(57)【要約】【課題】  機体の大型化を防止するとともに、飛行速度の高速化を図ることができるヘリコプタを提供する。【解決手段】  メインロータ４を回転可能に支持する機体２と、メインロータ４の回転面に対して交差する回転面を有するプロペラ６と、プロペラ６を、機体２の後方と側方との間で移動可能に支持するプロペラ支持部５と、機体２に配置され、メインロータ４の回転面に対して交差する面を有する尾翼７と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図１
2009045986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインロータを回転可能に支持する機体と、
前記メインロータの回転面に対して交差する回転面を有するプロペラと、
該プロペラを、前記機体の後方と側方との間で移動可能に支持するプロペラ支持部と、
前記機体に配置され、前記メインロータの回転面に対して交差する面を有する尾翼と、
が設けられていることを特徴とするヘリコプタ。
【請求項２】
前記プロペラ支持部には、
前記機体と前記メインロータとの間に、前記機体と相対的に回転可能に配置された回転部と、
該回転部から延び、前記プロペラを回転可能に支持するブーム部と、
が設けられていることを特徴とする請求項１記載のヘリコプタ。
【請求項３】
前記プロペラ支持部には、
前記機体内の後ろ側に配置され、前記メインロータの回転面に対して交差する方向に延びる軸線を中心として回転する回転部と、
該回転部から延び、前記プロペラを回転可能に支持するブーム部と、
が設けられていることを特徴とする請求項１記載のヘリコプタ。
【請求項４】
前記プロペラの移動は、前記プロペラが発生する推力を用いて行われることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のヘリコプタ。
【請求項５】
前記プロペラが前記機体の後方に配置されている場合には、
前記プロペラは、前記機体の後部または前記尾翼の内部に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のヘリコプタ。
【請求項６】
前記プロペラは、少なくとも２つ設けられ、
一のプロペラを支持する一のプロペラ支持部は、前記一のプロペラを前記機体の後方と右側方との間で移動可能に支持し、
他のプロペラを支持する他のプロペラ支持部は、前記他のプロペラを前記機体の後方と左側方との間で移動可能に支持することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のヘリコプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリコプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ヘリコプタにおける前進方向の推力は、メインロータにより発生される推力の方向を前進方向に傾けることにより得られている。このような構成のヘリコプタにおける最高速度は、約２６０ｋｍ／ｈから約２８０ｋｍ／ｈ（約１４０ｋｔから約１５０ｋｔ）程度である。
この最高速度はメインロータで推力を発生する機構における空力的な限界によって決まるものであって、これまでに、最高速度記録にチャレンジした機体であっても、約３７０ｋｍ／ｈ（約２００ｋｔ）が限界であった。
【０００３】
ヘリコプタの高速化が可能になると、移動に要する時間が短縮されることから、例えば離島への移動手段を従来の飛行機からヘリコプタに切り替え、飛行機を用いた場合より柔軟な運用ができる移動手段を確保できるという利点がある。さらに、ヘリコプタを用いた救難活動を、より迅速に行うことができるという利点がある。
【０００４】
上述の最高速度の向上を図るため、従来では、メインロータの回転により発生するトルクを打ち消す働きのみを果たしていたテールロータに、前進方向の推力を発生させる種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【０００５】
具体的には、特許文献１には、ヘリコプタの機体後部の右舷側または左舷側に、メインロータの回転により発生するトルクを打ち消すとともに、前進方向の推力を発生するプロペラを設ける技術が記載されている。
一方、特許文献２には、主に前進方向の推力を発生するプロペラをテールブームの後端に設けて、メインロータの回転により発生するトルクを他の構成要素、例えば、機体の左右方向に延びる翼であって、メインロータにより形成される下方向に流れる空気の流れを用いて上記トルクを打ち消す翼等を設ける技術が記載されている。
【０００６】
さらに、ヘリコプタの機体の側方に、メインロータの回転により発生するトルクを打ち消すとともに、前進方向の推力を発生するプロペラを配置する技術も知られている。
【特許文献１】特開平０６−３４０２９３号公報
【特許文献２】米国特許第４，９２８，９０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の技術や、機体の側方にプロペラを配置する技術では、従来のプロペラの配置位置と比較して、プロペラと機体との配置位置が近くなるという問題があった。つまり、機体には乗員が乗り込む操縦室などのキャビンが設けられており、プロペラがキャビンに近くなると、プロペラが発生する騒音によりキャビン内の騒音が大きくなるという問題があった。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の技術や、機体の側方にプロペラを配置する技術では、従来のヘリコプタと比較して、機体の側方に延びる翼や、機体の側方に配置されたプロペラが存在するため、ヘリコプタの横幅が大きくなるという問題があった。このようにヘリコプタの横幅が大きくなると、離着陸の際に必要なスペースや、ヘリコプタの駐機するために必要なスペースが大きくなるため、運用上の制約が厳しくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、機体の大型化およびキャビン内騒音の増大を防止するとともに、飛行速度の高速化を図ることができるヘリコプタ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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のヘリコプタは、メインロータを回転可能に支持する機体と、前記メインロータの回転面に対して交差する回転面を有するプロペラと、該プロペラを、前記機体の後方と側方との間で移動可能に支持するプロペラ支持部と、前記機体に配置され、前記メインロータの回転面に対して交差する面を有する尾翼と、が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、例えば、プロペラを機体の後方に配置させたときには、プロペラにメインロータの回転により発生するトルクを打ち消す推力を発生させる一方、プロペラを機体の側方に配置させたときには、プロペラに前進方向の推力を発生させることができる。
【００１２】
具体的には、プロペラにメインロータの回転により発生するトルクを打ち消す推力を発生させる場合、つまり、ヘリコプタがホバリングする場合や、離着陸する場合には、プロペラを機体の後方に配置させるため、従来のヘリコプタの構成と同様な構成となる。つまり、従来のヘリコプタと同様の横幅となり、ヘリコプタの機体の大型化が防止され、ヘリコプタの格納がコンパクトになるとともに、運用上の制約が厳しくなることがない。
さらに、プロペラと機体との間隔を確保することができるため、機体に設けられたキャビン内の騒音の増大が防止される。
【００１３】
一方で、プロペラに前進方向の推力を発生させる場合、つまりヘリコプタが高速飛行を行う場合には、プロペラは機体の側方に配置されるため、機体などによる流れの乱れの影響を受けることがなく、効率的に前進方向の推力を発生させることができる。
さらに、高速飛行時には、メインロータの回転により発生するトルクは、高速飛行による動圧を利用して尾翼が発生させた力により打ち消される。そのため、プロペラは効率的に前進方向の推力を発生させることができる。
【００１４】
上記発明においては、前記プロペラ支持部には、前記機体と前記メインロータとの間に、前記機体と相対的に回転可能に配置された回転部と、該回転部から延び、前記プロペラを回転可能に支持するブーム部と、が設けられていることが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、ブーム部に支持されたプロペラを、回転部によりブーム部とともに回転移動させることにより、プロペラを機体の後方と側方との間で移動させることができる。回転部は、機体とメインロータとの間に配置されているため、メインロータを回転駆動させる動力伝達系統から回転駆動力を分岐させてプロペラを回転駆動させることができる。
特に、メインロータの回転軸線と、回転部の回転軸線とを略一致させることにより、機体と回転部とを相対的に回転させるとともに、上述のようにメインロータの回転駆動力をプロペラに伝達させやすくなる。
【００１６】
上記発明においては、前記プロペラ支持部には、前記機体内の後ろ側に配置され、前記メインロータの回転面に対して交差する方向に延びる軸線を中心として回転する回転部と、該回転部から延び、前記プロペラを回転可能に支持するブーム部と、が設けられていることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、機体内の後ろ側に回転部を設けることにより、プロペラを機体の後方に配置させた場合と、機体の側方に配置させた場合とで、ヘリコプタの重心からプロペラまでの距離を変えることができる。
具体的には、プロペラを機体の後方に配置させた場合には、上記重心からプロペラまでの距離が長くなる。そのため、プロペラは小さな推力でメインロータの回転により発生するトルクを打ち消すことができる。
一方、プロペラを機体の側方に配置させた場合には、上記重心からプロペラまでの距離が短くなる。そのため、プロペラが発生する前進方向の推力により、ヘリコプタに働く上記重心を中心とした回転モーメント、つまりヨーモーメントを小さくすることができる。言い換えると、プロペラを用いて前進方向の推力を効果的に発生させることができる。
【００１８】
上記発明においては、前記プロペラの移動は、前記プロペラが発生する推力を用いて行われることが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、プロペラ自身が発生する推力を用いて、プロペラの移動、つまり機体の後方と側方との間の移動が行われる。そのため、ヘリコプタにプロペラの移動機構を設ける必要がなく、ヘリコプタの重量増大を防止することができる。さらに、プロペラ移動機構を設ける必要がないため、整備を簡略化することができ、運用上の制限が厳しくなることがない。
【００２０】
上記発明においては、前記プロペラが前記機体の後方に配置されている場合には、
前記プロペラは、前記機体の後部または前記尾翼の内部に配置されていることが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、プロペラによりメインロータの回転により発生するトルクを打ち消す場合、つまり、プロペラが機体の後方に配置されている場合には、プロペラは、機体の後部または尾翼の内部に配置される。例えば、ヘリコプタの離着陸時において、プロペラは外部に露出しない。そのため、プロペラが直接外部に露出している場合と比較して、安全性の確保が容易となるため、運用上の制限が厳しくなることがない。
【００２２】
上記発明においては、前記プロペラは、少なくとも２つ設けられ、一のプロペラを支持する一のプロペラ支持部は、前記一のプロペラを前記機体の後方と右側方との間で移動可能に支持し、他のプロペラを支持する他のプロペラ支持部は、前記他のプロペラを前記機体の後方と左側方との間で移動可能に支持することが望ましい。
【００２３】
本発明によれば、一のプロペラを機体の右側方に移動させるとともに、他のプロペラを機体の左側方に移動させることができる。すると、機体の左右両側において、前進方向の推力が発生し、ヘリコプタに対して重心回りのモーメントを発生させることなく、前進方向の推力を効果的に発生させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のヘリコプタによれば、プロペラ支持部によりプロペラを機体の後方に配置させたときには、プロペラにメインロータの回転により発生するトルクを打ち消す推力を発生させる一方、プロペラを機体の側方に配置させたときには、プロペラに前進方向の推力を発生させることができるため、機体の大型化を防止するとともに、飛行速度の高速化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係るヘリコプタついて図１から図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るヘリコプタの構成を説明する側面視図である。図２は、図１のヘリコプタにおける高速飛行時の構成を説明する正面視図である。
本実施形態のヘリコプタ１は、機体の大型化およびキャビン内騒音の増大を防止するとともに、飛行速度の高速化を図ったヘリコプタである。
ヘリコプタ１には、図１および図２に示すように、乗員が乗り込むキャビンなどが設けられた機体２と、機体２内に配置されたエンジン３により回転駆動されるメインロータ４と、プロペラ支持部５により回転可能に支持されたプロペラ６と、が設けられている。
【００２６】
機体２には、上述のように、キャビンやエンジン３が設けられているとともに、機体２の後部には、略鉛直方向（図１の上下方向）に沿って延びる垂直尾翼（尾翼）７が設けられている。
垂直尾翼７は、例えばヘリコプタ１が高速飛行している際に、ヘリコプタ１のヨー方向の姿勢を制御するとともに、メインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す力を発生させるものである。
なお、垂直尾翼７の構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
【００２７】
メインロータ４は、エンジン３により回転駆動されることにより、メインロータ４の回転面に対して略垂直方向に働く力、つまり揚力を発生させるものである。例えば、メインロータ４の回転面が略水平な場合には、鉛直方向上方に働く揚力が発生される。一方、メインロータ４の回転面がヘリコプタ１の前方（図１の左方向）に傾いた場合には、ヘリコプタ１を前進させる推力と、鉛直方向上方に働く揚力とに分解される力が発生される。
【００２８】
メインロータ４には、エンジン３から回転駆動力が伝達される回転軸８と、回転軸８に取り付けられ回転駆動される複数のロータブレード９と、が設けられている。
回転軸８は、略鉛直方向に延びる円柱状の部材であって、一方の端部がエンジン３に回転駆動力が伝達可能に取り付けられ、他方の端部にはメインロータ４が取り付けられたものである。回転軸８におけるエンジン３とメインロータ４との間には、後述するプロペラ支持部５の回転部１０が設けられている。
【００２９】
プロペラ支持部５は、プロペラ６を回転可能に支持するとともに、プロペラ６に対して回転駆動力を伝達するものであって、プロペラ６を機体２の後方と側方との間で移動可能に支持するものである。
プロペラ支持部５には、プロペラ６を移動可能に支持する回転部１０と、回転駆動力を回転部１０からプロペラ６へ伝達可能に支持するブーム部１１と、が設けられている。
【００３０】
回転部１０は、機体２の上部におけるメインロータ４の回転軸８に設けられ、回転軸８の回転軸線と、回転部１０の回転軸線とが略一致するように配置されている。そのため、回転部１０は、回転駆動力の一部を回転軸８から分岐させ、プロペラ６に伝達させるとともに、プロペラ６を移動可能に支持することができる。
回転部１０には、上記回転軸線を中心として径方向外側に延びるブーム部１１が配置されている。
【００３１】
回転部１０は、例えば、図１に示すように、ブーム部１１が機体２の後方であって、機体２の前後方向つまり機軸方向（図１における左右方向）に沿った位置から、図２に示すように、機体の側方であって、機軸に対して約９０°方向に延びる位置まで回転可能に構成されている。
なお、回転部１０の回転可能な範囲は上述の範囲に限定されるものではなく、上述の範囲より広くてもよいし、狭くてもよく、特に限定するものではない。例えば、プロペラ６により発生される推力が、ヘリコプタ１の前進方向に働く推力およびメインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す力として働く位置までの範囲であってもよく、特に限定するものではない。
【００３２】
さらに、回転部１０の回転は、アクチュエータなどの回転移動機構によって行われ、回転移動機構によりプロペラ６の配置位置が制御される。なお、回転移動機構としては公知の機構を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３３】
なお、上述の回転部１０を構成する機構としては、公知の機構を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３４】
ブーム部１１は、回転部１０により分離された回転駆動力をプロペラ６に伝達するとともに、プロペラ６を回転可能に支持するものである。
ブーム部１１は、回転部１０から回転軸線と中心とした径方向外側に延びる棒状の部材であって、回転部１０とともに回転するものである。ブーム部１１の端部には、プロペラ６が回転可能に支持されている。
【００３５】
ブーム部１１の長さとしては、例えば、ブーム部１１が機軸に沿って後方に延びる配置位置の場合に、プロペラ６が垂直尾翼７よりも後方に位置する長さや、プロペラ６がメインロータ４の回転面よりも後方に位置する長さなどを例示することができる。なお、ブーム部１１の長さは、上述の長さに限定されるものではなく、さまざまな長さとすることができる。
【００３６】
プロペラ６は、回転駆動されることにより推力を発生させるものであって、配置位置によって、メインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す推力を発生したり、ヘリコプタ１の前進方向に働く推力を発生させたりするものである。メインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す作用は、従来のヘリコプタに設けられたテールロータと同様の作用である。
【００３７】
プロペラ６は、メインロータ４の回転面に対して交差する回転面、例えば直交する回転面内で回転するものである。プロペラ６が機体２の後方に配置されている場合には、プロペラ６の回転面は機軸に沿う方向に延びる面となる。一方、プロペラ６が機体２の側方に配置されている場合には、プロペラ６の回転面は機軸に対して交差する方向、例えば直交する方向に延びる面となる。
【００３８】
なお、プロペラ６の構成は、従来のテールロータなどの公知のプロペラと同様な構成を用いることができ、特に限定するものではない。
【００３９】
図３は、図１のヘリコプタにおけるプロペラの別の実施例を説明する模式図である。
なお、プロペラ６は上述のように、プロペラブレードのみから構成されたものであってもよいし、図３に示すように、プロペラブレードの回りをダクトで覆ったダクテッドファンとして構成されたものであってもよく、特に限定するものではない。
【００４０】
次に、上記の構成からなるヘリコプタ１における飛行方法について説明する。
まず、本実施形態のヘリコプタ１におけるホバリングや離着陸時の飛行方法を説明し、その後に、前進方向に高速飛行する際の飛行方法について説明する。
【００４１】
ヘリコプタ１がホバリングや離着陸する際には、図１に示すように、プロペラ６は機体２の後方に移動される。
このとき、エンジン３により発生された回転駆動力は、回転軸８を介してメインロータ４に伝達され、メインロータ４は回転駆動される。一方、回転軸８により伝達される回転駆動力の一部は、回転部１０において分岐され、ブーム部１１を介してプロペラ６に伝達され、プロペラ６は回転駆動される。
【００４２】
回転駆動されるメインロータ４は、メインロータ４の回転面に略垂直方向に働く推力を発生する。ホバリングや離着陸時には、メインロータ４の回転面は略水平に保たれ、メインロータ４が発生する推力は、略鉛直方向上方に向けられる。そのため、ヘリコプタ１には上方向に働く力、つまり揚力が作用し、空中に浮揚する。
【００４３】
一方、機体２の後方で回転駆動されるプロペラ６は、プロペラ６の回転面に略垂直方向に働く推力を発生する。このときのプロペラ６の回転面は、機軸方向に沿って延びる面であって、メインロータ４の回転面に対して略直交する面であるので、プロペラ６は、メインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す方向に推力が発生する。そのため、ヘリコプタ１はヨー方向に回転することなく姿勢を維持、または制御することができる。
【００４４】
ヘリコプタ１が前進飛行に移行すると、または、移行後さらに高速飛行を行う場合には、プロペラ６は、機体２の側方に移動される。
つまり、回転部１０がアクチュエータなどの回転移動機構により回転駆動され、ブーム部１１とともにプロペラ６は、機体２の側方に回転移動する。
【００４５】
このときプロペラ６の回転面は、機軸方向に対して略９０°方向に沿って延びる面であって、メインロータ４の回転面に対して略直交する面であるので、ヘリコプタ１の前進方向に推力が発生する。
さらに、ヘリコプタ１の前進飛行時には、垂直尾翼７がメインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す力を発生させている。
【００４６】
上記の構成によれば、プロペラ６を機体２の後方に配置させたときには、プロペラ６にメインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す推力を発生させる一方、プロペラ６を機体２の側方に配置させたときには、プロペラ６に前進方向の推力を発生させることができる。
【００４７】
具体的には、プロペラ６にメインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す推力を発生させる場合、つまり、ヘリコプタ１がホバリングする場合や、離着陸する場合には、プロペラ６を機体２の後方に配置させるため、従来のヘリコプタの構成と同様な構成となる。つまり、従来のヘリコプタと同様の横幅となり、ヘリコプタ１の機体２の大型化が防止され、ヘリコプタ１の格納がコンパクトになるとともに、運用上の制約が厳しくなることがない。
さらに、プロペラ６と機体２との間隔を確保することができるため、機体２に設けられたキャビン内の騒音の増大が防止される。
【００４８】
一方で、プロペラ６に前進方向の推力を発生させる場合、つまりヘリコプタ１が高速飛行を行う場合には、プロペラ６は機体２の側方に配置されるため、機体２などによる流れの乱れの影響を受けることがなく、効率的に前進方向の推力を発生させることができる。
さらに、高速飛行時には、メインロータ４の回転により発生するトルクは、高速飛行による動圧を利用して垂直尾翼７が発生させた力により打ち消される。そのため、プロペラ６は効率的に前進方向の推力を発生させることができる。
【００４９】
ブーム部１１に支持されたプロペラ６を、回転部１０によりブーム部１１とともに回転移動させることにより、プロペラ６を機体２の後方と側方との間で移動させることができる。回転部１０は、機体２とメインロータ４との間に配置されているため、メインロータ４を回転駆動させる動力伝達系統から回転駆動力を分岐させてプロペラ６を回転駆動させることができる。
特に、メインロータ４の回転軸線と、回転部１０の回転軸線とを略一致させることにより、機体２と回転部１０とを相対的に回転させるとともに、上述のようにメインロータ４の回転駆動力をプロペラ６に伝達させやすくなる。
【００５０】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図４から図６を参照して説明する。
本実施形態のヘリコプタの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、プロペラ支持部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図４から図６を用いてプロペラ支持部近傍の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
図４は、本実施形態に係るヘリコプタの構成を説明する側面視図である。図５は、図４のヘリコプタにおける高速飛行時の構成を説明する正面視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
本実施形態のヘリコプタ１０１には、図４および図５に示すように、乗員が乗り込むキャビンなどが設けられた機体１０２と、機体１０２に配置されたエンジン３により回転駆動されるメインロータ４と、ファン支持部（プロペラ支持部）１０５により回転可能に支持されたダクテッドファン（プロペラ）１０６と、が設けられている。
【００５２】
機体１０２には、上述のように、キャビンやエンジン３が設けられているとともに、後方（図４の右側）に延びる尾部が設けられ、尾部には略鉛直方向（図４の上下方向）に沿って延びる垂直尾翼（尾翼）１０７が設けられている。
エンジン３は、機体１０２の上部に配置され、回転軸８を介してメインロータ４を回転駆動させるとともに、ファン支持部１０５を介してダクテッドファン１０６を回転駆動させるものである。
【００５３】
垂直尾翼１０７は、例えばヘリコプタ１が高速飛行している際に、ヘリコプタ１のヨー方向の姿勢を制御するとともに、メインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す力を発生させるものである。垂直尾翼１０７には、ダクテッドファン１０６が機体１０２の後方に配置された際に、ダクテッドファン１０６が収納される貫通孔が設けられている。
なお、垂直尾翼１０７の構成としては、公知の構成を用いることができ、特に限定するものではない。
【００５４】
ファン支持部１０５は、ダクテッドファン１０６を回転可能に支持するとともに、ダクテッドファン１０６に対して回転駆動力を伝達するものであって、ダクテッドファン１０６を機体１０２の後方と側方との間で移動可能に支持するものである。
ファン支持部１０５には、ダクテッドファン１０６を移動可能に支持する回転部１１０と、回転駆動力を回転部１０からダクテッドファン１０６へ伝達可能に支持するブーム部１１１と、が設けられている。
【００５５】
回転部１１０は、機体１０２の内部の後方、具体的にはエンジン２と垂直尾翼１０７との間に配置されている。
回転部１１０には、回転駆動力の伝達方向を変更する一対の伝達方向変更部１１２と、一対の伝達方向変更部の間を繋ぐ方向変更駆動軸１１３と、が設けられている。
【００５６】
伝達方向変更部１１２は、図４に示すように、略鉛直方向（図４の上下方向）に並んで配置されている。上方の伝達方向変更部１１２には、エンジン２から回転駆動力が伝達されるダクトファン駆動軸１１４が接続されている。一方、下方に配置された伝達方向変更部１１２には、回転駆動力をダクテッドファン１０６に伝達するブーム部１１１が接続されている。
【００５７】
図６は、図４の回転部の構成を説明する部分拡大図である。
伝達方向変更部１１２には、図６に示すように、互いに交差する回転軸線を有する一対の傘歯車１１５，１１５と、一対の傘歯車１１５，１１５を内部に回転可能に納めるハウジング１１６と、が設けられている。
本実施形態においては、傘歯車１１５の回転軸線が略直交する例に適用して説明するが、特に回転軸線が直交するものに限定するものではない。
【００５８】
図４に示すように、上方に配置された伝達方向変更部１１２では、略水平方向（図４の左右方向）に延びるダクトファン駆動軸１１４が一方の傘歯車１１５と接続され、略鉛直方向（図４の上下方向に）延びる方向変更駆動軸１１３が他方の傘歯車１１５と接続されている。下方に配置された伝達方向変更部１１２では、方向変更駆動軸１１３が一方の傘歯車１１５と接続され、略水平方向（図４の左右方向）に延びるダクテッドファン１０６に回転駆動力を伝達する駆動軸が他方の傘歯車１１５と接続されている。
【００５９】
ブーム部１１１は、回転部１１０により分離された回転駆動力をダクテッドファン１０６に伝達するものである。
ブーム部１１１は、回転部１１０から方向変更駆動軸１１３の回転軸線と中心とした径方向外側に延びる棒状の部材であって、ダクテッドファン１０６とともに回転移動するものである。ブーム部１１１の端部には、ダクテッドファン１０６が支持されている。
【００６０】
ダクテッドファン１０６は、プロペラ１１７が回転駆動されることにより推力を発生させるものであって、配置位置によって、メインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す推力を発生したり、ヘリコプタ１０１の前進方向に働く推力を発生させたりするものである。メインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す作用は、従来のヘリコプタに設けられたテールロータと同様の作用である。
【００６１】
ダクテッドファン１０６には、回転駆動されることにより推力を発生するプロペラ１１７と、内部にプロペラ１１７が配置される円筒状のダクト１１８と、が設けられている。
ダクテッドファン１０６は、機体１０２の後方に配置された場合には、垂直尾翼１０７に形成された貫通孔の内部に収納されるように構成されている。
【００６２】
ダクテッドファン１０６のプロペラ１１７は、第１の実施形態のプロペラ６と同様に、メインロータ４の回転面に対して交差する回転面、例えば直交する回転面内で回転するものである。プロペラ１１７が機体１０２の後方に配置されている場合には、プロペラ１１７の回転面は機軸に沿う方向に延びる面、言い換えると垂直尾翼１０７の面に沿って延びる面となる。一方、プロペラ６が機体２の側方に配置されている場合には、プロペラ６の回転面は機軸に対して交差する方向、例えば直交する方向に延びる面となる。
【００６３】
次に、上記の構成からなるヘリコプタ１０１における飛行方法について説明する。
まず、本実施形態のヘリコプタ１０１におけるホバリングや離着陸時の飛行方法を説明し、その後に、前進方向に高速飛行する際の飛行方法について説明する。
【００６４】
ヘリコプタ１０１がホバリングや離着陸する際には、図４に示すように、ダクテッドファン１０６は機体１０２の後方に移動され、垂直尾翼１０７内に配置される。
このとき、エンジン３により発生された回転駆動力は、回転軸８を介してメインロータ４に伝達され、メインロータ４は回転駆動される。エンジン３により発生された回転駆動力の一部は、回転部１１０およびブーム部１１１を介してダクテッドファン１０６に伝達され、ダクテッドファン１０６のプロペラ１１７が回転駆動される。
【００６５】
機体１０２の後方で回転駆動されるダクテッドファン１０６のプロペラ１１７は、プロペラ１１７の回転面に略垂直方向に働く推力を発生する。このときのプロペラ１１７の回転面は、垂直尾翼１０７の面に沿って延びる面であるので、プロペラ１１７は、メインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す方向に推力が発生する。そのため、ヘリコプタ１０１はヨー方向に回転することなく姿勢を維持、または制御することができる。
【００６６】
ヘリコプタ１０１が前進飛行に移行すると、または、移行後さらに高速飛行を行う場合には、図５に示すように、ダクテッドファン１０６は機体１０２の側方に移動される。
つまり、ブーム部１１１とダクテッドファン１０６が、回転部１１０における方向変更駆動軸１１３の回転軸線を中心として回転移動される。これにより、垂直尾翼１０７の貫通孔内に配置されていたダクテッドファン１０６が、機体１０２の側方に回転移動する。
【００６７】
ブーム部１１１およびダクテッドファン１０６の回転移動は、ダクテッドファン１０６のプロペラ１１７が発生する推力により行われる。回転部１１０には、ブーム部１１１およびダクテッドファン１０６の回動範囲を規制するストッパが設けられ、さらに、ブーム部１１１およびダクテッドファン１０６の回動速度を調節するダンパも設けられている。
なお、ブーム部１１１およびダクテッドファン１０６の回動範囲は、第１の実施形態におけるプロペラ６の回動範囲と同様に、例えば、方向変更駆動軸１１３の回転軸線を中心として機軸方向に対して側方に約９０°の範囲まで回動可能に構成されている。
【００６８】
このときダクテッドファン１０６のプロペラ１１７の回転面は、機軸方向に対して略９０°方向に沿って延びる面であって、メインロータ４の回転面に対して略直交する面であるので、ヘリコプタ１０１の前進方向に推力が発生する。
さらに、ヘリコプタ１０１の前進飛行時には、垂直尾翼１０７がメインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す力を発生させている。
【００６９】
上記の構成によれば、機体１０２内の後ろ側に回転部１１０を設けることにより、ダクテッドファン１０６を機体１０２の後方に配置させた場合と、機体１０２の側方に配置させた場合とで、ヘリコプタ１０１の重心からダクテッドファン１０６までの距離を変えることができる。
具体的には、ダクテッドファン１０６を機体１０２の後方に配置させた場合には、ヘリコプタ１０１の重心からダクテッドファン１０６までの距離が長くなる。そのため、ダクテッドファン１０６は小さな推力でメインロータの回転により発生するトルクを打ち消すことができる。
一方、ダクテッドファン１０６を機体１０２の側方に配置させた場合には、ヘリコプタ１０１の重心からダクテッドファン１０６までの距離が短くなる。そのため、ダクテッドファン１０６が発生する前進方向の推力により、ヘリコプタ１０１に働く重心を中心とした回転モーメント、つまりヨーモーメントを小さくすることができる。言い換えると、ダクテッドファン１０６を用いて前進方向の推力を効果的に発生させることができる。
【００７０】
ダクテッドファン１０６自身が発生する推力を用いて、ダクテッドファン１０６の移動、つまり機体１０２の後方と側方との間の移動が行われる。そのため、ヘリコプタ１０１にダクテッドファン１０６の移動機構を設ける必要がなく、ヘリコプタ１０１の重量増大を防止することができる。さらに、ダクテッドファン１０６の移動機構を設ける必要がないため、整備を簡略化することができ、運用上の制限が厳しくなることがない。
【００７１】
ダクテッドファン１０６によりメインロータの回転により発生するトルクを打ち消す場合、つまり、ダクテッドファン１０６が機体１０２の後方に配置されている場合には、ダクテッドファン１０６は、垂直尾翼１０７の内部に配置される。例えば、ヘリコプタ１０１の離着陸時において、ダクテッドファン１０６は外部に露出しない。そのため、プロペラが直接外部に露出している場合と比較して、安全性の確保が容易となるため、運用上の制限が厳しくなることがない。
【００７２】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図７を参照して説明する。
本実施形態のヘリコプタの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、プロペラ支持部の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図７を用いてプロペラ支持部近傍の構成のみを説明し、その他の構成等の説明を省略する。
図７は、本実施形態に係るヘリコプタの構成を説明する正面視図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７３】
本実施形態のヘリコプタ２０１には、図７に示すように、乗員が乗り込むキャビンなどが設けられた機体２と、機体２に配置されたエンジン３により回転駆動されるメインロータ４と、プロペラ支持部（一のプロペラ支持部、他のプロペラ支持部）２０５により回転可能に支持された一対のプロペラ（一のプロペラ、他のプロペラ）２０６と、が設けられている。
【００７４】
プロペラ支持部２０５は、プロペラ２０６を回転可能に支持するとともに、一対のプロペラ２０６に対して回転駆動力を伝達するものであって、プロペラ２０６を機体２の後方と側方との間で移動可能に支持するものである。
プロペラ支持部５には、プロペラ２０６を移動可能に支持する回転部２１０と、回転駆動力を回転部２１０からプロペラ２０６へ伝達可能に支持する一対のブーム部２１１と、が設けられている。
【００７５】
回転部２１０は、第１の実施形態の回転部１０と同様に、機体２の上部におけるメインロータ４の回転軸８に設けられ、回転軸８の回転軸線と、回転部２１０の回転軸線とが略一致するように配置されている。
回転部２１０には、上記回転軸線を中心として径方向外側に延びる一対のブーム部２１１が配置されている。
【００７６】
回転部２１０は、一対のブーム部２１１が機体２の後方から、図７に示すように、それぞれのブーム部２１１が機体２の右側方、および左側方に回転移動可能に構成されている。例えば、一方のブーム部２１１が回転部２１０の機体２側に接続され、他方のブーム部２１１が回転部２１０のメインロータ４側に接続されることにより、上述のようにそれぞれのブーム部２１１が異なる方向に回転移動できるように構成されている。
【００７７】
一対のブーム部２１１は、回転部２１０により分離された回転駆動力を、それぞれのプロペラ２０６に伝達するとともに、プロペラ２０６を回転可能に支持するものである。
【００７８】
プロペラ２０６は、回転駆動されることにより推力を発生させるものであって、ピッチ角を変更することにより、推力を発生する方向を制御するものである。
【００７９】
次に、上記の構成からなるヘリコプタ２０１における飛行方法について説明する。
まず、本実施形態のヘリコプタ２０１におけるホバリングや離着陸時の飛行方法を説明し、その後に、前進方向に高速飛行する際の飛行方法について説明する。
【００８０】
ヘリコプタ２０１がホバリングや離着陸する際には、第１の実施形態のヘリコプタ１と同様に、プロペラ２０６は機体２の後方に移動される。
このとき、回転軸８により伝達される回転駆動力の一部は、回転部２１０において分岐され、それぞれのブーム部２１１を介して一対のプロペラ２０６に伝達され、プロペラ２０６は回転駆動される。一対のプロペラ２０６は、同一の方向つまりメインロータ４の回転により発生するトルクを打ち消す方向に推力を発生する。
【００８１】
ヘリコプタ２０１が前進飛行に移行すると、または、移行後さらに高速飛行を行う場合には、図７に示すように、一対のプロペラ２０６はそれぞれが機体２の右側方および左側方に回転移動される。そして、一方のプロペラ２０６、例えば図７の右側のプロペラ２０６のピッチを反転させることにより、右側方のプロペラ２０６および左側方のプロペラ２０６からヘリコプタ１の前進方向に推力が発生される。
【００８２】
上記の構成によれば、一のプロペラ２０６を機体２の右側方に移動させるとともに、他のプロペラ２０６を機体２の左側方に移動させることができる。すると、機体２の左右両側において前進方向の推力が発生し、ヘリコプタ２０１に対して重心回りのモーメントを発生させることなく、前進方向の推力を効果的に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るヘリコプタの構成を説明する側面視図である。
【図２】図１のヘリコプタにおける高速飛行時の構成を説明する正面視図である。
【図３】図１のヘリコプタにおけるプロペラの別の実施例を説明する模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るヘリコプタの構成を説明する側面視図である。
【図５】図４のヘリコプタにおける高速飛行時の構成を説明する正面視図である。
【図６】図４の回転部の構成を説明する部分拡大図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係るヘリコプタの構成を説明する正面視図である。
【符号の説明】
【００８４】
１，１０１，２０１  ヘリコプタ
２，１０２  機体
４  メインロータ
５  プロペラ支持部
６  プロペラ
７，１０７  垂直尾翼（尾翼）
１０，１１０，２１０  回転部
１１，１１１，２１１  ブーム部
１０５  ファン支持部（プロペラ支持部）
１０６  ダクテッドファン（プロペラ）
２０５  プロペラ支持部（一のプロペラ支持部、他のプロペラ支持部）
２０６  プロペラ（一のプロペラ、他のプロペラ）
【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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