(57)【要約】【課題】航空機直下における風圧が軽減された、垂直に離着陸できる航空機を提供する。【解決手段】航空機１は、ジェット噴流を鉛直下方に噴出するジェットエンジン１３と、ジェット噴流を吸気するノズル吸気口１４１、及び水平方向を向いたノズル排気口１４２を有するノズル１４と、ノズル排気口１４２の外側に配置された翼１１と、を備える。また、ノズル１４は、全体として円錐形状であり、ノズル吸気口１４１は、円錐形状の頂点付近で鉛直上方を向いて開口し、ノズル排気口１４２は、円錐形状の底面円周上で外側全方向にリング状に開口する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジェット噴流を鉛直下方に噴出するジェットエンジンと、
前記ジェット噴流を吸気するノズル吸気口、及び水平方向を向いたノズル排気口を有するノズルと、
前記ノズル排気口の外側に配置された翼と、を備える航空機。
【請求項２】
前記ノズルは、全体として円錐形状であり、
前記ノズル吸気口は、前記円錐形状の頂点付近で鉛直上方を向いて開口し、
前記ノズル排気口は、前記円錐形状の底面の円周に沿って外側全方向にリング状に開口する、請求項１に記載の航空機。
【請求項３】
前記ノズルは、ノズル排気口近くに整流板を更に有する、請求項１又は２に記載の航空機。
【請求項４】
前記翼は、前記ノズル排気口の外側に配置されるリング状である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項５】
前記翼は、後縁部の角度を変化させるように動作し、円周上に配置された複数のラダーを有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項６】
前記翼は、上面に鉛直に延び、前記上面の配置位置を基準として、前記上面における角度を変化させる自転抑制ラダーを更に有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項７】
前記ノズルの下側にペイロード搭載部を更に備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項８】
前記ペイロード搭載部を切り離す操作を行う切り離し操作部を更に備え、
前記ペイロード搭載部は、切り離し操作により切り離された際に作動するパラシュートを有する、請求項７に記載の航空機。
【請求項９】
前記ジェットエンジンの周囲に、少なくとも前記ジェットエンジンの制御指示を行う操縦操作部が配置される操縦室を更に備える、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から人荷を輸送するために様々な航空機が利用されている。これらの航空機のうち、ヘリコプター等の垂直に離着陸できる航空機は、長い滑走路を必要としないため利便性が高く、特に災害等においては広く利用されている。昨今では、遠隔により操作される無人の航空機であるドローンが注目を集めている。
【０００３】
特許文献１は、機体の中心から所定距離だけ離れた第１円周上に配設された複数の内側ロータユニット（ＲＵ１１〜ＲＵ１４）と、機体の中心から前記所定距離よりも大きな所定距離だけ離れた第２円周上に配設された複数の外側ロータユニット（ＲＵ２１〜ＲＵ２４）と、前記内側ロータユニットおよび外側ロータユニットを駆動制御する制御手段とを備えた垂直離着陸飛行体において、機体の浮上は主として内側ロータユニット（ＲＵ１１〜ＲＵ１４）を動作させて行い、機体の姿勢制御は主として外側ロータユニット（ＲＵ２１〜ＲＵ２４）を動作させて行うようにした飛行体について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２４０２４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような垂直に離着陸できる航空機において、特に人を運ぶことができるようなサイズのものは、地面に近い位置において航空機直下における風圧がかなり大きくなる。このため、地面に近い位置にある航空機の直下で、人が近づいて作業を行うことが難しかったり、航空機の直下に運搬しようとする荷物又は運搬した荷物を置いた場合には、風圧で荷物が飛ばされてしまったりする恐れ等があった。
【０００６】
本開示は、上述の事情に鑑みてされたものであり、航空機の直下における風圧が軽減された、垂直に離着陸できる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】
【０００７】
本開示の航空機は、ジェット噴流を鉛直下方に噴出するジェットエンジンと、前記ジェット噴流を吸気するノズル吸気口、及び水平方向を向いたノズル排気口を有するノズルと、前記ノズル排気口の外側に配置された翼と、を備える航空機である。
【０００８】
また、本開示の航空機においては、前記ノズルは、全体として円錐形状であり、前記ノズル吸気口は、前記円錐形状の頂点付近で鉛直上方を向いて開口し、前記ノズル排気口は、前記円錐形状の底面の円周に沿って外側全方向にリング状に開口してもよい。また、前記ノズルは、ノズル排気口近くに整流板を有することができる。
【０００９】
また、本開示の航空機においては、前記翼は、前記ノズル排気口の外側に配置されるリング状とすることができる。また、前記翼は、後縁部の角度を変化させるように動作し、円周上に配置された複数のラダーを有してもよい。前記翼は、上面に鉛直に延び、前記上面の配置位置を基準として前記上面における角度を変化させる自転抑制ラダーを更に有してもよい。
【００１０】
また、本開示の航空機においては、前記ノズルの下側にペイロード搭載部を更に備えることとしてもよい。また、前記ペイロード搭載部を切り離す操作を行う切り離し操作部を更に備え、前記ペイロード搭載部は、切り離し操作により切り離された際に作動するパラシュートを有してもよい。
【００１１】
また、本開示の航空機においては、前記ジェットエンジンの周囲に、少なくとも前記ジェットエンジンの制御指示を行う操縦操作部が配置される操縦室を更に備えることとしてもよい。
【００１２】
上述のような構成により本開示の航空機は、垂直に離着陸すると共に、航空機直下における風圧が軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の航空機の平面図である。
【図２】図１の航空機の側面について示す、一部断面図である。
【図３】ペイロード搭載部の側面の例について示す一部断面図である。
【図４】ペイロード搭載部が連結された際の航空機について示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の航空機の構成及び機能について、図面を参照して説明する。説明において同様の要素には同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００１５】
図１は、本発明の航空機１の平面図である。図２は、図１の航空機１の側面について示す、一部断面図である。これらの図に示されるように、航空機１は、ジェットエンジン１３と、ノズル１４と、翼１１とを有している。
【００１６】
ジェットエンジン１３は、ジェットエンジン１３の吸気口から吸引した空気を圧縮し、燃料と共に点火して膨張した空気を排出してジェット噴流を噴出すると共に、タービンを回転させて吸気口から空気を更に取り込む機構のものである。本開示のジェットエンジン１３では、ジェット噴流を鉛直下方に噴出するように配置する。ジェットエンジン１３は、公知のものを使用することができ、また例えばセラミック複合材料等により軽量化されたもの等を使用することができる。また、カーボンなど様々な軽量素材を使用することとしてもよい。ノズル１４は、ジェットエンジン１３から噴出されたジェット噴流を吸気するノズル吸気口１４１、及び水平方向を向いたノズル排気口１４２を有している。ノズル吸気口１４１は、ジェットエンジン１３の噴出口を閉じるように配置されていてもよい。翼１１は、ノズル排気口１４２の外側に配置される。
【００１７】
ここでノズル１４は、全体として円錐形状とすることができる。この場合、ノズル吸気口１４１は、円錐形状の頂点付近で鉛直上方を向いて開口し、ノズル排気口１４２は、円錐形状の底面の円周に沿って外側全方向にリング状に開口している。ノズル１４は、略円錐形状の外側ノズル壁部１４４と、外側ノズル壁部１４４の内部に収められる略円錐形状の内側ノズル壁部１４５から形成され、外側ノズル壁部１４４には鉛直上方を向いた開口が形成され、内側ノズル壁部１４５の頭頂部は閉じている。外側ノズル壁部１４４と内側ノズル壁部１４５とは、それぞれ内側に向かって凸となる側面で形成され、これにより、鉛直下方に噴出されたジェット噴流は、滑らかに水平方向に向きを変えられる。なお、外側ノズル壁部１４４と内側ノズル壁部１４５とは不図示のリブ等により接続されていてもよい。
【００１８】
なお、ノズル排気口１４２の排気角度は水平方向から±１０°、より望ましくは±５°とすることができる。これにより、航空機１の直下における風圧を低減することができる。また、ノズル１４は、ノズル排気口１４２近くに整流板１４３を更に有していてもよい。これにより、ノズル１４から排気された空気を、乱れることなく翼１１に噴出させることができる。
【００１９】
翼１１は、ノズル排気口１４２の外側に配置されるリング状の形状であり、ノズル排気口１４２側を前縁とし、外周側を後縁とする翼である。翼１１は、後縁部の角度を変化させるように動作する複数のラダー１１１を有している。図面においては、ラダー１１１を６つとしているが、ラダー１１１の数は、６つ以外の複数とすることができる。
【００２０】
翼１１は、翼１１の上面で鉛直上方に延び、上面の配置位置の一点を基準として、その上面における角度を変化させる自転抑制ラダー１１３を更に有していてもよい。自転抑制ラダー１１３は、例えば図１の矢印９１のように角度を変化させて動くことができる。自転抑制ラダー１１３は、ノズル排気口１４２から排気される空気流を翼１１の上面で受け、曲げることにより、円周方向成分を変化させた空気流にする。これにより、例えばジェットエンジン１３のタービン翼の回転により生じる、翼１１その他が受ける回転モーメントを相殺し、ジェットエンジン１３に接続された翼１１その他の部分が回転（自転）してしまうことを防ぐことができる。本開示の自転抑制ラダー１１３は、ジェットエンジン１３と翼１１とを接続する支柱１１２に連続した形状で形成されているが、このような構成でなくともよい。
【００２１】
上述のように、空気３１は、ジェットエンジン１３に吸引され、ジェットエンジン１３から鉛直下方に噴流として噴出され、ノズル１４によって曲げられて水平方向の流れとなり、翼１１の前縁に吹き付けられる。これにより、翼１１に揚力が発生し、航空機１を垂直に浮上させることができる。揚力は、ジェットエンジン１３の出力及びラダー１１１の角度により調整することができる。また水平方向の移動は、複数のラダー１１１の角度を異ならせることにより移動することができる。航空機１の自転は自転抑制ラダー１１３の角度により抑えることができる。このような構成であるため、本開示の航空機１においては、垂直に離着陸できると共に、航空機１の直下に空気を吹き付けることがないため、航空機１の直下における風圧を軽減することができる。本実施形態においては上述のようなノズル形状としたが、ノズル形状はこれに限られず、翼１１の前縁にジェット噴流を吹き付けて揚力を発生させる他のノズル形状を用いることとしてもよい。
【００２２】
また航空機１は、ジェットエンジン１３の周囲に、少なくともジェットエンジン１３の制御指示を行う操縦操作部１２３が配置される操縦室１２を更に有していてもよい。操縦室１２は窓１２２を有し、操縦操作部１２３は、ジェットエンジン１３の他、ラダー１１１及び自転抑制ラダー１１３を制御することとしてもよい。
ここで、航空機１を無人機とする場合等には、操縦室１２を有さない構成とし、操縦者は、外部に設置された、又は携帯可能な操縦操作部１２３を用いて、無線により、ジェットエンジン１３、ラダー１１１及び自転抑制ラダー１１３を制御することとしてもよい。また自動運転により操縦されるものであってもよい。またサイズや使用方法によってドローンとして使用することもできる。
【００２３】
また、航空機１は、ノズル１４の下側にペイロード搭載部２を更に有する構成とすることができる。図３は、例として旅客を運送するペイロード搭載部２について示す一部断面側面図である。
この図に示されるように、ペイロード搭載部２は、内部に旅客を収めることのできる空間を有し、窓２１や座席２２を有している。また、上部には例えば翼１１の下面に連結するための連結部２３を有している。
【００２４】
図４は、連結部２３により、ペイロード搭載部２が、ノズル１４の下側に配置された際の様子について示す図である。この図に示されるように、本開示の航空機１は、直下に空気を噴き出さないため、ノズル１４の下側にペイロード搭載部２を配置しても、揚力に影響を及ぼさずに垂直に浮上することができる。なお、本開示においては、ペイロード搭載部２は旅客を運送するものとしたが、荷物を運送するペイロード搭載部２としてもよい。ここで、ペイロード搭載部２を切り離す操作を行う切り離し操作部２５を更に備え、ペイロード搭載部２は、切り離し操作により切り離された際に作動するパラシュート２４を有する構成としてもよい。これにより、特にジェットエンジン１３のトラブル時においても、より安全にペイロード搭載部２を着陸させることができる。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態に係る航空機によれば、垂直な離着陸を可能とすると共に、航空機の直下における風圧が軽減することができる。
なお上述の実施形態の記載は一例であり、本発明の思想の範疇において、当業者が想到し得る変更及び修正が含まれる場合についても本発明の範囲に属する。例えば実施形態の構成要素に対して代替可能な構成への変更、構成要素の削除を行ったものについても、本発明の思想の範疇である限り、本発明の範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００２６】
１  航空機
１１  翼
１１１  ラダー
１１２  支柱
１１３  自転抑制ラダー
１２  操縦室
１２２  窓
１２３  操縦操作部
１３  ジェットエンジン
１４  ノズル
１４１  ノズル吸気口
１４２  ノズル排気口
１４３  整流板
１４４  外側ノズル壁部
１４５  内側ノズル壁部
２  ペイロード搭載部
２１  窓
２２  座席
２３  連結部
２４  パラシュート
２５  切り離し操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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