(57)【要約】【課題】翼端渦の発生を抑制し、誘導抵抗を低減することを目的とする。【解決手段】流体調整装置４は、主翼３の翼根の逆側の端部である翼端に設けられ、本体部上面及び本体部下面に上部開口及び下部開口が形成されている本体部７と、上部開口及び下部開口から空気を吸入するとともに、吸入した空気を主翼３の後縁側から排出する第１フランシスタービン８と、翼端で生成される翼端渦の回転方向と逆方向に第１フランシスタービン８を回転させる第１モータ９と、を備えている。第１フランシスタービン８は、中心軸線が主翼３の前縁から後縁方向へ延びていて、周方向から空気を吸入し、吸入した空気を軸方向へ排出する。【選択図】図１
2020121683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼の翼根の逆側の端部である翼端に設けられ、正圧面及び／又は負圧面に吸入開口が形成されている本体部と、
前記吸入開口から空気を吸入するとともに、吸入した空気を前記翼の後縁側から排出する第１ファンと、
前記翼端で生成される翼端渦の回転方向と逆方向に前記第１ファンを回転させる第１駆動部と、を備えた流体調整装置。
【請求項２】
前記第１ファンは、中心軸線が前記翼の前縁から後縁方向へ延びていて、周方向から空気を吸入し、吸入した空気を軸方向へ排出するフランシスタービンである請求項１に記載の流体調整装置。
【請求項３】
前記第１ファンは、中心軸線が前記翼の前縁から後縁方向へ延びていて周方向から空気を吸入して周方向へ空気を排出するクロスフローファンと、前記クロスフローファンから排出された空気を前記翼の後縁側へ導くダクトと、を有する請求項１に記載の流体調整装置。
【請求項４】
前記翼の翼長方向に延在し、前記翼の後縁に沿って設けられ、前記翼の前記正圧面及び／又は前記負圧面に沿う空気を吸入するとともに、吸入した空気をタービンへ排出する第２ファンと、
前記第２ファンを回転駆動する第２駆動部と、を備え、
前記第１駆動部は、前記第１ファンの軸方向の端部に設けられ、前記第２ファンから排出された空気によって回転駆動するタービンである請求項１から請求項３のいずれかに記載の流体調整装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかの流体調整装置を備えた航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体調整装置及び航空機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機の航行時に、航空機の主翼では、上面と下面との間で圧力差が生じる。この圧力差により、主翼の翼端（翼根の反対側の端部）付近では、下面（正圧面）から上面（負圧面）へと気流が流れ込むことで、翼端渦が発生する（図１０参照）。この翼端渦は、翼の迎え角を減少させる方向に作用し、誘導抵抗を増大させることから、航空機の燃費の低下の要因となっている。
このため、誘導抵抗を抑制するために、誘導抵抗の要因となる翼端渦を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４９１７３３２号明細書
【特許文献２】特開２００４−１６８１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
翼端渦を抑制する技術として、例えば、主翼の翼端にウィングレットを設けるものや、プロペラ機では、翼端渦の回転方向と逆回転にプロペラを回転させるものがある。しかしながら、ウィングレットは重量が大きく、航空機の重量が増大するという問題を生じる可能性がある。また、プロペラによって翼端渦を抑制する構成は、プロペラ機以外の航空機には利用できないという問題がある。こうしたことから、異なる手段によって翼端渦の発生を抑制可能な装置が望まれている。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、翼端渦の発生を抑制し、誘導抵抗を低減することができる流体調整装置及び航空機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る流体調整装置及び航空機は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る流体調整装置は、翼の翼根の逆側の端部である翼端に設けられ、正圧面及び／又は負圧面に吸入開口が形成されている本体部と、前記吸入開口から空気を吸入するとともに、吸入した空気を前記翼の後縁側から排出する第１ファンと、前記翼端で生成される翼端渦の回転方向と逆方向に前記第１ファンを回転させる第１駆動部と、を備えている。
【０００７】
翼の翼端では、正圧面から翼端近傍を経由して（迂回して）負圧面へと気流が回り込むことで、翼端渦と呼ばれる渦状の空気の流れが発生する。翼端渦は、翼の迎え角を減少させる方向に作用するため、翼に対する抵抗（以下、「誘導抵抗」という。）となる。
【０００８】
上記構成では、正圧面及び／又は負圧面に吸入開口が形成されている。これにより、第１ファンが、正圧面から負圧面へと向かう気流の一部を吸入する。すなわち、翼端渦の発生の要因となる気流の一部を、第１ファンが吸引するとともに後縁側へ排出する。したがって、翼端渦の発生を抑制することができる。
【０００９】
また、上記構成では、第１ファンが、翼端渦の回転方向と逆方向に回転している。これにより、第１ファンから排出される空気は、翼端渦と逆方向に旋回する渦となる。また、上記構成では、第１ファンが、吸入開口から吸引した空気を後縁側から排出している。これにより、翼端渦と逆方向に旋回する空気が、翼の後縁側から排出されることとなる。したがって、翼の後縁側において、第１ファンから排出された空気が、翼端渦の発生を抑制する。よって、誘導抵抗を低減することができる。
【００１０】
また、上記構成では、第１ファンが、正圧面及び／又は負圧面から吸入した空気を翼の後縁側から排出している。これにより、第１ファンによって、正圧面及び／又は負圧面から吸入した空気を推進力（翼が前縁方向へ移動する力）として利用することができる。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る流体調整装置は、前記第１ファンは、中心軸線が前記翼の前縁から後縁方向へ延びていて、周方向から空気を吸入し、吸入した空気を軸方向へ排出するフランシスタービンであってもよい。
【００１２】
上記構成では、第１ファンとして、中心軸線が翼の前縁から後縁方向へ延びていて、周方向から空気を吸入し、吸入した空気を軸方向へ排出するフランシスタービンを用いている。すなわち、フランシスタービンから排出された空気は、翼の後縁側から排出されることとなる。これにより、フランシスタービンから排出された空気を後縁側へ導くための構造（例えば、ダクト等）を備えることなく、翼の後縁側から空気を排出することができる。したがって、構成を簡素化することができる。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る流体調整装置は、前記第１ファンは、中心軸線が前記翼の前縁から後縁方向へ延びていて周方向から空気を吸入して周方向へ空気を排出するクロスフローファンと、前記クロスフローファンから排出された空気を前記翼の後縁側へ導くダクトと、を有してもよい。
【００１４】
上記構成では、第１ファンが、周方向から空気を吸入して周方向へ空気を排出するクロスフローファンと、クロスフローファンから排出された空気を翼の後縁側へ導くダクトとを有している。これにより、クロスフローファンから排出された空気がダクトを介して、翼の後縁側から排出することができる。また、クロスフローファンは、比較的構成が簡素なため、正圧面及び／又は負圧面から空気を吸入する装置として、他の機能を有する装置（例えば、周方向から吸い込んだ空気を軸方向へ排出する装置等）と比較して、小型である。したがって、正圧面及び／又は負圧面から空気を吸入する装置として、他の機能を有する装置を用いる構成と比較して、小型化することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る流体調整装置は、前記翼の翼長方向に延在し、前記翼の後縁に沿って設けられ、前記翼の前記正圧面及び／又は前記負圧面に沿う空気を吸入するとともに、吸入した空気をタービンへ排出する第２ファンと、前記第２ファンを回転駆動する第２駆動部と、を備え、前記第１駆動部は、前記第１ファンの軸方向の端部に設けられ、前記第２ファンから排出された空気によって回転駆動するタービンであってもよい。
【００１６】
上記構成では、翼の後縁に沿って設けられ、翼の正圧面及び／又は負圧面に沿う空気を吸入するとともに、吸入した空気をタービンへ排出する第２ファンを備えている。これにより、第２ファンが、翼の正圧面又は負圧面から剥離する空気を吸い込むことで、空気の剥離を抑制することができる。したがって、翼に対する抵抗を抑制することができる。
【００１７】
また、第２ファンから排出される空気をタービンへ供給し、当該タービンによって第１ファンを駆動している。これにより、タービンは配線等が不要であるため、第１ファンを駆動するための駆動装置として配線等を要する電動のモータ等を設ける構成と比較して、構成を簡素化することができるとともに、軽量化することができる。
【００１８】
本発明の一態様に係る航空機は、上記いずれかに記載の流体調整装置を備えている。
【００１９】
上記構成では、航空機に設けられた翼の翼端において、翼端渦の発生を抑制することができるので、誘導抵抗を低減することができる。したがって、航空機の燃費を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、翼端渦の発生を抑制し、誘導抵抗を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る航空機の模式的な平面図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】図１のIII−III矢視断面図である。
【図４】図２の変形例（変形例１）を示す断面図である。
【図５】図３の変形例（変形例１）を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る航空機の模式的な平面図である。
【図７】図６のVII−VII矢視断面図である。
【図８】図６のVIII−VIII矢視断面図である。
【図９】図７の変形例（変形例２）を示す断面図である。
【図１０】航空機の翼端で発生する翼端渦を模式的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る流体調整装置及び航空機の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中のＦＲは、航空機前方を、図中のＵＰは航空機上方を、図中ＩＮは航空機の幅方向の内側をそれぞれ意味している。また、以下の説明における前後方向は、航空機の前後方向を意味し、左右方向は、航空機前方を向いた状態での左右方向を意味する。
【００２３】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１から図３を用いて説明する。本実施形態では、流体調整装置４が、航空機１の主翼に設けられた例について説明する。
【００２４】
図１に示すように、航空機１は、胴体２と、翼長方向の一端である翼根が胴体２に固定されている主翼（翼）３と、主翼３の他端である翼端に設けられる流体調整装置４と、を備えている。なお、図１では、図示の関係上、２枚の主翼３のうちの１枚（航空機１の右側の主翼３）を省略して図示している。また、流体調整装置４は、本体部７に埋め込まれているため、実際に平面視した際には視認できないが、図１では図示の関係上、流体調整装置４を実線で図示している。
【００２５】
胴体２は、乗客及び／又は積み荷を搭載する空間を内部に有する。また、胴体２内には、バッテリ６が設けられている。なお、バッテリ６の代わりに、発電機が設けられていてもよい。
主翼３は、主翼３上面（負圧面）及び主翼３下面（正圧面）を有する。
流体調整装置４は、主翼３と一体的に形成されるとともに主翼３の一部を為す本体部７と、本体部７に埋め込まれるように設けられる第１フランシスタービン（第１ファン）８と、第１フランシスタービン８の前方に設けられる第１モータ（第１駆動部）９と、を備えている。
【００２６】
本体部７は、図１及び図３に示すように、本体部上面（負圧面）１１及び本体部下面（正圧面）１２を有する。本体部上面１１は、主翼上面３ａと面一となるように、一体的に形成されている。また、本体部上面１１の翼長方向の先端には、下方へ湾曲する上面湾曲部１１ａが形成されている（図３参照）。本体部下面１２は、主翼下面３ｂと面一となるように、一体的に形成されている。また、本体部下面１２の翼長方向の先端には、上方へ湾曲する下面湾曲部１２ａが形成されている。上面湾曲部１１ａの下端と、下面湾曲部１２ａの上端とは接続されている（図３参照）。
【００２７】
本体部７の内部には、図３に示すように、前後方向へ延在し、長手方向断面が略円形の第１内部空間Ｓ１が形成されている。本体部７の上面湾曲部１１ａには、本体部７の内部に形成された第１内部空間Ｓ１と、外部とを連通する上部開口（吸入開口）１３が形成されている。上部開口１３の前後方向の長さは、第１内部空間Ｓ１の前後方向の長さと略同一とされている。また、本体部７の下面湾曲部１２ａには、第１内部空間Ｓ１と、外部とを連通する下部開口（吸入開口）１４が形成されている。下部開口１４の前後方向の長さは、第１内部空間Ｓ１の前後方向の長さと略同一とされている。また、本体部７の後縁側（後端）には、第１内部空間Ｓ１と本体部７の後縁側の外部とを連通する排出開口１５が形成されている。
【００２８】
第１フランシスタービン８は、中心軸線が第１内部空間Ｓ１の長手方向に沿うように、第１内部空間Ｓ１に回転自在に配置される円筒状の部材である。また、第１フランシスタービン８は、前方から後方へ向かうにつれて徐々に径が大きくなるように形成されている。第１フランシスタービン８は、中心軸線の周りに所定の間隔で円周方向に並んで配置される複数の羽根部１６を有している。各羽根部１６は、中心軸線から離間して設けられているので、第１フランシスタービン８の内部には、中心軸線を中心として長手方向へ延在する空間が形成されている。各羽根部１６は、周方向から導入された空気を内部の空間へと導くとともに、導入された空気が空間内を後方へ流通するように形成されている。すなわち、第１フランシスタービン８は、中心軸線を中心に回転することで、周方向から空気を吸入し、吸入した空気を軸方向の後方から排出する。
【００２９】
第１モータ９は、第１フランシスタービン８の前方に設けられている。第１モータ９は、配線１７により、胴体２に設けられたバッテリ６と電気的に接続されており、バッテリ６からの電力によって駆動する。第１モータ９は、第１フランシスタービン８の前端と連結されており、第１モータ９が駆動することで、第１フランシスタービン８が中心軸線を中心に回転する。詳細には、第１モータ９は、翼端で生成される翼端渦の回転方向と逆方向に第１フランシスタービン８を回転させる。すなわち、図３の矢印Ｒ１で示すように、第１フランシスタービン８を正面視した際に、第１フランシスタービン８の翼長方向の先端側の半分において、羽根部１６が上方（正圧面側）から下方（負圧面側）へと移動するように、第１フランシスタービン８を回転させる。また、図１の矢印Ｒ１で示すように、第１フランシスタービン８を平面視した際に、第１フランシスタービン８の上側半分において、羽根部１６が翼根側から翼端側へと移動するように、第１フランシスタービン８を回転させる。
【００３０】
また、本実施形態の航空機１は、第１モータ９を制御する制御装置（図示省略）を備えている。
制御装置は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００３１】
次に、本実施形態に係る航空機１における作用について説明する。
航空機１の航行中には、主翼上面３ａ（負圧面）と主翼下面３ｂ（正圧面）との間で圧力差が生じる。この圧力差により、主翼３の翼端付近では、主翼下面３ｂから主翼上面３ａへと気流が流れ込むことで、翼端渦が発生する（図１０の矢印参照）。翼端渦は、翼の迎え角を減少させる方向に作用するため、翼に対する抵抗（以下、「誘導抵抗」という。）となる。
【００３２】
本実施形態に係る航空機１では、航行中に第１モータ９を駆動することで、第１フランシスタービン８を回転駆動させる。第１フランシスタービン８が回転することで、図２及び図３の矢印Ａ１で示すように、本体部７に形成された上部開口１３及び下部開口１４を介して、主翼下面３ｂ（正圧面）から主翼上面３ａ（負圧面）へと向かう気流の一部を、第１フランシスタービン８が吸入する。第１フランシスタービン８は、吸入した空気を軸方向の後方から排出する。第１フランシスタービン８から排出された空気は、図２の矢印Ｅ１で示すように、本体部７に形成された排出開口１５を介して、主翼３の後縁側の空間（後方空間）へ排出される。第１フランシスタービン８は翼端渦の旋回方向と逆方向へ回転しているので、主翼３の後縁側の空間へ排出される空気は、翼端渦の旋回方向と逆方向に旋回する渦となる。
【００３３】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、上面湾曲部１１ａに形成された上部開口１３及び下面湾曲部１２ａに形成された下部開口１４から、第１フランシスタービン８が、主翼下面３ｂ（正圧面）から主翼上面３ａ（負圧面）へと向かう気流の一部を吸入する。すなわち、翼端渦の発生の要因となる気流の一部を、第１フランシスタービン８が吸引し、後縁側へ排出する。したがって、翼端渦の発生を抑制することができる。
【００３４】
本実施形態では、第１フランシスタービン８が上部開口１３及び下部開口１４から吸引した空気を、主翼３の後縁側の空間へ排出している。主翼３の後縁側の空間へ排出される空気は、翼端渦の旋回方向と逆方向に旋回する渦となっているため、翼の後縁側の空間において、第１フランシスタービン８から排出された空気が、翼端渦の発生を抑制する。したがって、航空機１の誘導抵抗を低減することができる。よって、航空機１の燃費を向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、第１フランシスタービン８が、上部開口１３及び下部開口１４から吸入した空気を主翼３の後縁側から後方へ向かって排出している。これにより、第１フランシスタービン８によって、正圧面及び負圧面から吸入した空気を航空機１の推進力として利用することができる。
【００３６】
本実施形態では、中心軸線が翼の前縁から後縁方向へ延びていて、周方向から空気を吸入し、吸入した空気を軸方向へ排出する第１フランシスタービン８によって、翼端渦の発生を抑制している。これにより、第１フランシスタービン８から排出された空気を後縁側へ導くための構造（例えば、ダクト等）を備えることなく、主翼３の後縁側から空気を排出することができる。したがって、流体調整装置４の構成を簡素化することができる。
【００３７】
〔変形例１〕
次に、本実施形態の変形例（変形例１）について図４及び図５を用いて説明する。本変形例に係る流体調整装置４は、図４及び図５に示すように、第１フランシスタービン８の代わりに、クロスフローファン２８を用いている点で、主に第１実施形態と異なる。第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
流体調整装置２４は、主翼３と一体的に形成されるとともに主翼３の一部を為す本体部２７と、本体部２７に埋め込まれるように設けられるクロスフローファン２８と、クロスフローファン２８から排出された空気を排出開口１５へ導くダクト３０と、クロスフローファン２８の前方に設けられる第１モータ９と、を備えている。クロスフローファン２８は、中心軸線に沿って延びる円筒状のファンである。クロスフローファン２８は、円筒形状の外周面に相当する部分に、中心軸線と略平行に延びる羽根を複数有していて、中心軸線を中心として回転することで、複数の羽根が空気を所定方向（本実施形態では上方）へ搬送する。
【００３９】
本変形例に係る本体部２７には、下面湾曲部１２ａに第１内部空間Ｓ２と外部とを連通する下部開口１４が形成されているが、上面湾曲部１１ａに上部開口１３は形成されていない。また、本体部２７の内部に形成される第１内部空間Ｓ２には、後述するように、クロスフローファン２８及びダクト３０が収容されるので、第１内部空間Ｓ２は、長手方向の断面が長円形状となるように形成されている。
【００４０】
クロスフローファン２８は、中心軸線が第１内部空間Ｓ２の長手方向に沿うように、第１内部空間Ｓ２に回転自在に配置される円筒状の部材である。また、クロスフローファン２８は、前方から後方へ向かうにつれて徐々に径が大きくなるように形成されている。クロスフローファン２８は、中心軸線の周りに所定の間隔で円周方向に並んで配置される複数の羽根部３２を有している。各羽根部３２は、中心軸線から離間して設けられているので、クロスフローファン２８の内部には、中心軸線を中心として長手方向へ延在する空間が形成されている。各羽根部３２は、周方向から導入された空気を、接線方向へ流通するように形成されている。すなわち、クロスフローファン２８は、中心軸線を中心に回転することで、周方向（本実施形態では下方）から空気を吸入し、吸入方向とは反対側の周方向（本実施形態では上方）へ吸入した空気を排出する。
【００４１】
ダクト３０は、前後方向へ直線状に延在していて、第１内部空間Ｓ２の上部の後端と排出開口１５とを接続している。
【００４２】
第１モータ９は、クロスフローファン２８の前方に設けられている。第１モータ９は、配線１７により、胴体２に設けられたバッテリ６と電気的に接続されており、バッテリ６からの電力によって駆動する。第１モータ９は、クロスフローファン２８の前端と連結されており、第１モータ９が駆動することで、クロスフローファン２８が中心軸線を中心に回転する。クロスフローファン２８の回転方向は、第１実施形態の第１フランシスタービン８と同方向であるので、詳細な説明は省略する。
【００４３】
次に、本変形例に係る航空機２１における作用について説明する。
本変形例に係る航空機２１では、航行中に第１モータ９を駆動することで、クロスフローファン２８を回転駆動させる。クロスフローファン２８が回転することで、図４及び図５の矢印Ａ１で示すように、本体部２７に形成された下部開口１４を介して、主翼下面３ｂ（正圧面）から主翼上面３ａ（負圧面）へと向かう気流の一部を、クロスフローファン２８が吸入する。クロスフローファン２８は、吸入した空気を上方かつ後方へ排出する。クロスフローファン２８から排出された空気は、矢印Ａ１’で示すように、ダクト３０へ流入する。ダクト３０に流入した空気は、図４の矢印Ｅ１で示すように、本体部２７に形成された排出開口１５を介して、主翼３の後縁側の空間（後方空間）へ排出される。クロスフローファン２８は、翼端渦の旋回方向と逆方向へ回転しているので、主翼３の後縁側の空間へ排出される空気は、翼端渦の旋回方向と逆方向に旋回する渦となる。
【００４４】
本変形例によれば、以下の作用効果を奏する。
本変形例では、クロスフローファン２８によって、主翼３の後縁側から排出している。クロスフローファン２８は、比較的構成が簡素なため、周方向から空気を吸入する装置として、他の機能を有する装置（例えば、周方向から吸い込んだ空気を軸方向へ排出する装置等）と比較して、小型である。したがって、流体調整装置２４を小型化することができる。
【００４５】
また、クロスフローファン２８は、羽根が中心軸線と略平行に設けられているので、羽根が中心軸線に対して傾斜する構成と比較して、長手方向における吸入量が均一化される。これにより、全体としての吸入量を大きくすることができる。したがって、翼端渦の発生の要因となる気流をより多く吸入することができるので、翼端渦の発生をより抑制することができる。
【００４６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図６から図８を用いて説明する。本実施形態に係る流体調整装置４４は、主に、第２フランシスタービン４５を備えている点、及び、第１モータ９の代わりに駆動用フランシスタービン４７を備えている点で、第１実施形態と異なる。以下の説明では、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
流体調整装置４は、主翼３の翼長方向に延在するとともに主翼３の後縁に沿って設けられる第２フランシスタービン（第２ファン）４５と、第２フランシスタービン４５を回転駆動する第２モータ（第２駆動部）４６と、第１フランシスタービン８を回転駆動する駆動用フランシスタービン（タービン）４７と、第２フランシスタービン４５から排出された空気を駆動用フランシスタービン４７へ導く通風路４８と、をさらに備えている。また、本実施形態に係る航空機１の主翼３の後端部には、翼長方向（左右方向）へ延在し、長手方向断面が略円形の第２内部空間Ｓ３が形成されている。また、主翼上面３ａには、内部空間と外部とを連通する上面開口４３が形成されている。上面開口４３の翼長方向の長さは、第２内部空間Ｓ３の翼長方向の長さと略同一とされている。
【００４８】
第２フランシスタービン４５は、中心軸線が第２内部空間Ｓ３の長手方向に沿うように、第２内部空間Ｓ３に回転自在に配置されている。また、第２フランシスタービン４５は、中心軸線を中心に回転することで、周方向から空気を吸入し、吸入した空気を軸方向へ排出する。本実施形態の第２フランシスタービン４５は、吸入した空気を翼端方向へ排出する。その他の第２フランシスタービン４５の構造は、第１フランシスタービン８と略同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４９】
通風路４８は、ダクト状の部材である。通風路４８は、第２内部空間Ｓ３の翼端方向の端部と、第１内部空間Ｓ１の翼根方向の端部とを連通している。通風路４８は、第２フランシスタービン４５の中心軸線と略同方向に、直線状に延在している。また、通風路４８は、第１フランシスタービン８及び駆動用フランシスタービン４７の中心軸線と直交するように延在している。
【００５０】
第２モータ４６は、第２フランシスタービン４５の翼根側端部に設けられている。第２モータ４６は、配線１７により、胴体２に設けられたバッテリ６と電気的に接続されており、バッテリ６からの電力によって駆動する。モータは、第２フランシスタービン４５の翼根側端部と連結されており、第２モータ４６が駆動することで、第２フランシスタービン４５が中心軸線を中心に回転する。詳細には、図６の矢印Ｒ２で示すように、第２フランシスタービン４５を平面視した際に、第２フランシスタービン４５の上側半分において、羽根部５０が主翼３の後縁側から前縁側へと移動するように、第２フランシスタービン４５を回転させる。なお、第２フランシスタービン４５の回転方向はこれに限定されず、上記説明の回転方向と逆方向の回転でもよい。
【００５１】
駆動用フランシスタービン４７は、中心軸線が第１内部空間Ｓ１の長手方向に沿うように、第１内部空間Ｓ１に回転自在に配置されている。また、駆動用フランシスタービン４７は、中心軸線を中心に回転することで、周方向から空気を吸入し、吸入した空気を軸方向へ排出する。本実施形態の駆動用フランシスタービン４７は、吸入した空気を軸方向の後方へ排出する。その他の駆動用フランシスタービン４７の構造は、第１フランシスタービン８と略同一であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
また、駆動用フランシスタービン４７は、第１フランシスタービン８の後方に設けられている。駆動用フランシスタービン４７の前端は、第１フランシスタービン８の後端と、連結部材４９を介して連結されていて、駆動用フランシスタービン４７が回転することで第１フランシスタービン８も回転する。
【００５３】
次に、本実施形態に係る航空機４１における作用について説明する。
本実施形態に係る航空機４１では、航行中に第２モータ４６を駆動することで、第２フランシスタービン４５を回転駆動させる。第２フランシスタービン４５が回転することで、図８の矢印Ａ２で示すように、主翼３に形成された上面開口４３を介して、主翼上面３ａ（負圧面）近傍を流通する気流の一部を、第２フランシスタービン４５が吸入する。第２フランシスタービン４５は、吸入した空気を軸方向へ排出する。第２フランシスタービン４５から排出された空気は、図６の矢印Ａ２’で示すように、通風路４８を介して、駆動用フランシスタービン４７へ供給される。詳細には、駆動用フランシスタービン４７の周方向から供給される。駆動用フランシスタービン４７は、供給された空気によって回転駆動する。駆動用フランシスタービン４７回転駆動することで、第１フランシスタービン８も回転駆動する。駆動用フランシスタービン４７から排出される空気は、第１フランシスタービン８から排出される空気とともに、図７の矢印Ｅ２で示すように、本体部７に形成された排出開口１５を介して、主翼３の後縁側の空間（後方空間）へ排出される。第１フランシスタービン８に関する空気の流れは、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００５４】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第２フランシスタービン４５を備えている。これにより、第２フランシスタービン４５が、主翼上面３ａから剥離する空気を吸い込むことで、空気の剥離を抑制することができる。したがって、航空機４１に対する抵抗を抑制することができる。よって、航空機４１の燃費を向上させることができる。
特に、航空機４１の離陸時等には、主翼上面３ａに沿って流れる空気が剥離する傾向が強いため、第２フランシスタービン４５による効果をより好適に得ることができる。
【００５５】
また、第２フランシスタービン４５から排出される空気を駆動用フランシスタービン４７へ供給し、駆動用フランシスタービン４７によって第１フランシスタービン８を駆動している。駆動用フランシスタービン４７は配線等が不要であるため、第１フランシスタービン８を駆動するための駆動装置として配線等を要する電動のモータ等を設ける構成と比較して、構成を簡素化することができるとともに、軽量化することができる。
【００５６】
〔変形例２〕
次に、本実施形態の変形例（変形例２）について説明する。本変形例は、図９に示すように、主翼３の翼端に設けられる送風機として、第１フランシスタービン８の代わりに、クロスフローファン２８を用いた点で第２実施形態と異なる。本変形例では、クロスフローファン２８の後端は、第２実施形態の第１フランシスタービン８と同様に、連結部材を介して駆動用フランシスタービン４７の前端と連結される。また、本変形例では、第１実施形態の変形例１と同様に、クロスフローファン２８から排出された空気を排出開口１５へ導くダクト３０が設けられる。本変形例の構成においても、第２実施形態と同様の効果を奏する。
【００５７】
〔変形例３〕
次に、本実施形態の他の変形例（変形例３）について説明する。本変形例では、主翼３の後縁に沿って設けられる送風機として、第２フランシスタービンの代わりにクロスフローファンを用いる点で第２実施形態と異なっている。本変形例の構成では、クロスフローファンから排出された空気を駆動用フランシスタービン４７へ導くダクトが設けられている。なお、当該構成に用いられるクロスフローファンの構造は、第１実施形態におけるクロスフローファン２８の構造と略同一である。ただし、当該構成に適用されるクロスフローファンは、上方から空気を吸入し、吸入した空気を下方へ排出（搬送）する。
【００５８】
本変形例の構成においても、第２実施形態と同様の効果を奏する。
また、上述のように、クロスフローファンは、羽根が中心軸線と略平行に設けられているので、羽根が中心軸線に対して傾斜する構成と比較して、長手方向における吸入量が均一化される。これにより、全体としての吸入量を大きくすることができる。本変形例では、主翼３の後縁に沿って設けられるタービンとして、クロスフローファンを用いているので、主翼上面３ａから剥離する空気をより多く吸い込むことができる。したがって、空気の剥離をより抑制することができる。
【００５９】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
【００６０】
例えば、上記第２実施形態では、第２フランシスタービン４５が、主翼上面３ａに形成された上面開口４３を介して、主翼上面３ａの近傍を流通する気流の一部を吸入する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、主翼下面３ｂに開口を形成し、この開口を介して、主翼下面３ｂの近傍を流通する気流の一部を吸入してもよい。このように構成することで、主翼下面３ｂ近傍に形成される境界層を吸い込むことができるので、航空機１の抵抗を低減することができる。また、主翼上面３ａと主翼下面３ｂの両方に開口を形成してもよい。
【００６１】
また、上記第２実施形態の変形例２と変形例３とを組み合わせてもよい。すなわち、主翼３の翼端に設けられる送風機として、第１フランシスタービン８の代わりに、クロスフローファン２８を用いるとともに、主翼３の後縁に沿って設けられる送風機として、第２フランシスタービンの代わりにクロスフローファンを用いてもよい。このように構成することで、翼端渦の発生の要因となる気流を多く吸入して翼端渦の発生をより抑制することができるとともに、主翼上面３ａから剥離する空気を多く吸入して空気の剥離をより抑制することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１      ：航空機
２      ：胴体
３      ：主翼
３ａ    ：主翼上面
３ｂ    ：主翼下面
４      ：流体調整装置
６      ：バッテリ
７      ：本体部
８      ：第１フランシスタービン
９      ：第１モータ
１１    ：本体部上面
１１ａ  ：上面湾曲部
１２    ：本体部下面
１２ａ  ：下面湾曲部
１３    ：上部開口
１４    ：下部開口
１５    ：排出開口
１６    ：羽根部
１７    ：配線
２８    ：クロスフローファン
３０    ：ダクト
３２    ：羽根部
４３    ：上面開口
４５    ：第２フランシスタービン
４６    ：第２モータ
４７    ：駆動用フランシスタービン
４８    ：通風路
４９    ：連結部材
５０    ：羽根部
Ｓ１    ：第１内部空間
Ｓ２    ：第１内部空間
Ｓ３    ：第２内部空間  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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