JP6083633B1 - フライングリング - Google Patents

Abstract

【課題】回転飛行運動によって流れる気流を揚力が均一となるように誘導する形状を有する事により、飛行中の水平姿勢を長い時間保つ。【解決手段】フライングリング１０は、内縁２１から外縁２０に至る環状構造でかつ回転対称であり、環状構造には略水平の底面４１と、内縁２１から下方へ拡径して底面４１に接続する円弧状の下面の傾斜壁５０とが設けられ、内縁２１から外縁２０に至る半径方向について環状構造の外内径比が１．９２未満であり、下面の傾斜壁５０について角度Ｋｃが０度超過かつ４５度以下であり、かつ、高さＳｈが半径方向に沿った下面の傾斜壁５０の幅Ｋｗ以下の長さである。【選択図】図１

Description

本発明は、飛行時における各種空力的抵抗を揚力の均衡を保つ働きに変える事で、長距離の飛行を可能としたフライングリングに関するものである。

従来は、フライングリングの飛行中には様々な空力的抵抗が生じ、飛行姿勢が崩れやすく、揚力が急速に減少し、充分な飛距離が得られない形状であった。中空域を有する分、フライングディスクより空気抵抗は抑えられるが、揚力の不均一さは解消されず、水平飛行姿勢が崩れやすい形状である。本明細書で水平飛行とは、相対風に対する水平として扱う。

米国特許第４１０４８２２号 米国特許第６１７９７３７号

水平方向へ回転しながら飛しょうするフライングリングは、遠心力や粘性抵抗によって円板表面を伝う空気の流れと、飛行中に受ける相対風や揚力に伴う気流によりロール運動を引き起こし、大きな傾きが生じ急速な揚力の低下から失速を招いていた。推進エネルギーが不均一な揚力へと消費されてしまうのであるから、気流が均一に流れる形状とする事で、ロール運動を抑制し、安定的かつ持続的な飛行をする事が可能となる。

本明細書ではフライングリングの回転は相対風Ｓｗに対して右回転であり、図面では右から左へ飛来する前提であるものとして説明する。なお、本前提は、回転方向を限定するものではなく、回転方向の一例を示して説明を簡易に行うためである。図８を参照し、従来技術の一例として回転運動するフライングリング１００を用いて、環状構造であるリング体に掛かる空力的外力について説明する。

フライングリング１００が回転飛行をすると、相対風Ｓｗはリング体表面を回転方向に沿って流れる気流Ｃｓへと変化し、前翼３００では右側翼にかけて、後翼３１０では左側翼にかけて上底面の境界層を肥厚させる。前翼３００とはリング体の進行方向に対する前半部分であり後翼３１０とは後半部分である。側翼とはフライングリング１００における中空域１１０以側部分である。

前翼３００の気流Ｃｓは外縁２００から、後翼３１０の気流Ｃｓは内縁２１０から流れる相対風Ｓｗが変化するので、前翼３００の気流Ｃｓは後翼３１０の気流Ｃｓの外内径比倍の量である。外内径比とはリング体の内径１に対する外径の長さであり１超過を示す。

該フライングリング１００が落下をすると下方からの気流Ｙが加わり底面４１０全体の境界層が更に肥厚し、相対風Ｓｗが肥厚した境界層に衝突すると、相対風Ｓｗは下方へ弾かれ反作用による揚力が生じる。気流Ｙは底面４１０から外縁２００と内縁２１０へ分かれ、外内縁を略等しい速さで流れる。特に前右翼の境界層が厚くなり、前右翼が上昇し左ロール運動を引き起こす。このようにいくつかの気流が複合的に絡み合いロール運動が生じフライングリング１００は大きく傾き揚力を急速に失い失速を生じる事になる。

後翼３１０の後縁では揚力が生じ難く重量負担が大きい。その為後翼３１０から落下し始め、失速を早める原因となる。後縁とは相対風Ｓｗが離れる縁であり、前翼３００では内縁２１０、後翼３１０では外縁２００を指し、前縁とは相対風Ｓｗが衝突する縁であり、前翼３００では外縁２００、後翼３１０では内縁２１０を指す。

フライングリング１００表面には回転遠心力による気流Ｃａが、底面４１０では気流Ｙが外縁２００に向かい全周に亘り流れる。気流Ｃａや気流Ｙは前翼３００では相対風Ｓｗと衝突しブレーキとなり、推進力を減衰させ飛しょうの抵抗となる。

例えば、特許文献１に開示された形状は外縁側のウェイトが大きく後翼から失速し易い形状である。また、特許文献２に開示された形状は外縁下面の傾斜壁により後翼の揚力を補助するものであるが、前翼前縁では相対風による乱流や剥離を生じ易く空力的抵抗が大きい形状である。

本発明は回転飛行運動によって流れる気流を数種の傾斜壁により適切に誘導し、有害運動を起こす様々な空力的抵抗を自在に操り、水平姿勢を保ち長時間の飛行が可能なフライングリングの形状を得る事を目的とする。

本発明が解決しようとする課題は、通過する気流を誘導する事により、回転運動によって生じるロール運動を抑制し、失速を大きく遅らせる形状を有する事により、長時間の飛行をする事が出来るフライングリングを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係るフライングリングは、内縁から外縁に至る環状構造で、かつ、回転対称であるフライングリングであって、前記環状構造には、略水平の底面と、前記内縁から下方へ拡径して前記底面に接続する円弧状の下面傾斜壁とが設けられ、前記下面傾斜壁と、前記内縁と、上面で構成される部分の上下方向に沿った断面における前記内縁の断面角度は直角以下であり、前記環状構造における前記内縁から前記外縁に至る半径方向について、前記環状構造の中心から前記外縁のうち最短となる距離までの外径と前記環状構造の中心から前記内縁までの内径との比である外内径比が１．９２未満であり、前記下面傾斜壁について、角度が０度超過かつ４５度以下であり、かつ、高さが前記半径方向に沿った前記下面傾斜壁の幅以下の長さであることを特徴とする。

本発明に係るフライングリングによれば、通過する気流を誘導する事により、回転運動によって生じるロール運動を抑制し、失速を大きく遅らせる形状を有する事により、長時間の飛行をする事が出来る。

本発明に係るフライングリングの一実施形態を用いて各部位の名称を説明する斜視図とＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係るフライングリングの一実施形態を用いて前翼前縁の気流の働きを説明する、Ａ−Ａ線断面図である。 本発明に係るフライングリングの一実施形態を用いて後翼前縁の気流の働きを説明する、Ｂ−Ｂ線の部分的な断面図である。 本発明に係るフライングリングの一実施形態を用いて回転飛行時の上面の気流を説明する斜視図である。 本発明に係るフライングリングの一実施形態を用いて前翼外縁の俯角を説明するＡ−Ａ線の部分的な断面図である。 本発明に係るフライングリングの一実施形態を用いて後翼外縁の俯角を説明するＢ−Ｂ線の断面図である。 本発明に係る外内径比を模式的な形状のフライングディスクを用いて説明する模式的な底面図である。 従来のフライングディスクに係るロール運動を説明する底面斜視図である。

本発明に係るフライングリング１０の概略構成とＡ−Ａ線断面図を図１に示す。本明細書では図１を基準図としながら各図を参照し、各実施形態を説明する。互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。Ａ−Ａ線とＢ−Ｂ線は半径方向の切断線を示す。

図１を参照して一実施形態のフライングリング１０の概略構成を説明する。フライングリング１０は、中心部分に中空域１１が設けられる、回転対称形の環状構造である。具体的には、フライングリング１０は、中空域１１に接する内縁２１から下方へ拡径する下面の傾斜壁５０と、上面４０に内縁２１側から上方へ拡径する一つ以上の上面の傾斜壁５１と、外縁２０から下面の傾斜壁５０の間に略水平である底面４１と、を備えている。

幅とは半径方向に沿った径の幅とし、高さとは底面４１に対して垂直方向の高さとする。Ｋｗは下面の傾斜壁５０の幅、Ｓｈは下面の傾斜壁５０の高さ、Ｕｈは上面の傾斜壁５１の高さである。

上面の傾斜壁５１、下面の傾斜壁５０と底面４１は、環状構造に沿って円弧状に形成される。下面の傾斜壁５０は後翼３１の揚力補助として作用し、また、上面の傾斜壁５１は後翼３１の揚力抑制として作用する。

外縁２０は、円形や三角形、四角形等による回転対称形でも良い。円形以外の回転対称形の場合、外径とは外縁２０の内、中心軸から最も短い距離で測り、底面４１は外径迄の範囲であり、外縁とは外径から外方の部分とする。なお、本明細書では、実施形態の一例として円形を基軸に説明をする。

本発明の骨子は、フライングリング１０に設けられた中空域１１を経て相対風Ｓｗを下面の傾斜壁５０により後翼３１の底面４１へ誘導し、回転運動に沿い後左翼底面迄到達させることで、不足する後左翼の揚力を補い、フライングリング１０全体の揚力不均衡を解消する環状構造に関するものである。

ここで、図７を参照し、模式的な形状で示すフライングリング１００Ｓを用いて必要な中空域１１Ｓの領域を説明する。前翼３０Ｓの前方から流れてきて中空域１１Ｓを通過する相対風Ｓｗは、後翼３１Ｓの中央の領域Ｓｗｒを通過し、相対風Ｓｗの一部が回転運動に乗じ、後左翼の領域Ｃｓｒに到達する事で後翼３１Ｓのロール運動となる。中空域１１Ｓの領域が、後翼３１Ｓの中央の領域Ｓｗｒと後左翼の領域Ｃｓｒの合計と少なくとも等しければ、揚力を補うのに充分な量の相対風Ｓｗを後左翼底面へ誘導するための空間を得ることが出来る。

なお、中空域１１Ｓの面積と、後翼３１Ｓの中央の領域Ｓｗｒと後左翼の領域Ｃｓｒの合計面積とが等しくなるのは、外縁２００Ｓおよび内縁２１０Ｓにおける外内径比が約１．９２である事が、次に示す計算式により求められる。図７に示すように環状構造の中心からの外径Ｏｄをｒ、また、内径Ｉｄを１とすると、中空域１１Ｓの面積と、領域Ｓｗｒと領域Ｃｓｒの合計面積の関係は、以下の計算式を満たす。ここで、πは円周率とする。

そこで、外内径比（図７の例では外径Ｏｄ／内径Ｉｄ）を１．９２未満とする事で、必要な中空域１１Ｓを得ることが出来る。ここで、外内径比は、環状構造（フライングリング１００Ｓ）の中心から外縁２００Ｓのうち最短となる距離までの外径と環状構造の中心から内縁２１０Ｓまでの内径との比である。

図２と図３を参照し、別の一実施形態のフライングリング１０ａについて半径方向の断面重心Ｇを説明する。下方からの気流Ｙは前縁では相対風Ｓｗに対し逆流であり境界層が肥厚し揚力が生じ易い。後縁では気流Ｙは相対風Ｓｗと順流であり境界層が肥厚し難く揚力が生じ難い。後翼３１ａ後縁の揚力が最も低く、フライングリング１０ａの外縁２０ａ側が重いと後縁の揚力では支持出来ず後翼３１ａから失速する。

そこで、断面重心Ｇを底面４１ａ中央の径から内縁２１ａ側に位置するように環状構造を形成すれば、前翼後縁に集中する重量負担は揚力の強い前後翼前縁に挟まれ支持が容易となり、重心バランスによるフライングリング１０ａの飛行中の失速を回避出来る。ここで、底面中央とは気流Ｙが前後に分岐する中心を指す。各図では外縁２０ａ側を薄く、内縁２１ａ側を厚くしてウェイトを内縁２１ａ側に置いている。

前翼３０ａの揚力は主に底面４１ａで生じ、相対風Ｓｗが拡大流れとなる下面の傾斜壁５０ａでは生じない。断面重心Ｇが下面の傾斜壁５０ａにあると揚力と重心のバランスが悪く大きなピッチアップ運動が生じてしまう。断面重心Ｇの位置が底面上にある事でピッチアップ運動を回避し水平飛行をする事が出来る。水平飛行を保つには断面重心Ｇは底面４１ａ中央の径から底面４１ａ内径迄の範囲の何れかにあるのが良い。

後翼３１ａでは後縁に近い程揚力が小さくなるので、底面４１ａ中央の径より外縁２０ａ側にかけて重量を漸次軽減とすると重量負担が少ない。例えば任意の同じ幅で同心円状に切断すると仮想した場合、内縁２１ａ側の年輪状部分より外縁２０ａ側の年輪状部分の重量を軽くすると、重量負担の少ないウェイトバランスとなる。

図２と図３を参照して、フライングリング１０ａのロール運動を抑制する下面の傾斜壁５０ａを説明する。前翼３０ａと後翼３１ａとを流れる相対風Ｓｗの量の差によりロール運動の初動となる。そこで、内縁２１ａに下方へ拡径する円弧状の傾斜壁５０ａを設ける事で、前翼３０ａの相対風Ｓｗを受ける領域が減少し、後翼３１ａの相対風Ｓｗを受ける領域が増加し、前右翼の底面４１ａと後左翼の底面４１ａの境界層の差が縮小してロール運動を抑制する構造とする事が出来る。

ロール運動は前翼３０ａでは底面４１ａで受けた相対風Ｓｗが気流Ｃｓとして前右翼の底面４１ａへ流れる事によって生じ、底面４１ａ以後にある下面の傾斜壁５０ａでは気流Ｃｓは圧力の低い拡散流れとなりロール運動に対する影響は乏しい。後翼３１ａでの下面の傾斜壁５０ａは相対風Ｓｗを底面４１ａへ誘導し、気流Ｃｓ量を増大する事が出来る。下面の傾斜壁５０ａにより、前後翼での相対風Ｓｗを受ける領域を等しくする事で、前後翼底面へ流入する相対風Ｓｗの量的差を解消する事が出来る。

前翼３０ａで相対風Ｓｗを受ける領域の底面４１ａの表面積と、後翼３１ａで相対風Ｓｗを受ける中央の領域の下面４２ａ、即ち、図７で示す後翼３１Ｓの中央の領域Ｓｗｒの下面４２０Ｓの表面積とを等しくすると、前後翼の気流Ｃｓ量が等しくなりロール運動が解消される。この時、環状構造の中心からの内径を１、底面４１ａの内径をｘ、外径をａとすると、底面４１ａと下面の傾斜壁５０ａの面積の関係は以下の計算式を満たす。ここで、πは円周率とし、下面の傾斜壁の角度Ｋｃａは０度とする。

環状構造の外径の範囲は環状構造の内径１に対して１．９２未満であるので、上記式を満たす底面４１ａの内径の範囲は１．５４未満となる。底面４１ａの内径から環状構造の内径までが下面の傾斜壁５０ａの範囲となる。下面の傾斜壁の角度Ｋｃａの値が増加する程、後翼３１ａで受ける相対風Ｓｗの量は増加するので下面の傾斜壁の幅Ｋｗａは小さくすると良い。フライングリング１０ａのロール運動を抑制する下面の傾斜壁の幅Ｋｗａは環状構造の内径１に対し、１．５４未満から内径の１を引いた値となる０．５４未満となる。

前翼３０ａの底面４１ａ直後の下面の傾斜壁５０ａでは、高さが気流Ｃｌの厚みを超える迄の僅かな範囲では気流Ｃｌによる境界層が残存し、ロール運動に影響を与える範囲が拡大する。下面の傾斜壁５０ａの角度が浅いと影響を与える範囲がより広くなる。下面の傾斜壁の角度Ｋｃａを高くするか、下面の傾斜壁の幅Ｋｗａを広くして調節する。

回転角速度が遅いと側翼へ気流Ｃｓが流れにくくロール運動が緩和されるので、下面の傾斜壁５０ａを縮小しても水平姿勢は維持出来る。前翼３０ａの底面４１ａの表面積が後翼３１ａで相対風Ｓｗを受ける中央の領域の下面４２ａの表面積以上の広さであっても、回転角速度によっては水平姿勢の維持は可能である。

後翼３１ａで相対風Ｓｗを受ける中央の領域の下面４２ａの表面積が前翼３０ａの底面４１ａの表面積超過の広さであると、フライングリング１０ａの回転運動により後左翼の揚力が強まり、右ロール運動が生じて飛行方向が右方向へし易くなる。一方、前翼３０ａの底面４１ａの表面積未満の広さであると、前右翼の揚力が強まり左ロール運動を生じて飛行方向が左方向へし易くなる。以上のことにより、回転運動により飛行経路を左右に曲げたい場合には、下面の傾斜壁５０ａの表面積を調節すると良い。

気流Ｙと相対風Ｓｗとの衝突により生じた揚力が翼部分の重量を上回ると浮揚する。翼部分が浮揚する際の気流Ｙの厚みを浮揚境界層とする。浮揚境界層は、飛行速度、相対風量、角回転速度、重量、翼面積、空気密度、摩擦係数、翼形状、等により変化する。前翼３０が浮揚する事で飛行が持続出来るので、本明細書では底面４１とは少なくとも前翼３０に浮揚境界層が生じ、前翼３０が浮揚し得る広さであるものとする。

例えば、図３に示す後翼３１ａの底面４１ａへ流れる相対風Ｓｗは、図２に示す前翼３０ａの底面４１ａへ流れる相対風Ｓｗより少なく、必要な浮揚境界層は厚くなる。そこで、下面の傾斜壁の高さＳｈａを調節することにより、後翼３１ａの浮揚境界層を厚くして揚力を補う構造とする事が出来る。

底面の外内径比は、底面４１の内径１に対する外径の比であり、１超過フライングリング１０の外内径比未満であり、以後、底面比と略する。例えば、前翼３０ａの底面４１ａへ流れる相対風Ｓｗの量は、後翼３１ａの底面４１ａへ流れる相対風Ｓｗの量の底面比倍である。

前翼３０ａの浮揚時に前翼３０ａ前縁で弾かれる相対風Ｓｗの量は後翼３１ａ前縁で弾かれる相対風Ｓｗの量の略底面比倍となり、後翼３１ａの浮揚境界層は前翼３０ａに対し底面比倍厚くなる。そこで、下面の傾斜壁の高さＳｈａを高くし、不足する後翼３１ａの浮揚境界層の厚みを補う事で、前後翼底面で生じる揚力が等しくなり、揚力差が解消され、ロール運動を抑制する事が出来る。後翼３１ａで弾く相対風Ｓｗの高低差Ｈｓが前翼の浮揚境界層厚みＤの凡そ底面比倍とすれば、相対風Ｓｗによる揚力差は解消される。この場合、下面の傾斜壁の高さＳｈａは前翼３０ａ浮揚境界層の凡そ底面比マイナス１倍となる。

下面の傾斜壁の高さＳｈａを前翼３０ａ浮揚境界層の底面比マイナス１倍超過とすると、後翼３１ａの揚力が過剰になりピッチダウン運動が生じる。例えば、フライングリング１０ａを高く投擲し山なりの軌道を辿る場合には、下面の傾斜壁の高さＳｈａを高くする形状とすれば良い。

浮揚境界層は飛行速度、相対風量、角回転速度、重量、翼面積、空気密度、摩擦係数、翼形状、等により変化する。このため、前翼３０ａの浮揚境界層を基準とすると、下面の傾斜壁の高さＳｈａを定めにくいので、上限を示して請求の範囲とする。

例えば、下面の傾斜壁の角度Ｋｃａは４５度以下の角度であると、後翼３１ａでは相対風Ｓｗに対する形状抵抗が低く、底面４１ａへ気流を流し易い。又、前翼３０ａの後縁では緩やかな拡大流れとなり、相対風Ｓｗの剥離を抑制し易い。下面の傾斜壁の角度Ｋｃａは４５度以下であるのが望ましく、下面の傾斜壁の高さＳｈａは下面の傾斜壁の幅Ｋｗａ以下の長さである。

この他の利点として、例えばこのような形状のフライングリング１０ａを投擲する際には、下面の傾斜壁５０ａに指を掛けやすく投擲が容易である。

一方で、図１に示す下面の傾斜壁５０は、揚力が生じない水平飛行時でも、相対風Ｓｗを後左翼底面へ反らし後左翼の揚力を過剰にさせ、右ロール運動を引き起こす問題を生じる。そこで、上面４０の何れかに上方へ拡径する同心円の上面の傾斜壁５１を設ける形状とする事により、水平飛行時で生じる後翼３１の過剰な揚力を相殺する事が出来る。

図４を参照して、さらに別の一実施形態のフライングリング１０ｂでの上面の傾斜壁５１ｂを説明する。本実施形態のフライングリング１０ｂは、上面４０ｂの同心円上の何れかに上方へ拡径する円弧状の上面の傾斜壁５１ｂを少なくとも一つ設けている。上面の傾斜壁５１ｂにより、後翼３１ｂ上面の気流Ｃｓは上面の傾斜壁５１ｂ上を後左翼にかけて滞留し肥厚する。相対風Ｓｗは該気流Ｃｓと衝突し上方へ弾かれ、反作用による下向きの抗力を後左翼上面にかけて強め、後左翼下面の揚力と同程度に生じると、水平飛行時に於けるフライングリング１０ｂの右ロール運動を抑制し水平飛行を維持する事が出来る。落下時には上面４０ｂは負圧となり気流による挙動は乏しく、上面の傾斜壁５１ｂは主に水平飛行時に作用する事が出来る。

図２に示す上面の傾斜壁５１ａは、水平飛行時に下面の傾斜壁５０ａと同程度の下方向の抗力を生じれば良いので、上面の傾斜壁の高さＵｈａは下面の傾斜壁の高さＳｈａと同程度にすると良い。上面の傾斜壁５１ａは一つ又は複数にしても良く、複数にする程、上面の傾斜壁の高さＵｈａを分割し低くする事が出来る。上面の傾斜壁の高さＵｈａは最大で下面の傾斜壁高さＳｈａと同じで良い。図４の実施形態では、上面の内縁２１ｂ側と外縁２０ｂ側の二つに上面の傾斜壁５１ｂを設ける形状とすることにより、後翼３１ｂで生じる過剰な揚力を分けて相殺している。

上面の傾斜壁５１ｂは外縁２０ｂに近い程、回転の軸心から遠のき力の作用は大きくなるので、上面の傾斜壁の高さＵｈを小さくすると良い。一つの上面の傾斜壁高さＵｈは、下面の傾斜壁の高さＳｈ以下の長さとする。

図１に示す下面の傾斜壁５０は、少なくとも気流Ｙが生じる落下時に現れれば良い。例えば底面４１との移行部を軽く柔軟性の高い素材とし、静止時では下面の傾斜壁５０部分の形状は略水平に保ち、底面４１との移行部を軽く柔軟性の高い素材とし、落下時の気流Ｙによる圧力により上方へ捲れ、この際に下面の傾斜壁５０が現れるような柔軟度を有する素材を用いた構造としても良い。この場合、水平飛行時の下面の傾斜壁５０による後翼３１の揚力が生じないので、上面の傾斜壁５１は無くても良い。

再び、図２を参照して、迎角６０ａを有する外縁２０ａを説明する。フライングリング１０ａにおいて、外縁２０ａの下面が上方へ拡径し相対風Ｓｗに対する迎角６０ａを有すると、上反角の効果を持ち水平姿勢を保ちやすい。一方で、外縁２０ａの下面から下方へ相対風Ｓｗが弾かれ易くなるため、前翼３０ａの揚力が増大するので、下面の傾斜壁の高さＳｈａを拡大した形状として後翼３１ａの揚力を補う。

前翼３０ａの底面４１ａと後翼３１ａの底面４１ａとで受ける相対風Ｓｗは略底面比倍の差があるので、迎角６０ａの高さの底面比倍を下面の傾斜壁の高さＳｈａに加えると良い。１を底面比で割った底面比の逆数を逆底面比とする。下面の傾斜壁の高さＳｈａは上限があるので、迎角６０ａの高さは下面の傾斜壁の幅Ｋｗａの凡そ逆底面比倍以下である。

次に、図５と図６を参照し、さらに別の一実施形態のフライングリング１０ｃでの俯角６１ｃを有する外縁２０ｃを説明する。フライングリング１０ｃにおいて、外縁２０ｃ下面が下方へ拡径し相対風Ｓｗに対する俯角６１ｃを有すると、俯角６１ｃの高さが気流Ｃａを覆う程度であれば気流Ｃａは下方へ拡散し相対風Ｓｗの衝突が避けられ推進力の減衰を抑制しやすい。俯角６１ｃの高さが増す程、前翼３０ｃでの気流Ｙは対流し相対風Ｓｗと直接の衝突が回避され、揚力の発生が緩やかになり、最小の境界層で浮揚し易く、急激なピッチアップ運動と推進力の減衰を共に抑制出来る。

又、相対風Ｓｗは底面４１ｃと接触し難く、回転に沿った気流Ｃｓは生じ難くなりロール運動が抑制されるので、下面の傾斜壁の幅Ｋｗｃを縮小する形状にすると良い。後翼３１ｃでは俯角６１ｃにより気流Ｙが堰き止められ、前縁の境界層が厚くなり易いので下面の傾斜壁の高さＳｈｃを縮小する形状にすると良い。

俯角６１ｃの高さが増す程、後翼３１ｃでは底面４１ｃを流れる気流Ｃｓを俯角６１ｃに沿って滞留、肥厚させ、相対風Ｓｗを下方へ弾き後左翼の揚力が増大し、下面の傾斜壁５０ｃの代わりに後翼３１ｃの揚力を補う事が出来、下面の傾斜壁５０ｃを小さく出来る。しかしながら、俯角６１ｃは前翼３０ｃでは拡大流れとなり、水平飛行時に相対風Ｓｗによる乱流を生じやすく空力的抵抗を増大させる。下面の傾斜壁５０ｃの切断面は涙滴型であり、前翼３０ｃ後縁での相対風Ｓｗの乱流は生じ難くなるので、後翼３１ｃの揚力はなるべく下面の傾斜壁５０ｃによって補うのが良い。

回転の軸心からの距離に比例して力の作用は大きくなるので、後翼３１ｃ後縁の俯角６１ｃによる揚力は最大で、下面の傾斜壁５０ｃによる揚力の逆底面比倍となる。俯角６１ｃの高さを下面の傾斜壁の高さＳｈｃの逆底面比倍以上とすると下面の傾斜壁５０ｃは不要となる。下面の傾斜壁の高さＳｈｃは上限があるので、俯角６１ｃの高さは下面の傾斜壁の幅Ｋｗｃの凡そ逆底面比倍未満となる。

外縁２０ｃ側の上面の傾斜壁５１ｃは、上面４０ｃ側を流れる気流Ｃａを上方へ拡散し相対風Ｓｗとの衝突を回避させ、推進力の減衰を抑制する事が出来る。

好ましくは、環状構造には、上面４０ｃの外端（環状構造の外端側）に、少なくとも飛行中に受ける相対風 Ｓｗに対して、凹状を形成する傾斜壁５２が設けられている。例えば上面４０ｃの外端に柔軟性を有する素材を用いて、静止時では傾斜壁５２の形状は略平面を保っていても、飛行中に受ける相対風Ｓｗに対しては凹状を形成する傾斜壁５２であっても良い。すなわち、上面４０ｃの外端を、飛行中に受ける相対風Ｓｗに対して凹状の形状となる外端の傾斜壁５２とする事により、相対風Ｓｗを上方向へ強く弾き、反作用による下方向の圧力を高め、前翼３０ｃで生じる過剰な揚力を抑制する事を可能とする。

また、本発明のフライングリング１０内部に中空部を設け、少なくとも被運送物の一部を中空部内に搭載し、被運送物を輸送する環状構造としても良い。例えば中空部内に、メモ等の記録媒体や通信機等を格納した伝達手段、計測器等を嵌装した観測手段、燃料や推進力の射出装置を搭載した飛行手段、としたフライングリング１０である。被運送物は必ずしも中空部内に封止するわけではなく、例えば計測器や、無線通信機のセンサー、アンテナ等、一部が外部に露出や突出する、としても良い。この時、前後翼の底面４１へ流れる空気量が変化し、揚力不均衡が生じる事もあるが、下面の傾斜壁の高さＳｈや幅Ｋｗを調整する事により水平飛行を維持する事が出来る。

また、例えば中空部内に紐の一部を埋設し、中空域１１に網状に紐を配し、本発明のフライングリング１０を飛来物の捕獲器としても良い。この場合、中空域１１を通る相対風Ｓｗが流れにくくなるので中空域１１を広くし、外内径比を小さくすると良い。

下面の傾斜壁５０や上面の傾斜壁５１は平面（断面は直線形状）のみならず、凸面や凹面とする形状であっても良い。上下面の傾斜壁は凹面であると、相対風Ｓｗを大きく弾く事が出来るので、夫々の高さを抑える事ができる。底面４１の表面積から定められる下面の傾斜壁５０の表面積は、曲面による増大を許容するものである。また、角度を指定してある壁面は凸面または凹面の曲面の場合もあるので、線形近似直線で測るものとする。

フライングリング１０に右カーブ飛行をさせる為に意図的に右ロール運動をさせる場合、下面の傾斜壁５０の表面積を増やす、下面の傾斜壁の高さＳｈを上げる等をすると良い。投擲直後から右ロール運動をさせる場合、上面の傾斜壁５１の規模を小さくすると良い。また、外縁部を円形ではない多角形状とすると、ヨー運動が生じ易く右方向へ曲げる事が出来る。

本発明のフライングリング１０の材質は、少なくとも飛行中に回転対称形が保たれ、大きく損なわれない強度であるのが良い。例えば、材質は、プラスティックなどの合成樹脂などである。また、少なくともフライングリング１０に電磁力を利用可能な導体を含ませて用いると（表面に露出又は内部に埋め込みなど）、例えばフライングリング１０を発射可能な発射装置に電磁力を利用して、フライングリング１０を射出する事も出来る。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、例えば各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形には、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…フライングリング １１…中空域 ２０…外縁 ２１…内縁 ３０…前翼 ３１…後翼 ４０…上面 ４１…底面 ４２…下面 ５０…下面の傾斜壁 ５１…上面の傾斜壁 ５２…外端の傾斜壁 ６０…迎角 ６１…俯角

Claims (9)

1. 
   内縁から外縁に至る環状構造で、かつ、回転対称であるフライングリングであって、
   前記環状構造には、略水平の底面と、前記内縁から下方へ拡径して前記底面に接続する
   円弧状の下面傾斜壁とが設けられ、
   前記下面傾斜壁と、前記内縁と、上面で構成される部分の上下方向に沿った断面における前記内縁の断面角度は直角以下であり、
   前記環状構造における前記内縁から前記外縁に至る半径方向について、前記環状構造の
   中心から前記外縁のうち最短となる距離までの外径と前記環状構造の中心から前記内縁ま
   での内径との比である外内径比が１．９２未満であり、
   前記下面傾斜壁について、角度が０度超過かつ４５度以下であり、かつ、高さが前記半
   径方向に沿った前記下面傾斜壁の幅以下の長さである
   ことを特徴とするフライングリング。
   
2. 前記環状構造における前記半径方向の断面重心は、前記底面の中央の径から前記底面の
   内径迄の何れかの位置にある
   ことを特徴とする請求項１に記載のフライングリング。
3. 前記環状構造における前記半径方向について、前記底面の中央の径より前記外縁にかけ
   て前記環状構造を形成する構造物の重量が漸次軽量となる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフライングリング。
4. 前記下面傾斜壁の前記半径方向の幅は、前記環状構造の中心から前記内縁までの
   内径１に対して、０．５４未満である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のフライングリング。
5. 前記環状構造の前記上面には、同心円上の何れかに上方へ拡径する円弧状の上面傾斜壁が少なくとも一つ設けられ、
   一つの前記上面傾斜壁は、高さが前記下面傾斜壁の高さ以下の長さである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のフライングリング。
   
6. 前記環状構造には、前記上面の外端に少なくとも飛行中に受ける相対風に対して凹状を形成する外端傾斜壁が設けられた
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のフライングリング。
   
7. 前記外縁が上方へ拡径し迎角を有し、前記迎角の高さは前記下面傾斜壁の幅の、逆底面比倍以下である、又は、
   前記外縁が下方へ拡径し俯角を有し、前記俯角の高さは前記下面傾斜壁の幅の前記逆底面比倍未満であり、
   前記逆底面比は、前記環状構造の中心から前記底面の外径までの距離である底面外径と、前記環状構造の中心から前記底面の内径までの距離である底面内径との比である底面比の逆数である
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のフライングリング。
8. 前記環状構造には、さらに、被運送物を搭載可能な中空部を有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のフライングリング。
9. 前記環状構造を形成する構造物には、電磁力を利用可能な導体を含む
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のフライングリング。