WO2012053276A1 - 円盤型飛行体の水平姿勢安定化装置 - Google Patents

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裕次 田野瀬
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Tanose Yuji
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    • B64C17/02—Aircraft stabilisation not otherwise provided for by gravity or inertia-actuated apparatus
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/21—Elements
    • Y10T74/2121—Flywheel, motion smoothing-type

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus that can easily stabilize a horizontal posture by controlling a vertical take-off and landing vehicle such as a disk-type small hovering aircraft for low-flying flight.
  • the conventional method has the following drawbacks.
  • the present invention has been made to eliminate these drawbacks.
  • three flywheels of the same size and the same weight are installed in tandem on the horizontal plane passing through the center of gravity which is the center of the disk-type flying object, and equidistant and equidistant from the center of gravity.
  • the three flywheels generate a combined centrifugal force around the vertical axis passing through the center of gravity of the flying object by rotating at high speed in the same direction and at the same speed with the power of the engine and the engine.
  • the spinning top does not fall down
  • the attitude of the disk-type aircraft body is always kept horizontal.
  • Each axis of the three flywheels is equidistant from the vertical axis that passes through the center of gravity of the disk-type vehicle, so it can continue to rotate with power, and thus acts like a permanent sesame, There is no such thing as a top that falls naturally and falls.
  • the present invention has the following effects.
  • Three flywheels of the same size and weight are installed in tandem on the horizontal plane that passes through the center of gravity that is the center of the disk-type flying object. Rotate at high speed in the same direction and at the same speed with power. Further, the power for rotating the flywheel is also arranged at equal intervals from the center of gravity, and the weight is distributed so that the center of gravity of the disk-type flying object substantially overlaps the center of the disk.
  • a tail rotor is installed at the rear of the aircraft to prevent the aircraft from rotating in synchronization with the rotation of the flywheel.
  • a levitation and propulsion fan is disposed at a lower position on the vertical axis passing through the center of the fuselage as close to the center of gravity as possible.
  • the levitation and propulsion fan is structured such that the fan tilts in the direction in which the control stick is tilted, and the control stick is operated to fly.
  • this horizontal posture stabilization device By attaching this horizontal posture stabilization device to a disk-type small hovering aircraft for low-flying flight, the aircraft is always horizontally stable, so even if it is not an expert in flight experience, it can be easily handled.
  • this technology will be useful in the future to develop a disk-type flying object equipped with this horizontal posture stabilization device as a means for carrying people and goods to space. Therefore, it can be expected as a means to replace the grand technology of the space elevator concept that is currently in the development stage.

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Abstract

［課題］円盤型飛行体の重心を通る水平面上で、その重心を通る実在はしない垂直軸を中心として、回っているコマ同様に遠心力を発生させることにより機体を水平安定させる。［解決手段］円盤型飛行体の中心である重心点を通る水平面上で、その重心から等距離・等間隔に同じ大きさでかつ同じ重さのはずみ車を３基タンデム設置して、そのはずみ車をモーターやエンジンといった動力で同方向かつ同じスピードで高速回転させることにより３基のはずみ車が飛行体の重心を通る実在はしない垂直軸を中心とした合成遠心力を発生させる。

Description

円盤型飛行体の水平姿勢安定化装置
本発明は円盤型の低空飛行用小型ホバリング機といった垂直離着陸飛行体を制御して容易に水平姿勢を安定化させることのできる装置に関するものである。
垂直離着陸機の多くはその機体に浮上用のジェットエンジン又はファンを複数備えて傾きをジャイロセンサーで検知し、個々のジェットエンジン又はファンの推力を制御または傾斜させて水平を保つ方法か、人による操縦で個々の推力や傾きを調整して水平を保つ方法であった。
特開２００９−８３７９８ 特開２００５−２０６０１５
従来の方法には次のような欠点があった。
（イ）　　　機体の傾きをセンサーで検知してから制御するまでにタイムラグが発生するので安定的に機体を水平に保つことが難しい。
（ロ）　　　人による操縦で水平安定を保つためには熟練した操縦者が操作する必要があり、一般的でない。
本発明はこれらの欠点を除くためになされたものである。
本発明は円盤型飛行体の中心である重心点を通る水平面上で、その重心から等距離・等間隔に同じ大きさでかつ同じ重さのはずみ車を３基タンデム設置して、そのはずみ車をモーターやエンジンといった動力で同方向かつ同じスピードで高速回転させることにより３基のはずみ車が飛行体の重心を通る垂直軸を中心とした合成遠心力を発生させ、その結果、回っているコマが倒れないことと同じ原理で円盤型飛行体本体の姿勢が常に水平に保たれる仕組みとなっている。この３基のはずみ車のそれぞれの軸は円盤型飛行体の重心を通る垂直軸から等距離に離れているので動力で回転し続けることができ、従って永久ゴマと同様の働きをするので、普通のコマの様に自然に回転力が落ちて倒れてしまうということが無い。
本発明には次のような効果がある。
（イ）　動力で回っている３基のはずみ車が発生させる合成遠心力によって機体が常に水平に保たれるので、浮上用兼水平安定用の複数のジェットエンジン又はファンの推力を制御・操作して水平を保つ必要がない。
（ロ）　３基のはずみ車が回転することで機体を常に水平に保っているので、浮上用兼推進用のジェットエンジン又はファンは機体の中心位置に１基配置するだけでよい。従って浮上用ジェットエンジン又はファンと、はずみ車の回転に同期して機体が回転することを防ぐためのテールローターの２基で飛行が可能となる。
円盤型飛行体の中心である重心点を通る水平面上で、その重心から等距離・等間隔に同じ大きさでかつ同じ重さのはずみ車を３基タンデム設置して、そのはずみ車をモーターやエンジンといった動力で同方向かつ同じスピードで高速回転させる。またそのはずみ車を回転させる動力も重心から等間隔に配置して円盤型飛行体の重心がその円盤の中心と概ね重なるように重量配分する。また、はずみ車の回転に同期して機体が回転することを防ぐためにテールローターを機体後部に設置する。そして、機体の中心を通る垂直軸上の、なるべく重心点に近い下側の場所に浮上用兼推進用ファンを配置する。そして、浮上用兼推進用ファンは操縦桿を倒した方向にファンが傾く構造にして、その操縦桿を操り飛行する。
円盤型の低空飛行用小型ホバリング機に本水平姿勢安定化装置を取り付けることで機体が常に水平安定しているので飛行経験の熟練者でなくとも容易に乗りこなすことができる。
低空飛行用小型レジャーホバリング機への利用もさることながら、将来的には宇宙に人及び物資を運ぶための手段として本水平姿勢安定化装置を取り付けた円盤型飛行体を開発する上で役に立つ技術であり、現在開発段階である宇宙エレベーター構想という壮大な技術に取って代わることができる手段として期待できる。
本発明の水平安定化装置を搭載した円盤型の低空飛行用小型ホバリング機の斜視図である。 本発明の水平安定化装置を搭載した円盤型の低空飛行用小型ホバリング機の横断面図である。 本発明の円盤型低空飛行用小型ホバリング機の胴体上部ボディーを取り払った時の俯瞰図である。
　１　円盤型飛行体の胴体
　２　操縦室
　３　操縦者
　４　テールローター
　５　操縦桿
　６　第一はずみ車
　７　第二はずみ車
　８　第三はずみ車
　９　はずみ車用動力
　１０　浮上兼推進用動力
　１１　浮上兼推進用ファン
　１２　脚
　１３　機体の重心を通る垂直軸

Claims (1)

  1. 円盤型飛行体の中心である重心点を通る水平面上で、その重心から等距離・等間隔に同じ大きさでかつ同じ重さのはずみ車を３基タンデム設置して、そのはずみ車をモーターやエンジンといった動力で同方向かつ同じスピードで高速回転させることにより３基のはずみ車が飛行体の重心を通る垂直軸を中心とした合成遠心力を発生し、その結果、機体の水平姿勢を安定させる装置。
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