JP4279898B1 - Airborne body - Google Patents

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Abstract

【課題】小型で操作性が良く安全な空中浮上体を提供する。
【解決手段】外縁部が下方に湾曲した笠形バケット1の軸心部にモーターベース4に固着して上部モータ5、上部プロペラファン6、下部モータ7、下部プロペラファン8を備え、上部モータ5、下部モータ7の周囲にはガイドベン9、ダクト10を配し、上部プロペラファン6と下部プロペラファン8を上部モータ5と下部モータ7で回転させることによりダクト10内に発生する垂直流をガイドベン9で水平放射流に変向して笠形バケット1の外周部から下方に噴出し、その反力により機体を浮上させる。
【選択図】図1
A small, operable and safe air levitation body is provided.
An upper motor 5, an upper propeller fan 6, a lower motor 7, and a lower propeller fan 8 are fixed to a motor base 4 at an axial center portion of a shade-shaped bucket 1 whose outer edge is curved downward. A guide ben 9 and a duct 10 are arranged around the lower motor 7, and the vertical flow generated in the duct 10 is rotated by rotating the upper propeller fan 6 and the lower propeller fan 8 with the upper motor 5 and the lower motor 7. At 9, the flow is changed to a horizontal radiant flow and sprayed downward from the outer peripheral portion of the shade bucket 1, and the aircraft is levitated by the reaction force.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、空中を飛行する飛行体に関し、特に空中に浮上し静止することができる空中浮上体に関する。   The present invention relates to an aircraft flying in the air, and more particularly to an air levitation body that can float and stop in the air.

従来、飛行体として一般的に飛行機とヘリコプターが用いられている。飛行機は、固定翼をもち、推進装置で機体が前進することにより発生する相対的な気流によって固定翼が揚力を得て、機体を浮上させる。飛行機は高速で空中を移動する手段として優秀であるが、離着陸するために長大な滑走路が必要であり、空中で静止することができないため、手軽な飛行や空中作業等には向いていない。   Conventionally, airplanes and helicopters are generally used as flying objects. The airplane has fixed wings, and the fixed wings obtain lift by the relative airflow generated by the advancement of the aircraft by the propulsion device, and the aircraft is levitated. Airplanes are excellent as a means of moving in the air at high speeds, but they require long runways to take off and land and cannot stand still in the air, so they are not suitable for easy flight or aerial work.

ヘリコプターは、大口径のローター翼を回転させることによりローター翼に相対的な気流を受けて揚力を得る。ローター翼が一基の場合、ローター翼の回転によるローター翼の垂直軸まわりのトルクをうち消すため、尾部側面に小ローターを設けている。ヘリコプターはある程度の広さのヘリポートがあれば、垂直に浮上及び着陸することができ、飛行機ほどではないが比較的高速で移動することもできる。また、空中で静止(ホバリング)して、人や荷物の吊上げ/吊降ろし作業ができる。しかし、大型のローター翼を高速回転させるためそのモーメントが大きく、複雑な制御が必要となるので、機構が大型、複雑になり操縦に熟練したパイロットが必要になる。また、半径の大きいローター翼がむき出しであるため、外部の構造物や立ち木等にローターを接触させる重大事故が絶えない。   The helicopter obtains lift by receiving a relative airflow to the rotor blades by rotating a rotor blade having a large diameter. In the case of a single rotor blade, a small rotor is provided on the side of the tail to eliminate the torque around the vertical axis of the rotor blade due to the rotation of the rotor blade. A helicopter can float and land vertically with a heliport of a certain size, and can move at a relatively high speed, but not as much as an airplane. Also, it can be hovered in the air to lift / hang people and luggage. However, since a large rotor blade is rotated at a high speed, its moment is large and complicated control is required. Therefore, the mechanism becomes large and complicated, and a pilot skilled in handling is required. In addition, since the rotor blades with large radii are exposed, serious accidents in which the rotor is brought into contact with external structures, standing trees, etc. will not be lost.

他のホバリング方式の例として、垂直離着陸(VTOL)飛行機がある。ジェットエンジン等の推進用噴出流の吹き出し方向が可変になっており、離着陸時は噴出流を下方に噴出して浮上力を得、水平飛行時は噴出流を水平に噴出して推進力を得て飛行する。噴出流方向と推進力を調整してヘリコプターと同様にホバリングすることもできるが、その制御が極めて複雑であるため、軍事用等の特殊な用途に使用が限定されている。   Another example of a hovering scheme is a vertical take-off and landing (VTOL) airplane. The jet direction of the jet flow for propulsion of a jet engine, etc. is variable. During takeoff and landing, the jet flow is jetted downward to obtain levitation force, and during horizontal flight, the jet flow is jetted horizontally to obtain propulsive force. To fly. The jet flow direction and propulsive force can be adjusted to hover like a helicopter, but its control is extremely complex, so its use is limited to special applications such as military use.

空中に静止して比較的軽量の荷物を吊上げ吊降ろししたり、小人数の人間を搭載して限られたスペースで離着陸できる飛行体として、たとえば特許文献1にホバリング可能飛行体が開示されている。図4に示す通り、このホバリング可能飛行体は、飛行機の主翼と同形の断面を持つ環状の翼で軸部が欠けた中空円盤翼と、これに中心部から放射状に翼に気流を送風する送風機からなる。送風機は、プロペラをエンジン等の原動機で駆動して送風する方式や、ジェットエンジン等で発生させた噴出流を導入する方式が用いられる。図では、1機の送風機から発生する下降気流を変向板で放射状に変向させている。駆動体から送出され翼を通過する気流が、翼に揚力を生じさせ飛行体を浮上させる。翼には、気流を整える分流板や、風切音を軽減するマフラー等が設置されている。   For example, Patent Document 1 discloses a vehicle that can be hovered as a flying object that can stand in the air and lift and suspend a relatively light load, or can carry a small number of people and take off and land in a limited space. . As shown in FIG. 4, this hoverable flying body includes an annular wing having the same cross section as the main wing of an airplane, a hollow disk wing lacking a shaft portion, and a blower that blows airflow radially from the center to the wing. Consists of. As the blower, a method of driving a propeller with a prime mover such as an engine to blow air, or a method of introducing a jet flow generated by a jet engine or the like is used. In the figure, the downdraft generated from one blower is diverted radially by a deflecting plate. The airflow sent from the driving body and passing through the wing causes lift to the wing and causes the flying object to float. On the wing, a shunt plate for adjusting the airflow and a muffler for reducing wind noise are installed.

特許文献1記載のホバリング可能飛行体は、空中に静止しての作業や、狭い市街地等での比較的近距離の移動に適しているとされている。しかし、翼が気流を受けて揚力を得る構造上、浮上に必要な揚力を得るために翼の長さを確保しなければならないため、円盤状の翼の半径が大きくなり、機体が大型化する問題がある。また、放射状の気流は翼の径が大きくなるに従って流速が低下し翼の外周部で揚力を確保することが難しい。さらに、翼の形状が水平移動に向いておらず、翼を通過する気流から揚力と水平方向の推進力を得るためには非常に複雑な制御が必要になる。
特開2005−119622号公報
The hoverable flying object described in Patent Document 1 is said to be suitable for work in the air and for relatively short distance movement in a narrow urban area or the like. However, because of the structure in which the wings receive airflow and obtain lift, the length of the wings must be secured in order to obtain the lift necessary to ascend, increasing the radius of the disk-shaped wing and increasing the size of the aircraft There's a problem. In addition, the radial air flow decreases as the blade diameter increases, and it is difficult to ensure lift at the outer periphery of the blade. Furthermore, since the shape of the wing is not suitable for horizontal movement, very complicated control is required to obtain lift and horizontal thrust from the airflow passing through the wing.
JP 2005-119622 A

そこで、本発明は、小型で操作性が良く安全な空中浮上体を提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide a small and easy to operate and safe floating body.

上記課題を解決するため、本発明の空中浮上体は周縁部が下方に湾曲した椀形の笠体、1対の送風機、気流変向機構で構成され、送風機が駆動機でプロペラを回転させて回転軸方向に送風するものであって、笠体の軸心部で笠体を貫通し笠体上方から取り込んだ空気を笠体の下方に送出する第1送風機と、第1送風機の下方に位置して軸心を共有し上昇流を発生させる第2送風機からなり、第1送風機と第2送風機の回転方向が逆方向であって、気流変向機構が第1送風機と第2送風機の間に挿入されており、その気流変向機構が第1送風機から送出される下降風と第2送風機から送出される上昇風をいずれも水平全周方向に変向させて笠体の下面に送出し、さらに笠体の下面で湾曲面に沿って変向させて下方への噴出流とし、噴出流の反力として浮上力を発生させて空中を飛行することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the floating body of the present invention is composed of a bowl-shaped shade body whose peripheral portion is curved downward, a pair of blowers, and an airflow direction changing mechanism. The blower rotates a propeller with a drive unit. A first blower that blows air in the direction of the rotation axis , passes through the shade body at the axial center of the shade body, and sends air taken from above the shade body to the lower side of the shade body, and is positioned below the first blower And the second blower that shares the axial center and generates the upward flow, and the rotation direction of the first blower and the second blower is opposite, and the airflow direction changing mechanism is between the first blower and the second blower. The airflow direction changing mechanism is inserted and the downward wind sent from the first blower and the updraft sent from the second blower are both redirected in the horizontal circumferential direction and sent to the lower surface of the cap body, Furthermore, the bottom surface of the shade body is turned along the curved surface to form a downward jet flow, and the reaction force of the jet flow To generate a floating force and characterized in that fly through the air.

気流変向機構は、たとえば平板の上面及び下面の同軸上にそれぞれ錐面を持つ形態とし、上昇流および下降流を錐面で受けて水平方向に変向させる形態とすればよい。また、重心が浮上力の中心より下方にある形態や、重心移動装置を備え重心を移動させて機体を傾けることにより水平方向に移動する形態や、笠体の下面に流入する水平全周方向気流を遮風装置で不均衡にすることにより機体を水平方向に移動させる形態や、笠体の周にフラッパーなどを組み込んで婉曲面噴出流の向きを部分的に変えることにより水平移動させる形態とすることができる。また、送風機を駆動する駆動機は、機上に搭載した電池から供給される電力により駆動することができる。 Airflow deflection mechanism, for example, respectively on the same axis of the upper and lower surfaces of the flat plate and forms with the conical surface, may be a form to be deflected in the horizontal direction by receiving the upflow and downflow in conical surface. In addition, a form in which the center of gravity is below the center of the levitation force, a form in which a center of gravity moving device is provided and the center of gravity is moved to incline the aircraft, and a horizontal all-around airflow flowing into the lower surface of the cap body The airframe can be moved horizontally by making it imbalanced by a wind shield, or it can be moved horizontally by incorporating a flapper around the shade body to partially change the direction of the curved curved surface jet flow. be able to. Moreover, the drive machine which drives a fan can be driven with the electric power supplied from the battery mounted on the machine.

本発明の空中浮上体は、2機の送風機で発生する気流を笠体周縁部で下方に噴出させ、その反力として浮上力を得て浮上・飛行する。送風機の出力を増減し、噴出流を調整することで機体の総重量と浮上力のバランスを制御して浮上、降下する。総重量と浮上力を均衡させることで、空中でホバリングすることも可能である。   The air levitation body of the present invention jets an air flow generated by two blowers downward at the peripheral edge of the shade body, and obtains a levitation force as a reaction force to levitate and fly. By controlling the balance between the total weight of the airframe and the levitation force by adjusting the blowout flow by increasing / decreasing the output of the blower, it rises and falls. It is possible to hover in the air by balancing the total weight and levitation force.

本発明は、2機の送風機を機体の中心軸に沿って点対称に配しているため、駆動体がプロペラを回転させる際に発生する軸周りのモーメントが相殺される。そのため、機体に不要なモーメントがかからず、制御が非常に容易である。また、浮上力の中心より機体の重心を低い位置に設定すると、飛行中に機体が傾いたときに自律的に姿勢を回復するため、安定した飛行が可能になる。   In the present invention, since the two fans are arranged point-symmetrically along the central axis of the airframe, the moment around the axis generated when the driving body rotates the propeller is canceled out. Therefore, an unnecessary moment is not applied to the airframe and control is very easy. Further, if the center of gravity of the aircraft is set at a position lower than the center of the levitation force, the posture is autonomously restored when the aircraft is tilted during flight, so that stable flight is possible.

以上のように、本発明の空中浮上体では、小型のプロペラを駆動体で回転させることで飛行の動力を得るため、回転体が外部に接触する恐れがなく、機構上安全性が高い。また、軸周りのモーメントなど浮上力以外の作用が発生しないため、制御が容易である。機上の電池や発電機を搭載して、機上で供給される電力により送風機を駆動するようにすれば、地上と動力供給線を繋いでおく必要がないので、機体の浮上や移動の自由度が増し、また無線操縦や、機上の操縦者による制御が可能になる。   As described above, in the air levitation body of the present invention, the power of the flight is obtained by rotating the small propeller with the driving body, so that there is no fear that the rotating body comes into contact with the outside, and the mechanical safety is high. In addition, since the action other than the levitation force such as the moment around the axis does not occur, the control is easy. By installing a battery or generator on the aircraft and driving the blower with the power supplied on the aircraft, it is not necessary to connect the ground and the power supply line, so the aircraft can float and move freely. The degree of control increases, and radio control and control by an on-board pilot are possible.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図1は本実施例の空中浮上体の中心を通る面で切断した断面図である。笠形バケット1の軸心部に駆動ユニット2が接続金具3を介してとりつけられている。図2は笠形バケット1の断面図である。笠形バケット1は、周縁部が下方に湾曲した回転体図形をした円盤体であり、中心部に孔が設けられている。孔の円周部に適当な間隔で取付金具3が固設されている。なお、笠型バケット1の周縁部の湾曲部には、進行方向を選択することができるように適当な位置にフラッパー13を設けてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a plane passing through the center of the airborne body of the present embodiment. A drive unit 2 is attached to a shaft center portion of the shade bucket 1 via a connection fitting 3. FIG. 2 is a cross-sectional view of the shade bucket 1. The shade-shaped bucket 1 is a disc body having a rotating figure whose peripheral edge is curved downward, and a hole is provided at the center. Mounting brackets 3 are fixed at appropriate intervals around the circumference of the hole. Note that a flapper 13 may be provided at an appropriate position on the curved portion of the peripheral edge of the shade-shaped bucket 1 so that the traveling direction can be selected.

図3は駆動ユニット2の拡大断面図である。モータベース4の上面に上部モータ5と上部プロペラファン6が設置され、下面に下部モータ7と下部プロペラファン8が設置されている。上部モータ5、上部プロペラファン6と、下部モータ7、下部プロペラファン8は同一規格のものが用いられ、それぞれモータの底部をモータベースに固着して上部モータ5は上向き、下部モータ7は下向きに点対称に設置されている。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the drive unit 2. An upper motor 5 and an upper propeller fan 6 are installed on the upper surface of the motor base 4, and a lower motor 7 and a lower propeller fan 8 are installed on the lower surface. The upper motor 5, the upper propeller fan 6, the lower motor 7, and the lower propeller fan 8 are of the same standard. The bottom of the motor is fixed to the motor base, the upper motor 5 faces upward, and the lower motor 7 faces downward. It is installed point-symmetrically.

上部プロペラファン6は、順方向の回転で下方に送風するように設置され、下部プロペラファン8は順方向の回転で上方に送風するように配されている。両プロペラファンの順方向の回転はモータに対して同方向であり、機体からみるとそれぞれ逆方向に回転する。たとえば上部プロペラファン6が機体の上方から見て右回転であれば、下部プロペラファン8は機体の上方から見て左回転で回転するように組み立てられる。   The upper propeller fan 6 is installed so as to blow downward by forward rotation, and the lower propeller fan 8 is arranged to blow upward by forward rotation. The forward rotations of both propeller fans are in the same direction with respect to the motor and rotate in opposite directions when viewed from the airframe. For example, if the upper propeller fan 6 rotates rightward when viewed from above the fuselage, the lower propeller fan 8 is assembled so as to rotate counterclockwise when viewed from above the aircraft.

上部モータ5および下部モータ7の周囲にはそれぞれモータベース4を底面とする錐体形のガイドベン9が設けられている。ガイドベン9は、上部プロペラファン6から送風される下降流と下部プロペラファン8から送風される上昇流を、それぞれ中心から外縁側に放射状に流れる、周方向にほぼ均等な水平風に変向させる。   Around the upper motor 5 and the lower motor 7, a cone-shaped guide ben 9 having a motor base 4 as a bottom surface is provided. The guide ben 9 changes the downward flow blown from the upper propeller fan 6 and the upward flow blown from the lower propeller fan 8 into horizontal winds that flow radially from the center to the outer edge side and are substantially uniform in the circumferential direction. .

上部モータ5および下部モータ7の周囲にはダクト10が設けられている。ダクト10は、プロペラファンの回転により発生した気流をガイドベン9に導くようになっている。ダクト10とモータベース4の間には隙間が開いていて、ガイドベン9で変向された水平流が笠形バケット1の下面に向けて噴出するようになっている。
また、モータベース4には取付金具3に接続するための取付ボルト11およびスペーサ12が配されている。さらに、図示しない電池、制御装置、重心移動装置、操縦装置等が備えられる。大型の機体の場合には操縦席、客室等も備えられる。
A duct 10 is provided around the upper motor 5 and the lower motor 7. The duct 10 guides the airflow generated by the rotation of the propeller fan to the guide ben 9. A gap is opened between the duct 10 and the motor base 4 so that the horizontal flow redirected by the guide ben 9 is ejected toward the lower surface of the shade bucket 1.
The motor base 4 is provided with mounting bolts 11 and spacers 12 for connecting to the mounting bracket 3. Furthermore, a battery, a control device, a center-of-gravity moving device, a steering device, and the like (not shown) are provided. In the case of large aircraft, cockpits, cabins, etc. are also provided.

図4は、本実施例の空中浮上体が浮上・飛行するメカニズムを説明する断面図である。
本実施例の空中浮上体は、モータがプロペラファンを回転して作る気流により飛行する。上部モータ5が上部プロペラファン6を回転することにより、笠形バケット1の上方から空気を取り込み、ダクト10内に下降流を形成する。下降流はガイドベン9に達して水平流に変向され、モータベース4の上面に中心から外周に向かう放射状の遠心気流になる。下部プロペラファン8から発生する上昇流も、同様にモータベース4の下面に放射状の遠心気流を形成する。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the mechanism by which the airborne body of the present embodiment floats and flies.
The levitating body of the present embodiment flies by an airflow generated by rotating a propeller fan by a motor. When the upper motor 5 rotates the upper propeller fan 6, air is taken in from above the shade bucket 1 to form a downward flow in the duct 10. The downward flow reaches the guide ben 9 and is turned into a horizontal flow, and becomes a radial centrifugal air flow from the center to the outer periphery on the upper surface of the motor base 4. Similarly, the upward flow generated from the lower propeller fan 8 forms a radial centrifugal airflow on the lower surface of the motor base 4.

なお、ダクト10とモータベース4の間に開いた隙間から噴出する水平方向気流は、周辺から気流を誘い込んで随伴流とし、気流量を増大して笠形バケット1の下面を沿流するようになる。また、笠形バケット1の軸心部に形成された開口の縁と上部モータ5の周囲に設けられるダクト10との間にも開口が設けられている。この開口も、上部プロペラファン6により形成される水平流に対する随伴流を生成して、遠心気流に巻き込まれて気流量を増大させる効果を有する。   Note that the horizontal airflow ejected from the gap opened between the duct 10 and the motor base 4 draws the airflow from the surroundings to become an accompanying flow, and increases the airflow to flow along the lower surface of the shade bucket 1. . An opening is also provided between the edge of the opening formed in the axial center portion of the shade bucket 1 and the duct 10 provided around the upper motor 5. This opening also has an effect of generating an accompanying flow with respect to the horizontal flow formed by the upper propeller fan 6 and being involved in the centrifugal air flow to increase the air flow rate.

モータベース4の上面、下面に形成された遠心気流はモータベース4から笠形バケット1の下面を沿流して、湾曲部で下降流に変向され、笠形バケット1の端部から下方に噴出する。この下方への噴出流の反力として機体が浮上力を得る。
モータの出力を増大させて気流の流速を上昇させ、得られる浮上力が機体の総重量を上回ると、機体は離陸、上昇する。モータの出力を抑え、浮上力を機体の重量より小さくすると、機体が下降する。また、浮上力を機体の重量と均衡させると、空中で静止することができる。
The centrifugal airflow formed on the upper surface and the lower surface of the motor base 4 flows along the lower surface of the cap-shaped bucket 1 from the motor base 4, is turned downward at the curved portion, and is jetted downward from the end of the cap-shaped bucket 1. As the reaction force of the downward jet flow, the aircraft obtains a levitation force.
If the output of the motor is increased to increase the flow velocity of the airflow, and the resulting levitation force exceeds the total weight of the aircraft, the aircraft will take off and rise. If the motor output is reduced and the levitation force is less than the weight of the aircraft, the aircraft will descend. In addition, if the levitation force is balanced with the weight of the aircraft, it can stand still in the air.

水平移動する際は、重心移動装置により移動したい方向に重心を移動すると、機体が傾いて気流が斜方に噴出されるようになり、それにより得られる水平分力により浮上力を確保しながら水平に移動できる。重心移動装置は図示しないが、たとえば重量物とアクチュエータからなり、静止時は機体の軸心に位置する重量物をアクチュエータで任意の方向に移動することで機体の重心を偏心させるものである。   When moving horizontally, if the center of gravity moves in the direction you want to move with the center of gravity moving device, the aircraft will tilt and the airflow will be ejected in an oblique direction. Can move to. Although not shown, the center-of-gravity moving device is composed of, for example, a heavy object and an actuator. When stationary, the center of gravity of the airframe is decentered by moving the heavy object located at the axial center of the airframe in an arbitrary direction with the actuator.

水平移動する方法として、重心移動装置を備える他に、モータベース4に可動の整流翼を備えてもよいし、ガイドベン9の軸心をずらして水平流の流量を変化させ、機体から下方への噴出流の流量を変化させることで水平分力を得ることもできる。
また、駆動気流の風路中に障害物を介装した遮風装置を備えて、円周上の障害物の位置を通る風量を他と比べて減少させることにより、推進力に不均衡をもたらして、機体を水平方向に移動させることもできる。障害物は、風を妨げるものであれば有効で、たとえば、平板を軸の周りに回動させて風を遮ぎる面積を変化させるものであってもよい。また、風路の脇から遮風板を挿入する機構であってもよい。障害物は、たとえばダクト10とモータベース4の間に開いた隙間の適宜の位置に設けることができる。
As a method of horizontally moving, in addition to the center of gravity moving device, the motor base 4 may be provided with a movable rectifying blade. The horizontal component force can also be obtained by changing the flow rate of the jet flow.
In addition, an impeller is installed in the wind path of the driving airflow, and the amount of air passing through the position of the obstacle on the circumference is reduced compared to others, resulting in an imbalance in propulsive force. The aircraft can also be moved horizontally. The obstacle is effective as long as it obstructs the wind. For example, the obstruction may be changed by rotating a flat plate around an axis to block the wind. Moreover, the mechanism which inserts a windshield from the side of an air path may be sufficient. The obstacle can be provided at an appropriate position in a gap opened between the duct 10 and the motor base 4, for example.

あるいは、図2に点線で表示したように、笠型バケット1の周縁部の湾曲部における適当な位置に、フラッパー13を設けてもよい。フラッパー13の開き具合で笠型バケット1の内面で変向する気流の噴出方向や噴出速度を調整して、円盤体を水平移動させることができる。フラッパー13は、機体の水平進行方向を適宜選択することができるように、適当な数を適当な位置に配置される。   Alternatively, as indicated by a dotted line in FIG. 2, the flapper 13 may be provided at an appropriate position in the curved portion of the peripheral edge of the shade bucket 1. The disc body can be moved horizontally by adjusting the jet direction and jet speed of the airflow that changes direction on the inner surface of the shade-shaped bucket 1 depending on how the flapper 13 is opened. An appropriate number of flappers 13 are arranged at appropriate positions so that the horizontal traveling direction of the aircraft can be appropriately selected.

また、同規格のモータおよびプロペラファンを2機備え、同軸上に点対称に配置しているため、プロペラファンの回転によって機体に発生する軸周りのモーメントが上下プロペラファンの対称的な回転により打ち消される。また、上部プロペラファン6からの下降流により発生する機体を降下させる力が、下部プロペラファン8からの上昇流により打ち消される。したがって、本実施例の空中浮上体は、飛行時に笠形バケット1に生じる浮上力以外の作用が発生しないため、制御が非常に容易である。また、モーメントを打ち消すために小型ロータなどを備える必要がないため、機体が大型化、複雑化することもない。
Further, a motor and propeller fan of the same standard 2 Kisonae, since the arranged point symmetrically coaxially mind, the symmetrical rotational moment of the upper and lower propeller fans around the axis occurring body by the rotation of the propeller fan Be countered. Further, the force for lowering the airframe generated by the downward flow from the upper propeller fan 6 is canceled by the upward flow from the lower propeller fan 8. Therefore, the air levitation body of this embodiment is very easy to control because no action other than the levitation force generated in the shade bucket 1 during flight occurs. Further, since it is not necessary to provide a small rotor or the like in order to cancel the moment, the airframe is not enlarged or complicated.

また、同規格のモータおよびプロペラファンを2機備え、同軸上に点対称に配置しているため、プロペラファンの回転によって機体に発生する軸周りのモーメントが上下プロペラファンの対称的な回転により打ち消される。また、上部プロペラファン6からの下降流により発生する機体を降下させる力が、下部プロペラファン8からの上昇流により打ち消される。したがって、本実施例の空中浮上体は、飛行時に笠形バケット1に生じる浮上力以外の作用が発生しないため、制御が非常に容易である。また、モーメントを打ち消すために小型ロータなどを備える必要がないため、機体が大型化、複雑化することもない。   In addition, two motors and propeller fans of the same standard are provided and arranged coaxially in point symmetry, so the moment around the axis generated by the rotation of the propeller fan is canceled by the symmetrical rotation of the upper and lower propeller fans. It is. Further, the force for lowering the airframe generated by the downward flow from the upper propeller fan 6 is canceled by the upward flow from the lower propeller fan 8. Therefore, the air levitation body of this embodiment is very easy to control because no action other than the levitation force generated in the shade bucket 1 during flight occurs. Further, since it is not necessary to provide a small rotor or the like in order to cancel the moment, the airframe is not enlarged or complicated.

なお、上部モータ5と下部モータ7の出力は常に等しくして運転することが好ましい。ただし、方向転換などのため機体を回転させたいときは、上下モータの出力を変化させ、機体に生じるモーメントが異なるようにすることにより機体を回転させることができる。   It should be noted that it is preferable to operate with the outputs of the upper motor 5 and the lower motor 7 being always equal. However, when it is desired to rotate the aircraft to change the direction, the aircraft can be rotated by changing the output of the vertical motor so that the moments generated in the aircraft are different.

なお、図示していないが、下部モータおよび制御装置、電池、客室などの重量構成物を機体の下方に配置して、機体の重心を浮上力の合力の中心より下方にすることにより、機体が傾いたときに自己復元性を確保することができる。機体の水平移動時も、機体の重心を中心に戻すと傾いた機体が自律的に水平姿勢に戻るため安全性が高く、操縦が極めて容易である。   Although not shown in the figure, by placing heavy components such as a lower motor, a control device, a battery, and a cabin below the fuselage so that the center of gravity of the fuselage is below the center of the resultant force of the levitation force, Self-restoring can be ensured when tilted. Even during horizontal movement of the aircraft, if the center of gravity of the aircraft is returned to the center, the tilted aircraft will autonomously return to the horizontal posture, so safety is high and maneuvering is extremely easy.

本実施例の空中浮上体では、回転部であるプロペラファンが比較的小型であり、外部に大きく露出しないため、巻き込み事故を起こす恐れが少ない。空気の取入口に安全ネットを取付け、異物との接触を防止する構造とすると、さらに安全性が向上する。   In the airborne body of the present embodiment, the propeller fan, which is a rotating part, is relatively small and is not exposed greatly to the outside, so there is little risk of causing an accident. If a safety net is attached to the air intake to prevent contact with foreign matter, safety is further improved.

直径1m位までの機体では、リチウム・ポリマー電池を動力源として、操縦はリモートコントロールと、地上と機体を繋ぐ操作ラインを併用して、設定した高度からカメラ、ビデオによる地上の俯瞰撮影をしたり、取得した映像を基地局に送信したりすることができる。   Aircraft up to 1m in diameter use a lithium polymer battery as a power source, and use a remote control for operation and an operation line that connects the ground and the aircraft. The acquired video can be transmitted to the base station.

直径3m位までの機体では、リチウム・イオン電池を動力源として、少し広い地域を全地球測位システム(GPS)を利用した自動操縦により移動し、対象とする現場をカメラ、ビデオによる地上の俯瞰撮影や、映像を基地局に送信するなどができる。
さらに、大型の機体では、リチウム・イオン電池を動力源として、操縦士による有人運転、あるいはGPSを利用した自動操縦によって、アクセスが難しい湿地帯や山岳地帯等の現場に対して、人員、資材の搬入搬出や、伐採した木材を集積地に運搬、またクレーンが持ち込めない建設現場での資材の吊上げ吊降ろし等の建設作業ができる。
Aircraft up to 3m in diameter use a lithium-ion battery as a power source, move in a wide area by automatic piloting using the global positioning system (GPS), and take a bird's-eye view of the target site with a camera and video Or send video to the base station.
Furthermore, in large aircraft, it is difficult to access personnel and materials to sites such as wetlands and mountainous areas that are difficult to access by manned operation by pilots or automatic operation using GPS with lithium-ion batteries as the power source. Construction work such as loading and unloading, transporting felled timber to the accumulation area, and lifting and unloading materials at construction sites where cranes cannot be carried can be performed.

なお、本実施例では気流の生成に電池駆動のモータを用いたが、ジェットエンジン等を用いることができることは言うまでもない。
以上のように、本実施例の空中浮上体は、限られた離陸スペースから垂直に離陸し、空中を自由に移動できる空中浮上体であって、機体が小型、簡素で、安全性、操縦性が極めて高い。
In this embodiment, a battery-driven motor is used to generate the airflow, but it goes without saying that a jet engine or the like can be used.
As described above, the air levitation body of the present embodiment is an air levitation body that can take off vertically from a limited take-off space and move freely in the air, and the airframe is small, simple, safe, and maneuverable. Is extremely high.

本発明は、空中での撮影や、農薬散布、資材の吊上げ吊降ろし、物資や人間の輸送に利用することができる。
たとえば、小型の機体では、リモートコントロールにより、現場上空から地上の俯瞰撮影をして映像を基地局に送信することができる。中型の機体では、GPSを利用した自動操縦により移動して、地上の俯瞰撮影をしたりすることができる。さらに大型の機体では、操縦士による有人運転、遠隔自動操縦などによって、アクセスが難しい現場に対して、人員、資材の搬入搬出や、伐採した木材を集積地に運搬したり、またクレーンが持ち込めない建設現場での資材の吊上げ吊降ろし等の建設作業ができる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for shooting in the air, spraying agricultural chemicals, lifting and hanging materials, and transporting goods and humans.
For example, in a small aircraft, it is possible to take a bird's-eye view of the ground from above the site and transmit the video to the base station by remote control. The medium-sized aircraft can move by automatic piloting using GPS and can take a bird's-eye view of the ground. On larger aircraft, personnel and materials can be carried in and out of the site, which is difficult to access due to manned operation by the pilot, remote control, etc. Construction work such as lifting and unloading materials at the construction site is possible.

本発明の1実施例における空中浮上体の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the air floating body in one Example of this invention. 本実施例における笠形バケットの断面図である。It is sectional drawing of the shade shaped bucket in a present Example. 本実施例における駆動ユニットの断面図である。It is sectional drawing of the drive unit in a present Example. 本実施例の空中浮上体が浮上・飛行するメカニズムを説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the mechanism in which the air levitating body of a present Example floats and flies. 従来型の空中浮上体の概念図である。It is a conceptual diagram of a conventional airborne body.

符号の説明Explanation of symbols

1 笠形バケット
2 駆動ユニット
3 接続金具
4 モータベース
5 上部モータ
6 上部プロペラファン
7 下部モータ
8 下部プロペラファン
9 ガイドベン
10 ダクト
11 取付ボルト
12 スペーサ
13 フラッパー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shade-shaped bucket 2 Drive unit 3 Connection metal fitting 4 Motor base 5 Upper motor 6 Upper propeller fan 7 Lower motor 8 Lower propeller fan 9 Guide ben 10 Duct 11 Mounting bolt 12 Spacer 13 Flapper

Claims (7)

周縁部が下方に湾曲した椀形の笠体、1対の送風機、気流変向機構で構成され、前記送風機が駆動機でプロペラを回転させて回転軸方向に送風するものであって、前記笠体の軸心部で該笠体を貫通し該笠体上方から取り込んだ空気を下方に送出して下降風とする第1送風機と、該第1送風機の下方に位置して軸心を共有し上昇流を発生させる第2送風機からなり、該第1送風機と該第2送風機の回転方向が逆方向であって、前記気流変向機構が該第1送風機と該第2送風機の間に挿入されており、該気流変向機構が、該第1送風機から送出される下降風と該第2送風機から送出される上昇風をいずれも水平全周方向に変向させて前記笠体の下面に送出し、さらに該笠体の下面で湾曲面に沿って変向させて下方への噴出流とし、該噴出流の反力として浮上力を発生させて空中を飛行することを特徴とする空中浮上体。 It is composed of a bowl-shaped shade body whose peripheral edge is curved downward, a pair of blowers, and an airflow diverting mechanism. The blower rotates a propeller with a driving device and blows air in the rotation axis direction. A first blower that passes through the cap body at the axial center of the body and takes in air from above the cap body to send it down to make a descending wind, and is located below the first blower and shares the shaft center It consists of a second blower that generates an upward flow, and the rotation direction of the first blower and the second blower is opposite, and the airflow direction changing mechanism is inserted between the first blower and the second blower. and which, airflow deflection mechanism, it sends both the rising air sent from the lowered air sent from the first blower and the second blower is deflected in the horizontal entire circumferential direction on the lower surface of the shade body Furthermore, the lower surface of the shade body is turned along the curved surface to form a downward jet flow, and the reaction force of the jet flow Airborne floating body, characterized in that fly in the air by generating a lifting force and. 前記気流変向機構が平板の上面及び下面の同軸上にそれぞれ錐面を持つ形態であり、該錐面で前記第1送風機から送出される下降風と前記第2送風機から送出される上昇風を受けて水平全周方向に変向させることを特徴とする請求項1に記載の空中浮上体。 The air flow diverting mechanism in the form with each conical surface on the flat upper and lower surfaces of the same axis, increasing wind sent from the descending air sent from the first air blower in該錐surface the second blower The air levitation body according to claim 1, wherein the air levitation body is deflected in the horizontal circumferential direction. 前記空中浮上体全体の重心が浮上力の中心より下方にあることを特徴とする請求項1または2に記載の空中浮上体。   3. The air levitation body according to claim 1, wherein the center of gravity of the entire air levitation body is below the center of the levitation force. 4. さらに、重心移動装置を備え、重心を移動させて機体を傾けることにより水平方向に移動することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の空中浮上体。   The air levitation body according to any one of claims 1 to 3, further comprising a center-of-gravity moving device that moves in a horizontal direction by moving the center of gravity and tilting the airframe. さらに、前記送風機により生成される気流が前記気流変向機構により水平全周方向に変向されて前記笠体の下面に送出される間の気流経路に、1個以上の遮風装置を設けて、該遮風装置で所定位置の気流を妨げることにより、前記機体を水平方向に移動させることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の空中浮上体。   Furthermore, one or more wind shields are provided in the air flow path while the air flow generated by the blower is redirected in the horizontal circumferential direction by the air flow redirecting mechanism and sent to the lower surface of the cap body. The air levitation body according to any one of claims 1 to 3, wherein the airframe is moved in the horizontal direction by preventing the airflow at a predetermined position by the windbreak device. 前記笠体は、湾曲面の位置に前記湾曲角を部分的に変更する部材を設けて、該部材を操作して該笠体の周方向における前記噴出流の噴出方向を調整することにより選択した方向に水平移動させることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の空中浮上体。 The cap body is selected by providing a member that partially changes the bending angle at the position of the curved surface and operating the member to adjust the jet direction of the jet flow in the circumferential direction of the cap body . The airborne body according to any one of claims 1 to 3, wherein the airborne body is horizontally moved in a direction. 前記駆動機は、機上に搭載した電池により駆動されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の空中浮上体。   The levitating body according to any one of claims 1 to 5, wherein the driving machine is driven by a battery mounted on the machine.
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