JP3963293B2

JP3963293B2 - 無人ヘリコプター

Info

Publication number: JP3963293B2
Application number: JP14525598A
Authority: JP
Inventors: 修坂本
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: JPH11334698A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線による遠隔操作で操縦されるような無人ヘリコプターに関し、特に、水上での離着水や航走が可能なように機体の本体下方に浮力体を取り付けたような無人ヘリコプターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、農薬や作物の種等を空中散布するのに使用するために、無線による遠隔操作で操縦される無人ヘリコプターが使用されており、そのような無人ヘリコプターでは、機体を着陸面に対して略水平な状態で離着陸させるように、機体の本体に対して、機体の幅方向でアーチ状の脚部材を、本体の下面側に前後で一対に設置すると共に、機体の前後方向に延びる金属パイプ製の接地部材を、脚部材の下端部に左右で一対に設置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような無人ヘリコプターについては、例えば、災害時等において水上での荷物の運搬や救助などに使用できるように、機体の本体下方に浮力体を取り付けることで、水上での離着水や航走が可能なようにすることも考えられているが、そのような場合、例えば、通常の離着陸の場合と同じように機体を水面に対して略水平な状態で離着水させたりすると、波が高いような時には、回転中のテールローターが水没することで当該部分が破損したりするような不都合が生じる。
【０００４】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、水上での離着水や航走が可能なように機体の本体下方に浮力体を取り付けたような無人ヘリコプターにおいて、波が高いような時でも、水上での離着水や航走の時に、回転中のテールローターが水没して当該部分が破損するようなことのないようにすることを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、機体の本体下方に浮力体が取り付けられた無人ヘリコプターにおいて、浮力体が水面に浮いた状態でメインローターマストの軸線が前方に傾くように、ヘリコプターの本体と浮力体が所定の角度差を持って連結されていることを特徴とするものである。
【０００６】
上記のような構成によれば、ヘリコプターを水上で離着水させたり航走させたりする場合に、波が高いような時でも、テールローターが水没するのを避けることができ、その結果、テールローターが回転中に水没して破損するということを防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無人ヘリコプターの実施形態について、図面に基づいて説明する。
【０００８】
本発明の一実施形態に係る無人ヘリコプターについて、図１は、浮力体のフロートを右半分だけ切り欠いた状態でヘリコプターの全体を側方から見たものであり、図２は、ヘリコプターの全体を上方から見たものであり、図３は、浮力体の部分のみを上方から見たものである。
また、図１〜図３に示したヘリコプターについて、図４は、浮力体により機体が水上に浮いている時の状態を示すものであり、図５は、機体を略水平にして離着水する時の状態を示すものである。
【０００９】
ヘリコプター１は、無線による遠隔操作で操縦される無人ヘリコプターであって、図１および図２に示すように、それぞれ樹脂製のカバーで覆われた本体２とテール部３からなる機体に対して、上方にスタビライザー５を付設したメインローター４が、回転面の角度やピッチ角度（ローター翼の角度）の制御が可能な状態で、回転面の角度が機体に対して略水平面となるように、本体２の上方に設置されている共に、垂直尾翼６が形成されたテール部３の後端部分には、テールローター７が、ピッチ角度の制御が可能な状態で、回転面の角度が機体に対して略垂直面となるように、垂直尾翼６の片側に設置されている。
【００１０】
樹脂製のカバーで覆われた本体２の内部には、図示していないが、メインローター４やテールローター７を回転させるためのエンジンや、エンジンに供給する燃料を貯留するための燃料タンクや、地上からの送信機により機体を自在にコントロールして飛行させるためのコントローラー等が内蔵されており、地上の送信機から発信される電波により、エンジンの運転状態や、メインローター４の回転面角度や、メインローター４とテールローター７のそれぞれのピッチ角度等が、それぞれコントローラーを介して制御されることとなる。
【００１１】
ヘリコプター１の本体２の前部には、本体２の上面側から下面側に空気が通過可能なように、エンジンを冷却するためのラジエーター８が設けられており、本体２の後部の上面には、燃料タンクのキャップ９が開閉可能に露出されていると共に、該キャップ９の後方に、エンジンを始動させるためスタートスイッチやコントローラーの電源をオン・オフするためのメインスイッチ等を備えた操作パネル１０が設けられている。
【００１２】
また、本体２の下面側には、本体２に内蔵されたエンジンからの排気管１１が延出されて、該排気管１１にマフラー１２やサイレンサー１３が連結されていると共に、機体の幅方向でアーチ状となる樹脂製の脚部材１４が、前後に一対で本体２の下面側に固着され、該脚部材１４の下端部に、機体の前後方向に延びる金属パイプ製の接地部材１５が、左右に一対でそれぞれ固着されている。
【００１３】
垂直尾翼６が形成されたテール部３の後端部分には、エンジンの回転に連動してメインローター４と同期的に回転するようにテールローター７が設置されていると共に、垂直尾翼６の下方に１本の尾脚１６が設けられ、また、垂直尾翼６を挟んでテールローター７の反対側に、ヘリコプター１を無線操縦するために地上の送信機から発信された電波を受信するためのアンテナ１７が、上向きと斜め下前向きに２本設けられている。
【００１４】
上記のような構造を備えた無人ヘリコプター１に対して、更に、水上での離着水や航走が可能なように、本体２の下方に、ヘリコプター１の機体を水面上に維持するための接水部材として、ゴムボート状の浮力体２０が着脱可能に取り付けられていると共に、テール部３の後端部分の下方には、水中に沈下させないための抵抗体となるように、水平尾翼状の沈下防止体３０が着脱可能に取り付けられている。
【００１５】
ヘリコプター１の本体２の下方に取り付けられる浮力体２０については、図３に示すように、上方から見て略Ｕ字状のフロート２１に対して底板２２と後側板２３を設けたゴムボート状のものであり、浮力体２０の底板２２は、前端板２２ａと基板２２ｂにより構成されていて、図１に示すように、側方から見て前端板２２ａを基板２２ｂから斜め上方に傾斜させることで、図４に示すように、水に浮かせた状態ではその前部が水面Ｌから離れるように形成されている。
【００１６】
浮力体２０のフロート２１の上面には、ヘリコプターの本体２に対して浮力体２０を連結するために、左右２個ずつ計４個の連結部２４がそれぞれ一体的に固着されており、それぞれの連結部２４に対して、図２および図４に示すように、伸縮性を有するゴム材からなるショックコード等のような連結用ロープ２５が、本体２の下面側にあるフレーム部分１８との間に張設されている。
【００１７】
一方、ヘリコプター１の本体２の下方に取り付けられた左右一対の金属パイプ製の接地部材１５のそれぞれには、図１に示すように、機体の前後方向で間隔を置いて配置された２個のスペーサー２６が、結合部品２７を介してそれぞれの接地部材１５の下方に一体的に固着されており、連結用ロープ２５により本体２の下方に浮力体２０が連結された状態において、左右の接地部材１５のそれぞれは、各スペーサー２６を介して、浮力体２０の底板２２（基板２２ｂ）に当接することとなる。
【００１８】
ヘリコプター１の接地部材１５と浮力体２０の底板２２との間に介装される各スペーサー２６については、その上面同士が同じ１つの仮想面上にあり、その下面同士が同じ１つの仮想面上にあって、しかも、各上面を含む仮想面と各下面を含む仮想面とが前方で交差するように、各スペーサー２６はその前後方向での断面が楔状となるように形成されている。
【００１９】
それにより、ヘリコプター１の本体２と浮力体２０は、各スペーサー２６が介装されることで、所定の角度差を持って連結されることとなり、その結果、図４に示すように、浮力体２０が水面Ｌに浮いた状態では、メインローター４の回転駆動軸であるメインローターマスト１９の軸線Ｘが垂直方向に対して所定の角度θ（本実施形態では約５°程度）だけ前方に傾くように、ヘリコプター１の機体が前方に傾くこととなる。
【００２０】
なお、本実施形態では、浮力体２０の底板２２の前端板２２ａと基板２２ｂのそれぞれにおいて、図３に示すように、枠となる周辺部や各スペーサー２６が載置される部分を除いて、空気や水が通り抜けるような孔部となる網部２２ｃがそれぞれ形成されている。
【００２１】
ヘリコプター１のテール部３の後端部分の下方に取り付けられる沈下防止体３０については、本実施形態では、浮力を得ることができるような密度の低い材料により水平尾翼状に形成されており、沈下防止体３０を尾脚１６やアンテナ１７よりも下方に位置させるために、枠状の取付ステー３１を介してテール部３に取り付けられている。
【００２２】
沈下防止体３０の取付ステー３１は、ヘリコプター１を取り扱う時には掴み部としても使用されるものであって、本実施形態では、従来から使用されているヘリコプターの機種に対しても使用できるように、テール部３に対して着脱可能なものとなっているが、使用される機種が専用のものである場合には、テール部３のカバー部材と一体的に成形しても良い。
【００２３】
上記のような構造を備えた本実施形態の無人ヘリコプターによれば、図４に示すように、浮力体２０が水面に浮いた状態で、メインローターマスト１９の軸線Ｘが垂直方向に対して所定の角度θだけ前方に傾くように、ヘリコプター１の機体が前方に傾くようになっているため、テールローター７をより高い位置に維持することができて、波が高いような時でも、テールローター７が水没するのを避けることができる。
【００２４】
また、テールローター７の下方に沈下防止体３０が取り付けられているため、波が高いような時や、テール部３の後端を下げて水上を後進するような時でも、沈下防止体３０よりも上方の部分が水中に沈むのを妨げることができて、テールローター７が水没するのを避けることができる。
【００２５】
そして、そのようにテールローター７の水没を避けることにより、ヘリコプター１を水上で離着水させたり航走させたりする場合に、回転中のテールローター７が水没して破損するということを防止することができる。
【００２６】
また、浮力体２０の着水面（底板２２の基板２２ｂ）に対してヘリコプター１の機体が前方に傾いていることで、ヘリコプター１の機体を略水平にして上方に離水する時には、図５に示すように、水面に張り付いた浮力体２０の着水面を前側から徐々に水面からスムーズに引き離すことができて、少ない推力で離水させることができる。
【００２７】
特に、本実施形態では、浮力体２０が水面に浮いた状態で、浮力体２０の底板２２の前部（前端板２２ａ）が水面から離れるように形成されていることで、水上を航走させる時には、少ない推力で前進させることができると共に、上方に離水させる時にも、浮力体２０の底部２２の水面への張り付き面積が低減されているため、より少ない推力により離水させることができる。
【００２８】
さらに、本実施形態では、浮力体２０の底部２２に空気や水が通り抜けるような孔部（網部２２ｃ）が設けられていることで、ゴムボート状に形成された浮力体２０の内部に波が侵入しても、離水時に侵入した水が孔部（網部２２ｃ）から抜けるため、離水時における浮力体２０の重量増加や水面への張り付きを回避することができて、一層少ない推力で離水させることができる。
【００２９】
また、浮力体２０の底部２２に空気や水が通り抜けるような孔部（網部２２ｃ）が設けられていることで、メインローター４からの吹き下ろし風に対する浮力体２０による空気抵抗をできるだけ少なく抑えることができて、その結果、ラジエーター８を通過して下方にスムーズに流れる風の通路が形成され、且つ、その風により排気管１１等を冷却することができて、エンジンのオーバーヒートを効果的に防止できると共に、上空を飛行する時の必要推力も減少させることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、沈下防止体３０が水平尾翼状に形成されていることで、沈下防止体３０が水平尾翼としての機能を奏することとなり、より安定した飛行状態を得ることができる。
【００３１】
以上、本発明の無人ヘリコプターの一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に示したような具体的な構造に限られるものではなく、例えば、その用途については、水上だけでなく沼地や深い雪の上などで使用しても効果的なものであり、また、その具体的な構造についても、以下に例示するように、適宜設計変更可能なものである。
【００３２】
すなわち、例えば、ヘリコプター１の接地部材１５と浮力体２０の底板２２との間に介装される各スペーサー２６については、接地部材１５の側ではなく、浮力体２０の底板２２の側に固着しても良く、浮力体２０の底板２２に設ける孔部についても、網部２２ｃのような構造に限らず、空気や水が通り抜けるものであればどのようなものでも良い。
【００３３】
また、沈下防止体３０については、上記の実施形態では、浮力を得ることができるような密度の低い材料により水平尾翼状に形成されたフロート３１を使用しているが、浮力を得ることができるような密度の低い材料による場合には、球形のフロートにする等その形状を必ずしも水平尾翼状に形成する必要はなく、また、浮力を得ることができない密度の高い材料を使用しても、水平面方向に一定の面積を有するような平板状のものとすれば、沈下防止の機能を果たすことができて実施可能である。
【００３４】
さらに、浮力体２０の底板２２の前部（前端板２２ａ）を水面から離すようにしたり、浮力体２０の底板２２に空気や水が通り抜けるような孔部（網部２２ｃ）を設けたりする等の構成を省略して実施することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したような本発明の無人ヘリコプターによれば、ヘリコプターを水上で離着水させたり航走させたりする場合に、波が高いような時でも、テールローターが水没するのを避けることができるため、回転中のテールローターが水没して当該部分が破損するようなことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無人ヘリコプターの一実施形態について、浮力体のフロートを部分的に切り欠いた状態でヘリコプターの全体を示す側面図。
【図２】図１に示したヘリコプターの全体を示す上面図。
【図３】図１に示したヘリコプターの浮力体の部分のみを示す上面図。
【図４】図１に示したヘリコプターが浮力体により水上に浮いている時の状態を示す側面図。
【図５】図１に示したヘリコプターの離着水時の状態を示す側面図。
【符号の説明】
１無人ヘリコプター
２（ヘリコプターの）本体
３（ヘリコプターの）テール部
４メインローター
７テールローター
１９メインローターマスト
２０浮力体
２２ｃ網部（浮力体の底部の孔部）
３０沈下防止体
Ｌ水面
Ｘメインローターマストの軸線

Claims

機体の本体下方に浮力体が取り付けられた無人ヘリコプターにおいて、浮力体が水面に浮いた状態でメインローターマストの軸線が前方に傾くように、ヘリコプターの本体と浮力体が所定の角度差を持って連結されていることを特徴とする無人ヘリコプター。
機体の本体下方に浮力体が取り付けられた無人ヘリコプターにおいて、テールローターの下方に沈下防止体が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプター。
ヘリコプターの本体下方に取り付られた浮力体が底板とその周辺のフロートを有するゴムボート状のもので、該浮力体の底板に空気や水が通り抜けるような孔部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無人ヘリコプター。