JP4541591B2

JP4541591B2 - ダイヤフラム方式飛行船

Info

Publication number: JP4541591B2
Application number: JP2001155409A
Authority: JP
Inventors: 泰寛谷
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: JP2002347697A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、浮揚気体と空気とを仕切るダイヤフラムによって船体の姿勢が少なくとも最低浮揚高度及び滞留する高度において安定に保たれる飛行船に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飛行船における姿勢を安定に保つためのやり方は、従来から種々ある。
このうち、ダイヤフラムを備えていない飛行船においては、ダクト１００につながれた船体の前方及び後方の船室又はバロネット１０１内にブロア装置１０２で空気を給排することによって姿勢を安定に保つようにしたもの（図５）、また、ペイロード２００を移動することにより重心位置を変化させて姿勢を安定に保つようにしたもの（図６）、また、特に図示しないが、船尾にある空力舵面で姿勢を安定に保つようにしたもの、更には、ヘリコプターの機能を付加して姿勢を安定に保つようにしたものなどがある。
一方、ダイヤフラムを備えた飛行船において、ダイヤフラム３００のほかに特別な装置を備えていないものでは、高空域ではブロア装置３０１による空気の排出により浮揚気体と空気との飛行船内における容積割合を変えて姿勢を安定に保ち（図７（Ａ））、低空域ではブロア装置３０１による空気の供給により上記容積割合を変え浮心と重心の位置関係から姿勢を安定を図っている（図７（Ｂ））。また、特別な装置として、周囲の気圧変化に応じて空気や浮揚気体が給排されるバロネットを設けたものがあり、図８（Ａ）の飛行船では、バロネット４００が船首付近にあってここに空気をブロア装置４０１で給排すること、及び上記ブロア装置３０１で上記容積割合を変えることにより姿勢を安定に保つようにしており、一方、図８（Ｂ）の飛行船では、バロネット５００が船体中央にあってここに浮揚気体をブロア装置５０１で給排すること、及び上記ブロア装置３０１で上記容積割合を変えることにより姿勢を安定に保つようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダイヤフラムを備えていない飛行船において、図５の飛行船では、飛行船内部にいくつかの船室又はバロネットを有しており、これら船室等をつなぐダクトや船室等に空気を給排するブロア装置が必要となるために、重量が重くなる不具合がある。また、図６の飛行船では、ペイロードに加え、これを移動させるためのガイドレールやモータ、更にはモータを駆動するための電源装置が必要となるために、重量が重くなる不具合がある。また、空力舵面やヘリコプターの機能を付加した飛行船では、重量が重くなることに加え構造が複雑になる不具合がある。
これに対し、ダイヤフラムを備えた飛行船は、軽量で構造が簡易であるが、図７の飛行船では、浮揚気体と空気との容積割合を変えるときに、この容積の増減に伴なってダイヤフラムが移動するために、このようなときに、例えばガストなどの外乱が加わると、安定的な姿勢に保つことが困難になって、船体の上下が逆さまになることもある。また、図８の飛行船では、バロネットに空気や浮揚気体を給排するためのブロア装置が必要となるために、重量が重くなる不具合がある。
【０００４】
本発明の目的は、重量が重くならず、且つ、簡易な構造で姿勢を安定に保つことができるダイヤフラム方式飛行船を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るダイヤフラム方式飛行船は、飛行船の姿勢を最低浮揚高度で安定に保つことができ、さらに滞留する高空域でも安定に保つことができるようにするもので、飛行船内に充填された浮揚気体と空気とを仕切るダイヤフラムに対し、その面上の複数部位を、低空域での当該飛行船の姿勢が安定に保たれるように当該飛行船の空気収容側船体外皮の複数部位に索体又は膜体を介して拘束するようにしたものであり、特別な装置を設けていないために、重量が重くならず、且つ、簡易な構造で姿勢を安定に保つことができる。
ところで、ダイヤフラムの面上の複数部位を飛行船体の空気収容側船体外皮の複数部位に索体又は膜体を介して拘束する態様は、ピッチ制御やロール制御などの姿勢制御の対象などによって最適なものが選定される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のダイヤフラム方式飛行船に係る実施の形態を図１〜３を参照して説明する。
本飛行船１は、図１（Ａ）に示すような側面視略楕円形をなし、当該飛行船１内に配設されたダイヤフラム２は、ヘリウム（浮揚気体）収容部３と空気収容部４とを仕切る、船首から船尾に渡って張られたフレキシブルな隔膜である。尚、図１（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ断面図であり、同図（Ａ）の１０は、操舵機である。
【０００７】
本飛行船１では、このようなダイヤフラム２に対し、当該ダイヤフラム２の面上の複数部位が飛行船１の船体外皮１ａの複数部位に索体５〜９を介して拘束されている。即ち、本飛行船１の、図１（Ａ）で示される側面視方向では、ダイヤフラム２の面上の５箇所の部位と、船体外皮１ａの、本実施の形態では空気収容部４側の５箇所の部位とが索体５〜９を介して連結され、索体５〜９が互いに略平行をなす態様で配されている。一方、本飛行船１の、例えば同図（Ｂ）の断面視方向では、索体７を構成する要素索体７₁〜７_５によってダイヤフラム２の面上の５箇所の部位と、船体外皮１ａの空気収容部４側の５箇所の部位とが連結され、要素索体７₁〜７_５が互いに略平行をなす態様で配されている。尚、他の索体５，６及び８，９についても索体７と同様に構成され、例えば索体５について言えば、その要素索体５₁〜５_５によってダイヤフラム２と、船体外皮１ａとが連結され、要素索体５₁〜５_５が互いに略平行をなす態様で配される。
そして、これら索体５〜９は、本飛行船１の姿勢が低空域で安定に保たれるように設定される。即ち、索体５〜９の長さは、ヘリウム収容部３の容積が最低浮揚高度で浮揚でき、さらに水平状態で浮心と重心の作用線が略同一線上にあるように設定される。
【０００８】
本飛行船１における安定姿勢の保ち方について図２及び３を参照して説明する。但し、図２は、低空域での安定姿勢の保ち方を示し、図３は、高空域での安定姿勢の保ち方を示している。
低空域で、図２（Ａ）の状態にある飛行船１が、気流の乱れ等によって船首を上方に向かせるような同図（Ｂ）中のモーメントＭを受けて船体姿勢が同図（Ｂ）の状態に変化し、このため船首部分の索体５，６などが弛緩してこの部位のヘリウム収容部３が増大する方向にダイヤフラム２が移動しようとするが、船体中央から船尾部分の索体７〜９は伸張したままのために、この部位のダイヤフラム２は、当初の状態が保たれる。その結果、船首部分にヘリウム収容部３を、また、船尾部分に空気収容部４を偏らせるようなダイヤフラム２の移動はなく、本飛行船１の浮心に作用する浮力と当該本飛行船１の重心に作用する重力とによるモーメントＭ_０が、上記モーメントＭを打ち消すように働く。したがって、姿勢を安定に保つことができる。
【０００９】
高空域では、本飛行船１は、図３（Ａ）の状態にあり、ヘリウム収容部３の容積が空気収容部４のそれに対し大半を占め、索体５〜９は、全て弛緩している。したがって、図３（Ａ）の状態にある飛行船１が、船首を上方に向かせるような同図（Ｂ）中のモーメントＮを受けて船体姿勢が同図（Ｂ）の状態に変化しても、本飛行船１の浮心に作用する浮力のモーメントＮ_０が、上記モーメントＮを打ち消すように働く。したがって、姿勢を安定に保つことができる。
【００１０】
ところで、索体は、本実施の形態のように索体数が索体５〜９に限らないことはもとより、これら索体５〜９の各要素索体数、例えば、索体７の要素索体数もまた要素索体７₁〜７_５に限らないことは言うまでもない。また、索体間における要素索体の数は同一である必要はなく、適宜異なるようにしてよいことはもちろんである。更に、互いに隣接する索体間及び要素索体間の隔たりは、等間隔に限らない。
【００１１】
本実施の形態では、ダイヤフラム２の面上の複数部位を船体外皮１ａの複数部位に拘束する場合に索体５〜９を用いた場合について説明したが、図４のようにして膜体１１を用いてもよい。膜体１１の場合は、低空におけるロール回復に索体５〜９より勝れた効果を示す。尚、図４では、図１〜３中の構成部材と同一構成部材には同一番号が付されている。
【００１２】
【発明の効果】
索体や膜体でダイヤフラムを拘束する本発明のダイヤフラム方式飛行船によれば、特別な装置を設けていないために、重量が重くならず、且つ、簡易な構造で姿勢を安定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るダイヤフラム方式飛行船の構成を示す模式図である。
【図２】本飛行船における最低浮揚高度での安定姿勢を保つ様子の説明図である。
【図３】本飛行船における滞留高度での安定姿勢を保つ様子の説明図である。
【図４】索体の代わりに膜体を用いたダイヤフラム方式飛行船の構成を示す模式図である。
【図５】従来の飛行船における安定姿勢の保ち方の説明図である。
【図６】従来の飛行船における安定姿勢の保ち方の説明図である。
【図７】従来の飛行船における安定姿勢の保ち方の説明図である。
【図８】従来の飛行船における安定姿勢の保ち方の説明図である。
【符号の説明】
１本飛行船
１ａ船体外皮
２ダイヤフラム
５〜９索体
７₁〜７_５要素索体（索体）
１１膜体

Claims

飛行船内に充填された浮揚気体と空気とを仕切るダイヤフラムを備えた飛行船において、前記ダイヤフラムの面上の複数部位を、最低浮揚高度において当該飛行船の姿勢が安定に保たれるように当該飛行船の空気収容側船体外皮の複数部位に索体又は膜体を介して拘束していることを特徴とするダイヤフラム方式飛行船。