JP5791033B2 - 垂直離着陸飛行体 - Google Patents
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(1)水平飛行状態からホバリング状態又は下降状態、または、垂直離陸上昇又はホバリング状態から水平飛行およびジグザグ飛行等に移行するまでの間、エンジンの角度が翼に並行になるまでの飛行状態において、エンジンからの噴射風は下方に強く噴射し翼に叩き付けられる状態になるので、推力は打ち消され、翼の下方に乱気流を発生させ、様々な方向からの風に影響されやすく、不安定姿勢を誘発するという問題がある。
(2)方向舵は翼の外側最先端にエンジン取り付けられた位置から最も離れた機体最後部に備えられ、更に、翼の左右両端のエンジン取り付け部直後方から外れた機体後方中央部に備えられているため、ホバリングや水平飛行等の各飛行状態でプロペラから発する噴射気流から外れているために、速度の遅い水平飛行やホバリング状態では、噴射気流が機体後方に流れるよりも、機体の下方に流れ、方向舵には全く届かずに方向制御が難しいという問題がある。
(3)翼の外側最先端の位置に重量の重いエンジン取り付けられたことにより、機体の左右の重心は機体中心から左右に拡散され、飛行中に左右の翼先端の上下動により一層の重力を加えてしまい、左右の翼のどちらか一方が水平よりも低くなった場合に、それを修正するための作動がエンジン部の重量で復元し難く、更に様々な方向からの気流やジグザグ飛行などでは特に翼の上下動の制御が難しくなる問題が有る。
<第一の実施の形態>
図1は、一枚翼の飛行装置(以下、「飛行体」という)の構成を示した模式図である。
図1に示すように、この飛行体は、機体100の上部に配設される一枚の主翼200と、主翼200の左右の各翼の中心部付近に固定されたプロペラ式のエンジン300,310と、エンジン300,310直後の翼に配設されその作用により機体100の上昇・下降を制御するフラップ211,221と、エンジン300,310直後の翼に配設されその作用により機体100の進行方向を制御する方向舵210,220と、機体100後部に配設される方向舵230と、フラップ500,501が配設される水平尾翼400と、からなる。
図に示すように、一枚の主翼200に配設されたエンジン300,310の直後方に方向舵210,220とフラップ211,221とが配設されている。このように、エンジン300,310の直後方に方向舵210,220とフラップ211,221とを配設することにより、エンジン300,310の噴射風が方向舵210,220とフラップ211,221に当たり、方向舵210,220とフラップ211,221が効率的に作用することになる。この場合、機体100後部に配設される方向舵230と水平尾翼400に設けられたフラップ500,501は方向舵210,220とフラップ211,221の補助的な作用を行うこととなる。
図に示すように、飛行体100に取り付けた主翼200にはプロペラ式のエンジン300,310が配設され、このエンジン300,310の中心軸は機体100の中心軸に対して内側へ傾斜するように配設されている。そして、主翼200が垂直方向に枢動すると、主翼200に固定された方向舵210,211とエンジン300,310も主翼200と同じ方向に移動する。主翼200のフラップ220,221は噴射風と並行に有り、風の抵抗は最小限となる。方向舵210,211は、常にエンジン300,310の直後に存在し、エンジン300,310から噴き出される推進風の中心部に配設されている。このため、傾斜を付けられた噴射風は機体の外方下方に噴射される状態となる。
図に示すように、エンジン310(300)と、方向舵210(220)と、フラップ211(221)は、主翼200の角度と共に一体で連動して垂直方向および水平方向に可動する。
図に示すように、プロペラ式のエンジン310(300)の噴射風直後方に方向舵210(220)とフラップ211(221)が配設されているので、噴射風がロスなくこれらに吹き付けるため、進行方向の制御や上昇・下降の制御が容易となる。
図6〜図11は、第二の実施の形態に係る二枚翼の飛行体の例を示す図であり、図6はその平面模式図、図7は側面模式図、図8は正面模式図、図9はホバリング状態の側面模式図、図10はホバリング状態の正面模式図、図11はホバリング状態の平面模式図である。
図1〜図5と同一の内容には同一の符号を付したので重複する説明は省略するが、本実施の形態に係る飛行体は、二枚翼である点において、第一の実施の形態の飛行体と異なる。飛行体の積載量の大小や、より一層の飛行姿勢の安定化のためで、二枚の翼としたほうが望ましい場合があるためである。
図に示すように、第一の主翼200と第二の主翼500の位置は、機体前後に1mほどの移動を可能としている(符号200の位置と200Bの位置間の移動、または、符号500の位置と500Bの位置間の移動)。更に、各風噴射装置近傍に方向舵とフラップが配設され、連動し、これにより、低速飛行やホバリング状態や積載重量バランスにも効果的に安定した姿勢が確保できる。
図13〜図19は、第三の実施の形態に係る三枚主翼の飛行体の例を示す図であり、図13はその平面模式図、図14は水平飛行状態の側面模式図、図15はホバリング状態の側面模式図であり、図16は機体が直立姿勢でホバリングを示す正面模式図で、図17は、機体が直立姿勢でホバリングを示す側面図で、図18は機体が急斜面に張りつけ又は着陸又は斜面に並行に待機できる事を示す図である。図19は三枚の翼が機体の前後に移動できる事を示した図である。
図19に示すように、第三の主翼500を挟んで、第一の主翼200と第二の主翼600の位置は、機体前後に1mほどの移動を可能としている(符号200の位置と200Bの位置間の移動、または、符号600の位置と600Bの位置間の移動)。これにより、低速飛行やホバリング状態や正確な動作や積載重量バランスにも効果的に安定した姿勢が確保できる。
1.本発明によれば、第一の主翼および第二の主翼および第三の主翼を選択して設け、機体左右の翼中心付近に重量物のエンジンを機体の重心付近に集中させ、方向舵とフラップを同じ翼のエンジン近傍後方に配設し、翼の角度と位置を可動式として機体に設けたことで、機体は滑走離着陸や垂直離着陸の時に翼角度と翼の位置の可動により、エンジンの噴射風は翼に邪魔にされず最良の風作用を得られる。また、機体の重量バランスに対応できる。これにより、低速でも高速でもアクロバット飛行でもあらゆる飛行状態にも安定できることを可能にし、安全飛行と大型化が出来る効果がある。
Claims (1)
- 機体上部に取り付けられる左翼および右翼からなる主翼と、該主翼の左翼および右翼の長さ方向に対して略中心位置にそれぞれ配置される2基以上のエンジンと、前記エンジンの後方にそれぞれ設けられその作用により前記機体の上昇・下降を制御する主翼フラップと、前記エンジンの後方にそれぞれ配置されその作用により前記機体の進行方向を制御する主翼方向舵と、該機体の後部に配設された尾翼方向舵と水平尾翼と、を備え、前記主翼が前記エンジン、前記主翼フラップおよび前記主翼方向舵とともに一体的に垂直方向又は水平方向に枢動する垂直離着陸飛行体において、
前記主翼は、水平方向から垂直方向に100度の角度で枢動し、
前記エンジンは、前記機体の中心軸に対して3度以内の角度で外側に向けてそれぞれ配設固定され、
前記主翼方向舵は、前記主翼の上部であって前記エンジンの直後方にのみそれぞれ配設され、
ていることを特徴とする垂直離着陸飛行体。
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