(57)【要約】      （修正有）【課題】本体の現在姿勢を目標姿勢角に早期に安定化する垂直離着陸機を提供する。【解決手段】推力を発生する複数のロータユニットと、推力の方向を調整するロータ偏向用サーボモータ２０ｂ〜２５ｂと、推力の大きさと推力の方向とを制御する制御部４０と、を備え、制御部４０は、推力の大きさを決定する姿勢制御部４２と、推力の方向を決定する位置制御部４５と、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて位置制御部４５が決定した推力の方向を本体が配置される平面に直交するヨー軸方向に近づけるように推力の方向を補正する方向補正部４６と、方向補正部４６により補正された推力の方向とヨー軸方向との差分が大きくなるのに応じて姿勢制御部４２が決定した推力の大きさが大きくなるように推力の大きさを補正する推力補正部４３とを有する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と、
該本体を取り囲む円周上の複数の位置にそれぞれ配置されるとともに前記本体を上昇させる推力を発生する複数の推力発生部と、
該複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の方向を調整する推力方向調整機構と、
前記本体の現在姿勢角を検出する姿勢角検出部と、
前記本体の現在位置を検出する位置検出部と、
前記複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の大きさと、前記推力方向調整機構が調整する前記複数の推力発生部それぞれの前記推力の方向とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記姿勢角検出部が検出する前記現在姿勢角と目標姿勢角とに基づいて前記複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の大きさを決定する姿勢制御部と、
前記位置検出部が検出する前記現在位置と目標位置とに基づいて前記推力方向調整機構が調整する前記複数の推力発生部それぞれの前記推力の方向を決定する位置制御部と、
前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて前記位置制御部が決定した前記推力の方向を前記本体が配置される平面に直交する基準方向に近づけるように該推力の方向を補正する方向補正部と、
該方向補正部により補正された前記推力の方向と前記基準方向との差分が大きくなるのに応じて前記姿勢制御部が決定した前記推力の大きさが大きくなるように該推力の大きさを補正する推力補正部と、を有する垂直離着陸機。
【請求項２】
前記方向補正部は、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が０°より大きく９０°以下の第１角度以上である場合に、前記位置制御部が決定した前記推力の方向が前記基準方向となるように該推力の方向を補正する請求項１に記載の垂直離着陸機。
【請求項３】
前記方向補正部は、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が０°より大きく前記第１角度より小さい第２角度以下である場合に、前記位置制御部が決定した前記推力の方向を補正せずに出力する請求項２に記載の垂直離着陸機。
【請求項４】
前記複数の推力発生部のそれぞれは、軸線回りに駆動軸を回転させるモータと、該駆動軸に連結されるとともに該駆動軸の回転に応じて前記軸線に沿った方向の推力を発生するロータとを備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の垂直離着陸機。
【請求項５】
前記複数の推力発生部のそれぞれは、前記本体から延びる複数の取付軸を介して前記本体に取り付けられており、
前記推力方向調整機構は、前記取付軸回りに前記推力発生部を揺動させて前記推力の方向を調整する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の垂直離着陸機。
【請求項６】
本体と、該本体を取り囲む円周上の複数の位置にそれぞれ配置されるとともに前記本体を上昇させる推力を発生する複数の推力発生部と、該複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の方向を調整する推力方向調整機構とを備える垂直離着陸機の制御方法であって、
前記本体の現在姿勢角を検出する姿勢角検出工程と、
前記姿勢角検出部が検出する前記現在姿勢角と目標姿勢角とに基づいて前記複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の大きさを決定する姿勢制御工程と、
前記本体の現在位置を検出する位置検出工程と、
前記位置検出工程が検出する前記現在位置と目標位置とに基づいて前記推力方向調整機構が調整する前記複数の推力発生部それぞれの前記推力の方向を決定する位置制御工程と、
前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて前記位置制御工程が決定した前記推力の方向を前記本体が配置される平面に直交する基準方向に近づけるように該推力の方向を補正する方向補正工程と、
該方向補正工程により補正された前記推力の方向と前記基準方向との差分が大きくなるのに応じて前記姿勢制御工程が決定した前記推力の大きさが大きくなるように該推力の大きさを補正する推力補正工程と、を有する垂直離着陸機の制御方法。
【請求項７】
前記方向補正工程は、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が０°より大きく９０°以下の第１角度以上である場合に、前記位置制御工程が決定した前記推力の方向が前記基準方向となるように該推力の方向を補正する請求項６に記載の垂直離着陸機の制御方法。
【請求項８】
前記方向補正工程は、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が０°より大きく前記第１角度より小さい第２角度以下である場合に、前記位置制御工程が決定した前記推力の方向を補正しない請求項７に記載の垂直離着陸機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直離着陸機およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、推力を発生させる複数のロータを備えるマルチロータヘリコプタが知られている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照。）。
特許文献１には、横風に応じて機体の角度を風に対抗できるように傾けることで横風に対する安定化を実現したマルチロータヘリコプタが開示されている。特許文献１に開示されたマルチロータヘリコプタは、横風に対して機体の角度を傾けるため、機体の水平姿勢を一定に保つことができないものとなっている。
【０００３】
一方、非特許文献１には、それぞれ推力の方向を偏向可能な４つのロータを備えたクワドロータヘリコプタが開示されている。非特許文献１に開示されたクワドロータヘリコプタは、推力の方向を任意方向に偏向可能であるため、横風に対して機体の角度を傾けることなく、水平姿勢を一定に保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２８９４４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】今村彰隆，外３名，「ベクターノズル型クワドヘリコプタによる定姿勢飛行」，日本航空宇宙学会，第５１回飛行機シンポジウム，１Ｆ０１，２０１３年１１月２０日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１には、４つのロータの推力の方向を垂直方向から特定の方向に偏向させることにより、滑走効果が得られることが開示されている。この滑走効果により、クワドロータヘリコプタを任意の位置に移動させることができる。
しかしながら、横風等の影響により機体が水平姿勢から大きく傾斜している場合、滑走効果により機体を移動させるために、４つのロータの推力の方向を偏向させてしまうと、それに伴って機体の姿勢の調整に作用する推力の大きさが小さくなってしまう。そのため、機体を水平姿勢と一致するように安定化するための推力の大きさの調整が十分に行われず、機体の現在姿勢が水平姿勢に安定しない、或いは水平姿勢に安定するまでに長時間を要するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、横風等の影響により本体が目標姿勢角から大きく傾斜している場合であっても、本体の現在姿勢を目標姿勢角に早期に安定化することが可能な垂直離着陸機およびその制御方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る垂直離着陸機は、本体と、該本体を取り囲む円周上の複数の位置にそれぞれ配置されるとともに前記本体を上昇させる推力を発生する複数の推力発生部と、該複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の方向を調整する推力方向調整機構と、前記本体の現在姿勢角を検出する姿勢角検出部と、前記本体の現在位置を検出する位置検出部と、前記複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の大きさと、前記推力方向調整機構が調整する前記複数の推力発生部それぞれの前記推力の方向とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記姿勢角検出部が検出する前記現在姿勢角と目標姿勢角とに基づいて前記複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の大きさを決定する姿勢制御部と、前記位置検出部が検出する前記現在位置と目標位置とに基づいて前記推力方向調整機構が調整する前記複数の推力発生部それぞれの前記推力の方向を決定する位置制御部と、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて前記位置制御部が決定した前記推力の方向を前記本体が配置される平面に直交する基準方向に近づけるように該推力の方向を補正する方向補正部と、該方向補正部により補正された前記推力の方向と前記基準方向との差分が大きくなるのに応じて前記姿勢制御部が決定した前記推力の大きさが大きくなるように該推力の大きさを補正する推力補正部と、を有する。
【０００９】
本発明の一態様に係る垂直離着陸機によれば、姿勢角検出部が検出する現在姿勢角と目標姿勢角とに基づいて複数の推力発生部のそれぞれが発生する推力の大きさが姿勢制御部により決定される。また、位置検出部が検出する現在位置と目標位置とに基づいて推力方向調整機構が調整する複数の推力発生部それぞれの推力の方向が位置制御部により決定される。
位置制御部が決定した推力の方向は、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて本体が配置される平面に直交する基準方向に近づけるように補正される。そのため、横風等の影響により本体が目標姿勢角から大きく傾斜している場合には、推力の方向の基準方向からの傾斜が大きくなるのに応じて機体の姿勢の調整に作用する推力の大きさが小さくなってしまうことが抑制される。また、これによって、位置制御部が決定する推力の方向に基づく位置制御よりも、姿勢制御部が決定する推力の大きさに基づく姿勢制御が優先されることとなる。
【００１０】
また、姿勢制御部が決定した推力の大きさは、補正された推力の方向と基準方向との差分が大きくなるのに応じて大きくなるように補正される。そのため、滑走中に本体を上昇させる推力の大きさが小さくなってしまうことが抑制される。
【００１１】
このように、本発明の一態様によれば、横風等の影響により本体が目標姿勢角から大きく傾斜している場合であっても、本体の現在姿勢を目標姿勢角に早期に安定化することが可能な垂直離着陸機を提供することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係る垂直離着陸機において、前記方向補正部は、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が０°より大きく９０°以下の第１角度以上である場合に、前記位置制御部が決定した前記推力の方向が前記基準方向となるように該推力の方向を補正する構成としてもよい。
このようにすることで、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が第１角度以上である場合には、位置制御部が決定する推力の方向に関わらず、推力の方向が基準方向となるようにし、姿勢制御部が決定する推力の大きさに基づく姿勢制御を優先することができる。
【００１３】
上記構成において、前記方向補正部は、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が０°より大きく前記第１角度より小さい第２角度以下である場合に、前記位置制御部が決定した前記推力の方向を補正せずに出力するようにしてもよい。
このようにすることで、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が第２角度以下である場合には、位置制御部が決定する推力の方向に基づく位置制御を優先することができる。
【００１４】
本発明の一態様に係る垂直離着陸機において、前記複数の推力発生部のそれぞれは、軸線回りに駆動軸を回転させるモータと、該駆動軸に連結されるとともに該駆動軸の回転に応じて前記軸線に沿った方向の推力を発生するロータとを備えるようにしてもよい。
このようにすることで、複数の推力発生部のそれぞれを、モータにより駆動軸を回転させることによりロータによる推力を発生させる構成とすることができる。
【００１５】
本発明の一態様に係る垂直離着陸機において、前記複数の推力発生部のそれぞれは、前記本体から延びる複数の取付軸を介して前記本体に取り付けられており、前記推力方向調整機構は、前記取付軸回りに前記推力発生部を揺動させて前記推力の方向を調整するようにしてもよい。
このようにすることで、本体から延びる取付軸回りに各推力発生部を揺動させることにより、各推力発生部が発生する推力の方向を基準方向から傾斜させることができる。
【００１６】
本発明の一態様に係る垂直離着陸機の制御方法は、本体と、該本体を取り囲む円周上の複数の位置にそれぞれ配置されるとともに前記本体を上昇させる推力を発生する複数の推力発生部と、該複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の方向を調整する推力方向調整機構とを備える垂直離着陸機の制御方法であって、前記本体の現在姿勢角を検出する姿勢角検出工程と、前記姿勢角検出部が検出する前記現在姿勢角と目標姿勢角とに基づいて前記複数の推力発生部のそれぞれが発生する前記推力の大きさを決定する姿勢制御工程と、前記本体の現在位置を検出する位置検出工程と、前記位置検出工程が検出する前記現在位置と目標位置とに基づいて前記推力方向調整機構が調整する前記複数の推力発生部それぞれの前記推力の方向を決定する位置制御工程と、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて前記位置制御工程が決定した前記推力の方向を前記本体が配置される平面に直交する基準方向に近づけるように該推力の方向を補正する方向補正工程と、該方向補正工程により補正された前記推力の方向と前記基準方向との差分が大きくなるのに応じて前記姿勢制御工程が決定した前記推力の大きさが大きくなるように該推力の大きさを補正する推力補正工程と、を有する。
【００１７】
本発明の一態様に係る垂直離着陸機の制御方法によれば、姿勢角検出工程が検出する現在姿勢角と目標姿勢角とに基づいて複数の推力発生部のそれぞれが発生する推力の大きさが姿勢制御工程により決定される。また、位置検出工程が検出する現在位置と目標位置とに基づいて推力方向調整機構が調整する複数の推力発生部それぞれの推力の方向が位置制御工程により決定される。
位置制御工程が決定した推力の方向は、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて本体が配置される平面に直交する基準方向に近づけるように補正される。そのため、横風等の影響により本体が目標姿勢角から大きく傾斜している場合には、推力の方向の基準方向からの傾斜が大きくなるのに応じて機体の姿勢の調整に作用する推力の大きさが小さくなってしまうことが抑制される。また、これによって、位置制御工程が決定する推力の方向に基づく位置制御よりも、姿勢制御工程が決定する推力の大きさに基づく姿勢制御が優先されることとなる。
【００１８】
また、姿勢制御工程が決定した推力の大きさは、補正された推力の方向と基準方向との差分が大きくなるのに応じて大きくなるように補正される。そのため、滑走中に本体を上昇させる推力の大きさが小さくなってしまうことが抑制される。
【００１９】
このように、本発明の一態様に係る垂直離着陸機の制御方法によれば、横風等の影響により本体が目標姿勢角から大きく傾斜している場合であっても、本体の現在姿勢を目標姿勢角に早期に安定化することが可能な垂直離着陸機の制御方法を提供することができる。
【００２０】
本発明の一態様に係る垂直離着陸機の制御方法において、前記方向補正工程は、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が０°より大きく９０°以下の第１角度以上である場合に、前記位置制御工程が決定した前記推力の方向が前記基準方向となるように該推力の方向を補正する構成としてもよい。
このようにすることで、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が第１角度以上である場合には、位置制御工程が決定する推力の方向に関わらず、推力の方向を基準方向となるようにし、姿勢制御工程が決定する推力の大きさに基づく姿勢制御を優先することができる。
【００２１】
上記構成において、前記方向補正工程は、前記現在姿勢角と前記目標姿勢角との差分が０°より大きく前記第１角度より小さい第２角度以下である場合に、前記位置制御工程が決定した前記推力の方向を補正しないようにしてもよい。
このようにすることで、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が第２角度以下である場合には、姿勢制御工程が決定する推力の大きさに基づく姿勢制御よりも位置制御工程が決定する推力の方向に基づく位置制御を優先することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、横風等の影響により本体が目標姿勢角から大きく傾斜している場合であっても、本体の現在姿勢を目標姿勢角に早期に安定化することが可能な垂直離着陸機およびその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態の垂直離着陸機を示す平面図である。
【図２】図１に示す垂直離着陸機のロータユニットと本体とを示す平面図である。
【図３】図２に示すロータユニットをＰ方向からみた側面図であり、（ａ）は推力方向と基準方向とが一致している状態を示し、（ｂ）は推力方向が基準方向から進行方向に傾斜している状態を示し、（ｃ）は推力方向が基準方向から後進方向に傾斜している状態を示す。
【図４】図２に示すロータユニットをＱ方向からみた垂直離着陸機の右側面図であり、（ａ）は推力方向とヨー軸の軸線方向とが一致している状態を示し、（ｂ）は推力方向がヨー軸の軸線方向からロール軸の正方向に傾斜している状態を示し、（ｃ）は推力方向がヨー軸の軸線方向からロール軸の負方向に傾斜している状態を示す。
【図５】進行方向に向けた推力が発生する場合の各ロータユニットの傾斜方向を示す図である。
【図６】進行方向から３０°右方に向けた推力が発生する場合の各ロータユニットの傾斜方向を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の垂直離着陸機の制御構成を示す制御ブロック図である。
【図８】図７に示す制御部が実行する処理を示す処理ブロック図である。
【図９】図７に示す制御部が実行する処理を示すフローチャートである。
【図１０】補正テーブルによる現在姿勢角と方向補正部による補正前後の方向の比率との対応関係の一例を示す図である。
【図１１】補正テーブルによる現在姿勢角と方向補正部による補正前後の方向の比率との対応関係の他の一例を示す図である。
【図１２】他の実施形態の垂直離着陸機を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態の垂直離着陸機１００について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の垂直離着陸機１００は、本体１０と、ロータユニット（推力発生部）２０，２１，２２，２３，２４，２５とを備えている。図１は、本体１０が配置されるＸ軸（ロール軸）とＹ軸（ピッチ軸）とにより定まるＸＹ平面に直交するＺ軸（ヨー軸）に沿ってみた垂直離着陸機１００の平面図となっている。
【００２５】
本体１０は、後述する制御部４０，姿勢角センサ５０，位置センサ６０等が内部に収容される筐体である。本体１０の内部には、前述した各構成に加え、垂直離着陸機１００が必要とする電力を供給するバッテリー（図示略）が収容されている。垂直離着陸機１００の各部は、バッテリーにより供給される電力により動作する。
【００２６】
ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５は、Ｚ軸を中心とした円周Ｃ上で等間隔となる６箇所の位置にそれぞれ配置されている。図１に示すＺ軸は本体１０の中心位置を通過する軸となっている。したがって、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５は、本体１０を取り囲むようにＸＹ平面内に配置されることとなる。
ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５のそれぞれは、本体１０から放射状に延びる取付軸（推力方向調整機構）３０，３１，３２，３３，３４，３５を介して、本体１０に取り付けられている。各取付軸３０，３１，３２，３３，３４，３５の延長線はＸ軸とＹ軸が交差する原点を通過するようになっている。また、隣接する取付軸が成す角は６０°となっている。
【００２７】
ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５のそれぞれは、本体１０を上昇させるＺ軸（ヨー軸）に沿った推力Ｆｖを発生するものである。
図２に示すように、ロータユニット２０は、推力発生用モータ２０ａと、ロータ偏向用サーボモータ（推力方向調整機構）２０ｂと、ロータ２０ｃとを備えている。また、ロータユニット２３は、推力発生用モータ２３ａと、ロータ偏向用サーボモータ（推力方向調整機構）２３ｂと、ロータ２３ｃとを備えている。
【００２８】
図１に示す６つの矢印は、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５のそれぞれが発生する推力Ｆｎの水平方向成分（推力ＦｎのＸＹ平面に沿った成分）である推力Ｆｈが取り得る方向を示すものである。
後述するように、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５は、単一の揺動軸である取付軸３０，３１，３２，３３，３４，３５回りに揺動することにより推力Ｆｎの方向を変化させる。単一の揺動軸回りに揺動するものであるため、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｈの方向は、図１の矢印に示すような単一方向のみとなる。
【００２９】
ここで、図２は、図１に示すロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５のうち、ロータユニット２０，２３を示し、他のロータユニット２１，２２，２４，２５を省略した正面図である。
図１に示すように、ロータユニット２０，２３は、本体１０を中心に点対称に配置されるロータユニット対（推力発生部対）となっている。同様に、ロータユニット２１，２４は、本体１０を中心に点対称に配置されるロータユニット対（推力発生部対）となっている。同様に、ロータユニット２２，２５は、本体１０を中心に点対称に配置されるロータユニット対（推力発生部対）となっている。
以下、ロータユニット２０，２３からなるロータユニット対について詳細に説明するが、ロータユニット２１，２４からなるロータユニット対と、ロータユニット２２，２５からなるロータユニット対については、ロータユニット２０，２３からなるロータユニット対と同様であるものとし、説明を省略する。
【００３０】
以下、ロータユニット２０，２３からなるロータユニット対について詳細に説明する。
図２に示す推力発生用モータ２０ａは、ロータユニット本体２０ｄに収納されており、ロータ軸Ｚ１の軸線回りに駆動軸（図示略）を回転させる。ロータ２０ｃは、推力発生用モータ２０ａの駆動軸に連結されるとともに駆動軸の回転に応じてＺ軸に沿った推力Ｆｖを発生する。
ロータ偏向用サーボモータ２０ｂは、取付軸３０に収納されており、取付軸３０の軸線回りに駆動軸（図示略）を回転させる。ロータ偏向用サーボモータ２０ｂの駆動軸にはギア（図示略）が連結されており、ロータユニット本体２０ｄに連結された他のギア（図示略）と噛み合うように配置されている。ロータ偏向用サーボモータ２０ｂが駆動軸を正方向または逆方向に回転させることにより、取付軸３０回りにロータユニット２０を揺動させて推力Ｆｎの方向を調整する。
【００３１】
また、図２に示す推力発生用モータ２３ａは、ロータユニット本体２３ｄに収納されており、ロータ軸Ｚ２の軸線回りに駆動軸（図示略）を回転させる。ロータ２３ｃは、推力発生用モータ２３ａの駆動軸に連結されるとともに駆動軸の回転に応じてＺ軸に沿った推力Ｆｖを発生する。
ロータ偏向用サーボモータ２３ｂは、取付軸３３に収納されており、取付軸３３の軸線回りに駆動軸（図示略）を回転させる。ロータ偏向用サーボモータ２３ｂにはギア（図示略）が連結されており、ロータ偏向用サーボモータ２３ｂの駆動軸に連結された他のギア（図示略）と噛み合うように配置されている。ロータ偏向用サーボモータ２３ｂが駆動軸を正方向または逆方向に回転させることにより、取付軸３３回りにロータユニット２３を揺動させて推力Ｆｎの方向を調整する。
【００３２】
このように、ロータ偏向用サーボモータ２０ｂと、ロータユニット本体２０ｄとは、それぞれが備えるギアを介して連結されることにより、ロータユニット２０が発生する推力Ｆｎの方向を調整する推力方向調整機構として機能する。この推力方向調整機構は、ロータユニット２０が発生する推力Ｆｎの方向を単一の揺動軸である取付軸３０回りに揺動させる。
同様に、ロータ偏向用サーボモータ２３ｂと、ロータユニット本体２３ｄとは、それぞれが備えるギアを介して連結されることにより、ロータユニット２３が発生する推力Ｆｎの方向を調整する推力方向調整機構として機能する。この推力方向調整機構は、ロータユニット２３が発生する推力Ｆｎの方向を単一の揺動軸である取付軸３３回りに揺動させる。
【００３３】
後述する制御部４０は、ロータユニット２０，２３のそれぞれが発生する推力Ｆｎの大きさと、ロータ偏向用サーボモータ２０ｂ，２３ｂが調整する推力Ｆｎの方向とを制御するものである。
制御部４０は、ロータユニット２０，２３のそれぞれが発生する推力Ｆｎの大きさと、推力Ｆｎの方向が同一となるように推力発生用モータ２０ａ，２３ａ及びロータ偏向用サーボモータ２０ｂ，２３ｂを制御する。
【００３４】
次に、制御部４０により制御される推力Ｆｎの大きさと推力Ｆｎの方向とについて、図３及び図４を用いて説明する。
なお、図３は図２のＰ方向からロータユニット２０をみた垂直離着陸機１００の左側面図であり、図４は図２のＱ方向からロータユニット２３をみた垂直離着陸機１００の右側面図である。
ロータユニット２０が図３（ａ）に示す状態のときに、ロータユニット２３は図４（ａ）に示す状態となる。また、ロータユニット２０が図３（ｂ）に示す状態のときに、ロータユニット２３は図４（ｂ）に示す状態となる。また、ロータユニット２０が図３（ｃ）に示す状態のときに、ロータユニット２３は図４（ｃ）に示す状態となる。
図３及び図４から明らかなように、ロータユニット２０，２３のそれぞれが発生する推力Ｆｎの大きさと、推力Ｆｎの方向は同一となる。
【００３５】
図３に示すように、ロータ２０ｃは、推力発生用モータ２０ａの駆動軸に連結されるとともに駆動軸の軸線方向と一致するロータ軸Ｚ１方向の推力Ｆｎを発生する。推力Ｆｎの大きさは、ロータ２０ｃの回転速度によって定まる。
図３（ａ）に示すように、ロータ軸Ｚ１がＺ軸と一致する状態では、ロータ２０ｃが発生するロータ軸Ｚ１方向の推力ＦｎとＺ軸に沿った推力Ｆｖとが一致する。この場合、ロータ２０ｃが発生する本体１０を上昇させる推力Ｆｖの大きさは推力Ｆｎと一致する。
【００３６】
一方、図３（ｂ）に示すように、ロータ軸Ｚ１がＺ軸からＸ軸の正方向に傾斜角度θで傾斜している状態では、ロータ２０ｃが発生するロータ軸Ｚ１方向の推力Ｆｎと、Ｚ軸に沿った推力Ｆｖと、Ｘ軸に沿った推力Ｆｈとは、以下の（１），（２）に示す関係となる。
Ｆｖ＝Ｆｎ・ｃｏｓθ      （１）
Ｆｈ＝Ｆｎ・ｓｉｎθ      （２）
同様に、図３（ｃ）に示すように、ロータ軸Ｚ１がＺ軸からＸ軸の負方向に傾斜角度θで傾斜している状態では、ロータ２０ｃが発生するロータ軸Ｚ１方向の推力Ｆｎと、Ｚ軸に沿った推力Ｆｖと、Ｘ軸に沿った推力Ｆｈとは、前述の（１），（２）に示す関係となる。
【００３７】
図４に示すように、ロータ２３ｃは、推力発生用モータ２３ａの駆動軸に連結されるとともに駆動軸の軸線方向と一致するロータ軸Ｚ２方向の推力Ｆｎを発生する。推力Ｆｎの大きさは、ロータ２３ｃの回転速度によって定まる。
図４（ａ）に示すように、ロータ軸Ｚ２がＺ軸と一致する状態では、ロータ２３ｃが発生するロータ軸Ｚ２方向の推力ＦｎとＺ軸に沿った推力Ｆｖとが一致する。この場合、ロータ２３ｃが発生する本体１０を上昇させる推力Ｆｖの大きさは推力Ｆｎと一致する。
【００３８】
一方、図４（ｂ）に示すように、ロータ軸Ｚ２がＺ軸からＸ軸の正方向に傾斜角度θで傾斜している状態では、ロータ２３ｃが発生するロータ軸Ｚ２方向の推力Ｆｎと、Ｚ軸に沿った推力Ｆｖと、Ｘ軸に沿った推力Ｆｈとは、前述した（１），（２）に示す関係となる。
同様に、図４（ｃ）に示すように、ロータ軸Ｚ２がＺ軸からＸ軸の負方向に傾斜角度θで傾斜している状態では、ロータ２３ｃが発生するロータ軸Ｚ２方向の推力Ｆｎと、Ｚ軸に沿った推力Ｆｖと、Ｘ軸に沿った推力Ｆｈとは、前述の（１），（２）に示す関係となる。
【００３９】
以上説明したように、ロータユニット２０，２３のそれぞれが発生する推力Ｆｎの大きさと、推力Ｆｎの方向は、傾斜角度θに拘わらず同一となるように制御部４０により制御される。
このことは、ロータユニット２１，２４からなるロータユニット対、及びロータユニット２２，２５からなるロータユニット対についても同様である。
【００４０】
図１に示すように、ロータユニット２０，２３からなるロータユニット対の揺動軸の軸線方向は、取付軸３０及び取付軸３３が延在する直線方向と一致している。図１において、この直線方向はＸ軸に対して９０°右方に傾斜したＹ軸方向となっている。
また、ロータユニット２１，２４からなるロータユニット対の揺動軸の軸線方向は、取付軸３１及び取付軸３４が延在する直線方向と一致している。図１において、この直線方向はＸ軸に対して３０°左方に傾斜した軸線Ａ１方向となっている。
また、ロータユニット２２，２５からなるロータユニット対の揺動軸の軸線方向は、取付軸３１及び取付軸３４が延在する直線方向と一致している。図１において、この直線方向はＸ軸に対して３０°右方に傾斜した軸線Ａ２方向となっている。
【００４１】
このように、ロータユニット２０，２３からなるロータユニット対の揺動軸の軸線方向と、ロータユニット２１，２４からなるロータユニット対の揺動軸の軸線方向と、ロータユニット２２，２５からなるロータユニット対の揺動軸の軸線方向とは、６０°ずつ異なった方向となっている。
各ロータユニット対の揺動軸の軸線方向を異ならせることにより、各ロータユニット対が発生する推力Ｆｈの方向がそれぞれ異なったものとなる。そのため、各ロータユニット対が発生する推力Ｆｈの大きさを適宜に調整することにより、複数のロータユニット対が発生する推力Ｆｈの合力を、所望の方向に向けることができる。
【００４２】
ここで、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｈと、それらの合力によって定まる垂直離着陸機１００の進行方向について、図５及び図６を用いて説明する。
図５及び図６においては、ロータユニット２０，２３からなるロータユニット対が発生する推力ＦｈをＦｈ１とし、ロータユニット２１，２４からなるロータユニット対が発生する推力ＦｈをＦｈ２とし、ロータユニット２２，２５からなるロータユニット対が発生する推力ＦｈをＦｈ３とする。
【００４３】
ロータユニット２０，２３からなるロータユニット対が発生する推力の方向のＺ軸（ヨー軸）からの傾斜角と、ロータユニット２１，２４からなるロータユニット対が発生する推力の方向のＺ軸（ヨー軸）からの傾斜角と、ロータユニット２２，２５からなるロータユニット対が発生する推力の方向のＺ軸（ヨー軸）からの傾斜角とは、それぞれ独立に調整される。そのため、推力Ｆｈ１の大きさと、推力Ｆｈ２の大きさと、推力Ｆｈ３の大きさは、それぞれ同一または異なった任意の大きさに調整される。
【００４４】
図５は、推力Ｆｈ１，Ｆｈ２，Ｆｈ３の大きさをそれぞれ同一とした場合に、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｈの合力により、Ｘ軸に沿った推力が発生する例を示している。推力Ｆｈ１，Ｆｈ２，Ｆｈ３の大きさをそれぞれ同一とした場合、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｈの合力は、Ｙ軸方向の成分を有さないものとなる。そのため、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｈの合力は、Ｘ軸に沿った推力となる。
【００４５】
図６は、推力Ｆｈ１，Ｆｈ２の大きさをそれぞれ同一とし、推力Ｆｈ３の大きさをゼロとした場合に、ロータユニット２０，２１，２３，２４が発生する推力Ｆｈの合力により、Ｘ軸から３０°右方に傾斜した方向に沿った推力が発生する例を示している。推力Ｆｈ１，Ｆｈ２の大きさを同一とした場合、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｈの合力は、Ｘ軸から３０°右方に傾斜した方向に沿った推力となる。
【００４６】
以上の図５，図６においては、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｈの方向をＸ軸に沿った方向、あるいはＸ軸から右方に３０°傾斜した方向とする例を示した。この垂直離着陸機１００がＸＹ平面内で進行する方向は、図５及び図６に示す例だけに限られるものではない。
図５及び図６に示す推力Ｆｈ１，Ｆｈ２，Ｆｈ３の大きさと、推力Ｆｈ１，Ｆｈ２，Ｆｈ３の方向とをそれぞれ調整することにより、推力Ｆｈ１，Ｆｈ２，Ｆｈ３の合力の方向をＸＹ平面内の任意の方向とすることができる。
【００４７】
次に、垂直離着陸機１００の制御構成について、図７に示す制御ブロック図を用いて説明する。
図７に示す制御部４０は、制御プログラムが格納されたＲＯＭ等の記憶部と、記憶部に格納された制御プログラムや制御プログラムの演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ等の記憶部と、制御プログラムを実行するＣＰＵ（中央演算装置）などから構成されている。
【００４８】
制御部４０は、姿勢角センサ（ジャイロセンサ等）５０に接続されており、姿勢角センサ５０から本体１０の姿勢角を取得する。姿勢角センサ５０は、Ｘ軸（ロール軸）回りの本体１０の姿勢を示すロール角と、Ｙ軸（ピッチ軸）回りの本体１０の姿勢を示すピッチ角と、Ｚ軸（ヨー軸）回りの本体１０の現在の姿勢を示すヨー角とからなる現在姿勢角を制御部４０へ送信する。
【００４９】
制御部４０は、位置センサ（ＧＰＳセンサ等）６０に接続されており、位置センサ６０から本体１０の現在位置を取得する。位置センサ６０は、本体１０が存在する位置の緯度及び経度を算出し、緯度及び経度からなる位置情報を制御部４０へ送信する。
【００５０】
制御部４０は、姿勢角センサ５０から取得する本体１０の姿勢角と、位置センサ６０から取得する本体１０の現在位置とに基づいて、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｎの大きさ及び推力Ｆｎの方向を決定する。
【００５１】
制御部４０は、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５それぞれが発生すべき推力Ｆｎの大きさを決定すると、決定した推力Ｆｎの大きさを発生するように、制御信号線７０を介して、推力発生用モータ２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａに制御信号を送信する。
同様に、制御部４０は、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５それぞれが発生すべき推力Ｆｎの方向を決定すると、決定した推力Ｆｎの方向となるように、制御信号線７０を介して、ロータ偏向用サーボモータ２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂに制御信号を送信する。
【００５２】
また、制御部４０は、ロータユニット２０，２３のそれぞれが発生する推力Ｆｎの大きさと、推力Ｆｎの方向が同一となるように推力発生用モータ２０ａ，２３ａ及びロータ偏向用サーボモータ２０ｂ，２３ｂを制御する。
また、制御部４０は、ロータユニット２０，２３（ロータユニット対）のうちロータユニット２０が備えるロータ２０ｃが駆動軸回りに正回転するよう推力発生用モータ２０ａを制御し、ロータユニット２３が備えるロータ２３ｃが駆動軸回りに逆回転するよう推力発生用モータ２３ａを制御する。
【００５３】
また、制御部４０は、ロータユニット２１，２４のそれぞれが発生する推力Ｆｎの大きさと、推力Ｆｎの方向が同一となるように推力発生用モータ２１ａ，２４ａ及びロータ偏向用サーボモータ２１ｂ，２４ｂを制御する。
また、制御部４０は、ロータユニット２１，２４（ロータユニット対）のうちロータユニット２１が備えるロータ２１ｃが駆動軸回りに逆回転するよう推力発生用モータ２０ａを制御し、ロータユニット２４が備えるロータ２４ｃが駆動軸回りに正回転するよう推力発生用モータ２４ａを制御する。
【００５４】
また、制御部４０は、ロータユニット２２，２５のそれぞれが発生する推力Ｆｎの大きさと、推力Ｆｎの方向が同一となるように推力発生用モータ２２ａ，２５ａ及びロータ偏向用サーボモータ２２ｂ，２５ｂを制御する。
また、制御部４０は、ロータユニット２２，２５（ロータユニット対）のうちロータユニット２２が備えるロータ２２ｃが駆動軸回りに正回転するよう推力発生用モータ２２ａを制御し、ロータユニット２５が備えるロータ２５ｃが駆動軸回りに逆回転するよう推力発生用モータ２５ａを制御する。
【００５５】
このようにすることで、本体１０を中心に点対称に配置されるロータユニット対を構成する一方のロータユニットが備えるロータが発生するヨー軸回りのトルクと、他方のロータユニットが備えるロータが発生するヨー軸回りのトルクとが相殺される。したがって、機体がヨー軸回りに回転することを抑制することができる。
【００５６】
このように、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５は、駆動軸回りに正回転するロータ２０ｃ，２２ｃ，２４ｃを備えるロータユニット２０，２２，２４（第１の推力発生部）と、駆動軸回りに逆回転するロータ２１ｃ，２３ｃ，２５ｃを備えるロータユニット２１，２３，２５（第２の推力発生部）とによって構成されている。
また、ロータユニット２０，２２，２４と、ロータユニット２１，２３，２５とが、円周Ｃ上で交互に配置されている。
【００５７】
次に、本実施形態の垂直離着陸機１００が備える制御部４０が実行する推力Ｆｎの大きさと推力Ｆｎの方向の具体的制御方法について図８および図９を用いて説明する。
【００５８】
図８に示すように、制御部４０は、目標姿勢角設定部４１と、姿勢制御部４２と、推力補正部４３と、目標位置設定部４４と、位置制御部４５と、方向補正部４６とを備える。制御部４０が備える各部は、例えば、制御部４０が実行するプログラムモジュールとして実装される。
【００５９】
目標姿勢角設定部４１は、垂直離着陸機１００が保持すべき姿勢を示す目標姿勢角を設定するものである。目標姿勢角は、例えば、入力部（図示略）を介して入力され、目標姿勢角設定部４１に記憶される。目標姿勢角は、Ｘ軸（ロール軸）回りの本体１０の姿勢を示すロール角と、Ｙ軸（ピッチ軸）回りの本体１０の姿勢を示すピッチ角とからなる値である。
【００６０】
姿勢制御部４２は、姿勢角センサ５０が検出する現在姿勢角と、目標姿勢角設定部４１が設定する目標姿勢角との差分を取得し、その差分に基づいて、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｎの大きさを決定する。姿勢制御部４２は、垂直離着陸機１００の姿勢角が目標姿勢角に近づくように、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｎの大きさを決定する。
姿勢角センサ５０が現在姿勢角を検出する工程が図９のステップＳ９０１であり、姿勢制御部４２が推力Ｆｎの大きさを決定する工程が図９のステップＳ９０２である。
【００６１】
目標位置設定部４４は、垂直離着陸機１００が存在すべき位置を示す目標位置を設定するものである。目標位置は、例えば、入力部（図示略）を介して入力され、目標位置設定部４４に記憶される。目標位置は、緯度及び経度からなる値である。
【００６２】
位置制御部４５は、位置センサ６０が検出する現在位置と、目標位置設定部４４が設定する目標位置との差分を取得し、その差分に基づいて、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｎの方向を決定する。位置制御部４５は、垂直離着陸機１００の位置が目標位置に近づくように、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５が発生する推力Ｆｎの方向を決定する。ここで、位置制御部４５が決定する推力Ｆｎの方向を傾斜角θ１とする。
位置センサ６０が現在位置を検出する工程が図９のステップＳ９０３であり、位置制御部４５が推力Ｆｎの方向を決定する工程が図９のステップＳ９０４である。
【００６３】
方向補正部４６は、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向（傾斜角θ１）を本体１０が配置されるＸＹ平面に直交するヨー軸方向（基準方向）に近づけるように推力Ｆｎの方向を補正し、補正後の推力Ｆｎの方向を出力する。ここで、方向補正部４６により補正された推力Ｆｎの方向を傾斜角θ２とする。
方向補正部４６が推力Ｆｎの方向を補正する工程が図９のステップＳ９０５である。
【００６４】
方向補正部４６は、図１０及び図１１に示す補正テーブル１〜６のいずれかを用いて、位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向（傾斜角θ１）を補正し、補正した推力Ｆｎの方向（傾斜角θ２）を出力する。
補正テーブル１〜６のいずれかを用いる場合であっても、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が角度Ａ（第１角度）以上である場合には、θ２／θ１がゼロとなるように、傾斜角θ１を補正する。つまり、この場合は、位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向（傾斜角θ１）がどのような方向であるかに関わらず、補正後の推力Ｆｎの方向をヨー軸方向（基準方向）とする。
このようにしているのは、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が大きいため、推力Ｆｎの方向をヨー軸方向と一致させて姿勢制御を優先するためである。
なお、前述した角度Ａとして、０°より大きく９０°以下の任意の値を設定することができる。
【００６５】
方向補正部４６は、補正テーブル１〜３を用いる場合、現在姿勢角と目標姿勢角との差分がゼロから角度Ａに近づくのに応じて、θ２／θ１が１．０からゼロまで漸次減少するように、位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向（傾斜角θ１）を補正する。現在姿勢角と目標姿勢角との差分がゼロの場合、θ２／θ１が１．０となる。そのため、位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向（傾斜角θ１）がそのまま方向補正部４６から出力される。このようにしているのは、現在姿勢角が目標姿勢角と一致しているため、方向補正部４６による補正が不要だからである。
【００６６】
一方、方向補正部４６は、補正テーブル４〜６を用いる場合、現在姿勢角と目標姿勢角との差分がゼロより大きく角度Ｂ（第２角度）以下である場合に、位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向（傾斜角θ１）を補正せずに出力する。ここで、角度Ｂは、ゼロより大きく角度Ａより小さい角度である。
このようにすることで、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が角度Ｂ以下である場合には、位置制御部４５が決定する推力Ｆｎの方向に基づく位置制御を優先することができる。
【００６７】
方向補正部４６は、補正した推力Ｆｎの方向（傾斜角θ２）をロータ偏向用サーボモータ２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂに伝達する。ロータ偏向用サーボモータ２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂは、伝達された推力Ｆｎの方向（傾斜角θ２）となるように動作する。
【００６８】
推力補正部４３は、方向補正部４６から出力される補正後の推力Ｆｎの方向（傾斜角θ２）とヨー軸方向（基準方向）との差分が大きくなるのに応じて姿勢制御部４２が決定した推力Ｆｎの大きさが大きくなるように推力Ｆｎの大きさを補正する。
推力補正部４３が推力Ｆｎの大きさを補正する工程が図９のステップＳ９０６である。
【００６９】
推力補正部４３は、補正した推力Ｆｎの大きさを推力発生用モータ２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａに伝達する。推力発生用モータ２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａは、伝達された推力Ｆｎの大きさとなるように動作する。
【００７０】
以上説明した本実施形態の垂直離着陸機１００が奏する作用及び効果について説明する。
【００７１】
本実施形態の垂直離着陸機１００によれば、姿勢角センサ（姿勢角検出部）５０が検出する現在姿勢角と目標姿勢角とに基づいて複数のロータユニットのそれぞれが発生する推力Ｆｎの大きさが姿勢制御部４２により決定される。また、位置センサ（位置検出部）６０が検出する現在位置と目標位置とに基づいてロータ偏向用サーボモータ（推力方向調整機構）が調整する複数のロータユニットそれぞれの推力Ｆｎの方向が位置制御部４５により決定される。
【００７２】
位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向は、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が大きくなるのに応じて本体１０が配置されるＸＹ平面に直交するヨー軸方向（基準方向）に近づけるように補正される。そのため、横風等の影響により本体１０が目標姿勢角から大きく傾斜している場合には、推力Ｆｎの方向のヨー軸方向（基準方向）からの傾斜が大きくなるのに応じて機体の姿勢の調整に作用する推力Ｆｖの大きさが小さくなってしまうことが抑制される。また、これによって、位置制御部４５が決定する推力Ｆｎの方向に基づく位置制御よりも、姿勢制御部４２が決定する推力Ｆｎの大きさに基づく姿勢制御４２が優先されることとなる。
【００７３】
また、姿勢制御部４２が決定した推力Ｆｎの大きさは、補正された推力Ｆｎの方向（傾斜角θ２）とヨー軸方向（基準方向）との差分が大きくなるのに応じて大きくなるように補正される。そのため、滑走中に本体を上昇させる推力Ｆｖの大きさが小さくなってしまうことが抑制される。
【００７４】
このように、本実施形態によれば、横風等の影響により本体１０が目標姿勢角から大きく傾斜している場合であっても、本体１０の現在姿勢を目標姿勢角に早期に安定化することが可能な垂直離着陸機１００を提供することができる。
【００７５】
本実施形態の垂直離着陸機１００において、方向補正部４６は、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が０°より大きく９０°以下の角度Ａ（第１角度）以上である場合に、位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向がヨー軸方向（基準方向）となるように推力Ｆｎの方向を補正する。
このようにすることで、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が角度Ａ以上である場合には、位置制御部４５が決定する推力Ｆｎの方向に関わらず、推力Ｆｎの方向がヨー軸方向となるようにし、姿勢制御部４２が決定する推力Ｆｎの大きさに基づく姿勢制御を優先することができる。
【００７６】
本実施形態の垂直離着陸機１００において、方向補正部４６は、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が０°より大きく角度Ａより小さい角度Ｂ（第２角度）以下である場合に、位置制御部４５が決定した推力Ｆｎの方向を補正せずに出力する。
このようにすることで、現在姿勢角と目標姿勢角との差分が角度Ｂ以下である場合には、位置制御部４５が決定する推力Ｆｎの方向に基づく位置制御を優先することができる。
【００７７】
本実施形態の垂直離着陸機１００において、複数のロータユニットのそれぞれは、軸線回りに駆動軸を回転させる推力発生用モータと、駆動軸に連結されるとともに駆動軸の回転に応じて軸線に沿った方向の推力を発生するロータとを備える。
このようにすることで、複数のロータユニットのそれぞれを、推力発生用モータにより駆動軸を回転させることによりロータによる推力を発生させる構成とすることができる。
【００７８】
本発明の一態様に係る垂直離着陸機１００において、複数のロータユニットのそれぞれは、本体１０から延びる複数の取付軸を介して本体１０に取り付けられており、ロータ偏向用サーボモータは、取付軸回りにロータユニットを揺動させて推力Ｆｎの方向を調整する。
このようにすることで、本体１０から延びる取付軸回りに各ロータユニットを揺動させることにより、各ロータユニットが発生する推力Ｆｎの方向をヨー軸方向（基準方向）から傾斜させることができる。
【００７９】
〔他の実施形態〕
以上説明した本実施形態の垂直離着陸機１００において、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５は、単一の揺動軸である取付軸３０，３１，３２，３３，３４，３５回りに揺動することにより推力Ｆｎの方向を変化させるものであったが、他の態様であってもよい。
例えば、ロータユニット２０，２１，２２，２３，２４，２５は、複数の揺動軸回りに揺動することにより任意の位置に推力Ｆｎの方向を変化させることができるようにしてもよい。
【００８０】
図１２は、他の実施形態の垂直離着陸機２００を示す平面図である。
図１２において図１と同一の符号を付した構成は、図１で説明した構成と同様であるものとする。
図１に示す１２個の矢印は、ロータユニット２０’，２１’，２２’，２３’，２４’，２５’のそれぞれが発生する推力Ｆｎの水平方向成分（推力ＦｎのＸＹ平面に沿った成分）である推力Ｆｈが取り得る方向を示すものである。
【００８１】
図１２に示すように、ロータユニット２０’，２３’は、Ｙ軸に沿った方向だけでなく、Ｙ軸に直交する方向にも推力Ｆｈがその方向を取り得る。したがって、ロータユニット２０’，２３’は、推力Ｆｎの方向を２軸の揺動を組み合わせた任意の方向に向けることができる。
同様に、ロータユニット２１’，２４’は、軸線Ａ１に沿った方向だけでなく、軸線Ａ１に直交する方向にも推力Ｆｈがその方向を取り得る。したがって、ロータユニット２１’，２４’は、推力Ｆｎの方向を２軸の揺動を組み合わせた任意の方向に向けることができる。
同様に、ロータユニット２２’，２５’は、軸線Ａ１に沿った方向だけでなく、軸線Ａ１に直交する方向にも推力Ｆｈがその方向を取り得る。したがって、ロータユニット２２’，２５’は、推力Ｆｎの方向を２軸の揺動を組み合わせた任意の方向に向けることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０    本体
２０，２１，２２，２３，２４，２５  ロータユニット（推力発生部）
２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ  推力発生用モータ
２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ  ロータ偏向用サーボモータ（推力方向調整機構）
２０ｃ，２３ｃ  ロータ
３０，３１，３２，３３，３４，３５  取付軸（推力方向調整機構）
４０    制御部
４１    目標姿勢角設定部
４２    姿勢制御部
４３    推力補正部
４４    目標位置設定部
４５    位置制御部
４６    方向補正部
５０    姿勢角センサ（姿勢角検出部）
６０    位置センサ（位置検出部）
７０    制御信号線
１００，２００  垂直離着陸機
Ｃ      円周
Ｘ      ロール軸
Ｙ      ピッチ軸
Ｚ      ヨー軸
Ｚ１，Ｚ２  ロータ軸
θ，θ１，θ２  傾斜角度
【図１】
2016032972.tif 000003
【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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【図１２】
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