(57)【要約】【課題】動力の無い推進力は可能か。【解決手段】鳥が向かい風の中、翼を広げたままの状態で平行飛行している事から翼の中に風を推進力に換え飛行する力が有ると気付き、魚類やイルカ等も同様である事から、作用する形状を具備する事で動力の無い推進力を得る事ができた。【選択図】図１
2018030562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心点が存在する円弧による曲線により構成された面を「弧面」とし、該弧面の集合体を「曲面」とし、外側に膨らんだ曲面が「凸面」で内側に膨らんだ曲面を「凹面」とし、空気や水等の粘性流体の物質を「粘質体」とし、該粘質体と物体が直接的に接した状態を「密接」とし、該密接しながら流れている事を「沿流」とし、重力により空気や水等が加える圧力を「対外圧力」とし、円弧上で弧の中心に向かい押し付ける力を「向心力」とし、運動する力と力が合わさる事を「合力」とし、
物体上を粘質体が沿流するにおいて、粘質体が物体と密接している状態で、物体と粘質体との間に何も無い事により、物体と粘質体が一体化した事で、従来は物体にかかる対外圧力が粘質体の上から作用する事で物体と該物体上を沿流する粘質体が対外圧力により一体化した事で曲面を沿流するにおいて、曲面の形状と同じ形状に沿って沿流している事で明らかで、沿流している粘質体と物体を含む全体に対外圧力が作用するが、特に物体に密接している粘質体に作用する圧力の部分を「付帯圧力」とし、
弧面上を粘質体が沿流するにおいて、弧面の中心点の方向に対して直角で遠心力が作用する方向と同じ方向に粘質体が弧面の接点から慣性により直進しようとする力を「慣性直進力」とし、弧面上で粘質体との接点から始まる慣性直進力の方向と該方向側にある弧面までの範囲以内で受ける付帯圧力を「付内圧力」とし、該範囲以外から受ける付帯圧力を「付外圧力」とし、
弧面上を粘質体が沿流するにおいて、弧面に接している粘質体は慣性直進力により弧面から剥離する方向に作用するが、該作用は弧面とその弧面に接していた粘質体との間に真空状の隙間が発生する作用で、該発生する作用を「剥離減圧」とし、該剥離減圧により真空状態になる大きな力を回避するため、付帯圧力が対応し、
粘質体の慣性直進力による剥離において、粘質体が沿流する弧面内の中心点までの距離が長かったり、付帯圧力より慣性直進力が弱い場合、剥離減圧を回避するため剥離しないよう付帯圧力の付外圧力が向心力となり粘質体を押し付け、該粘質体を押し付ける作用は記載の条件が満たされる限り継続的に作用し、該継続的な作用により粘質体は持続的に弧面に押し付けられながら沿流すると同時に従来の粘質体の流速による慣性直進力と向心力が合力する事で、凸面上を沿流する流れを加速させるが、該加速させる作用を「凸面沿流加速力」とし、
粘質体の慣性直進力による剥離において、粘質体が沿流する弧面内の中心点までの距離が短かったり、付帯圧力より慣性直進力が強い場合、粘質体が慣性直進力により弧面から剥離するが、粘質体が剥離した後の剥離減圧を回避するため付内圧力により該付内圧力が作用する範囲にある粘質体を剥離した跡の弧面上に補填するが、該補填する方向と粘質体が剥離した方向とは反対の方向になり、互いの方向が違う事により渦が発生する要因になる。該要因は記載の条件が満たされる限り継続的に作用し、該断続的な作用により持続的に渦が発生し、該発生した渦は凸面上を沿流していた粘質体が剥離した先から渦を循環させる事になり、該渦の循環により凸面上を沿流していた粘質体の速力が吸収される事で沿流する速力が消滅して失速する事になり、
物体上を沿流中の粘質体が離れるにおいて、実際に翼後縁となるフラップ先端の様に、上面と下面の沿流が可能な限り平行で鋭利な角度で合流する事で流速を損なわずに翼後縁（フラップ先端）から噴出されるが、実際の翼後縁では上面からの速い噴出と下面からの流速の違いにより、翼自体は不要な渦を発生させながらも推進力と上昇力を得ているが、翼上面と同じ形状により翼の下面を構成し、該構成された下面により上面と同じ凸面上で作用する推進力と上昇力の作用を得るにおいて、翼を引き上げる揚力と錯覚していた上昇力は相殺され、翼の後方斜め下方向に発生していた不要な渦も消滅し、前の方向へ推進する力を増幅した作用を得る事が可能で、上下の面が同じ形状による対称翼の様に上下の凸面で凸面沿流加速力を得て、該得た凸面沿流加速力をフラップの形状で示す様に後縁が可能な限り平行で鋭利な角度で合流するよう構成された形状の翼を「推進翼」とするが、該推進翼は対称翼だけでは無く非対称でも下の面で凸面沿流加速力を得る事が可能な形状を含み、
揚力は存在しないが「翼後縁のフラップ等の先端を下げる操作により揚力の強弱を調整し、離着陸時に利用してきた。」とあるが実際は、翼後縁となるフラップ先端から後方斜め下方向に噴出する事で推進力と上昇力を得ているが、フラップ先端を下げる事により、下方向の噴出を強化させた事による反作用により翼の推進力を減少させて上昇力を増幅させる事になり、上昇力の強弱を離着陸の補助に利用している事から、フラップは流れを調整する舵の機能があり、該舵の機能を推進翼に具備する事と、推進翼と同等な機能と進行方向を変更する機能を具備した舵を「推進舵」とし、
空気抵抗を軽減する形状を示す流線型と魚類やイルカ等の形状と同様で潜水艦等により形状を示す涙適型が有るが、粘質体の中で移動を目的とする物体において、凸面の面積を多く占める事で凸面沿流加速力による作用を得て、末尾は沿流している粘質体が鋭利な角度で一点に結集して噴出される形状や線上に集中して噴出されるよう構成された形状を「流結型」とし、該流結型により構成された物体を「流結体」とし、
推進翼は流結型で推進舵は流結体に属し、流結体に推進舵を具備する事により、一層の推進力を得る事ができ、飛行機、自動車等の対外圧力の中で動力により移動する物体を「自走体」とし、該自走体の形状に流結型を具備する事で「自走流結型」とし、該自走流結型により全体が構成された自走体を「自走流結体」とし、自走流結体に推進翼を具備した事で、粘質対の剥離現象を考慮した状態で、自走体を含む物体の全体に流結型や流結体を具備し、自走体を含む物体の一部又は複数の部分に流結型や流結体を具備し、流結型の一部又は複数に流結型や流結体を具備し、流結体の一部又は複数に流結型や流結体を具備した事を特徴とする
凸面を沿流すると加速し、動力なき推進力を得る翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性流体が凸面を沿流すると加速する形状による翼と、粘性流体の中で動力の使用及び不使用により沿流する物体の形状及び形態に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飛行を可能にする揚力とは翼に働き、該翼の断面形は、上面の緩やかなカーブ（凸面）と下面の平らなライン（平面）で構成され、翼上面はカーブした分だけ、下面より長いことが特徴で、空気の流れを観察すると、翼の前縁で上面と下面へと２つに分かれ、同じ時間をかけて翼の表面を通過し、後縁で同時に合流します（同着説）。翼上面はカーブした分、下面より長いのですから、翼上面を流れる気流は速いスピードで流れなければなりませんが、「水や空気のような流体は、流速が速くなるにしたがって圧力が低くなる」 という「ベルヌーイの定理」として知られる流体の性質によって、翼上面は下面よりも高速で流れる気流により圧力が低下する事で生じた圧力の差により、 圧力の高い下面の下方向から圧力の低い上面の上方向へと翼を引き上げる作用が働く。この様な作用を揚力とし、飛行機等は揚力を生み出す翼を具備する事で飛行ができ、翼後縁となるフラップ先端を下げる操作により揚力の強弱を調整し、離着陸時に利用してきた。
【０００３】
揚力を説明するのに、粘性流体の噴流（ジェット）が近くの壁に引き寄せられる効果のコアンダ効果が知られていた。
【０００４】
鳥は翼により、羽ばたいたり、上昇気流に乗ったり、滑空したりして空を飛んでいた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１）     「翼の前縁で上面と下面へと２つに分かれ、同じ時間をかけて翼の表面を通過し、後縁で同時に合流します（同着説）。」の後縁で気流が同着する根拠は無く、翼による多くの風洞実験では、翼前縁で２つに分かれた気流は、下面より上面の方が速く後縁に到着し、後方斜め下方向に翼から気流が噴出され、翼の後方斜め下方向に渦が発生している事が証明されているが、詳細は下面の気流は前縁から殆ど減速せずに後縁に到着している事から、翼の上面は下面より長い事で気流が速くなった以上に加速して後縁に到着し、その後は、後縁の形状に沿い、下面は殆ど水平方向で、上面は傾斜している事から傾斜の割合に応じた力の量により構成された後の方向と下の方向の２つの方向が合流した後方斜め下方向に翼から気流が噴出されるが、下面と上面からの噴出される気流の角度や速度差により、翼の後方斜め下方向に渦が発生している事になるが、記載の「翼の上面は下面より長い事で気流が速くなった以上に加速して後縁に到着し、」の気流が加速する理由が不明である。
２）     「ベルヌーイの定理」により、「翼上面は下面よりも高速で流れる気流により圧力が低下する事で生じた圧力の差により、 圧力の高い下面の下方向から圧力の低い上面の上方向へと翼を引き上げる」による気圧差と「翼周りの流れが「クッタの条件」を満たすと、適切な迎え角を与えることで翼の回りに循環が発生し、循環によって、翼上面の流速が速くなり、これが翼の上下に圧力差を生み、翼上面の圧力が低いので、上に引き上げられる力が発生する、これが揚力です。」の渦の循環による気圧差が、翼に揚力が発生する理由としているが、気流が速く流れても気圧は低下しないとの説があり、妥当だとするが仮に、翼上面の気流が速く流れる事で気圧が下がったとして、気圧差により質量の重い翼を引き上げるよりも質量の軽い空気が気圧差を補填するのが物理的に優先する作用であり、翼に揚力は発生しない事になる。しかしながら、実際の翼には上昇する力が作用していて、飛行機等における巡航飛行では機体の重力と翼による上昇力とが釣り合う事で水平飛行を維持し、フラップを操作し、揚力による上昇力の強弱を調整する事で離着陸していた。
【０００６】
コアンダ効果は「粘性流体の噴流（ジェット）が近くの壁に引き寄せられる」とあるがスプーンと水道水の水量を調整しながら実施した実験では、スプーンの腹の凸面を落下する水道水に近づけるが、近づけるだけでは効果は無く、接することで初めて水道水がスプーンの凸面に引き寄せられスプーンと水道水が一体化し、スプーンの腹の凸面に沿って一体化した水道水が沿流する。該沿流する事により水道水の落下する方向が変化し、該方向が変化した水流は加速され、該加速された水道水の沿流はスプーンの先から凸面に沿って変化した方向に噴出され、該噴出により排出された水道水の反作用でスプーンが水道水の蛇口の方向に移動しようとする作用が確認できるが、スプーンの先を真下の方向や任意の方向に水道水が沿流して噴出するよう予め加工し、同様な実験を実施すると、最初の実験で感じた蛇口の方向にスプーンが移動しようとする揚力と錯覚するような作用では無く、真下の方向や任意の方向に加工された事により変更された方向に噴出され、該噴出された方向とは反対方向にスプーンが移動しようとする力が確認でき、コアンダ効果による従来の説明とは異なり、粘性流体の流れが凸面の物体と接すると一体化し、該一体化により粘性流体が凸面の物体上を加速しながら沿流する効果であり、揚力とは何ら関係が無い。
【０００７】
カモメが向かい風の中、カーフェリーと並行しながら飛んでいるのを動画共有配信サービスの画像（ＹｏｕＴｕｂｅ（登録商標）の「フェリーと並んで飛ぶカモメ達」）で見たが、約２分の動画での後半１分では、一羽のカモメが翼を広げたままの状態で、カーフェリーと一緒に並行飛行しているのを確認したが何故、向い風の中を羽ばたきもせず翼を広げたままの状態でカモメが１分近くもカーフェリーに追随しながらの並行飛行が可能なのか、本発明は、その疑問に取り組んだものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
中心点が存在する円弧による曲線により構成された面を「弧面」とし、該弧面の集合体を「曲面」とし、外側に膨らんだ曲面が「凸面」で内側に膨らんだ曲面を「凹面」とし、空気や水等の粘性流体の物質を「粘質体」とし、該粘質体と物体が直接的に接した状態を「密接」とし、該密接しながら流れている事を「沿流」とし、重力により空気や水等が加える圧力を「対外圧力」とし、円弧上で弧の中心に向かい押し付ける力を「向心力」とし、運動する力と力が合わさる事を「合力」とした。
【０００９】
物体上を粘質体が沿流するにおいて、粘質体が物体と密接している状態で、物体と粘質体との間に何も無い事により、物体と粘質体が一体化した事で、従来は物体にかかる対外圧力が粘質体の上から作用する事で物体と該物体上を沿流する粘質体が対外圧力により一体化した事で曲面を沿流するにおいて、曲面の形状と同じ形状に沿って沿流している事で明らかで、沿流している粘質体と物体を含む全体に対外圧力が作用するが、特に物体に密接している粘質体に作用する圧力の部分を「付帯圧力」とした。
【００１０】
弧面上を粘質体が沿流するにおいて、弧面の中心点の方向に対して直角で遠心力が作用する方向と同じ方向に粘質体が弧面の接点から慣性により直進しようとする力を「慣性直進力」とし、弧面上で粘質体との接点から始まる慣性直進力の方向と該方向側にある弧面までの範囲以内で受ける付帯圧力を「付内圧力」とし、該範囲以外から受ける付帯圧力を「付外圧力」とした。
【００１１】
弧面上を粘質体が沿流するにおいて、弧面に接している粘質体は慣性直進力により弧面から剥離する方向に作用するが、該作用は弧面とその弧面に接していた粘質体との間に真空状の隙間が発生する作用で、該発生する作用を「剥離減圧」とし、該剥離減圧により真空状態になる大きな力を回避するため、付帯圧力が対応する。
【００１２】
粘質体の慣性直進力による剥離において、粘質体が沿流する弧面内の中心点までの距離が長かったり、付帯圧力より慣性直進力が弱い場合、剥離減圧を回避するため剥離しないよう付帯圧力の付外圧力が向心力となり粘質体を押し付け、該粘質体を押し付ける作用は記載の条件が満たされる限り継続的に作用し、該継続的な作用により粘質体は持続的に弧面に押し付けられながら沿流すると同時に従来の粘質体の流速による慣性直進力と向心力が合力する事で、凸面上を沿流する流れを加速させるが、該加速させる作用を「凸面沿流加速力」とした。
【００１３】
粘質体の慣性直進力による剥離において、粘質体が沿流する弧面内の中心点までの距離が短かったり、付帯圧力より慣性直進力が強い場合、粘質体が慣性直進力により弧面から剥離するが、粘質体が剥離した後の剥離減圧を回避するため付内圧力により該付内圧力が作用する範囲にある粘質体を剥離した跡の弧面上に補填するが、該補填する方向と粘質体が剥離した方向とは反対の方向になり、互いの方向が違う事により渦が発生する要因になる。該要因は記載の条件が満たされる限り継続的に作用し、該断続的な作用により持続的に渦が発生し、該発生した渦は凸面上を沿流していた粘質体が剥離した先から渦を循環させる事になり、該渦の循環により凸面上を沿流していた粘質体の速力が吸収される事で沿流する速力が消滅して失速する事になる。
【００１４】
物体上を沿流中の粘質体が離れるにおいて、実際に翼後縁となるフラップ先端の様に、上面と下面の沿流が可能な限り平行で鋭利な角度で合流する事で流速を損なわずに翼後縁（フラップ先端）から噴出されるが、実際の翼後縁では上面からの速い噴出と下面からの流速の違いにより、翼自体は不要な渦を発生させながらも推進力と上昇力を得ているが、翼上面と同じ形状により翼の下面を構成し、該構成された下面により上面と同じ凸面上で作用する推進力と上昇力の作用を得るにおいて、翼を引き上げる揚力と錯覚していた上昇力は相殺され、翼の後方斜め下方向に発生していた不要な渦も消滅し、前の方向へ推進する力を増幅した作用を得る事が可能で、上下の面が同じ形状による対称翼の様に上下の凸面で凸面沿流加速力を得て、該得た凸面沿流加速力をフラップの形状で示す様に後縁が可能な限り平行で鋭利な角度で合流するよう構成された形状の翼を「推進翼」とするが、該推進翼は対称翼だけでは無く非対称でも下の面で凸面沿流加速力を得る事が可能な形状を含む。
【００１５】
揚力は存在しないが「翼後縁となるフラップ先端を下げる操作により揚力の強弱を調整し、離着陸時に利用してきた。」とあるが実際は、翼後縁となるフラップ先端から後方斜め下方向に噴出する事で推進力と上昇力を得ているが、フラップ先端を下げる事により、下方向の噴出を強化させた事による反作用により翼の推進力を減少させて上昇力を増幅させる事になり、上昇力の強弱を離着陸の補助に利用している事から、フラップは流れを調整する舵の機能があり、該舵の機能を推進翼に具備する事と、推進翼と同等な機能と進行方向を変更する機能を具備した舵を「推進舵」とした。
【００１６】
空気抵抗を軽減する形状を示す流線型と魚類やイルカ等の形状と同様で潜水艦等により形状を示す涙適型が有るが、粘質体の中で移動を目的とする物体において、凸面の面積を多く占める事で凸面沿流加速力による作用を得て、末尾は沿流している粘質体が鋭利な角度で一点に結集して噴出される形状や線上に集中して噴出されるよう構成された形状を「流結型」とし、該流結型により構成された物体を「流結体」とした。
【００１７】
推進翼は流結型で推進舵は流結体に属し、流結体に推進舵を具備する事により、一層の推進力を得る事ができ、飛行機、自動車等の対外圧力の中で動力により移動する物体を「自走体」とし、該自走体の形状に流結型を具備する事で「自走流結型」とし、該自走流結型により全体が構成された自走体を「自走流結体」とし、自走流結体に推進翼を具備した事で、粘質対の剥離現象を考慮した状態で、自走体を含む物体の全体に流結型や流結体を具備し、自走体を含む物体の一部又は複数の部分に流結型や流結体を具備し、流結型の一部又は複数に流結型や流結体を具備し、流結体の一部又は複数に流結型や流結体を具備する。
【発明の効果】
【００１８】
凸面沿流加速力は凸面を粘質体が沿流することにより作用するが、魚類やイルカ等の体形は流線型による凸面により構成されている部分が多く、殆どが流結型に該当し、海水や川の水は粘質体であり、海や川を泳ぐ魚類やイルカ等は空を飛ぶ鳥の羽の様に自身の体形により凸面沿流加速力を得て泳いでいる。
【００１９】
一般的にデザイン（形状）により空気抵抗等の軽減を試みるが、抵抗値がゼロになる事は無いとの認識である。しかしながらデザインに流結型を具備する事により、凸面沿流加速力により推進する力が加わり、抵抗値がゼロ以下のマイナスになる事が可能で、自走体の形状に流結型を取り入れたり、自走体自身を流結体により構成したり自走体に流結体を具備する等により動力源を使用せず推進力を得る事が可能で、省エネが実施できる。
【００２０】
「翼上面を沿流する気流は、前縁らか進行方向の前面にかけて速くなるがその後、後縁に向かい減速する」との説があり、本発明とは別の作用であるが、実際に翼に作用する現象として、前縁らか進行方向の前面に沿流している粘質体に対して、向心力以外の力が作用して剥離現象は発生しないが、その後は未確認である。
【００２１】
凸面沿流加速力に対して、凹面上を沿流する流れは減速するが、該減速する作用を「凹面沿流減速力」とし、凸面と凹面上で沿流する粘質体による速度が加減する作用を「曲面沿流増減力」とした。
【００２２】
翼上面で気流が加速する事から翼上面と同じ形状による翼の下面を持つ対称翼を発砲スチロールにより制作し、翼弦長の前縁から後縁にかけて回転軸を設け、該回転軸を風上に向け、製作した対称翼を使用して風洞実験を実施すると対称翼が風上に向かって前進する事が確認できた。
【００２３】
対称翼にする事で揚力の様な上昇力は相殺され無駄な渦も消滅し、翼に迎角を設定する事により従来と同じ上昇力が得られ、巡航飛行も迎角やフラップの調整で可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明において、翼従来の上面の形状を下面に応用した推進翼の断面図
【図２】本発明において、凸面沿流加速力が作用する弧面により構成された流結型の断面図
【図３】本発明において、自走体に流結型を具備した自走流結体に推進舵を具備した断面図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２５】
図１は、従来の翼の上側と同じ形状の上面（２）で前縁（４ａ）から後縁（５ａ）にかけて気流が沿流する事で凸面沿流加速力により推進力を得ていたが、後縁（５ａ）から気流を噴出する角度と流速の違いから渦を発生させて運動量を無駄に使用していたが、上面（２）と同じ形状で下面（３）を構成する事により気流を噴出する角度と流速が同じなので無駄な渦の発生を控える事ができ、より多くの推進力を得る事ができる推進翼（１）の断面図である。
【００２６】
図２は、上側又は右側の弧面（７ａ）と下側又は左側の弧面（７ｂ）により前縁（４ｂ）から後縁（５ｂ）にかけて、上下又は左右で凸面沿流加速力の作用が得られる形状により構成された流結型（６）の断面図である。
【００２７】
図３は、自走体を流結型の形状により構成した自走流結体（８）に自体が凸面により構成される事により凸面沿流加速力による推進力を具備した推進舵（９）を具備した断面図である。
【００２８】
図１,２,３はラグビーボールの様な球体の形状とした断面図としても対応でき、凸面沿流加速力の作用は凸面の面積の度合いにより変化する。
【００２９】
飛行機、グライダー、ハンググライダー、パラグライダー、水中翼等で通常、揚力を発生させる要因を具備する翼の部分に対して、平面に該当する面を凸面により構成する事により凸面沿流加速力を得る事ができる。
【実施例２】
【００３０】
自動車等の屋根や左右の側面、船の船上や船底等の様に、自走体に流結体を具備する事により、流結体の推進力を得ることで自走体における動力負担の軽減ができる。
【符号の説明】
【００３１】
１            推進翼
２            上面
３            下面
４ａ、４ｂ、  前縁
５ａ、５ｂ、  後縁
６            流結型
７ａ、７ｂ、  弧面
８            流結体
９            推進舵
【図１】
2018030562.tif 000003
【図２】
2018030562.tif 000004
【図３】
2018030562.tif 000005