JP4768450B2 - 飛翔舟船 - Google Patents

Description

本発明は飛翔舟船に係り、特に、表面効果主翼の下面域に高圧気流を生起させ、推進器による牽引力により、舟船を前記高圧気流に乗上げさせ、その舟船の重力に対する反作用で、舟船を浮上させて滑空することのできる飛翔舟船に関する。

舟船は、水中のスクリューで航行するようになっているのが一般であり、また船上の大型プロペラで航行するボートもある。船体の側部に水中翼を具備する舟船も試作されている。

従来のスクリューによると、回転時に遠心方向へ水流が拡散されるため、ロスが生じる。また、スクリューの回転に伴い水泡と騒音が生じる。
側部に揚翼を備えた小型の舟船も試作されているが、波浪がある所では、助走させるのに困難があり、また飛翔や着水についても、実用化は困難とされている。
本発明は、表面効果主翼を具備する舟船であって、表面効果主翼の左右側端部に下向傾斜部が形成され、推進器により生じる気流が、表面効果主翼の下向傾斜部により、左右側端の外方へ拡散されず、表面効果主翼の下域後方へ集合させて、浮力を高めるようにした飛翔舟船を提供することを目的としている。

本発明は、舟船の表面効果主翼の下域に高い気圧流を生起させて、地面ないし水面に強い流体圧力をかけ、その流体圧力に対する地面ないし水面または空間の反発力により、舟船を浮上させて滑空するようにした飛翔舟船に関し、その具体的な内容は、次の通りである。

（１） 胴体の左右側部の前端部から、胴体の後端を超えて後方へ突出し、かつ胴体の後部では、左右が一体に結合されている表面効果主翼を備え、胴体前部に推進器を設けた舟船であって、表面効果主翼の主部は、正面視で水平で、かつ平面視で左右外縁は対称をなし、側面視で下面が後部から前部へかけて上向き傾斜し、前記表面効果主翼の後部左右にフラップを設け、左右の主翼の外側縁に、傾斜部が平面視で後部よりも前部が幅広をなし、その左右縁は胴体の下面よりも下方へ傾斜する下向傾斜部とし、その各下端面を、正面視で外開きとしている飛翔舟船。

（２） 前記フラップは、左右の幅よりも前後の長さを大とされている前記（1）に記載の飛翔舟船。

（３） 前記表面効果主翼は、前部の幅よりも後部の幅が広く形成されている前記（1）または（2）に記載の飛翔舟船。

（４） 前記表面効果主翼の左右縁の下向傾斜部は、内部に発泡合成樹脂の芯体を有し、外層を合成樹脂層で一体に形成されている前記（1）〜（3）のいずれかに記載の飛翔舟船。

（５） 前記胴体の後上部から表面効果主翼の後部に垂直尾翼を有し、垂直尾翼の上部に配設された水平尾翼の、左右側端部は下向きに傾斜している前記（1）〜（4）のいずれかに記載の飛翔舟船。

（６） 前記推進器はプロペラとし、そのブレードの端部は、下流方向へ湾曲する円弧部に形成されている前記（1）〜（5）のいずれかに記載の飛翔舟船。

本発明によると次のような効果が奏せられる。

前記(1)に記載の飛翔舟船は、胴体の左右側部に形成された表面効果主翼の左右側端部に、下向傾斜部が形成されているので、推進器により気流が表面効果主翼の下方へ送られると、下向傾斜部が気流の左右への拡散を抑止するため、表面効果主翼の下域の気圧が高まり、舟船を浮上させる。
推進器の推進力により、胴体が重力に逆らって前上へ強く引かれると、胴体は、表面効果主翼の下面域に生じた、強い気圧の気流に乗上げるようにして空中に浮上することになる。その強い気圧の気流は、表面効果主翼の下面を押上げながら後下方へ通過する。
これによって、表面効果主翼の縦断側面において、上下面とも平坦な板体のものであっても、胴体は浮上して前進飛翔することができる。
また、表面効果主翼の下面域に強い気圧が生じると、当然に当該下面域の空気密度が高くなり、表面効果主翼の上面域より相対的に気圧が高くなるため、胴体は、表面効果主翼の下面域に生じた高い気圧に押されて空中に浮上する。
これによって、助走がなくても、推進器の強い推進力により、表面効果主翼の下面に高速風が入り、広い飛行場を必要とせずに、短距離進行で飛翔舟船は浮上して、水面（地面）上を飛翔、滑空することができる。
表面効果主翼の後部に、大きなフラップが設けれられているので、航行中にフラップをわずかに上下作動させるだけで、上下変向させることができ、フラップにかかる抵抗を小さくすることができ、フラップによる乱気流などの障害が生じにくい。
また、左右の翼主部においてフラップの占める面積が広いので、このフラップの作動によって、翼主部全体の側面形状を、容易に変化させることができ、場所、風向き、進行方向に容易に対応して、上下の変向をして飛翔、滑空することができる。

前記(2)に記載の飛翔舟船は、フラップが後部から前部へかけて狭く、平面視略三角形に形成されているので、フラップの作動時におけるヒンジにかかる負担を小さくすることができる。従ってフラップの板厚を薄くすることができる。
フラップの作用角度が小さくても、変向作用をさせることができる。またフラップが斜めに気流を送ることができるので、旋回を容易にすることができる。

前記(3)に記載の飛翔舟船は、表面効果主翼が、前部の幅より後部の幅が広く形成されているので、表面効果主翼の下域を通過する気流を、下向傾斜部の両側後部で外側へと拡散させて、翼主部の下面域の気圧を高めることができる。

前記(4)に記載の飛翔舟船は、表面効果主翼の下向傾斜部の内部に発泡合成樹脂芯体を内蔵し、外層を合成樹脂層で一体に形成されているので、下向傾斜部の長さが長い物であっても、軽量で、舟船の飛翔負担になりにくい。また水上でフロートとして有効となる。

前記(5)に記載の飛翔舟船は、表面効果主翼に垂直尾翼を有し、垂直尾翼の上部に、外側端部を下向きに傾斜する水平尾翼が配設されているので、水平尾翼に当る気流の外側方への拡散を抑止するため、尾翼の面積を小さくすることができる。

前記(6)に記載の飛翔舟船は、搭載した推進器のプロペラのブレードの先端部が、下流方へ湾曲されて円弧部が形成されているので、プロペラが回転すると、ブレードの円弧部によって、遠心部から軸心方向へ気流が集合させられるため、気流の散逸が少なく、同じ力の動力でも、強い推進力を得ることができる。

本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る飛翔舟船の実施例１の平面図、図２は側面図、図３は正面図、図４は底面図である。
飛翔舟船(1)の胴体(2)の平面形は、ほぼ魚形状に形成されている。胴体(2)の側面形は、前部が高く、後部は低く、略魚形状に形成されている。

胴体(2)の左右両側部には、胴体(2)の後端部を超えて、左右を結合させた表面効果主翼(3)が、前部を高く、後部は低くして、左右対称に設けられている。
表面効果主翼(3)は板状で、その翼主部(3a)の前縁は、平面視で胴体(2)の前端部より後位とされている。

かつ、この前縁は、胴体(2)の上下方向の中間部に位置し、後縁部の下面は、胴体(2)の後端部と整合している。翼主部(3a)の下面は、後縁部から前縁部にかけて、上向きの迎角に設定されている。

表面効果主翼(3)は、胴体(2)の左右へ水平に延出し、その左右側端部には、図３に示すように、下向傾斜部(3b)が形成されている。
下向傾斜部(3b)の下端部は、胴体(2)の底面より下方に位置している。下向傾斜部(3b)の傾斜角度は、垂直に対して約35度〜45度で、好ましいのは45度である。

胴体(2)の側方において、表面効果主翼(3)の下向傾斜部(3b)の上端部は、翼主部(3a)に合わせてあり、前縁部を高く、後縁方向へ次第に低く傾斜し、かつ下端部は水平とされている。従って、下向傾斜部(3b)は、側面視において前部が高い略三角形とされている。

また下向傾斜部(3b)の前縁外端部は、翼主部(3a)の前縁よりも前方へ突出されている。各下向傾斜部(3b)の内側壁面の対向間隔は、正面視で、下部は外方へ広く形成されている。また底面視において、下向傾斜部(3b)の内側面の対向間隔は、図４に示すように、前部よりも後部が狭く設定されている。

表面効果主翼(3)の翼主部(3a)は、平面視においてい、胴体(2)の後方へ長く突出しており、胴体(2)の後部では、左右の翼主部(3a)は一体に結合されている。
翼主部(3a)の後部には、前端が胴体(2)の後部側方に位置する、フラップ(7)、（7）が設けられている。フラップ(7)の前後方向の長さは、翼主部(3a)の前後長さの約30％〜60％の範囲に形成されている。

これによって、フラップ(7)の、わずかな上下作動によって、飛翔舟船（1）を上下に変向させることができる。フラップ(7)に対する気流の抵抗は小さく、また、フラップ(7)による乱気流の発生を抑えることができ、フラップ(7)を、短時間で早く有効に作用させることができる。

前記胴体(2)の後上部から、翼主部(3a)の後部へかけて、垂直尾翼(4)が立設され、その後部には方向舵(5)が配設されている。垂直尾翼(4)の上縁には、水平尾翼(6)が配設されている。

図５は、胴体（2）の前端に設けられているプロペラ(8)の側面図である。プロペラ(8)のブレード(8a)は、先端部が後方に湾曲されて、円弧部(8b)が形成されている。図５において、符号(8c)は放流面、(8d)は変向面、(8e)はプロペラ軸、(ｓ)は軸心線である。前記円弧部(8b)の前後長さは、ブレード(8a)の回転半径の約20％〜50％に設定されている。

プロペラ軸(8ｅ)を中心として、ブレード(8a)が回転すると、放流面(8c)で掻かれた流体は、円弧部(8b)によって遠心方向へ拡散されることなく、軸心方向へ押し出される。

また前記放流面(8c)で掻かれた流体は、変向面(8d)で軸心方へ押動される。これによって流体は、略円錐状に集束されて押動され、その略円錐状流体の先端部は、流体圧が高くなるため、強い推進力が得られる。流体が水でも空気でも、同じように作動する。

上記のように構成された飛翔舟船(1)は、例えば草原において、プロペラ(8)を回転させると、表面効果主翼(3)の下面に、高速気流が流入する。
図６は、表面効果主翼(3)の下面スペースを示す概略図である。ＡーＢーＣーＤの方形スペースから中に入った気流は、ＧーＨにおいてゼロのスペース部に至る。

また、前方からＡーＢーＥのスペースから入った気流は、点Ｇにおいてゼロのスペース部に至る。ＣーＤーＦのスペースから入る気流も、点Ｈにおいてゼロのスペース部に至る。

そのため、プロペラ(8)によって表面効果主翼(3)の下面に送られる強い気流は、下向傾斜部(3b)によって外側方向への拡散が抑止され、後方へのみ進み、袋状の内部において気圧が高められる。

同時に、図２で判るように、プロペラ(8)の回転に伴い、胴体(2)の先端部は前上方へ、重力に反して強く引かれるため、飛翔舟船(1)は、表面効果主翼(3)の下面域に生じた高圧気流を押しつけて乗り越え、前上方へ進む。

その結果、地面には、プロペラ(8)により生じた強い気圧流と、飛翔舟船(1)全体の重量が気流に加えられることとなり、この圧力に対する反発力が生じて、飛翔舟船(1)を跳ねのけようとする力が働く。その反作用によって、飛翔舟船(1)は地面から浮上し、プロペラ(8)による推進力により空中へ前進して飛翔する。

ボートを高速で進行させると、水の抵抗に抗して舟の前部が浮上がる作用と同様であって、高速で移動する物体が流体を押しつけるため、その圧力の反作用により浮上することになる。水面に石を水平に投げたとき跳飛するのも、石の圧力に対して、水が反発する反作用によって、石が跳ねるのと同じである。

例えば凧は、風に対して迎角をもって凧糸で引かれている。凧糸を緩めると風で流され、凧の重力で降下する。凧糸を強く引くと、凧は風に逆らって上昇する。凧糸を強く引くことは、凧に作用する気流に圧力をかけたことと同じで、凧は、気流の反発力によって上昇する。

本発明においては、プロペラ(8)は、凧に対する風のように、飛翔舟船(1)に強い気流を作用させ、表面効果主翼(3)の下面域に強い気圧を生じさせ、プロペラ(8)による推進力は、凧糸を引くのと同様に気流に圧力をかけるので、強い気圧に逆らって舟船(1)は浮上する。もし下向傾斜部(3b)が存在しないときは、気流が外側方へ散逸されるので、風のない時の凧のように浮上しにくい。

また、プロペラ(8)によって、表面効果主翼(3)の下面に強い気圧がかけられると、その部分の空気密度が高まり、気圧が高まるので、その結果として、表面効果主翼(3)の上面域の気圧は、下面域より相対的に低いものとなる。そのため、表面効果主翼(3)は高い気圧の下部から、相対的に低い気圧の上部へ押されることとなり、飛翔舟船(1)は浮上する。

このように、本発明においては、表面効果主翼(3)の左右側端部に、下向傾斜部(3b)が形成され、表面効果主翼(3)の下面域に、プロペラ(8)による高圧の気流層を形成し、この高圧の気流層に対して、プロペラ(8)の推進力による表面効果主翼(3)の前進による、重力加圧をかけ、これに対する反作用で、飛翔舟船(1)は浮上し滑空することができる。

従って、一般の飛行機のように、長い滑走路を必要とせずに、短距離の前進で浮上し、飛翔をすることができる。
なお、左右の表面効果主翼(3)の各前部に、それぞれ推進器(8)を装着し、推進器(8)により生じる気流の多くを、表面効果主翼(3)の下面域に送り込むようにすると、飛翔力が増大し、また飛翔姿勢が安定する。

図７は、飛翔舟船の実施例２の平面図、図８は正面図、図９は側面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して、説明を省略する。実施例２は、実施例１における表面効果主翼(3)の上面に、曲面を持たせたものである。

また表面効果主翼(3)の側端の下向傾斜部(3b)の下面は、前部が飛翔舟船(1)の胴体(2)の底面と同じ位置に設定され、後部はそれよりも低い位置に設定されている。表面効果主翼(3)の側面視において、後部が低い位置にあるので、後方に通過する気流が後部で拡散されにくい。

図１０は、飛翔舟船の実施例３の側面図、図１１は底面図、図１２は正面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して、説明を省略する。
この実施例３では、図１０に示すように、表面効果主翼(3)は、側面視において後部は胴体(2)の後下部に位置している。

正面視においては、図１２に示すように、表面効果主翼(3)の翼主部(3a)は、前部においては基部から側部にかけて水平で、側端部にかけて次第に下方へ傾斜しているが、翼主部(3a)の後部においては、下端部が水平に設定されて、下向傾斜部(3b)の後下端部よりも、上位に設定されている。

また図１１に底面を示すように、飛翔舟船(1)の底面において、表面効果主翼(3)の側端の下向傾斜部(3b)における内側壁面線(S)は、前後線(L)に対して後方外開きに傾斜されている。
これによって、下向傾斜部(3b)により、前方から後方へ案内される気流は、外側方へと拡散されて、表面効果主翼(3)の後側の気圧が高められる。

下向傾斜部(3b)を中空として、その内部に軽量の発泡樹脂成形体の芯体を入れると、下向傾斜部(3b)をフロートとすることができる。
図１２に示すように、水平尾翼(6)の側端部は、下向傾斜部(6a)とされている。これによって、側方への気流拡散を抑止できるので、水平尾翼(6)の面積を小さくすることができる。

このように構成された実施例３においては、草原や砂漠などにおいて、実施例１のように、地上を滑走することが出きると共に、水上においては、下向傾斜部(3b)がやや水没していても、プロペラ(8)の推進力に伴い、飛翔舟船(1)が前進すると、表面効果主翼(3)の下向傾斜部(3b)が、フロートの作用をして水を押しつけ、その重力に対する反作用で浮上する。同時に翼主部(3a)の下側に加圧された気流が進入し、飛翔舟船(1)全体を浮上させる。

なおこの発明は、前記実施例に限定されるものではなく、目的に沿って適宜設計変更することができる。プロペラ(8)をジェットエンジンとすることができる。

本発明の飛翔舟船(1)は、短距離で飛翔滑空することができるので、大きな飛行場を必要とせず、草原、砂漠などで使用することができる。
また高速船として、離島間の交通、海上養殖場間の交通、水上パトロール、レジャー、スポーツなどに利用できる。
表面効果主翼は、飛行機の主翼、舟船の浮上翼、水中翼などとすることができる。

本発明に係る飛翔舟船の実施例１の平面図である。 図１の側面図である。 図１の正面図である。 図１の底面図である。 本発明のプロペラの側面図である。 図１における表面効果主翼の下面領域概略図である。 飛翔舟船の実施例２を示す正面図である。 図７の平面図である。 図７の側面図である。 飛翔舟船の実施例３を示す側面図である。 図１０の飛翔舟船の底面図である。 図１０の正面図である。

(1) 飛翔舟船
(2) 胴体
(3) 表面効果主翼
(3a)翼主部
(3b)(3c)下向傾斜部
(4) 垂直尾翼
(5) 方向舵
(5a)ヒンジ
(6)水平尾翼
(7)フラップ
(7a)ヒンジ
(8) プロペラ
(8a)ブレード
(8b)円弧部
(8c)放流面
(8d)変向面
(8e)プロペラ軸

Claims (6)

1. 胴体の左右側部の前端部から、胴体の後端を超えて後方へ突出し、かつ胴体の後部では、左右が一体に結合されている表面効果主翼を備え、胴体前部に推進器を設けた舟船であって、表面効果主翼の主部は、正面視で水平で、かつ平面視で左右外縁は対称をなし、側面視で下面が後部から前部へかけて上向き傾斜し、前記表面効果主翼の後部左右にフラップを設け、左右の主翼の外側縁に、傾斜部が平面視で後部よりも前部が幅広をなし、その左右縁は胴体の下面よりも下方へ傾斜する下向傾斜部とし、その各下端面を、正面視で外開きとしていることを特徴とする飛翔舟船。
2. 前記フラップは、左右の幅よりも前後の長さを大とされていることを特徴とする請求項１に記載の飛翔舟船。
3. 前記表面効果主翼は、前部の幅よりも後部の幅が広く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の飛翔舟船。
4. 前記表面効果主翼の左右縁の下向傾斜部は、内部に発泡合成樹脂の芯体を有し、外層を合成樹脂層で一体に形成されていることを特徴とする請求項1〜３のいずれかに記載の飛翔舟船。
5. 前記胴体の後上部から表面効果主翼の後部に垂直尾翼を有し、垂直尾翼の上部に配設された水平尾翼の、左右の側端部は下向きに傾斜していることを特徴とする前記１〜４のいずれかに記載の飛翔舟船。
6. 前記推進器はプロペラとし、そのブレードの端部は、下流方向へ湾曲する円弧部に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の飛翔舟船。

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