(57)【要約】【課題】ゴンドラが取り付けられる飛行船において、船体を構成する外皮に作用する応力を低減させることによって、ペイロード搬送コストの低減や他の構造の拡充を実現させるとともに、構造信頼性の向上及び船体規模の改造の容易化を実現させる。【解決手段】柔軟な外皮１１から構成された船体１０と、この船体１０の下方に吊設されたゴンドラ２０と、を有する飛行船１において、船体１０の前後方向略中間部に、船体１０の外表面に沿って下方に延在する帯状膜材３０を備える。ゴンドラ２０が、帯状膜材３０を介して船体１０の下方に吊設される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟な外皮から構成された船体と、この船体の下方に吊設されたゴンドラと、を有する飛行船において、
前記船体の前後方向略中間部に、前記船体の外表面に沿って下方に延在する帯状膜材が備えられ、
前記帯状膜材を介して前記ゴンドラが前記船体の下方に吊設されていることを特徴とする飛行船。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人や荷物を搭載するゴンドラを備えた飛行船に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ヘリウム等の浮揚ガスの浮力を利用して浮揚し、推進装置や操縦装置によって自在に飛行する飛行船が提案され、実用化されている。飛行船の中でも、柔軟な外皮からなる船体を有する軟式の飛行船においては、船体自体が浮揚ガスや空気を充填するガス袋として機能しており、浮揚ガスや空気の圧力（船体内圧）によって船体形状が維持されることとなる。
【０００３】
かかる軟式の飛行船の船体下方には、各種ペイロードを搭載するとともにパイロットを乗せるゴンドラが取り付けられる。図３は、軟式の飛行船におけるゴンドラ取付構造の従来例を説明するための説明図であり、図４は、図３（ｂ）のＩＶ−ＩＶ部分の断面図である。
【０００４】
従来のゴンドラ取付構造としては、船体１００を構成する外皮１１０の内部上方に取り付けられた所定の膜材３００を介して、ゴンドラ２００を船体１００に吊設する構造（船体内部懸吊構造：図３（ａ）及び特許文献１参照）や、外皮１１０の外部下方に取り付けられた所定の索４００を介して、ゴンドラ２００を船体１００に吊設する構造（船体外部懸吊構造：図３（ｂ）及び図４参照）、等が採用されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３１９３９１号公報（第１頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来のゴンドラ取付構造を採用すると、図４に示すように、外皮１１０の一部Ｐに、船体内圧によるフープテンションＦが作用することに加え、所定の索４００（又は、点線で示した所定の膜材３００）を介してゴンドラ２００の重量による荷重（ゴンドラ荷重）Ｇが作用する。
【０００７】
このため、フープテンションＦ及びゴンドラ荷重Ｇの双方に耐え得るように、外皮１１０の厚さを増大させて強度を高める必要がある。一般に、大型の飛行船になるほどフープテンションＦ及びゴンドラ荷重Ｇが大きくなるため、外皮１１０にきわめて高い強度が要求され、飛行船重量全体に占める外皮重量の割合が大きくなる。そして、外皮重量増加を抑えるためにゴンドラ２００を吊架する部分のみを厚くすると、貼り合せ部が多くなり船体製造のための工数が増加する。
【０００８】
ところが、浮揚ガスによる浮力の大きさには限界があるので、飛行船重量全体に占める外皮１１０の重量の割合が大きくなると、ゴンドラ２００に搭載するペイロード重量を軽減したり、推進装置や操縦装置等の他の構造重量を軽減したりする必要がある。この結果、ペイロード搭載量減少に伴って搬送コストが上昇したり、他の構造の拡充が妨げられたりする、という問題があった。
【０００９】
また、前記した従来のゴンドラ取付構造を採用すると、外皮１１０にフープテンションＦ及びゴンドラ荷重Ｇの双方が複雑に作用するため、構造信頼性を高めることを目的とした強度解析が困難であるという問題があった。さらに、前記した従来のゴンドラ取付構造は、フープテンションＦとゴンドラ荷重Ｇとのバランスによって成立するものであるため、船体規模の改造（船体の全長や直径の変更等）が困難であるという問題もあった。
【００１０】
本発明の課題は、ゴンドラが取り付けられる飛行船において、船体を構成する外皮に作用する応力を低減させることによって、ペイロード搬送コストの低減や他の構造の拡充を実現させるとともに、構造信頼性の向上及び船体規模の改造の容易化を実現させることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、柔軟な外皮から構成された船体と、この船体の下方に吊設されたゴンドラと、を有する飛行船において、前記船体の前後方向略中間部に、前記船体の外表面に沿って下方に延在する帯状膜材が備えられ、前記帯状膜材を介して前記ゴンドラが前記船体の下方に吊設されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、船体の前後方向略中間部に、船体の外表面に沿って下方に延在する帯状膜材が備えられ、この帯状膜材を介して、ゴンドラが船体の下方に吊設される。このため、ゴンドラの重量による荷重（ゴンドラ荷重）を帯状膜材によって支持することができるので、船体を構成する外皮には、船体内圧によるフープテンションのみを作用させることができる。
【００１３】
従って、船体を構成する外皮に外力が集中しないので、その応力を低減させることができ、外皮全体の厚さを増大させて強度を高める必要がなく、外皮の重量を軽減することができる。この結果、飛行船重量全体に占める外皮重量の割合を小さくすることができるので、ペイロード搭載量を増加して搬送コストを低減させることができ、或いは、推進装置や操縦装置等の他の構造の拡充を図ることができる。
【００１４】
また、請求項１に記載の発明によれば、帯状膜材にゴンドラ荷重が作用する一方、外皮にフープテンションが作用することとなり、これら帯状膜材及び外皮に作用する外力が各々明確であるので、強度解析精度を向上させることができる。この結果、構造信頼性を向上させることができる。また、船体の全長や直径の変更等を行う際に、帯状膜材の幅や長さを変更することで容易に対応することができる。この結果、船体規模の改造を容易に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
本実施の形態においては、ヘリウムによって浮揚する軟式の飛行船について説明することとする。図１は、本実施の形態に係る飛行船１の外観を示す斜視図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ部分の断面図（左側のみ図示）である。
【００１７】
本実施の形態に係る飛行船１は、船体１０、ゴンドラ２０、帯状膜材３０、吊索４０、等を備えて構成されている。
【００１８】
船体１０は、合成樹脂製又は軽金属製の柔軟性を有する外皮１１で構成されており、図１に示すように、球体を前後に引き伸ばしたような略卵形状を呈している。船体１０の内部には、浮揚ガス（ヘリウム）及び空気が充填されており、これら浮揚ガス及び空気の圧力（船体内圧）によって船体１０の形状が保持されている。外皮１１には、かかる船体内圧によるフープテンションＦが作用する（図２参照）。
【００１９】
船体１０の後部には、方向舵１２を有する垂直尾翼１３と、昇降舵１４を有する水平尾翼１５と、が取り付けられている。操縦装置（後述）によってこれら方向舵１２及び昇降舵１４を制御するとともに、推進装置（後述）によって所定の推力を発生させることにより、自在な飛行が可能となる。
【００２０】
ゴンドラ２０は、帯状膜材３０を介して船体１０の下方に吊設される。ゴンドラ２０の内部には、飛行船１を操縦するパイロットや乗客が搭乗するとともに、方向舵１２や昇降舵１４を制御する操縦装置、エンジン・プロペラ等の推進装置、各種ペイロード等が搭載される。
【００２１】
帯状膜材３０は、船体１０の前後方向略中間部に配置され、船体１０の略最上部から左右外表面に沿って下方に延在する長尺の帯状体であり、ゴンドラ２０の重量による荷重（ゴンドラ荷重）Ｇを支持するという機能を果たすものである（図２参照）。帯状膜材３０は、合成樹脂又は軽金属によって構成されて柔軟性を有している。本実施の形態においては、帯状膜材３０を２枚用意し、各々の一方の長さ方向縁部（以下、「上方縁部」という）３１を船体１０の外皮１１の略最上部に接合している（図２参照）。
【００２２】
帯状膜材３０の他方の長さ方向縁部（以下、「下方縁部」という）３２は、図１及び図２に示すように、船体１０の左右外表面の下部まで達するようにされており、この下方縁部３２には後述する吊索４０が取り付けられる。また、帯状膜材３０の幅（機体軸方向長さ）は、図１に示すように、ゴンドラ２０の機体軸方向長さとほぼ同一とされている。
【００２３】
吊索４０は、帯状膜材３０とゴンドラ２０とを連結するためのものであり、図１に示すように、左右３本ずつ設けられている。吊索４０の一方の端部は、帯状膜材３０の下方縁部３２に取り付けられ、吊索４０の他方の端部は、ゴンドラ２０の下部に取り付けられている。
【００２４】
本実施の形態に係る飛行船１においては、船体１０の前後方向略中間部に備えられ、船体１０の外表面に沿って下方に延在する帯状膜材３０を介して、ゴンドラ２０が船体１０の下方に吊設される。このため、ゴンドラ２０の重量による荷重（ゴンドラ荷重）Ｇを帯状膜材３０によって支持することにより、ゴンドラ荷重Ｇを集中させないで船体に入力することができ、船体１０を構成する外皮１１には、船体内圧によるフープテンションＦのみを作用させることができる。
【００２５】
従って、船体１０を構成する外皮１１に作用する応力を低減させることができるので、外皮１１の厚さを増大させて強度を高める必要がなく、外皮１１の重量を軽減することができる。この結果、飛行船１の重量全体に占める外皮１１の重量の割合を小さくすることができるので、ペイロード搭載量を増加して搬送コストを低減させることができる。また、エンジン・プロペラ等の推進装置や操縦装置等の装備の拡充を図ることができる。
【００２６】
また、本実施の形態に係る飛行船１においては、帯状膜材３０にゴンドラ荷重Ｇが作用する一方、外皮１１にフープテンションＦが作用することとなり、これら帯状膜材３０及び外皮１１に作用する外力が各々明確であるので、強度解析精度を向上させることができる。この結果、構造信頼性を向上させることができる。また、船体１０の全長や直径の変更等を行う際に、帯状膜材３０の幅や長さを変更することで容易に対応することができる。この結果、船体規模の改造を容易に行うことができる。
【００２７】
なお、以上の実施の形態においては、２枚の帯状膜材３０の各上方縁部３１を船体１０の外皮１１の略最上部（船体頂部）に接合した例を示したが、帯状膜材３０を１枚で構成し、一方の側面側から他方の側面側へ船体頂部を経て設けることもできる。この場合には、帯状膜材３０の中間部分を、船体頂部で外皮１１に接着して固定する。
【００２８】
また、以上の実施の形態においては、帯状膜材３０の下方縁部３２に、吊索４０を介してゴンドラ２０を取り付けたが、帯状膜材３０の下方縁部３２に直接ゴンドラ２０を取り付けることもできる。また、以上の実施の形態においては、船体を柔軟な外皮のみによって構成した「軟式」の飛行船に本発明を適用した例を示したが、柔軟な外皮によって構成した船体の下部に竜骨（キール）を入れて補強した「半硬式」の飛行船に本発明を適用することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、船体の前後方向略中間部に備えられ船体の外表面に沿って下方に延在する帯状膜材によって、ゴンドラの重量による荷重（ゴンドラ荷重）を支持することができるので、船体を構成する外皮に作用する応力を低減させることができる。従って、従来のように船体を構成する外皮の厚さを増大させて強度を高める必要がないので、外皮の重量を軽減することができる。この結果、飛行船重量全体に占める外皮重量の割合を小さくすることができるので、ペイロード搭載量を増加して搬送コストを低減させることができ、かつ、推進装置や操縦装置等の他の構造の拡充を図ることができる。
【００３０】
また、請求項１に記載の発明によれば、帯状膜材及び外皮に作用する外力が各々明確であるので、強度解析精度を向上させることができ、構造信頼性を向上させることができる。また、船体の全長や直径の変更等を行う際に、帯状膜材の幅や長さを変更することで容易に対応することができるので、船体規模の改造を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る飛行船の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ部分の断面図（左側のみ図示）である。
【図３】ゴンドラ取付構造の従来例を説明するためのものであり、（ａ）は船体内部懸吊構造を採用した飛行船の外観図、（ｂ）は船体外部懸吊構造を採用した飛行船の外観図である。
【図４】図３（ｂ）のＩＶ−ＩＶ部分の断面図である。
【符号の説明】
１        飛行船
１０        船体
１１        外皮
２０        ゴンドラ
３０        帯状膜材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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