JP 2023-104576 A 2023.7.28(57)【要約】【課題】急激な推力の上昇を抑えることができる回転翼を備えた飛行体を提供する。
【解決手段】飛行体（小型無人航空機１）は、１以上の回転翼７を備えている。回転翼７は、回転翼７の回転軸１１に取り付けられ、回転軸１１の回転と共に回転するハブ１３と、ハブ１３を取り囲み、回転軸１１を中心とし、ハブと同心の環状体１５と、ハブ１３と環状体１５を連結する連結部１７と、回転軸１１と直交する方向に環状体１５の周壁部から延びる複数のブレード１９とを備えており、ハブ１３と環状体１５の間に、貫通孔である圧力回復孔２１が形成されている。
【選択図】図１

(2)JP 2023-104576 A 2023.7.28【特許請求の範囲】【請求項１】
１以上の回転翼を備えた飛行体であって、前記回転翼は、前記回転翼の回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転と共に回転するハブと、前記ハブを取り囲み、前記回転軸を中心とし、前記ハブと同心の環状体と、前記ハブと前記環状体を連結する連結部と、前記回転軸と直交する方向に前記環状体の周壁部から延びる複数のブレードとを備えており、前記ハブと前記環状体の間に、貫通孔である圧力回復孔が形成されていることを特徴とする飛行体。
【請求項２】
請求項１に記載された飛行体において、前記環状体は、円環状であり、前記複数のブレードの全ての先端部を通る円の直径寸法をＤとした場合、前記環状体の径寸法は、０．２Ｄ以上０．６Ｄ以下である、ことを特徴とする飛行体。
【請求項３】
請求項２に記載された飛行体において、前記環状体の径寸法は、０．５Ｄ以上０．６Ｄ以下である、ことを特徴とする飛行体。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明は、飛行体に関する。
【背景技術】【０００２】
構造物の検査に、無人小型飛行体（ドローン）が使用されるようになってきた。ドローンは、備えている回転翼（プロペラ）の回転を制御して、上昇・下降、進行方向の制御を行うものである。回転翼が回転すると、揚力が発生し、飛行体に推力が生じる。「推力」
は、回転翼による揚力から抗力（回転翼表面と流体である空気の間で生じる摩擦による力）を引いたものである。飛行体が飛行する際は、回転翼の上側が入口、下側が出口となる下方向の空気流が生じている。
【０００３】
飛行体の回転翼が上壁に接近すると、回転翼による推力が急激に増加することが知られて い る 。 こ の 現 象 は 、 「 天 井 効 果 （ Ceiling Effect） 」 と 呼 ば れ て い る 。 「 天 井 効 果 」 は、飛行体の回転翼が上壁に接近し、回転翼軸方向と直角に近い角度で空気流が回転翼に引き込まれることで、回転翼軸方向速度成分（誘導速度）が低下することによって、（ｉ）回転翼に対する迎角が大きくなり揚力が上昇すると共にトルクが減少し、回転翼下方向成分の抗力が減少すること、また、（ｉｉ）上壁と回転翼間（負圧面側）と回転翼下流（静圧面側）に圧力差が生じることが原因と考えられている（例えば、非特許文献１、２及び３）。推力が急激に増加すると、回転翼が上壁に衝突するおそれがある。
【０００４】
そこで、従来は、特許文献１のように、上壁に回転翼が衝突しないようにするため、飛行体であるドローンにフレーム構造体を備えているものがある。
【先行技術文献】【特許文献】【０００５】【特許文献１】特開２０１７−３９３３４号公報【非特許文献】

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(3)JP 2023-104576 A 2023.7.28【０００６】【 非 特 許 文 献 １ 】 T. Nishio et al., "Stable Control in Climbing and Descending Fli
ght under Upper Walls using Ceiling Effect Model based on Aerodynamics," 2020 IE
EE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2020, pp. 172-178, doi: 10.1109/ICRA40945.2020.9197137.
【 非 特 許 文 献 ２ 】 Y. H. Hsiao and P. Chirarattananon, "Ceiling Effects for Surface
Locomotion of Small Rotorcraft," 2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 2018, pp. 6214-6219, doi: 10.1109/IROS.2018.8593726.
【 非 特 許 文 献 ３ 】 Yasutada Tanabe, Masahiko Sugiura, Takashi Aoyama, Hideaki Sugawara, Shigeru Sunada, Koichi Yonezawa, and Hiroshi Tokutake, ＂ Multiple Rotors Hovering Near an Upper or a Side Wall,＂ J. Robot. Mechatron., Vol.30, No.3, pp. 3
44-353, 2018, DOI: 10.20965/jrm.2018.p0344【発明の概要】【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の例では、飛行体がフレーム構造体を備えるため、部品点数が増加し、また、飛行体全体の重量が増加してしまう、という課題が存在する。
【０００８】
本発明の目的は、急激な推力の上昇を抑えることができる回転翼を備えた飛行体を提供することである。
【課題を解決するための手段】【０００９】
前記目的を達成するために、本開示の飛行体は、１以上の回転翼を備えた飛行体であって、前記回転翼は、前記回転翼の回転軸に取り付けられ、前記回転軸の回転と共に回転するハブと、前記ハブを取り囲み、前記回転軸を中心とし、前記ハブと同心の環状体と、前記ハブと前記環状体を連結する連結部と、前記回転軸と直交する方向に前記環状体の周壁部から延びる複数のブレードとを備えており、前記ハブと前記環状体の間に、貫通孔である圧力回復孔が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】【００１０】
回転翼が上壁に接近すると、上壁と回転翼間（負圧面側）と回転翼下流（静圧面側）に圧力差が生じるが、本開示の飛行体の場合、圧力回復孔により、上壁と回転翼間（負圧面側）に空気が供給され、圧力差が軽減される。その結果、従来の回転翼の場合に比べて、急激な推力の上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】【００１１】【図１】飛行体の一例である小型無人航空機（ドローン）の斜視図である。
【図２】回転翼の平面図である。
【図３】ハブの直径が０．１Ｄの圧力回復孔を有さない回転翼（従来翼）の平面図である。
【図４】効果確認実験用の実験装置（単独翼）の概念図である。
【図５】単独翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフであり、従来翼と環状体の直径寸法ｘが０．２Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【図６】単独翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフであり、従来翼と環状体の直径寸法ｘが０．５Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【図７】単独翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフであり、従来翼と環状体の直径寸法ｘが０．６Ｄの場合の回転翼の1020304050(4)JP 2023-104576 A 2023.7.28比較図である。
【図８】単独翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフであり、従来翼と環状体の直径寸法ｘが０．７Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【図９】単独翼の場合の従来翼及び回転翼の環状体の直径寸法ｘ［ｍｍ］を０．２Ｄ〜０．７Ｄに変化させた際の推力変化率αを表したグラフである。
【図１０】上壁による天井効果の影響を無視できる無限遠に回転翼が位置している時の推力を一致させた場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフである。
【図１１】効果確認実験用の実験装置（４枚翼）の概念図である。
【図１２】４枚翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフであり、従来翼と環状体の直径寸法ｘが０．２Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【図１３】４枚翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフであり、従来翼と環状体の直径寸法ｘが０．５Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【図１４】４枚翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフであり、従来翼と環状体の直径寸法ｘが０．６Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【図１５】４枚翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフであり、従来翼と環状体の直径寸法ｘが０．７Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【図１６】４枚翼の場合の従来翼及び回転翼の環状体の直径寸法ｘ［ｍｍ］を０．２Ｄ〜０．７Ｄに変化させた際の推力変化率αを表したグラフである。
【図１７】上壁による天井効果の影響を無視できる無限遠に回転翼が位置している時の推力を一致させた場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の飛行体の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、飛行体の一例である小型無人航空機（ドローン）の斜視図である。
【００１４】
小型無人航空機１は、本体部３と、４本のアーム部５Ａ乃至５Ｄと、４つの回転翼７Ａ乃至７Ｄを備えている、いわゆるクワッドローター型ドローンである。
【００１５】
本体部３は、バッテリ（図示せず）や、回転翼７Ａ乃至７Ｄの回転を制御する制御部（図示せず）が内蔵されているほか、用途によって、各種センサやカメラ等を内蔵・搭載することができる。
【００１６】
４本のアーム部５Ａ乃至５Ｄは、本体部３から放射状に延びており、それぞれの先端部に、バッテリと電気的に接続され、回転翼を回転させるモータ９Ａ乃至９Ｄが取り付けられている。回転翼７Ａ乃至７Ｄは、各モータ９Ａ乃至９Ｄの回転軸１１Ａ乃至１１Ｄに固定されている。以下では、特に区別して述べない限り、アーム部５Ａ乃至５Ｄは、「アーム部５」と、モータ９Ａ乃至９Ｄは、「モータ９」と、回転軸１１Ａ乃至１１Ｄは、「回転軸１１」と称する。
【００１７】
４つの回転翼７Ａ乃至７Ｄは、プロペラやロータとも呼ばれるものである。本体部３を挟んで対角線上に並ぶ回転翼７Ａと回転翼７Ｃは同一形状・同一寸法であり、回転翼７Ｂと回転翼７Ｄは、回転翼７Ａと回転翼７Ｃとブレードの角度が左右反対のものとなってい1020304050

(5)JP 2023-104576 A 2023.7.28る。そして、回転翼７Ａと回転翼７Ｃが同じ方向に回転し、回転翼７Ｂと回転翼７Ｄが回転翼７Ａと回転翼７Ｃの反対方向に回転することで飛行することができるようになっている。以下では、特に区別して述べない限り、回転翼７Ａ乃至７Ｄは、「回転翼７」と称する。
【００１８】
本実施の形態では、平面視で、隣り合う回転翼７の回転軸（例えば、回転軸１１Ａと回転軸１１Ｂ）間の距離寸法は１７８ｍｍであり、本体部３を挟んで対角線上に並ぶ回転翼７の回転軸（例えば、回転軸１１Ａと回転軸１１Ｃ）間の距離寸法は２５２ｍｍに設定してある。
【００１９】
図２は、回転翼７の平面図である。図２に示すように、回転翼７は、ハブ１３と、環状体１５と、連結部１７と、ブレード１９と、圧力回復孔２１とを備えている。
【００２０】
ハブ１３は、回転翼７の回転軸であるモータ９の回転軸１１に取り付けられ、回転軸１１の回転と共に回転する部分である。
【００２１】
環状体１５は、ハブ１３を取り囲み、回転軸１１を中心とし、ハブ１３と同心の円環状の部材である。本実施の形態では、環状体１５の厚み寸法（外周面と内周面の間の厚み寸法）は、３［ｍｍ］であり、高さ寸法は、７［ｍｍ］である。
【００２２】
ハブ１３と環状体１５は、連結部１７によって連結されている。本実施の形態では、連結部１７はハブ１３から環状体１５に延びる第１の連結部１７ａ及び第２の連結部１７ｂによって構成されている。第１の連結部１７ａ及び第２の連結部１７ｂは、ハブ１３を中心にして、直線状に並ぶように配置されている。本実施の形態では、連結部１７の厚み寸法（第１の圧力回復孔２１ａと第２の圧力回復孔２１ｂの間の厚み寸法）は、３［ｍｍ］であり、高さ寸法は、７［ｍｍ］である。
【００２３】ブレード１９は、回転軸１１と直交する方向に環状体１５の周壁部１５ａから延びており、本実施の形態では、第１の連結部１７ａの延長線上に第１のブレード１９ａが延び、第２の連結部１７ｂの延長線上に第２のブレード１９ｂが延びている。
【００２４】
圧力回復孔２１は、ハブ１３と環状体１５の間に形成された貫通孔である。本実施の形
態では、より具体的には、圧力回復孔２１は、ハブ１３、環状体１５の内周面１５ｂ、第１の連結部１７ａ及び第２の連結部１７ｂに囲まれた第１の圧力回復孔２１ａ及び第２の圧力回復孔２１ｂである。圧力回復孔２１の存在により回転翼７が上壁に近づいた場合に、上壁と回転翼間に空気が供給され、圧力差が軽減されることで、急激な推力の上昇を抑えることができる。
【００２５】
図２に示すように、第１のブレード１９ａ及び第２のブレード１９ｂの先端部を通る円の直径寸法をＤ［ｍｍ］（１２７［ｍｍ］）とし、環状体１５（環状体１５の周壁部１５ａ）の直径寸法をｘとしている。本実施の形態では、後述のように、Ｄを固定値とし、環状体１５の直径寸法ｘ［ｍｍ］をＤに対して変化させて（ｘ＝０．２Ｄ〜０．７Ｄ）、圧力回復孔２１の大きさを変化させ、急激な推力の上昇を抑える効果を確認している。
【００２６】＜効果確認実験＞
圧力回復孔２１による急激な推力の上昇を抑える効果の確認のため、図３に示す、ハブの直径が０．１Ｄの圧力回復孔を有さない回転翼（以下、「従来翼」）を比較対象として、図４及び図１１に示す装置による効果確認実験を実施した。
【００２７】
図４及び図１１に示した実験装置ＥＤは、小型無人航空機１を模した模擬装置ＳＭと、

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(6)JP 2023-104576 A 2023.7.28

ロードセルＬＣと、支持台ＳＳを備えている。図４に示した実験装置は、回転翼が１つの場合（以下、「単独翼」）の推力を測定するものであり、図１１に示した実験装置は、小型無人航空機１と同様、回転翼が４つの場合（以下、「４枚翼」）の推力を測定するものである。単独翼は、回転翼を１つ備えたシングルローター型ドローンを想定したものであり、４枚翼は、回転翼を４つ備えたクワッドローター型ドローンを想定したものである。
【００２８】
模擬装置ＳＭは、小型無人航空機１を模したものであるため、以下では、小型無人航空機１に付した符号と同じ符号を模擬装置ＳＭに付して、各部材の説明は省略する。なお、
模擬装置ＳＭでは、本体部３内にモータ９が内蔵されており、アーム部５を介してモータ９の回転力がアーム部５の先端部に設けられた回転軸１１に伝達され、回転翼７が回転するようになっている点が小型無人航空機１と異なる。
【００２９】
模擬装置ＳＭに取り付ける回転翼７は、環状体１５の直径寸法ｘ［ｍｍ］がｘ＝０．２Ｄ〜０．７Ｄのもの（以下、回転翼を区別するため、回転翼を直径寸法ｘの値で示すことがある）と従来翼を準備した。
【００３０】
ロードセルＬＣは、力検出センサであり、本例では、支持台ＳＳに固定され、模擬装置ＳＭが鉛直方向に引っ張る力を「推力」として検出するものである。本実験においては、「推力」とは、回転翼による揚力の鉛直成分から抗力（回転翼表面と流体である空気の間で生じる摩擦による力）の鉛直成分を引いたものである。
【００３１】
実験装置ＥＤは、上方に上壁がある実験室内に設置した。実験室の床面から上壁面までの高さ寸法は、９７６［ｍｍ］である。地面から回転翼７の上面までの高さ寸法をｈ［ｍｍ］、回転翼７の上面から上壁面までの高さ寸法をｇ［ｍｍ］として、ｇを上壁による天井効果の影響を無視できる無限遠から３［ｍｍ］まで変化させた場合の推力を測定した。
【００３２】［単独翼の場合］
モータの回転数を４０００ｒｐｍに統一し、図４に示す実験装置ＥＤを用いて、実験を行った。実験は５回以上行い、その結果をエラーバーにより表示してあり、プロットした点は、その平均値である。
【００３３】
図５乃至図８は、単独翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフである。横軸にｇ／Ｄ、縦軸に推力［Ｎ］を示している。図５は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．２Ｄの場合の回転翼の比較図であり、図６は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．５Ｄの場合の回転翼の比較図であり、図７は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．６Ｄの場合の回転翼の比較図であり、図８は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．７Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【００３４】
表 １ は 、 図 ５ 乃 至 図 ８ に 示 し た 結 果 か ら 、 Ｔ max（ 上 壁 に 回 転 翼 が 最 接 近 し た 時 （ ｇ ＝３［ｍｍ］）の推力［Ｎ］）及びＴ∞（上壁による天井効果の影響を無視できる無限遠に回転翼が位置している時の推力［Ｎ］）をまとめたものである。
【００３５】

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(7)JP 2023-104576 A 2023.7.28【表１】

また、図９は、単独翼の場合の従来翼及び回転翼７の環状体１５の直径寸法ｘ［ｍｍ］を０．２Ｄ〜０．７Ｄに変化させた際の推力変化率αを表したグラフである。横軸にｘ／Ｄ、縦軸に推力変化率αを示している。
【００３６】「推力変化率α」とは、次式により算出されるものである；
推 力 変 化 率 α ＝ Ｔ max／ Ｔ ∞た だ し 、 Ｔ maxは 、 上 壁 に 回 転 翼 が 最 接 近 し た 時 （ ｇ ＝ ３ ［ ｍ ｍ ］ ） の 推 力 ［ Ｎ ］ で あり、Ｔ∞は、上壁による天井効果の影響を無視できる無限遠に回転翼が位置している時の推力［Ｎ］である。
【００３７】
この実験により、次のことが判明した。
(1)い ず れ の 回 転 翼 で も 、 ｇ ／ Ｄ ＝ ０ ． １ （ ｇ ＝ 約 １ ２ [ｍ ｍ ]） 付 近 で 推 力 上 昇 が 顕 著 になる。
(2)環 状 体 １ ５ の 直 径 寸 法 ｘ が ０ ． ２ Ｄ 〜 ０ ． ７ Ｄ の 回 転 翼 の 全 範 囲 に て 推 力 上 昇 を 抑 える効果が確認できた。
(3)環 状 体 １ ５ の 直 径 寸 法 ｘ が ０ ． ６ Ｄ 〜 ０ ． ７ Ｄ の 回 転 翼 の 場 合 に 、 推 力 上 昇 を 抑 え る効果が大きくなる。
(4)推 力 上 昇 を 抑 え る 効 果 と 推 力 変 化 率 α と の 関 係 か ら 、 無 限 遠 か ら 天 井 に 接 近 さ せ る 、という飛行時の制御のしやすさを考慮すると、単独翼の場合には、環状体１５の直径寸法ｘが０．５Ｄ以上０．６Ｄ以下の回転翼が適当な形状であると考えられる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、環状体１５の直径寸法ｘが大きくなると、ブレード１９の長さ寸法が短くなるため、図５乃至図８からも明らかなように、環状体１５の直径寸法ｘが大きくなると、モータの回転数を一致させると得られる推力が小さくなる傾向が表れる。
そこで、参考として、図１０に、上壁による天井効果の影響を無視できる無限遠に回転翼が位置している時の推力を一致させた場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフを示す。図１０は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．６Ｄの場合の回転翼の比較である。従来翼が４０００ｒｐｍの時に得られる推力（Ｔ＝０．１３［Ｎ］）を得るには、環状体１５の直径寸法ｘが０．６Ｄの場合の回転翼の場合は４５００ｒｐｍ必要であったため、同程度の推力を得るには消費電力が増加することが予想されるが、その場合でも、推力上昇を抑える効果が得られることがわかる。
【００３９】［４枚翼の場合］
モータの回転数を４０００ｒｐｍに統一し、図１１に示す実験装置ＥＤを用いて、実験を行った。実験は５回以上行い、その結果をエラーバーにより表示してあり、プロットした点は、その平均値である。

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(8)JP 2023-104576 A 2023.7.28【００４０】
図１２乃至図１５は、４枚翼の場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフである。横軸にｇ／Ｄ、縦軸に推力［Ｎ］を示している。図１２は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．２Ｄの場合の回転翼の比較図であり、図１３は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．５Ｄの場合の回転翼の比較図であり、図１４は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．６Ｄの場合の回転翼の比較図であり、図１５は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．７Ｄの場合の回転翼の比較図である。
【００４１】
表 ２ は 、 図 １ ２ 乃 至 図 １ ５ に 示 し た 結 果 か ら 、 Ｔ max（ 上 壁 に 回 転 翼 が 最 接 近 し た 時 （ｇ＝３［ｍｍ］）の推力［Ｎ］）及びＴ∞（上壁による天井効果の影響を無視できる無限遠に回転翼が位置している時の推力［Ｎ］）をまとめたものである。
【００４２】【表２】

また、図１６は、４枚翼の場合の従来翼及び回転翼７の環状体１５の直径寸法ｘ［ｍｍ］を０．２Ｄ〜０．７Ｄに変化させた際の推力変化率αを表したグラフである。横軸にｘ／Ｄ、縦軸に推力変化率αを示している。
【００４３】
この実験により、次のことが判明した。
(1)い ず れ の 回 転 翼 で も 、 ｇ ／ Ｄ ＝ ０ ． １ （ ｇ ＝ 約 １ ２ [ｍ ｍ ]） 付 近 で 推 力 上 昇 が 顕 著 になる。
(2)環 状 体 １ ５ の 直 径 寸 法 ｘ が ０ ． ２ Ｄ 〜 ０ ． ７ Ｄ の 回 転 翼 の 全 範 囲 に て 推 力 上 昇 を 抑 える効果が確認できた。
(3)環 状 体 １ ５ の 直 径 寸 法 ｘ が ０ ． ５ Ｄ 〜 ０ ． ７ Ｄ の 回 転 翼 の 場 合 に 、 推 力 上 昇 を 抑 え る効果が大きくなる。単独翼の場合と異なる結果となったのは、４枚翼による空気の流れが相互に影響しているものと考えられる。
(4)推 力 上 昇 を 抑 え る 効 果 と 推 力 変 化 率 α と の 関 係 か ら 、 無 限 遠 か ら 天 井 に 接 近 さ せ る 、という飛行時の制御のしやすさを考慮すると、４枚翼の場合にも、環状体１５の直径寸法ｘが０．５Ｄ以上０．６Ｄ以下の回転翼が適当な形状であると考えられる。
【００４４】
単独翼の場合と同様、参考として、図１７に、上壁による天井効果の影響を無視できる無限遠に回転翼が位置している時の推力を一致させた場合の回転翼の上面から上壁面までの高さ寸法ｇ［ｍｍ］と推力［Ｎ］の関係を表したグラフを示す。図１７は、従来翼と環状体１５の直径寸法ｘが０．５Ｄの場合の回転翼の比較である。従来翼が４０００ｒｐｍの時に得られる推力（Ｔ＝０．４８［Ｎ］）を得るには、環状体１５の直径寸法ｘが０．
５Ｄの場合の回転翼の場合は４１６０ｒｐｍ必要であったため、同程度の推力を得るには消費電力が増加することが予想されるが、その場合でも、推力上昇を抑える効果が得られることがわかる。

103040(9)JP 2023-104576 A 2023.7.28【００４５】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で変更が可能であるのは勿論である。
【００４６】
例えば、回転翼の形状や寸法は、上記したものに限るものではないのはもちろんである。環状体の形状も円環状に限られるものではなく、多角形状でもよい。また、ブレードの枚数も２枚に限られるものではなく、環状体の周方向に等間隔にブレードを３枚以上配置して、推力を上げてもよい。また、連結部の本数も２本に限られるものではなく、環状体の周方向に等間隔に連結部を３本以上配置して、強度を上げてもよい。この場合は、連結部が増えて圧力回復孔の面積が小さくなり、それに伴って推力上昇を抑える効果が減少すると考えられるため、強度と推力上昇を抑える効果とのバランスをとった設計を行うのが望ましい。なお、回転翼は環状体を有しているため、ブレードの枚数と連結部の本数を一致させる必要はない。例えば、連結部の本数を２本のまま、ブレードの枚数を３枚以上にすることもできるし、ブレードの枚数を２枚のまま、連結部の本数を３本以上にすることもできる。
【符号の説明】【００４７】
１ 小型無人航空機（飛行体）
３ 本体部
５（５Ａ乃至５Ｄ） アーム部
７（７Ａ乃至７Ｄ） 回転翼
９（９Ａ乃至９Ｄ） モータ
１１（１１Ａ乃至１１Ｄ） 回転軸
１３ ハブ
１５ 環状体１７（１７ａ及び１７ｂ） 連結部
１９（１９ａ及び１９ｂ） ブレード
２１（２１ａ及び２１ｂ） 圧力回復孔

1020

(10)

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図６】

【図７】
【図５】

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(11)

【図８】

【図１０】

【図９】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

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(12)

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

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