空飛ぶクルマ用VTOLリフトファン VAP
VTOL lift fan for flying cars VAP
強力コンパクトな遠心加力構造の貫流垂直離着陸リフトファンの提案
VAP is a cross-flow lift fan for vertical take-off / landing and is powerful and compact anduses centrifugal force.

風と音と熱のテクノロジ-とは / What is ‘Wind, Sound & Heat Technology Company’?
我々は、世界中で開発が進むドローンや空飛ぶクルマのためにコンパクトで強力な垂直離着陸ファン（VTOLリフトファン）を開発しているスタートアップ企業です。クロスフローの縦流れによる配置性の良さに、ファン回転を遠心力として活用し切る構造により、従来のプロペラファンに比し上面投影面積が小さく、強力で、危険な回転翼のない、些小地からの離発着に適したVTOLリフトファンを開発しています。2020年から開発を開始し、第一段階としてドローン用高性能なクロスフローファンの開発を行っております。
We are a start-up company developing compact and powerful vertical take-off and landing fans (VTOL lift fans) for drones
and flying cars that are being developed all over the world. The vertical flow of the cross flow makes it easy to place, and thestructure that fully utilizes the fan rotation as centrifugal force has a smaller top surface projection area than conventional
propeller fans. So it is powerful and a VTOL lift fan suitable for take-off and landing. Development will start in 2020, and as
the first step, we are developing a high-performance cross-flow fan for drones.

開発を始めた背景 / Background of starting development---既存の空飛ぶ車の課題 / Problems of existing flying cars --剝き出しのロータ
Exposed rotors

大きな機体
Big airframe

安全確保
Ensuring safety
広い離着陸場所が必要
Large take-off andlanding area

小型で高性能なファンが必要!!!
We need a small andhigh-performance fan toreplace the propeller.

騒音抑制
Noise suppression
引用元；https://www.aviationwire.jp/archives/222750

開発の狙い/Development Target
遠心加力構造の貫流リフトファン
cross-flow lift fan with centrifugal force

Inlet/Air

分離翼
separatable wings

貫流ファンの吸入側を分離翼に変更
Changed the intake side of the crossflow fan to separatable wings

OUTLET/Air

ローター掃引投影面積と全備重量
Projected area swept by main rotor and Gross weight

将来の夢

全備重量（Kg） / Gross weight (Kg)

Near Future DreamVAP Target Zone
Calculate lift force from force acting oneach plane of fan and scroll

Current Helicopter
MD902

作用力推力

離着陸をVAPファンで行い、水平飛行は効率に優れたプロペラで行う
ハイブリッド型空飛ぶ車
A hybrid flying car that takes off and landing with a VAP
fan and level flight with a highly efficient propeller.

Calculate lift force fromoutlet momentum

Flying car underdevelopment（主）ロータ掃引投影面積（m2）/ Projected area swept by main rotor (m2)

風と音と熱のテクノロジー Japan Drone 2023
‘Technologies of Wind, Sound and Heat’ at Japan Drone 2023

空飛ぶクルマ用VTOLリフトファン VAP
VTOL lift fan for flying cars VAP
開発状況 / Current Development Status
動作原理 / Principle of operation

speed triangle

流入部
Inlet
軸流翼列
Axial Cascade

吐出管
Outlet Pipe

・無衝突流入 / Flows in without collision
・翼作用流入 / Flows in due to effect of wings

p02'画→(0,0)+x'×20%の軸入力改善効果
Improved shaft power: 20%

350.00貫流流れ / Crossflow・・軸方向加算 / Axial addition
軸方向に風量、推力(吊り上げ力）の自由加算+y'Free addition of air volume and lifting force
in the axial direction

遠心翼列Centrifugal Cascade

300.00

Crossflow Fan250.00
200.00VAP

150.00100.0050.00

翼による流れ転向＋内外径周速度差(遠心力)による動圧上昇
Flow turning by wing＋ Dynamic pressure rise due to centrifugal force

0.00

speed triangle

0.00

長翼翼間幅拡大による減速静圧上昇

流出部
Outlet

CFDによる解析結果 / Analysis Result by CFD

400.00推力 / Lift Force（N）

回転

450.00

5.00

10.00

Static pressure increase during deceleration due to the expansion of the long blade span

分離翼の機構

15.00
20.00
25.00
30.00
軸入力 / Input Power（KW）

35.00

40.00

CFDによる形状の最適化

Mechanism of Separatable wing

Geometry optimization by CFD
CFD 解析例
Example of CFD

Outlet/Air
Inlet/Airファン外径 φ500mm、回転数1,500rpm、圧縮性流体定常解析

tFan diameter φ500mm, rotation speed 1,500rpm, compressible fluid MRF analysis

InletOutlet

CFD解析パラメータ / Parameters for CFD

固定カム
Fixed cam

試作品 / First Prototype

ファン:分離翼／固定翼／ファン枚数／形状
Fan : Separate wing/Fixedwing/Number of fans/Shape

締め切りClosing

分離翼
Separatable wings

巻き始め

分離翼につながるプーリー

Winding start

再循環渦

ケーシング：クリアランス／入り口角／開き角／ボルテックストラップ
Casing：Clearance/entrance
angle/opening angle/vortex strap

recirculating vortex

Pulley connected to separatable wings

分離翼状態
Status ofseparatablewings

VTOLリフトファンの形状最適化
Geometry optimization for VTOL lift fan

引用元；https://www.aviationwire.jp/archives/222750

出口運動量から推力を算出
Calculate lift force fromoutlet momentum

1枚翼状態
Status of single wing

ヘリコプターをVAPで換装した場合
Case when helicopter is retrofitted with VAP

実験検証予定Experimental verification

ファン、スクロールの各面への作用力から推力を算出
Calculate lift force fromforce acting on each planeof fan and scroll
MD902 Specifications
Gross weight； 2,948[kg](Aircraft Weight:1,531＋ Carrying weight :1,417)
Fuel weight；
584[kg]Engine power；529.4[kW]×2

推力を作用力で検討
Investigate lift force with acting force

今後の展開 / Next step
1. 2次試作品による推力の実験検証Experimental verification of lift force by second prototype.

OUTLET/Air

2.CFDによる形状の決定/Shape determination by CFD・貫流ファンの最適形状の検討（茨城大学工学部との共同研究中）

Crossflow Fan
ファン径 / Fan diameterΦ103.4×L 102mm

Realization of the optimal shape of the cross-flow fan（Under joint research with Collage of Engineering , Ibaraki University)

Inlet/Air・分離可動翼化での性能向上
Performance improvement making wings separatable.

Second Prototype

風と音と熱のテクノロジー Japan Drone 2023
‘Technologies of Wind, Sound and Heat’ at Japan Drone 2023