JPS62503193A - パイロット訓練装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 パイロット訓練装置 技術分野 本発明は訓練装置に関し、詳しくは、航空機のパイロット訓練装置に関する。

本発明装置は係留された航空機を使用して、特に、離着陸の技術を訓練生に教え るために開発されたものである。この技術を習得することは極めて困難なことで あり、特に着陸時には、事故の危険性を最小限に抑えるために的確な距離判断と 巧みな操縦技術がパイロットに要求される。

背景技術 訓練のための方法の一つは訓練用航空機を使用することである。しかしながら、 この方法は、従来の航空機を使用して通常通り飛行する必要があり、極めて費用 がかかるものであり、１回のフライトにつき離着陸を行う機会は各１回ずつであ る。

周知のごとく、訓練中最も困難なことは着陸技術を習得することである。

着陸時に伴う危険性を考慮すると、困難な飛行状況、例えば、片荷重機を操縦し たり、強い横風の中で着陸したりする時に、訓練生を上記方法で訓練するのは殆 ど不可能に近い。

この問題に対処するため、他の様々な方法が提案されている。

その一つに、電子的あるいは機械的な飛行模擬装置があるが、この装置は極めて 高価であると共に、単に航空飛行を真似ているだけのものであり、更に、訓練生 たちも実際に飛行していないことを知っているため、実際の飛行感覚を身につけ ることはできない。

他の方法は航空機を可動構造物に組み込むことであり、例えば、仏国特許第７４ ７４２４号公報に開示されている。この公報によれば、航空機は垂直軸の回りに 回転可能なブームの先端に取り付けられており、このブームは更に、垂直支持構 造物によって揺動自在に支持された頭部部材に取り付けられている。ブームは垂 直軸から張り出した小腕部を形成しており、この小腕部は回転運動を制御するた めの手段に連結されている。一般的には、構造上、静的あるいは動的平衡を保つ ため、頭部部材は直径方向において反対側に位置する２本のブームにより構成さ れている。上記構造の利点は離着陸状頼を任意に増加させることが可能なことで ある。しかしながら、この装置は複雑であるばかりでなく、航空機自体が有する ３軸、即ち、ピッチ軸、ロール軸及び偏揺れ軸上において、航空機は揺動じうる ちのではない。更にこの構造においては、訓練の一助とすべく、低速で安定飛行 しうる実際に近い状態を得るため、航空機の相対質量を調節することも不可能で ある。

その上、高度飛行状態はブームの回転運動を制御する機構の作用の仕方にひとえ に依存しており、この機構は、航空機の内部から操作する上で、極めて複雑で、 精巧かつ高価な遠隔制御装置を必要とする。英国特許第５０９１６１号公報にも 同様な方法が開示されているが、これも上記仏国特許第７４７４２４号公報に開 示されている方法と同様な欠点を上記従来技術の欠点に鑑み、本発明の目的は、 訓練を受けるパイロツトが実際に空を飛ぶことが可能で、航空機は地上でも空中 でも係留されているものの、それ自体が有する３軸の回りに動作しうるように構 成することである。

このため、本発明装置は、同じ航空機を使用し、同じ特性を有するエンジンを使 用して、車輪走行、離陸、飛行、及び着陸の異なる状態を生み出すため、航空機 の相対重量を任意に調節しうる可能性を新たに備えたものである。

本発明の別の目的は、限られた高度内で全く安全に飛行しうる装置を提供するこ とである。

発明の開示 本発明による装置は、−側においてブームの小腕部に連結され、その下部に、接 地可能で水平軸回りにブームの揺動高さを大腕部の上昇方向において抑止するた めの回転及び抑止手段を備えた平衡錘と、他側においてブームの大腕部に連結さ れ、航空機を大略その重心位置で吊り下げ、大腕部及び航空機近傍にそれぞれ設 けられた自在継ぎ手を備えた手段がら成ることを特徴とする。

更に、本発明装置は実質的に、剛性の高い大型ブームより構成されており、この ブームはその長さの約１１５の高さの支持マスト上に配置されることにより、大 腕部及び小腕部を有する構成となっている。この大型ブームは支持マスト上にお いて、垂直軸及び水平軸回りに回転可能に配置されている。大腕部の端部は、い ずれの方向にも回転可能であり、従って、上昇あるいは下降可能となり、その回 転中心はマスト上部であり、小腕部は大腕部と逆の動作をすることとなる。平衡 錘は小腕部の端部に吊り下げられており、その重量は増減可能である。吊り索は 大腕部端部に緊結されており、その長さはマストの高さより若干短い。航空機は この吊り索端部に、大略その重心部において吊り下げられており、ブームに対し いかなる方向にも移動可能である。

地面に固定された支持マストは剛性が高く、垂直方向に支柱で支持された大型管 部材、自立型マスト、あるいは、管制塔又はパノラマ式レストランと同様の上部 に部屋を設けた給水塔のようなコンクリートの塔のごとき構造のいずれでもよい 。支持マストの上部には、大型剛性ブームを取り付けるための連結装置が設けら れている。小腕部の端部に吊り下げられた平衡錘はその殆ど全重量で、大腕部端 部に吊り下げられた航空機の重量を軽減するために、調節される。しかしながら 、平衡錘の調節は、航空機が休憩時、着地状態を維持しうるように、２０ｋｇあ るいは３０ｋｇの重量程度である。パイロットが乗り組むと、発進時の重量は、 航空機重量とパイロットの体重及び、エンジンが往復動機関又はタービンエンジ ンであれば燃料の重量を加えたものである。このように、航空機の翼荷重を著し く軽減したことにより、航空機の上昇に必要な揚力をも軽減することとなり、極 めて低速で離陸することが可能である。平衡錘を軽減することにより、航空機の 重量を徐々に増加することが可能であり、実際のフライトに近い状態が実現しう る。航空機はそれ自体の推進手段で推進するが、その相対重量が軽減されるにつ れ、必要とされる推進力は通常のフライトより明らかに小さい。航空機があらゆ る方向に自在に動作可能であれば、訓練されるパイロットは横揺れ、縦揺れある いは偏揺れの様々な異なる操作を訓練することが可能である。地上においては、 支持マストの高さ及び吊り索の長さにより走行位置に数メートルの違いはあるが 、この航空機により訓練されるパイロットは滑走訓練を練習できる。装置の状態 に関係なく、航空機は常に、離着陸の実際の状態と同様の慣性の影響をうけるが 、これに比例した慣性の影響を平衡錘も受けることとなる。

ブームの揺動により航空機はある高度まで上昇するが、平衡錘の下方に設けられ た車輪により自動的に制限されている。従って、この車輪は地面と接触しうるよ う設計されている。この車輪は又、緩衝手段と連結させてもよい。

本発明装置を使用することにより、訓練されるパイロットは、地上においても空 中においても、プロペラ機、ジェット機、ヘリコプタ−あるいはジャイロコブタ ーのような航空機を操作することが可能となる。いかなる場合においても、航空 機はその重心位置において吊り索端部に吊り下げられているが、ヘリコプタ−又 はジャイロコブターの場合には、装置が回転しうるようにロータの上方において 吊り下げられている。

更に、本発明装置にもとすき、剛性ブームを垂直軸回りに回転しうる駆動源を装 備すれば、グライダ−をも操縦することが可能である。

本発明装置によれば、実際に飛行する航空機を使用している従来の航空学校に比 較して、期間が同じであれば著しく安い費用で、誰でも航空機の操縦技術を習得 しうる。更に、訓練を受けるパイロットは同じ期間内に、例えば、離陸及び特に 着陸技術の習得にかなりの時間を費やすことも可能である。

一例として、１３０メートルの直径、あるいは４００メートルの周回長さ又は航 路を宵する装置を得るため、本発明装置を半径６５メートルの大腕部と高さ１０ メートルの支持マストを備えた状態に組み立ててもよい。

回転直径が大きいため、パイロットは殆ど遠心力の影響を感じることがない。２ ５ｋｍ／ｈｒの速度であれば、航空機は航路を一周するのに約１分かかり、遠心 力が無視しうる程度であるので、円軌道をぐるぐる回っているという印象をうけ ない。

本発明装置を上述のような寸法に構成すれば、訓練を受けるパイロットは約３０ メートルの高度で航空機を操縦することが可能となり、この高度は、離陸及び特 に照明下の着陸を含む着陸技術を訓練する高度として十分である。

本発明装置を使用すれば、訓練を受けるパイロットは、円形トラック上で操縦可 能であるので、どのような風の状態であっても、離陸、飛行及び着陸が可能とな る。訓練されるパイロットに平衡状態の悪い航空機で練習させるため、航空機の 取り付は位置を変更したり、片荷重を注意深く付は足すことにより、航空機の平 衡を狂わすことも可能であり、このような飛行状態を従来のパイロット養成学校 において作り出すことは、かなりの危険を伴わずには事実上不可能であった。

パイロットを養成するために開発された本発明装置は係留航空機を操縦する装置 であり、従来の訓練手段に比較して、その組み立であるいは使用にかかる費用は 少なく、更に同じ飛行時間では、離陸及び特に着陸技術の習得のために、縦揺れ 、横揺れ及び偏揺れを組み合わせた飛行と同様、いかなる状態においても極めて 安全に多くの時間を費やすことが可能となる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明にかかるパイロット訓練装置の側面図、第２図は第１図における 本装置の線■−Ｈに沿った平面図、第３図は本発明装置の中央部の縦方向におけ る部分拡大図、第４図は第１図の線■−■に沿う拡大断面図、第５図はブームを 支持構造物上に連結するための装置の部分拡大縦断面図である。

発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。

第１図及び第２図において示されるように、本発明装置は、中央ブラケットＡよ り成るブームにより構成されており、このブラケットＡの一側には大型の側腕部 Ｂが、その反対側には小型の側腕部Ｃが延在しており、両腕部Ｂ及びＣはそれぞ れその数箇所を、中央ブラケットＡの１点８に緊結されたケーブル！によって支 持されている。小腕部Ｃの一端には、平衡錘Ｇがあらゆる方向に動作しうるよう に、自在継ぎ手Ｈを介して取り付けられている。平衡錘Ｇの下には、方向を自在 に変更しうる自己調節型車輪！が緩衝装置と共に取り付けられている。ブームが 水平軸上において旋回すると、車輪Ｉは地面に対して柔軟かつ滑らかに接触する 手段として作用するが、これについては後述する。鋳鉄製平板状部材１２は平衡 錘Ｇの側面に着脱自在に取り付けられている。航空機Ｍは、大腕部Ｂに自在継ぎ 手Ｋを介して固着された吊り索Ｊに吊り下げられているが、上記平板状部材１２ の装備により、航空機Ｍの重量を多少増減することが可能である。航空機Ｍは更 に、自在継ぎ手りを介して吊り索Ｊに緊結されている為、あらゆる方向に動作し うる。

上記全装置はマストのような垂直支持構造物りの上部に位置しており、２本の軸 、即ち、水平軸Ｅ及び垂直軸Ｆの回りに回転可能である。

第１図、第２図及び第３図に示される本実施例によれば、中央ブラケットＡとし て様々な構成が考えられるが、図示されているように、管部材２６に支持された ２本の交差した管部材２７及び２８を備えた主管部材１５により構成するのが望 ましい。４本の管部材１７は接合点１６を介して主管部材１５を垂直状態に保持 している。主管部材１５の上部は、支持点８からケーブル２及び２０により支え られ、垂直状態に保持されている。管部材２７は垂直方向には管部材１９により 、水平方向にはケーブル９により、交差状に支持された管部材１８により延長さ れている。

中央ブラケットＡの下方には回転装置３！が設けられており、この装置はテーブ ル３０上に配置されていると共に、このテーブル３ｏは枢軸３４を介して、支持 部材りにより支持された保持部材３３により保持されている。テーブル３ｏは更 に、スラスト玉軸受３２を介して、垂直軸Ｆ回りに回転自在に取り付けられてい る。

支持部材りは、移動防止のための手段により地面に固定された管部材であっても よく、この管部材は、その上部から地面に堅固に打ち込まれた抗７間に張架され たケーブル６によって垂直方向に保持されている。

ケーブル６の数はマストＤを堅固に保持しうるに十分な本数とする。

平衡錘Ｇは水又は砂で充満した容器であるが、容積を減少させる為、好ましくは 同じ重量の鋼片の方がよい。平衡錘Ｇは小腕部Ｃの端部に自在継ぎ手Ｈを介して 吊り下げられている為、小腕部Ｃが水平であっても傾いていても、その状態に関 係なく常に垂直に維持される。このことにより、方向を自己調節しうる車輪■は 常に良好な状態で地面と接触することが可能である。この車輪は通常市販されて いるものでよく、緩衝装置と一体型あるいは分離型であってもよい。平衡錘に適 当と思われる重量は、可動装置Ａ、Ｂ及びＣの平衡を十分に維持しうる程度とし 、平衡錘Ｇが下がり気味で、大腕部Ｂの端部が若干上がり気味に調節される。

平衡錘Ｇの全周において、鋳鉄製平板状部材１２は容易に着脱可能である。各平 板状部材１２の重量は２０ｋｇを超えない方が望ましく、そうすれば、平均的な 体力の持ち主は操作可能である。このため、平板状部材１２には取っ手が設けら れている。平衡錘Ｇの周囲に取り付けられる平板状部材１２の数は、吊り索Ｊの 一端に固着される航空機Ｍの重量を調節するために変更可能である。この平板状 部材１２は鋼製もしくは鋳鉄製の方が好ましい。

第１図、第２図及び第４図において示されるように、大腕部Ｂは複数の基本要素 １３から構成されており、各要素は両端に接続フランジ２３を備えたある長さの 管部材１３０から成る。この管部材１３０は横方向の中間部に、張り綱５を介し てフランジ２３に接続されたケーブル支持用菱形部材Ｎを備えている。菱形部材 Ｎは半径方向において管部材２１により構成されており、その端部は互いに管部 材２２により連結されている。　基本要素１３は端部と端部をつないで取り付け られているが、一方ではフランジ２３により、他方では菱形部材間に延在するケ ーブル３により互いに接続されている。基本要素の少なくとも数個はブラケット Ａの一点８にケーブルｌで吊り下げられている。基本要素１３は中央ブラケット の管部材２８の対応する端部にフランジ２３により固定されている。全人腕部は 更に、管部材１８の端部に取り付けられたケーブル１０により所定の位置に維持 されている。このようにして、全人腕部は様々な三角形により構成されており、 堅固に大腕部Ｂを支持しうるよう設計されている。

第１図、第２図及び第４図に示されるように、小腕部Ｃは各ケーブルが短いこと を除けば、設計面で大腕部Ｂと同じである。ケーブルｌ及び１１の固定方法は同 じである。

第１図において、吊り索Ｊは大腕部Ｂの端部に自在継ぎ手Ｋを介して取り付けら れている為、吊り索Ｊはあらゆる方向に移動可能である。この吊り索Ｊの反対側 端部にはフックＬを備えた自在継ぎ手が設けられており、航空機はその重心位置 に邦いてフックＬに吊り下げられている。

吊り索Ｊの代わりに、例えば剛性の高い管部材、弾力性のあるロープあるいはそ れらの組み合わせを使用し、更に自在継ぎ手Ｋ及びＬを使用した他の支持装置も 採用可能である。大腕部及び小腕部の下方には、２っのウィンチ３５０及び３６ ０のケーブル端に接続するための固定点３５及び３６が設けられている。２つの ウィンチの１つは固定点３５の下方に、もう１つは固定点３６の下方において、 地面に固定されている。このような装置により、航空機Ｍを吊り下げｆこり取り 外したり、あるいは、平板状部材１２を着脱したりする為、全可動装置を軸Ｅの 回りに回転させることが可能である。

次に、上記のような構成を有する装置を適用する場合について詳述する。

航空機Ｍは適当な種類の航空機を選定する。例えば、本装置に使用可能であれば 、通常の飛行から除外された廃機でもよく、又本発明装置のために特に設計され た擬装機でもよい。自在継ぎ手りの装備により、航空機はあらゆる方向に移動可 能であり、結果として、３軸、即ち、ピッチ軸、ロール軸及び偏揺れ軸の回りに 揺動可能である。

まず、固定点３５及び３６の下方に配置されたウィンチを操作することにより、 パイロットは平衡錘Ｇを接地させる。それから、航空機重量を緩和する為、選択 されたフライトの種類に応じて異なる必要数の平板状部材１２を取り付ける。こ の後、ウィンチを更に操作して吊り索Ｊの継ぎ手りを航空機と同レベルに位置さ せる。そして、航空機に吊り索を緊結し、ウィンチのケーブルを固定点３５及び ３６から取り外す。装置を操作する為の準備はこれで全て整ったこととなり、パ イロットは航空機に乗り込み、エンジンを始動し、実際のフライトのように制御 することが可能となる。

本発明装置を使用する著しく有利な点は、パイロット養成者が地上で、訓練され るパイロットが行うすべてのことに対して、監視することができ、ラジオで、あ るいはサインを送り合うことにより、互いに連絡を取り合うことが可能なことで ある。

上記以外にも、様々な変形例が考えられるが、本発明から逸脱しない範囲におい て、例えば、ブラケットＡ１腕部Ｂ及びｃｌあるいは、Ｅ及びＦで示される軸の 回りに回転可能な装置を変更することも可能である。

平衡錘Ｇ及び平板状部材１２の代わりに他の平衡装置を、又、緩衝用車輪■の代 わりに他の緩衝装置を採用することも可能である。マストＤについても、自立型 マストあるいはコンクリート製櫓に置き換えてもよい。

最後に、本発明の重要部分である吊り索Ｊについても、様々な形状あるいは構成 が考えられ、例えば、可撓性、剛性あるいは柔軟性部材のいずれでもよい。

本発明装置は、全て取り扱いやすい小型部材に分解することが可能であり、この ような部材は、管部材、ケーブル、三角形部材、平衡錘等により構成されている 。各管部材の端部には、数個の穴を備えたフランジが溶接されており、これによ り管部材は互いに接続される。

第１図に示されるように、航空機Ｍを第２の柔軟性索具Ｊｌを介して、大腕部Ｂ に接続することも可能であり、こうすれば、遠心力の影響をうけて航空機が上昇 するのを防止できる。この索具Ｊｌは、大腕部ＢのブラケットＡに近い所と航空 機の重心しに緊結されており、その長さは、航空機が許容限度までしか上昇しな いように計画されている。この索具Ｊｌを追加装備することにより、航空機は大 腕部Ｂに二重に連結されることとなり、安全性が増す。索具Ｊｌは、航空機Ｍが 飛行機の場合、その内側の翼の先端に設けられたガイドＭｌ内を挿通されている 。このように配置することにより、ロール軸回りの自由な操作はそのまま維持さ れる。

索具Ｊｌの別の機能は、それが−直線に緊張して、遠心力の影響により航空機が 航路から離脱するのを防止することにあり、これは円形状に飛行するモデル飛行 機にも見られるものである。

本発明装置は容易に組み立てたり、分解したり、一般道路を使用して運搬可能で あるので、必要に応じて様々な場所に据え付けることが可能である。

以上、詳述した本発明の好ましい実施例以外にも、当業者には種々の変形が考え られるが、このような変形は本発明の趣旨から逸脱しない限り、本発明の範囲に 含まれているものと解すべきである。

国際調査報告 −い＊ｌｌａｍｂｅ、に、ｍｗａ、ＰｃＴ／ＦＲＯＯ２２５−２−ＡＮＮＥＸ　 Ｔｏ　ｒ：　ＩＮＴＥＥＩＡＴ工０ＮＡＬ　Ｓ三ＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴ　０ＮＣ Ｂ−Ａ−５０９１６１Ｎｏｎｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）係留飛行機によりパイロットを訓練するための装置であって、上部にブーム を備えた垂直支持構造物より構成され、該ブームは垂直軸回りに３６０度回転可 能であると共に、ブーム軸に垂直な水平軸回りに揺動可能であり、該垂直支持構 造物の両側に小腕部及び大腕部を備えており、一側においてブームの小腕部に連 結され、その下部に、接地可能で水平軸回りにブームの揺動高さを大腕部の上昇 方向において抑止するための回転及び抑止手段を備えた平衡錘と、他側において ブームの大腕部に連結され、航空機を大略その重心位置で吊り下げ、大腕部及び 航空機近傍にそれぞれ設けられた自在継ぎ手を備えた手段から成ることを特徴と するパイロット訓練装置。 ２）請求の範囲第１項に記載の装置であって、上記平衡錘は上記小腕部に自在継 ぎ手を介して吊り下げられ、重量が調節可能な構造物より構成されたことを特徴 とするパイロット訓練装置。 ３）請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置であって、上記平衡錘はその下部 に、回転、抑止及び緩衝手段を備えたことを特徴とするパイロット訓練装置。 ４）請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の装置であって、上記平 衡錘はその下部に、進行方向を自己調節しうる車輪より成る回転、抑止及び緩衝 手段を備えたことを特徴とするパイロット訓練装置。 ５）請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の装置であって、上記平 衡錘は重量調節用板部材が着脱自在に取り付けられた構造物より成ることを特徴 とするパイロット訓練装置。 ６）請求の範囲第１項に記載の装置であって、上記吊り下げ手段は剛性索具から 成ることを特徴とするパイロット訓練装置。 ７）請求の範囲第１項に記載の装置であって、上記吊り下げ手段は可撓性索具か ら成ることを特徴とするパイロット訓練装置。 ８）請求の範囲第１項に記載の装置であって、上記大腕部及び小腕部はいずれも 係留するためのケーブルを巻き付けあるいは巻き戻すためのウィンチを備えたこ とを特徴とするパイロット訓練装置。 ９）請求の範囲第１項に記載の装置であって、上記ブームの上記小腕部及び大腕 部はいずれも基本構成要素の端部と端部を連結させた組み合わせにより構成され 、該基本構成要素はフランジを有するある長さの管部材と、該管部材の横方向中 央面に設けられたケーブルを備えた菱形状部材と、該菱形状部材と該管部材の両 端間に延在する張り綱を備え、該フランジと該菱形状部材間に延在するケーブル により互いに連結されていることを特徴とするパイロット訓練装置。 １０）請求の範囲第１項に記載の装置であって、上記ブームは水平揺動軸を有す る揺動装置を備え、該揺動装置は垂直支持構造物の垂直軸回りに回転するために 取り付けられたテーブル装置と協動することを特徴とするパイロット訓練装置。 １１）請求の範囲第１項又は第１０項に記載の装置であって、上記ブームはモー タ駆動され回転可能であることを特徴とするパイロット訓練装置。 １２）請求の範囲第１項に記載の装置であって、上記航空機は更に、その重心位 置で可撓性索具を介して大腕部に連結されていることを特徴とするパイロット訓 練装置。