JP3881982B2 - 飛行機 - Google Patents

Description

本発明は、主胴体と、その両側に配置した副胴体と、これらの胴体を相互に複数の翼で連結した構造の、安全性と安定性の高い飛行機に関する。

先尾翼は、主翼より前方に配置された翼である。これは上向きの揚力を発生して主翼の揚力を助け、飛行機の安定性を高める働きをする。カナードを使用した従来の飛行機では、カナードの後ろ側に発生する渦流の影響を小さくするために、カナードの長さは主翼に比べて十分に短く、主翼は後退翼形式にされていた。
特開２００２−２７６０３３号公報

本発明者は、上記の先尾翼をより有効に利用して、安全性と安定性の高い飛行機を開発した（特願平１１−０３７９６５号、特願２００１−３４４１１９号）。縮小モデルによる飛行実験では、きわめて高い安定性が実証された。しかしながら、旅客機や輸送機として実用化するためには、さらに具体的な構造の開発が要求される。
本発明は、主胴体とその両側に配置した副胴体と、これらの胴体を相互に複数の翼で連結した構造の、安全性と安定性の高い飛行機を提供することを目的とする。

〈構成１〉
主胴体と、この主胴体の左右両側に、主胴体とほぼ平行に向けて配置された一対の副胴体と、上記主胴体に中央部分を固定し、上記副胴体に左右両端近傍を固定した複数の翼と、上記副胴体の外側面に取り付けたエンジンとからなり、上記副胴体は、上記主胴体と比較して、その太さが細く、飛行機の先端に最も近い側に配置された翼（カナード）は、他の翼と比較して、翼幅（wing span）が狭く、上記副胴体に燃料が収容されており、上記副胴体の燃料が、当該副胴体に取り付けられたエンジンに供給されることを特徴とする飛行機。

〈構成２〉
構成１に記載の飛行機において、上記主胴体と上記一対の副胴体の左右両側に、上記主胴体とほぼ平行に向けて配置された、もう一対の副胴体を備えたことを特徴とする飛行機。

〈構成３〉
構成１に記載の飛行機において、飛行機の正面図をみたとき、上記複数の翼が、互いに異なる高さに配置されていることを特徴とする飛行機。

〈構成４〉
構成１に記載の飛行機において、上記カナードの左右両端近傍であって上記副胴体の外側面に、上記カナードより翼幅の広い第２のカナードを配置したことを特徴とする飛行機。

〈構成５〉
構成１に記載の飛行機において、カナードが、複数設けられていることを特徴とする飛行機。

〈構成６〉
構成１に記載の飛行機において、カナードの一部を、上記主胴体または副胴体から切り離す、脱着機構を設けたことを特徴とする飛行機。

〈構成７〉
構成６に記載の飛行機において、上記カナードの一部を切り離した場所において、上記主胴体と上記副胴体の間隔を広げるように、上記副胴体の一部の折り曲げを許容する屈曲機構を設けたことを特徴とする飛行機。

〈構成８〉
構成１に記載の飛行機において、上記副胴体に対して垂直な回転軸を備え、上記翼と並行な面内で回転をして、飛行中に任意の状態で固定される小翼を取り付けたことを特徴とする飛行機。

〈構成９〉
主胴体と、この主胴体の左右にほぼ平行に配置された一対の副胴体と、上記主胴体に中央部分を固定し、上記副胴体に両端近傍を固定した複数の翼と、副胴体の外側面に取り付けたエンジンとからなり、
上記副胴体は、上記主胴体と比較して、その太さが細く、飛行機の先端に近い側では、上記主胴体と副胴体の間をスペースを設けるとともに、そのフペースの両側の上記副胴体の外側面に、翼幅の広い主翼を配置したことを特徴とする飛行機。

〈構成１０〉
構成９に記載の飛行機において、接続スペース部分に、上記主胴体と上記副胴体とを連結する１本または複数本の棒を設けたことを特徴とする飛行機。

〈構成１１〉
主胴体と、この主胴体の左右にほぼ平行に配置された一対の副胴体と、上記主胴体に中央部分を固定し、上記副胴体に両端近傍を固定した複数の翼とからなり、
上記副胴体は、上記主胴体と比較して、その太さが細く、
飛行機の先端に近い側に配置された翼（カナード）は、他の翼と比較して、翼幅が狭く、上記複数の翼の間で、上記副胴体の一部を切り離して折り曲げを許容する屈曲機構を設けたことを特徴とする飛行機。

以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。

図１において、この飛行機は、主胴体１と、この主胴体１の左右両側に、主胴体１とほぼ平行に向けて配置された一対の副胴体４、５を備える。また、上記主胴体１に中央部分を固定し、上記副胴体４と５に左右両端近傍を固定した、３枚の翼３、８、９を備える。副胴体４、５の外側面には、エンジン６、７、が取り付けられている。副胴体４、５には尾翼１０、１１が取り付けられている。

上記副胴体４、５は、上記主胴体１と比較して、その太さが細い。各副胴体４、５の内部には図示しない燃料が収容されている。副胴体４に収容された燃料は、副胴体４に取り付けられたエンジン６に供給される。副胴体５に収容された燃料は、副胴体５に取り付けられたエンジン７に供給される。従って、燃料を供給する配管は主胴体１の周りには無い。飛行機の先端に最も近い側に配置された翼３は、カナードである。残りの翼８、９は主翼である。翼３は、他の翼８、９、と比較して、翼幅（wing span）が狭い。なお、図の矢印Ｘ方向の翼のサイズを翼長（wing length）と呼ぶことにする。また、図の矢印Ｙ方向の翼のサイズを翼幅と呼ぶことにする。

この飛行機は、副胴体４と５によって、３つの翼３、８、９を結合して、これらの機械的強度を高めた。また、主翼８と９を主胴体１の前後にシフトさせて配置したので、主胴体の内部の、機首から尾部の間の広い範囲に荷物を積み込んでも、安定性を損なわない。即ち、重心が移動しても、飛行機が安定して飛行できる構造に設計されている。

エンジン６、７を副胴体４、５の外側に取り付けると、副胴体４、５が、エンジン６、７と主胴体１の間で、防音壁として働く。即ち、副胴体４、５によりエンジン６、７の騒音が遮断されて、主胴体１の内部の操縦室や客室の騒音レベルが低く保たれる。また、火災の危険がある部分を客席から遠ざけることが出来る。副胴体に燃料を収容し、そこからエンジンに燃料を供給すると、主胴体の近くに燃料パイプがないため、さらに安全性が高まる。エンジン６、７は、ジェットエンジンやロケットエンジンが適する。もちろん、プロペラを駆動するエンジンでもよい。

図２に示す飛行機は、アスペクトレシオの大きな３枚の翼２２、２５、２６を持つ。この飛行機は、主胴体２１と一対の副胴体２３、２４の左右両側に、主胴体２１とほぼ平行に向けて配置された、もう一対の副胴体２９、３０を備える。副胴体２３、２４には、尾翼２７、２８が設けられている。エンジン３２、３３は副胴体２９、３０の外側に取り付けられているが、副胴体２３、２４に取り付けても構わない。燃料は、エンジンの取り付けられている副胴体に収容する。他の副胴体は単なる棒や板状のものでよい。アスペクトレシオの大きな翼２２、２５、２６は強度が小さい。副胴体を増やすことにより、これらの翼を複数箇所で支持して、翼の外力による変形を防ぎ、翼の強度を高めることができる。アスペクトレシオの大きな翼を複数枚使うことができれば、揚力が大きくなるので、低速で安定性の高い飛行ができる。

図３に示すように、上記の飛行機は、３枚の翼２２、２５、２６が、互いに異なる高さに配置されている。図６に示すように、従来の飛行機６０のカナード６１は、小型で半引込式の構造をしている。また、主翼６２に後退角を付けて飛行安定性を高めている。一方、本発明の飛行機は、翼２２（カナード）の翼長が、が従来の飛行機のものよりも長い。故に、図２において、翼２２の背後の空気の流れ（後流）が渦流になって、主翼２５や２６の性能に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、図３に示すように、３枚の翼２２、２５、２６を互いに異なる高さに配置した。この構造では、各翼に、その
前方に配置された翼の影響が及び難い。なお、図４に示すように、この実施例の飛行機は上から見ると各翼が細長く並行に配列されていることがわかる。また、図５に示すように、機首から尾翼側を見ると、各翼が全体としてそれぞれ異なる高さに配置されていることが分かる。

図７に示す飛行機も、主胴体７１、副胴体７５、７６、翼７２、７３、７４、エンジン７７、７８を備える。この飛行機は、カナードの翼７２（以下第１のカナード７２と呼ぶ）の左右両端近傍であって、副胴体７５、７６の外側面に、第１のカナード７２より翼幅の広い、第２のカナード７９、８０を配置した。第２のカナード７９、８０は、後ろに他の翼が無いので、翼幅を広くして、これらに揚力を分担させた。逆に、第２のカナードの翼幅を十分に狭くすると、空気の流れを乱さないから、後方の翼への影響を少なくすることができる。第１のカナード７２は、フラップや補助翼は設けないで、薄くて抵抗が少ない形状にする。第２のカナード７９、８０は、フラップのように駆動できるように副胴体７５、７６に取り付ける。この構造により、揚力を調整できる。

図８に示す実施例は、図７の実施例の、第１のカナード７２の部分を補強したものである。主胴体８１、副胴体８５、８６、主翼８３、８４、エンジン８７、８８、第１のカナード８２、９１と、第２のカナード８９、９０を備える。第１のカナード８２、９１を細く薄いものにすると、１本では強度が下がる。そこで、第１のカナード８２、９１は、２枚上下に配置した。

図９に示す実施例は、図８の実施例の、飛行機の変形例である。この飛行機は、主胴体８１、副胴体８５、８６、主翼８３、８４、エンジン８７、８８、第１のカナード８２、９１と、第２のカナード８９、９０を備える。主胴体８１には荷物を積む。主胴体８１と副胴体８５の間に第１のカナード９１があると、荷物の積み卸しの邪魔になる。そこで、第１のカナード８２、９１の端９２を、副胴体８５から切り離すことができるように、図示しない脱着機構と屈曲機構９３を設けた。脱着機構は、カナードの一部を、上記主胴体または副胴体から切り離すためのものである。脱着機構には、ボルトとナットを使用すればよい。屈曲機構９３には、蝶番を使用すればよい。これにより、荷物の運搬用車両が主胴体８１の側面に翼付けできる。なお、脱着機構は第１のカナードと主胴体８１との接続部にあってもよい。図１０の例は、図７の実施例の第１のカナード１０１に、屈曲機構１０２を設けたものである。

図１１に示した飛行機は、主胴体１１０、副胴体１１３、１１４、主翼１１１、１１２、エンジン１１５、１１６、カナード１１７、１１８を備える。この実施例では、カナード１１７、１１８を副胴体１１３の内側に設けていない。飛行機の先端に近い側では、主胴体１１０と副胴体１１３、１１４の間にスペースを設ける。そのスペースの両側の副胴体１１３、１１４の外側面に、翼幅の広いカナード１１７、１１８を配置した。カナード１１７、１１８を、副胴体１１３、１１４の外側のみに取り付けので、車両による荷物積み卸し作業が容易にできる。また、主胴体１１０と副胴体１１３、１１４の間には何も無いので、カナードの後の渦流を考慮する必要がない。

図１２に示す飛行機は、主胴体１２１、副胴体１２４、１２５、主翼１２２、１２３、エンジン１２６、１２７、第１のカナード１３０、１３１と、第２のカナード１２８、１２９を備える。このカナード１３１は、屈曲機構１３２によりその一部を切り離して折り曲げることができる。さらに、主胴体１２１と副胴体１２４の間隔を広げるように、副胴体１２４の一部の折り曲げを許容する屈曲機構１３３を設ける。これで、荷物運搬作業車の作業を一層容易に出来る。

図１３に示す飛行機は、主胴体１４１、副胴体１４４、１４５、主翼１４２、１４３、エンジン１４６、１４７、第１のカナード１４８と、第２のカナード１５１、１５２を備える。この実施例では、第１のカナード１４８の位置を、主胴体１４１や副胴体１４４、１４５の上方に設置した。図１４に示したように、第１のカナード１４８の位置が高いので、主翼１４２に対する、渦流の影響が小さい。また、第１のカナード１４８を折り曲げなくても、荷物運搬用の車両等が下を通過できるという効果がある。図１５に示す飛行機は、主胴体１６１、副胴体１６５、１６６、主翼１６２、１６３、エンジン１６６、１６７、第１のカナード１６８と、第２のカナード１７１、１７２を備える。この図のように、カナードや主翼に傾斜をつけても、同様の効果がある。

この飛行機は、主胴体１７１、副胴体１７４、１７５、主翼１７２、１７３、エンジン１７６、１７７、第１のカナード１８０と、第２のカナード１７８、１７９を備える。主胴体１７１には荷物を積む。副胴体１７４、１７５の数ヶ所に、小型の小翼１８１〜１８４を設ける。これらの翼は、副胴体１７４、１７５に対して垂直な回転軸を備え、翼１７２等とほぼ並行な面内で回転をする。また、飛行中に任意の状態で固定できる。高速飛行中は抵抗の少ない、図１６に示す状態にする。低速飛行を行う時は、その翼１８１〜１８４を９０°回転させて、図１７に示す状態にする。１７に示す状態では、翼１８１〜１８４が揚力を増大させる。これにより、低速で安全な飛行と滑走距離の短縮を図ることができる。自重を維持することができる飛行速度に達した時には、図１６の状態にすればよい。低速飛行の時には、各翼のフラップの作用と協働して、揚力を増加させ、低速飛行が可能になる。主翼には、高速飛行に合せた高翼面荷重の翼を用いる事が出来るので、経済的運航の出来る構造を持った飛行機を作る事が出来る。

図１８の飛行機は、主胴体１９１、副胴体１９４、１９５、主翼１９２、１９３、エンジン１９６、１９７、第１のカナード２００と、第２のカナード１９８、１９９を備える。回転翼２０２〜２０４は、副胴体１９４、１９５に対して垂直な回転軸を備え、翼１９２等と並行な面内で回転をする。この回転翼を実施例９のように使用したり、連続回転させて、揚力の増大を計り、低速飛行を安定させたり、垂直離着陸等に使用出来る。

図１９の飛行機は、主胴体２１１、副胴体２１２、２１３、主翼２１４、２１５、カナード２１６を備える。エンジンは、全ての翼にそれぞれ左右一対ずつ取り付けられている。本発明の飛行機は、主翼２１４、２１５、カナード２１６を、ほぼ同程度のサイズに出来るため、どの翼にもエンジン２１７〜２２２を取り付ける事が出来る。このように多数のエンジンを取り付けると、安全性を高めることができる。各翼を、空力学的に見て、相互に干渉しない様に配置すれば、カナードにもその他の翼にも、エンジンを取り付ける事が出来る。各エンジンを機体の中心線近くに取り付けると、どのエンジンが止まっても操縦に対して影響が少なくてすむ。

図２０の飛行機は、主胴体２２０、副胴体２３１、２３２、主翼２３４、２３５、カナード２３３と尾翼２３６を備える。本発明は、軽飛行機、輸送機、超高速機に利用して、経済的運航の出来る飛行機を造る事が出来る。また、図２０〜２２のように、ハンググライダーに使用することもできる。図２２のように、各翼（主翼２３４、２３５、カナード２３３）の高さを変えておけば、安定な飛行が可能である。

図２３の飛行機は、主胴体２５０、副胴体２５１、２５２、主翼２５４、２５５を備える。エンジンは主胴体２５０に取り付けてある。副胴体２５１、２５２を燃料タンクとする。主胴体の内部に燃料を積まないので、安全な小型飛行機である。この副胴体２５１は、図２４に示すように、屈曲機構２５７を備える。これにより、副胴体２５１の一部２５６を折り曲げて、乗員の乗降を容易にする。

実施例１の飛行機の実施例斜視図である。 アスペクトレシオ（aspect ratio）の大きな翼を持つ飛行機の例斜視図である。 実施例２の飛行機の側面図である。 図２の飛行機の概略上面図である。 図２の飛行機の概略正面図である。 比較のための従来の飛行機の一例を示す斜視図である。 実施例３の飛行機の斜視図である。 胴体と副胴体を結ぶ構造を強するため上下に取り付けた斜視図である。 実施例５の飛行機の、荷物積み卸し時の斜視図である。 実施例４の飛行機の、荷物積み卸し時の斜視図である。 実施例６の飛行機の斜視図である。 実施例７の飛行機の、荷物積み卸し時の斜視図である。 実施例８の飛行機の斜視図である。 実施例８の飛行機の機首から尾翼側をみた正面図である。 実施例８の飛行機の変形例について、機首から尾翼側をみた正面図である。 実施例９の飛行機の、一つの状態の斜視図である。 実施例９の飛行機の、別の状態の斜視図である。 副胴体上の小型回転翼の斜視図である。 実施例１１の飛行機の斜視図である。 三翼とも同じ形の翼を使用する事が出来るハングライダーの略図。 ハングライダーの側面図。 ハングライダーの正面の略図。 実施例１３の小型飛行機の実施例斜視図である。 実施例１３の小型飛行機の、乗員乗り降り時の実施例斜視図である。

符号の説明

１ 主胴体
２ 副胴体
３ 翼
４ 翼
１１ エンジン
１２ 尾翼

Claims (3)

1. 主胴体と、この主胴体の左右両側に、主胴体とほぼ平行に向けて配置された一対の副胴体と、上記主胴体に中央部分を固定し上記副胴体に左右両端近傍を固定した複数の主翼と、飛行機の先端に最も近い側に配置され、上記主胴体に中央部分を固定し上記副胴体に左右両端近傍を固定し他の翼と比較して翼幅が狭くフラップを設けない第１のカナードと、前記飛行機の先端に最も近い側の、上記主胴体から見て外側の、上記副胴体の外側面に配置された上記第１のカナードより翼幅が広い第２のカナードと、上記主胴体から見て外側の、上記副胴体の外側面に取り付けたエンジンとからなり、
   飛行機の正面図をみたとき、上記複数の主翼と第１のカナードが、互いに異なる高さに配置されて、
   上記副胴体は、上記主胴体と比較して、その太さが細く、上記主胴体の内部に操縦室と客室が設けられ、上記副胴体に燃料が収容されており、上記副胴体の燃料が、当該副胴体に取り付けられたエンジンに供給されることを特徴とする飛行機。
2. 請求項１に記載の飛行機において、上記第１のカナードの一部を、上記主胴体または副胴体から切り離す、脱着機構を設けたことを特徴とする飛行機。
3. 請求項１に記載の飛行機において、
   上記副胴体に対して垂直な回転軸を備え、上記主翼と並行な面内で回転をして、飛行中に任意の状態で固定される小翼を取り付けたことを特徴とする飛行機。

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