又は４に記載の垂直離着陸航空機であって、
   前記コントローラは、前記重心から遠い前記グループから順に前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させる、垂直離着陸航空機。
6. 請求項３又は４に記載の垂直離着陸航空機であって、
   前記コントローラは、前記重心に近い前記グループから順に前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させる、垂直離着陸航空機。
7. 請求項４に記載の垂直離着陸航空機であって、
   前記コントローラは、前記重心からの前記距離が同じである複数の前記グループが存在する場合に、前記重心からの前記距離が同じである複数の前記グループのうち、後方に位置する前記グループから順に前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させる、垂直離着陸航空機。
8. 請求項４に記載の垂直離着陸航空機であって、
   前記コントローラは、前記重心からの前記距離が同じである複数の前記グループが存在する場合に、前記重心からの前記距離が同じである複数の前記グループのうち、前方に位置する前記グループから順に前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させる、垂直離着陸航空機。
9. 請求項１に記載の垂直離着陸航空機であって、
   １つの前記ＶＴＯＬロータに１つずつ接続される複数のモータを備え、
   前記コントローラは、前記モータを制御して、前記ＶＴＯＬロータの回転を停止させると共に前記ＶＴＯＬロータの回転角度を所定角度に固定する、垂直離着陸航空機。
10. 請求項９に記載の垂直離着陸航空機であって、
    前記モータは、蓄電装置に接続される、垂直離着陸航空機。
11. 請求項１０に記載の垂直離着陸航空機であって、
    複数の前記グループには、第１グループと第２グループとが含まれ、
    前記第１グループの１つの前記ＶＴＯＬロータに接続される１つの前記モータと、前記第２グループの１つの前記ＶＴＯＬロータに接続される１つの前記モータとは、それぞれ共通の前記蓄電装置に接続される、垂直離着陸航空機。
12. 請求項１に記載の垂直離着陸航空機であって、
    前記コントローラは、前記機体の姿勢が安定していることを検出した後に、複数の前記ＶＴＯＬロータの回転を前記グループ単位で順次停止させる、垂直離着陸航空機。

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