(57)【要約】翼、ローターを使った揚力、推進装置に関するもので、従来のものはある速度以上になると失速してしまい推力が落ちてしまった。それを補うため翼、ローターを大きくせざるを得なかった。高速、小型化のままで高揚力、推進力を得るために、物体を高速移動させ、その移動前にあった跡に必然的に負圧、真空空間を作り、そこに板を設置し、その板の上面、下面に向かって上方からと下方からの流れ込む流体の圧力エネルギーのバランスを崩し、違わせて揚力、推進力を得る。下面だけからの圧力を受けるなら小さい面積で充分な高揚力を得られる。小型なので安全ガードで覆うことも可能である。推力を必要とするあらゆる機関に用いるに適している。
2003099652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体１を移動させ、その跡の空間に負圧を発生させ、その空間内に設置した板２の上面と下面に流入、当たる流体の圧力を違わせ、圧力のバランスを崩して、その圧力差で揚力、推力を得る揚力発生推進装置。
【請求項２】
物体１の移動速度を流体の流入速度以上とした請求項１の揚力発生推進装置。
【請求項３】
移動抗力を減じる為に移動体１の先端を尖らせた請求項１の揚力発生推進装置。
【請求項４】
断面を流線型とした請求項１の揚力発生推進装置。
【請求項５】
空間の側面から流体が流れ込まないように空間の側面に板３を設置した請求項１の揚力発生推進装置。
【請求項６】
回転翼の周囲に安全ガードを設置した請求項１の揚力発生推進装置
【発明の詳細な説明】
技術分野
この本発明は、翼、ローターの回転径を小さくしても十分な高揚力、推進力が得られ、危険回転範囲を狭くして、障害物に接触しにくい構造を持つ、安全に適した、飛行機、ヘリコプターなどの飛行体、ホーバクラフト、自動車など陸上の移動体の揚力、推進装置の翼、ローター、プロペラに関するものである。
背景技術
従来から揚力、推進力を得るための翼、ローター、プロペラは知られている。これは例えばヘリコプター、飛行機等の移動体の揚力、推進力として多方面に使用されている。
従来のローターはある速度以上になると失速してしまい、翼、ローター面積の割には十分な揚力、推進力を得られなく翼面荷重が小さい、十分な揚力を得る為に翼面積、翼長さを大きくすると他物との接触の危険性、格納性に不便という欠点があった。
従来のローター、翼の断面は流線型、板状の構造を持っていた。
このような従来のローター、翼の欠点はベルヌーイの定理による上面と下面との圧力差での揚力、あるいは空気流をローター、翼の下方へ曲げてその反作用により揚力を得ていた為、流速が速くなると上方からの気流がローター上面にぶつかってしまい下向きの力を与えてしまったことに起因する。
従って、本発明は、このような従来のローター、翼の欠点のないローター、翼を提供することを目的としている。
また、本発明は安全ガードの無設置による人身事故の多発、強い下向きの風を改善したローター、翼を提供し、従来以上の多方面の利用を目的としている。
発明の開示
本発明はローター、翼の断面の上部の一部を欠いてある。このことによって上面の気流の衝突を著しく減少させる。またその欠いた側面を塞いでいる。このことによって側面からの気流の衝突をも著しく減少させる。
発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説術するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
図１は、本発明装置の１実施例の翼、ローターの斜視図であって塵取りのような形をしている。原理は一方が開いたコップを解放口を上にして水中に一部沈めると浮力（揚力）が発生するようなものである。コップの内容積に対応する、移動させることにより空気等の流体を押しのけてその後部に負圧または真空空間を作る先頭部１とコップの底面に対応する、その空間に流入する空気流を受けることにより圧力を発生させる揚力板２とコップの側壁に対応する、側面からの空気の流入を防ぐ一対の側板３から成る。側板３は空気を逃す為に一面欠いてある。側板３は無くてもよいが、無いと翼面積が小さくなる。材質はなんでもよいが強く、軽いものが望ましい。先頭部１の内部は空洞でも充実（中身が詰まっている）でもよい。
図２、３は揚力発生の原理を表したもので、揚力は揚力板２の上面圧力に対する揚力板２の下面圧力の比が小さい程大きい。立方体形の先頭部１または薄い板状の先頭部１−０のものが移動するとその跡に図の点線の空間が出来、その空間には四方八方から矢印４−１、４−２、４−３、４−４、４−５、４−６のように空気が流入する。上向きの揚力を得るなら空気流４−１、４−２に留意する。先頭部１の後部に板２を設置接続すると、先頭部１の後縁の頂部、上方からの空気流入速度ｖ１の空気４−１は、先端部１の頂部と板２の上面間の距離Ｌ１を時間Ｌ１／ｖ１で到達する。その時間内で先端部１を板２の長さＬ３以上に移動させれば空気は板２の上面に全くぶつからない。長さＬ３以内にすれば少なくとも一部はぶつかり流入空気のエネルギーの一部は圧力に変換される。下方からの空気流入速度ｖ２の空気４−２は先端部１の底部と板２の下面間の距離Ｌ２を時間Ｌ２／ｖ２で到達する。その時間内で先端部１を板２の長さＬ３以内に納めれば流入空気のエネルギーの一部または全部は板２の下面にぶつかって圧力に変換され、板２の下面に圧力を与える。距離Ｌ２を０（零）にすれば全部ぶつかる。揚力板２の前部からの流入４−６は先頭部１が、側面からの流入４−３、４−４は側板３がそれぞれ邪魔して流入しないように設定すれば揚力板２には当たらない。効率を犠牲にすれば１部をぶつけてもよい。板２の後部からの流入４−５は先頭部１、板２が後からの空気の流入速度ｖ３以上で移動すれば空気の流入速度が追いつけないので揚力板２にぶつからない。効率を犠牲にすれば１部をぶつけてもよい。ようするに揚力板２の上面と下面が受ける圧力が違うようにすれば揚力を得られる。Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３（一般にＶ１＝Ｖ２＝Ｖ３）、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３（長さ、面積）と先頭部１の移動速度を設定すれば任意の揚力が得られる。また先頭部１を含めたこの装置全体の上面、下面の圧力を違わせば装置全体の揚力が得られる。
図３の先頭部１は空気抵抗を減じるよう先を尖らせている。また膨らんでいるなどして抵抗を減じるものならどういう形状のものでもよい。例えば円錐状、楕円推状、角錐状、鑿状などである。
実際、先頭部１は高速で移動するのであるから翼の断面は流線形が望ましい。図４は上方からの空気流が衝突しないように流線型の上部の一部を欠いたものである。欠いた部分の側面外側は塞いである。先頭部１の前面に当たる空気を先頭部１の周囲に振り分けるのであるから、先頭部１の移動速度より早い横向きの空気が流速ｖ４で下向きの空気流ｖ１にぶつかり、横方向の成分を持つ合成流ｖ５をつくる。よって図３の揚力板２の長さＬ３をより長く出来る。板２の長さＬ３を変えないなら、先頭部１の移動速度を減じられ、衝撃波の発生を抑制出来る。また図４の点線２−０のように合成流に沿って揚力板２の上面を設定してもよい。合成流ｖ５を後部からの空気流４−５にぶっつけ、空気流４−５の揚力板２の上面への進入を少なくとも一部防ぐようにする。また先頭部１の上部の全部または一部を水平、直線にしてもよいし、先頭部１、揚力板２の下部、下面の全部または一部を迎え角を持つように設定してもよい。要するに翼、ローターの下面に力を受け、上面に力を受けない、または受けにくい形状のものであればよい。
図５は図１のａ−ａ矢視図でのローター、翼の断面図で、揚力板２の下面の多種の形状を表す。直線状のもの２−１、下方に曲げ膨らんだもの２−２、上方に曲げ膨らんだもの２−３である。また側壁２の多種の形状を表した直線状のもの３−１、外側に曲げ、膨らんだもの３−０２、内側に凹んだもの３−０３である。曲げることにより空気流に適応し易く、また機械的強度などが増す。
図６、図７は図４の横向きの空気流を、より強い流速ｖ６、合成流ｖ７を積極的に作り出すよう、先頭部１の上方に入り口の間隔ｂ１、開口面積を出口の間隔ｂ２、開口面積より広くなるようにして空気流を圧縮、増速する板５を設置したものである。間隔ｂ１，ｂ２は任意に設定してよい。さらにその板５の上方に板５を複数個設置してもよい。板５の断面は流線型が望ましい。図４の揚力板２をさらに長く出来る。また先頭部１の移動速度もさらに遅く出来る。
図８は板５の間隔ｂ１，ｂ２を任意に調整出来るようにして揚力を調整するものである。板５の側面の一点を先頭部１と固定されたロッド６と接続し支点６−１とする。支点６−１は自由に回転出来る。板５の側面の一点をロッド７に接続し作用点７−２とする。作用点７−２は自由に回転出来る。ロッド７を上下に動かせば板５は矢印のように動き、間隔ｂ１、ｂ２を調整でき、流速ｖ６、ｖ７を変えられる。ロッド６を回転すれば回転翼としてヘリコプターのロータ、飛行機のプロペラに利用出来る。ロッド７−１はさらにロッド６を傾けたときヘリコプターの進行方向の回転翼の揚力が左右違うので調整するための装置に接続してもよい。
図９は斜め上方からの翼、ローターの斜視図で、側板３の代わりに空気流で一部、または全部を代用するものである。、揚力板２の上方、先頭部１の周辺上半分に全部または一部に板５を設けたもので、気流の流れに応じて揚力板２の形状を変えてもよい。間隔ｂ１，ｂ２は任意にきめてよい。
図１０は回転翼に使用し、先頭部１，揚力板２，側板３を上から見た各種の平面図である。回転翼の中心８を対称に均等に配置するのが望ましい。また前後の翼の影響を受けないように翼を上下、左右にづらしてもよい。回転翼の中心８の同心上で流体の流れに沿うように側板３、先頭部１を外側に膨らませたもの３−３，１−３、内側に凹ませたもの３−４、１−４、中心８からずれた円上で外側に膨らませたもの３−５，１−５、内側に凹ませたもの３−６、１−６、斜め直線状に設置したもの３−７，３−８、１−７、１−８、同心の接線となるもの３−２、３−１、１−２、１−１である。揚力板２は一対の側板３に挟まれた形状に合わせてもよい。翼の外形は四角いもの９−１、側面が曲線のもので膨らんでいるもの（点線）と凹んでいるもの９−２、台形のもの９−３，９−４でもよい。側板３は９−３のように同じものを複数個設けてもよいし、各種の側板を混在させてもよい。また側板３は図１のように揚力板２、先頭部１より大きくはみだしてもよいし、合わせてもよい。側面からの流入がないようにした形状、大きさのものであればよい。空気流入速度Ｖ１を音速３５０ｍ／秒、大気圧１ｋｇ重／平方ｃｍ、Ｌ１，Ｌ２を設定して揚力板２の上面が受ける力を０（零）とすれば、中心８から１ｍ離れた翼は約３４００回転／分以上で回転させれば揚力板２は上向きに力１ｋｇ重／平方ｃｍの揚力を発生する。回転数を変えれば揚力を加減出来る。
またこのように高揚力が得られ翼面積、回転径を小さく出来るので格納に便利であり、安全、保安上のガード、例えば扇風機仕様のもので翼を覆ったり、周辺に容易に付けられる。ヘリコプターの二重反転メインロータに使えばテールロータがいらないのでよりいっそう機体を小型化出来きる。
空気は液体（たとえば水、海水など）と置き換えられる。
図１１は船のスクリューとして利用したもので船体１２に設置したプロペラシャフト１０で回転翼をまわして推進し、方向舵１１で舵をとるものである。
推進装置の向きを変えることにより、または他との合成力を変えることにより推進方向を変える。高速回転によるジャイロ効果により向きを変えにくい為に上昇用、下降用、前進用、後進用、横左進用、横右進用それぞれの推進装置を取り付けてもよい。それぞれの推進力で、たとえば長さＬ１、Ｌ２、翼面積、回転数等を変えることにより、上昇、下降、前進、後進、横左進、横右進出来る。推進力を必要とする地上、空中、水上、水中のあらゆる機関に用いるのに適している。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる揚力発生推進装置は外部圧を最大限に利用できるので高揚力が得られる。既存のヘリコプターまたは船舶に設置出来るので簡単、安価である。翼面積、回転径が小さく出来るので扇風機仕様のような安全ガードを容易に取り付けられる。
推力を必要とするあらゆる機関に用いるに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】
翼、ローターの外観斜視図である。
【図２】
空間、空気の流入を説明した斜視図である。
【図３】
空気の流入、圧力発生を説明した断面図である。
【図４】
この発明にかかる好ましいローター、翼の断面を示す図である
【図５】
ローター、翼を前部からみた断面図である。
【図６】
増速用板を付けた本装置の斜視図である。
【図７】
増速用板を付けた本装置の断面図である。
【図８】
増速用板のピッチを変える機構を説明した斜視図である。
【図９】
増速用板を上部半週に設置した斜視図である。
【図１０】
各種のローター、回転翼の平面図である。
【図１１】
船舶のプロペラとしての図である。
【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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【図１１】
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【国際調査報告】
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