(57)【要約】【課題】低翼単葉三角翼型超音速ロケット飛行艇の開発【解決手段】主翼下面全体を節水底面とする三角翼型飛行艇と、宇宙衛星発射用のロケットとを一体化した構成のロケット飛行艇に、噴射方向を前後左右上下に変えられる複数の補助ロケットも一体化し、そのメイン・ロケットによって急上昇せしめ、これらの補助ロケットによって準・垂直離着水を可能ならしめ、飛行中のロケット飛行艇の飛行姿勢を制御しながら急上昇して地球の引力圏外に脱出せしめ、無重力、真空の宇宙空間を惰性による超音速の慣性飛行をなさしめ、補助ロケットの逆噴射によってロケット飛行艇が大気圏に再突入しても発熱をしないよう、十分スピードを殺して地球に帰還させ、補助ロケットの噴射方向を下向きにして、いかなる荒天の外洋でも安全に垂直着水をさせる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主翼下面全体を接水底面として離着水時の横転転覆を防止した三角翼型飛行艇と宇宙衛星発進用の巨大なメイン・ロケットとを一体化して、メイン・ロケットの強力な発進力によって離水発進を容易ならしめ、噴射方向を自由に変えられる補助ロケットによって飛行姿勢を制御しながら急上昇し、地球の引力圏外に脱出したならばメイン・ロケットは停止させて、惰性による超音速の慣性飛行を続け、着水降下姿勢に移った際には、補助ロケットの噴射方向を逆方向に噴射して飛行速度を急速に減速せしめ、降下着水に際しては、補助ロケットの噴射方向を下向きにして、十分な揚力を保ちながら垂直に近い安全な着水を可能にしたことを特徴とする低翼単葉三角翼型超音速ロケット飛行艇
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、宇宙飛行の可能な超音速ロケット飛行艇に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の航空宇宙技術は、所定の宇宙衛星発射台から２段または３段のロケットによって宇宙衛星を打ち上げ、ロケット燃料が燃え尽きた段階でロケットを切り離し投棄し、最後に残った宇宙衛星機は、無重力、真空空間を、惰性による超音速の慣性飛行を続け、地上に帰還する場合には、僅かに残った補助ロケット燃料によって補助ロケットを逆噴射して減速させていたが、十分な減速ができないまま大気圏に突入させていたため、大気圏突入に際しては空気摩擦による猛烈な高熱が生じ、その高熱から機体を保護する特別な耐熱材を必要としていた。
大気圏突入後、宇宙衛星機はジェット・エンジンによって降下していたが、翼面荷重の多大な、即ち主翼面積の少ない宇宙衛星機は着陸速度が多大なため長い滑走路が必要で、それでも滑走路内での停止が困難だったため、制動用落下傘の制動によって辛うじて停止させていた。
しかし、２段、３段のロケットを切り離すことは、それだけ機構が複雑化し、資源の浪費ともなり、投棄機材の落下地点で危害を発生させる恐れもあった。
また将来、宇宙衛星航空が頻繁になった場合、いちいち発射台から発射させていたのでは発進場所が限定され、到底、激増する需要に対応できなくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
（１）主翼下面全体を接水底面とする三角翼型飛行艇をロケットにより離着水を
容易ならしめ、超音速機化させること。
（２）前記「従来の技術」に記載された様々な問題点の解決。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
（１）三角翼型飛行艇の離着水の容易化と超音速機化
本発明の飛行艇は、主翼下面全体を接水底面として離着水時の横転転覆を防止した三角翼型飛行艇と、宇宙衛星発進用の巨大なメイン・ロケット及びその補助ロケットとを一体化して構成し、これらのロケットにより離着水を容易ならしめ、この飛行艇を地球の引力圏外まで上昇させて超音速飛行を実現させる。
この飛行艇は、主翼下面全体を接水底面としている飛行艇なので、水の吸着力から主翼を垂直に引き離すことは困難なので、離水発進に際しては、メイン・ロケット噴射による強力な発進力と、補助ロケット噴射による強力な垂直上昇力によって、飛行艇を斜め前上方に離水発進させる。
空気密度の濃厚な低高度を飛行中は、飛行速度の増加に伴って増大する三角翼の揚力も加わり、この飛行艇を容易に急上昇飛行に移行させることができる。
この飛行艇が次第に高度を上げ、空気密度が希薄になれば三角翼の揚力は次第に衰退する。しかしその反面、空気の抗力も減少するので、それだけロケットの負担は軽減し、高高度に上昇するに従い、ロケットの推進力による上昇速度は急速に増大する。
かくしてその飛行速度が、地球の引力圏からの脱出可能限界速度と言われる時速８０００ｋｍに達すれば、無重力、真空の宇宙空間に突入させることができ、その後は惰性による超音速の慣性飛行状態に移行させる。
飛行艇胴体の前後に設置した複数の補助ロケットは噴射方向を前後左右上下に変えられるロケットで、離水発進から上昇飛行に移る際には、ポーポイズやフラッタリングなどの有害現象を防止するよう、飛行艇の飛行姿勢を制御しながら急上昇させる。
なお、補助ロケットを全て水面下に設置した理由は、補助ロケットを飛行艇胴体の上部に設置して空気を介在させてロケット噴射を水面に作用させるよりも、水面下に設置して、直接水に作用させた方が効果的だからである。
飛行艇が地球の引力圏外に脱出したならば、メイン・ロケットは停止して、惰性による超音速の慣性飛行に移行し、目的地点に接近して着水降下姿勢に移る際には、飛行艇が大気圏に再突入して空気摩擦による高熱が発生しないよう、補助ロケットの噴射方向を逆方向に噴射して飛行速度を急速に減速せしめ、着水に際しては、補助ロケットの噴射方向を下向きにして、十分な揚力を保ちながら垂直に近い安全な着水をする。
なお、補助ロケット４基の推力だけでは、飛行艇の総重量との関係から垂直離着水が困難な場合には、補助ロケットの噴射口を６基ないし８基分に増やして対処する。この点、ロケットはジェット・エンジンとは異なり、極めて簡単な構造であるから容易に対処できる。この増設した補助ロケットの噴射口は、三角翼の接水底面に設ければ、三角翼接水底面の離水促進上、極めて効果的である。
また、この飛行艇技術は基本的には陸上機にも応用できるが、胴体の非常に長い機体を、主車輪一点で支持することは困難なので、この支持点を２〜３か所に増やすか、胴体の撓み防止の補強をするなどの対策が必要になる。この点、飛行艇は接水底面全体の分散荷重なので、このような心配をする必要はなく、それだけ人員貨物の積載量を増やすことができる。
ただし、三角翼が機能する飛行高度は空気の存在する大気圏内に限るので、大気圏内飛行で飛行距離も短い場合には胴体も短縮でき、その場合には陸上機化も可能である。しかし大気圏外飛行の場合はメイン・ロケットは停止できるので、それだけ燃料消費量が少なくなり、どちらが有利かは一概には断定できない。
なお、陸上機に関連する問題として、従来のように、主翼に揚力が発生するまで離陸滑走を続けたのでは、翼面荷重の大きな超音速機の場合は、その滑走距離が長大となり過ぎるので、補助ロケットの垂直離陸機能による、短距離離陸方式にする必要がある。
（２）前記「従来の技術」に記載された様々な問題点の解決。
三角翼型飛行艇と巨大なメイン・ロケットが一体構造の飛行艇であるから、ロケットを飛行途中で分離投棄する必要はなく、ロケットの落下地点での災害を心配する必要もない。
超音速の宇宙飛行から降下飛行に移る際には、補助ロケットの逆噴射によって十分に減速させるので、大気圏に再突入しても、空気摩擦による発熱を防止できる。従って特別な耐熱材は不必要である。
準・垂直離着水方式の主翼下面全体を接水底面として横転転覆を防止した三角翼型飛行艇なので、いかなる荒天の外洋でも安全な離着水が可能であり、日本全国、至る所の海岸や内陸部の大きな河川や湖沼からでも発着可能なので、従来のような、ロケット発射台や巨大な飛行場に発着場所が限定されることもない。
従って将来、宇宙飛行が激増しても、その需要には十分対応できる。
以上で前記「従来の技術」で提起された諸問題は全て解決されることになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図面によって説明する。
図１は低翼単葉三角翼型超音速ロケット飛行艇の上面図、図２はその側面図、図３は下面図、図４は後面図である。
図５は低翼単葉三角翼型超音速ロケット飛行艇を陸上機に応用した場合の陸上機の上面図、図６はその側面図である。
図１の上面図において、１はメイン・ロケットの噴射口、２はメイン・ロケット燃料タンクの後部を示す。
３は機尾に設置した補助ロケット、７は機首に設置した補助ロケットで、これらの補助ロケットの噴射方向は前後左右上下に変えられる構造で、離水発進に際しては、機首の補助ロケット７の噴射方向を下向きにして機首を持ち上げ、離水発進を促進させる。垂直に近い着水をする場合には、補助ロケット３も噴射方向を下向きにして安全に着水させる。
離水発進から上昇飛行に移る際には、メイン・ロケット１及び補助ロケット３及び７の推進力によって急上昇させるが、これらの補助ロケットはポーポイズやフラッタリングなどの障害を防止するよう、飛行姿勢を制御しながら急上昇させる。
飛行艇が地球の引力圏外に脱出したならばメイン・ロケット１は停止させ、補助ロケット３、７のみによって飛行姿勢を制御しながら、惰性による超音速慣性飛行に移る。
大気圏外の超音速飛行から降下着水姿勢に移る際には、これらの補助ロケット３、７の噴射方向を前方に噴射して降下速度を減速させ、大気圏に再突入した際の発熱を防止する。
着水に際しては補助ロケット３、７の噴射方向を下向きにして垂直に着水させる。従っていかなる荒天の外洋でも安全に着水できる。
海上航行の際は、胴体の長い三角翼型飛行艇なので、方向舵４だけでは方向変換は困難なので、補助ロケット３、７を左右一体として噴射方向を左右に変え、水中推進器として機能させる。
５は下面全体を接水底面とする三角翼で、離着水時の横転転覆を防止する。６は三角翼の昇降舵兼補助翼、８は操縦室の窓を示す。
図２の側面図において、９は早期に機首を持ち上げ、離水発進を促進するため、機首に設置した補助ロケット７の噴射方向を下向きにした状態を示す。１０は客席の窓を示す。
図３の下面図において、１１は海上航行時の方向変換のため、機首部の補助ロケット７を進行方向に向けた状態を示す。三角翼型の飛行艇はどうしても胴体が長大となり、方向舵４だけでは方向変換が困難なので、水中の補助ロケット３及び７を水中推進器として、その推進力によって方向変換させる。なお、これら前後の水中補助ロケット３と７の推進方向を逆にすれば、長い胴体の中心を軸として狭い旋回半径の方向変換ができる。
１２は、この飛行艇の垂直離着水に際し、補助ロケット４基だけでは揚力不足な場合に増設した補助ロケットの噴射口を示し、この噴射口を三角翼の接水底面に設ければ、離水効果を更に高めることができる。
図４は、メイン・ロケット噴射口１、水中に没して設置された補助ロケット３の配置状況を示す後面図である。
図５は、低翼単葉三角翼型超音速ロケット飛行艇を陸上機に応用した場合の陸上機の上面図であるが、陸上機であるが故に、地上を移動する場合には車輪によって方向変換ができるので、補助ロケット３及び７の噴射方向を左右に変えることはできない構造である。但し、その噴射方向の上下角度変更及び逆噴射機能は飛行艇の場合と全く同じである。
図６は、低翼単葉三角翼型超音速ロケット陸上機の側面図で、１３は主車輪、１４は前車輪である。主車輪１３の設置位置は飛行機胴体の重心位置より若干後方に設置すれば、離陸発進の際、機首部に設置した補助ロケット７による僅かな揚力でも容易に機首を上げることができ、離陸発進を早めることができる。
しかし陸上機の致命的な欠点は、長大な胴体を主車輪１３一点だけで支えることは困難で、この支持点を二か所か三か所に増やすか、あるいは長い胴体を補強し、胴体の撓みを除去するなどの対策が必要な点にある。
この点、飛行艇であれば接水底面全体の分散荷重であるから、このような問題は生じない。従って超音速機時代となれば飛行艇タイプで対応するほかはなくなり、従来の翼端フロート型の不安定な飛行艇によって生じた飛行艇に対する不評は一挙に吹き飛んでしまうであろう。
【０００６】
【発明の効果】
（１）本発明の低翼単葉三角翼型超音速ロケット飛行艇の出現によって、飛行時間は大幅に短縮され、接水底面全体の分散荷重であるから人員・貨物の積載量は格段と増大し、従来のジェット機時代は過去のものとなるであろう。
（２）海上主体の飛行艇であるから、陸上の飛行場は無用の長物となり、とかく騒がれてきた国際空港の過密化に伴う飛行場の拡張問題とか、飛行場周辺住民に対する騒音被害等も全て消滅するであろう。
（３）日本全国どこの海岸からでも発着のできる飛行艇であるから、乗客は水上に浮かんだ飛行艇に安心して乗り込むことができる。この点、従来のロケット発射台からの発進方式では恐怖心が先立ち、容易には利用できなかった。また、ロケット発射台からの発進方式では、その発射台設置場所以外からの発進はできず、宇宙飛行が頻繁になった場合、その需要に追いつけ得なくなる。この点についても本発明の超音速ロケット飛行艇は、無限に広い海面からの発進が主体であるから、その需要の増加に対する心配をする必要もない。
（４）無重力の宇宙空間飛行中は、乗客は腰バンドや肩バンドで座席にシッカリと固定して搭乗しなければならないが、宇宙空間飛行は時速８０００ｋｍ以上の猛スピードで、アットいう間に目的地に到着してしまうので、この固縛は大した苦痛にはならない。
（５）ロケット噴射口はジェット・エンジンなどとは異なり、極めて単純な構造であるから、ロケット噴射口の増減は容易であり、このロケット飛行艇の試作実験等も速やかに実施することができ、大プロジェクトチームを結成して開発研究を開始すれば、速やかにロケット飛行艇時代が出現できるであろう。
（６）世界の都市の殆どは海岸に分布しており、内陸部の都市も大きな河川や湖沼周辺に集中しているので、陸上機よりも飛行艇の方が絶対有利である。また、アジアの南方島国諸国との航空交通を活発化して経済交流を活性化することも重要で、そのためには飛行艇の着岸設備（特願２００１−３１３２８１）のない港湾でも人員貨物の昇降ができるよう、飛行艇に積載した浮桟橋（実登３０１７６６５）を活用するか、あるいは陸岸から浮桟橋を繰り出してもよい。
（７）ロケット燃料は基本的に液体水素と液体酸素が主体であるから、従来のような化石燃料による大気汚染の恐れもないクリーンな燃料である。ただ、これを精製するためには大量のエネルギーが必要で、そのためには太陽電池発電の本格化によって対処するのが最善であろう。太陽電池は最も優れた長寿命の静止型発電装置で、一般家庭の屋根の面積を１００平方メートルと仮定し、これに太陽電池を敷きつめて発電すれば約３ＫＷ（朝夕）〜６ＫＷ（昼）の発電能力があり、仮に２０万戸の都市であれば６０万ＫＷ〜１２０万ＫＷの大電力が取得され、大都市のど真ん中に巨大な発電所が出現したも同然となる。この大電力で大量の水素、酸素を精製するわけである。しかし、この実現のためには電力会社と一般家庭との、太陽電池電力の売買関係問題を解消せねばならず、電力行政問題の解決が大きな課題となる。
（８）その他の関連する事項
本発明の実施に当たっては、無線誘導による離着水、航法誘導、暗夜の夜間着水、濃霧中の離着水、着岸時の誘導装置、国際的な出入国管理、税関その他等、解決すべき事項が多々ある。これらは別途に協議決定すべき事項である。
【０００７】
【図面の簡単な説明】
【図１】低翼単葉三角翼型超音速ロケット飛行艇の上面図。
【図２】同上の側面図。
【図３】同上の下面図。
【図４】同上の後面図。
【図５】同上を陸上機に応用した陸上機の上面図。
【図６】同上陸上機の側面図。
【符号の説明】
１、メイン・ロケットの噴射口
２、メイン・ロケット燃料タンクの後部
３、機尾に設置した補助ロケット
４、方向舵
５、下面全体を接水底面とする三角翼
６、三角翼の昇降舵兼補助翼
７、機首に設置した補助ロケット
８、操縦室の窓
９、機首の補助ロケット７の噴射方向を下向きにした状態
１０、客席の窓
１１、機首の補助ロケット７の噴射方向を進行方向に向けた状態
１２、三角翼接水底面に増設した補助ロケットの噴射口
１３、陸上機の主車輪
１４、陸上機の前車輪
【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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