JP4768467B2 - 表面効果飛翔体 - Google Patents

Description

本発明は、表面効果飛翔体に係り、特に陸上若しくは水上において、短い滑走距離で急上昇可能な表面効果飛翔体に関する。

従来の飛行機は、一般に胴体の左右側方に、外側方を向く長い主翼を具備している。また水上機は、胴体の下部に、大きなフロートを具備している。

飛行機は、浮揚に必要な揚力が生じるまで、助走しなければならないため、長い滑走路を必要とし、また着陸時においても、揚力を保つために必要な速度を維持しながら、降下するため、長い滑走路を必要としている。水上機においては、フロートを具備しているために、波浪が高いと滑走が困難となる。
三角全翼機は、抵抗が低く、軽量化できるなどの長所がある反面、特に離着陸時における安定性が悪く、また積載能力が低いという難点がある。
この発明は、長い滑走をすることなく上昇して、飛翔をすることができ、かつ積載容積の大きな飛翔体を提供する事を目的としている。

この発明の具体的な内容は、次の通りである。

(1) 上部に推進器を有する平面視方形の胴体の、前後方向の中央縦断面を、上下対称形の略翼型とし、かつ両側上角縁を下向き傾斜させ、平面視で方形の胴体の両側部に、胴体の先端より後方へ退いた位置に前縁を有し、外側方へ水平に突出すると共に、前後にやや長く、かつ後縁が胴体の後端部より後方へ突出する上下対称形の翼体を配設し、胴体の後端部に昇降舵を設けた表面効果飛翔体。

（2） 前記翼体の下面に、内側が高く外側が低い傾斜面が形成されている前記（1）に記載の表面効果飛翔体。

（3） 前記翼体は、下面内側における、左右傾斜面の対面間隔が、前部から後部へかけて、次第に狭く形成されている前記（1）または（2）に記載の表面効果飛翔体

（4） 前記翼体は、背面視で外側端後部が、胴体後部下端より下位とされている（1）〜（3）のいずれかに記載の表面効果飛翔体。

（5） 前記胴体の下部左右側縁部、並びに翼体の下部外側縁部に、フロートが配設されている（1）〜（4）のいずれかに記載の表面効果飛翔体。

本発明によると、次のような効果が奏せられる。

前記 (1)に記載の表面効果飛翔体は、胴体の下面がほぼ水平な平坦面に形成された翼型で、胴体の左右両側部に、前後に長い翼体が、胴体に沿って長く配設されているので、胴体も翼と同じく、飛翔時に表面効力により揚力を得ることができる。
翼体は、後部を胴体の後端部より後方へ突出されているので、胴体の下面を後方へ通過する気流は、翼体の外側部によって、側方外への拡散が抑制され、かつ翼体の下面を後方へ通過する気流と干渉しにくい。
翼体の後方が、胴体の後端部より後方に位置しているため、胴体の前後の長さを補うと共に、胴体の後部の昇降舵により滑空を安定させる。
胴体の下面が平坦であるので、離着陸時に表面効果が得られ、短距離で浮上、急上昇することができ、短い滑走路でも離着陸することができる。

前記(2)に記載の表面効果飛翔体は、翼体の下面外側部が下っているため、機体の下面に沿って、後方へ通過する気流は、外側方への拡散が抑制され、強い気流となり、十分な揚力を得ることができる。

前記(3)に記載の表面効果飛翔体は、翼体下部の左右側における傾斜部の対面間隔が、前部から後部へかけて次第に狭く設定されているので、翼体の下面に沿って後方へ通過する気流は、加圧されながら通過するため、大きな揚力を得ることができる。

前記(4)に記載の表面効果飛翔体の翼体は、背面視で外側端後部が、胴体後部下端より下位に形成されているので、胴体後端部から後方へ抜けようとする気流も、翼体外側端部によって拡散が抑制されて、強い気流となり揚力へ加効される。

前記(5)に記載の表面効果飛翔体は、胴体、翼体の下部にフロートが配設されているので、水面に浮くことができ、水面からの飛翔、並びに着水をすることができる。

本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る表面効果飛翔体の平面図、図２は要部側面図、図３は背面図である。図において車輪は省略されている。
図において、表面効果飛翔体(1)の胴体(2)は、平面視において前後にやや長い長方形に形成されている。この飛翔体(1)の前後方向の長さと横幅は、ほぼ同じに設定されているが、これに限定されるものではない。

胴体(2)の側面視における厚さは、前部は厚く、後方へ次第に薄くされ、中央縦断側面形は、一般の飛行機の主翼と同様の断面形状とされている。胴体(2)の左右両側方には、それぞれ翼体(3)が配設されている。
翼体(3)は、平面視において、胴体(2)の幅の約半分の狭い幅で、前後方向に長く形成されている。

翼体(3)の内側縁の後端部(3a)は、胴体(2)の側面後部に近接され、外側縁の後端部(3b)は、胴体(2)の後部よりも後方に突出している。胴体（2）の後方へ突出する翼体(3)の後部内側縁(3c)は、後部が外方を向く傾斜面とされている。
翼体(3)の前端部は、胴体(2)の前縁より後退した位置にあり、翼体（3）の外側部は、更に後退している。

翼体(3)は、側面視において、前部は胴体(2)の厚さと同じように厚く、後部へかけて次第に薄く、飛行機の主翼の断面と類似する断面とされている。図中符号(4)は昇降舵、(5)はエルロン、(6)は垂直尾翼、(7)は方向舵、(8)は胴体（2）の上面に設けた推進器である。

図２における符号(Ｓ)は、表面効果飛翔体(1)の側面視における中心線、(Ｌ)は水平線である。胴体(2)の後端部(2a)は、水平線(Ｌ)よりやや上方に位置している。
翼体(3)の内側後端部(3a)は、胴体(2)の後端部(2a)よりも上に位置されている。翼体(3)の外側後端部(3b)は、胴体(2)の後端部(2a)よりも下方で、水平線(Ｌ)よりも下方に位置している。

図３に背面を示すように、翼体(3)の内側後端部(3a)は、胴体(2)の後端部(2a)よりも上に位置し、かつ同じく、外側後端部(3b)は、胴体(2)の後端部(2a)よりも下に位置しており、翼体(3)の後部内側縁(3c)は、後方へ向かって外方を向く傾斜面とされている。
翼体（3）の後部内側縁(3c)の対向間隔を、前部から後部へかけて、次第に狭くなるように形成することができる。

上記構成において、推進器(8)を稼働すると、胴体(2)の上下に気流が流れる。上部を流れる気流は、障害がないので高速で通過する。胴体(2)の下部へ入る気流は、胴体(2)の下面後部と地面とで遮られるために、滞って空気密度が高まり、気圧が上昇する。その結果、胴体(2)の前部の傾斜した下面に当る気流は、胴体(2)と地面にあたり、胴体(2)の下面の圧力があがり、気圧の作用により胴体(2)が持ちあがる。

前進しながら、胴体(2)の前部が少し持ちあげられると、翼体(3)の前下部にも気流が入り、飛翔体(1)全体は持上げられる。翼体(3)の下面を気流が通過すると、胴体(2)と翼体(3)の下面の広い面積に接して、気流が加圧されて通過することになり、通過する気流を飛翔体(1)が押しつけることによる表面効果は、飛翔体(1)の浮上を容易にし、短距離の前進で離陸することができる。

図３において、翼体(3)の下面は、内側が高い位置にあり、外側は低い位置にあるので、胴体(2)の下面を後方へ通過する気流は、翼体(3)によって側部を囲われたようになり、外側方への散逸が抑制されて、後方へ通過する。
その過程において、翼体(3)の後部内側縁(3c)の左右間隔は、前部が短く外側が長く傾斜されているため、気流は翼体(3)の内側部分から、後部上方外側へ抜けることになる。

図１において、翼体(3)の後部から抜ける気流は、翼体(3)の後部内側(3c)と直交する線と、進行方向線との中間線の方向へ抜ける。また胴体(2)の下面を抜ける気流は、やや上向きとなって後方へ抜ける。
そのため、後部へ抜ける気流は、中央部へ集合することになり、気圧が高まる。その高圧気流が後方へ抜ける反動として、胴体(2)は、後部を持上げて、前へ押される。

また、胴体(2)は、後部へ抜ける気流により、その反作用として上方へ持上げられる。しかし、図２において、胴体(2)の前下部は、前上がりの迎角をもっているので、ここに強い気流を受けると、必然的に前上りの姿勢になるが、その姿勢は、後方へ抜ける気流による、胴体(2)後部の持上げ作用により、バランスがとれて、ピッチングを生じることなく、安定した滑空をすることができる。

すなわち、この表面効果飛翔体(1)は、胴体(2)が扁平で、前部下面に迎角があるため、この迎角を持つ下面に気流を受けると、揚力が得られると同時に、前上がりとなる傾向があるが、前上がりにならないように、抑制されている。
その手段が、前後に長い翼体(3)の後部による持上作用であり、この部分は、水平尾翼の作用を発揮している。

公知の三角全翼機と比較すると、左右の翼側端に三角部がないので、横幅を基準とすると、全体を数倍の大きさにすることができる。胴体(2)が大きいため、積載容量を大きくすることができる。

平面視において、左右前後の長さがほぼ同じであるので、滑空安定性は高い。また翼体(3)の下面において、外側端部が下って、気流の拡散が抑制されているために、翼体(3)の横幅が小さくても、ローリングが生じにくく、安定している。

胴体(2)は、扁平で横幅が広く、前後の長さは短いが、翼体(3)の後部が、胴体（2）の後方へ突出していることによって、胴体(2)の長さはカバーされ、かつ水平尾翼の作用を兼ている。

また、三角全翼機と比較して、胴体(2)と翼体(3)とが区別されているため、それぞれの側面形状を変えることができ、それぞれの後方へ通過する気流の向きを変えて、ピッチング、ローリングに対する安定性は高められている。

すなわち、胴体(2)は滑空性に適し、翼体(3)は気流の調整性に優れている。翼体(3)の外側後端部の下向傾斜は、三角全翼機には出来ない構成である。
翼体(3)の外側後端部の下向傾斜によって、これに囲まれた胴体(2)の下面には、気流のレールが形成され、この気流のレールの上を、胴体(2)が滑空するような状態となり、安定のよい直進性が得られる。

翼体(3)の後部が、胴体(2)の後端部よりも後方に位置していることによって、胴体(2)の下面を通過する気流の方が、翼体（3）におけるよりも先に胴体(2)から離脱する。翼体(3)の下面を通過する気流は、後方に通過しながら内側方へ上昇する。この上昇気流により胴体(2)を持ちあげられる。

胴体(2)と翼体(3)の後部から、後方向へ通過する気流は、干渉を起すが、翼体(3)の後部を、平面視において、内側から外側方向へ斜に形成したことによって、翼体(3)の内側後端部での干渉は生じにくくなっている。

飛翔体(1)の幅は、胴体(2)の約２倍であって、通常の飛行機に対比して、極端に幅が狭く、そのため、横幅を基準にすれば、大きな胴体とすることができ、胴体(2)部分における積載容積を、大きなものとすることができる。

また、胴体(2)の下面が平坦であるので、離着陸時において、表面効果に優れており、そのため、短距離で浮上することができ、長い滑走路を必要とせず、小さなスペースでも離着陸できる。胴体(2)も、翼体(3)と同じく揚力が大きいので、動力に比して飛翔性能が優れ、経済性に優れている。

図４は、実施例２を示す表面効果飛翔体の平面図、図５は側面図、図６は背面図である。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２は、胴体(2)については、前例とほぼ変らない。図においては、推進器、車輪などは省略されている。

図７は、図４におけるＡーＡ断面図、図８は、図４におけるＢーＢ断面図である。実施例２においては、翼体(3)は、前部における下面は、外側下りに形成されているが、後部へかけて、下面外側部は次第に上方を向き、後端部ではほぼ水平に形成されている。

この結果、胴体(2)の下面を後方へ通過する気流は、翼体(3)の外側部で外側方向への散逸が抑制されるが、胴体(2)の後部から後方の翼体(3)の下面は、ほぼ水平となっているので、翼体(3)の後部での気流は、後方へ流れて揚力を維持し、滑空性も向上する。
また、翼体(3)の内側端は、胴体(2)の外側端より外側に位置しているので、胴体(2)の後方へ通過する気流と、翼体(3)下面を通過する気流との干渉が生じにくい。

図９は、表面効果飛翔体の実施例３を示す底面図、図１０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においては、胴体(2)の底面の両側端部に、フロート(9)が配設されている。翼体(3)の下部外側端部にも、フロート(10)が配設されている。

フロート(9)、(10)は、外層を金属或いは合成樹脂で形成し、中を中空にするか、或いは発泡合成樹脂を詰装してある。胴体(2)或いは翼体(3)を、ＦＲＰなど合成樹脂で成形するときは、フロート(9)(10)も同質材で一体成形される。

実施例３の表面効果飛翔体(1)は、水上にあるとき、推進器(8)を稼働すると、胴体(2)の下面並びに翼体(3)の下面において、水流は、フロート(9)、(10)によって外側方への拡散が抑制されて浮力が生じ、胴体(2)の下面並びに翼体(3)の下面に入る気流は圧力を高めて、表面効果を生じ、表面効果飛翔体(1)は、水上を滑空して上空へ飛翔することができる。

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をすることができる。各実施例の各特徴部位は、適宜組合わせることができる。推進器(8)は、当然にジェツトエンジンとすることができる。

この発明の表面効果飛翔体は、積載容積を大きくすることができ、また離着陸時の滑走距離を短くすることができるので、特に短距離地域間における貨物輸送機等に有効に利用し得る。

本発明に係る表面効果飛翔体の平面図である。 図１の側面図である。 図１の背面図である。 表面効果飛翔体の実施例２を示す平面図である。 図４の側面図である。 図４の背面図である。 図４におけるＡーＡ断面図である。 図４におけるＢーＢ断面図である。 表面効果飛翔体の実施例３を示す底面図である。 図９の正面図である。

(1)表面効果飛翔体
(2)胴体
(2a)後端部
(3)翼体
(3a)内側後端部
(3b)外側後端部
(3c)後部内側縁
(4)昇降舵
(5)エルロン
(6)垂直尾翼
(7)方向舵
(8)推進器
(9)(10)フロート

Claims (5)

1. 上部に推進器を有する平面視方形の胴体の、前後方向の中央縦断面を、上下対称形の略翼型とし、かつ両側上角縁を下向き傾斜させ、平面視で方形の胴体の両側部に、胴体の先端より後方へ退いた位置に前縁を有し、外側方へ水平に突出すると共に、前後にやや長く、かつ後縁が胴体の後端部より後方へ突出する上下対称形の翼体を配設し、胴体の後端部に昇降舵を設けたことを特徴とする表面効果飛翔体。
2. 前記翼体の下面に、内側が高く外側が低い傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表面効果飛翔体。
3. 前記翼体は、下面内側における、左右傾斜面の対面間隔が、前部から後部へかけて、次第に狭く形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表面効果飛翔体
4. 前記翼体は、背面視で外側端後部が、胴体後部下端より下位と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表面効果飛翔体。
5. 前記胴体の下部左右側縁部、並びに翼体の下部外側縁部に、フロートが配設されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の表面効果飛翔体。

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