JP2003212190A - Manned airship - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 個人用にあるいは自家用の空中移動手段とし
て手軽に利用するために運動性能を飛躍的に高め、また
娯楽的な意味においても自由に且つ手軽に空中を飛行す
ることができる有人飛行船を得る。
【解決手段】 浮揚ガスが封入され、該浮揚ガスの浮力
によって浮揚する気嚢により形成された飛行船本体1の
内部における重心近傍に、操縦者3を収容可能な操縦席
2を設け、上記気嚢を構成する膜材の全部または一部
を、操縦席の操縦者が飛行船の外を視認可能な透明材で
形成する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To dramatically improve exercise performance for easy use as an air-moving means for individuals or private use, and to fly freely and easily in the air in the recreational sense. Get a manned airship that can. SOLUTION: A cockpit 2 capable of accommodating a pilot 3 is provided in the vicinity of a center of gravity inside an airship body 1 formed by an air sac which is filled with a buoyant gas and floats by the buoyancy of the buoyant gas, thereby constituting the air sac. All or a part of the film material to be formed is formed of a transparent material that allows the driver in the cockpit to visually recognize the outside of the airship.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人間が乗って飛行
する簡単な構造の小形の飛行船に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small-sized airship having a simple structure for a human to fly.
【0002】[0002]
【従来の技術】空中を移動する手段としては、飛行機や
ヘリコプタ等のHTA(Heavier−Than−A
ir)航空機とよばれるエンジン等の推進手段を利用し
て移動と浮上を行うものや、飛行船等のLTA(Lig
hter−Than−Air)とよばれる、例えばヘリ
ウム等の空気より軽い浮揚ガスを利用して浮上するもの
がある。上記HTA航空機のうち、飛行機は、常に失速
や飛行姿勢の適正な維持に注意するという高度な操縦技
術が必要であるだけでなく、浮上のために長大な滑走路
を必要とし、また、ヘリコプタは大形の回転翼を回転さ
せて浮上するが、その回転翼の回転時に大きな騒音や振
動が発生するため、いずれも自動車のような手軽な個人
用あるいは自家用の移動手段としては問題を有する場合
も多く、特に大都市での使用は不適な場合がある。さら
に、上記HTA航空機は、推進手段によって浮力(揚
力)と推進力とを生み出しているため、この推進手段が
停止した場合には墜落に直結する危険性を常に有してい
る。一方、上記LTA航空機は、浮上のための滑走路を
必要としないため、離着陸に関しては飛行機ほど場所的
に制約されることがなく、また、浮上のために推進手段
を特に必要としないため騒音や振動も生じない。さら
に、基本的に浮力の発生と推進力の発生はそれぞれ独立
した物理要因によって行われるので、この点において
は、上記HTA航空機に比べて安全性が高いという利点
を有している。2. Description of the Related Art As means for moving in the air, HTAs (Heavier-Than-A) such as airplanes and helicopters are used.
ir) Moving and levitating by using propulsion means such as an engine called an aircraft, and LTA (Lig of an airship)
hter-than-air), which floats using a levitation gas such as helium which is lighter than air. Of the above HTA aircraft, the airplane not only requires advanced maneuvering skills that always pay attention to stall and proper maintenance of flight attitude, but also requires a long runway for surfacing, and helicopters Large rotors rotate and levitate, but large noise and vibrations are generated when the rotors rotate, so they may have problems as a convenient means of transportation for individuals or private use such as automobiles. It may be unsuitable for use in many, especially large cities. Further, since the HTA aircraft produces buoyancy (lift) and propulsion force by the propulsion means, there is always a risk of being directly linked to a crash if the propulsion means is stopped. On the other hand, since the LTA aircraft does not require a runway for levitating, it is not restricted in place as much as a plane in terms of takeoff and landing, and it does not require any propulsion means for levitating. No vibration occurs. Furthermore, since the buoyancy and the propulsion are basically generated by independent physical factors, in this respect, there is an advantage that the safety is higher than that of the HTA aircraft.
【0003】上記LTA航空機としての有人の飛行船
は、通常、浮揚ガスが充填される気嚢により形成される
飛行船本体の下部に、搭乗者を乗せるためのゴンドラが
設けられている。しかしながら、飛行船全体としては非
常に大形で、全体としての構造も複雑であり、運動性能
も鈍重であるため、個人用あるいは自家用としての利用
には不適であった。したがって、この点を解消し、個人
用あるいは自家用として自動車感覚の移動手段として手
軽に利用することできるようにすることができれば、自
動車に代わる交通手段として、大都市の昨今の交通事情
の改善に大きな効果をもたらすものと考えられる。さら
に、従来より、人間は空を自由に飛び回りたいという欲
求が少なからずあり、HTA航空機が有する失速等の心
配の無い飛行船を利用して、安全を確保した上で飛行船
の運動性能を飛躍的に高めて自由な飛行とを実現すれ
ば、娯楽的な意味においても、手軽にこの欲求を満たす
ことができると考えられる。The manned airship as the above-mentioned LTA aircraft is usually provided with a gondola for a passenger to ride under the airship body formed by an air bag filled with levitation gas. However, the airship as a whole is very large in size, has a complicated structure as a whole, and has poor motion performance. Therefore, it is not suitable for personal or private use. Therefore, if this point can be solved and it can be easily used as a vehicle-like means of transportation for personal or private use, it will be a great way to improve the current traffic conditions in large cities as an alternative to automobiles. It is thought to bring about an effect. Furthermore, human beings have a strong desire to freely fly around the sky, and by using an airship that has no worries about stalls and other features of HTA aircraft, it is possible to dramatically improve the maneuverability of the airship while ensuring safety. It is thought that this desire can be easily satisfied even in the entertainment sense if it is raised to achieve free flight.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、個人用にあるいは自家用の空中移動手段として手軽
に利用することができ、また娯楽的な意味においても自
由に且つ手軽に空中を飛行することができる有人飛行船
を提供することにある。The technical problem to be solved by the present invention is that it can be easily used as an air transportation means for individuals or for private use, and it is also free and easy to fly in the air in an entertainment sense. To provide a manned airship that can do.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の有人飛行船は、浮揚ガスが封入され、該浮揚ガ
スの浮力によって浮揚する気嚢により形成された飛行船
本体の内部における重心近傍に、操縦者を収容可能な操
縦席を設け、上記気嚢を構成する膜材の全部または一部
を、操縦席の操縦者が飛行船の外を視認可能な透明材で
形成したことを特徴とするものである。In order to solve the above problems, the manned airship of the present invention is a manned airship, in which levitation gas is enclosed, and in the vicinity of the center of gravity inside the airship body formed by an air bag that floats by the buoyancy of the levitation gas. A pilot seat capable of accommodating a pilot is provided, and all or a part of the film material forming the air bag is formed of a transparent material that allows the pilot of the pilot seat to see the outside of the airship. is there.
【0006】上記構成を有する有人飛行船は、飛行船本
体の内部に操縦席を設けて、従来の飛行船が備えている
ゴンドラの装備を排除して構造を簡略化したことによ
り、全体を可能な限り軽量化し且つコンパクト化するこ
とができ、これにより、個人用あるいは自家用の空中移
動手段として手軽に利用することが可能である。また、
上記操縦席を飛行船本体の重心近傍に設けて、該飛行船
本体の内部で操縦者が飛行制御をするようにしたことに
より運動性能が高まり、飛行船と操縦者との一体感が増
すため、飛行船による娯楽的な飛行感覚を得ることもで
きる。この場合、HTA航空機と異なり、失速や飛行姿
勢等を気にすること無く飛行することができるため、安
全を確保しながらもその飛行を楽しむことができる。The manned airship having the above structure has a cockpit inside the airship body and eliminates the gondola equipment provided in the conventional airship to simplify the structure. It can be made compact and compact, so that it can be easily used as an air transportation means for personal use or private use. Also,
Since the pilot seat is provided in the vicinity of the center of gravity of the airship body, and the flight control is performed by the operator inside the airship body, the maneuverability is enhanced and the sense of unity between the airship and the operator is increased. You can also get a sense of recreational flight. In this case, unlike the HTA aircraft, since the user can fly without worrying about the stall or the flight attitude, the flight can be enjoyed while ensuring safety.
【0007】本発明においては、上記操縦席が、飛行船
本体を上下に貫通する筒状空間内に設けられているもの
とすることができる。この場合、上記筒状空間が、複数
の環状の保形部材によって保形されていることが望まし
い。In the present invention, the cockpit may be provided in a cylindrical space that vertically penetrates the airship body. In this case, it is desirable that the tubular space is shaped by a plurality of annular shape-retaining members.
【0008】また、本発明においては、上記有人飛行船
が、上記操縦者の人力によって駆動するサイクロイダル
・プロペラ等の推力方向可変の推進手段を備えているも
のとすることができる。ただし、動力による推進手設備
を設けることもできる。これにより、飛行船はより高度
な運動性能を有することとなるため、操縦者が飛行船を
自在に操縦することができ、結果として、飛行船との一
体感が一層高まって自由な飛行感覚を気軽に楽しむこと
ができる。Further, according to the present invention, the manned airship may be provided with a propulsion means such as a cycloidal propeller which is driven by the human power of the operator and whose thrust direction is variable. However, it is possible to provide a propellant facility by power. As a result, the airship will have a higher degree of motion performance, so that the pilot can freely control the airship, and as a result, the sense of unity with the airship will be further enhanced and a free flight feeling will be enjoyed easily. be able to.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】図1乃至図4は、本発明の有人飛
行船の一実施例を示すもので、この実施例の飛行船は、
浮揚ガス(この実施例の場合、ヘリウム)が封入され、
該浮揚ガスの浮力によって浮揚する気嚢により形成され
た飛行船本体1と、該飛行船本体1の内部におけるその
飛行船本体1の重心近傍に設けられた、操縦者3を収容
可能な操縦席2とを備えている。1 to 4 show an embodiment of a manned airship of the present invention. The airship of this embodiment is
Floating gas (helium in this example) is enclosed,
An airship body 1 formed by an air bag that floats by the buoyancy of the levitation gas, and a cockpit 2 provided inside the airship body 1 near the center of gravity of the airship body 1 and capable of accommodating a pilot 3 are provided. ing.
【0010】上記飛行船本体1は、全体として略回転楕
円体状に成形されたもので、この飛行船本体1における
気嚢を構成する膜材及び操縦席2の周囲の膜材の少なく
とも一部は、操縦席2の操縦者3が飛行船の外を視認可
能に透明材で形成されている。また、上記飛行船本体1
の後方には、尾翼安定板4が4枚設けられ、さらに、こ
の飛行船本体1の重心から離れた該飛行船本体1の側方
の前方寄りの部分には、人力で駆動する飛行船本体1の
飛行制御手段も兼ねる一対の推進手段5,5が設けられ
ている。The airship body 1 is formed into a substantially spheroidal shape as a whole, and at least a part of the film material forming the air sac of the airship body 1 and the film material around the cockpit 2 is operated. It is made of a transparent material so that the operator 3 of the seat 2 can visually recognize the outside of the airship. Also, the airship body 1
Four tail stabilizers 4 are provided at the rear of the airship body 1. Further, a portion of the airship body 1 away from the center of gravity of the airship body 1 on the front side is provided with a human-powered flight of the airship body 1. A pair of propulsion means 5 and 5 also serving as control means are provided.
【0011】上記飛行船本体1は、加圧した膜構造であ
り、補強のための固くて重い材料の使用は最小限度に抑
えられている。今、飛行船本体1内の内圧をΔpとする
と、飛行船本体1の気嚢のフープ方向の張力Tは経線方
向の張力の2倍となり、
T=Δp・r
で与えられる。ここで、rは飛行船本体1の半径であ
る。したがってTMAXはrMAXの時に最大となるの
で、Δp=20(mmAq)=20(kgf/m2)、
rMAX=3(m)とすれば、TMAX=60(kgf
/m)=0.6(kgf/cm)となる。したがって、
引張強度が3kgf/cmの膜材を使えば安全率は5と
なる。面密度40μmのナイロン・フィルムの破断強度
はこの程度あるので、これと同等以上の膜材を使用すれ
ば良い。なお、膜材の接合部はテープ補強で接合強度の
低下を補う。膜材の厚みを増すか目の荒い高強度繊維を
ラミネートすれば引張強度をさらに高め安全率を高める
ことができる。The airship body 1 has a pressurized membrane structure, and the use of a hard and heavy material for reinforcement is minimized. Now, assuming that the internal pressure in the airship body 1 is Δp, the tension T in the hoop direction of the air bag of the airship body 1 is twice the tension in the meridian direction and is given by T = Δp · r. Here, r is the radius of the airship body 1. Therefore, T MAX becomes maximum when r MAX , and therefore Δp = 20 (mmAq) = 20 (kgf / m 2 ),
If r MAX = 3 (m), then T MAX = 60 (kgf
/M)=0.6 (kgf / cm). Therefore,
If a film material with a tensile strength of 3 kgf / cm is used, the safety factor is 5. Since the breaking strength of a nylon film having an areal density of 40 μm is about this level, a film material equivalent to or higher than this may be used. In addition, the joining portion of the film material is reinforced with tape to compensate for the decrease in the joining strength. If the thickness of the membrane material is increased or a high-strength fiber having coarse mesh is laminated, the tensile strength can be further increased and the safety factor can be increased.
【0012】上記操縦席2は、飛行船本体1を上下に貫
通し、且つ該飛行船本体1のほぼ中心に位置する重心を
中心軸線が通る筒状空間となっていて、この操縦席2に
搭乗している操縦者3が飛行船の上記推進手段5,5を
駆動すると共に飛行制御、すなわち操縦を行うことがで
きるようになっている。この操縦席2は、搭乗する操縦
者3が飛行船本体1の重心位置と浮心位置の双方に位置
するようになっているのが望ましく、それにより操縦者
3が飛行船の飛行姿勢を、上記推進手段5,5と操縦操
作により自分の思う通りに自由に変えられ、宙返り等の
アクロバット飛行も自在に行うことができる。The cockpit 2 is a cylindrical space that penetrates the airship body 1 in the vertical direction and has a center axis passing through the center of gravity of the airship body 1 at the center thereof. The pilot 3 is able to drive the above-mentioned propulsion means 5 and 5 of the airship and perform flight control, that is, steering. In this cockpit 2, it is desirable that the operator 3 to be on board is positioned at both the center of gravity and the center of gravity of the airship body 1, so that the operator 3 can adjust the flight attitude of the airship to the above-mentioned propulsion position. By means 5 and 5 and control operation, it can be freely changed as desired, and acrobatic flight such as somersault can be performed freely.
【0013】上記操縦席2の空間は、図4に示すよう
に、複数の円環状の保形部材6で保形されている。この
操縦席2の空間の体積QPILは、空間の直径をD
PILとすると、単純には、
QPIL=π・(DPIL 2/4)・2b=π・D
PIL 2・b/2
であるが、前述の面積の場合と同様、飛行船本体1のガ
ス圧により空間の曲面がその空間内に押し出されること
になるため、この保形部材6で押し出された面を一定の
径にまで押し返し、操縦席2全体として操縦者3の搭乗
する適度なスペースを確保する必要がある。The space of the cockpit 2 is shaped by a plurality of annular shape-retaining members 6, as shown in FIG. The volume Q PIL of the space in this cockpit 2 is D
When the PIL, in a simple, Q PIL = π · (D PIL 2/4) · 2b = π · D
Although it is PIL 2 · b / 2, the curved surface of the space is extruded into the space by the gas pressure of the airship body 1 as in the case of the above-mentioned area, and thus the surface extruded by the shape-retaining member 6 Must be pushed back to a certain diameter to secure an appropriate space for the pilot 3 to ride in the cockpit 2 as a whole.
【0014】上記操縦席2の空間は、使用する保形部材
6の数が多くなれば真の円筒状に近づいてくるが、保形
部材6の数を可能な限り少なくして全体の重量を小さく
するため、図4に示すように、操縦者3が位置する部分
には、操縦者3のためのスペースをを確実に確保するた
めに保形部材6を密に配置し、上下の開口付近は、下側
の開口は操縦者3の搭乗口としての用を果たせばよく、
上側は万一飛行船本体1から浮揚ガスが漏出した場合に
そのガスが抜けるだけの空間があれば十分なので、全体
として粗に配設する。さらに、上記空間の軸線方向に上
記保形部材6を所定の間隔で支持するため、骨材として
ジュラルミン・パイプ等を用いることが望まれる。The space of the cockpit 2 approaches a true cylindrical shape as the number of shape-retaining members 6 used increases, but the number of shape-retaining members 6 is reduced as much as possible to reduce the total weight. In order to make the size smaller, as shown in FIG. 4, the shape-retaining members 6 are densely arranged in a portion where the operator 3 is located in order to ensure a space for the operator 3, and the upper and lower openings are close to each other. , The lower opening should serve as a boarding port for the pilot 3,
On the upper side, it is sufficient if there is a space for escape of the levitation gas from the airship body 1 in the unlikely event that the levitation gas leaks. Further, in order to support the shape-retaining members 6 at predetermined intervals in the axial direction of the space, it is desirable to use a duralumin pipe or the like as an aggregate.
【0015】また、上記操縦席2の空間は、飛行船本体
1の最大径に近い位置にあり、上記保形部材6で保形を
しない限りは、上述のように、膜材が空間内に半円弧状
に押し出される状態となる。この空間の保形部材6が飛
行船本体1に入り込み、隣接する保形部材6,6間の隙
間にできるラッパ状の曲面部分が形成されるが、操縦者
3とその座席や推進のための駆動機構の重量をまとめ
て、WCKPT=130(kgf)とすると、重力に打
ち勝って円環を吊り下げる張力は膜材の強度を上回る可
能性が大であるため、円筒状の側面にあるすべての保形
部材6をケーブルで気嚢に多数懸架支持することが必要
になる。The space of the cockpit 2 is close to the maximum diameter of the airship body 1, and unless the shape-retaining member 6 is used to retain the shape, as described above, the film material is half the space. It is in a state of being extruded in an arc shape. The shape-retaining member 6 in this space enters the airship body 1 to form a trumpet-shaped curved surface portion formed in the gap between the adjacent shape-retaining members 6 and 6. If the weight of the mechanism is summarized as W CKPT = 130 (kgf), the tension that overcomes the gravity and suspends the annulus is likely to exceed the strength of the membrane material, so that all of the forces on the cylindrical side surface are It is necessary to support a large number of shape-retaining members 6 on the air bag by a cable.
【0016】上記尾翼安定板4は、単なる固定式のもの
であって、可動の制御翼の部分はない。また、この安定
板4は、上記飛行船本体1と同様に、すべて加圧膜構造
であり、飛行船全体の軽量化に資すると同時に、他の物
体との接触した場合の安全性を考慮した点で有利であ
る。The tail stabilizer 4 is merely a fixed type and has no movable control wings. Further, like the airship body 1, the stabilizer 4 has a pressurized film structure, which contributes to weight reduction of the entire airship, and at the same time, in consideration of safety in the case of contact with other objects. It is advantageous.
【0017】この実施例では、飛行船本体1を推進させ
るための上記推進手段5,5として、図5及び図6に示
すような、人力駆動のサイクロイダル・プロペラが適し
ているが、これに代えてベクタード・ダクテド・ファン
(図示省略)を適用することができる。上記ベクタード
・ダクテド・ファンを用いた場合、該ダクテド・ファン
をチルト機構で支持することにより上記飛行船本体1の
推進方向や飛行制御を制御可能とするのが通常である。
しかしながら、上記チルト機構は、ファンの回転からく
るジャイロ効果や、方向を変化させる時の反力を受ける
ためにウォーム・ギア機構を用いることから、制御に対
する応答が若干遅いといわれている。これに対し、上記
サイクロイダル・プロペラは、タグ・ボートや高速船等
の海上船舶に使用され、慣性の大きな船体の速応性の高
い制御に効果があるものであり、本発明においても好適
に利用することができる。In this embodiment, a human-powered cycloidal propeller as shown in FIGS. 5 and 6 is suitable as the propulsion means 5 and 5 for propelling the airship body 1, but instead of this, A vectored ducted fan (not shown) can be applied. When the vectored ducted fan is used, it is usual to control the propulsion direction and flight control of the airship body 1 by supporting the ducted fan with a tilt mechanism.
However, since the tilt mechanism uses a worm gear mechanism to receive a gyro effect from the rotation of the fan and a reaction force when changing the direction, it is said that the response to the control is slightly slow. On the other hand, the cycloidal propeller is used for marine vessels such as tug boats and high-speed vessels, and is effective for highly responsive control of hulls with large inertia, and is also suitably used in the present invention. can do.
【0018】上記推進手段5,5として利用するサイク
ロイダル・プロペラは、例えば、回転軸12に90度間
隔に取付けられた4本のアーム13の先端にそれぞれ回
転翼を取付け、それらを上記回転軸12に対して対称に
位置する2組の対称翼14,15として構成し、これら
の対称翼14,15の迎え角を各回転翼の後部に連結し
たチルトリンク16により瞬時に変化させることによ
り、望む方向に大きな推力を得ることができるものであ
る。例えば、図6に示すように、サイクロイダル・プロ
ペラの回転時に、対称翼14を図示の位置で迎え角を変
化させることによりF方向の推力が発生し、他方の対称
翼15を同じ位置で迎え角を順次変化させることにより
F方向の推力が持続することになる。なお、サイクロイ
ダル・プロペラを用いた場合、回転方向と反対の向きに
反力が生じるので、これを打ち消すために重心位置を工
夫したり、ヘリコプターのテール・ロータのような働き
をするスラスタが必要である場合がある。また、上記サ
イクロイダル・プロペラの回転翼の数は4枚に限らず、
任意の枚数に決定することができるThe cycloidal propeller used as the propulsion means 5 and 5 has, for example, rotary blades attached to the tips of four arms 13 mounted on the rotary shaft 12 at 90 ° intervals, and these are mounted on the rotary shaft. By configuring as two sets of symmetrical blades 14 and 15 positioned symmetrically with respect to 12, the angle of attack of these symmetrical blades 14 and 15 is instantaneously changed by a tilt link 16 connected to the rear part of each rotary blade, It is possible to obtain a large thrust in the desired direction. For example, as shown in FIG. 6, when the cycloidal propeller rotates, the thrust in the F direction is generated by changing the attack angle of the symmetrical blade 14 at the position shown, and the other symmetrical blade 15 is contacted at the same position. By sequentially changing the angle, the thrust in the F direction is maintained. When using a cycloidal propeller, a reaction force is generated in the direction opposite to the rotation direction.Therefore, in order to counteract this, devise the position of the center of gravity or use a thruster that acts like a tail rotor of a helicopter. May be. Further, the number of rotor blades of the cycloidal propeller is not limited to four,
Can be set to any number
【0019】これら推進手段5,5は、上記操縦者3が
操縦席2において人力の駆動装置を駆動させることによ
り動作する。この駆動装置は、自転車の駆動部と同様の
ペダルを漕ぐことによって推進手段5,5であるサイク
ロイダル・プロペラの回転軸12と通じる駆動シャフト
7,7を回転させるもので、操縦者3が座るサドル8
と、該サドル8を操縦席2に支持するフレーム9と、該
フレームに取付けられた上記ペダルとからなる操縦座
と、ペダルからの伝達機構10と、該伝達機構10から
の回転力を駆動シャフト7,7の回転力に変換して伝達
するギア・ボックス11とを備えている。上記実施例で
は、推進手段5,5を操縦者3の人力によって駆動する
ものとしているが、これに限らず、エンジンやモータ等
の各種動力による推進設備を備えた推進手段とすること
ができる。The propulsion means 5 and 5 are operated by the operator 3 driving a human power drive device in the cockpit 2. This drive device rotates the drive shafts 7, 7 communicating with the rotation shaft 12 of the cycloidal propeller, which is the propulsion means 5, 5, by pedaling the same pedal as the drive part of the bicycle, and the operator 3 sits down on it. Saddle 8
And a frame 9 for supporting the saddle 8 on the cockpit 2 and the pedal which is mounted on the frame, a transmission mechanism 10 from the pedal, and a rotational force from the transmission mechanism 10 to a drive shaft. The gear box 11 for converting and transmitting the rotational force of 7, 7 is provided. In the above embodiment, the propulsion means 5 and 5 are driven by the human power of the operator 3. However, the present invention is not limited to this, and the propulsion means may be provided with propulsion equipment by various power sources such as an engine and a motor.
【0020】ところで、浮揚ガスで満した飛行船本体1
自体が持つ浮力Bは、上記操縦席2の空間分の体積を考
慮しない場合の飛行船本体1の排除体積をQとし、空気
密度と浮揚ガスであるヘリウムの密度をそれぞれρ
AIR、ρHEとすると次式で表される。
B=Q(ρAIR−ρHE)
空気密度は標準大気でρAIR=1.225(kg/m
3)、ヘリウムの密度はは標準状態でρHE=0.17
9kg/m3なので、排除体積Qで得られる全浮力B
TOTは、BTOT=1.05Q(kgf)となる。一
方、飛行船本体1の排除体積Qは近似的に回転楕円体と
して、その長軸半径をa、短軸半径をbとすると次式で
表される。
Q=(4/3)π・a・b2
ヘリウムの温度は時々刻々と変わるので、この範囲をt
MAX=40(℃)からtMIN=15(℃)とする
と、温度変化Δtは、Δt=tMAX−tMIN=40
−15=25(℃)となり、ガス膨張率ΔQ/Qは、Δ
Q/Q=25/(273+15)×100(%)=8.
7(%)となる。Q=150m3とし、ΔQ/Q=10
(%)とすると、膨張・収縮するのは15m3の体積と
なるので、これがバロネット体積となる。したがって操
縦席2のある部位を真の円筒形と見なし、その直径をD
PILとした場合の飛行船本体1の排除容積の浮力B
TOTは、10%のバロネット体積を考慮して、
BTOT=(ρAIR−ρHE)×(4/3・π・a・
b2−π・(DPIL 2/4)・2b)・0.9
となる。全長、最大径が9m、6mの飛行船本体1を考
えると、全浮力はBTO T=(170−4.7)・0.
9=148.8(kgf)となる。By the way, the airship body 1 filled with levitation gas
As for the buoyancy B of itself, Q is the excluded volume of the airship body 1 when the space for the pilot seat 2 is not taken into consideration, and ρ is the air density and the density of helium as the levitation gas, respectively.
If AIR and ρ HE are given, they are expressed by the following equation. B = Q (ρ AIR −ρ HE ) Air density is ρ AIR = 1.225 (kg / m 2 in standard atmosphere)
3 ), the density of helium is ρ HE = 0.17 in the standard state.
Since it is 9 kg / m 3 , total buoyancy B obtained with the excluded volume Q
The TOT is B TOT = 1.05Q (kgf). On the other hand, the excluded volume Q of the airship body 1 is approximately represented as a spheroid, and the major axis radius is a and the minor axis radius is b, which is expressed by the following equation. Q = (4/3) π ・ a ・ b 2 The temperature of helium changes from moment to moment, so this range is t
When MAX = 40 (° C) to t MIN = 15 (° C), the temperature change Δt is Δt = t MAX -t MIN = 40.
-15 = 25 (° C), and the gas expansion coefficient ΔQ / Q is Δ
Q / Q = 25 / (273 + 15) × 100 (%) = 8.
It becomes 7 (%). Q = 150 m 3 and ΔQ / Q = 10
(%), The volume that expands and contracts is 15 m 3 , so this is the volume of the baronette. Therefore, the part of the cockpit 2 is regarded as a true cylinder, and its diameter is D
Buoyancy B of the excluded volume of the airship body 1 when it is PIL
Considering a 10% baronet volume, TOT is B TOT = (ρ AIR −ρ HE ) × (4/3 · π · a ·
b 2 −π · (D PIL 2 /4)·2b)·0.9 . Considering the airship body 1 with a total length and a maximum diameter of 9 m and 6 m, the total buoyancy is B TO T = (170-4.7) · 0.
9 = 148.8 (kgf).
【0021】ここで、上記浮力と関係して、飛行船本体
1を構成する気嚢の膜材の重量を体積及び表面積の関係
から算出する。今、飛行船本体1の細長比(全長/最大
径)をfNとして全長を10mと9m、最大径を6mか
ら8mまでにし、表1にその間の代表値の試算を示す。Here, in relation to the above-mentioned buoyancy, the weight of the film material of the air bag forming the airship body 1 is calculated from the relationship between the volume and the surface area. Now, assuming that the slenderness ratio (total length / maximum diameter) of the airship body 1 is f N , the total length is set to 10 m and 9 m, and the maximum diameter is set to 6 m to 8 m.
【表1】
今、飛行船本体1の気嚢に使用する膜材の面積密度ρ
MEMを、ρMEM=50g/m2とすると、全表面積
STOTの重量WMEMは、膜材の補強を加味してほぼ
15kgfとなる。[Table 1] Now, the areal density ρ of the film material used for the air sacs of the airship body 1
When MEM is ρ MEM = 50 g / m 2 , the weight W MEM of the total surface area S TOT is about 15 kgf in consideration of the reinforcement of the membrane material.
【0022】そして、上記飛行船本体1、尾翼安定板
4、操縦席2の空間の内周の曲面の各膜材を含め、駆動
装置、推進手段5,5、保形部材6、操縦者3まで考慮
した全備重量が上記全浮力以下になるかを確認する。全
備重量と重量配分について次の表2に示す。Then, including the airship body 1, the tail stabilizer 4, and each film material of the curved surface of the inner circumference of the space of the cockpit 2, up to the driving device, the propulsion means 5 and 5, the shape retaining member 6, and the operator 3. Check whether the total weight of equipment considered is less than the above total buoyancy. The total weight and weight distribution are shown in Table 2 below.
【表2】
したがって、上記表2との関係から、全長9m、最大径
6mの飛行船本体1でも、浮力が全備重量を上回ってお
り、設計が成立することが分かる。[Table 2] Therefore, from the relationship with Table 2 above, it is understood that the buoyancy exceeds the total weight of the airship body 1 having a total length of 9 m and a maximum diameter of 6 m, and the design is established.
【0023】上記構成を有する有人飛行船は、飛行船本
体1の内部に操縦席2を設けて、従来の飛行船が備えて
いるゴンドラの装備を排除して構造を簡略化したことに
より、全体を可能な限り軽量化し且つコンパクト化する
ことができるため、従来のものに比して小形で、個人用
あるいは自家用の空中移動手段として手軽に利用するこ
とが可能である。また、上記操縦席2を飛行船本体の重
心近傍に設け、且つ浮心もほぼ同じ位置に設定されるよ
うにすると共に、全方位推力可変の一対の推進手段5,
5を重心から離して配置して、その重心位置における該
飛行船本体1の内部で操縦者3が自由な飛行制御を可能
としたことにより、推進手段5,5飛行船と操縦者3と
の一体感が増すだけでなく、高い運動性能を得て自由な
飛行運動による娯楽的な飛行感覚を得ることができる。
この場合、HTA航空機と異なり、失速や飛行姿勢等を
気にすること無く飛行することができるため、安全を確
保しながらもその飛行を楽しむことができる。The manned airship having the above-mentioned structure is provided with the cockpit 2 inside the airship body 1, and the structure of the conventional airship is eliminated by eliminating the equipment of the gondola. Since it can be made as light and compact as possible, it is smaller than conventional ones and can be easily used as an air transportation means for personal use or private use. Further, the cockpit 2 is provided near the center of gravity of the airship body, and the buoyancy is set at substantially the same position.
5 is arranged away from the center of gravity, and the operator 3 can freely control the flight inside the airship body 1 at the position of the center of gravity, so that the sense of unity between the propulsion means 5, 5 airship and the operator 3 can be obtained. It is possible to obtain high maneuverability and obtain an aerial flight sensation by free flight motion.
In this case, unlike the HTA aircraft, since the user can fly without worrying about the stall or the flight attitude, the flight can be enjoyed while ensuring safety.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の有人飛
行船によれば、飛行船本体の内部に操縦席を設けたこと
により、全体を可能な限り軽量化し且つコンパクト化す
ることができ、これにより、個人用あるいは自家用の空
中移動手段として手軽に利用することが可能である。ま
た、上記操縦席を飛行船本体の重心近傍に設けて、該飛
行船本体の内部で操縦者が飛行制御をするようにしたこ
とにより、飛行船の運動性能が飛躍的に増大して操縦者
との一体感が増すため、操縦者の安全性の向上を含め
て、娯楽的な飛行感覚を得ることができる。As described in detail above, according to the manned airship of the present invention, by providing the cockpit inside the airship body, the entire body can be made as light and compact as possible, As a result, it can be easily used as an air transportation means for personal use or private use. Further, since the pilot seat is provided in the vicinity of the center of gravity of the airship body so that the operator controls the flight inside the airship body, the kinetic performance of the airship is dramatically increased, and the flight performance of the airship is improved. Since the experience is increased, it is possible to obtain an entertaining flight feeling including an improvement in the safety of the operator.
【図1】本発明の有人飛行船の一実施例を概略的に示す
平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing an embodiment of a manned airship of the present invention.
【図2】同側面図である。FIG. 2 is a side view of the same.
【図3】同背面図である。FIG. 3 is a rear view of the same.
【図4】本発明の有人飛行船の操縦席を示す要部拡大側
面図である。FIG. 4 is an enlarged side view of essential parts showing a cockpit of a manned airship of the present invention.
【図5】サイクロイダル・プロペラの原理図である。FIG. 5 is a principle diagram of a cycloidal propeller.
【図6】図5のサイクロイダル・プロペラの対称翼の迎
え角を変化させた状態を示す原理図である。FIG. 6 is a principle diagram showing a state in which the attack angle of the symmetrical blade of the cycloidal propeller of FIG. 5 is changed.
1 飛行船本体 2 操縦席 3 操縦者 5 推進手段 6 保形部材 1 Airship body 2 pilot seat 3 pilots 5 promotion means 6 Shape retention member
Claims (5)
よって浮揚する気嚢により形成された飛行船本体の内部
における重心近傍に、操縦者を収容可能な操縦席を設
け、上記気嚢を構成する膜材の全部または一部を、操縦
席の操縦者が飛行船の外を視認可能な透明材で形成した
ことを特徴とする有人飛行船。1. A film forming the air sac, which is provided with a cockpit capable of accommodating a pilot in the vicinity of the center of gravity of an airship body formed by an air sac that is floated by the buoyancy of the levitation gas. A manned airship, characterized in that all or part of the material is made of transparent material that allows the operator in the cockpit to see the outside of the airship.
記操縦席が、飛行船本体を上下に貫通する筒状空間内に
設けられていることを特徴とするもの。2. The manned airship according to claim 1, wherein the cockpit is provided in a cylindrical space that vertically penetrates the airship body.
記筒状空間が、複数の環状の保形部材によって保形され
ていることを特徴とするもの。3. The manned airship according to claim 2, wherein the tubular space is shaped by a plurality of annular shape-retaining members.
行船において、該有人飛行船が、上記操縦者の人力によ
って駆動する推進手段を備えていることを特徴とするも
の。4. The manned airship according to any one of claims 1 to 3, wherein the manned airship is provided with propulsion means driven by human power of the operator.
記推進手段と該飛行船の飛行制御手段とがサイクロイダ
ル・プロペラであることを特徴とするもの。5. The manned airship according to claim 4, wherein the propulsion means and the flight control means of the airship are cycloidal propellers.
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