WO2007010682A1 - 格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼とそれを取り付けた航空機 - Google Patents

格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼とそれを取り付けた航空機 Download PDF

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WO2007010682A1
WO2007010682A1 PCT/JP2006/311390 JP2006311390W WO2007010682A1 WO 2007010682 A1 WO2007010682 A1 WO 2007010682A1 JP 2006311390 W JP2006311390 W JP 2006311390W WO 2007010682 A1 WO2007010682 A1 WO 2007010682A1
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shroud
bottom plate
aircraft
blade
rotating
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PCT/JP2006/311390
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English (en)
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Inventor
Kaidou Ikeda
Original Assignee
Kaidou Ikeda
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/20—Rotorcraft characterised by having shrouded rotors, e.g. flying platforms

Definitions

  • the present invention relates to a rotor with a shroud with a bottom plate that enables storage and exhibition, and a rotor with a shroud with a bottom plate that enables storage and exhibition.
  • the present invention relates to a method for realizing an aircraft capable of freely flying in the air with a shroud-equipped rotor wing attached to the side or side wall of the aircraft based on the forward direction of time.
  • the method of connecting the power for driving the rotating blades to the rotating shaft of the blade core portion is less efficient in generating torque due to the lever principle than the method of generating the power at the blade end portions of the rotating blades. For this reason, the blade tip force is also injected with gas, the experiment in the UK where a turbojet is attached to the tip of a rotor blade with a diameter of 60 m (rotation radius 30 m), the concept of installing a ramjet, There is also an attempt to achieve the driving force at the blade tip with the best efficiency by arranging the electromagnet and the permanent magnet between the blade tip and the shroud covering it to form the driving principle of the linear motor.
  • a conventional helicopter that connects power to the rotating shaft of the rotor blade core is an open blade tip that floats the blade tip of the rotating blade in the air, and the lift generated by the rotating blade passes through the rotating shaft. And transmitted to the aircraft.
  • the blade width of the rotor blade is the same and the angle of the rotor blade to the rotating surface (hereinafter referred to as the pitch angle) is constant up to the blade tip force
  • the blade tip and blade center of the rotor blade Since the relative velocity with the atmosphere (hereinafter referred to as airspeed) differs in the part, the lift generated is significantly smaller at the tip of a blade with a fast airspeed, and extremely low at a blade center with a slow airspeed.
  • the blades of the rotor blade may be bent and the lift may be reduced or lost.
  • the force and the pitch angle of the rotor blades are narrowed and the pitch angle is lowered to 0 ° as much as possible (the pitch angle at which the blade tip is minus 2 ° or 3 °). 49), or by increasing the blade width of the blade core and increasing the pitch angle to around 15 ° to increase the lift generated at the blade center.
  • the ideal form is to generate uniform lift throughout the rotor blades.
  • the angle of the rotor blades relative to the relative wind (hereinafter referred to as the angle of attack) is said to be 10-7 °.
  • the part where the pitch angle force of 10 to 7 °, which is the angle of attack is a part of the rotor blade as shown in Fig. 49. Since the tip angle of 10 to 7 ° cannot be applied to the tip of a blade that can efficiently generate lift, it has a structure that makes it impossible to generate efficient lift. Will be.
  • Patent Document 2 and Patent Document 4 describe a method in which the number of rotor blades is not limited. Are connected by a rotating duct or an annulus, and the entire circumference of the outer periphery of the rotating duct or annulus covering the rotor blades A method of rotating by applying the motor driving principle was proposed. As a result, the arrangement of the electromagnets and permanent magnets that make up the drive principle of the linear motor can be removed from the limitation of the number of blades, so that the entire circumference of the rotor blades can be achieved, and it is possible to have many action points for the driving force. It was.
  • the magnitude of the force that should be generated by one set of the electromagnet and permanent magnet composing the linear motor is the set of electromagnet and permanent magnet at the blade tip so far. Compared to the magnitude of the power to be reduced, it can be dramatically reduced. As a result, the selectivity of the size of the magnet and permanent magnet, the amount of current to flow, and the thickness of the wire increased, making the calculation easier and feasible.
  • the ducted fan using electromagnetic force disclosed in Patent Document 4 also assumes that the expansion and contraction of the rotor blades is within 5 mm in other claims including electromagnetic force, and that the blades of the rotor blades are greatly expanded and contracted. Lacks a mechanism to deal with Among them, the ring with a protrusion joined and fixed to the blade tip of the rotor blade of claim 6 does not have a mechanism of a hole protrusion to cope with a small contraction that other methods of Patent Document 4 have. .
  • the outer ring of the ring with protrusions and the inner ring on the shroud side are in contact with the ball bearings.
  • the rotor blades will centrifuge during rotation. Stretches greatly under the influence of force. For this reason, even if the impact of the blade tip of the rotor blade can be reduced by the connection with the ring, the blade length and the diameter of the ring are expanded and contact with the shroud is unavoidable. Become . Even if a new bearing is inserted between the ring and the shroud, the bearing may be pressed to make it unrotatable or to be crushed. In addition, expansion and contraction due to temperature rise and fall is likely to have a more serious effect because not only the blades of the rotor blades but also the ring itself expands and contracts.
  • a ducted fan using electromagnetic force based on claim 6 of Patent Document 4 has a diameter of 1.2 m (turning radius 0.6 m) or less, as assumed in paragraph 0014 of the description. Even if it can be used, it cannot be used with a rotor blade having a large diameter (turning radius).
  • Patent Document 5 in which the driving principle of the rear motor is applied to the blade tip
  • Patent Document 2 and Patent Document 4 in which the driving principle of the linear motor is applied to the blade tip (including a rotating duct and a ring) are generated.
  • the lift is transmitted to the aircraft via a shroud covering the rotor blades.
  • FIG. 50 there is no problem even if the lift force is biased and generated significantly near the blade tip of the rotor blade. Therefore, in conventional helicopters, the pitch angle of the blade tip with high airspeed is as close as possible to 0 °, and conversely, the pitch angle of the blade core with low airspeed is around 15 °. In order to make the lift uniform, the blade was twisted (twisted down).
  • Patent Document 2 Patent Document 4 and Patent Document 5
  • a pitch angle capable of efficiently generating lift can be employed.
  • the pitch angle may be constant as shown in FIG. 50.
  • the entire pitch angle can be created at 7 °. In this way, by making the entire area of the rotor blade a pitch angle that can obtain the optimum angle of attack, the same amount of lift generated by the rotor blade of a conventional helicopter can be rotated with a much smaller diameter (turning radius). Can be realized with wings.
  • Patent Document 2 the point of action based on the drive principle of the linear motor can be obtained over the entire circumference of the blade tip, and even for large rotor blades with long blades, the blades can be expanded and contracted due to centrifugal force and temperature changes. It has a mechanism that can suppress drooping of the blade when parked, vibration during rotation, and generation of standing waves, and has an excellent effect of generating large lift and propulsion with a small diameter (rotation radius).
  • the rotating wing with a rotating duct type shroud of Patent Document 2 is attached to both sides of an aircraft fuselage without attaching a feathering hinge and operated as a lift generator, the rotation is about as soon as it takes off.
  • the through-flow velocity effect (induced flow effect), which is a lateral movement accompanied by vibration caused by the wing lift imbalance, is attached to the symmetric position on both sides of the fuselage by attaching a rotor blade with a rotating blade type shroud.
  • the transfer lift which is another effect of lift imbalance, occurs as the aircraft starts moving forward, and is noticeable around 22kmZh (about 12kt). Appear in This transfer lift acts in the direction of lifting (nose-up) the front (nose) of the aircraft, so it raises the head of the aircraft and prevents the speed from increasing.
  • a tilt device that can tilt the entire rotor blade with a rotating duct type shroud up to a maximum of 7 ° is required. ⁇
  • the use of a rotating duct type shroud with a shroud creates a large energy opening during forward flight.
  • Patent Document 4 and Patent Document 5 are examples in which a rotor blade that applies a driving principle of a linear motor to a blade tip or a blade tip portion is applied to a tail rotor of a conventional single rotor helicopter.
  • Patent Document 1 is the same as that of Patent Document 2 in which a rotating duct type shroud-equipped rotating blade is attached to a rapid wind direction changing device and integrated into a rapid air volume generating wind direction changing device. This is an example.
  • a rotating duct type shroud rotor blade in Patent Document 2 horizontally as a lifting device without a feathering hinge, tilt it forward at an angle that can eliminate or reduce the effect of transfer lifting force.
  • Patent Document 1 the rotating duct type shroud rotor blade of Patent Document 2 is installed and operated in a rapid wind direction change device capable of arbitrary tilting.
  • the corresponding tilt in the calculation in the figure, when the horizontal plane is used as a reference, a depression angle of -2 to 17 °) can be given to the rotor blade with a rotating duct type shroud. Therefore, in Patent Document 1, it is possible to suppress nose-up due to the transfer lift during forward movement, so it is possible to fly at a high speed by removing the factor that hinders the speed.
  • Patent Document 3 has a mechanism in which a fan engine is mounted inside a double rack-pion cylinder device and tilted in two axes, and the direction of the fan engine is 360 ° around the circumference. .
  • the rack-pion type cylinder device can increase the rotation speed, but has a limited operating range depending on the length of the rack gear. Therefore, even if it is effective when tilting at a high speed in a narrow range, using it in a wide range exceeding 360 ° or 360 ° on the entire circumference may slow down the rotation speed or cause a lack of force. Because it is expensive, it is not suitable for use.
  • Patent Document 6 two rotor blades, one in front of the aircraft and one in the rear when the forward direction at the time of cruise is used as a reference, are attached.
  • the driving force is applied to the rotating shaft, and the generated lift is transmitted to the airframe via the rotating shaft at the blade center to fly.
  • a helicopter a tandem type helicopter that has been flying in the past, for example,
  • Patent Document 6 can constitute a new aircraft having a different flight system from the present invention.
  • Patent Document 1 Patent No. 3677748 (Claim 1, Claim 2, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, (Fig. 15, Fig. 16)
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3595988 (Claim 1, FIG. 1, FIG. 3, FIG. 5, FIG. 8)
  • Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-137192 (Claim 1, Claim 2, Claim 5, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12) )
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-097288 (Claims 6, 0042, 0043, 0044, 0045, FIGS. 7 and 8)
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 7-205897 (Claims 1, 0001, 0008, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3)
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 7-125696 (Claim 1, Claim 2, Claim) (Claim 3, Claim 4, Claim 5, 0015, 0021, 0026, 0031, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8)
  • Patent Document 7 Japanese Patent Application No. 2004-227323 (Claim 2, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 12)
  • Patent Document 8 British Patent No. 1228469 (Description, Claim 1, Claim 2 and Claim 3)
  • Patent Document 9 US Pat. No. 3383074 (Description)
  • Non-Special Reference 1 Michael J. Hirschberg, Tnomas Muller, Alexis Rocher, FRENCH LOW- SPEED V / STOL CONCEPS OF THE TWENTIE TH CENTURY ", [online], [searched August 8, 2005], Internet URL: h ttp: Z / www. vtol. org / pdfZ stovl— 58. pdf:>
  • Non-Patent Document 2 Michael J. Hirschberg, "The American Helicopter", [onli ne], [searched August 8, 2005], Internet http: ZZwww. Iasa. Com. Au / ffoldersPublications / pdf norary / osprevpdf s / The% 20Amencan% 20 Helicopter, pdf>
  • An aircraft that attaches a rotor blade with a shroud to a fuselage to generate lift and propulsion and flies is a rapid air volume generation wind direction change device that combines a rotary duct type rotor blade with a shroud and a rapid air direction change device of Patent Document
  • the aircraft of Patent Document 1 has a rapid airflow generating wind direction change device that extends greatly to the side of the aircraft and occupies a place, and is difficult to fold. .
  • the present invention makes it possible to fit the rotating duct type shroud rotor blade of Patent Document 2 on the bottom plate, and when the aircraft descends to the ground and stops the rotating data type shroud rotor blade, If you take it out from the bottom plate and extend it, the rotating surface of the rotor blade with a rotating duct type shroud will stand upright with respect to the fuselage, and it will be in a state where it can produce lift or propulsion. The challenge is to make it possible to fly.
  • the area occupied by the airframe at the time of ground parking is reduced by allowing the rotor blade with the rotating duct type shroud of Patent Document 2 to be stored in the bottom plate that connects the airframe and the rotor blade with the shroud.
  • the rotating surface of the rotating duct type shroud rotor blade is easily upright with respect to the fuselage, creating a mechanism that can generate lift and propulsive force.
  • the operation of the aircraft attached to can be made easy.
  • a rotating duct type shroud rotor blade that can efficiently generate a driving force at the blade tip portion of the rotor blade is used. Therefore, the diameter (rotation radius) is significantly smaller than that of a conventional helicopter rotor blade. But similar lift can be generated.
  • Rotating duct type shroud-equipped rotor blades that can generate sufficient lift or propulsion with a small diameter (rotating radius) of the rotor blades can be sized to easily fold on the side of the aircraft body. This can be done with a hydraulic piston device, an electric worm gear device, or a pantograph mechanism.
  • a small wireless controller with an autonomous navigation device is created with a small one, the rotating duct type shroud-equipped rotating blades are folded and stored in the bottom plate. It can also be transported by nearby vehicles.
  • the rotating blade with a rotating duct type shroud in Patent Document 2 has a mechanism that can cope with the expansion of the blade of the rotating blade and the expansion of the rotating duct itself, and the contact portion between the shroud at the blade end and the rotating duct.
  • a rotation support part is provided in the middle of the blade of the rotating blade to suppress the vibration of the blade and the generation of standing waves, and to prevent the blade of the rotating blade from drooping when stopped during parking.
  • the gap (gap) between the electromagnet disposed on the inner periphery of the shroud and the permanent magnet disposed on the outer periphery of the rotary duct is kept constant, the gap between the electromagnet and the permanent magnet can be reduced. Since the generated suction force and repulsive force can be generated stably, it can be used at any diameter (turning radius). Therefore, in principle, the present invention employs the rotating duct type shroud-equipped rotor blade of Patent Document 2 in all diameters (rotating radius).
  • the other ducted fan using electromagnetic force described in Patent Document 4 is not suitable for using a long blade in a horizontal position, so as assumed in paragraph 0014 of the specification, a diameter of 1.2 m (rotation) It may be used when the radius is less than 0.6m).
  • the rotary duct type shroud rotor blade of Patent Document 2 is attached to the aircraft body via a bottom plate that enables storage and exhibition. Therefore, the rotor blade with a rotating duct type shroud is stored in the bottom plate so that the rotating surface is parallel to the airframe when parked, and when it is pulled out from the bottom plate and extended, the rotating surface is positioned upright with respect to the airframe. As a result, lift and propulsion can be generated, and the aircraft can fly freely.
  • the bottom plate (with tilt device) (with no tilt device) (6 or 7) that can store and display the rotating duct type shroud rotor blade (3 or 4) used in the present invention is an aircraft body.
  • the bottom plate (with tilt device) (6) has a bottom plate mounting shaft (8) at the upper part behind.
  • a tilt device (9) that can tilt the bottom plate (with tilt device) (6) itself around the bottom plate mounting shaft (8).
  • the tilt device (9) has a hydraulic piston or worm gear rod (10) in parallel with the side surface of the machine body (1), and the end of the rod (10) is a protrusion of the machine body (1) (see drawing). Is omitted).
  • the tiltable range of the tilt device (9) used in the bottom plate (with tilt device) (6) of the present invention is about ⁇ 15 ° to + 15 °. This value is larger than necessary when dealing only with the transfer lift, but it has a rotor blade with a shroud (2) with a bottom plate that enables storage and exhibition dedicated to propulsion generation.
  • the angle of inclination of about 12 ° is initially obtained until the forward speed can be obtained by moving the rotor blade with shroud (2) with the bottom plate that enables storage and exhibition book at takeoff. Therefore, tilt up to -15 °. For sudden stops, the elevation angle may be up to about 15 °.
  • the tilt device (9) is necessary when using the rotor blade with a shroud (2) with a bottom plate that enables storage and exhibition, and is used exclusively for propulsion. In some cases, it is an unnecessary device and may be removed. On the other hand, when used for both lift and propulsion as needed, quick rotation is required for the entire circumference. Therefore, in this case, it is used by being mounted on the rapid wind direction changing device of Patent Document 1.
  • the structure of the bottom plate (with tilt device) (without tilt device) (6 or 7) has a rotary blade extension shaft (12) to which a rotary blade with a rotating duct type shroud is attached at the upper part inside.
  • a hydraulic piston device (13), an electric worm gear device (14), or a pantograph (15) which are required when storing the rotating duct type rotor blades with shrouds in the bottom plate and expanding the blades.
  • the base of action has a bottom axis (16) for mounting the base.
  • the storage and expansion of the shroud-equipped rotor blade (2) with the bottom plate enabling storage and expansion according to the present invention is performed by the hydraulic piston device (13), and the electric worm gear device (14). If the rotor blades with a rotating duct type shroud (when using a hydraulic piston device or electric worm gear device) (3) are stored and the lateral force of the fuselage (1) is also seen, the shroud It has an exhibition book support part (5) in the upper part of the outer peripheral part, and an action point grip shaft (for the central part) (17) in the central part.
  • the base part of the hydraulic piston device (13) or the electric worm gear device (14) is connected to the bottom point shaft (16) of the action point, and the portion (tip portion) serving as the action point is the action point gripping shaft (
  • the hydraulic piston device (13) or the electric worm gear device (14) contracts when connected to the slidable state (17)
  • the rotor blades with a rotating duct type shroud (hydraulic piston device or electric (When using worm gear device) (3) is stored in the bottom plate (with tilt device) (without tilt device) (6 or 7), and when it is extended, the rotating blade type rotating blade with shroud (when using hydraulic piston device or electric worm gear device) )
  • the rotor blades with shrouds (2) with the bottom plate enabling the storage and exhibition books according to the present invention When the storage and exhibition of the rotor blades with shrouds (2) with the bottom plate enabling the storage and exhibition books according to the present invention is carried out with personnel and pantographs, the rotor blades with a rotating duct type shroud (When using a pantograph) When (4) is retracted and the lateral force of the fuselage (1) is also seen, it has an extension support (5) on the upper part of the outer periphery of the shroud and acts on the lower part. Has a grip handle shaft (for end) (18).
  • the pantograph (15) used in this storage and exhibition book has one base at the base of action point (16) and the other action point (tip) at the action point grip axis (for end).
  • Rotating duct type shroud-equipped rotor blade (when using pantograph) (4)
  • store personnel with action point grip shaft (for end) (18) and pantograph (15)
  • pantograph (15) Arrange appropriately the personnel who can fold to the position or take out to the exhibition book position.
  • the rotating wing with shroud (when using a pantograph) (4) is also in a state where the aircraft can fly, with the rotating surface standing upright with respect to the fuselage (1), even when it is manually expanded. Become.
  • Figs. 22 to 30 show two rotating blades with shrouds with a bottom plate that enable storage and exhibition according to the present invention as two lifting devices on one side (wall) of the fuselage.
  • This is an example of an aircraft that uses 6 units in total on the left and right sides (walls), one on each side (wall) of the aircraft as a propulsion device.
  • FIGS. 31 to 39 show one side of the fuselage as a device that uses the shroud-equipped rotor blade with a bottom plate that enables storage and exhibition of the present invention to use as a lifting device to change forward speed and direction.
  • This is an example of an aircraft that is installed on the side (wall) of each of the two on the left and right sides (walls) in total, and that these two units are operated using a tilt device.
  • FIG. 40 to FIG. 48 show one side of the fuselage as a device that uses the rotating blade with a shroud with a bottom plate that enables storage and exhibition of the present invention to change the forward speed and direction in combination with a lifting device.
  • This is an example of an aircraft that is installed on the side surface (wall) of the two, four in total on the left and right side surfaces (wall), and operates by using the tilt device.
  • the rotor blade with a shroud with a bottom plate that enables storage and exhibition of the present invention has a simple structure and has a small occupied space when parked. Therefore, the storage blade and other transportation means are used. Effective when transporting.
  • medium-sized ones can save the terminal space that should be owned by carriers who use the present invention as aerial trucks instead of ground trucks, and small ones can be stored in a private garden or garage.
  • unmanned aircraft can be stored in a space like a one-box car.
  • FIG. 1 is a view of the lateral force of the airframe when the bottom plate of the present invention is attached to the airframe.
  • FIG. 2 is a diagram of components on the back side of the bottom plate of the present invention in which the internal force of the fuselage is also viewed.
  • FIG. 3 is a view in which the bottom plate of the present invention is attached to the fuselage, the rod of the tilt device at the bottom is extended to one side, and the bottom plate of the present invention is tilted to one side.
  • FIG. 4 is a view in which the bottom plate of the present invention is attached to the body, the rod of the tilt device at the bottom is extended to the other side opposite to FIG. 3, and the bottom plate of the present invention is tilted to the other side.
  • FIG. 5 is a diagram in which a tilt device that is not required when the present invention is used as a propulsion device is removed.
  • FIG. 6 Since the rotor blade with a shroud with the bottom plate that enables storage and exhibition book according to the present invention can be easily switched between the lifting device and the propulsion device, It is a figure at the time of attaching and creating a baseplate to a rapid wind direction change apparatus.
  • FIG. 7 is a front view of a rotor blade with a rotating duct type shroud when a hydraulic piston device or an electric worm gear device is used as a storage book for the rotor blade with a rotating duct type shroud used in the present invention.
  • FIG. 8 is a front view of a rotary duct type shroud-equipped rotor blade when the storage book of the rotary duct type shroud-equipped rotor blade used in the present invention is manually operated by a pantograph mechanism.
  • FIG. 9 is a diagram of a hydraulic piston device that stores and exhibits a rotating duct type shroud rotor blade used in the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram of an electric worm gear device that stores and exhibits a rotating duct type shroud-equipped rotor blade used in the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram of the entire case where the rotating duct type shroud-equipped rotor blade used in the present invention is stored and extended with a hydraulic piston device as viewed from the side of the aircraft in the stored state. .
  • FIG. 12 is a diagram of the entire case where the rotary duct type shroud-equipped rotor blade used in the present invention is stored and extended by the electric worm gear device as viewed from the side of the aircraft in the stored state.
  • FIG. 13 Of the rotating duct type shroud rotor blades used in the present invention, storage and exhibition books are It is a figure of a pantograph when carrying out with force and a pantograph.
  • FIG. 14 is a view of the entire case where the rotary duct type shroud-equipped rotor blade used in the present invention is stored and exhibited with human power and a pantograph when viewed from the side of the aircraft in the retracted state.
  • FIG. 15 is a view of the bottom plate of the present invention as seen from above the fuselage with the rotating duct type shroud rotor blades retracted.
  • FIG. 16 is a view of the bottom plate of the present invention as viewed from above the fuselage with the rotating duct type shroud rotor blades extended.
  • the storage and exhibition book uses a hydraulic piston device.
  • FIG. 17 is a view of the bottom plate of the present invention as viewed from above the fuselage with the rotating duct type shroud rotor blades extended.
  • the storage and exhibition book uses an electric worm gear device.
  • FIG. 18 is a view of the bottom plate of the present invention as viewed from above the fuselage in a state in which rotating wings with a rotating duct type shroud are extended.
  • storage and exhibition books use pantographs.
  • FIG. 19 is a view of the bottom plate of the present invention as seen from the front of the airframe in a state where rotary duct type shroud-equipped rotor blades are extended.
  • the storage and exhibition book uses a hydraulic piston device.
  • FIG. 20 is a view of the bottom plate of the present invention as seen from the front of the airframe in a state where rotary duct type shroud-equipped rotor blades are extended.
  • the storage and exhibition book uses an electric worm gear device.
  • FIG. 21 is a view of the bottom plate of the present invention as seen from the front of the airframe in a state where the rotary duct type shroud-equipped rotor blades are extended.
  • storage and exhibition books use pantographs.
  • the rotor blades with shrouds with the base plate that enables storage and exhibition book according to the present invention two on one side as lift devices and one as a thrust device, a total of three, both left and right
  • This figure shows the aircraft in front of the fuselage in front of the aircraft when flying using a total of 6 units, 4 lifts and 2 propulsion devices on the side.
  • the rotor blades with shrouds which have a base plate that enables storage and exhibition, according to the present invention, two on one side as lift devices and one as a thrust device, a total of three, both left and right
  • the figure shows a horizontal flight using a total of six units, four as lift devices and two as propulsion devices on the side.
  • the rotor blades with shrouds which have a base plate that enables storage and exhibition, are used as the lifting device of the present invention. In order to increase the angle, fly with a depression angle of 2 to 7 °.
  • the rotor blades with shrouds with the bottom plate that enables storage and exhibition book according to the present invention, two on one side as lift devices and one as a propulsion device, a total of three, both left and right
  • the device that generates lift also gives an elevation angle of up to about 15 °, and makes a sudden stop or turn together with a device dedicated to propulsion. .
  • the rotor blades with shrouds which have a base plate that enables storage and exhibition, according to the present invention, two on one side as lift devices and one as a thrust device, a total of three, both left and right Viewed from the front when an aircraft that uses 4 units as lifting devices on the side and 2 units as propulsion devices stores the rotor blades with rotating duct type shrouds in the bottom plate and parks them.
  • FIG. 1 The rotor blades with shrouds, which have a base plate that enables storage and exhibition, according to the present invention, two on one side as lift devices and one as a thrust device, a total of three, both left and right Viewed from the front when an aircraft that uses 4 units as lifting devices on the side and 2 units as propulsion devices stores the rotor blades with rotating duct type shrouds in the bottom plate and parks them.
  • the rotor blades with a shroud with a base plate that enables storage and exhibition book according to the present invention two on one side as lift devices and one as a thrust device, a total of three, both left and right
  • an aircraft that uses 4 units as lifting devices on the side and 2 units as propulsion devices stores a rotating wing with a rotating duct type shroud in the bottom plate and parks on the ground It is the top view seen from.
  • the rotor blades with a shroud with the bottom plate that enables storage and exhibition book according to the present invention, two on one side as lift devices and one as a thrust device, a total of three, both left and right Side view of an aircraft that uses 4 units as lift devices and 2 units as propulsion devices on the side, and stores the rotor blades with rotating duct type shrouds in the bottom plate and parks them on the ground.
  • FIG. 1 The rotor blades with a shroud with the bottom plate that enables storage and exhibition book according to the present invention, two on one side as lift devices and one as a thrust device, a total of three, both left and right Side view of an aircraft that uses 4 units as lift devices and 2 units as propulsion devices on the side, and stores the rotor blades with rotating duct type shrouds in the bottom plate and parks them on the ground.
  • FIG. 3 is a front view of an aircraft with a rotating duct type shroud-mounted rotor wing viewed from the front of the fuselage when flying using two units.
  • FIG. 3 is a plan view of an aircraft in a state where two wings with a rotating duct type shroud are extended when flying using two units, as viewed from above the fuselage.
  • FIG. 5 is a side view of a rotating duct type shroud-equipped rotor blade when flying using two units.
  • FIG. 3 is a side view of the aircraft performing level flight. In this case, by tilting the present invention in the forward direction, the transfer lift is suppressed and the propulsion force for the forward movement is obtained to fly.
  • the rotor blade with shroud which has a bottom plate that enables storage and exhibition, according to the present invention, is used as a forward and direction change device in combination with a lifting device, with one left and right total on one side of the aircraft.
  • the rotary wing with a rotating duct type shroud is extended, and when the aircraft flies, the present invention is tilted backward to stop or change the direction. .
  • the shroud-equipped rotor blade with a base plate that enables storage and exhibition book according to the present invention serves as a lift device and a forward and direction change device, with one left and right total on one side of the aircraft.
  • the rotor blades with shrouds with a bottom plate that enables storage and exhibition book according to the present invention are used as a forward and direction change device also serving as a lifting device, one on each side of the fuselage.
  • FIG. 5 is a front view of a rotating duct type shroud-equipped rotor blade stored in the bottom plate and parked on the ground when viewed from the front when flying using a total of two units.
  • FIG. 6 is a plan view of the rotary duct type shroud-equipped rotor blades stored in the bottom plate and parked on the ground when viewed from above when flying using two units.
  • FIG. 5 is a side view when two wings with a rotating duct type shroud are housed in the bottom plate and parked on the ground when flying using two units.
  • the shroud-equipped rotor blade with a base plate that enables storage and exhibition of the present invention is used as a forward and direction changing device in combination with a lifting device, with two left and right totals on one side of the fuselage.
  • the rotating wing with a rotating duct type shroud is installed. It is the front view which looked at the airplane of the state which carried out from the front of the body.
  • FIG. 4 is a plan view of an aircraft with a rotating duct type shroud rotor wing viewed from above the fuselage when flying using four units.
  • FIG. 4 is a side view of a rotating duct type shroud rotor blade in the case of flying using four units.
  • FIG. 5 is a side view showing a rotating flight with a rotating duct type shroud and flying an aircraft horizontally when flying using four units. In this case, by tilting the present invention in the forward direction, the transfer lift is suppressed and the propulsion force for the forward movement is obtained to fly.
  • the shroud-equipped rotor blades with a base plate that enables storage and exhibition books according to the present invention are used as a forward and direction change device in combination with a lifting device.
  • the rotary wing with a rotating duct type shroud is extended, and when the aircraft flies, the present invention is tilted backward to stop or change the direction. is there.
  • the shroud-equipped rotor blades with the bottom plate that enabled storage and exhibition book according to the present invention serve as a lift device and a forward and direction change device, with two left and right totals on one side of the fuselage.
  • a rotating wing with a rotating duct type shroud is exhibited, and as an effective means of avoiding upward when an obstacle on the ground suddenly appears when the aircraft flies, Give the elevation angle to the two units on both sides of the forefront to obtain the maximum output. Then, the aircraft may have a transitional lift effect, and may suddenly nose up and turn up to avoid it.
  • a rotor blade with a shroud with a base plate that enables storage and exhibition according to the present invention When flying with 4 units of left and right total of 2 units on one side of the aircraft as a forward and direction change device that also functions as a lifting device, store the rotor blades with rotating duct type shroud and park on the ground It is the front view which looked at the front force at the time of the machine.
  • Fig. 5 is a plan view showing the upward force when the rotor blades with a rotating duct type shroud are retracted and parked on the ground when flying with four units.
  • FIG. 5 is a side view showing a case where four rotors with a rotating duct type shroud are stored and parked on the ground when flying using four units.
  • FIG. 49 is a side view of rotating rotor blades of a conventional helicopter.
  • Conventional helicopter rotors use very heavy blades and gain lift by being able to maintain an inverted pyramid shape during flight. At this time, if a remarkably large lift is generated at the blade tip, the blade warps and the lift is reduced, so the blade is twisted to reduce the lift at the blade tip.
  • the ideal form is that the lift generated in various places up to the heart is uniform.
  • the blade since the blade has a role of a weight during rotation and is very heavy, it is extremely difficult to increase the number of blades in order to increase the lift in terms of weight increase of the aircraft and engine capacity.
  • FIG. 50 is a partial cross-sectional view of the rotating duct type shroud-equipped rotor blade used in the present invention, in which the lateral force is also viewed.
  • a rotating duct type rotor blade with a shroud brings the rotating duct at the tip of the blade into contact with the shroud through a bearing, and the lift generated by the rotor blade is transmitted from the rotating duct at the tip of the blade to the aircraft via the shroud. Is done. For this reason, there is no adverse effect such as bending of the blade even if an extremely large lift occurs in the blade tip.
  • the weight of the blade does not serve as a weight like a conventional helicopter, so a very light material can be used.
  • the pitch angle of the blade it is possible to select the pitch angle that can create the angle of attack that can generate lift most efficiently during the flight, and in addition to the number of blades, increasing the number causes problems. Since it does not occur, it is large with a small diameter (turning radius) Can generate lift.

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Abstract

［課題］本発明は、シュラウド付回転翼を底板へ格納可能とし、航空機が地上に降りてシュラウド付回転翼を停止した場合には、たたんで場所の占有を最小限とすることができ、展帳すると、揚力もしくは推進力を出し得る状態となって飛行可能な航空機とすることが課題である。 ［解決手段］本発明では、シュラウド付回転翼を底板内に格納可能とすることによって、地上駐機時の機体の占有面積を減ずるとともに、底板から引き出して展帳するとシュラウド付回転翼の回転面が機体に対して容易に直立し、揚力や推進力を発生できる仕組みを作って、シュラウド付回転翼を機体に取り付けた航空機の運用を容易にすることができる。

Description

明 細 書
格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼とそれを取 り付けた航空機
技術分野
[0001] 本発明は、格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼と、その格 納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼を、航空機の巡航時の 前進方向を基準にした場合の機体の側面や側壁に取り付けて、展帳した状態のシュ ラウド付回転翼をもって、空中を自在に飛行することのできる航空機の実現方法に関 する。
背景技術
[0002] ヘリコプターの歴史はいつ力 をもってはじめとするかは異論がある力 現在使用さ れているヒンジ（関節）を有し、サイクリックコントロールとコレクティブピッチコントロー ルを可能にしたスペインのバルセロナで 1923年に作られ 1924年 1月に約 10分間の 飛行をしたペスカラ（Marquis Raul Pateras Pescara)の同軸反転式へリコプタ 一 3号機をもってすれば、発明されてから約 80年を経過する。この間、回転翼の翼端 力 ガスを噴出したり、翼端にラムジェットの取り付けや、ターボジェットそのものを取り 付けて、翼端での力の発生を試みた機体も存在するが、多くは、駆動のための動力 を回転翼の翼心部の回転軸に接続して飛行してきた。このため、以下、動力を回転 翼の翼心部の回転軸に接続し、回転翼で発生した揚力は、回転軸を経由して機体 に伝達するタイプを、従来型のヘリコプターと呼称する。
[0003] 回転翼を駆動する動力を翼心部の回転軸に接続する方式は、動力を回転翼の翼端 部で発生させる方式に比べると、てこの原理によって、トルク発生の効率が悪い。この ため、翼端力もガスを噴射したり、直径 60m (回転半径 30m)の回転翼の翼端にター ポジェットを取り付けて回転させる英国での実験や、ラムジェットを取り付ける構想や、 特許文献 5のように翼端とそれを覆うシュラウドの間に電磁石と永久磁石とを配設して リニアモーターの駆動原理を形成し、効率が最も良い翼端での駆動力の発揮を追求 した試みもある。しかしながら、翼端において力の作用点を求める試みでは、回転翼 の枚数によって作用点の数が制限を受け、例えば、 2枚羽根では 2力所、 5枚羽根で は 5力所、 8枚羽根では 8力所だけで全揚力を得るための力を発生することを求めら れる。このため、ターボジェットやラムジェット、あるいは電磁石と永久磁石のセットで は、著しく大きな力の発生を必要とするため、所要の力を得ることができず実現がで きなかった。
[0004] 回転翼の翼心部の回転軸に動力を接続する従来型のヘリコプターは、回転翼の翼 端を空中に浮遊させる開放翼端で、回転翼が発生した揚力は、回転軸を経由して機 体に伝達される。この際の回転翼の翼幅が同じ幅で、かつ回転面に対する回転翼の 角度 (以下、ピッチ角）が、翼端力 翼心まで一定であった場合、回転翼の翼端部と 翼心部では大気との相対速度 (以下、対気速度）が異なるので、発生する揚力は、対 気速度の速い翼端では、著しく大きぐ対気速度の遅い翼心では、著しく小さい。よつ て、従来型のヘリコプターの翼端部の揚力が翼心部に比べ著しく差が大きな場合に は、回転翼のブレードが反り曲がって揚力を減じたり、欠損するおそれが生じる。この ため、従来型のヘリコプターにおいては、回転翼の翼端の翼幅を狭くする力、ピッチ 角を寝かせて限りなく 0° に近づけて (翼端が 2° や 3° のマイナスとなるピッチ 角もある）、翼端で発生する揚力を抑制したり、逆に翼心のブレード幅を増し、ピッチ 角は立たせて 15° 前後にして、翼心で発生する揚力を増強して、図 49で示すように 回転翼の全体で均一な揚力を発生することを理想的な形態とした。
[0005] したがって、回転翼がその発生する揚力を最も効率的に発生するためには、相対風 に対する回転翼の角度（以下、迎角）が、 10〜7° といわれているのである力 従来 型のヘリコプターの回転翼では、迎角のもとになるピッチ角力 10〜7° になってい る部分は、図 49で示す通り回転翼の一部分であって、し力も、対気速度が速く最も効 率的に揚力を発生できる翼端には、ピッチ角の 10〜7° を適用することはできないか ら、効率の良い揚力の発生を不可能とするところの構造を本質的に有していることに なる。
[0006] てこの原理力 最も効率の良い翼端部で、力の作用点を求めるに際し、特許文献 2 及び特許文献 4は、回転翼の枚数の制限を受けない方式として、回転翼の翼端を回 転ダクトや円環で繋ぎ、回転翼を覆う回転ダクトや円環の外周部の全周においてリニ ァモーターの駆動原理を適用して回転させる方式を提案した。これによつて、リニア モーターの駆動原理を構成する電磁石と永久磁石の配置は、ブレードの枚数による 制限を脱して回転翼の全周となり、駆動のための力の作用点を数多くもつことを可能 とした。作用点を全周とすることによって、リニアモーターを構成する電磁石と永久磁 石との 1個セットが発生すべき力の大きさは、これまでの翼端で電磁石と永久磁石と のセットが発生すべき力の大きさに比べて飛躍的に小さくできる。これによつて、電磁 石と永久磁石の大きさや流すべき電流量及び電線の太さの選択度は増し、計算が 容易となって、実現可能となった。
[0007] ただし、特許文献 4の電磁力利用のダクテッドファンは、電磁力を含む他の請求項に おいても、回転翼の伸縮を 5mm以内であることを想定し、回転翼のブレードの大きな 伸縮に対応する仕組みを欠いている。中でも、請求項 6のローターブレードの翼端に 接合し固着された突部付円環は、特許文献 4の他の方式では持つ小さな収縮に対 応するための孔ゃ突起の仕組みも有さない。突部付円環の外周部とシュラウド側の 内周部は、ボールベアリングで接触している力 回転翼が直径 20m (回転半径 10m) の長大なものとなると、回転翼は、回転時の遠心力の影響で大きく伸張する。このた め、回転翼の翼端は、円環によって繋がれている分その影響を軽減できたとしても、 ブレード長及び円環の径は拡張してシュラウドとの接触が避けられず回転不能となる 。仮に、円環とシュラウドの間に、新たにベアリングを挿入したとしても、そのべアリン グを圧し回転不能にしたり、破砕してしまうことも考えられる。また、温度上昇'下降に よる伸縮の方は、回転翼のブレードのみならず円環そのものも伸縮するので、さらに 深刻な影響を与える可能性が高い。また、回転翼のブレードが長大になると、回転時 における振動や、振動から派生する定常波が生まれることもあり、最悪の場合には、 円環とブレードの接合部を破壊したり、円環そのものを破枠することも考えられる。し たがって、特許文献 4の請求項 6に基づく電磁力利用のダクデッドファンは、その明 細書の段落 0014で想定している通り、直径 1. 2m (回転半径 0. 6m)以下の場合に 使用できても、大きな直径（回転半径)をもつ回転翼で使用することはできない。
[0008] 翼端にリアモーターの駆動原理を適用した特許文献 5や、翼端部（回転ダクトや円環 を含む）にリニアモーターの駆動原理を適用した特許文献 2及び特許文献 4は、発生 した揚力を回転翼を覆うシュラウドを経由して機体に伝達する。このため、図 50で示 すように揚力が回転翼のブレードの翼端付近に偏って著しく大きく発生しても支障が ない。したがって、従来型のヘリコプターでは、対気速度の速い翼端のピッチ角を限 りなく 0° に近づけ、逆に、対気速度の遅い翼心のピッチ角を 15° 前後として、回転 翼全域の揚力を均一化するためブレードをねじって作成（ねじり下げ)していたが、特 許文献 2、特許文献 4及び特許文献 5では、その必要がなぐ翼端を含め回転翼のブ レード全域で最も効率的に揚力が発生できるピッチ角を採用することができる。この ため、ピッチ角は、図 50で示す通り一定でも良ぐ例えば、全域を 7° で作成すること が可能である。このように、回転翼の全域を最適な迎角を得られるピッチ角にすること によって、従来型のヘリコプターの回転翼が発生する同じ大きさの揚力を、はるかに 小さな直径（回転半径)の回転翼で実現することができる。
特許文献 2は、リニアモーターの駆動原理による作用点を翼端部の全周で得ることが できることや、長大なブレードを持つ大きな回転翼においても、遠心力や温度変化に よるブレードの伸縮に対応でき、かつ駐機時のブレードの垂れ下がりや回転時の振 動や定常波の発生を抑えることができる仕組みを持ち、小さな直径（回転半径)でも 大きな揚力や推進力を発生できる優れた効果を有する。しかしながら、特許文献 2の 回転ダクト方式シュラウド付回転翼にフエザリングヒンジを付けずに航空機の機体の 両側面に取り付けて、揚力発生装置として運用した場合には、離陸して間もない頃の 回転翼の揚力不均衡を原因として生じるところの振動を伴う横方向への動きとなる貫 流速効果 (誘導流効果)は、機体の両側の対称的な位置に回転ダ外方式シュラウド 付回転翼を取り付けることによって機体を介して相殺され影響が出ないが、揚力不均 衡のもう一つの効果である転移揚力は、機体の前進速度が出始めるとともに発生し、 約 22kmZh (約 12kt)頃には顕著に現れる。この転移揚力は、機体前方 (機首)を 持ち上げる（ノーズアップ)方向に作用するので機体の頭を上げて、速度の増加を阻 害する。このため、特許文献 2の回転ダクト方式シュラウド付回転翼にフエザリングヒン ジを取り付けずに揚力発生装置として用いた場合には、回転ダクト方式シュラウド付 回転翼全体を前方に傾ける（水平を基準とした場合にマイナス方向の俯角をとる）こと ができるティルト装置とともに使用する必要がある。ティルト装置によって回転ダクト方 式シユラウド付回転翼全体を傾けて転移揚力を抑える場合は、最大でブレードのピッ チ角までのティルトが必要になる。したがって、ピッチ角を 7° として作成した回転ダク ト方式シユラウド付回転翼の場合には、最大で 7° まで、回転ダクト方式シュラウド付 回転翼全体を前方にティルトできるティルト装置を必要とし、ティルト装置を伴わな ヽ 回転ダクト方式シュラウド付回転翼の使用は、前進飛行にぉ 、て大きなエネルギー口 スを生じる。
[0010] 特許文献 4及び特許文献 5は、翼端もしくは翼端部にリニアモーターの駆動原理を適 用した回転翼を、従来型のシングルローターのヘリコプターのテールローターに適用 した実施例である。また、特許文献 1は、特許文献 2の回転ダクト方式シュラウド付回 転翼を急速風向変更装置に取り付けて一体化し急速風量発生風向変更装置とした ものを、機体の側面や側壁に取り付けた航空機の実施例である。特許文献 2の回転 ダクト方式シュラウド付回転翼は、フエザリングヒンジを付けずに揚力装置として水平 にして使用する場合には、転移揚力の影響を除去もしくは軽減できる分の角度で前 方に傾けることができるティルト装置が必要である力 特許文献 1では、特許文献 2の 回転ダクト方式シュラウド付回転翼を任意のティルトが可能な急速風向変更装置に取 り付けて運用するので、速度や相対風に応じたティルト（図上算定では、水平面を基 準とした場合にー2〜一 7° の俯角）を回転ダクト方式シュラウド付回転翼に与えるこ とができる。よって、特許文献 1では、前進時の転移揚力によるノーズアップを抑える ことができるので、速度を阻害する要因を除去して高速で飛行することができる。
[0011] 特許文献 3は、 2重にしたラックピ-オン形シリンダ装置の内側にファンエンジンを取 り付け、 2軸でティルトさせる機構を有し、ファンエンジンの向きは全周の 360° として いる。ラックピ-オン形シリンダ装置は、回動速度を速くできる反面、ラックギアの長さ による作動範囲の限界がある。したがって、狭い範囲において高速でティルトさせる 場合に有効であっても、全周の 360° や 360° を越える広い範囲での使用は、回動 速度を遅くしたり、力不足を生じさせる可能性が高いので使用には適さない。
[0012] 特許文献 6は、巡航時の前進方向を基準にした場合の機体の前方に 1基、後方に 1 基の合計で 2基の回転翼を取り付けたものであるが、翼心部の回転軸に駆動力を作 用させ、発生した揚力は翼心部の回転軸を介して機体に伝達して飛行する従来型の ヘリコプターであって、従来から飛行しているタンデムタイプのヘリコプター、例えば、
V- 107 (バートル)や CH— 47 (チヌーク）等の多ローター機と、飛行特性にお!、て 変わるものではなぐ特に優れた効果を有するものではない。しかしながら、特許文 献 6の従来型の回転翼を、特許文献 2の回転ダクト方式シュラウド付回転翼に換装し 、特許文献 3や特許文献 7の 2軸のティルト装置と組み合わせて作成することによって 、特許文献 6は、本発明とは飛行方式を異にする新たな航空機を構成することができ る。
特許文献 1 :特許第 3677748号 (請求項 1、請求項 2、図 1、図 2、図 3、図 4、図 5、図 6、図 7、図 8、図 9、図 10、図 11、図 15、図 16)
特許文献 2 :特許第 3595988号 (請求項 1、図 1、図 3、図 5、図 8)
特許文献 3 :特開 2003— 137192号公報 (請求項 1、請求項 2、請求項 5、図 1、図 2 、図 5、図 6、図 8、図 9、図 10、図 11、図 12)
特許文献 4:特開 2001— 097288号公報（請求項 6、 0042, 0043, 0044, 0045, 図 7、図 8)
特許文献 5 :特開平 7— 205897号公報（請求項 1、 0001、 0008、図 1、図 2、図 3) 特許文献 6 :特開平 7— 125696号公報 (請求項 1、請求項 2、請求項 3、請求項 4、 請求項 5、 0015、 0021、 0026, 0031、図 1、図 2、図 3、図 4、図 5、図 6、図 7、図 8 )
特許文献 7 :特願 2004— 227323号 (請求項 2、図 5、図 6、図 7、図 8、図 9、図 12) 特許文献 8 :英国特許第 1228469号 (明細書、請求項 1、請求項 2、請求項 3) 特許文献 9：米国特許第 3383074号 (明細書）
非特干文献 1： Michael J. Hirschberg、 Tnomas Muller、 Alexis Rocher、 FRENCH LOW- SPEED V/STOL CONCEPS OF THE TWENTIE TH CENTURY", [online] , [平成 17年 8月 8日検索]、インターネットく URL :h ttp:Z / www. vtol. org/ pdfZ stovl— 58. pdf : >
非特許文献 2 : Michael J. Hirschberg、 "The American Helicopter"、 [onli ne]、 [平成 17年 8月 8日検索]、インターネットく http:ZZwww. iasa. com. au/ ffoldersPublications/ pdf norary/ osprevpdf s/ The% 20Amencan% 20 Helicopter, pdf >
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0014] シュラウド付回転翼を機体に取り付けて揚力や推進力を発生して飛行する航空機は 、特許文献 2の回転ダクト方式シュラウド付回転翼と急速風向変更装置を組み合わせ た急速風量発生風向変更装置を機体の側面に取り付けた特許文献 1としてあるが、 特許文献 1の航空機は、その急速風量発生風向変更装置が機体の側方に大きく伸 びて場所を占有し、たたむことも困難であった。本発明は、特許文献 2の回転ダクト方 式シユラウド付回転翼を底板に収めることを可能にし、航空機が地上に降りて回転ダ タト方式シュラウド付回転翼を停止した場合には、たたんで場所の占有を最小限とす ることができ、底板から出して展帳すると回転ダクト方式シュラウド付回転翼の回転面 が機体に対して直立し、揚力もしくは推進力を出し得る状態となって、航空機を飛行 可能とすることが課題である。
課題を解決するための手段
[0015] 本発明では、機体とシュラウド付回転翼とを繋ぐ底板内に特許文献 2の回転ダクト方 式シユラウド付回転翼を格納可能とすることによって、地上駐機時の機体の占有面積 を減ずるとともに、底板力 引き出して展帳すると回転ダクト方式シュラウド付回転翼 の回転面が機体に対して容易に直立し、揚力や推進力を発生できる仕組みを作って 、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を機体に取り付けた航空機の運用を容易にする ことができる。
発明の効果
[0016] 本発明では、回転翼の翼端部において効率よく駆動力を発生できる回転ダクト方式 シュラウド付回転翼を用いるので、従来型のヘリコプターの回転翼に比べて、著しく 小さな直径（回転半径)でも、同様の揚力を発生できる。回転翼の直径（回転半径)が 小さなサイズで充分な揚力もしくは推進力を発生できる回転ダクト方式シュラウド付回 転翼は、航空機の機体側面にたたむことを容易にするサイズとすることができるので 、これに油圧ピストン装置や電動ウォームギア装置、またはパンタグラフの機構によつ て、機体と回転ダクト方式シュラウド付回転翼とを繋ぐ底板の中に格納したり、底板の 中から展帳したりすることが可能になって、地上に駐機した場合や、他の交通機関、 例えば、特許文献 1の空中フェリーに積載する場合や、あるいは海上フェリーや陸上 輸送の際の占有面積を少なくすることに益がある。特に、小さなもので自律航法装置 を積んだ小型無線操縦機を作成したような場合には、回転ダクト方式シュラウド付回 転翼をたたんで底板に格納することによって、例えばワンボックスカーのような手近な 車両での運搬も可能となる。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 本発明には、翼端部の全周において効率よく駆動力を作用させることができる特許 文献 2の回転ダクト方式シュラウド付回転翼もしくは特許文献 4の請求項 6の電磁力 利用のダクテッドファンを使用する。このうち、一方の特許文献 2の回転ダクト方式シ ユラウド付回転翼は、回転翼のブレードの伸張や回転ダクトそのものの膨張に際して も対応できる仕組みを、翼端部のシュラウドと回転ダクトとの接触部に有し、また、回 転翼のブレードの途中途中には、回転支持部を有して、ブレードの振動や定常波の 発生を抑え、かつ駐機時に停止した場合の回転翼のブレードの垂れ下がりを抑える こともできるので、シュラウドの内周部に配設された電磁石と回転ダクトの外周部に配 設された永久磁石との間隙 (ギャップ)を一定に保って、電磁石と永久磁石との間に 発生する吸引力と反発力を安定して発生できるので、あらゆる直径（回転半径）にお いて使用することができる。したがって、本発明は、原則として、あらゆる直径（回転半 径)で、特許文献 2の回転ダクト方式シュラウド付回転翼の方を採用する。他方の特 許文献 4の電磁力利用のダクテッドファンは、長大なブレードを水平位置で使用する ことには適さないので、その明細書の段落 0014で想定している通り、直径 1. 2m (回 転半径 0. 6m)以下の場合において使用することがある。
[0018] 本発明は、特許文献 2の回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納と展帳を可能にし た底板を介して航空機の機体に取り付けてある。よって、回転ダクト方式シュラウド付 回転翼は、駐機時には底板内に回転面を機体に対し並行になるようにして格納し、 底板から引き出して展帳すると、回転面を機体に対して直立する位置となって、揚力 や推進力の発生が可能となり、自在に飛行することができる航空機となる。 [0019] 本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼（3又は 4)を格納したり、展帳で きる底板 (ティルト装置有）（ティルト装置無）（6又は 7)は、航空機の機体（1)に取り付 けた状態で機体 (1)の側面方向力も見ると、底板 (ティルト装置有）（6)の背後の上部 には、底板取付軸（8)を有する。底板 (ティルト装置有）（6)の下部には、底板取付軸 (8)を中心に底板 (ティルト装置有）（6)そのものをティルトできるティルト装置（9)が 付いている。ティルト装置（9)は、油圧ピストンもしくはウォームギアのロッド（10)を機 体（1)の側面に平行する形で有し、ロッド（10)の端部は、機体（1)の突起部（図面は 省略）に接触している。このロッド（10)を伸縮することによって、底板 (ティルト装置有 ) (6)全体を前方に 15° (俯角 15° 、もしくは— 15° )程度、後方に 15° (仰角 15 ° 、もしくは + 15° )程度まで、ティルトすることができる。
[0020] 本発明の底板 (ティルト装置有）（6)で用いるティルト装置（9)のティルト可能範囲は、 — 15° 〜+ 15° 程度である。この値は、転移揚力対処だけの場合には、必要以上 の大きな値であるが、推進力発生専用の格納と展帳を可能にした底板を伴うところの シュラウド付回転翼（2)を有さない実施例の場合に、離陸時に格納と展帳を可能にし た底板を伴うところのシュラウド付回転翼 (2)を前方に倒して前進速度を獲得できるま での間、当初 12° 程度の俯角を必要とするので、—15° 程度までのティルトとす る。また、急停止においては、仰角 15° 程度まで用いることこともあるので、 + 15° 程度とする。なお、ティルト装置（9)は、格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシ ユラウド付回転翼 (2)を揚力装置として使用する場合に必要となるもので、推進力専 用として使う場合には、不要な装置であって、取り外しても良い。また逆に、必要に応 じ、揚力にも推進力にも両用で使用する場合には、全周に対して迅速な回動を必要 とする。よって、この場合には、特許文献 1の急速風向変更装置上に取り付けて使用 する。
[0021] 底板 (ティルト装置有）（ティルト装置無）（6又は 7)の構造は、内部の上部には、回転 ダクト方式シュラウド付回転翼を取り付ける回転翼展帳軸（12)を有し、内部の下部に は、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を底板内に格納する際と、展帳する際に必要 となる、油圧ピストン装置（13)、電動ウォームギア装置（14)、あるいはパンタグラフ（ 15)の基底部を取り付けるための作用点底部軸（16)を有する。 [0022] 本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼（2)の 格納と展帳を油圧ピストン装置（13)によって行う場合と、電動ウォームギア装置（14) によって行う場合には、回転ダクト方式シュラウド付回転翼（油圧ピストン装置又は電 動ウォームギア装置使用時）（3)を、格納した状態で機体（1)の側方力も見た場合に は、そのシュラウド外周部の上部に展帳支持部（5)を有し、中央部に作用点握把軸（ 央部用）（17)を有する。この場合には、油圧ピストン装置（13)もしくは電動ウォーム ギア装置（14)の基底部が、作用点底部軸（16)に、作用点となる部分 (先端部）が、 作用点握把軸 (央部用） (17)に摺動可能な状態で接続されて、油圧ピストン装置（1 3)もしくは電動ウォームギア装置（14)が収縮すると、回転ダクト方式シュラウド付回 転翼 (油圧ピストン装置又は電動ウォームギア装置使用時） (3)を底板 (ティルト装置 有）（ティルト装置無）（6又は 7)内に格納し、伸張すると回転ダクト方式シュラウド付回 転翼 (油圧ピストン装置又は電動ウォームギア装置使用時）（3)の回転面を機体（1) に対し直立する位置まで展帳して、航空機を飛行可能な状態とする。
[0023] 本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼（2)の 格納と展帳を、人員とパンタグラフをもって行う場合には、回転ダクト方式シュラウド付 回転翼 (パンタグラフ使用時）（4)を、格納した状態で、機体（1)の側方力も見た際に は、そのシュラウド外周部の上部に展帳支持部（5)を有し、下部に作用点握把軸 (端 部用）（18)を有する。この格納と展帳に用いられるパンタグラフ（15)は、一方の基底 部を作用点底部軸（16)に、他方の作用点となる部分 (先端部)を作用点握把軸 (端 部用）（18)に摺動可能な状態で接続する。回転ダクト方式シュラウド付回転翼 (パン タグラフ使用時）（4)の格納、展帳する際は、作用点握把軸 (端部用）（18)を持つ人 員と、パンタグラフ（15)を格納位置にたたんだり、展帳位置に取り出したりする人員 を適切に配置して行う。人力をもって、展帳した場合にも、回転ダクト方式シュラウド 付回転翼 (パンタグラフ使用時）（4)は、回転面を機体（1)に対し直立する位置となつ て、航空機が飛行可能な状態となる。
[0024] 本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼（2)を 機体 (1)の側面や側壁に取り付けて飛行する航空機は、機体 (1)側面の左右対称な 位置に 1基ずつ、左右両側面の合計で 2基あれば、作成できる。し力しながら、充分 に自在な飛行を可能とする場合には、片方の側面に揚力を発生できる本発明を 2基 以上、推進力を発生できる本発明を 1基以上、左右両側面では、揚力発生のための 本発明を 4基以上、推進力発生のための本発明を 2基以上の左右両側面合計で 6基 以上取り付けて作成することが望ま 、。
実施例 1
[0025] 図 22〜図 30は、本発明の格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付 回転翼を、揚力装置として機体の片方の側面 (壁）に 2基ずつ、方向変更と推進力装 置として機体の片方の側面 (壁）に 1基ずつの左右両側面 (壁)合計で 6基を用いた 航空機の実施例である。
実施例 2
[0026] 図 31〜図 39は、本発明の格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付 回転翼を、揚力装置と兼ねて前進速度と方向変更に用いる装置として、機体の片方 の側面 (壁）に 1基ずつ左右両側面 (壁)合計で 2基取り付け、この 2基をティルト装置 で運用して飛行する航空機の実施例である。
実施例 3
[0027] 図 40〜図 48は、本発明の格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付 回転翼を、揚力装置と兼ねて前進速度と方向変更に用いる装置として、機体の片方 の側面 (壁）に 2基ずつ左右両側面 (壁)合計で 4基取り付け、この 4基をティルト装置 で運用して飛行する航空機の実施例である。
産業上の利用可能性
[0028] 本発明の格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼は、構造が 簡単で、駐機時の占有場所も少ないので、格納や、他の輸送手段を用いて運搬する 際に、有効である。特に、中型のものは、地上のトラックに代えて本発明を空中トラッ クとして使用する運送業者が保有すべきターミナルのスペースを節用でき、小型のも のは、個人の家庭の庭先やガレージに格納できたり、無人機では、ワンボックスカー のようなスペースにも格納できるので、使用場所の拡大が可能となる。
図面の簡単な説明 [図 1]本発明の底板を機体に取り付けた場合に、機体の側方力 見た図である。
[図 2]本発明の底板の裏側を、機体内部側力も見た構成品の図である。
[図 3]本発明の底板を機体に取り付け、下部にあるティルト装置のロッドを一方に伸張 し、本発明の底板を一方へ傾けた図である。
[図 4]本発明の底板を機体に取り付け、下部にあるティルト装置のロッドを図 3と反対 側の他方に伸張し、本発明の底板を他方へ傾けた図である。
[図 5]本発明を、推進力装置として使用する場合に、不要となるティルト装置を除去し た図である。
[図 6]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼を 、揚力装置にも推進力装置にもいずれにも軽易に切り替えて使うため、特許文献 1の 急速風向変更装置に底板を取り付けて作成した場合の図である。
[図 7]本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼の格納ゃ展帳を、油圧ピ ストン装置もしくは電動ウォームギア装置を用いる場合の回転ダクト方式シュラウド付 回転翼の正面図である。
[図 8]本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼の格納ゃ展帳を、パンタ グラフの仕組みによって人力で行う場合の回転ダクト方式シュラウド付回転翼の正面 図である。
[図 9]本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼の格納や展帳を行う油圧 ピストン装置の図である。
[図 10]本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼の格納や展帳を行う電 動ウォームギア装置の図である。
[図 11]本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼の格納や展帳を油圧ピ ストン装置で行う場合の全体を、格納した状態で機体の側方から見た場合の図であ る。
[図 12]本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼の格納や展帳を電動ゥ オームギア装置で行う場合の全体を、格納した状態で機体の側方から見た場合の図 である。
[図 13]本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼のうち、格納や展帳を人 力とパンタグラフとをもって行う場合のパンタグラフの図である。
圆 14]本発明で使用する回転ダクト方式シュラウド付回転翼の格納や展帳を人力と パンタグラフとをもって行う場合の全体を、格納した状態で機体の側方から見た場合 の図である。
圆 15]本発明の底板を、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納した状態で機体の 上方から見た図である。
圆 16]本発明の底板を、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳した状態で機体の 上方から見た図である。この場合には、格納と展帳は、油圧ピストン装置を使用して いる。
圆 17]本発明の底板を、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳した状態で機体の 上方から見た図である。この場合には、格納と展帳は、電動ウォームギア装置を使用 している。
圆 18]本発明の底板を、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳した状態で機体の 上方から見た図である。この場合には、格納と展帳は、パンタグラフを使用している。 圆 19]本発明の底板を、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳した状態で機体の 前方から見た図である。この場合には、格納と展帳は、油圧ピストン装置を使用して いる。
圆 20]本発明の底板を、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳した状態で機体の 前方から見た図である。この場合には、格納と展帳は、電動ウォームギア装置を使用 している。
圆 21]本発明の底板を、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳した状態で機体の 前方から見た図である。この場合には、格納と展帳は、パンタグラフを使用している。 圆 22]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用して飛行する場 合にぉ 、て、展帳した状態の航空機を機体の前方正面力 見た図である。
圆 23]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用して飛行する場 合にぉ 、て、展帳した状態の航空機を機体の上方力 見た図である。
圆 24]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用して飛行する場 合にぉ 、て、展帳した状態の航空機を機体の側方力 見た図である。
圆 25]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用して水平飛行し ている図である。この航空機が水平飛行する際には、本発明の揚力装置として用い る格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼には、転移揚力か らくるノーズアップを抑えて前進速度を高めるために、 2〜一 7° の俯角を与えて飛 行する。
圆 26]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用して水平飛行す るに際し、前進している航空機が停止するためや旋回するためには、主として推進力 専門に発生する装置の方を使用して行う。しかしながら、急停止や急旋回を行う場合 には、揚力を発生する装置の方も、最大 15° 程度まで仰角を与えて、推進力専用の 装置と一体となって、急停止もしくは急旋回を行う。
圆 27]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用して飛行してい る際に、急に前方に地上の障害物が出現した場合に、上方に回避する有効な手段と して、最前方の両側の 2基に仰角を与え最大出力とする。すると、機体は転移揚力の 効果もあって、急激にノーズアップして上昇に転じ回避できることがある。
圆 28]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用した航空機が、 底板の中に回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納して駐機して ヽる場合の前方 から見た正面図である。
圆 29]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用した航空機が、 底板の中に回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納して地上に駐機して 、る場合 の上方から見た平面図である。
圆 30]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、片方の側面で揚力装置として 2基、推進力装置として 1基の計 3基、左右両方の 側面で揚力装置として 4基、推進力装置として 2基の合計 6基を使用した航空機が、 底板の中に回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納して地上に駐機して 、る場合 の側面図である。
圆 31]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 した状態の航空機を、機体の前方から見た正面図である。
圆 32]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 した状態の航空機を、機体の上方から見た平面図である。
圆 33]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 した側面図である。
圆 34]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 し、航空機が水平飛行を行っている側面図である。この場合には、本発明を前進方 向に傾けることによって、転移揚力を抑えるとともに、前進のための推進力を得て飛 行する。
圆 35]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 し、航空機が飛行するに際し、本発明を後方に傾けることによって、停止や方向変換 を行っている場合の図である。
圆 36]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行するに際に、左側面の本発明を前方に傾け、右側面の本発明 を後方に傾け、機体を右へ回転しているところを、機体の上方から見た平面図である 圆 37]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を底板 に格納し、地上に駐機して 、る際の前方から見た正面図である。
圆 38]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を底板 に格納し、地上に駐機して 、る際の上方から見た平面図である。
圆 39]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 1基ずつの左右合 計で 2基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を底板 に格納し、地上に駐機している際の側面図である。
圆 40]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 した状態の航空機を、機体の前方から見た正面図である。
圆 41]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 した状態の航空機を、機体の上方から見た平面図である。
圆 42]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 した側面図である。
圆 43]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 し、航空機が水平飛行を行っている側面図である。この場合には、本発明を前進方 向に傾けることによって、転移揚力を抑えるとともに、前進のための推進力を得て飛 行する。
圆 44]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 し、航空機が飛行する際に、本発明を後方に傾けることによって、停止や方向変換を 行っている場合の図である。
圆 45]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を展帳 し、航空機が飛行する際に、急に地上の障害物が出現した場合に、上方に回避する 有効な手段として、最前方の両側の 2基に仰角を与え、最大出力とする。すると、機 体は転移揚力の効果もあって、急激にノーズアップして上昇に転じ回避できることが ある。
圆 46]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納 し、地上に駐機している際の前方力 見た正面図である。
圆 47]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納 し、地上に駐機している際の上方力 見た平面図である。
圆 48]本発明である格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼 を、揚力装置と兼ねて前進と方向変換装置として、機体の片方に 2基ずつの左右合 計で 4基使用して飛行する場合において、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納 し、地上に駐機している際の側面図である。
[図 49]従来型のヘリコプターの回転中の回転翼を側方から見た図である。従来型の ヘリコプターの回転翼は、非常に重いブレードを用い、飛行中のブレード形状が逆円 錐形を維持できることによって揚力を得る。この際に、翼端において著しく大きな揚力 を発生するとブレードが反り曲がって揚力を減ずるので、翼端での揚力発生を抑える ためのねじり下げというブレードにねじりを入れて作成して、翼端から翼心まで各所で 発生する揚力が、均一であることを理想的な形態とする。また、ブレードは、回転中の 重しの役割もあって、重量が非常に嵩むので、揚力を増すために枚数を増加するこ とは、機体の重量増加やエンジン能力上、著しく困難を生じる。
圆 50]本発明に使用した回転ダクト方式シュラウド付回転翼を側方力も見た一部断 面の図である。回転ダクト方式シュラウド付回転翼は、翼端部の回転ダクトをべアリン グを介してシュラウドに接触させ、回転翼で発生した揚力は、翼端部の回転ダクトから シュラウドを経由して機体に伝達される。このため、翼端部に偏って極端に大きな揚 力が発生してもブレードがそり曲がる等の悪影響はない。また、ブレードの重量には 、従来型ヘリコプターのように重しとしての役目がないので、非常に軽い材料を用い ることができる。したがって、ブレードのピッチ角では、飛行中に最も効率的に揚力を 発生でき得る迎角を作れるピッチ角をブレード全域で選択できる上に、ブレードの枚 数においても、数を増加しても問題を生じないので、小さな直径（回転半径)で大きな 揚力を発生できる。
符号の説明
1 機体
2 格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼
3 回転ダクト方式シュラウド付回転翼 (油圧ピストン装置又は電動ウォームギア装置 使用時）
4 回転ダクト方式シュラウド付回転翼 (パンタグラフ使用時）
5 展帳支持部
6 底板 (ティルト装置有）
7 底板 (ティルト装置無）
8 底板取付軸
9 ティルト装置
10 ロッド、
11 急速風向変更装置
12 回転翼展帳軸
13 油圧ピストン装置
14 電動ウォームギア装置
15 パンタグラフ
16 作用点底部軸
17 作用点握把軸 (央部用)
18 作用点握把軸 (端部用)
19 スヮッシュプレート
20 ブレード
21 回転ダクト
22 シュラウド
23 揚力の向きと大きさ

Claims

請求の範囲 シュラウドの内周部に配設された電磁石と翼端部（回転ダクトや円環を含む)の外周 部に配設された永久磁石との間に、吸引力と反発力とを発生させて駆動力とする、リ ユアモーターの駆動原理を翼端部に有する回転ダクト方式シュラウド付回転翼にお いて、
(1)機体に摺動可能な状態で取り付けるための軸 (以下、底板取付軸)を背面に有し
、表（おもて）面内部の上部には、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を格納ゃ展帳す る際の回転の支点となる軸 (以下、回転翼展帳軸）、下部には油圧ピストン装置ゃ電 動ウォームギア装置もしくはパンタグラフの基底部を接続して格納ゃ展帳の支えとな る軸 (以下、作用点底部軸)を有する底板。
(2)外周部の端部に底板の回転翼展帳軸を摺動可能な状態で嵌入させる部分 (以 下、展帳支持部)を有し、格納や展帳を油圧ピストン装置か電動ウォームギア装置で 行う場合には、表（おもて）面に正対する側力も見て最大直径となる外周部中央に油 圧ピストン装置や電動ウォームギア装置の一端を摺動可能な状態で取り付けるため の軸 (以下、作用点握把軸 (央部用））を有し、格納や展帳を人力とパンタグラフで行 う場合には、外周部の展帳支持部の反対側端部にパンタグラフの一端を摺動可能な 状態で取り付けるための軸 (以下、作用点握把軸 (端部用））を有する回転ダクト方式 シュラウド付回転翼。
(3)装置の一方の基底部を底板内の作用点底部軸に摺動可能な状態で接続し、装 置が油圧ピストン装置か電動ウォームギア装置であるときは、他方の先端部を回転ダ タト方式シュラウド付回転翼の作用点握把軸 (央部用）に摺動可能な状態で接続し、 装置がパンタグラフであるときは、他方の先端部を作用点握把軸 (端部用）に摺動可 能な状態で接続して、伸縮させることによって回転ダクト方式シュラウド付回転翼を底 板に格納したり展帳するための油圧ピストン装置か電動ウォームギア装置もしくはパ ンタグラフ。
(4)回転ダ外方式シュラウド付回転翼を揚力を発生する装置として使用する場合に は、底板外側部の下部に取り付けて、装置の一端を機体の突部に接触させ伸縮させ ることによって底板全体を 15° 〜+ 15° の範囲で傾けるロッドを油圧ピストンゃ電 動ウォームギアによって繰り出すことのできるティルト装置。
から成り、回転ダクト方式シュラウド付回転翼を底板に格納した際には、回転ダクト方 式シユラウド付回転翼は回転面を機体に対して平行する状態で底板内に納められて 航空機の占有面積を減少し、展帳した際には、回転ダクト方式シュラウド付回転翼は 回転面が機体に対して直立して揚力もしくは推進力を発生できる状態となることを特 徴とする、格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼。
請求項 1の格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼を、航空 機の巡航時の前進方向を基準にした場合の機体の片方の側面もしくは側壁に 1基以 上、左右が対称となる位置の両側面もしくは両側壁の合計で 2基以上を取り付け、巡 航時の揚力を発生させて飛行する航空機。
PCT/JP2006/311390 2005-07-20 2006-06-07 格納と展帳を可能にした底板を伴うところのシュラウド付回転翼とそれを取り付けた航空機 WO2007010682A1 (ja)

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