JP2002193193A - 無人ヘリコプターのラジエータ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飛行姿勢を変化させて前後左右に飛行しかつ
空中停止する無人ヘリコプターにおいて、あらゆる飛行
状態で有効なエンジン冷却効果が得られるラジエータ構
造を提供する。 【解決手段】 ボディカバーで２覆われた機体３内にエ
ンジン４を備え、該エンジン４の冷却水が循環するラジ
エータを備えた無人ヘリコプター１のラジエータ構造に
おいて、機体３前部の上部側に設けたボディカバー開口
部２Ａに第１のラジエータ１１を配置し、この機体前部
の下部側で該第１のラジエータ１１の下方の位置に、機
体内外を連通する第１の通気口１３を設け、該機体前部
の下部側に、風受け面をほぼ垂直にした第２のラジエー
タ１５を備え、前記エンジン４の後方のボディカバー２
に第２の通気口１４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水冷式エンジンを
搭載した無人ヘリコプターの冷却水放熱用のラジエータ
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の無人ヘリコプターのラジエータ
は、機体の前部上面側のメインロータの下側に装着さ
れ、メインロータからの風を受けて冷却水を放熱させて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無人ヘ
リコプターは、機体の向きを一定にしたままホバリング
状態や前後左右に飛行して飛行方位が変わり、これに応
じて飛行姿勢も変化する。このため、ラジエータが受け
る風向が変化して放熱効果に影響を及ぼす。特にエンジ
ン出力が大きく発熱量が大きくなる高速前進飛行や、前
方配置ラジエータを通過する外気の量が少なくなる後進
飛行の場合にラジエータにより冷却水を十分冷却しきれ
ない場合があった。

【０００４】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、飛行姿勢を変化させて前後左右に飛行しかつ空中
停止し、飛行速度や搭載重量に応じてエンジン出力を増
減する無人ヘリコプターにおいて、あらゆる飛行状態で
有効なエンジン冷却効果が得られるラジエータ構造の提
供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、ボディカバーで覆われた機体内にエン
ジンを備え、該エンジンの冷却水が循環するラジエータ
を備えた無人ヘリコプターのラジエータ構造において、
機体前部の上部側に設けたボディカバー開口部に第１の
ラジエータを配置し、この機体前部の下部側で該第１の
ラジエータの下方の位置に、機体内外を連通する第１の
通気口を設け、該機体前部の下部側に、風受け面をほぼ
垂直にした第２のラジエータを備え、前記エンジンの後
方のボディカバーに第２の通気口を設けたことを特徴と
する無人ヘリコプターのラジエータ構造を提供する。

【０００６】この構成によれば、特にホバリングや低速
飛行時に上からメインロータの風を受けてこれを機体前
部の上部側の第１のラジエータを連通させて機体内に導
き、その下方の第１の通気口から逃がすことにより充分
な放熱効果が得られるとともに、特に冷却能力が必要と
される高速前進飛行時に第２のラジエータがその垂直な
風受け面から前方からの風を受けて充分な放熱効果を得
ることができる。この第２のラジエータが受けた風は、
第２のラジエータが機体外部に設けられた場合には、そ
のままラジエータを通過してラジエータの熱を外部に放
熱させる。第２のラジエータが機体内（機体前端面）に
配置された場合には、この第２のラジエータが受けた風
は機体内を流れてエンジン後方の第２の通気口から逃が
される。この場合、第２の通気口がエンジン後方に備わ
るため、特に高出力運転状態の高速前進飛行時に、機体
前端面から流入する空気により機体内を換気してさらに
エンジン周りを冷却する効果も得られる。

【０００７】後進飛行時には、逆に第２の通気口から機
体内に空気が流入し、この空気が第１のラジエータを通
過して機体外部に逃がされ、これにより第１のラジエー
タから放熱させる。第２のラジエータが機体内（機体前
端面）に配置された場合には、後進飛行時に機体内に流
入した空気は第１のラジエータとともにこの第２のラジ
エータを通過してこれを冷却する。

【０００８】好ましい構成例では、前記第２のラジエー
タは、機体の外側に設けられたことを特徴としている。

【０００９】この構成によれば、第２のラジエータがボ
ディカバーの外側の機体外に設けられるため、前進飛行
および後進飛行ともに充分に外気が流通して大きな放熱
効果が得られる。

【００１０】別の好ましい構成例では、前記第２のラジ
エータは、その背面が機体内部に面するように機体の前
端面に設けられたことを特徴としている。

【００１１】この構成によれば、第２のラジエータが機
体内に設けられるため、飛行抵抗が小さくなるととも
に、第１及び第２のラジエータ間の距離が短くなるた
め、これらを連通する冷却水配管が簡素化する。なお、
機体内とはラジエータの背面が機体内部に面するよう
に、ラジエータが機体の前端面に露出してボディカバー
に取付けられることを含む。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態
に係る無人ヘリコプターの全体構成図で機体を破断して
表したものあり、図２、図３および図４は、それぞれそ
のホバリング時、高速前進時および後進時の風の流れを
示す説明図である。

【００１３】図１に示すように、この無人ヘリコプター
１は、ボディカバー（シュラウド）２で覆われた機体３
からなり、この機体３内に水冷式エンジン４およびエン
ジン４に連結されたトランスミッション５が設けられ
る。６は排気管である。機体３の上部に、トランスミッ
ション５からロータ軸７を介して連結されたメインロー
タ８が備わる。機体３の下部には着陸時に接地するスキ
ッド１２が備わる。機体３の後端部に、トランスミッシ
ョン５からベルト（またはチェーン）９を介して回転駆
動されるテールロータ１０が備わる。

【００１４】機体３の前部の上部側（すなわち、機体３
の先端を通る軸線Ｃより上側で上方を向く部分）のボデ
ィカバー２に開口２Ａが設けられ、この開口２Ａ部に第
１のラジエータ１１が嵌め込まれて装着される。したが
って、この第１のラジエータ１１の風受け面１１ａは、
機体形状に沿って幾分斜め前下がりの上方に向き、メイ
ンロータ８からの風を受ける。

【００１５】この場合、ラジエータ１１は、ボディカバ
ー２の開口２Ａ周縁部への取付け状態によって、その周
囲のボディカバー２の表面より上側に出る場合もある
し、図１のように、周囲のボディカバーより下側（裏面
側）に装着される場合もある。いずれの場合でも、開口
２Ａを通過する空気がラジエータ１１も通過するように
開口２Ａ部にラジエータ１１が配置される。なお、本実
施形態では機体前部の上部側（軸線Ｃより上側）の位置
に、機体形状に沿って、すなわち、ボディカバー２の形
状に沿ってラジエータ１１が設けられる。

【００１６】この第１のラジエータ１１の下方の位置の
ボディカバー２（すなわち、機体３の下部側（軸線Ｃよ
り下側））を覆うボディカバー２であって、ラジエータ
１１の下方の位置のボディカバーに第１の通気口１３が
設けられる。また、エンジン４に連結されたトランスミ
ッション５の後方で機体３の上面側のボディカバー２に
第２の通気口１４Ａが設けられる。この第２の通気口１
４Ａは、機体３の左右両側に設けてもよい。さらに、ト
ランスミッション５の後方はボディカバー２が閉じられ
ず開いたままとされ、第３の通気口１４Ｂが形成され
る。

【００１７】本実施形態では、機体３の前部の下部側
（軸線Ｃより下側）の機体外部に、第２のラジエータ１
５がその風受け面１５ａをほぼ垂直にして取付けられ
る。図の例では、第２のラジエータ１５の取付け位置
は、第１のラジエータ１１の前端部の下側になる。この
第２のラジエータ１５は、連通管１６を介して前記第１
のラジエータ１１と直列に接続される。

【００１８】このような第１および第２のラジエータ１
１，１５を通過する空気の流れは、図２〜図４に示され
る。ホバリング時には、図２に示すように、メインロー
タ８からの風が矢印Ｄのように上から第１のラジエータ
１１に吹き当ってこれを通過し、矢印Ｅのように機体内
を流通し、その下方の第１の通気口１３から矢印Ｆのよ
うに吹き抜ける。この場合には、第２のラジエータ１５
にはほとんど風は流通しない。

【００１９】前進時には、図３に示すように、機体３に
対する前方からの風の一部とメインロータ８からの風の
合わさったものが矢印Ｇのように、第１のラジエータ１
１に吹き当ってこれを通過し、矢印Ｉのように機体内を
流通し、エンジン後方の第２の通気口１４Ａ及び第３の
通気口１４Ｂから矢印Ｊのように吹き抜ける。高速前進
時には、矢印Ｇの風が前傾する（水平に近づく）ととも
に、より多くの機体前方からの風が、矢印Ｈのように、
第２のラジエータ１５にほぼ正面から吹き当ってこれを
通過し矢印Ｋのように吹き抜ける。

【００２０】後進時には、図４に示すように、第２の通
気口１４Ａ及び第３の通気口１４Ｂから矢印Ｌのように
機体内に風が流入し、機体内を矢印Ｍのように流通して
第１のラジエータ１１から矢印Ｎのように吹き抜ける。
さらにこの場合、後方からの風が矢印Ｏのように第２の
ラジエータ１５に吹き当り、これを通過して矢印Ｐのよ
うに前方に吹き抜ける。特に、第２の通気口１４Ａから
はメインロータ８からの風も導入される。

【００２１】図５は、上記第１及び第２のラジエータ１
１，１５の斜視図である。連通管１６により直列に接続
された第１及び第２のラジエータ１１，１５は、冷却水
ホース１７を介してエンジンの冷却ジャケット（不図
示）に連通し、ウォータポンプ（不図示）により冷却水
が矢印のように循環する。このように第１及び第２のラ
ジエータ１１，１５を直列接続することにより、配管構
造が簡素化するとともに効率よく各ラジエータ１１，１
５を通る冷却水から放熱させてこれを冷却することがで
きる。

【００２２】なお、連通管１６の途中にリニア三方弁３
０を配置し、エンジン出力に対応して高速前進時のよう
にエンジン出力が大なる時、上流側連通管１６Ａから下
流側連通管１６Ｂへ大部分の冷却水を流し、ホバリング
時や下降飛行時等エンジン出力が小なる時、上流連通管
１６Ａから分流帰還用の冷却水ホース３１への冷却水流
量を増加するように、リニア三方弁３０の開度位置制御
を行うようにしてもよい。ラジエータ１５の下流側の冷
却水ホース１７との冷却水ホース３１が合流してエンジ
ンの冷却水ジャケットに戻される。

【００２３】図６は、本発明に係る無人ヘリコプターの
正面図である。図示したように、前述の図１の例の第２
のラジエータ１５は機体下部側のボディカバー２のさら
に下側に設けられる。この位置に代えて図のＡで示すよ
うに、機体外側の左右両側に第２のラジエータ１８を設
けてもよい。あるいはＢで示すように、機体の前端面に
第２のラジエータ１９を設けてもよい（後述の図７の実
施形態）。この場合、第１のラジエータ１１と第２のラ
ジエータ１９を連続した一体構造としてもよい（後述の
図８の実施形態）。いずれの場合にも、第２のラジエー
タ１５，１８，１９は、機体先端の軸線Ｃより下側であ
る。なお、図６中２点鎖線で示すものはトランスミッシ
ョン５の後方の第３の通気口１４Ｂである。

【００２４】図７は、本発明の別の実施形態を示す。こ
の実施形態では、機体の前面部のボディカバー２に第２
の開口２Ｂを設け、この開口２Ｂ部に第２のラジエータ
１９が、その風受け面１９ａをほぼ垂直にして、機体内
（機体３の前端面）に取付けられる。第１のラジエータ
１１の配置やその他の構成は前述の図１の例と同様であ
る。このように第２のラジエータ１９を第２の開口２Ｂ
部の機体内側に設けることにより、連通管１６や冷却水
ホース等の配管構造が簡素化するとともに、飛行抵抗が
小さくなる。

【００２５】図８は、本発明のさらに別の実施形態を示
す。この実施形態は、開口２Ａを機体上面から前面に渡
るものとし、第１のラジエータ１１に連続してその前端
部にＬ字状に屈曲して一体的に第２のラジエータ２０を
設けたものである。この構成によれば、第１および第２
のラジエータ１１，２０同士を連通させる連通管が不要
になって配管構造がさらに簡素化する。その他の構成お
よび作用効果は前記図７の実施形態と同様である。

【００２６】上記図７および図８の実施形態の風の流れ
は、第２のラジエータ１９，２０が機体内の前端面に取
付けられるため、前進時および後進時に第２のラジエー
タ１９，２０を通過する気流が機体内を流通する点を除
いて、前述の図２〜図４の気流と同様である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、機体
前部上面の第１のラジエータにより、特にホバリングや
低速飛行時に上からメインロータの風を受けてこれを第
１の通気口から逃がすことにより充分な放熱効果が得ら
れるとともに、特に冷却能力が必要とされる高速前進飛
行時に第２のラジエータがその垂直な風受け面から前方
からの風を受けて充分な放熱効果を得ることができる。
このように第２のラジエータを備えることにより、あら
ゆる飛行状態において放熱効果が高められ、充分にエン
ジンを冷却して安定した飛行を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る無人ヘリコプターの
全体構成図。

【図２】 図１の実施形態のホバリング時の気流説明
図。

【図３】 図１の実施形態の高速前進時の気流説明図。

【図４】 図１の実施形態の後進時の気流説明図。

【図５】 図１のラジエータの斜視図。

【図６】 図１の無人ヘリコプターの正面図。

【図７】 本発明の別の実施形態の全体構成図。

【図８】 本発明のさらに別の実施形態の全体構成図。

【符号の説明】

１：無人ヘリコプター、２：ボディカバー、２Ａ：開
口、２Ｂ：第２の開口、３：機体、４：エンジン、５：
トランスミッション、６：排気管、７：ロータ軸、８：
メインロータ、９：ベルト、１０：テールロータ、１
１：第１のラジエータ、１１ａ：風受け面、１２：スキ
ッド、１３：第１の通気口、１４Ａ：第２の通気口、１
４Ｂ：第３の通気口、１５：第２のラジエータ、１５
ａ：風受け面、１６：連通管、１６Ａ：上流側連通管、
１６Ｂ：下流側連通管、１７：冷却水ホース、１８：第
２のラジエータ、１９：第２のラジエータ、１９ａ：風
受け面、２０：第２のラジエータ、３０：リニア三方
弁、３１：冷却水ホース。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボディカバーで覆われた機体内にエンジン
   を備え、該エンジンの冷却水が循環するラジエータを備
   えた無人ヘリコプターのラジエータ構造において、 機体前部の上部側に設けたボディカバー開口部に第１の
   ラジエータを配置し、 この機体前部の下部側で該第１のラジエータの下方の位
   置に、機体内外を連通する第１の通気口を設け、 該機体前部の下部側に、風受け面をほぼ垂直にした第２
   のラジエータを備え、 前記エンジンの後方のボディカバーに第２の通気口を設
   けたことを特徴とする無人ヘリコプターのラジエータ構
   造。
2. 【請求項２】前記第２のラジエータは、機体の外側に設
   けられたことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコ
   プターのラジエータ構造。
3. 【請求項３】前記第２のラジエータは、その背面が機体
   内部に面するように機体の前端面に設けられたことを特
   徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプターのラジエー
   タ構造。