JPH05178293A - 羽ばたき飛行機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 従来のものより大型の羽ばたき飛行機をその
主翼を、羽ばたかせる事のみにより推力を得て飛行させ
る。 【構成】 弾性変形するスパー３の翼端側に駆動糸２を
付け、電動モータによって回転される糸巻きで前記駆動
糸２を引き、翼を打ち下ろし、次いで、該弾性変形する
スパー３の有する反発力によって翼を打ち上げるよう
に、羽ばたき翼を構成する。連続して翼を羽ばたかせる
ように、駆動糸２によって電動モータの回路を開閉する
ように構成する。前記羽ばたき翼が羽ばたき飛行機の主
翼となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、弾性変形可能なスパー
を有する羽ばたき翼を使った羽ばたき飛行機に関する。

【０００２】

【従来の技術】飛行機の胴体に対し翼根側を枢支させ、
翼根側の作用点に外力を加え、枢支点を中心に翼端側を
上下振動させる事で、推力を得る羽ばたき翼を持った飛
行機が従来より提供されている。一般にはこの従来の飛
行機は、両翼の翼根側同志をピン止めし、このピン止め
部を作用点とする事が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のこの種の飛行機
は、枢支点を作用点との間と、枢支点と翼端との間の寸
法比が大きく、飛行機に必要な推力を得るために翼端の
上下動を得るためには、作用点に加える外力を大きくし
なければならない。

【０００４】たとえば、動力源として電動モータを用い
る事が考えられるが、高トルクを得るようにする場合、
電動モータの減速比を大とすることから、電動モータの
出力軸にギヤを組み合わせた減速装置を直結する事が必
要となる。しかし、ギヤを組み合わせた減速装置は、飛
行機の重量を増加させるから、実際には、電動モータは
利用されず、ゴム動力に頼っている。

【０００５】ゴム動力を用いる場合、その動力に限界が
あることから、飛行機の大型化が望めず、電動モータを
利用することで飛行機の大型化への要望が強い。それ故
に、本発明は、電動モータを利用した大型の羽ばたき翼
を持つ飛行機を提案することを解決すべき課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前述した課題を
解決するために基本的には、翼の前縁に弾性変形可能な
スパーを配し、このスパーの両翼端側に糸巻きで減速し
た電動モータからの出力を加え、スパーを打ち下ろす手
段を採用する。

【０００７】より具体的には、本発明は、尾翼を有する
胴体前方部のスパン方向に延在する弾性材からなるスパ
ーおよび、前記胴体にその中央が固定された前記スパー
に張設され且つ前記胴体に支持された翼面膜とからなる
羽ばたき翼；前記胴体の前方部に支持された電動モー
タ；該電動モータの出力軸に連結された糸巻き；該糸巻
きに巻回され且つその各端が前記スパーの各翼端側にそ
れぞれ支持された駆動糸；および該駆動糸により前記ス
パーを打ち下ろす方向に弾性変形させるように前記電動
モータを動作させる装置を有する羽ばたき飛行機を提供
する。

【０００８】好ましくは、前記糸巻きの軸中心が前記胴
体の中心に位置し且つ前記スパーの下方に位置する。
又、前記スパーの翼端側は後方へ前記翼面膜により反ら
されている。

【０００９】より好ましくは、前記スパーの打ち上げ方
向の動きは前記スパーの弾力により成し、前記スパーの
固有振動数に前記モータの断続を同期させ、前記糸巻き
を前記スパーより前方に位置させる。又、前記尾翼を前
記胴体のピッチングを抑制するよう縦方向に振動させ
る。

【００１０】

【作用】電動モータをオンとさせ、その出力を糸巻きで
減速させる。この減速させた出力は、糸巻きに巻回され
た駆動糸を介して、翼のスパーに伝達され、該スパーを
打ち下ろす。スパーの打ち下げ状態が感知されると、電
動モータはオフ状態となり、スパー自身の弾性力により
スパーを打ち上げさせる。スパーの打ち上げ状態が感知
されると再び電動モータがオンとなり、前述の如く、ス
パーを打ち下ろしさせる。この動作を繰り返すことで翼
を羽ばたかせ飛行に必要な推力を得、飛行機を飛行させ
る。

【００１１】電動モータのオン・オフはスパーの固有振
動数に同期させると翼の質量を振動させるのに必要なエ
ネルギーを節約し効率を高め、推力を大きくする。

【００１２】糸巻きの中心を胴体の中心に位置させ、且
つスパーの下方に位置させると、翼を引くときに生ずる
横方向の力を打ち消し胴体及び翼根にかかる力を減ず
る。

【００１３】スパーの翼端側が後方へ翼面膜により反ら
されるように構成された翼は、翼後縁の横方向の張力が
高められ、空気の流れに抗して翼の迎え角を保つ働きが
強まり、推力をより多く発生する。

【００１４】糸巻きをスパーより前方に位置させ、駆動
糸を前方に引かせるようにすると、空気の流れに抗して
翼の迎え角を保つ働きが強まり、推力をより多く発生す
る。

【００１５】尾翼を胴体との接合軸を中心に縦方向に翼
の羽ばたきに同期して、胴体のピッチングを抑制するよ
う振動させることにより、胴体のピッチングの振動に費
やされるエネルギーを節約し、推力を大きくする。

【００１６】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
尾翼（１２）を備えた胴体（１１）のフレーム上部（１
１ｃ）に前縁スパー（３）を固着し、スパー（３）には
図６のように袋状に縫った翼面膜（４）を装着し胴体
（１１）前部に、糸巻き（５）、電動モータ（６）、及
びプーリ（７）を図４、及び図５のように配する。

【００１７】胴体１１は、炭素繊維の如き軽量にして高
強度の棒材を、台形に組んだ前部フレーム（１１ｂ）
と、その下部から後方に伸びる部分（１１ａ）、該部分
（１１ａ）より後方へと伸びる下部フレーム（１１
ｄ）、前部フレーム（１１ｂ）の上部より後方に伸びる
上部フレーム（１１ｃ）とを少なくとも有する。対の前
部フレーム（１１ｂ）間に第１のプレート（１３）を固
定し、前述の対の部分（１１ａ）間に別の第２のプレー
ト（１４）を固定する。さらに、前部フレーム（１１
ｂ）の外側に位置し、対の部分（１１ａ）と前部フレー
ム（１１ｂ）を結合する対の補強フレーム（１１ｅ）の
上部に第３のプレート（１５）を固定する。

【００１８】翼の前縁に配されるスパー（３）は、炭素
繊維の如き軽量にして高強度、高弾性率の棒材よりな
り、１本又はその中央部を接合したものである。スパー
（３）を第３のプレート（１５）に上反角を付けた形で
固定する。勿論、上部フレーム（１１ｃ）にも固定して
よい。

【００１９】図３に示す如き平面に裁断された布地、ス
ピンクロス等の材料からなる翼面膜（４）の前縁袋状部
（１６）にスパー（３）を通し、スパー（３）に後方へ
の反り、特に翼端側に後方への反りを与える。胴体（１
１）の上部フレーム（１１ｃ）により翼面膜（４）の側
縁を縫い付ける。かくして、翼後縁の横方向の張力を高
め翼の迎え角を保つことができる。このスパー（３）と
翼面膜（４）とよりなる翼は、前縁のスパー（３）の打
ち下ろしと打ち上げとにより羽ばたかせることができ
る。

【００２０】図４と図５を参照する。第２のプレート
（１４）上であって胴体（１１）の中心上に電動モータ
（６）を配し、その出力軸に糸巻き（５）を連結する。
スパー（３）の下方の糸巻き（５）の端部を第１のプレ
ート（１３）により回転自在に支持する。糸巻き（５）
に巻回された駆動糸（２）の端部をそれぞれスパー
（３）の翼端側に固定する。かくして、駆動糸（２）を
糸巻き（５）に巻回させた時、駆動糸（２）がスパー
（３）を打ち下ろす。打ち下ろされたスパー（３）は復
元力が強いので、本例ではスパー（３）の打ち上げは、
自己の弾性力によるものとする。このためスパー（３）
が打ち下ろされると、電動モータ（６）をオフ状態とさ
せ、自己の弾性力によるスパー（３）の打ち上げを可能
にさせる。

【００２１】第１のプレート（１３）と電動モータ
（６）側の部材との間のシャフト（１７）にプーリ
（７）を回転自在に支持する。このプーリ（７）に糸巻
き（５）からの駆動糸（２）の一方を、例えば、一回巻
きしてスパー（３）にその端部を固定させる。プーリ
（７）の側面に固定されたピン（８）を、電動モータ
（６）への電流を断続させるスイッチ（９）と対向さ
せ、プーリ（７）の一定回転角の動きに応じ、ピン
（８）がスイッチ（９）をオン・オフ可能とさせる。即
ち、駆動糸（２）によるスパー（３）の打ち下ろしが完
了した時ピン（８）がスイッチ（９）をオフとし、電動
モータ（６）を止め、スパー（３）の打ち上げを可能に
する。スパー（３）の打ち上げが完了するとピン（８）
がスイッチ（９）をオンとさせ、電動モータ（６）によ
るスパー（３）の打ち下ろしを再び開始させる。この作
業の繰り返しが翼の羽ばたきを連続的に行わせることに
なる。

【００２２】前述した如きスパー（３）の固有振動数
に、スパー（３）の打ち下ろしと打ち上げとを同期させ
るよう電動モータ（６）をオン・オフ（断続）させると
よい。

【００２３】一定の周波数で、電動モータ（６）と電池
をつないだ回路を開閉する電子回路を用いて糸巻き
（５）を断続的に回転させ、回路が閉じている間は、駆
動糸（２）を引いてスパー（３）を打ち下ろし、回路が
開いている間は、スパー（３）の有する弾性力によって
スパー（３）を打ち上げ、翼を一定の振動数で羽ばたか
せることもできる。

【００２４】

【発明の効果】糸巻きの径を小さくすることによって、
一回転当たりの駆動糸の引き量を少なくすることがで
き、糸巻きで該弾性変形するスパーを引いて羽ばたかせ
るはばたき機構は、軽量かつ高効率であるという条件を
満たしつつ、電動モータの回転数を、数１０〜１００分
の１という大減速比で羽ばたき振動数まで落とすことが
できる。

【００２５】両翼を一つの糸巻きからの駆動糸で引き、
糸巻きを中心に対称に動作を行わせると、機体にかかる
力を打ち消すことができ、重量の増加を抑える事ができ
る。

【００２６】羽ばたき周波数に合わせて尾翼を上下に振
動させれば、機体の振動を抑え、機体の振動によって失
われるエネルギーを節約し、推力効率を高める事ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例の羽ばたき飛行機の斜視図であ
る。

【図２】本発明の一例の羽ばたき飛行機の正面図であ
る。

【図３】一方の翼を示す平面図である。

【図４】糸巻き部分を示す側面図である。

【図５】糸巻き部分を示す正面図である。

【図６】スパーと翼面膜との断面図である。

【符号の説明】

２ 駆動糸 ３ スパー ４ 翼面膜 ５ 糸巻き ６ 電動モータ ７ プーリ ８ ピン ９ スイッチ １１ 胴体 １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ 胴体を構成
するフレーム １２ 尾翼 １３ 第１のプレート １４ 第２のプレート １５ 第３のプレート １６ 翼前縁袋状部 １７ シャフト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 尾翼を有する胴体前方部のスパン方向に
   延在する弾性材からなるスパーおよび、前記胴体にその
   中央が固定された前記スパーに張設され且つ前記胴体に
   支持された翼面膜とからなる羽ばたき翼；前記胴体の前
   方部に支持された電動モータ；該電動モータの出力軸に
   連結された糸巻き；該糸巻きに巻回され且つその各端が
   前記スパーの各翼端側にそれぞれ支持された駆動糸；お
   よび該駆動糸により前記スパーを打ち下ろす方向に弾性
   変形させるように前記電動モータを動作させる装置を有
   する羽ばたき飛行機。
2. 【請求項２】 前記糸巻きの軸中心が前記胴体の中心に
   位置し且つ前記スパーの下方に位置する請求項１記載の
   飛行機。
3. 【請求項３】 前記スパーの翼端側が後方へ前記翼面膜
   により反らされている請求項２記載の飛行機。
4. 【請求項４】 前記スパーの打ち上げ方向の動きは前記
   スパーの弾力により成し、前記スパーの固有振動数に前
   記モータの断続を同期させる請求項３記載の飛行機。
5. 【請求項５】 前記糸巻きが前記スパーより前方に位置
   する請求項３記載の飛行機。
6. 【請求項６】 前記尾翼を前記胴体のピッチングを抑制
   するよう縦方向に振動させる請求項４記載の飛行機。