JP7271823B2 - 航空機 - Google Patents
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Description
ただし、k[kg/m]:空気抵抗係数である。
[第一の実施形態]
本実施形態のドローン6が備える燃料電池システムは、圧力容器を具備してこの圧力容器に蓄圧された高純度の水素を減圧弁によって減圧して固体高分子形燃料電池に供給するものである。燃料電池は、水素等の燃料と空気等の酸化剤を電気化学的に反応させることにより、燃料の持つ化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換する装置である。この燃料電池は、用いられる電解質の種類によって、数種類に分類される。なかでも、電解質としてプロトン伝導性を有する高分子電解質膜を用いた固体高分子形燃料電池は、コンパクトな構造で高出力密度が得られ、かつ簡易なシステムで運転が可能なことから、多くの用途での電源として使用することができる。さらには、宇宙用の電源や無人飛行機用の電源としての使用することもできる。
燃料タンク1は、図2に示すように、水素タンク2と、空気抵抗層3とを備えている。本実施形態の空気抵抗手段は、水素が蓄圧された水素タンク2に比べて密度が低い空気抵抗層3で構成されており、水素タンク2の外周部に設けられている。空気抵抗層3は、水素タンク2の空気抵抗を増大させる。なお、本実施形態では、水素タンク2を略半球形と略円筒とから構成しているが、水素タンク2が球形であっても、楕円形であっても空気抵抗層3はその外周部に具備される。また、空気抵抗層3は、一様な厚さである必要はなく、厚い箇所と薄い箇所とから構成されても空気抵抗としての効果は発揮される。
次に、図5を参照して、第二の実施形態のドローン6について説明する。なお、以下、第一の実施形態と同一又は対応する部分については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
第三の実施形態の航空機について、説明する。第三の実施形態の航空機は、図示しないが、水素から動力を得る方法として、燃料電池システムに代えて、水素燃料エンジンと、この水素エンジンで稼働される発電機とを備えている。本実施形態の航空機は、マルチコプターのような回転翼を複数有する形状・構造の航空機である。この航空機は、人が乗って航空の用に供することができる構成とされている。
第三の実施形態の航空機が備える水素燃料エンジンは、圧力容器を具備してこの圧力容器に蓄圧された高純度の水素が減圧弁によって減圧供給されて使用される。すなわち、燃料タンク1の内部に蓄圧された水素は、水素レギュレータ7によって減圧され、水素供給系8を介して水素燃料エンジンに供給される。水素燃料エンジンによって発電機を稼働させ、発生した電力でモータ15を駆動し、プロペラ16を回転させて、航空機に推力を与える。モータ15の非駆動時には、二次電池17へ供給して蓄電している。
なお、上記実施形態はそれぞれ、無人航空機としてのドローン6、有人航空機としてのマルチコプターを挙げたが、夫々、小型飛行機、小型回転翼航空機、飛行船その他の機器に変形することができる。これらの変形例のいずれの場合も水素タンク2の空気抵抗を増大させ、落下する際の速度を管理することができる。
2、2a、2b、2c 水素タンク
3、3a,3b,3c 空気抵抗層(空気抵抗手段)
6 ドローン(航空機)
7 水素レギュレータ
8 水素供給系
9 燃料電池スタック
10 水素循環ポンプ
11 空気吸気系
12 空気供給ポンプ
13 空気排気系
14 インバーター
15 モータ
16 プロペラ
17 二次電池
18 DC/DCコンバーター
20a 胴部
20b、20b 端部
21 内層
22 外層
23 開口部
Claims (2)
- 水素供給源と、
該水素供給源の水素から動力を得る航空機であって、
前記水素供給源の水素タンク外周部に前記水素供給源の空気抵抗を増大させる空気抵抗手段と、を備え、
前記空気抵抗手段には、少なくともフェルト状、編地状、ハニカム構造状、多孔質構造製、若しくは発砲プラスティック製、又はこれらの組合せの材料を用い、
前記空気抵抗手段を、水素が蓄圧された水素供給源に比べて密度が低い空気抵抗層で構成した、
ことを特徴とする航空機。 - 前記水素供給源と前記空気抵抗手段とからなる構造体の空気抵抗係数kは次式であらわされることを特徴とする請求項1に記載の航空機。
k≧0.004
ただし、k[kg/m]:空気抵抗係数
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JP2015535783A (ja) | 2012-10-04 | 2015-12-17 | エルビュス グルプ エス アー エス | プロジェクタイルの衝撃による過圧に耐性があるタンク |
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