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JP5871508B2 - Fluid machinery using parallel rotor blades - Google Patents
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JP5871508B2 - Fluid machinery using parallel rotor blades - Google Patents

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Description

本発明は、平行回転翼を利用した流体機械に関するものである。   The present invention relates to a fluid machine using parallel rotor blades.

左右軸周りに回転する円筒の稜線上に回転自在に取り付けた一本の翼を周期的に揺動させ
ながら基本的に平行回転させることにより鳥の羽ばたき運動が模擬できる。しかし、一本
の翼では回転バランスが崩れ、大きな振幅の脈動になってしまう。そこで、回転円筒上に
等分に配置した複数の回転翼が前の回転翼を1分割ピッチ遅れで追いかけて、一本の翼の
場合と同じ迎角変化をたどるようにした。こうすることにより、一本の翼の1往復の運動
を分割数倍の脈動に平準化できる。
A bird's flapping motion can be simulated by rotating a single wing that is rotatably mounted on a ridgeline of a cylinder that rotates about a left-right axis in a parallel manner while periodically swinging. However, the rotation balance is lost with a single wing, resulting in pulsation with a large amplitude. Therefore, a plurality of rotor blades equally arranged on the rotating cylinder follow the previous rotor blade with a delay of one division pitch, and follow the same angle-of-attack change as in the case of a single blade. By doing so, one reciprocating motion of one wing can be leveled into pulsations of several times the division.

この平行回転翼の原理については、特許文献4に示すように、1975年に、フランスで
特許出願されている。また、これを飛行機に応用した特許は、特許文献3に示すように、
1991年にフランス人によって日本に外国出願されている。
As for the principle of the parallel rotor blade, as shown in Patent Document 4, a patent application was filed in France in 1975. Moreover, the patent which applied this to the airplane is as shown in Patent Document 3,
In 1991, a French application was filed in Japan by a French.

平行回転翼の原理は、水流発電機/送水機、風力発電機/送風機、空中作業ロボット、船、
洋上滑空機、飛行機など、様々な流体機械に応用できるが、その中でも技術的に最も難し
い応用分野は飛行機である。そこで、本発明では、早めに技術的な課題を見つけ出すため
に、応用目標を飛行機に設定した。従って、以下の記述は、飛行機への応用の形で進める
。また、説明の容易のために、回転する回転翼の平行回転翼上の角度位置については、左
側面図における上向きの垂直線をゼロ度とし、前下げ回転方向を正と定義する。
The principle of parallel rotor blades is: water current generator / water feeder, wind power generator / blower, aerial work robot, ship,
Although it can be applied to various fluid machines such as offshore gliders and airplanes, the technically most difficult field of application is airplanes. Therefore, in the present invention, in order to find out a technical problem early, an application target is set to an airplane. Therefore, the following description proceeds in the form of application to airplanes. For ease of explanation, regarding the angular position of the rotating rotor blades on the parallel rotor blades, the upward vertical line in the left side view is defined as zero degrees, and the forward rotation direction is defined as positive.

人類は鳥の飛行原理を模擬して、飛行機とヘリコプターを発明し実用化してきた。しかし
、有史以来の開発テーマであった羽ばたき翼飛行機については、原理は発明されているが
まだ実用化できていない。
Mankind has invented and put into practical use airplanes and helicopters by simulating the flight principle of birds. However, the principle of the flapping wing airplane, which has been a development theme since long history, has been invented, but has not yet been put into practical use.

鳥の翼は肩の関節に結合された腕の部分と、その先の腕の関節に結合された手の部分と
から構成されている。鳥の羽ばたき運動中の腕と手は、肩の関節によって支えられて、前
後軸周りに往復ローリング回転をしながら、左右軸周りに往復ピッチング回転を、上下軸
周りに往復ヨーイング回転をしている。そして、この往復ローリング回転の間に、腕と手
の間にはピッチング回転角のズレによる捻りを発生している。この捻りがあるために、鳥
達は、腕の部分で主として揚力を、手の部分で主として推力を発生することができる。
The bird wing is composed of an arm part joined to the shoulder joint and a hand part joined to the arm joint ahead. The arms and hands during the flapping motion of the bird are supported by the shoulder joints, reciprocating rolling rotation around the front and rear axes, reciprocating pitching rotation around the left and right axes, and reciprocating yawing rotation around the vertical axis . During this reciprocating rolling rotation, a twist due to a pitching rotation angle shift occurs between the arm and the hand. Because of this twist, the birds can generate mainly lift at the arm and mainly thrust at the hand.

鳥達は、ジャンプ、羽ばたき、空中停止、弾道、滑空、汎翔、落下などの飛行モードを使
い分けて飛行している。この内の羽ばたきモードでは、翼は、主として、打ち下ろしと跳
ね上げの2ストロークの運動をしている。
Birds fly in different flight modes such as jumping, flapping, air suspension, ballistic, gliding, panshoring, and falling. In the flapping mode, the wing mainly moves in two strokes, down and up.

ヘリコプターは複数の翼を回転円面状に配置し、上下軸周りに回転させることにより空気
力を得ているが、これは、体を上に向けた姿勢で翼をひっくり返しながら前後に羽ばたく
ハチドリの翼の往復運動を回転運動に置換えて模擬しているように見える。
飛行機は高速で助走することにより静止翼で揚力を得て離陸しているが、推力は前後軸
回りに回転するプロペラによって得ている。この運動は、ハクチョウが翼の羽ばたき運動
と足の水かき運動によって推力を発生して加速して離水し、その後の翼の羽ばたき運動で
翼に揚力と推力を発生する動きを模擬しているように見える。
しかし、両者とも、周囲の気流とその変化をみると鳥達の翼の運動とは少し違っている。
The helicopter has a plurality of wings arranged in a rotating circle and is rotated around the vertical axis to obtain aerodynamic force. This is a hummingbird that flutters back and forth while turning its wings upside down. It seems that the reciprocating motion of the wing is replaced by a rotational motion.
Airplanes take off by taking up lift by stationary wings by running at high speed, but thrust is obtained by propellers rotating around the front and rear axes. This movement simulates the movement in which a swan generates thrust by the wing flapping movement and foot footing movement, accelerates and dewaters, and then generates wing lift and thrust by the wing flapping movement. appear.
However, both of them are a little different from the movement of the birds' wings in terms of the surrounding airflow and its changes.

平行回転翼では、左右軸を回転軸とする円筒面の稜線上に配置した複数の回転翼を、基本
的に平行を保ったまま、上・前・下・後の位置を追って回転させると、各回転翼には、上
にきた時に前進、前にきた時に打ち下ろし、下にきた時に後退、後にきた時に跳ね上げの
4ストロークの運動が発生する。この運動を利用して鳥の羽ばたき運動を模擬した平行回
転翼を応用した飛行機が、フランスで発明され、試作機まで作られたと聞いている。しか
し、その後のニュースが聞かれないので、実用化のプロセスは進んでいないと推測される
In parallel rotor blades, when rotating a plurality of rotor blades arranged on the ridge line of the cylindrical surface with the left and right axis as the rotation axis, following the positions of the upper, front, lower, and rear, while maintaining basically parallel, Each rotor blade has a four-stroke motion that moves forward when it comes up, down when it comes forward, retracts when it comes down, and springs up when it comes back. I have heard that an airplane using parallel wings that imitates the flapping motion of birds using this movement was invented in France and even made a prototype. However, since the subsequent news is not heard, it is speculated that the process of practical use has not progressed.

特許文献2では、歯車機構により、複数の回転翼に基本的に平行運動をさせながら、回転
に同期した揺動運動を重ねて回転羽ばたき運動を発生させる機構が示された。
Patent Document 2 discloses a mechanism that generates a flapping motion by overlapping a rocking motion synchronized with rotation while causing a plurality of rotor blades to basically perform a parallel motion by a gear mechanism.

また、特許文献1では、特許文献2の発明をベースに検討を重ねた結果、飛行機に応用さ
れた平行回転翼には、運転条件により過大なピッチング回転モーメントが発生する問題が
あることが明らかにされた。そして、その問題に対する具体的な解決策の一つが示された
。また、従来の飛行機と比較して、静的安定性を確保するための機能要件が検討され、追
加すべき機能が示された。
その後、特許文献1で示された機能構成案の検証と基礎的な設計検討を進めながら、平行
回転翼飛行機の商品化の可能性と発展性についても検討を重ねてきた。その結果を、本明
細書に纏めた。
Further, in Patent Document 1, as a result of repeated studies based on the invention of Patent Document 2, it is clear that the parallel rotor blade applied to the airplane has a problem that an excessive pitching rotational moment is generated depending on operating conditions. It was done. One specific solution to the problem was presented. Compared with conventional airplanes, functional requirements for ensuring static stability were examined and functions to be added were shown.
After that, while proceeding with the verification of the functional configuration proposal and the basic design study disclosed in Patent Document 1, the possibility and development of commercialization of parallel rotorcraft have been studied. The results are summarized in this specification.

特許文献1までは飛行機とのラフな比較から商品構想と技術構想を描いていた。この段階
では、回転翼により発生できる空気力の計算値を踏まえて、重量を半減した軽乗用車を軽
飛行機の半分程度の主翼スパンの平行回転翼で離陸させることができると推定していた。
しかし、その後は、商品構想を形状模型により、技術構想を部分的な機能模型により検証
しながら、基礎設計のための設計構想を練り直してきた。
Until patent document 1, the product concept and the technical concept were drawn from the rough comparison with the airplane. At this stage, based on the calculated value of the aerodynamic force that can be generated by the rotor blades, it was estimated that a mini passenger car with half the weight could be taken off by parallel rotor blades with a main wing span of about half that of a light aircraft.
However, after that, we have refined the design concept for the basic design while verifying the product concept with the shape model and the technical concept with the partial functional model.

平行回転翼を回転すると複数の回転翼が上下と同時に前後にも往復運動をする。この複合
運動は鳥の羽ばたき運動の中にも含まれているが、その運動軌跡は少し違っている。即ち
、鳥の羽ばたき運動における翼の動きは、上下に大きく1往復する間に、前後に小さく2
往復する8の字運動になっている。従って、鳥の8の字往復羽ばたき運動と平行回転翼の
円回転羽ばたき運動との間には、無視できない原理的な違いがある。即ち、平行回転翼で
は、回転翼が一定の公転半径で回転するため、前進、打ち下ろし、後退、跳ね上げの4ス
トロークが同じ回転速度を持って進む。そのために、運転条件によっては過大なピッチン
グ回転モーメントが平行回転翼に発生してしまう。これは8の字往復運動を円回転運動に
置換えたことに起因する、鳥には発生しない現象なので、技術的な手段を講じて解決する
必要がある。
When the parallel rotor blades are rotated, the plurality of rotor blades reciprocate back and forth at the same time as the top and bottom. This combined movement is also included in the bird flapping movement, but the movement trajectory is a little different. In other words, the movement of the wing in the flapping movement of the bird is reduced by 2
It is a figure 8 movement that reciprocates. Accordingly, there is a fundamental difference between the bird's figure 8 reciprocating flapping motion and the circular rotational flapping motion of the parallel rotor blade that cannot be ignored. That is, in the parallel rotary blade, since the rotary blade rotates with a constant revolution radius, the four strokes of forward movement, downstroke, backward movement, and jumping up have the same rotational speed. For this reason, an excessive pitching rotational moment is generated in the parallel rotor blades depending on the operating conditions. This is a phenomenon that does not occur in birds due to the replacement of the figure 8 reciprocating motion with a circular rotational motion, so it is necessary to take technical measures to solve it.

一方、前進飛行中には、前進ストロークの回転翼に回転速度と飛行速度を加えた大きな相
対速度が発生するため、大きな空気力が発生する。これは、鳥には期待できない、平行回
転翼飛行機の大きな魅力である。
On the other hand, during forward flight, a large relative speed is generated by adding the rotational speed and the flight speed to the rotor blades of the forward stroke, and thus a large aerodynamic force is generated. This is a great attraction of a parallel rotorcraft that cannot be expected from birds.

平行回転翼飛行機の特徴を明らかにするためには、静止翼にプロペラを加えた飛行機と、
ヨーイング回転翼に横向きの回転尾翼を加えたヘリコプターと、平行回転翼飛行機の3者
の間で飛行メカニズムの違いを比較する必要がある。更に、鳥の羽ばたき翼と平行回転翼
飛行機の平行回転翼の間でメカニズムの違いを確認する必要がある。
In order to clarify the characteristics of the parallel rotary wing airplane, an airplane with a stationary wing plus a propeller,
It is necessary to compare the difference in flight mechanism between a helicopter with a sideways rotating tail and a yawing rotor and a parallel rotor aircraft. Furthermore, it is necessary to confirm the mechanism difference between the flapping wings of a bird and the parallel rotating wings of a parallel rotating wing airplane.

飛行動作を見ると、飛行機はハクチョウの様であり、ヘリコプターはハチドリの様である
。鳥類の中ではハクチョウは最重量級を、ハチドリは最軽量級を代表する種であるが、こ
れらで鳥達の全てを代表している訳ではない。重さでみると、この間には、スズメ、ハト
、タカ、サギ、カモと、数えきれないほど多くの多彩な鳥達がおり、それぞれが独特の飛
行術を駆使して空を泳いでいる。そして、これらは全て、羽ばたき翼という同じ原理から
進化した特徴ある機構を持っていて、ヘリコプターのように舞い上がり、飛行機のように
飛行している。図43を見よ。
Looking at the flight movement, the airplane looks like a swan and the helicopter looks like a hummingbird. Among birds, swans represent the heaviest class and hummingbirds represent the lightest class, but these do not represent all of the birds. In terms of weight, there are countless variety of birds, such as sparrows, pigeons, hawks, herons, and ducks, each of which swims in the sky using their unique flying techniques. And they all have a distinctive mechanism that evolved from the same principle of flapping wings, soaring like a helicopter and flying like an airplane. See FIG.

飛行機はプロペラの推力で機体を加速し、流入する気流によって静止翼に揚力を発生させ
て飛行している。ヘリコプターは竜巻を逆さまにしたような気流を吹き降ろし、その反力
で飛行している。両者とも、人類が発明した最高傑作であるが、これらだけでは、ピンポ
イントから舞い上がり、羽ばたき、風に乗って帆翔する鳥達のように自在に飛行モードを
切り替えて飛行する機能は模擬できていない。
最近は日本でトンボの羽ばたき翼の空気力学の研究が盛んになり、その商品開発への応用
も始まっているので、一例を揚げておく。この分野の研究は、今後の平行回転翼の解析に
も応用できそうである。非特許文献1を見よ。
Airplanes are accelerated by propeller thrust, and fly by generating lift in stationary wings with the inflowing airflow. The helicopter blows down an airflow that looks like a tornado turned upside down and flies with its reaction force. Both are the masterpieces invented by mankind, but with these alone, the function of flying freely by switching the flight mode like birds flying from pinpoint, flapping and riding on the wind can be simulated. Absent.
Recently, research on the aerodynamics of dragonfly flapping wings has become active in Japan, and its application to product development has begun. Research in this field is likely to be applicable to future analysis of parallel rotor blades. See Non-Patent Document 1.

2011年3月11日に東日本大震災が発生し、地震に起因して、津波と原発事故が発生
し、戦後最大の災害となり、死者と行方不明者の合計は3万人弱に上った。急速な復興が
図られる中で、2度と同じ災害を繰り返さないために、今回の災害を教訓にした様々な対
策が講じられようとしている。しかし、今回の被災状況を見ると、自動車、船、飛行機、
ヘリコプターなどの既存の移動手段は殆ど無力であった。50年掛けてでも、鳥達のよう
にピンポイントで離陸して飛行に移れる、安価で実用的な飛行機を開発できないだろうか
。今回の悲惨な被害をインパクトに、平行回転翼飛行機の商品構想を描き直しているが、
平行回転翼飛行機には実用化の前例が無いので先行商品は参照できない。そこで、今の段
階では、商品構想を幾つかの切り口で切った商品アイデアの記述の形で描いておく。
The Great East Japan Earthquake occurred on March 11, 2011, and the tsunami and nuclear accident occurred due to the earthquake, making it the biggest disaster after the war, and the total number of dead and missing persons reached nearly 30,000. In the midst of a rapid recovery, various measures based on the lessons learned from this disaster are being taken so as not to repeat the same disaster. However, looking at the disaster situation this time, cars, ships, airplanes,
Existing transportation means such as helicopters were almost powerless. Isn't it possible to develop an inexpensive and practical airplane that can take off and move to a pinpoint like a bird even after 50 years? The impact of this tragic damage has been redrawn on the product concept of a parallel rotorcraft.
There is no precedent for practical application to parallel rotorcraft, so the preceding products cannot be referenced. Therefore, at this stage, the product concept is drawn in the form of a description of the product idea cut in several ways.

1.定点垂直離陸と定点傾斜離陸と滑走離陸の間で色々な方法で離陸できる平行回転翼飛
行機
水面を助走して離陸する最重量級の鳥のハクチョウは飛行機に似ている。花を吹き飛ば
さずに精度良く空中に停止して蜜を吸う最軽量級の鳥のハチドリはヘリコプターに似てい
る。しかし、飛行機やヘリコプターは、発生する気流をみると、鳥達とは同じとは言えな
い。飛行機とヘリコプターは機械としては確かに合理的で高性能であるが、飛行機は10
0m/s(時速で360km/h)の助走を必要とし、ヘリコプターは、竜巻を逆さまにし
たような風を吹き降ろして、その反動で空中に舞い上がっている。これに対して、多くの
鳥達は羽ばたきながらジャンプして離陸し、羽ばたき翼で空中に泳ぎ出し、相対気流に乗
って飛行する。平行回転翼飛行機は、理論上は、ヒバリのように、平行回転翼によって周
囲の空気を前方から吸い込み斜め後方に吹き出して定点離陸し、空中で停止し、飛行に移
れる。助走できる場合は、その速度の分だけ平行回転翼の回転速度は小さくできる。平行
回転翼飛行機は、定点垂直離陸もできるが、時と場合に応じて、傾斜離陸や助走離陸を自
由に選べる。
1. A parallel rotary wing airplane that can take off in various ways between fixed-point vertical take-off, fixed-point tilt take-off and sliding take-off. The heaviest bird swan that runs off the water surface takes off. The lightest-weight bird hummingbird that stops in the air and sucks nectar without blowing flowers is similar to a helicopter. However, airplanes and helicopters are not the same as birds when you look at the airflow they generate. Airplanes and helicopters are certainly reasonable and high performance machines, but airplanes are 10
The helicopter is required to run at 0 m / s (360 km / h per hour), and the helicopter blows down the wind like a tornado upside down and soars into the air. In contrast, many birds jump and take off while flapping, swim into the air with their flapping wings, and fly in a relative airflow. Theoretically, the parallel-rotor wing airplane, like a hibari, sucks the surrounding air from the front by the parallel rotor wing, blows it obliquely backward, takes off at a fixed point, stops in the air, and moves to flight. If it is possible to run up, the rotational speed of the parallel rotor blade can be reduced by that speed. Parallel rotary wing airplanes can also perform fixed-point vertical take-off, but they can choose between take-off and run-off take-off according to time and circumstances.

ハクチョウとハチドリの両極端の間には、定点静止、ジャンプ、飛び込み、数歩の助走な
ど、様々な始動手段を併用して羽ばたいて離陸する鳥達がいる。離陸は、鳥達にとっては
、地上の天敵から逃れるための命掛けの技である。腹に張り付いていて見えない鳥達の腿
には、一見、理解し難い程に大きな筋肉が付いている。そんな鳥達のように、様々な離陸
方法を臨機応変に使い分けられるのが平行回転翼飛行機の特徴の一つである。
Between the two extremes of swan and hummingbirds, there are birds that flapping and taking off by using various starting means such as fixed point stationary, jumping, jumping in, and several steps of approaching. Takeoff is a life-threatening technique for birds to escape from natural enemies on the ground. The thighs of the birds that are stuck on the belly and are not visible have large muscles that are difficult to understand at first glance. Like these birds, one of the features of parallel rotary wing airplanes is that they can use various takeoff methods as needed.

2.オートローテーション操作によってカラスのように軟着陸できる平行回転翼飛行機
軽飛行機は、エンジンが故障した時には滑空しながら滑走路を探し、飛行速度を限界速
度にまで落として着地し、滑走して停止できる。一方、ヘリコプターはエンジンが停止し
た時には、降下中に回転翼の中心部に下から入る気流でローターを回転させ、そのロータ
ーで外周部に上部から流入する空気を切って揚力を発生させるオートローテーション操作
により降下速度を調節して最寄りの空き地に軟着陸できる。
2. A parallel rotary wing airplane light aircraft that can land softly like a crow by autorotation operation can search for a runway while gliding when the engine breaks down, land at a flying speed reduced to the limit speed, and can stop by sliding. On the other hand, when the engine stops, the helicopter rotates the rotor with the airflow entering from the bottom into the center of the rotor blades while descending, and the rotor rotates the air flowing from the top to the outer periphery, generating lift. You can adjust the descent speed and softly land on the nearest vacant land.

これに対し、平行回転翼飛行機は、エンジンが故障した時には、回転翼に入る気流による
平行回転翼の空転状態を操作して、速度や高さのエネルギーを回収して飛行速度と平行回
転翼の回転速度の調節に利用しながら滑走路や空き地に着陸することができる。着陸の瞬
間には機体を起こして降下速度を一瞬ゼロにしてカラスのようにピンポイントで軟着陸す
ることもできる。
On the other hand, a parallel rotorcraft controls the flight speed and the energy of the parallel rotor by recovering the energy of speed and height by manipulating the idling state of the parallel rotor by the airflow entering the rotor when the engine breaks down. You can land on the runway and vacant land while using it to adjust the rotation speed. At the moment of landing, you can wake up the aircraft and make the descent speed zero for a moment, and you can pinpoint softly like a crow.

3.緊急時には水面に着水し、暫く浮いて救助を待てる平行回転翼飛行機
平行回転翼飛行機も事故時には緊急着陸しなければならないので、地上に着陸点が見つ
からない時は洋上にも着水しなければならない。最近の自動車の車体は水密性が高く、濁
流に飲み込まれても暫くは浮いている。洋上不沈化の可能性を見ようとすると、先ずは、
自動車の車体構造をベースに改造する試作を考えてしまう。閉断面骨格部材のシール性能
を向上させ、ドアー構造のシール性を高め、ドアーガラスを樹脂化し、床や壁の空間には
発泡材を詰めて、内装クッション材は全て独立発泡材料に変え、電気自動車の動力用バッ
テリーなどの重い搭載ユニットはできるだけ中央寄りにレイアウトする。そんな自動車ベ
ースの改造試作はアイデア項目の効果の確認には確かに有効であろう。
3. Parallel rotary wing airplane that can land on the surface in the event of an emergency and float for a while to wait for rescue The parallel rotary wing airplane must also make an emergency landing in the event of an accident, so if you do not find a landing point on the ground, you must also land on the ocean Don't be. The car body of recent automobiles is highly water-tight and floats for a while even if swallowed by muddy flow. First of all, to see the possibility of non-sedimentation at sea,
Think of a prototype that remodels the body structure of an automobile. Improve the sealing performance of closed-section frame members, improve the sealing performance of the door structure, convert the door glass to resin, fill the floor and wall spaces with foam, and change all the interior cushioning materials to independent foam materials. Lay heavy load units such as power batteries in as close to the center as possible. Such a car-based remodeling prototype is certainly effective in confirming the effect of the idea item.

しかし、自動車と平行回転翼飛行機とでは、哺乳類と鳥類の比較から類推できるような軽
量化へのチャレンジに違いがあり、基本的に重量の半減を前提条件にするので、自動車ベ
ースの改造試作が平行回転翼飛行機の量産設計には結び付くとは考え難い。
平行回転翼飛行機の機体設計へのチャレンジは、不沈化部品を構造部材とするカヤックの
ような新しい機体構造概念の構築から始めなければならない。不時着時の浸水破損防止と
数日間の不沈化は、厳しい軽量化目標を達成する機体開発プロセスの要件としなければな
らないので、先行して技術構想を開発するプロセスの設定が必要になる。
However, there is a difference in the challenge of weight reduction, which can be inferred from the comparison between mammals and birds, between automobiles and parallel rotorcraft. It is unlikely to be linked to the mass production design of parallel rotorcraft.
The challenge of airframe design for a parallel rotorcraft must begin with the construction of a new airframe structure concept, such as a kayak that uses unsettled parts as structural members. Prevention of inundation damage during emergency landing and non-sedation for several days must be a requirement of the aircraft development process that achieves a strict weight reduction target, so it is necessary to set up a process for developing the technical concept in advance.

4.公道を走行できる平行回転翼飛行機
東北関東大震災では多くの人達が自動車で避難しようとして渋滞に巻き込まれて津波に
飲み込まれた。沿岸にはもう人は住めないとは言うものの、河口の平野での農作業は止め
られない。水産関係の仕事では港を離れることはできない。仕事には自動車で通勤しても
津波の時には待った無しに高台に逃げなければならない。従ってこの地方の通勤用自動車
には翼を付なければならない。
4). Parallel rotary wing airplane that can run on public roads In the Great Tohoku Kanto Earthquake, many people were involved in traffic jams and swallowed by tsunamis trying to evacuate by car. Although we can no longer live on the coast, farming in the plains of the estuary cannot be stopped. You cannot leave the port for fisheries-related work. Even if you commute to work by car, you must escape to the hill without waiting in the tsunami. Therefore, the local commuter cars must have wings.

一方、平行回転翼飛行機を将来の交通手段とするためには、自動車社会とのマッチングを
図る必要があるが、これは容易ではない。これまでの商品構想では、仮に、機体は4人乗
りの軽乗用車並みと想定してきたが、現行の公道の法規要件の下では、この機体で平行回
転翼飛行機にすることは極めて困難であることが分かってきた。
自動車として公道を自走できるためには、現行の法規上では機体幅を2.5m以下に納め
なければならない。しかも、操縦安全性を考えると、機体幅は、現在の乗用車の幅に相当
する1.8m以下としなければ実用性はない。
On the other hand, in order to use a parallel rotorcraft as a future means of transportation, matching with the automobile society is necessary, but this is not easy. In the previous product concept, it was assumed that the aircraft was the same size as a four-seater mini passenger car, but under the current public road legal requirements, it would be extremely difficult to make this aircraft a parallel rotorcraft. I understand.
In order to be able to run on public roads as an automobile, the width of the aircraft must be less than 2.5m under the current regulations. Moreover, in view of handling safety, there is no practicality unless the fuselage width is 1.8 m or less corresponding to the width of the current passenger car.

最近は世界中で「空飛ぶ自動車」の試作研究が盛んになってきているが、2010年に米
国でテスト飛行に成功した「空飛ぶ自動車」は、公道走行時には主翼を2段に折り畳む設
計になっている。そして、F1レーサーのように前方翼と後方翼を付けている。翼を畳ん
だ状態でガレージから滑走路へ移動し、翼を展開して軽飛行機に変身し、滑走して離陸す
るコンセプトである。
平行回転翼飛行機を緊急時に路上から定点離陸できる「空飛ぶ自動車」に応用することは
できないか。どの様に公道の法規要件を変えたらその可能性が出てくるか。翼の付いた自
動車での津波からの避難を可能にするにはそこまで踏み込んで考えてみる必要がある。自
動車の使用状況をみると、1人で乗っている場合が大半である。そこで、平行回転翼飛行
機の「空飛ぶ自動車」の商品構想は、「緊急時には最寄りの駐機場から定点離陸でき、ド
ライバーと荷物または1名のパッセンジャーを乗せられる平行回転翼飛行機」に修正した
。公道上での機体副は5.0m以内で、7.0m幅の広幅道路であれば自動車並の速度と
操縦性で走行でき、機体総重量は300程度と想定した。
平行回転翼飛行機は、人が平行回転翼に接触する危険を避けるために、路上では平行回転
翼を停止して、30km/h以下の速度で車輪走行し、それ以上の速度では平行回転翼で
も駆動して走行する。離着陸には10.0m幅の許可された公道や最寄りの駐機場や小空
港や広幅道路やビルの屋上ヘリポートを利用する。
Recently, prototype research on “flying cars” has become active all over the world, but the “flying cars” that succeeded in test flight in the United States in 2010 are designed to fold the wings in two stages when driving on public roads. It has become. And the front wing and the back wing are attached like F1 racer. The concept is to move from the garage to the runway with the wings folded up, unfold the wings, transform into a light aircraft, and skate and take off.
Isn't it possible to apply it to a “flying car” that can take off a parallel-rotating wing airplane at a fixed point from the road in an emergency? How do you see the possibility of changing the legal requirements of public roads? To make it possible to evacuate from a tsunami in a car with wings, it is necessary to think deeply. Looking at the usage of automobiles, most people ride alone. Therefore, the product concept of the “flying car” parallel rotary wing airplane was revised to “a parallel rotary wing airplane that can take off at a fixed point from the nearest parking lot and carry a driver and luggage or one passenger in an emergency”. On the public road, the side of the fuselage was 5.0m or less, and if it was a 7.0m wide road, it was possible to drive at the speed and maneuverability of a car, and the total weight of the fuselage was assumed to be about 300.
In order to avoid the danger of humans coming into contact with the parallel rotor blades, the parallel rotor aircraft stops on the road and travels at a speed of 30 km / h or less. Drive and run. For take-off and landing, use a 10.0m-wide permitted public road, the nearest parking lot, a small airport, a wide road, and a rooftop heliport of the building.

自動車の限界を超えたいという現代人の夢には捨てがたいものがあり、自動車の未来技術
として研究を進めるのも面白い。自動車は高速走行ではダウンフォースを発生させて浮き
上がりを防止しているが、平行回転翼飛行機は平行回転翼で発生する揚力を制御してタイ
ヤ―に最適な接地荷重を掛けながら、平行回転翼と車輪の推力で駆動して滑走する。姿勢
は平行回転翼と補助翼によって制御され、カーブでは機体を内側に傾ける。走行の操縦は
ステアリング機構による。
The dream of modern people who want to exceed the limits of automobiles is something that can't be thrown away, and it is also interesting to advance research as a future technology for automobiles. Automobiles generate downforce at high speeds to prevent lift, but parallel-rotor airplanes control the lift generated by parallel-rotor blades and apply the optimum grounding load to the tires. Drive with the thrust of the wheel and slide. The attitude is controlled by parallel rotor blades and auxiliary wings, and the aircraft is tilted inward on the curve. Driving is controlled by a steering mechanism.

5.最高飛行速度を500km/hにした平行回転翼飛行機
軽飛行機の速度は音速が限度であるが、ヘリコプターの速度はローターの原理から音速
の半分が限度である。平行回転翼飛行機は、飛行中は飛行機であるため、原理的には音速
に近い900m/h程度にまで飛行速度を上げられる。しかし、実際には、利便性と操縦
の容易さを重視して、将来の超新幹線並みの速度である500km/hで十分であろう。
最寄りの駐機場や小空港やヘリポートや水上ヘリポート(無形の指定スペース)を利用
して離着陸し、海、森林、草原、砂漠などの上空に設定した無形のスカイウエー網を利用
すれば、過疎地や離島へも縦横無尽に飛行できる。
5. Parallel rotorcraft with a maximum flight speed of 500 km / h The speed of light aircraft is limited to the speed of sound, but the speed of helicopters is limited to half the speed of sound due to the principle of the rotor. Since a parallel rotary wing airplane is an airplane during flight, in principle, the flight speed can be increased to about 900 m / h, which is close to the speed of sound. However, in reality, 500 km / h, which is the same speed as the future Shinkansen, will be sufficient, with an emphasis on convenience and ease of handling.
Take off and land using the nearest parking lot, small airport, heliport or water heliport (intangible designated space) and use the intangible skyway network set above the sea, forests, grasslands, deserts, etc. You can fly to the remote islands in all directions.

6.タカのように強力な翼を持ち、多様な空中作業ができる平行回転翼飛行機
タカは、力強く羽ばたいて飛行中の鳥に追いつき、足で肩の関節を外して飛行能力を奪
って落下させて捕捉する。ワシ・タカ類は鳥の中で最も優れた飛行能力を持ち、食物連鎖
の頂点に立っている。タカは通常の飛行では省エネ飛行に徹しているが、攻撃するときに
は、強力な筋肉を働かせる。空中作業用平行回転翼飛行機は、多様なモードの飛行だけで
なく、タカのようにコンパクトな機体でありながら高い機動力を持ち、様々な作業能力を
付加できるように設計したい。飛行機やヘリコプターには、出来そうで出来ない作業が沢
山あるが、その多くが平行回転翼飛行機に期待される空中作業となる。
平行回転翼で発生される空気力は平行回転翼の回転速度の二乗に比例する。従って、軽量
な機体と高い回転速度をもった平行回転翼は、多様な空中作業を可能にする。それには、
平行回転翼の軽量化と高速化と同時に、軽量でコンパクトで強力なモーターと電池の調達
が重要な課題となる。
6). A parallel rotary wing airplane hawk that has powerful wings like a hawk and can perform a variety of aerial work, catches a flying bird by catching a powerful bird, removes the joint of the shoulder with the foot, drops the flight ability and captures it To do. Eagles and hawks have the best flying ability of birds and are at the top of the food chain. Taka is devoted to energy-saving flight in normal flight, but uses powerful muscles when attacking. I want to design an aerial work parallel rotary wing airplane that not only flies in various modes, but also has a high mobility while being a compact aircraft like a hawk, and can add various work capabilities. Airplanes and helicopters have a lot of work that seems to be impossible, but most of them are aerial work expected of parallel rotorcraft.
The aerodynamic force generated by the parallel rotor blades is proportional to the square of the rotational speed of the parallel rotor blades. Therefore, the lightweight airframe and the parallel rotary wing having a high rotation speed enable various aerial operations. To do that,
At the same time as reducing the speed and speed of parallel rotor blades, the procurement of lightweight, compact and powerful motors and batteries is an important issue.

7.トンビのように風のエネルギーを利用して汎翔できる平行回転翼飛行機
トンビは上昇気流を捉えて、羽ばたかずに旋回上昇を繰り返して、その後、別の上昇気
流のある場所へ高度を下げながら滑空して移動する。トンビは、最高の飛行性能を持つワ
シ・タカ類の一種であるが、汎翔と滑空を繰り返して風から貰ったエネルギーを位置エネ
ルギーに変換して蓄積し、エネルギーを殆ど使わずにどこまでも飛行してゆける。
しかし、汎翔できない鳥も多い。汎翔の可否は日常的に発生する程度の低速の上昇気流で
体重を支える揚力を発生できる高性能の翼を獲得できているかどうかに掛かっている。ト
ンビは、0.3平米程度の翼で、日常的に得られる5〜10m/s程度の上昇気流で、1キログラム程度の体重を支える揚力を得ているので、このような低速でも翼面加重は3キログラム/平米程度が確保されていると推定される。従って、トンビ並みの翼面加重の翼を持つ平行回転翼飛行機ができれば、トンビのように帆翔できることになる。
一方、帆翔できる飛行機としてはグライダーやパラグライダーがあるが、機体重量は極め
て軽く、長大な主翼スパンと大きな翼面積を持っている。軽く、翼面積が大きく、空力抵
抗の小さい翼を獲得することも帆翔を可能にする方向であるが、このような高性能な翼を
獲得するには桁外れの資金と努力が必要になる。従って、このような贅沢な仕様はスポー
ツ用の平行回転翼飛行機に限られよう。
7). A parallel rotary wing airplane that can spread using wind energy like a tonbi, a tonbi captures the updraft and repeats swirling without flapping, then glides while lowering the altitude to a place with another updraft Then move. A tonbi is a kind of eagle and hawk with the best flight performance, but it repeats pan-sho and glide to convert energy accumulated from the wind into potential energy, accumulates it, and flies almost without using much energy. I can go.
However, there are many birds that cannot be swung. The availability of pansho depends on whether or not high-performance wings capable of generating lift that supports weight with a low-speed updraft that occurs on a daily basis are acquired. The tonbi is a wing of about 0.3 square meters and has a lift force that supports a weight of about 1 kilogram with a daily uplift of about 5-10 m / s. Is estimated to be about 3 kilograms per square meter. Therefore, if a parallel rotary wing airplane with wing surface weight wings similar to that of a tonbi can be produced, it can sail like a tonbi.
On the other hand, there are gliders and paragliders that can sail, but the weight of the aircraft is extremely light, and it has a long main wing span and a large wing area. Acquiring a wing that is light, has a large wing area, and has low aerodynamic resistance is also a way to enable sailing, but to acquire such a high-performance wing requires extraordinary funds and efforts. Therefore, such luxury specifications will be limited to sports parallel rotorcraft.

平行回転翼飛行機が平行回転翼の回転を停止して滑空するときの回転翼の翼面積は、回転
翼ピッチ円径の翼弦の翼を3枚重ねた複葉翼に相当するが、風を受けて空転する時にはオ
ートローテーション効果も利用できるので、発生できる揚力はそれ以上にできる。従って
、平行回転翼飛行機の平行回転翼のスパンは飛行機の静止翼のスパンと比べて半減できる
。帆翔性能の獲得は平行回転翼飛行機にとって最も大きな技術的チャレンジであるが、ワ
シ・タカ類は進化の過程で、大形の水鳥のように翼面積の拡大の方向に走らずに、別の方
向で帆翔を可能にするための課題をクリヤーして、鳥類の王者の地位を獲得している。
The wing area of a rotating wing when a parallel rotating wing airplane slid by stopping the rotation of the parallel rotating wing is equivalent to a double leaf wing with three wings of a chord with a diameter of the rotating wing pitch. Since the autorotation effect can also be used when idling, the lift that can be generated can be further increased. Therefore, the span of the parallel rotor of the parallel rotor plane can be halved compared to the span of the stationary vane of the airplane. Acquiring sail performance is the biggest technical challenge for parallel-wing aircraft, but the eagle and hawk do not run in the direction of expansion of the wing area like a large waterfowl. Clear the challenges to enable sailing in the direction and gain the title of the bird king.

8.駐機中に回生モーターを利用して風力発電できる平行回転翼飛行機
太陽の位置が南北に移動すると、太陽の恵みである餌の繁殖場が南北にシフトするので
、鳥達は餌を求めて渡りを敢行する。これに対して、飛行機やヘリコプターは地球に蓄積
された化石燃料を消費して飛行している。これからの交通手段には、地球環境の持続的可
能性への寄与が求められているが、20年後に世に出す商品にはそれへの対応が前提条件
となろう。
8). When the position of the sun, which is a parallel rotary wing airplane that can generate wind power using a regenerative motor while parked, moves from north to south, the breeding ground for food, which is the blessing of the sun, shifts from north to south. Dare. In contrast, airplanes and helicopters consume fossil fuel accumulated on the earth and fly. The future means of transportation are expected to contribute to the sustainability of the global environment, but it will be a prerequisite for products that will be released in the next 20 years.

平行回転翼は小さな受風面で強い風を起せるコンパクトな送風機である。これを逆に使え
ば、駐機中に風力発電できる。発電された電力は自分のバッテリーに蓄電するだけでなく
、余剰分は駐機場の電池にも蓄えられる。平行回転翼を応用すれば、太陽エネルギーの変
形である風を利用して、化石燃料の補給なしに飛行と駐機を繰り返して、ゆっくりで良け
れば地球を渡り歩くことも可能になるかも知れない。
そのためには、平行回転翼駆動の電動化が前提になるが、最近、本格化している自動車の
電動化の動きは大いに期待される。自動車の電動化を踏まえた超軽量パワーユニットの開
発は、平行回転翼飛行機にとって最も重要な技術開発課題になる。
A parallel rotor blade is a compact blower that can generate a strong wind with a small wind-receiving surface. If this is used in reverse, wind power can be generated while parked. The generated power is not only stored in its own battery, but the surplus is also stored in the parking lot battery. By applying parallel rotor blades, it may be possible to use the wind, which is a modification of solar energy, to fly and park without fossil fuel supply, and to move around the earth if it is slow.
For that purpose, the electrification of parallel rotor blade drive is a premise, but the movement of electrification of automobiles that has been in full swing recently is highly expected. The development of ultralight power units based on the electrification of automobiles is the most important technical development issue for parallel rotorcraft.

9.平行回転翼をフライホイールにして慣性回転エネルギーを蓄えられる平行回転翼飛行

平行回転翼で発生される空気力は平行回転翼の回転速度の2乗と迎角の積に比例する。
従って同じ空気力を発生するのに回転速度を上げて迎角を小さくしてもよいが、回転速度
を下げて迎角を大きくしても良い。図44を見よ。
この性質を利用すると、減速時に発生する制動トルクで平行回転翼の回転速度を上げなが
ら迎角を小さくすることによって必要な揚力を維持したまま、制動エネルギーを平行回転
翼の慣性回転エネルギーに変換して蓄えることができる。
回生モーターで発電したエネルギーを電池に蓄えることは化学反応なので瞬時には効率良
く増減できない。その点、慣性回転エネルギーであれば、瞬時に効率良く変換できる。着
陸時に高速回転している平行回転翼の回転エネルギーは、着陸後、速やかに回生モーター
によって制動されて回収される。
9. Parallel rotary wing airplane that can store inertial rotational energy using a parallel rotary wing as a flywheel Aerodynamic force generated by a parallel rotary wing is proportional to the product of the square of the rotational speed of the parallel rotary wing and the angle of attack.
Therefore, to generate the same aerodynamic force, the angle of attack may be reduced by increasing the rotational speed, but the angle of attack may be increased by decreasing the rotational speed. See FIG.
Using this property, the braking energy is converted into the inertial rotational energy of the parallel rotor blades while maintaining the necessary lift by reducing the angle of attack while increasing the rotational speed of the parallel rotor blades with the braking torque generated during deceleration. Can be stored.
Since storing the energy generated by the regenerative motor in the battery is a chemical reaction, it cannot be efficiently increased or decreased instantaneously. In this regard, inertial rotational energy can be converted instantaneously and efficiently. The rotational energy of the parallel rotor blades rotating at high speed at the time of landing is quickly braked and recovered by the regenerative motor after landing.

10.災害救助鳥ロボットに転換できる平行回転翼飛行機
優れた機動性を持つ鳥達を模擬した平行回転翼飛行機は、飛行先で様々な現地作業がで
きるように設計できる。現地作業として最も緊急性が高いのは、災害救助作業である。地
震、洪水、噴火、豪雪、森林火災、被爆、工場火災、津波、雪崩、がけ崩れ、飛行機の墜
落、電車の脱線、原発事故など、自然災害や大事故は、年中、どこかで発生している。災
害の救助作業には、状況調査、被害調査、現場への急行、人や救助物資の搬送、被害者の
救助、発電、現場照明、障碍物の撤去など、多様な作業が必要になる。
現在の飛行機やヘリコプターは、技術的にはコンピューターにより自動操縦できるところ
まで進歩しているが、現地ではドライバーを下ろして無人化し、それをドライバーが無線
操縦して現地作業をする使い方はできないか。これができると、対応できる作業の種類と
作業容量は大幅に拡大できる。先ず、60程度のドライバー重量は、荷物重量や作業
装備重量に当てられる。また、上空を飛行する場合の空調や気圧コントロールの機能が省
略できれば、そのためのエネルギーを利用できる。乗員コクピットを脱着可能にすればそ
の重量とスペースも作業用に振り向けられる。付加する空中作業道具には、救助隊員が使
う道具がそのまま使えるようにするのが理想であろう。
10. Parallel Rotor Airplane that can be converted to a Disaster Rescue Bird Robot The parallel rotaplane that simulates birds with excellent maneuverability can be designed to perform various field operations at the flight destination. The most urgent field work is disaster relief work. Natural disasters and major accidents such as earthquakes, floods, eruptions, heavy snowfalls, forest fires, atomic bombings, factory fires, tsunamis, avalanches, landslides, plane crashes, train derailments, nuclear accidents, etc. occur throughout the year. Yes. Disaster rescue operations require a variety of operations, including situational surveys, damage surveys, expeditions to the site, transport of people and rescue supplies, rescue of victims, power generation, field lighting, and removal of obstacles.
Today's airplanes and helicopters are technologically advanced to the point where they can be automatically controlled by a computer. However, isn't it possible to take the driver down and make it unmanned in the field, and the driver can wirelessly pilot it to work in the field? If this is possible, the types of work and work capacity that can be handled can be greatly expanded. First, the driver weight of about 60 is applied to the weight of the luggage or the weight of the work equipment. Further, if the functions of air conditioning and atmospheric pressure control when flying over the sky can be omitted, the energy for that can be used. If the occupant cockpit can be removed, its weight and space can be used for work. It would be ideal for the aerial work tools to be added so that the tools used by rescue workers can be used as they are.

鳥達は、外敵から逃げるために様々な飛び立ち能力を獲得している。また、採餌や休息や
繁殖のために様々な飛行モードで移動し、様々な現地作業をこなしている。飛行機やヘリ
コプターの飛行は移動が目的であるが、鳥の場合は飛行先での作業が目的であって、飛行
はそのための手段に過ぎない。
実際、鳥達は究極的には種の保存と繁殖のために生きている。翼を使って飛行するのは生
きて繁殖するために不可欠な行為なのである。参考に鳥の現地作業を見てみると、狩りを
して栄養をとり体力を付け、巣作りをして交尾して受精し、卵を産み抱卵してヒナを孵化
し、餌を取ってきてヒナを養い、教育して独立させている。水鳥の翼は衣服とレインコー
トと家とボートを兼ねている。鳥達は様々な現地作業のために、口と足だけでなく、体の
全ての機能を駆使している。
Birds have acquired various flying abilities to escape from enemies. In addition, he travels in various flight modes for foraging, resting and breeding and doing various field work. The flight of airplanes and helicopters is aimed at movement, but in the case of birds, the work is done at the destination, and flight is only a means for that purpose.
In fact, birds ultimately live for species conservation and reproduction. Flying with wings is an indispensable act for living and breeding. Looking at the local work of birds as a reference, hunting, nourishing and gaining physical strength, nesting, mating and fertilizing, laying eggs, laying eggs, hatching chicks, taking food Nourish chicks, educate them and make them independent. Waterfowl wings double as clothes, raincoats, houses and boats. Birds make full use of all the functions of the body, not just the mouth and feet, for a variety of field work.

鳥達は、作業の邪魔になるので、翼は着陸と同時に畳んでしまう。平行回転翼飛行機は鳥
の手の部分と腕の部分の動きを平行回転翼の前後の回転翼と上下の回転翼の動きに変換し
た機構になっている。これにより、完全ではないが、一種の折り畳み翼か形成されている
ため、飛行機やヘリコプターと比較して翼のスパンを半減できる。そのために、平行回転
翼飛行機を用いると、高速道路への緊急着陸、ガレージへの格納、小スペースでの駐機、
小さなスポット空港での離着陸など、従来の飛行機械の限界を超えた様々な利便性の獲得
が可能になる。
Birds get in the way of their work, so their wings collapse as soon as they land. A parallel rotorcraft is a mechanism that converts the movements of the bird's hand and arm into the movements of the front and rear rotors and the upper and lower rotors of the parallel rotor. As a result, although it is not perfect, a kind of folded wing is formed, so that the span of the wing can be halved compared to an airplane or helicopter. For that purpose, using a parallel rotorcraft, emergency landing on a highway, storage in a garage, parking in a small space,
Various conveniences beyond the limits of conventional flight machines, such as takeoff and landing at small spot airports, can be obtained.

特開2011−11614 公報JP, 2011-11614, A 特開2009−23417 公報JP 2009-23417 A 特開平3−57796 公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-577796 仏国特許出願公開第2309401号明細書French Patent Application Publication No. 2309401

芸術科学会論文誌Vol.2、No.4、pp.146−155Journal of Art and Science Vol. 2, no. 4, pp. 146-155

上記の背景を踏まえて、特許文献1で示した平行回転翼飛行機の機能要件を検証し、その
具体化のために基礎的な設計構想を固めるための具体的な設計課題の抽出を進めた。
Based on the above background, the functional requirements of the parallel rotary wing airplane shown in Patent Document 1 were verified, and specific design issues for solidifying the basic design concept for its implementation were advanced.

平行回転翼飛行機は、飛行機とヘリコプターの両方の機能を併せ持つが、その機能構成は
、両者を混ぜ合わせたものではなく、鳥達の進化のルーツを模擬した基本的な機能構成と
なることが分かってきた。そこで、この視点を持って、様々な鳥達を模擬する平行回転翼
飛行機の機能構成を分析してきた。その作業の中で、羽ばたき翼を平行回転翼に置き換え
たために発生した技術的な問題も見えてきた。そして、それを解決するためには、鳥には
無い新たな機能の追加が必要なことも分かってきた。
A parallel-wing aircraft has both the functions of an airplane and a helicopter, but the functional configuration is not a mixture of the two, but it turns out that it is a basic functional configuration that simulates the roots of bird evolution. I came. Therefore, from this viewpoint, we have analyzed the functional structure of a parallel rotorcraft that simulates various birds. In the process, the technical problems that occurred due to the replacement of the flapping wing with a parallel rotating wing have also become apparent. In order to solve this problem, it has become clear that it is necessary to add new functions not found in birds.

一方、技術的な課題の過不足をチェックするために、同じ爬虫類から進化した移動のメカ
ニズムなので、両者の機能構成は対応しているかも知れないと考えて比較してきた。即ち
、哺乳類の歩行を模擬した回転輪である車輪を用いた自動車と、鳥の羽ばたき翼を模擬し
た平行回転翼を用いた平行回転翼飛行機との間で機能構成を比較した。この作業による発
見から、様々なアイデアが生まれ、その中から重要な課題が抽出できた。
On the other hand, in order to check the excess or deficiency of technical issues, we have compared them by thinking that the functional structure of both may correspond because it is a movement mechanism that evolved from the same reptile. That is, the functional configuration was compared between an automobile using a wheel that is a rotating wheel simulating a mammal's walking and a parallel rotating wing airplane using a parallel rotating wing simulating a bird's flapping wing. From this discovery, various ideas were born and important issues could be extracted.

重要な課題かどうかは、予想される要件を掲げながらそれに応えるアイデアを盛り込んだ
平行回転翼飛行機のレイアウト図を描いてみることによっても検証された。
最初の課題はその時代の交通システムへの適合であった。そこで、初めに現在の交通シス
テムへの適合の可能性を調べ、その後、その限界を踏まえて、将来の可能性として、平行
回転翼飛行機が織り込まれた新しい交通システムを予測し、それに適合させるための要件
を定義した。
Whether or not it is an important issue was also verified by drawing a layout diagram of a parallel-rotor aircraft that included the ideas to meet the expected requirements.
The first challenge was adapting to the transportation system of that era. Therefore, firstly, the possibility of adapting to the current transportation system is investigated, and then, based on the limitations, a future transportation system incorporating parallel rotorcraft is predicted as a future possibility. Defined the requirements.

最近は、世界中で「空飛ぶ自動車」の研究が再燃しており、飛行機、ヘリコプター、オー
トジャイロなどをベースにした試作研究が進められているが、平行回転翼飛行機をベース
にした研究は見られない。しかし、現在の法規では、空飛ぶ自動車を公道で走行させるた
めには、機体幅を2.5m、高さを3.8m以下にしなければならない。更に、乗用車に
順ずれば、操縦安全性を確保するためには、1.8m以下にする必要がある。平行回転翼
飛行機の機体幅をこの範囲内に納めながら、空気力の発生を最大にするためには、平行回
転翼の駆動機構を内蔵する回転ディスクの幅を極力短縮して、その分、回転翼の幅を大き
くし、平行回転翼の外径を最大化し、回転速度を上げることが基礎的な設計課題であるこ
とが分かった。それにより、平行回転翼の設計方針が明確になり、具体的な設計課題も明
らかになってきた。
Recently, research on “flying cars” has been revived all over the world, and prototype research based on airplanes, helicopters, auto gyros, etc. has been underway, but research based on parallel rotorcraft is not possible. I can't. However, according to current regulations, in order to drive a flying car on a public road, the body width must be 2.5 m and the height must be 3.8 m or less. Furthermore, if it follows a passenger car, it is necessary to make it 1.8 m or less in order to ensure driving safety. In order to maximize the generation of aerodynamic force while keeping the width of the plane of the parallel rotor wing within this range, the width of the rotating disk incorporating the parallel rotor drive mechanism is shortened as much as possible, and the rotation is made accordingly. It was found that increasing the blade width, maximizing the outer diameter of the parallel rotor blade, and increasing the rotation speed are fundamental design issues. As a result, the design policy for parallel rotor blades has been clarified, and specific design issues have also been clarified.

一方、鳥は哺乳類ではないので、地上での走行は苦手である。その点から見ると、鳥を模
擬した平行回転翼飛行機を、哺乳類を模擬した自動車と同じ道路で走らせるのには無理が
ある。しかし、既存の交通システムがある限り、先ずはそれへの適合を図ってみる必要が
ある。
On the other hand, birds are not mammals, so they are not good at running on the ground. From that point of view, it is impossible to run a parallel rotorcraft that simulates a bird on the same road as a car that simulates a mammal. However, as long as there is an existing transportation system, it is necessary to try to adapt to it first.

先ず、平行回転翼飛行機に必要な平行回転翼幅を飛行機との比較で試算してみる。平行回
転翼飛行機は平行回転翼の回転を止めた状態で、静止した回転翼を飛行機の主翼のように
使って滑空できるので、滑空モードでの比較から、平行回転翼飛行機の回転翼の必要幅を
試算できる。静止した平行回転翼は回転翼のピッチ円径を翼弦とする翼を3枚重ねた複葉
翼に相当する。ピッチ円直径が1.6mで回転翼幅が1.7mの平行回転翼を左右に張り
出して搭載し、胴体幅を1mとすると、平行回転翼飛行機の主翼スパンは4.4m(=1
.7×2+1)となる。比較される飛行機の胴体幅を1m、主翼スパンを11m、翼弦長
を1.6mとすると、揚力の確保だけでみれば、平行回転翼にすると機体幅は半減できる
First, let us estimate the parallel rotor wing width required for a parallel rotor airplane by comparing it with an airplane. Parallel rotorcraft can be slid using a stationary rotor as the main wing of an airplane while the rotation of the parallel rotor is stopped.From the comparison in the gliding mode, the required width of the rotor of the parallel rotor Can be calculated. A stationary parallel rotor blade corresponds to a double leaf blade in which three blades having a pitch circle diameter of the rotor blade as a chord are stacked. When parallel rotor blades with a pitch circle diameter of 1.6 m and a rotor blade width of 1.7 m are mounted to the left and right and the fuselage width is 1 m, the main wing span of the parallel rotor aircraft is 4.4 m (= 1)
. 7 × 2 + 1). If the fuselage width of the airplane to be compared is 1 m, the main wing span is 11 m, and the chord length is 1.6 m, the aircraft width can be halved by using parallel rotating wings only by securing lift.

一方、平行回転翼飛行機は、飛行機の滑空機能とヘリコプターのオートローテーション機
能を合わせ持っているが、平行回転翼の空転を停止して滑空するのがエンジンストール時
の最も厳しい状態なので、必要な翼面積は滑空性能で決めておけば良い。
On the other hand, a parallel rotary wing airplane has both the glide function of an airplane and the autorotation function of a helicopter, but it is the toughest state at the time of engine stall because stopping the idling of the parallel rotary wing is the most severe state at the time of engine stall. The area should be determined by glide performance.

そこで、平行回転翼飛行機のレイアウトは、軽飛行機並みの滑空を可能にすることを前提
にして、次の項目に配慮して描いた。
・ 前面投影面積の縮小
・ 空気抵抗の低減
・ 機能構成の簡素化
・ 機体サイズの公道走行要件(仮定幅;5.0m、高さ;3.8m)への適合
・ エンジンストール時の滑空に必要な翼面積の確保
・ 機体のピッチング回転制御に必要な尾翼面積の確保
・ 乗員と荷物の重さと配置
・ エンジンと駆動系とバッテリーの配置
・ 平行回転翼の種類とサイズと配置
・ 補助翼の種類とサイズと配置
Therefore, the layout of the parallel rotorcraft was drawn in consideration of the following items, assuming that it would be possible to glide like a light aircraft.
・ Reduction of front projection area ・ Reduction of air resistance ・ Simplification of functional configuration ・ Compliance with airframe size requirements on public roads (assumed width: 5.0m, height: 3.8m) ・ Necessary for gliding during engine stall Securing the necessary wing area ・ Securing the tail wing area required for pitching rotation control of the aircraft ・ Weight and layout of passengers and luggage ・ Layout of engine, drive train and battery ・ Types and size and layout of parallel rotary wings ・ Types of auxiliary wings And size and placement

様々な平行回転翼飛行機の可能性を検討した結果、本発明では、新たに、外延翼の追加
、尾翼の平行回転翼化、翼組外枠の形成が設計課題となった。従って、主な設計課題は次
の通りとなった。
(1)回転翼の設計課題
・回転翼の製造方法
・フレキシブルキャンバー回転翼の構造
・自動高揚力メカニズムの定性的な考察
(2)平行回転翼と回転ディスクの設計課題
・平行回転翼幅の法規許容機体幅内での最大化
・平行回転翼径の法規許容機体高さ内での最大化
・平行回転翼の回転抵抗の低減
・回転ディスクの幅の短縮とその分の回転翼幅の増大
・平行回転翼構造の軽量化と剛性アップ
(3)下方静止翼の設計課題
・下死点付近の回転翼周りの流れへの影響を考慮した配置と形と大きさ
・翼組外枠を構成するクロスメンバーとしての剛性の確保と配置
・静止外延翼を取り付けるための形と構造
(4)外延翼の設計課題
・静止外延翼の設計
・回転外延翼の設計
・回転外延翼と中央静止外延翼の併用
・折畳み静止外延翼の設計
(5)尾翼の設計課題
・尾翼の方式選定
・簡易平行回転翼尾翼の設計
・正規の平行回転翼の機能を持った平行回転翼尾翼の設定
(6)翼組外枠の設計課題
・下方静止翼と中央静止翼取付け軸と尾翼の3点の外側端を結合する部材の設計
・回転外延翼付き平行回転翼をローラーでサポートしながら翼組外枠を形成する部材の設計
(7)平行回転翼飛行機の設計課題
・飛行機に近い平行回転翼飛行機の設計
・ヘリコプターに近い平行回転翼飛行機の設計
・自動車に近い平行回転翼飛行機の設計
As a result of studying the possibility of various parallel rotary wing airplanes, in the present invention, the addition of extension wings, the conversion of tail wings into parallel rotary wings, and the formation of a wing group outer frame became design issues. Therefore, the main design issues are as follows.
(1) Rotor blade design issues, Rotor blade manufacturing method, Flexible camber rotor blade structure, Qualitative consideration of automatic high lift mechanism (2) Parallel rotor blade and rotating disk design issues, Parallel rotor blade width regulations Maximize within the allowable aircraft width ・ Maximize the parallel rotor blade diameter within the allowable aircraft height ・ Reduce the rotational resistance of the parallel rotor blades ・ Reduce the rotating disk width and increase the rotor blade width accordingly ・Weight reduction and rigidity improvement of parallel rotor structure (3) Design problem of lower stationary blade ・ Arrangement, shape and size considering the effect on the flow around the rotor near the bottom dead center ・ Structure of blade assembly outer frame Securing and arranging the rigidity as a cross member ・ Shape and structure for mounting stationary extension blades (4) Design issues of extension blades ・ Design of stationary extension blades ・ Design of rotating extension blades ・ Rotating extension blades and central stationary extension blades Combined / folded stationary extension wing design (5) Installation of tail Challenges ・ Selection of tail wing system ・ Design of simple parallel rotor wing tail ・ Setting of parallel rotor wing tail with function of regular parallel rotor wing (6) Design problem of blade outer frame ・ Installation of lower stationary blade and central stationary blade Design of the member that connects the three outer ends of the shaft and the tail. ・ Design of the member that forms the outer frame of the blade assembly while supporting the parallel rotating blade with the rotating extension blade with the roller. Design of parallel rotary wing airplane close to airplane ・ Design of parallel rotary wing airplane close to helicopter ・ Design of parallel rotary wing airplane close to automobile

(1)回転翼の設計課題
平行回転翼飛行機を普及価格で商品化するには平行回転翼飛行機の部品を自動車並みの
部品コストで作る必要がある。平行回転翼飛行機の部品の多くは自動車の部品と対応して
いるが、中には自動車にない部品もある。その中で代表的なのは回転翼である。そこで、
回転翼を自動車並みのコストで作ることが最初にチャレンジすべき設計課題となった。
鳥達の翼は羽根を重ねて形成されているが、一枚の羽根は羽軸の両側に枝羽根を絡ませた
部分を形成した弾性体となっている。この羽根の絡ませた部分を隣り合う羽根の絡ませた
部分と重ねることにより、非線形バネ特性を持った翼型が形成されている。しかし、この
ように複雑で繊細な鳥の羽ばたき翼をそのまま模擬することはできないので、鳥の羽根の
構造をやや複雑なままに模擬した回転翼の設計方法を製造方法にまでって探すことにし
た。
(1) Design issues of rotor blades In order to commercialize parallel rotor blades at a popular price, it is necessary to make parallel rotor blade components at the same part cost as automobiles. Many parts of a parallel rotorcraft correspond to parts of an automobile, but some parts are not found in an automobile. A typical example is a rotor blade. there,
Making rotor blades at the cost of a car was the first design challenge to be challenged.
Birds' wings are formed by overlapping wings, but each wing is an elastic body that has a portion in which branch wings are entangled on both sides of the wing shaft. By overlapping the entangled portion of the blade with the entangled portion of the adjacent blade, an airfoil having a nonlinear spring characteristic is formed. However, since it is impossible to simulate such a complicated and delicate bird's flapping wing as it is, the search for a rotor blade design method that simulates the structure of a bird's wing in a slightly complicated manner is to be made up to the manufacturing method. did.

回転翼の形状は、プロペラのように断面形状を変えながら長手方向に大きく捻る必要がな
いので比較的単純な形状にできる。しかし、複数の回転翼が回転ディスクに嵌着されて自
転しながら公転するため、回転翼には遠心力と空気力と慣性力が発生し、それらの合力は
周期的に大きく変動する。しかし、複数の回転翼に発生する力の総和として平行回転翼主
軸に発生する空気力は、その瞬間の回転状態での総和値となる。従って総和値の振動波形
は、平行回転翼の回転に同期した長周期の振動に、回転翼の個数で分割された短周期の脈
動を重ねた振動をすることになる。そのため、振幅の発生は避けられないが、過大になる
と迎角の制御は困難になる。
The shape of the rotor blade can be made relatively simple because it does not need to be greatly twisted in the longitudinal direction while changing the cross-sectional shape like a propeller. However, since a plurality of rotating blades are fitted to the rotating disk and revolve while rotating, centrifugal force, aerodynamic force, and inertial force are generated in the rotating blades, and the resultant force fluctuates greatly periodically. However, the aerodynamic force generated on the parallel rotor blade spindle as the sum of the forces generated on the plurality of rotor blades is the total value in the instantaneous rotation state. Therefore, the vibration waveform of the total value is a vibration in which a short-period pulsation divided by the number of rotor blades is superimposed on a long-cycle vibration synchronized with the rotation of the parallel rotor blades. For this reason, generation of amplitude is unavoidable, but if it becomes excessive, it becomes difficult to control the angle of attack.

このように、振動成分には2つあり、一つ目は総和値の平行回転翼の回転に同期した振動
成分である。二つ目は、総和値の平行回転翼の回転に平行回転翼数を掛けた振動数に同期
した振動成分である。これらは共に回転翼の色々なバラツキに依るものであるが、平行回
転翼を強制的に振動させる。従って、これらの加振力を小さくするためには、それぞれの
回転翼を、重量バラツキが少なく、形状精度が高く、剛性のバラツキが小さく、互換性が
あり、しかも、低コストで量産できる部品にしなければならない。ただし、二つ目の振動
成分は平行回転翼の分割に依る脈動でもあるので、回転翼の本数を増やすことも効果的で
ある。平行回転翼の回転振動の滑らかさは、商品の成立性を左右する性能であるので、回
転翼の製造方法と設計方法については最も先行して開発を進める必要がある。
As described above, there are two vibration components, and the first is a vibration component synchronized with the rotation of the total parallel rotary blade. The second component is a vibration component synchronized with the frequency obtained by multiplying the rotation of the total number of parallel rotor blades by the number of parallel rotor blades. Both of these depend on various variations of the rotor blades, but force the parallel rotor blades to vibrate. Therefore, in order to reduce these excitation forces, each rotor blade should be a component that has low weight variation, high shape accuracy, small rigidity variation, compatibility, and can be mass-produced at low cost. There must be. However, since the second vibration component is also a pulsation due to the division of the parallel rotor blades, it is effective to increase the number of rotor blades. The smoothness of the rotational vibration of the parallel rotor blades is a performance that affects the feasibility of the product. Therefore, the manufacturing method and the design method of the rotor blades need to be developed first.

回転翼の製造方法としては、自動車のドアー類の製造方法を参考にして、絞り成型された
インナーパネルに曲げ成型されたアウターパネルを被せて溶接して作ることにした。成型
パネルの回転翼の採用によって、有限要素法による回転翼の構造解析計算も容易になり、
構造の最適化と軽量化も進め易くなる。また、フレキシブルキャンバー回転翼の設計も容
易になる。
As a manufacturing method of the rotor blade, with reference to the manufacturing method of automobile doors, the outer panel formed by bending the inner panel formed by drawing was covered and welded. By adopting the rotor blade of the molded panel, the structural analysis calculation of the rotor blade by the finite element method becomes easy,
It will also be easier to optimize the structure and reduce the weight. In addition, the design of the flexible camber rotor blade is facilitated.

請求項1の発明の課題は、平行回転翼の高速化を計るために軽量で剛性の高い回転翼の製
造方法と設計方法を見つけ出し、鳥達の翼を模擬したフレキシブルキャンバー回転翼の実
用的な構造を設計することである。平行回転翼の作動中には、回転翼に過大な正の迎角や
負の迎角が発生することがあるが、柔軟性に乏しい回転翼ではその時に過大な荷重や過敏
な荷重変動が発生して、構造の破壊や制御困難を引き起こし、最悪の場合、平行回転翼飛
行機を飛行不能にしてしまう。この問題を解決するための具体的な課題は、回転翼の後方
部分を上から押し下げたときに曲がり易く、下から押し上げたときに曲がり難い非線形バ
ネ特性を持つ回転翼構造とすることである。
このような非線形バネ特性を持たせた場合には、平行回転翼の回転速度を上げた時に、前
方の打ち下ろしストロークに回った回転翼は、後部の弾性変形により後端を上げてキャン
バーを小さくし、発生する空気力の方向を前に倒すので、自動的に推力成分を増大させる
。一方、平行回転翼の回転速度を下げた時には、上方の前進ストロークに回った回転翼は
、発生する空気力を減少させ、後部の弾性変形により後端を下げてキャンバーを大きくし
、発生する空気力の方向を後に倒して迎角を増大させ、減速による揚力成分の減少を自動
的に補う。これは一種の自動高揚力機構であるが、フレキシブル回転翼には、派生的にこ
のメカニズムが発生する。この自動高揚力機構もフレキシブルキャンバー回転翼の構造の
設計課題である。
ちなみに、鳥達の羽ばたき飛行では、翼の弾性変形を利用してキャンバーを変えることに
より、突風による過大な空気力の発生を抑制したり、着陸間際の低速になってもギリギリ
まで揚力をキープしたりしていることが観察される。
The object of the invention of claim 1 is to find a lightweight and highly rigid rotor blade manufacturing method and design method in order to increase the speed of the parallel rotor blades. Is to design the structure. During operation of parallel rotor blades, excessive positive and negative angles of attack may occur on the rotor blades, but excessive flexibility and sensitive load fluctuations may occur at the time of rotor blades with poor flexibility. As a result, structural destruction and control difficulties are caused, and in the worst case, the parallel rotorcraft is made inoperable. A specific problem to solve this problem is to make a rotor blade structure having a nonlinear spring characteristic that is easy to bend when the rear portion of the rotor blade is pushed down from above and difficult to bend when pushed up from below.
When such a nonlinear spring characteristic is provided, when the rotational speed of the parallel rotor blade is increased, the rotor blade that has turned to the front downstroke raises the rear end due to the elastic deformation of the rear part and reduces the camber. Since the direction of the generated aerodynamic force is tilted forward, the thrust component is automatically increased. On the other hand, when the rotational speed of the parallel rotor blades is reduced, the rotor blades that have turned to the upper forward stroke reduce the generated aerodynamic force, lower the rear end by the elastic deformation of the rear part, and enlarge the camber. The direction of the force is later tilted to increase the angle of attack, and the decrease in the lift component due to deceleration is automatically compensated. This is a kind of automatic high lift mechanism, but this mechanism is derived in a flexible rotor blade. This automatic high lift mechanism is also a design problem of the structure of the flexible camber rotor.
By the way, in the flapping flight of birds, by changing the camber using the elastic deformation of the wing, the generation of excessive aerodynamic force due to gusts is suppressed, and the lift is kept at the last minute even if the speed is just before landing. Is observed.

また、ちなみに、自動車の場合は、車輪に入る過大な荷重や過敏な荷重変動はサスペンシ
ョンやタイヤ―の柔軟性によって緩和されている。
Also, in the case of automobiles, excessive loads and sensitive load fluctuations entering the wheels are alleviated by the flexibility of the suspension and tires.

(2)平行回転翼と回転ディスクの設計課題
平行回転翼は高速化できれば、矩形の受風面積を効率良く使って、大きな空気力を発生
できるが、高速化するためには、駆動抵抗と空気抵抗を低減し、軽量化しながら剛性を上
げて平行回転翼の固有振動数を上げる必要がある。
(2) Design issues for parallel rotor blades and rotating disks If parallel rotor blades can be sped up, large aerodynamic forces can be generated by efficiently using the rectangular wind-receiving area. It is necessary to increase the natural frequency of the parallel rotor blade by reducing the resistance and increasing the rigidity while reducing the weight.

矩形の受風面積を効率良く使って大きな空気力を発生するためには、与えられた平行回転
翼スパンの間で、回転ディスクの幅を小さくして、その分、回転翼の幅を大きくする必要
がある。
In order to generate a large aerodynamic force using the rectangular wind receiving area efficiently, the width of the rotating disk is reduced between the given parallel rotor blade spans, and the rotor blade width is increased accordingly. There is a need.

また、駆動抵抗を低減するためには、回転ディスクの中の、平行回転に揺動回転を付加す
る遊星歯車を用いた機構に使われている歯車の潤滑と、歯車軸の軸受けの潤滑が最も肝要
な設計課題となった。歯車軸の軸受けには、コンパクトな転がり軸受けとしてニードルベ
アリングの採用が必要になった。外に、平行回転翼を転がり軸受けを用いて支持し、適切
に潤滑することも、重要な設計課題となった。
In order to reduce the driving resistance, the lubrication of the gear used in the mechanism using the planetary gear that adds the swinging rotation to the parallel rotation in the rotating disk and the lubrication of the bearing of the gear shaft are the most. It became an important design issue. Needle bearings have become necessary for gear bearings as compact rolling bearings. In addition, supporting parallel rotating blades with rolling bearings and lubricating them appropriately became an important design issue.

更に、平行回転翼の高速化のためには、平行回転翼の振動系の1次固有振動数が危険速度
になるので、基本的に軽量化を図りながら動剛性を高め、1次固有振動数を高めるように
回転ディスクの内部構造とそれを含む平行回転翼を設計することが必要になった。
Furthermore, in order to increase the speed of the parallel rotor blades, the primary natural frequency of the vibration system of the parallel rotor blades becomes a critical speed. It was necessary to design the internal structure of the rotating disk and the parallel rotating blades including it to increase the rotation.

また、軽量でコンパクトな平行回転翼を目指す設計の流れの中で、平行回転翼の中心部に
は、回転翼の迎角と中央静止翼の迎角を制御するための機構をコンパクトに組み込むこと
も必要となった。
Also, in the flow of design aiming for a lightweight and compact parallel rotor, a mechanism for controlling the angle of attack of the rotor and the central stationary blade is incorporated in the center of the parallel rotor in a compact manner. Also needed.

請求項2の発明の課題は、平行回転翼の高速化を計るために、回転ディスクのカバーの中
に、操作可能に偏心リング割出し機構を包み込みながら、平行回転翼の動剛性を高めるよ
うに回転ディスクの支持構造を設計することである。
The subject of the invention of claim 2 is to increase the dynamic rigidity of the parallel rotor blades while wrapping the eccentric ring indexing mechanism operably in the cover of the rotary disk in order to increase the speed of the parallel rotor blades. It is to design the support structure of the rotating disk.

請求項3の発明の課題は、平行回転翼の高速化を計るために、回転ディスクに内蔵される
伝導機構の軸受けを選定し、潤滑方法とシール方式を最適化し、軽量化しながら剛性を高
められるように配慮して回転ディスクの構造を設計することである
The object of the invention of claim 3 is to select the bearing of the transmission mechanism built in the rotating disk in order to increase the speed of the parallel rotor blades, optimize the lubrication method and the sealing method, and increase the rigidity while reducing the weight. Is to design the structure of the rotating disk in consideration of

請求項4の発明の課題は、平行回転翼で発生できる空気力の増大を計るために、回転翼の
幅を広げて回転ディスクの幅を縮小するために、回転ディスクに内包されている偏心リン
グ割り出し機構の幅を短縮できる構造を設計することである。
An object of the invention of claim 4 is to provide an eccentric ring included in the rotating disk in order to increase the width of the rotating blade and reduce the width of the rotating disk in order to increase the aerodynamic force that can be generated by the parallel rotating blade. It is to design a structure that can shorten the width of the indexing mechanism.

請求項5の発明の課題は、平行回転翼の高速化を計るために、中央静止翼取付け軸を平行
回転翼主軸と一体化する構造を設計することである
An object of the invention of claim 5 is to design a structure in which the central stationary blade mounting shaft is integrated with the parallel rotor blade main shaft in order to increase the speed of the parallel rotor blade.

(3)下方静止翼の設計課題
平行回転翼飛行機の飛行速度が小さく平行回転翼の回転速度がそれを超える場合は、回
転翼が下側に回り後退ストロークに入ったときに、回転翼が後ろ向きに風を切り、流れが
剥離し、大きな抗力が発生することが懸念されていた。
この現象は、正の迎角を持って前下がりに回転する回転翼では最初に下死点で発生するが
、実際にどのような現象が起こり、どの様な問題が発生するのかは、今の段階では、定量
的な解析による予測や実験的な確認はできていない。
(3) Design issues for the lower stationary wing When the flight speed of the parallel rotor wing plane is small and the rotation speed of the parallel rotor wing exceeds that, the rotor wings face backward when the rotor turns downward and enters a reverse stroke. However, there was a concern that the wind would be cut off, the flow would be separated, and a large drag would be generated.
This phenomenon occurs first at the bottom dead center in a rotor blade rotating forward and downward with a positive angle of attack, but what kind of phenomenon actually occurs and what kind of problem occurs now At the stage, prediction by quantitative analysis and experimental confirmation are not possible.

平行回転翼の回転速度は鳥の羽ばたき速度に相当するが、猛禽類の羽ばたき飛行を観察し
て見ても飛行中に飛行速度を超える羽ばたき速度を取ることは稀と思われる。鳥の羽ばた
き運動でも過度に羽ばたき速度を上げると、打ち下ろしストロークの下端での迎角の切り
返しが遅れて風切り羽の枝羽根の絡みが外れるのかも知れない。
平行回転翼飛行機でも、通常の飛行状態では、後向きに風を切るような条件は取る必要は
なく、これが平行回転翼の成立性を損なう問題になるとは考え難い。しかし、地上で平行
回転翼を始動する瞬間には起こる状態なので、今後の解析的、ならびに、実験的な研究は
必須である。図3を見よ。
Although the rotation speed of the parallel rotor blades corresponds to the flapping speed of birds, it is rare to take a flapping speed exceeding the flying speed during flight even when observing the flapping flight of raptors. If the flapping speed is increased excessively even during bird flapping, the attack angle at the lower end of the downstroke may be delayed and the wings of the wind vane may be disentangled.
Even in the case of a parallel rotary wing airplane, under normal flight conditions, it is not necessary to take the condition of cutting the wind backwards, and this is unlikely to be a problem that impairs the feasibility of the parallel rotary wing. However, since it occurs at the moment of starting parallel rotor blades on the ground, future analytical and experimental research is indispensable. See FIG.

一方、下方静止翼は、揚力の発生を分担する補助翼の他に、様々な目的で利用できる便
利な補助翼である。例えば、下方静止翼の外側端を中央静止翼取付け軸の外側端と2点ス
テーを介して結合すれば、翼組外枠を形成して翼組の剛性を高めることができる。また、
下方静止翼の内部には、静止外延翼のフラップ操作のためのリンクを通すこともできる。
そのため、できれば利用したい補助翼である。
そこで、今の時点では、全体の設計を進めるために、下方静止翼の形状と大きさと配置
の設計が下側に回る回転翼の周りの気流にどのような影響を与えるかについての定性的な
検討と考察だけをしておくことにした。
On the other hand, the lower stationary blade is a convenient auxiliary blade that can be used for various purposes in addition to the auxiliary blade that shares the generation of lift. For example, if the outer end of the lower stationary blade is coupled to the outer end of the central stationary blade mounting shaft via a two-point stay, the blade assembly outer frame can be formed to increase the rigidity of the blade assembly. Also,
A link for the flap operation of the stationary outer blade can be passed through the lower stationary blade.
Therefore, it is an auxiliary wing that you want to use if possible.
Therefore, at this point, in order to proceed with the overall design, it is qualitative to determine how the shape, size, and arrangement of the lower stationary blade affect the airflow around the rotating blade. I decided to just consider and consider.

(4)外延翼の設計課題
平行回転翼の回転翼を回転ピッチ円上に干渉しないように並べると翼弦長の総和は最大
でピッチ円の周長(ピッチ円直径×3.14)となるから、平行回転翼の翼面積は、概ね
、平行回転翼のピッチ円直径に等しい翼弦の翼を3枚重ねた複葉翼に匹敵する。平行回転
翼で発生する揚力は平行回転翼の回転速度の2乗に比例するので、回転速度の上昇により
著しく改善できる。
しかし、回転翼の幅方向の長さが片側で1m程度しか取れず、平行回転翼の回転速度が十
分に高くできなければ、機体重量を支えられる揚力は得られない。また、揚力は確保でき
ても揚力の作用点が中央寄りにある場合は、ローリングに対する安定性が十分に確保でき
なくなる。
(4) Design issues for extended blades When the rotor blades of parallel rotor blades are arranged so as not to interfere with the rotation pitch circle, the total chord length becomes the maximum circumference of the pitch circle (pitch circle diameter x 3.14). Therefore, the blade area of the parallel rotor blade is roughly comparable to a double leaf blade in which three blades of chords equal to the pitch circle diameter of the parallel rotor blades are stacked. Since the lift generated by the parallel rotor blades is proportional to the square of the rotational speed of the parallel rotor blades, it can be remarkably improved by increasing the rotational speed.
However, if the length of the rotor blade in the width direction is only about 1 m on one side and the rotational speed of the parallel rotor blade cannot be sufficiently high, lift force that can support the weight of the aircraft cannot be obtained. In addition, even if the lift force can be secured, if the point of action of the lift force is closer to the center, sufficient stability against rolling cannot be secured.

水平飛行中の平行回転翼飛行機の平行回転翼の回転速度を上げると、上側の回転翼に流入
する気流速度は増大し、下側の回転翼に流入する気流速度は減少する。しかし、翼に発生
する空気力は流入速度の2乗に比例するので、増速される上側の回転翼に発生する揚力の
増加分は、減速される下側の回転翼に発生する揚力の減少分より大きくなる。従って、平
行回転翼を回転した時に上・下の回転翼に発生する空気力の和は、平行回転翼を止めて滑
空する時に上・下の静止した回転翼に発生する空気力の和よりも大きくなる。
When the rotational speed of the parallel rotary wing of a parallel rotary wing airplane in horizontal flight is increased, the airflow velocity flowing into the upper rotor blade increases and the airflow velocity flowing into the lower rotor blade decreases. However, since the aerodynamic force generated in the blade is proportional to the square of the inflow speed, the increase in the lift generated in the upper rotor blade to be accelerated is the decrease in the lift generated in the lower rotor blade that is decelerated. Greater than minutes. Therefore, the sum of the aerodynamic forces generated on the upper and lower rotor blades when rotating the parallel rotor blades is greater than the sum of the aerodynamic forces generated on the upper and lower stationary rotor blades when the parallel rotor blades are stopped and glide. growing.

ローリングに対する姿勢安定性の不足を補うためには、静止外延翼や回転外延翼を追加し
てそれに上反り角を付ける設計が有効である。また、平行回転翼を機体重心より高い位置
に配置し、機体を吊り上げるように空気力の作用点を高くしても改善される。
In order to compensate for the lack of posture stability against rolling, it is effective to add a stationary extension blade or a rotating extension blade and add an upward warp angle to it. In addition, it can be improved by arranging the parallel rotor blades at a position higher than the center of gravity of the airframe and raising the point of aerodynamic force so as to lift the airframe.

請求項6の発明の課題は、平行回転翼飛行機の仕様により、平行回転翼のみでは必要な空
気力やローリング安定性が得られない場合に、静止翼面積を拡大して不足を補うための静
止翼を設計することである。
The subject of the invention of claim 6 is a stationary rotor for expanding the stationary blade area to make up for the shortage when the required aerodynamic force and rolling stability cannot be obtained by the parallel rotor blade alone due to the specifications of the parallel rotor aircraft. Is to design the wings.

また、静止外延翼でも十分でない場合は、回転翼の外側に回転外延翼を付加する設計も選
択できる。
また、中央静止翼取付け軸の外側に中央静止外延翼を設け、その外側の回転翼にも回転外
延翼を付加する設計も選択できる。しかし、その場合は、中央静止外延翼の周辺で、回転
外延翼が、大きく変形しながら回転するので、干渉の危険性を十分にチェックする必要が
ある。
In addition, when a stationary extension blade is not sufficient, a design in which a rotation extension blade is added outside the rotation blade can be selected.
Further, a design in which a central stationary extension blade is provided outside the central stationary blade mounting shaft and a rotary extension blade is added to the outer rotary blade can also be selected. However, in that case, the rotating extension blade rotates around the central stationary extension blade while being largely deformed, so that it is necessary to sufficiently check the risk of interference.

回転外延翼は基本的に回転翼と同じ回転運動をするが、オーバーハングして回転するので
、両端支持されて回転する回転翼と同じ挙動にはならない。軽量化の面から限界設計され
る回転外延翼は、片持ち梁で荷重を受けて、曲げ方向にも捩じり方向にも大きく弾性変形
しながら回転することになる。ちなみにツルの一次風切り羽の挙動をみると、外側に向け
て隙間を取って並んだ風切り羽根が、曲げ方向にも捩じり方向にも弾性変形しながら運動
をしている。これを見ると、回転外延翼には、曲げと捩じりの弾性変形特性を利用する設
計の可能性があることが推察される。
The rotating extension blade basically performs the same rotational motion as the rotating blade, but does not behave the same as a rotating blade that is supported at both ends and rotates because it rotates overhanging. The rotating outer wing, which is limited in terms of weight reduction, receives a load from the cantilever and rotates while being elastically deformed greatly in both the bending direction and the torsional direction. By the way, looking at the behavior of the primary wind vane on the vine, the wind vane lined with a gap toward the outside moves while elastically deforming in both the bending direction and the torsional direction. From this, it can be inferred that the rotating outer wing has a possibility of design utilizing the elastic deformation characteristics of bending and twisting.

エンジンが故障した時には、飛行機は滑空しながら緊急滑走路を見つけて着陸できるが、
それが見つからなければ不時着を免れない。
一方、ヘリコプターは、オートローテーション操作により最寄りの空き地に着陸できるが
、故障発生時の飛行状態によってはオートローテーション操作に入れずに落下する。
これに対して、平行回転翼飛行機は、回転の止まった時には平行回転翼を止めて静止翼と
して、飛行機のように滑空して緊急滑走路に着陸することもできる。しかし、ヘリコプタ
ーのように平行回転翼を空転させながら滑空して、オートローテーション作用により揚力
を獲得しながら最寄りの空き地に着陸することもできる。
When the engine breaks down, the plane can glide and find the emergency runway,
If you can't find it, you will be able to escape.
On the other hand, a helicopter can land in the nearest vacant land by autorotation operation, but it falls without entering autorotation operation depending on the flight state at the time of failure occurrence.
On the other hand, a parallel rotary wing airplane can stop the parallel rotary wing and stop as a stationary wing when it stops rotating, gliding like an airplane and landing on an emergency runway. However, like a helicopter, you can glide while spinning the parallel rotor blades and land on the nearest vacant land while gaining lift by autorotation.

平行回転翼飛行機では滑空とオートローテーションは併用されておりその状態は連続的に
変えられる。この操作は通常の飛行時にも利用できるので、平行回転翼飛行機は、トンビ
が上昇気流を受けてそれを推力に変えて飛行するように、平行回転翼で上昇気流を受けな
がらそれを推力に変えて飛行することができる。また、カラスのように、機体の減速エネ
ルギーを利用して平行回転翼の回転速度を加速して揚力を回復して軟着陸することもでき
る。
In parallel rotorcraft, glide and autorotation are used together, and the state can be changed continuously. This operation can also be used during normal flight, so that a parallel rotary wing airplane will convert it into thrust while receiving the updraft with parallel rotary wings, just like a tonbi receives an updraft and turns it into thrust. Can fly. Also, like a crow, it is possible to make soft landing by accelerating the rotational speed of parallel rotor blades using the deceleration energy of the fuselage to recover lift.

請求項7の発明の課題は、平行回転翼飛行機の仕様により、平行回転翼のみでは必要な空
気力や安定性が得られない場合に、回転翼面積を拡大し、空気力の増大と安定性の確保を
図るための追加的な回転翼を設計することである。
The subject of the invention of claim 7 is that when the required aerodynamic force and stability cannot be obtained with only the parallel rotary wing due to the specifications of the parallel rotary wing airplane, the area of the rotary wing is enlarged, and the aerodynamic force is increased and stabilized. Is to design additional rotor blades to ensure

(5)尾翼の設計課題
カラスは、垂直尾翼は備えていないが、シャープにユーターンしている。また、制動時
には尾翼の幅を大きく広げて下げてフラッピング容量を拡大して、体のピッチング回転を
止めている。汎翔中のタカは尾翼を微妙に捻りながら横方向の空気力成分を発生させ、飛
行中の外乱による姿勢角の変化を防いでいる。
(5) Tail design issues The crow does not have a vertical tail, but is sharply u-turned. In addition, during braking, the tail is widened and lowered to increase the flapping capacity to stop the body from pitching. The hawk in the general flight generates a lateral aerodynamic component while slightly twisting the tail, preventing changes in attitude angle due to disturbance during flight.

しかし、鳥達のように尾翼を拡張でき、捩れる機構の静止尾翼を実際に設計してみるとそ
の機構はかなり複雑になってしまう。また、上下羽ばたき運動を円運動に置換えた平行回
転翼は過大なピッチング回転モーメントを発生することがある。そのような過大なモーメ
ントを打ち消すためには、静止尾翼には大きな平面投影翼面積が必要となる。色々と模索
した結果、姿勢制御用に割り切って平行回転翼を簡略化する方がコンパクトで簡潔な設計
ができることが分かってきた。
However, the tail can be expanded like birds, and when the stationary tail with a twisting mechanism is actually designed, the mechanism becomes quite complicated. In addition, a parallel rotor blade that replaces the vertical flapping motion with a circular motion may generate an excessive pitching rotational moment. In order to cancel out such an excessive moment, the stationary tail requires a large plane projection blade area. As a result of various investigations, it has been found that it is possible to design a more compact and simpler design by simplifying the parallel rotor blade for attitude control.

そこで、平行回転翼飛行機用の尾翼には、飛行機のような静止尾翼に代えて、平行回転翼
を用いた尾翼を付けることにした。そして、多様な鳥達を模擬した多様な平行回転翼飛行
機の仕様に対応できるように2種類の平行回転翼尾翼を設計し使い分けることにした。
Therefore, instead of a stationary tail like an airplane, we decided to attach a tail using a parallel rotor to the tail for a parallel rotor. Then, we decided to design and use two types of parallel rotor wing tails so that they could meet the specifications of various parallel rotor wing airplanes simulating various birds.

揚力の分担を期待しない尾翼用の平行回転翼は、主翼用のような大きな回転速度は必要と
しないが、制御に適した簡易な平行回転翼にする必要がある。また、外乱を吸収する姿勢
制御のためにはクッション性や減衰性の付与も必要になる。そのような場合には、成型パ
ネルを用いたフレキシブルキャンバー回転翼の応用も必要になる。
The parallel rotor blade for the tail wing that does not expect to share the lifting force does not require a large rotational speed like that for the main wing, but needs to be a simple parallel rotor blade suitable for control. In addition, cushioning and damping must be provided for posture control that absorbs disturbance. In such a case, application of a flexible camber rotor using a molded panel is also required.

しかし、タンデムローターのヘリコプターのように尾翼にも機体重量を分担させる平行回
転翼飛行機には主翼用と同じ機能を持った平行回転翼を尾翼にも搭載することが必要にな
る。
However, parallel wing airplanes that share the weight of the aircraft with the tail wing, such as a tandem rotor helicopter, need to be equipped with parallel wings with the same function as the main wing.

請求項8の発明の課題は、遥動付加機構を省略しながら、小さな平面投影翼面積で大きな
制御容量と多様な制御能力を持つ簡易平行回転翼尾翼の構造を設計することである。
An object of the invention of claim 8 is to design a structure of a simple parallel rotor blade having a large control capacity and various control capabilities with a small plane projection blade area, while omitting a swing addition mechanism.

(6)翼組外枠の設計課題
必要な平行回転翼の回転速度を確保するためには、軽量化を計りながら支持剛性を高め
て、危険速度となる1次固有振動数を高める必要がある。そのためには、平行回転翼に発
生する荷重を分散させながら平行回転翼の支持剛性を高める翼組外枠の形成が効果的であ
るが、そのための追加構造の設計が必要となる。
(6) Design problem of blade outer frame In order to ensure the necessary rotational speed of parallel rotor blades, it is necessary to increase the primary natural frequency, which is a dangerous speed, by increasing the support rigidity while reducing the weight. . For this purpose, it is effective to form a blade assembly outer frame that increases the support rigidity of the parallel rotating blades while dispersing the load generated on the parallel rotating blades, but it is necessary to design an additional structure for this purpose.

請求項9の発明の課題は、翼組外枠の形成により平行回転翼の支持剛性を向上させること
である。しかし、平行回転翼は機体の側方にオーバーハングして取り付けられるので平行
回転翼の支持剛性を高めることが難しい。それを補って平行回転翼の支持剛性を上げるた
めに、平行回転翼の重量と幅寸法の増大を最小に抑えながら荷重の分散と支持剛性の増大
が計れる翼組外枠の設計が必要となった。
An object of the invention of claim 9 is to improve the support rigidity of the parallel rotary blades by forming the blade assembly outer frame. However, it is difficult to increase the support rigidity of the parallel rotor because the parallel rotor is attached to the side of the fuselage. In order to compensate for this and increase the support rigidity of the parallel rotor blades, it is necessary to design a blade assembly outer frame that can distribute the load and increase the support rigidity while minimizing the increase in the weight and width of the parallel rotor blades. It was.

請求項10の発明の課題は、外側回転ディスクを支持することによって回転外延翼を付け
た平行回転翼の支持剛性を向上させる構造を設計することである。
即ち、平行回転翼飛行機により鳥達の多様な羽ばたき翼の模擬が可能になるが、回転外延
翼を付けた場合は重量と荷重が増加し、回転性能の低下は免れない。それを補うためには
、平行回転翼の外側回転ディスクの支持剛性を上げるために、重量と幅寸法の増大を最小
に抑えながら荷重の分散が計れる翼組外枠の設計が必要となった。
An object of the invention of claim 10 is to design a structure that improves the support rigidity of the parallel rotary blade with the rotary extension blade supported by supporting the outer rotary disk.
In other words, the parallel rotary wing airplane can simulate various flapping wings of birds, but when a rotating extension wing is attached, the weight and load increase, and a reduction in rotational performance is inevitable. To compensate for this, it was necessary to design a wing assembly outer frame that could distribute the load while minimizing the increase in weight and width, in order to increase the support rigidity of the outer rotating disk of the parallel rotating blade.

(7)平行回転翼飛行機の設計課題
ハチドリを模擬したヘリコプターとハクチョウを模擬した飛行機の間には多様な鳥を模
擬した様々な平行回転翼飛行機が考えられるが、その多様性を分類するファクターとして
、*1平行回転翼の高さ、*2平行回転翼のスパン、*3外延翼の有無と方式、*4尾翼
の方式を選んだ。今回検討された様々な平行回転翼飛行機の中から代表的な事例を選び、
これらのファクターで比較してみた。その結果、鳥達の多様性ファクターと平行回転翼飛
行機の多様性ファクターは次のように対比された。
(7) Design issues for parallel rotorplanes There are various parallel rotorcrafts that simulate various birds between a helicopter that simulates a hummingbird and an airplane that simulates a swan. , * 1 Parallel rotor blade height, * 2 Parallel rotor blade span, * 3 Outer blade presence / absence and method, * 4 Tail blade method. A representative case was selected from the various parallel rotorcraft that were considered this time.
I compared these factors. As a result, the diversity factor of birds and the diversity factor of parallel rotorcraft were compared as follows.

*1 滑空時の翼の高さ・・・平行回転翼の高さ
*2 翼の開き幅・・・・・・平行回転翼のスパン
*3 初列風切り羽の形・・・外延翼の有無と方式
*4 尾翼の大きさと形・・・尾翼の方式
* 1 Blade height during gliding: Height of parallel rotor blades * 2 Opening width of blades ... Span of parallel rotor blades * 3 Shape of first row wind blades ... Existence of extended blades * 4 Tail size and shape ... Tail type

平行回転翼飛行機の多様性展開の中で最も魅力的な機種は空飛ぶ自動車であろう。その課
題は、地上では自動車として走行でき、空中では、走る・曲がる・止まるに加えて昇降機
能を持ち、ヘリコプターのように舞い上がり、飛行機のように飛行できる空飛ぶ自動車の
基本機能構成とレイアウトを設計することである。
The most attractive model in the development of parallel rotorcraft is the flying car. The challenge is to design a basic functional configuration and layout of a flying car that can run as a car on the ground, has a lift function in addition to running, turning and stopping in the air, soars like a helicopter, and can fly like an airplane It is to be.

最後に、成型部品の溶接によって製造する翼設計はこれまでの常識から大きく離れた設計
コンセプトになる。しかし、成型部品の採用によって、精度と量産性の他に、これまで難
しいと思われていた鳥の翼の機能の模擬が可能であることが分かってきた。
Finally, blade design manufactured by welding molded parts is a design concept that is far from common sense. However, it has been found that by adopting molded parts, it is possible to simulate the function of the bird wing, which has been considered difficult until now, in addition to accuracy and mass productivity.

そこで、その可能性について、改めてクローズアップして具体的に確認しておくことが必
要となった。
Therefore, it was necessary to close up again and confirm the possibility.

請求項11に記載の発明は、請求項1に記載の発明の具体的な構造に関する請求である。
この発明の課題は、成型されたアウターパネルに、成型されたインナーパネルを接合する
ことにより回転翼の後方に形成される2次元閉断面の形状によって、回転翼の後方部分を
上から押し下げたときに曲がり易く、下から押し上げたときに曲がり難い非線形バネ特性
を持つ回転翼構造とし、フレキシブルキャンバー回転翼を設計することである。
The invention described in claim 11 relates to a specific structure of the invention described in claim 1.
The subject of this invention is when the back part of a rotary blade is pushed down from the top by the shape of the two-dimensional closed cross section formed in the back of a rotary blade by joining the molded inner panel to the molded outer panel. It is to design a flexible camber rotor blade that has a non-linear spring characteristic that is easy to bend and that is difficult to bend when pushed up from below.

本発明は、上記課題を解決するために、特許文献1の発明をベースにして、必要な機能
を見直し、平行回転翼と平行回転翼飛行機の基礎的な設計課題の解決を図ったものである
In order to solve the above-described problems, the present invention is based on the invention of Patent Document 1 and reviews necessary functions to solve basic design problems of parallel rotor blades and parallel rotor aircraft. .

先ず、回転翼の構造について、自動車のドアー類の製造方法を参考にして、プレス成型さ
れたパネルを用いた回転翼の構造を設計した。
First, regarding the structure of the rotor blade, the structure of the rotor blade using a press-molded panel was designed with reference to the manufacturing method of automobile doors.

請求項1に記載の発明では、高い形状精度と量産性が得られるプレス成型技術で製造され
たインナーパネルとアウターパネルを溶接する製造方法を採用した。
The invention according to claim 1 employs a manufacturing method in which an inner panel and an outer panel manufactured by a press molding technique capable of obtaining high shape accuracy and mass productivity are welded.

そして、上下非対称な形状のアウターパネルとインナーパネルを上下非対称な溶接部位で
接合することによって、回転翼の後方部分を上から押し下げたときに曲がり易く、下から
押し上げたときに曲がり難い非線形バネ特性を持つフレキシブルキャンバー回転翼の構造
が設計できた。
And by joining the asymmetrical outer panel and inner panel at the upper and lower asymmetric welded parts, the non-linear spring characteristics that are easy to bend when the rear part of the rotor blade is pushed down from above and difficult to bend when pushed up from below The structure of the flexible camber rotor with

次に、平行回転翼については、高速化を計るために、下記の解決策を織り込んだ設計にし
た。
・回転運動する歯車と平行回転翼の支持には、全て、転がり軸受けを用い、駆動抵抗
を低減する。
・回転ディスク内を減速歯車列室、増速ベルト室、回転翼駆動ベルト室、揺動機構室
の4室に仕切り、各室を互いにシールして、それぞれに最適な潤滑条件を取れるよ
うにし、駆動抵抗の低減を図る。
・減速歯車列室内の複数の減速歯車列を取り付ける複数の穴は一つの部品に加工し、
寸法と形状の精度と剛性とシールの完全性を確保する。
・機体に形成した平行回転翼取り付け台に固定した平行回転翼主軸に、回転ディスク
の内側の転がり軸受けの外輪と、外側の転がり軸受けの内輪を固定し、これらの2個の転がり軸受けに与圧を掛けて回転ディスクを支持し、回転ディスクの支持剛性を確保する。
・偏心リング割り出し機構を構成する2つの偏心ディスク部品を同一幅内に納め、偏
心リング割り出し機構の幅を短縮する。
・迎角制御用のリンク部品の円筒部分は、平行回転翼主軸と回転ディスクカバーの間
に設けた隙間を通して回転ディスクの中央側に突き出し、制御リンクをコンパクトに組み込む。
・回転翼取り付け軸は、回転翼と回転翼ディスクとの結合剛性を高めるために、与圧
の掛かった2個の転がり軸受けを介して回転翼ディスクに取り付けられる。
・中央静止翼取付け軸は、両端を中央静止翼ディスクA、中央静止翼ディスクBに結
合して一体化して平行回転翼主軸に固定し、外側端の転がり軸受けを介して外側回
転ディスクを支持する。
・中央静止翼の回転位置は、平行回転翼主軸の穴に組み込まれた中央静止翼迎角調節
歯車軸を介して調節される。
・平行回転翼の迎角操作リンクは中央側のリンケージスペースに組み込む。
Next, the parallel rotor blades were designed to incorporate the following solutions in order to increase the speed.
・ Rolling bearings are used to support rotating gears and parallel rotor blades, and drive resistance is reduced.
-The rotating disk is divided into four chambers, a reduction gear train chamber, a speed increasing belt chamber, a rotary blade drive belt chamber, and a swing mechanism chamber, and the chambers are sealed together so that optimum lubricating conditions can be obtained for each. Reduce drive resistance.
・ Processing multiple holes for mounting multiple reduction gear trains in the reduction gear train chamber into one part,
Ensure dimension and shape accuracy, rigidity and seal integrity.
-The outer ring of the rolling bearing inside the rotating disk and the inner ring of the outer rolling bearing are fixed to the parallel rotating blade main shaft fixed to the parallel rotating blade mounting base formed on the fuselage, and pressure is applied to these two rolling bearings. To support the rotating disk and secure the supporting rigidity of the rotating disk.
-The two eccentric disk parts constituting the eccentric ring indexing mechanism are accommodated within the same width to shorten the width of the eccentric ring indexing mechanism.
-The cylindrical part of the link part for controlling the angle of attack protrudes toward the center side of the rotating disk through a gap provided between the parallel rotating blade spindle and the rotating disk cover, and incorporates the control link in a compact manner.
The rotor blade mounting shaft is attached to the rotor blade disk via two rolling bearings under pressure in order to increase the coupling rigidity between the rotor blade and the rotor blade disk.
-The central stationary blade mounting shaft is joined to the central stationary blade disk A and central stationary blade disk B by integrating both ends and fixed to the main shaft of the parallel rotor blade. The outer rotating disk is attached via the rolling bearing at the outer end. To support.
The rotational position of the central stationary blade is adjusted via a central stationary blade angle-of-attack adjustment gear shaft incorporated in the hole of the parallel rotor blade main shaft.
・ The angle-of-attack operation link for parallel rotor blades is installed in the linkage space on the center side.

請求項2に記載の発明では、機体に結合された平行回転翼取り付け台に平行回転翼主軸を
取り付け、その平行回転翼主軸で回転ディスクの内側と外側を与圧が掛けられた転がり軸
受けを介して支持し、内側軸受けの外輪は平行回転翼取り付け台のハウジング部分に、内
輪は回転ディスクカバーの中央側の円筒部分の外径面に嵌合し、外側軸受けの内輪は平行
回転翼主軸の軸部分に、外輪はセンターギアーケースに固定し、回転ディスクカバーの中
央側の円筒部分の内径面と平行回転翼主軸の外径面との間に隙間を設け、偏心リング割り
出し操作用の2個の部品である偏心リング駆動歯車と中心側偏心ディスクのスリーブ部分
を貫通させる構造にし、回転ディスクの駆動抵抗を低減し、平行回転翼の高速化を図った
In the second aspect of the present invention, the parallel rotor blade spindle is attached to the parallel rotor blade mount that is coupled to the airframe, and the parallel rotor blade spindle is connected to the inner and outer sides of the rotary disk via a rolling bearing. The outer ring of the inner bearing is fitted to the housing part of the parallel rotor blade mounting base, the inner ring is fitted to the outer diameter surface of the cylindrical part on the center side of the rotating disk cover, and the inner ring of the outer bearing is the shaft of the parallel rotor blade main shaft. The outer ring is fixed to the center gear case, and a gap is provided between the inner diameter surface of the cylindrical portion on the center side of the rotating disk cover and the outer diameter surface of the parallel rotor blade spindle. The eccentric ring drive gear, which is a component, and the sleeve portion of the center side eccentric disk are made to penetrate, reducing the drive resistance of the rotary disk and increasing the speed of the parallel rotor blades.

請求項3に記載の発明では、回転ディスクの内部の回転翼を駆動する機構の空間を、歯車
列室、増速ベルト駆動室、回転翼ベルト駆動室、偏心-遥動変換室の4つの空間に仕切り
、各室の軸受けと歯車の潤滑条件を最適化した。各室の仕切りや軸受けやシールの取り付
け構造は、回転ディスクの軽量化と剛性の向上に寄与するように配慮して設計し、平行回
転翼の高速化を図った。
In the invention according to claim 3, the space of the mechanism for driving the rotary blades inside the rotary disk is divided into four spaces: a gear train chamber, a speed increasing belt drive chamber, a rotary blade belt drive chamber, and an eccentric-vibration conversion chamber. Optimized lubrication conditions for bearings and gears in each chamber. The partitioning structure of each chamber and the mounting structure of bearings and seals were designed to contribute to weight reduction and rigidity improvement of the rotating disk, and to increase the speed of the parallel rotor blades.

請求項4に記載の発明では、偏心リング割り出し機構を形成している2個の偏心ディスク
部品である中心側偏心ディスクと偏心リングを同一円筒スペース内の中央側と外周側に配
置し、偏心リング割り出し機構の幅を短縮し、回転ディスクの幅を短縮し、その分回転翼
の幅を拡大し、平行回転翼で発生する空気力の増大を図った。
In the invention according to claim 4, the eccentric disk and the eccentric disk, which are two eccentric disk components forming the eccentric ring indexing mechanism, are arranged on the central side and the outer peripheral side in the same cylindrical space. The width of the indexing mechanism was shortened, the width of the rotating disk was shortened, and the width of the rotating blade was increased accordingly, and the aerodynamic force generated by the parallel rotating blade was increased.

請求項5に記載の発明では、平行回転翼主軸の外側端に中央静止翼ディスクAを固定し、
そのディスクの外側端に中央静止翼軸を結合し、その軸に中央静止翼を回動自在に嵌着し
、中央静止翼の角度位置を平行回転翼主軸の穴に通した軸と歯車列を介して調節できるよ
うにし、中央静止翼軸の外側端に中央静止翼ディスクBを結合し、中央静止翼ディスクB
は外側回転翼ディスクを転がり軸受けを介して支持する中央静止翼外側主軸に結合し、中
央静止翼取付け軸と平行回転翼主軸との一体化を図り、平行回転翼の支持剛性を高めて高
速化を図った。
In the invention according to claim 5, the central stationary blade disk A is fixed to the outer end of the parallel rotating blade main shaft,
A central stationary blade shaft is coupled to the outer end of the disk, and the central stationary blade is rotatably fitted to the shaft, and an angular position of the central stationary blade is passed through the hole of the parallel rotating blade main shaft and a gear train. The central stationary blade disk B is coupled to the outer end of the central stationary blade shaft.
Is connected to the central stationary blade outer main shaft that supports the outer rotor disk via rolling bearings, and the central stationary blade mounting shaft and the parallel rotating blade main shaft are integrated to increase the support rigidity of the parallel rotating blade and increase the speed. I planned.

請求項6に記載の発明では、平行回転翼の中央外側部に出ている中央静止翼外側主軸の外
側端に取り付けた3点ステーに静止外延翼を取り付け、翼面積の拡大を計り、空気力の増
大を図りながら、静止外延翼に上反り角や後退角を付けることにより平行回転翼飛行機と
して必要な安定性を確保できる構造にした。また、静止外延翼の一部を分割して姿勢制御
用の可動フラップにすることも可能にした。
In the invention according to claim 6, the stationary extension blade is attached to the three-point stay attached to the outer end of the central stationary blade outer main shaft protruding from the central outer portion of the parallel rotary blade, the blade area is expanded, and the aerodynamic force is increased. In addition, the stability of the parallel rotary wing airplane can be ensured by adding a warp angle and a receding angle to the stationary extension wing. It is also possible to divide a part of the stationary outer wing to make a movable flap for posture control.

請求項7に記載の発明では、回転翼の外側端の外側回転翼取り付軸の外側端に回転外延翼
の内側端を結合して、回転する翼の翼面積を拡大し、飛行機と比べて機体幅を減少しなが
ら、平行回転翼で発生できる空気力の増大を図った。また、片持ち梁で取り付けられる回
転外延翼の形状や曲げと捩じりの弾性変形特性の付与により操縦安定性の最適化が図れる
ようにした。
In the invention of claim 7, the inner end of the rotating extension blade is coupled to the outer end of the outer rotor blade mounting shaft at the outer end of the rotor blade, and the wing area of the rotating wing is enlarged. While reducing the fuselage width, the aerodynamic force that can be generated by parallel rotor blades was increased. In addition, optimization of steering stability can be achieved by giving the shape of the rotating extension wing attached with a cantilever beam and the elastic deformation characteristics of bending and twisting.

請求項8に記載の発明では、平行回転翼が1回転する間に回転翼を逆方向に1回転戻す歯
車列を、複数、太陽歯車に噛み合わせた簡易平行回転翼ギアーケースにおいて、平行回転
翼主軸の外側端に中央静止翼取付け軸を取り付け、平行回転翼主軸の穴に太陽歯車の角度
を調節するリンクと中央静止翼の傾斜角を調節するリンクを納めたことにより、遥動付加
機構を省略しながら、小さな平面投影翼面積で大きな翼面積を確保でき、大きな制御容量
と多様な制御能力を持つ簡易平行回転翼尾翼の構造が設計できた。
即ち、同じ平面投影面積の固定尾翼と比べて約3倍の翼面積を持つ簡易平行回転翼尾翼の
採用により、平行回転翼飛行機のピッチング回転モーメントの制御容量を拡大できた。ま
た、駆動に回生モーターを用いて、左・右独立に揚力と抗力または推力を制御することに
より、鳥の尾翼の開閉による翼面積の調節と、捩じりによる尾翼角度の調節の模擬を可能
にした。これらの簡易平行回転翼尾翼の機能と平行回転翼の機能との連動によって、鳥達
の多彩な姿勢制御機能の模擬が全て可能となった。制御ファクターは、平行回転翼の回転
速度、回転翼の平行傾斜角、中央静止翼の傾斜角である。制御量である空気力と回転モー
メントの調節により機体の姿勢と速度が制御される。
In the invention according to claim 8, in the simple parallel rotor blade gear case in which a plurality of gear trains that return the rotor blades to the reverse direction by one rotation while the parallel rotor blades make one rotation are engaged with the sun gear, By attaching the central stationary blade mounting shaft to the outer end of the main shaft and placing the link that adjusts the angle of the sun gear and the link that adjusts the inclination angle of the central stationary blade in the hole of the parallel rotating blade main shaft, While omitting it, it was possible to secure a large blade area with a small plane projection blade area, and to design a simple parallel rotor tail structure with a large control capacity and various control capabilities.
In other words, by adopting a simple parallel rotor tail that has a wing area approximately three times that of a fixed tail wing with the same plane projection area, the control capacity of the pitching rotation moment of the parallel rotor wing airplane could be expanded. In addition, by using a regenerative motor for driving and controlling lift and drag or thrust independently on the left and right, it is possible to simulate the adjustment of the wing area by opening and closing the bird's tail and the adjustment of the tail angle by twisting I made it. By linking the functions of these simple parallel rotor blades and the parallel rotor blades, it has become possible to simulate the various posture control functions of birds. The control factors are the rotational speed of the parallel rotor blades, the parallel tilt angle of the rotor blades, and the tilt angle of the central stationary blade. The attitude and speed of the fuselage are controlled by adjusting the aerodynamic force and rotational moment, which are controlled variables.

請求項9に記載の発明では、下方静止翼と中央静止翼取付け軸と簡易平行回転翼尾翼の外
側端を結ぶ3点ステーを形成し、平行回転翼の支持剛性の向上を図った。即ち、回転翼と
中央静止翼に生じる空気力と回転モーメントの反力の一部が、平行回転翼の外側回転ディ
スクを支持する転がり軸受けが装着される中央静止翼外側主軸に掛かる。従って、平行回
転翼の限界回転速度を高めようとすると、平行回転翼主軸の外側端に結合された中央静止
翼取付け軸の外側端を形成する中央静止翼外側主軸の部分での剛性を高めるのが効果的で
ある。もし、これを中央静止翼取付け軸に頼って剛性を上げる設計にすると、片持ち梁の
たわみの設計になるので、重量とスペースのかなりの増大が避けられない。そこで、中央
静止翼外側主軸と下方静止翼と簡易平行回転翼尾翼の外側端を3点ステーで結合して翼組
外枠を形成し、荷重の分散も計りながら中央静止翼外側主軸の部分での剛性を高める構造
とした。
According to the ninth aspect of the invention, a three-point stay is formed to connect the lower stationary blade, the central stationary blade mounting shaft, and the outer end of the simple parallel rotating blade tail blade, thereby improving the support rigidity of the parallel rotating blade. That is, a part of the reaction force of the aerodynamic force and the rotational moment generated in the rotor blades and the central stationary blade is applied to the central stationary blade outer main shaft on which the rolling bearing supporting the outer rotating disk of the parallel rotor blade is mounted. Therefore, if the limit rotational speed of the parallel rotor blade is increased, the rigidity at the portion of the central stationary blade outer main shaft that forms the outer end of the central stationary blade attachment shaft coupled to the outer end of the parallel rotor blade main shaft is increased. Is effective. If this is designed to increase the rigidity by relying on the central stationary blade mounting shaft, it will be a cantilever deflection design, so a considerable increase in weight and space is inevitable. Therefore, the outer edge of the central stationary blade outer spindle, the lower stationary blade, and the outer end of the simple parallel rotary blade tail blade are joined by a three-point stay to form the outer frame of the blade assembly. The structure is designed to increase the rigidity.

請求項10に記載の発明では、平行回転翼の外側回転ディスクの外周部分を、下方静止翼
の外側端と簡易平行回転翼尾翼の外側端を結んだ2点ステーに取り付けた2個のサポート
ローラーで支持し、重量増加を抑えながら平行回転翼の支持剛性を高め、限界回転速度の
低下を少なくし、併せて平行回転翼の回転ブレを抑制する構造とした。
In the invention according to claim 10, the two support rollers in which the outer peripheral portion of the outer rotary disk of the parallel rotary blade is attached to a two-point stay connecting the outer end of the lower stationary blade and the outer end of the simple parallel rotary blade tail blade. In order to suppress the increase in weight, the support rigidity of the parallel rotor blade is increased, the decrease in the limit rotational speed is reduced, and the rotation blur of the parallel rotor blade is also suppressed.

鳥達の多様性を参考にすると、平行回転翼飛行機の機能構成とレイアウトは多種多様に展
開される。その一例は、F1レーサーの車輪を平行回転翼に代えて羽根を付けたようなレ
イアウトになった。
機能構成としては、前方の低い位置に小径の前方平行回転翼を置き、後方の高い位置には
大径の後方平行回転翼を置き、後方平行回転翼の外側端に結合された2点ステーの上部に
は折下げて畳める折畳み静止外延翼を取り付け、上部後端には固定翼を設けた。これに3
輪の走行用車輪を付けると、地上では自動車として走行でき、空中では、走る・曲がる・
止まるに加えて昇降機能を持ち、ヘリコプターのように舞い上がり、飛行機のように飛行
できる空飛ぶ自動車にできそうなレイアウトが描けた。
Referring to the diversity of birds, the functional structure and layout of parallel rotorcraft will be developed in various ways. As an example, the layout was such that the F1 racer wheels were replaced with parallel rotor blades.
As a functional configuration, a small-diameter front parallel rotor blade is placed at a lower front position, a large-diameter rear parallel rotor blade is placed at a higher rear position, and a two-point stay coupled to the outer end of the rear parallel rotor blade. Folding stationary extension wings that can be folded down are attached to the upper part, and fixed wings are provided at the upper rear end. 3
If you attach a wheel for traveling, you can run as a car on the ground, run / bend in the air,
In addition to stopping, it had a lifting function, soared like a helicopter, and could draw a layout that could make a flying car that could fly like an airplane.

請求項11に記載の発明は、請求項1に記載の発明の具体的な構造に関する請求であるが
、この発明では、成型されたアウターパネルに、成型されたインナーパネルを接合するこ
とにより翼の後方に形成された2次元閉断面の形状において、アウターパネルの後方上部
とインナーパネルの接合で3角閉断面を形成し、その後方に、折れてから斜め後・下方に
湾曲するインナーパネルと平面部から斜め後・下方に湾曲するアウターパネルの後方下部
によって湾曲クサビ状閉断面を形成し、3角閉断面を形成するインナーパネルの平面部に
湾曲クサビ状閉断面の前側の接合線を設け、アウターパネルの後方上部とインナーパネル
とアウターパネルの後方下部とで重ね板ばねを形成し、回転翼の後方部分を上から押し下
げたときに曲がり易く、下から押し上げたときに曲がり難い非線形バネ特性を持った構造
とすることにより、フレキシブルキャンバー回転翼の構造が設計できた。
The invention described in claim 11 relates to the specific structure of the invention described in claim 1, but in this invention, the wing is formed by joining the molded inner panel to the molded outer panel. In the shape of the two-dimensional closed cross section formed at the rear, a triangular closed cross section is formed by joining the rear upper part of the outer panel and the inner panel, and the inner panel and the plane are bent obliquely rearward and downward after being bent at the rear. A curved wedge-shaped closed section is formed by the rear lower part of the outer panel that curves obliquely rearward and downward from the section, and a joint line on the front side of the curved wedge-shaped closed section is provided on the flat portion of the inner panel forming the triangular closed section, A lap leaf spring is formed by the rear upper part of the outer panel, the inner panel and the lower rear part of the outer panel, and it is easy to bend when the rear part of the rotor blade is pushed down from above. By a structure having a bending hardly nonlinear spring characteristic when pushed up, the structure of the flexible camber rotor blade could be designed.

請求項1に記載の発明に関しては、高い形状精度と量産性が得られるプレス成型技術で製
造されたアウターパネルとインナーパネルを溶接し、回転翼の後方部分を上から押し下げ
たときに曲がり易く、下から押し上げたときに曲がり難い非線形バネ特性を持った回転翼
が設計できた。
Regarding the invention of claim 1, it is easy to bend when the outer panel and the inner panel manufactured by press molding technology that can obtain high shape accuracy and mass productivity are welded, and the rear part of the rotor blade is pushed down from above, A rotor blade with non-linear spring characteristics that is difficult to bend when pushed up from below can be designed.

これにより、回転翼に過大な負の迎角が発生するのを防ぐことができた。また、回転翼の
加速回転時の高速打ち下ろし回転翼の空気力の方向を自動的に前方に傾けたり、回転翼の
低速回転時の迎角を自動的に大きくしたりする高揚力機構も得られた。図4、図8を見よ。
As a result, it was possible to prevent an excessive negative angle of attack from occurring on the rotor blade. In addition, a high lift mechanism that automatically tilts the direction of the aerodynamic force of the rotor blades at the time of accelerated rotation of the rotor blades and automatically increases the angle of attack when the rotor blades rotate at low speeds is obtained. It was. See FIG. 4 and FIG.

この非線形バネ特性によって低速飛行時や空中停止時の平行回転翼の回転速度の増速割合
を低減できる。
This non-linear spring characteristic can reduce the rate of increase in the rotational speed of the parallel rotor blades when flying at low speed or stopping in the air.

図8の第3象限の流入気流速度制御ラインは、与えられた揚力係数の回転翼で必要な揚
力を発生するために必要な流入気流速度をプロットしたラインである。
The inflow air velocity control line in the third quadrant of FIG. 8 is a line in which the inflow air velocity required to generate the lift necessary for the rotor blade having the given lift coefficient is plotted.

硬いバネ特性の回転翼と比べて、柔らかいバネ特性の回転翼は低速では自動的に揚力係数
が大きくなるので、その分、回転速度の増速を少なくできる。このことは制御容量の縮小
や制御装置のコンパクト化や軽量化に寄与する。
Compared with a rotor blade having a hard spring characteristic, a rotor blade having a soft spring characteristic automatically increases the lift coefficient at a low speed, so that the increase in the rotation speed can be reduced accordingly. This contributes to a reduction in control capacity and a compact and lightweight control device.

請求項2に記載の発明に関しては、回転ディスクに偏心リング割り出し機構をコンパクト
に組み込みながら回転ディスクを与圧の掛かった大きめの転がり軸受けで支持し、平行回
転翼の支持剛性を高めて、平行回転翼の高速化を計ることができた。
As for the invention according to claim 2, while the eccentric ring indexing mechanism is compactly incorporated in the rotating disk, the rotating disk is supported by a large rolling bearing with pressure applied thereto, and the supporting rigidity of the parallel rotating blades is increased to perform parallel rotation. The speed of the wing was able to be measured.

請求項3に記載の発明に関しては、回転ディスク内の転動面の抵抗を低減できるように軸
受け方式を選定し、潤滑条件を最適化できるように回転ディスクの内部空間を4つの潤滑
空間に分け、各室間の仕切りや軸受けとシールの取り付け構造も利用して剛性の高い回転
ディスク構造が設計できたので、平行回転翼の高速化を計ることができた。
With regard to the invention described in claim 3, a bearing system is selected so that the resistance of the rolling surface in the rotating disk can be reduced, and the internal space of the rotating disk is divided into four lubricating spaces so that the lubrication conditions can be optimized. Since the rotating disk structure with high rigidity can be designed by utilizing the partitioning between the chambers and the mounting structure of the bearings and seals, it was possible to increase the speed of the parallel rotating blades.

請求項4に記載の発明に関しては、偏心リング割り出し機構の幅を短縮する設計ができた
ことにより、その分回転翼の幅を拡大でき、平行回転翼で発生できる空気力の増大を計る
ことができた。
With the invention according to claim 4, since the design of the eccentric ring indexing mechanism can be shortened, the width of the rotary blade can be increased by that amount, and the increase of the aerodynamic force that can be generated by the parallel rotary blade can be measured. did it.

請求項5に記載の発明に関しては、中央静止翼取付け軸の平行回転翼主軸との一体化を図
り、外側端の中央静止翼外側主軸に装着された転がり軸受けを介して外側回転ディスクを
支持する構造にできたので、平行回転翼の支持剛性を高めて高速化を計ることができた。
According to the fifth aspect of the present invention, the central stationary blade mounting shaft is integrated with the parallel rotating blade main shaft, and the outer rotating disk is supported via a rolling bearing mounted on the outer central shaft of the central stationary blade. Because of the structure, it was possible to increase the support rigidity of the parallel rotor blades and increase the speed.

請求項6に記載の発明に関しては、平行回転翼の中央外側部に出ている中央静止翼外側主
軸の外側端に取り付けた3点ステーに静止外延翼を取り付けたことにより、平行回転翼飛
行機の仕様により、平行回転翼のみでは必要な空気力や安定性が得られない場合に、静止
翼の面積を拡大して空気力の増大と必要な安定性の確保を図るための追加的な静止翼を設
計できた。また、必要に応じて、静止外延翼の一部を分割して姿勢制御用可動フラップに
することにより、平行回転翼の姿勢制御能力の不足を補うことも可能になった。
In the invention according to claim 6, by attaching the stationary extension wing to the three-point stay attached to the outer end of the central stationary blade outer main shaft that protrudes from the central outer portion of the parallel rotary wing, If the required aerodynamic force and stability cannot be obtained with only the parallel rotor blades due to the specifications, an additional stationary blade to increase the aerodynamic force and ensure the required stability by expanding the area of the stationary blade Was able to design. Further, if necessary, by dividing a part of the stationary extension blade into a movable flap for posture control, it became possible to compensate for the lack of posture control capability of the parallel rotary blade.

請求項7に記載の発明に関しては、回転翼の外側端の外側回転翼取り付軸の外側端に回転
外延翼の内側端を結合して、回転する翼の翼面積の拡大を図ったことにより、平行回転翼
飛行機の仕様により、平行回転翼のみでは必要な空気力や安定性が得られない場合に、平
行回転翼の空気力の増大と必要な安定性の確保を図るために追加できる回転外延翼を設計
できた。
According to the seventh aspect of the invention, by connecting the inner end of the rotating extension blade to the outer end of the outer rotor blade mounting shaft at the outer end of the rotor blade, the blade area of the rotating blade is increased. Rotation that can be added to increase the aerodynamic force of the parallel rotor and to ensure the required stability when the required aerodynamic force and stability cannot be obtained with the parallel rotor only due to the specifications of the parallel rotor The extension wing could be designed.

請求項8に記載の発明に関しては、遥動付加機構を省略しながら、回転翼を平行回転させ
るための歯車列を納めた簡易平行回転翼ギアーケースに中央静止翼取付け軸と回転翼の傾
斜角度を調節するリンクと中央静止翼の傾斜角を調節するリンクをコンパクトに納めたこ
とにより、小さな平面投影翼面積で大きな制御容量と多様な制御能力を持つ簡易平行回転
翼尾翼の構造を設計できた。
即ち、3葉の複葉翼に匹敵する翼面積を持つ簡易平行回転翼尾翼の採用により、鳥の尾翼
を広げて制御容量を拡大する機能と尾翼を捩って発生する空気力の方向を調節する機能を
模擬できた。これらの機能は、回生モーターを用いて、左右の簡易平行回転翼尾翼の回転
速度と駆動トルクを独立に制御することにより得られた。そして、平行回転翼と簡易平行
回転翼尾翼の機能を連携させることにより、鳥のような多彩な姿勢制御が可能となった。
With the invention according to claim 8, the tilt angle between the central stationary blade mounting shaft and the rotor blade is mounted on a simple parallel rotor blade gear case containing a gear train for rotating the rotor blade in parallel while omitting the swing addition mechanism. A compact parallel rotating blade tail structure with a large control capacity and various control capabilities can be designed with a small plane projection blade area by compactly storing the link that adjusts the tilt angle and the link that adjusts the inclination angle of the central stationary blade .
In other words, by adopting a simple parallel rotary wing tail that has a wing area comparable to a three-leaf biplane, the function of expanding the tail capacity of the bird and expanding the control capacity and the direction of the aerodynamic force generated by twisting the tail are adjusted. I was able to simulate the function. These functions were obtained by independently controlling the rotational speed and driving torque of the left and right simple parallel rotor blades using a regenerative motor. And, by combining the functions of the parallel rotor blade and the simple parallel rotor blade, various posture control like a bird became possible.

回転翼を周期的に遥動させる機構を省くことにより駆動系を大幅に簡素化して軽量化しな
がら駆動抵抗の低減も計ることができた。簡易平行回転翼尾翼の迎角は回転速度の変化で
調節する機構となったが、機体重量を分担させない場合は、回転速度は主翼用の平行回転
翼のように大きくする必要はない。しかし、乱気流からの脱出のような危険回避操作で回
転速度を上げる場合は、回転翼の翼面に剥離や失速が発生し、迎角の制御が難しくなる。
そのような場合の操縦安全性上のマージンを十分にとるためにはフレキシブルキャンバー
回転翼の応用が効果的である。これらの工夫により、コンパクト化を計りながら、低速で
も効率良くしなやかな姿勢制御ができる簡易平行回転翼尾翼が設計できた。
By omitting the mechanism for periodically swinging the rotor blades, the drive system can be greatly simplified and reduced in weight while reducing the drive resistance. The angle of attack of the simple parallel rotor tail is adjusted by changing the rotational speed, but if the aircraft weight is not shared, the rotational speed does not need to be as high as the parallel rotor for the main wing. However, when the rotation speed is increased by a danger avoiding operation such as escape from turbulent airflow, separation or stall occurs on the blade surface of the rotor blade, making it difficult to control the angle of attack.
In order to obtain a sufficient margin for handling safety in such a case, application of a flexible camber rotor is effective. With these ideas, we have designed a simple parallel rotor tail that can efficiently and flexibly control posture even at low speeds while achieving compactness.

請求項9に記載の発明に関しては、翼組外枠を形成する3点ステーを設定することによっ
て平行回転翼の支持剛性の向上を図った。即ち、下方静止翼と中央静止翼取付け軸と簡易
平行回転翼尾翼のそれぞれの外側端を結ぶ3点ステーを設定し、平行回転翼の外側回転デ
ィスクを支える転がり軸受が装着される中央静止翼取付け軸の中央静止翼外側主軸に加え
て、下方静止翼と簡易平行回転翼尾翼にも荷重を分担させるようにしたため、重量とスペ
ースの増大を抑えながら平行回転翼の支持剛性の向上が計れた。
With respect to the invention described in claim 9, the support rigidity of the parallel rotary blade is improved by setting a three-point stay that forms the outer frame of the blade assembly. In other words, a three-point stay connecting the lower stationary blade, the central stationary blade mounting shaft, and the outer end of each of the simple parallel rotating blade tail blades is set, and the central stationary blade mounting on which the rolling bearing that supports the outer rotating disk of the parallel rotating blade is mounted. In addition to the central stationary blade outer main shaft of the shaft, the load was also shared by the lower stationary blade and the simple parallel rotating blade tail blade, so that the support rigidity of the parallel rotating blade was improved while suppressing an increase in weight and space.

請求項10に記載の発明に関しては、下側静止翼の外側端と簡易平行回転翼尾翼の外側端
を結んだ2点ステーに取り付けたサポートローラーによって外側回転ディスクの外周を支
持することによって、回転外延翼を付けた平行回転翼の荷重の分散と支持剛性の増大を図
る翼組外枠が設計できた。
According to the invention described in claim 10, the outer periphery of the outer rotating disk is supported by a support roller attached to a two-point stay connecting the outer end of the lower stationary blade and the outer end of the simple parallel rotating blade tail blade. The outer frame of the blade assembly was designed to distribute the load and increase the support rigidity of the parallel rotor blades with extension blades.

請求項11に記載の発明は、請求項1に記載の発明の具体的な構造に関する請求であるが
、この発明に関しては、成型されたアウターパネルに、成型されたインナーパネルを接合
することによりフレキシブルキャンバー回転翼の後方に形成された2次元閉断面の形状に
おいて、前上の3角閉断面の後下に湾曲クサビ状閉断面を形成し、前上の3角閉断面で形
成される重ね板ばねの非線形性と、後下の湾曲クサビ状閉断面の形状による非線形性の相
乗効果によって、翼の後方部分を上から押し下げたときに曲がり易く、下から押し上げた
ときに曲がり難い非線形バネ特性を持たせた回転翼が設計できたことにより、回転翼に過
大な負の迎角が発生するのを防ぐことができた。
また、加速時に打ち下ろしストロークの回転翼の揚力の方向を自動的に前向きに傾斜させ
たり、減速時の前進ストロークの回転翼の迎角を自動的に大きくしたりする自動高揚力機
構を平行回転翼に付与することができた。
The invention described in claim 11 relates to the specific structure of the invention described in claim 1. With regard to this invention, the flexible structure is obtained by joining the molded inner panel to the molded outer panel. In the shape of the two-dimensional closed cross section formed behind the camber rotor blade, a curved wedge-shaped closed cross section is formed below and behind the front triangular closed section, and the laminated plate formed with the front triangular closed cross section Due to the synergistic effect of the non-linearity of the spring and the non-linearity due to the curved wedge-shaped closed cross section at the back and bottom, non-linear spring characteristics that are easy to bend when the rear part of the wing is pushed down from the top and difficult to bend when pushed up from the bottom By designing the rotor blades to be held, it was possible to prevent the rotor blades from generating an excessively negative angle of attack.
In addition, the automatic high lift mechanism that automatically tilts the lift direction of the rotor blade in the down stroke during acceleration forward and automatically increases the angle of attack of the rotor blade in the forward stroke during deceleration is parallel rotated. Could be applied to the wings.

この高揚力機構は、平行回転翼の回転速度の変化に応じてキャンバーを自動的に調節して
くれるので、迎角の制御容量を小さくできるため、その分、平行回転翼を軽量でコンパク
トにでき、結果的に平行回転翼の高速化も計ることができた。
This high lift mechanism automatically adjusts the camber according to the change in the rotational speed of the parallel rotor blades, so that the control capacity of the angle of attack can be reduced, so that the parallel rotor blades can be made lighter and more compact. As a result, it was possible to increase the speed of the parallel rotor blades.

即ち、本発明により、平行回転翼と尾翼平行回転翼の、前・後・左・右の平行回転翼に独
立に発生する空気力と回転モーメントを自在に調節することにより、始動から助走、離陸
、上昇、加速、水平、減速、降下、着陸、停止に至る全ての運動モードにおいて、滑らか
に安定的に飛行モードを切り替えながら操縦できる平行回転翼飛行機を基礎的に設計でき
た。
That is, according to the present invention, the aerodynamic force and rotational moment generated independently of the front, rear, left, and right parallel rotors of the parallel rotor blade and the tail rotor blade can be freely adjusted to start running, take off and take off. In all motion modes ranging from ascending, accelerating, leveling, decelerating, descending, landing and stopping, we could basically design a parallel rotorcraft that can be controlled while switching flight modes smoothly and stably.

フレキシブルキャンバー回転翼の平面図Top view of flexible camber rotor フレキシブルキャンバー回転翼の側面図Side view of flexible camber rotor 下方の回転翼の周りの循環流と剥離流れのイメージImage of circulating and separated flow around the lower rotor blade 平行回転翼の翼面荷重Blade load on parallel rotor blades フレキシブルキャンバー回転外延翼の平面図Top view of flexible camber rotating extension blade フレキシブルキャンバー回転外延翼の側面図Side view of flexible camber rotating extension blade フレキシブルキャンバー回転外延翼の正面図Front view of flexible camber rotating extension blade フレキシブルキャンバー回転翼の高揚力効果High lift effect of flexible camber rotor blades ホバリング中に発生する揚力Lift generated during hovering 平行回転翼速度を固定して流入気流を加速した時に発生する空気力Aerodynamic force generated when accelerating the incoming airflow with fixed parallel blade speed 平行回転翼の断面図Cross section of parallel rotor blade 回転ディスク内の偏心リング割り出し機構の正面図Front view of the eccentric ring indexing mechanism in the rotating disk 回転ディスクの正面図Front view of rotating disk 簡易平行回転翼尾翼の断面図Cross section of simplified parallel rotor blade 簡易平行回転翼尾翼のD−D断面矢視図DD cross-sectional view of a simple parallel rotor tail 簡易平行回転翼尾翼の正面図Front view of simplified parallel rotor blade 翼組の外枠の説明図Illustration of outer frame of wing assembly 飛行中の簡易平行回転翼尾翼の作動1/2Operation of a simple parallel rotary wing tail in flight 1/2 飛行中の簡易平行回転翼尾翼の作動2/2Operation of a simple parallel rotary wing tail in flight 2/2 簡易平行回転翼尾翼の歯車の回転角Rotation angle of simple parallel rotor blade 簡易平行回転翼尾翼の歯車列Simple parallel rotor blades 左右の簡易平行回転翼尾翼の作動1/2Operation of left and right simple parallel rotor blades 1/2 左右の簡易平行回転翼尾翼の作動2/2Operation of the right and left simple parallel rotor blades 2/2 平行回転翼飛行機の種類Types of parallel rotorcraft 簡易平行回転翼尾翼機の平面図Top view of a simple parallel rotor blade 簡易平行回転翼尾翼機の側面図Side view of a simple parallel rotor blade 簡易平行回転翼尾翼機の正面図Front view of a simple parallel rotor blade タンデム吊り上げ機の平面図Top view of tandem lifting machine タンデム吊り上げ機の側面図Side view of tandem lifting machine タンデム吊り上げ機の正面図Front view of tandem lifting machine 回転外延翼機の平面図Top view of a rotary extension wing machine 回転外延翼機の側面図Side view of a rotary extension wing machine 回転外延翼機の正面図Front view of rotating outer wing machine 静止外延翼機の平面図Top view of stationary outer wing aircraft 静止外延翼機の側面図Side view of stationary outer wing aircraft 静止外延翼機の正面図Front view of stationary outer wing aircraft 低前方平行回転翼機の平面図Plan view of low-front parallel rotorcraft 低前方平行回転翼機の側面図Side view of low front parallel rotorcraft 低前方平行回転翼機の正面図Front view of low front parallel rotorcraft 折畳み静止外延翼機の平面図Top view of a folding static extension wing machine 折畳み静止外延翼機の側面図Side view of a folding stationary outer wing aircraft 折畳み静止外延翼機の正面図Front view of a folding static extension wing machine 鳥達の離陸角Take-off angle of birds 回転翼の迎角と回転速度Angle of attack and rotation speed of rotor blades 回転翼のオフセットの影響Effect of rotor blade offset

発明を実施するために、以下の具体的形態をとった。平行回転翼飛行機1は飛行機とヘリ
コプターの両者の機能を併せ持つが、その機能構成は、両者の機能を混ぜ合わせたもので
はなく、また、どちらかの機能をベースに変更を加えたものでもなく、多様な鳥達の進化
ツリーの幹を模擬するような基本的な機能構成に纏まってきた。従って、鳥達の多様性を
追って発想される様々な平行回転翼飛行機1の構想は、この基本的な機能構成の展開上に
位置づけられる。
In order to carry out the invention, the following specific forms were adopted. The parallel rotary wing airplane 1 has the functions of both an airplane and a helicopter, but its functional configuration is not a mix of the functions of the two, nor is it a modification based on either function. It has been compiled into a basic functional structure that simulates the trunk of the evolutionary tree of various birds. Therefore, the concept of various parallel rotorcraft 1 that is conceived in pursuit of the diversity of birds is positioned on the development of this basic functional configuration.

機構的には鳥の羽ばたき機構をやや複雑なままに模擬したが、羽ばたき翼を人為的に平行
回転翼4に置換えたために、新たな人為的な機能の追加も必要となった。更に、それに起
因して新たな技術的な課題も発生し、その解決策の発明も必要となった。
In terms of mechanism, the bird's flapping mechanism was simulated in a slightly complicated manner. However, since the flapping wing was artificially replaced with the parallel rotating wing 4, it was necessary to add a new artificial function. Furthermore, new technical problems have arisen due to this, and the invention of the solution has become necessary.

平行回転翼飛行機1の基礎設計は、色々な平行回転翼飛行機1の全体像を描きながら、回
転翼8、平行回転翼4、各種補助翼、翼組と設計構成を分析しながら進めた。検討材料と
なる具体的なアイデアについては、適宜、模型試作によりその有効性を確認した。
The basic design of the parallel rotary wing airplane 1 was advanced while analyzing the rotary wing 8, the parallel rotary wing 4, various auxiliary wings, the wing set, and the design configuration while drawing various images of the parallel rotary wing airplane 1. The effectiveness of the specific ideas to be studied was confirmed by making a model as appropriate.

近年、世界中で空飛ぶ自動車の研究が再燃しているが、その殆どは、飛行機、ヘリコプタ
ー、オートジャイロなどの既存の飛行原理をベースにしており、平行回転翼飛行機1のよ
うに新しい飛行原理をベースにした研究は見られない。鳥の羽ばたき翼をやや複雑なまま
に模擬した平行回転翼4は、大雑把に言えば、上と下の回転翼8によって鳥の揚力翼であ
る腕の部分を、前と後の回転翼8によって鳥の推力翼である手の部分を模擬し、それらを
一つの輪に組み込んだ機構になっている。
In recent years, research on flying vehicles around the world has been rekindled, but most of them are based on existing flight principles such as airplanes, helicopters, auto gyros, etc. There are no studies based on. Roughly speaking, the parallel rotor blades 4 simulating the flapping wings of a bird are roughly complicated. The upper and lower rotor blades 8 are used to move the arms, which are the bird's lift wings, and the front and rear rotor blades 8 are It is a mechanism that simulates the hand part of a thrust wing and incorporates them into a single ring.

鳥達は翼を折り畳んで地上を走行し、翼を展開して空を泳いでいるが、空飛ぶ自動車を公
道で走らせるためには、現行の法規上は、機体幅を2.5m以内に納めなければならない
。そのためには、機体幅の縮小、平行回転翼幅の短縮、平行回転翼径の拡大、補助翼の付
加などが必要となった。また、乗員と手荷物の重さ、機体重量、外観寸法などの基本仕様
の見直しも必要になった。
乗員は水鳥に丸呑みされた大きな餌のように平行回転翼4の前方に配置し、ペイロードは
、1名のドライバーと50の手荷物とした。
Birds run on the ground with their wings folded, and they are swimming in the sky with their wings deployed, but to run a flying car on a public road, the current legislation requires the aircraft width to be within 2.5m I have to pay. To that end, it was necessary to reduce the fuselage width, shorten the parallel rotor blade width, increase the parallel rotor blade diameter, and add auxiliary blades. Also, it was necessary to review the basic specifications such as the weight of passengers and baggage, the weight of the fuselage, and the external dimensions.
The occupant was placed in front of the parallel rotary wing 4 like a large bait encircled by water birds, and the payload was one driver and 50 baggage.

平行回転翼を用いた空飛ぶ自動車は、エンジンが故障した時に平行回転翼4の駆動を停止
して最寄りの滑走路を探せるように、滑空に必要な翼面積を持たせておく必要がある。そ
こで、飛行機との比較で必要な平行回転翼幅を推定してみた。
先ず、比較の基準を1人乗りの軽飛行機にとり、主翼スパンを11m、機体幅を約1mと
すると、片側の翼の長さは5mとなる。これに対して、平行回転翼4の翼面積は3葉の複
葉翼に相当するので、片側の平行回転翼幅を1.7mにすると、一枚翼に換算すると片側
翼幅は、5m(1.7×3=5.1)となる。(ちなみに、この参照機の翼弦長は1.3
m。エアロスバルの翼弦長は1.5m弱。本発明で設計中の回転翼8のピッチサークル径
は1.6m。)
A flying automobile using parallel rotor blades needs to have a blade area necessary for gliding so that the driving of the parallel rotor blades 4 can be stopped and the nearest runway can be found when the engine breaks down. Therefore, we estimated the required parallel rotor wing width by comparing with the airplane.
First, if the standard for comparison is a single-seat light aircraft, the main wing span is 11 m, and the fuselage width is about 1 m, the wing length on one side is 5 m. On the other hand, since the blade area of the parallel rotor blade 4 corresponds to a three-leaf double leaf blade, when the parallel rotor blade width on one side is 1.7 m, the one-side blade width is 5 m (1 7 × 3 = 5.1). (By the way, the chord length of this reference machine is 1.3
m. Aerosval's chord length is less than 1.5m. The pitch circle diameter of the rotor blade 8 under design in the present invention is 1.6 m. )

従って、平行回転翼飛行機1の平行回転翼スパンは4.4m(1.7×2+1=4.4
)となり、従来の飛行機と比べると半減しているが、現在の車両規制幅の2.5mは遥か
に超えている。このことから、将来、車両幅の規制値が見直されないかぎり、平行回転翼
飛行機1をもってしても空飛ぶ自動車への応用は無理であることが分かる。しかし、まだ
軟な新技術である翼輪飛行機1の可能性と課題を早めに見通すために、前提条件に譲歩し
ながら更に検討を進めてみる。
Accordingly, the parallel rotor blade span of the parallel rotor aircraft 1 is 4.4 m (1.7 × 2 + 1 = 4.4).
), Which is halved compared to conventional airplanes, but far exceeds the current vehicle regulation width of 2.5m. From this, it can be seen that unless the regulation value of the vehicle width is reconsidered in the future, the application to the flying automobile is impossible even with the parallel rotorcraft 1. However, in order to foresee the possibilities and issues of the winged airplane 1 which is still a soft new technology, we will proceed further investigation while concessioning to the preconditions.

一方、平行回転翼飛行機1は平行回転翼4の駆動力を失った場合でもオートローテーショ
ン機能を働かせてヘリコプターのように平行回転翼4を空転させて空き地を探して舞い降
りることができる。ただし、平行回転翼飛行機1の場合は、回転翼8を空転させた時に発
生できる揚力が、回転翼8を停止させて滑空した時に発生できる揚力より大きくなるので
、平行回転翼幅は滑空性能で決めておけば安全サイドと言える。
On the other hand, even if the parallel rotary wing airplane 1 loses the driving force of the parallel rotary wing 4, the parallel rotary wing 4 can idle like a helicopter by using the autorotation function to search for a vacant land and can fly down. However, in the case of the parallel rotary wing airplane 1, the lift that can be generated when the rotor 8 is idled is greater than the lift that can be generated when the rotor 8 is stopped and glide, so the parallel rotor width is determined by the glide performance. If decided, it can be said to be a safe side.

鳥を模擬した平行回転翼飛行機1で哺乳類を模擬した自動車のために作られた道路を走ろ
うとするのは、本来、無理な話なのであろう。しかし、自動車の限界を克服し、自動車社
会の行詰まりを打開したいと願う現代人の野望には押えがたいものがある。一方、平行回
転翼4や平行回転翼飛行機1の開発は未だテーマ提案の段階であり、その可能性はまだ実
機を持って明らかにされてはいない。
Trying to run on a road made for a car simulating a mammal with a parallel-rotating wing airplane 1 simulating a bird would be an impossible story. However, the ambitions of modern people who want to overcome the limitations of automobiles and break down the clogging of automobile society are difficult to control. On the other hand, the development of the parallel rotary wing 4 and the parallel rotary wing airplane 1 is still at the stage of the theme proposal, and the possibility has not yet been clarified with actual machines.

将来、今の道路の2車線分の幅(7.2m)の道路が与えられれば、4.4mの幅の平行
回転翼飛行機1を空飛ぶ自動車として地上走行させることは可能になる。3車線分の幅(
10.8m)の道路が設けられれば、路面からの離着陸も可能になろう。将来、自動車と
平行回転翼飛行機1が共存する社会を作るためには、公道の道路基準は大きく見直す必要
がある。そこで、ここからは、機体幅の制約を5.0mにまで広げて、平行回転翼飛行機
1の可能性の検討を進めてゆく。現時点での平行回転翼飛行機1の基礎的な設計要件には
、公道走行時の外観寸法規制(幅;5.0m、高さ;3.8m)、滑空できる翼面積の確
保、ピッチング回転モーメントの制御に必要な尾翼面積の確保の3要件が加わった。
In the future, if a road having a width of 7.2 lanes (7.2 m) of the current road is given, it becomes possible to run the parallel rotary wing airplane 1 having a width of 4.4 m on the ground as a flying car. 3 lane width (
If a 10.8 m) road is provided, it will be possible to take off and land from the road surface. In the future, in order to create a society in which automobiles and parallel rotorcraft 1 coexist, the road standards for public roads need to be largely revised. Therefore, from here, we will continue to study the possibility of the parallel rotorcraft 1 by expanding the restrictions on the body width to 5.0 m. The basic design requirements of the parallel rotary wing airplane 1 at present are the external dimension control (width: 5.0 m, height: 3.8 m) when driving on public roads, ensuring a wing area that can glide, and pitching rotation moment. Three requirements for securing the tail area necessary for control were added.

具体的な構造設計に入る前に、平行回転翼4で発生する揚力だけで平行回転翼飛行機1を
吊り上げるのに必要な平行回転翼4の翼面積を求める。その前に、翼面荷重と飛行速度と
回転翼8の公転速度の関係を具体的な数値で当たっておく。
翼面荷重は翼で発生される揚力を翼面積で割った値であるが、300m/sの速度で飛行
中のジャンボジェットの翼面荷重は900/平米 程度である。揚力は流速の2乗に比例するので、100m/sの速度では100キログラム/平米 、70m/sの速度では50
/平米、50m/sの速度では25キログラム/平米 となる。平行回転翼4の翼面荷重にもこの値を用いて必要な翼面積を推定してみる。翼面積が1平米の回転翼8を4枚取り付けた平行回転翼4に発生する揚力は、上側の前進ストロークと前側の打ち下ろしストロークと下側の後退ストロークと後側の跳ね上げストロークの、4枚の回転翼8が発生する揚力の総和である。平行回転翼4を停止して滑空している状態を考えると、左右の平行回転翼4の8枚の回転翼8に発生する揚力は、100m/sの飛行速度では800、70m/sの速度では400、50m/sの速度では200となる。従って、200キログラムの機体であれば、50m/s(=180km/h)の滑空速度で着陸できることになる。
Before entering into a specific structural design, the blade area of the parallel rotor blade 4 required to lift the parallel rotor blade airplane 1 only by the lift generated by the parallel rotor blade 4 is obtained. Before that, the relationship between the blade surface load, the flight speed, and the revolution speed of the rotary wing 8 is determined by specific numerical values.
The wing load is a value obtained by dividing the lift generated by the wing by the wing area, but the wing load of a jumbo jet in flight at a speed of 300 m / s is about 900 / sq.m. Lift is proportional to the square of the flow velocity, so 100 kilograms per square meter at a speed of 100 m / s, 50 at a speed of 70 m / s.
/ Square meter, at a speed of 50 m / s, it is 25 kilograms / square meter. The required blade area is estimated using this value for the blade surface load of the parallel rotor blade 4 as well. The lift generated in the parallel rotor blade 4 having four rotor blades 8 having a blade area of 1 square meter is 4 of the upper forward stroke, the front down stroke, the lower reverse stroke, and the rear flip-up stroke. This is the sum of the lift forces generated by a single rotor blade 8. Considering the state where the parallel rotor blades 4 are stopped and glide, the lift generated on the eight rotor blades 8 of the left and right parallel rotor blades 4 is 800 and 70 m / s at a flight speed of 100 m / s. Then, it becomes 200 at a speed of 400 or 50 m / s. Therefore, a 200 kilogram aircraft can land at a glide speed of 50 m / s (= 180 km / h).

定点着陸の前のホバリングでは、必要な揚力を飛行速度ではなく平行回転翼4の回転速度
によって発生する必要がある。平行回転翼飛行機1のホバリングでは、ヒバリのホバリン
グのように前側と後側の回転翼8では、自ら前方から吸い込み後方に吹き出して気流を起
こし、その気流を曲げながら加速することで揚力を発生する。その他に、上側の回転翼8
でも回転速度に等しい相対速度の気流を受けて揚力が発生する。下側の回転翼8は回転速
度で後退しており、前側で空気を引き込みながら後端部では剥離しながら空気を切り裂い
ているので負の揚力を発生する。しかし、剥離しているのと、後向きの気流の発生により
相対気流速度も小さくなっているので、大きな負の揚力は発生しないと考えて無視してお
く。回転翼8の公転速度を80m/s、加速された気流の速度を40m/sと仮定すると上
側、前側、下側、後側のそれぞれの回転翼8に発生する揚力は、64、36、0
、36となり、左右8枚の回転翼8の合計は272となる。平行回転翼4の回転
速度をこの程度に上げられれば250程度の機体を滑走せずに吊り上げられることに
なる。定点離着陸できる平行回転翼飛行機1を実現するためには、基本的に、大幅な軽量
化と空気抵抗の低減と平行回転翼4の高速化が必要なことは明らかである。図9を見よ。
In hovering before fixed-point landing, it is necessary to generate the necessary lift force not by the flight speed but by the rotational speed of the parallel rotor blades 4. In the hovering of the parallel rotary wing airplane 1, the front and rear rotary wings 8 suck in from the front and blow out rearward as in the case of hovering of the ribs, and generate an air flow by bending and accelerating the air flow to generate lift. . In addition, the upper rotor blade 8
However, lift is generated by receiving an airflow with a relative speed equal to the rotational speed. The lower rotor blade 8 is retracted at the rotational speed, and the air is pulled while being pulled at the rear end while being pulled at the front side, and thus negative lift is generated. However, since the relative air velocity is reduced due to the separation and the generation of the backward air flow, it is ignored that a large negative lift is not generated. Assuming that the revolution speed of the rotor 8 is 80 m / s and the speed of the accelerated air flow is 40 m / s, the lift generated on the upper, front, lower and rear rotors 8 is 64, 36, 0.
36, and the total of the eight right and left rotary blades 8 is 272. If the rotational speed of the parallel rotor blades 4 can be increased to this level, about 250 aircraft can be lifted without sliding. In order to realize the parallel rotary wing airplane 1 that can take off and land at a fixed point, it is obvious that basically it is necessary to significantly reduce the weight, reduce the air resistance, and increase the speed of the parallel rotary wing 4. See FIG.

平行回転翼4は可変ピッチ回転翼であるので、迎角を適正に維持するように制御してゆけ
ば、平行回転翼4の回転速度を固定したままで、どこまでも流入気流を加速してゆける。
この時、推力と同時に揚力も増加するので、水平飛行を保つためには、平行傾斜角を下げ
て、上と下の回転翼の迎角を小さくして揚力を下げる操作が必要になる。その時には上と
下の回転翼8の抗力が減少する。この点は、飛行速度が上がるとプロペラの回転速度も上
げないと加速できなくなる飛行機の固定ピッチプロペラの動きとは異なるが、ゆっくりと
羽ばたいて高速飛行中に加速するツルの翼の動きに良く似ている。図10を見よ。
Since the parallel rotor blades 4 are variable pitch rotor blades, if the angle of attack is controlled to be maintained appropriately, the inflow airflow can be accelerated to any extent while the rotational speed of the parallel rotor blades 4 is fixed.
At this time, the lift increases simultaneously with the thrust. Therefore, in order to maintain a level flight, it is necessary to lower the parallel inclination angle and reduce the angle of attack of the upper and lower rotor blades to lower the lift. At that time, the drag of the upper and lower rotor blades 8 decreases. This is different from the fixed-pitch propeller movement of an airplane that cannot be accelerated unless the rotation speed of the propeller is increased when the flight speed is increased, but it resembles the movement of the wing of a crane that flutters slowly and accelerates during high-speed flight. ing. See FIG.

また、低速での滑走離着陸や定点離着陸は高揚力機構が開発できると容易になる。飛行
機は、高揚力機構の開発により離着陸時の翼面荷重を上げて、あの程度の低速で離着陸で
きるようになっている。静かに定点着陸するシラサギの様子を見ると、羽ばたきを止めて
、翼をほぼ水平にして滑空し、着地点に近づくと翼の後部を下げて迎角を大きくして揚力
を確保しながら減速し、最後にもう一度ゆっくり羽ばたきながら位置を選んで着地してい
る。
Also, low-speed take-off and landing and fixed-point take-off and landing will be easy if a high lift mechanism can be developed. Airplanes can take off and land at that low speed by increasing the wing load during takeoff and landing by developing a high lift mechanism. Looking at the appearance of a white egret landing at a fixed point quietly, stop flapping, glide with the wings almost horizontal, and when approaching the landing point, lower the rear of the wings to increase the angle of attack and slow down while ensuring lift Finally, I picked a position and landed while flapping again slowly.

平行回転翼飛行機1もシラサギのように定点軟着陸できるよう設計したい。フレキシブル
キャンバー回転翼49は発生する空気力が小さい時には翼断面の後部が下ってキャンバー
が大きくなるが、この特性は、過大な入力に対するクッション効果に止まらず、高揚力機
構としても有効である。低速時に自動的に揚力係数を上げられる高揚力機構は、平行回転
翼4の回転速度の制御も容易にしよう。平行回転翼飛行機1の実用化のためには、フレキ
シブルキャンバー回転翼49の高揚力機構の研究は極めて興味深い技術開発課題となろう
。図8を見よ。
I want to design the parallel rotorcraft 1 so that it can land at a fixed point like a white egret. When the aerodynamic force generated by the flexible camber rotor blade 49 is small, the rear part of the blade cross section is lowered and the camber becomes large, but this characteristic is not limited to the cushion effect against excessive input, and is also effective as a high lift mechanism. A high lift mechanism that automatically increases the lift coefficient at low speeds will also facilitate control of the rotational speed of the parallel rotor blades 4. Research into the high lift mechanism of the flexible camber rotor 49 will be a very interesting technical development subject for the practical application of the parallel rotor aircraft 1. See FIG.

基礎的な設計項目は次の通りとなった。
・回転翼8の製造方法の見直しと回転翼8の構造の設計
回転翼8と回転外延翼60は、回転中に迎角を調節して発生する空気力を変えている。
鳥達も、羽ばたき運動中に、翼の捩じりだけでなく、羽根の弾性変形も利用して迎角を調
節している。この鳥達の羽ばたき翼の構造をやや複雑なままに模擬するために、製造方法
にまで遡って回転翼8の構造を見直した。具体的には、過大な迎角や負の迎角になった時
に回転翼8に発生する過大な空気力を、非線形弾性変形によるキャンバー変化による空気
の逃がしにより緩和する回転翼8の設計を試みた。
The basic design items are as follows.
-Review of the manufacturing method of the rotor blade 8 and design of the structure of the rotor blade 8 The rotor blade 8 and the rotating outer extension blade 60 change the aerodynamic force generated by adjusting the angle of attack during rotation.
During flapping motion, birds also adjust the angle of attack using not only the wing twist but also the elastic deformation of the wing. In order to simulate the structure of the flapping wings of the birds with some complexity, the structure of the rotating wings 8 was reviewed retroactively to the manufacturing method. Specifically, the design of the rotor blade 8 is attempted to mitigate the excessive aerodynamic force generated in the rotor blade 8 when the angle of attack is excessive or negative by the escape of air due to camber change due to nonlinear elastic deformation. It was.

・平行回転翼4の設計
平行回転翼4は鳥の揚力翼である腕の部分と推力翼である手の部分を一つの輪に組み込
んで回転させている。そのため、平行回転翼4の回転速度を上げることで、発生する空気
力を増大できる。そこで、平行回転翼4の回転速度を上げるために、使われている軸受け
と歯車の抵抗を低減し、回転ディスク5の幅を短縮して空気抵抗を低減しながら軽量化し
、支持剛性と構造剛性を上げて回転軸系の動剛性を上げて平行回転翼4の限界回転速度(
一次固有振動数)の増大を図った。図11、図12、図13を見よ。
-Design of the parallel rotor blade 4 The parallel rotor blade 4 is rotated by incorporating the arm portion which is a lift wing of a bird and the hand portion which is a thrust wing into one ring. Therefore, the generated aerodynamic force can be increased by increasing the rotation speed of the parallel rotary blade 4. Therefore, in order to increase the rotational speed of the parallel rotor blade 4, the resistance of the bearings and gears used is reduced, the width of the rotating disk 5 is shortened, the air resistance is reduced, the weight is reduced, and the support rigidity and structural rigidity are reduced. To increase the dynamic rigidity of the rotating shaft system to increase the rotational speed limit of the parallel rotor blade 4 (
The primary natural frequency was increased. See FIG. 11, FIG. 12, and FIG.

一方、平行回転翼4を用いると飛行機と比べて主翼スパンを半減できる特徴を生かして、
色々な平行回転翼飛行機1を発想して、そのレイアウト図を描いてみた。
その際、飛行機やヘリコプターとの違いや、同じ爬虫類から進化した哺乳類の足を模擬し
た車輪を利用した自動車との違いをチェックし、機能構成の完全性を確認した。
また、同じ原理機構から多様な羽ばたき翼を進化させている鳥達の翼について、重さと離
陸角度の関係を探ってみた。その中で、最重量級の鳥であるハクチョウの、翼をあまり捩
じらずに上下に緩やかに羽ばたくほぼ水平の飛行と、最軽量の鳥であるハチドリの真上を
向いて翼を180°捩って激しく羽ばたく滞空飛行の著しい違いに注目した。そして、こ
れらの両極端の飛行モードが同じ原理の羽ばたき機構から進化していることを再発見して
驚かされた。
On the other hand, using the parallel rotor 4 makes the most of the main wing span compared to an airplane,
I thought of various parallel rotary wing airplanes 1 and drew their layouts.
At that time, we checked the difference between airplanes and helicopters, and the difference between cars using wheels simulating the legs of mammals evolved from the same reptiles, and confirmed the completeness of the functional configuration.
In addition, we explored the relationship between weight and takeoff angle for birds' wings that have evolved various flapping wings from the same principle mechanism. Among them, the swan, the heaviest bird, flies up and down gently without twisting the wings, and the wings are 180 ° facing directly above the hummingbird, the lightest bird. We paid attention to the striking difference between flying and flying in the air. And I was surprised to rediscover that these two extreme flight modes have evolved from the flapping mechanism of the same principle.

翼をあまり捩じらないハクチョウの飛行では、打ち下ろしストロークと跳ね上げストロー
クでの迎角変化には翼の弾性変形が巧みに利用されているようにみえる。この様な飛行は
、翼の弾性変形が巧く利用できれば、周期的に回転翼8を揺動させる機構を使わなくても
迎角のコントロールが可能になることを示唆している。しかし、そのような飛行モードに
特化した平行回転翼飛行機1は、ハクチョウのように助走無しには離水できなくなるであ
ろう。ただし、水平飛行に特化して人類が発明した飛行機は、ハクチョウを遥かに超えた
水平飛行能力を獲得している。
In the flight of a swan that does not twist the wings very much, it seems that the elastic deformation of the wings is skillfully used to change the angle of attack in the down stroke and the up stroke. Such a flight suggests that if the elastic deformation of the wing can be used skillfully, the angle of attack can be controlled without using a mechanism that periodically oscillates the rotary wing 8. However, the parallel rotary wing airplane 1 specialized for such a flight mode will not be able to water off without a run-up like a swan. However, airplanes invented by mankind specializing in horizontal flight have gained horizontal flight capabilities far beyond swans.

同じように空中で立ち泳ぎをするハチドリとヘリコプターを比較してみると、真上に向け
たローターで空気を吹き降ろす反力で浮上するティルトローターヘリコプターはハチドリ
の飛行メカニズムを殆ど完全に模擬しているように見える。しかし、ハチドリの飛行の巧
妙さと比べるとまだ操縦安定性においてかなりのぎこちなさを残している。ただし、垂直
飛行に特化して人類が発明したヘリコプターは、ハチドリを遥かに超えた垂直飛行能力を
獲得している。
Similarly, when comparing a hummingbird standing and swimming in the air with a helicopter, the tilt rotor helicopter that floats with a reaction force that blows down the air with a rotor facing directly above simulates the flight mechanism of the hummingbird almost completely. Looks like you are. However, compared to the craftsmanship of hummingbirds, there is still considerable awkwardness in handling stability. However, helicopters invented by mankind specializing in vertical flight have acquired vertical flight capabilities far beyond hummingbirds.

そんな視点で平行回転翼飛行機1のポジションを考えてみると、最重量級のハクチョウと
最軽量級のハチドリの間に位置する様々な鳥達の種類の数だけ、助走無しに舞い上がりそ
のまま飛行に移れる様々な平行回転翼飛行機1が展開されると推察される。鳥達の羽ばた
き翼の多様性は鳥達の羽ばたき離陸角の多様性に現れている。図43を見よ。
Considering the position of the parallel rotary wing airplane 1 from such a perspective, the number of various bird types located between the heaviest swan and the lightest hummingbird can rise up and go straight to the flight without running. It is assumed that various parallel rotorcraft 1 are deployed. The diversity of flapping wings of birds is reflected in the diversity of flapping takeoff angles of birds. See FIG.

飛行機の主翼の揚力の作用点は、翼に発生する回転モーメントの変化を最小化する翼弦の
前縁から25%の空力中心に取られている。平行回転翼4では、回転翼8自身の回転モー
メントの他に、回転翼8に発生する空気力の回転方向成分に回転半径を掛けた回転モーメ
ントが発生するので、平行回転翼中心周りには、それらの総和の回転モーメントが発生す
る。回転翼8自身の回転モーメントの変動は迎角の制御を難しくするのでできるだけ小さ
くしておきたい。また、回転翼8の回転中心位置を空力中心の前後に移動させてみると、
平行回転翼飛行機1の回転翼8でも翼弦の前縁から25%の空力中心は、空気力によって
発生する回転モーメントの変動を最小化する点であることが分かる。図45を見よ。
The point of action of the lift of the airplane's main wing is taken to be 25% of the aerodynamic center from the leading edge of the chord that minimizes the change in rotational moment generated on the wing. In the parallel rotor blade 4, in addition to the rotational moment of the rotor blade 8 itself, a rotation moment generated by multiplying the rotational direction component of the aerodynamic force generated in the rotor blade 8 by the rotation radius is generated. The total rotational moment is generated. Since fluctuations in the rotational moment of the rotor blade 8 make it difficult to control the angle of attack, it is desirable to keep it as small as possible. Also, when the rotational center position of the rotor blade 8 is moved back and forth around the aerodynamic center,
It can be seen that the aerodynamic center of 25% from the leading edge of the chord in the rotary wing airplane 1 of the parallel rotary wing airplane 1 is a point that minimizes the variation of the rotational moment generated by the aerodynamic force. See FIG.

(3)下方静止翼85の設計
下方静止翼85は、色々な機能が盛り込める大変便利な補助翼であるが、大きくすれば
空気抵抗も増大させるので安易に大きくはできない。一方、平行回転翼4の下側にまわる
回転翼8は、回転速度が飛行速度より大きくなったときには、外気に対して後退すること
になり、回転翼8の後端に流入する気流が剥離し剥離層を形成する。また、小さな半径の
曲面を持つ回転翼8の前縁では気流が剥離し剥離渦を発生する。これらの渦は平行回転翼
4の回転抵抗を増大させるが、逆に見れば、前方から空気を引き寄せて平行回転翼4の下
部の気流を後方に加速するかもしれない。図3を見よ。
下死点を通過する回転翼8の周りには循環が発生するが、回転翼8の下死点からの移動は
、後退移動と上昇移動と回転移動に分解できる。平行回転翼4で発生する空気力のシミュ
レーション解析には、回転移動の影響は無視できず、この回転移動によって循環がどのよ
うに変わるのかは大変興味深いテーマであるが、何が起こるのかは今後の研究を待たなけ
ればならない。今は、下方静止翼85は、後退運動する回転翼8へ入る気流の影響を定性
的に推定しながら、担わせる他の機能も考慮して、必要と思われる形とサイズと配置に仮
に設計しておくに止めた。
(3) Design of the lower stationary blade 85 The lower stationary blade 85 is a very convenient auxiliary blade that can incorporate various functions. However, if the lower stationary blade 85 is increased, the air resistance is increased, so that it cannot be easily increased. On the other hand, when the rotational speed of the rotary wing 8 rotating below the parallel rotary wing 4 becomes higher than the flight speed, the rotary wing 8 moves backward with respect to the outside air, and the airflow flowing into the rear end of the rotary wing 8 is separated. A release layer is formed. Further, the airflow is separated at the front edge of the rotary blade 8 having a curved surface with a small radius, and a separation vortex is generated. These vortices increase the rotational resistance of the parallel rotor blades 4, but conversely, they may attract air from the front and accelerate the airflow below the parallel rotor blades 4 backward. See FIG.
Circulation occurs around the rotor blade 8 passing through the bottom dead center, but the movement from the bottom dead center of the rotor blade 8 can be decomposed into a backward movement, an ascending movement, and a rotational movement. In the simulation analysis of the aerodynamic force generated by the parallel rotor blade 4, the influence of rotational movement cannot be ignored, and how the circulation changes by this rotational movement is a very interesting theme, but what will happen in the future You have to wait for research. Now, the lower stationary vane 85 is tentatively designed in the shape, size, and arrangement considered to be necessary, while qualitatively estimating the effects of airflow entering the revolving rotor 8 and taking into account other functions to be carried. I stopped it.

(4)外延翼の設計
鳥達は、手の部分の初列風切り羽の動きと腕の部分の次列風切り羽の動きを連係させて
上反り角や迎角を調節しながら、低速時には翼のスパンを一杯に広げて羽ばたいているが
、この動きが、揚力と推力を発生しながら、飛行の操縦・安定性を保証している。このよ
うな鳥の翼の挙動と平行回転翼飛行機1の平行回転翼4の挙動の比較から、回転翼8のみ
では操縦・安定性が十分に保証できない場合があることが推定された。そこで、その場合
に不足を補うための機構として、平行回転翼の外側に翼組外枠74を形成し、そこに静止
外延翼58を取り付ける設計を採用した。また、回転翼8の外側端に直に付ける回転外延
翼60も設定した。また、中央静止翼取付け軸7の外側端に直に取り付ける中央静止外延
翼56も設定した。これらの外延翼の選定によって、鳥達の多様な飛行形態を模擬した様
々な平行回転翼飛行機1の展開が可能になる。
(4) External wing design Birds adjust the upper angle and angle of attack by linking the movement of the first row of blades in the hand and the movement of the next row of blades in the arm. This movement ensures the flight maneuverability and stability while generating lift and thrust. From the comparison of the behavior of the bird wing and the behavior of the parallel rotary wing 4 of the parallel rotary wing airplane 1, it was estimated that the operation and stability may not be sufficiently ensured only by the rotary wing 8. Therefore, in this case, as a mechanism for compensating for the shortage, a design is adopted in which a blade assembly outer frame 74 is formed on the outer side of the parallel rotating blades, and a stationary outer extending blade 58 is attached thereto. Moreover, the rotary extension blade 60 attached directly to the outer end of the rotary blade 8 was also set. In addition, a central stationary extension blade 56 that is directly attached to the outer end of the central stationary blade attachment shaft 7 was also set. By selecting these extension wings, it is possible to deploy various parallel rotor wing airplanes 1 simulating various flight forms of birds.

(5)尾翼の設計
特許文献1の発明までは飛行機の尾翼に順じた静止尾翼で対応できると考えてきたが、
尾翼面積の不足は感じていた。今は、従来の飛行機の特殊性を考えると、静止尾翼でカバ
ーできる平行回転翼飛行機1の仕様はかなり限定されると推定している。そして、鳥達の
飛行の観察から羽ばたき翼と尾翼の関係を改めて読み解き、また、羽ばたき運動を回転運
動に人為的に変えた平行回転翼4の特性を勘案すると、尾翼も平行回転翼4にマッチさせ
た平行回転翼尾翼にするのが妥当と考えるようになった。ただし、尾翼には機体の吊り上
げ荷重を分担させなくてよいが制御のし易さが要求されるので、主翼用の平行回転翼とは
別の設計が必要になる。また、平行回転翼尾翼は静止尾翼と比べて制御容量を大幅に増大
できる。そのような考察から尾翼用には、全ての機能を備えた正規平行回転翼尾翼73の
他に揺動付加機構11を省いた簡易平行回転翼尾翼68も用意した。
回転翼95の平行回転は同じ歯数の太陽歯車94と回転翼歯車96の間に任意の歯数の
中間歯車を挟むことで得られる。図14、図15、図16、図20、図21を見よ。
(5) Tail design Until the invention of Patent Document 1, it was thought that a stationary tail following the tail of an airplane could be used.
I felt the shortage of the tail area. Now, considering the special characteristics of the conventional airplane, it is estimated that the specifications of the parallel rotor airplane 1 that can be covered by the stationary tail are considerably limited. And, by reinterpreting the relationship between the flapping wing and the tail wing from the observation of the birds' flight, and taking into account the characteristics of the parallel wing 4 that artificially changed the flapping motion to a rotational motion, the tail wing matches the parallel wing 4 It came to be considered that it was appropriate to make it a parallel rotary wing tail. However, the tail wing does not need to share the lifting load of the fuselage, but it is required to be easily controlled, so a design different from the parallel wing for the main wing is required. Also, the parallel rotor tail can significantly increase the control capacity compared to the stationary tail. From such consideration, for the tail blade, in addition to the regular parallel rotating blade tail blade 73 having all functions, a simple parallel rotating blade tail blade 68 in which the swing adding mechanism 11 is omitted was also prepared.
The parallel rotation of the rotor blade 95 is obtained by sandwiching an intermediate gear with an arbitrary number of teeth between the sun gear 94 and the rotor blade gear 96 having the same number of teeth. See FIGS. 14, 15, 16, 20, and 21. FIG.

回転翼95の平行傾斜角は太陽歯車94の回転位置の調節によって変えられる。回転翼9
5の迎角は、回転速度と飛行速度のベクトル和である流入気流ベクトルと回転翼95の翼
弦の方向との交角として決められる。機体2の姿勢角、機体2の飛行方向、簡易平行回転
翼尾翼68の回転速度、回転翼95の平行傾斜角、中央静止翼72の傾斜角の5つの制御
ファクターにより、簡易平行回転翼尾翼68に発生する空気力と回転モーメントが調節さ
れる。回転速度は回生モーターの制動トルクや駆動トルクにより制御される。
機体を水平にして、滑空する場合の、低速飛行中や加速飛行中の制御ファクターの位置を
模式的に示しておく。ただし、停止速度は十分に小さいアイドリング速度で示している。
図18、図19を見よ。
The parallel inclination angle of the rotor blade 95 is changed by adjusting the rotational position of the sun gear 94. Rotor blade 9
The angle of attack of 5 is determined as the angle of intersection between the inflow airflow vector, which is the vector sum of the rotation speed and the flight speed, and the direction of the chord of the rotor blade 95. The simple parallel rotary wing tail 68 is controlled by five control factors: the attitude angle of the airframe 2, the flight direction of the airframe 2, the rotation speed of the simple parallel rotary wing tail 68, the parallel tilt angle of the rotary wing 95, and the tilt angle of the central stationary blade 72. The aerodynamic force and rotational moment generated in the are adjusted. The rotational speed is controlled by the braking torque and driving torque of the regenerative motor.
The positions of control factors during low-speed flight and acceleration flight when the aircraft is level and glide are shown schematically. However, the stop speed is indicated by a sufficiently low idling speed.
See FIG. 18 and FIG.

(6)翼組外枠74の設計
平行回転翼飛行機1には仕様により平行回転翼4の他に幾つかの補助翼が組み合わさ
れる。その中で、回転翼8と回転外延翼60は振れ回り振動する回転軸の一部として周期
的に弾性変形しながら回転する。この運動は、単純化した振動系モデルとしては、2自由
度の曲げ振動と2自由度の捩じり振動が連成した強制振動と見ることができる。この系の
振動特性は支持剛性や結合部剛性の大きさによって大きく変わる。また、この平行回転翼
の曲げ振動は回転軸の振れ回り運動となり、ベアリングを焼き付かせてしまうので危険速
度は乗り越えられない。
一方、平行回転翼4は、平行回転翼4に発生する回転速度に同期した周波数の加振モーメ
ントによって強制捩じり振動をさせられながら回転する。そのため、回転速度が1次の捩
じり固有振動数に達すると共振を起こして、迎角制御が不可能になる。そのために、振動
系の支持剛性や構造剛性を高めるための構造的な工夫を基本構造に確実に織り込むことが
設計の第一歩となる。曲げと捩じりの振動に対する回転翼8の支持剛性と曲げ剛性の影響
と、捩じり振動に対する駆動系の弾性変形と平行回転翼4の回転慣性モーメントの影響に
ついては、今後の解析と実験による早めの設計理論の確認が必要である。
構造的な工夫の一つとして、下方静止翼85と中央静止翼取付け軸7と簡易平行回転翼
尾翼68のそれぞれの外側端を3点ステー76で結び、翼組外枠74を形成した。
また、回転外延翼60を用いる場合は、下方静止翼85と簡易平行回転翼尾翼68の側端
を結ぶ2点ステー75に2つのサポートローラー86を付け、それらで外側回転ディスク
6の外周を支えることで翼組外枠74を形成した。
(6) Design of wing group outer frame 74 The parallel rotary wing airplane 1 is combined with some auxiliary wings in addition to the parallel rotary wings 4 according to specifications. Among them, the rotating blade 8 and the rotating outer extending blade 60 rotate while being elastically deformed periodically as a part of a rotating shaft that swings and vibrates. This motion can be regarded as a forced vibration in which a bending vibration with two degrees of freedom and a torsional vibration with two degrees of freedom are coupled as a simplified vibration system model. The vibration characteristics of this system vary greatly depending on the magnitude of the support rigidity and the joint rigidity. Further, the bending vibration of the parallel rotating blades causes the rotational motion of the rotating shaft, which burns the bearing and cannot overcome the critical speed.
On the other hand, the parallel rotor blade 4 rotates while being forced torsionally vibrated by an excitation moment having a frequency synchronized with the rotational speed generated in the parallel rotor blade 4. Therefore, when the rotational speed reaches the primary torsional natural frequency, resonance occurs and the angle of attack control becomes impossible. For this purpose, the first step in the design is to ensure that structural measures for increasing the support rigidity and structural rigidity of the vibration system are incorporated into the basic structure. Future analyzes and experiments on the effects of support stiffness and bending stiffness of the rotor blade 8 on bending and torsional vibrations, and on the elastic deformation of the drive system and the rotational moment of inertia of the parallel rotor blades 4 on torsional vibrations It is necessary to confirm the design theory early.
As one of the structural ideas, the outer end of each of the lower stationary blade 85, the central stationary blade mounting shaft 7 and the simple parallel rotary blade tail blade 68 is connected by a three-point stay 76 to form a blade assembly outer frame 74.
Further, when the rotating extension blade 60 is used, two support rollers 86 are attached to a two-point stay 75 that connects the side ends of the lower stationary blade 85 and the simple parallel rotating blade tail blade 68, and these support the outer periphery of the outer rotating disk 6. Thus, the wing assembly outer frame 74 was formed.

(7)平行回転翼飛行機1の設計
ここまでに用意した部分設計を組み合わせると、多様な平行回転翼飛行機1が設計でき
る。その例として、これまでに描かれた平行回転翼飛行機1の中から代表的な機種を幾つ
かピックアップしてみた。図24、図25〜図42を見よ。
・簡易平行回転翼尾翼機77--尾翼を簡易平行回転翼尾翼68にした平行回転翼飛行機1
・タンデム吊り上げ機78----前後に平行回転翼を持つタンデムヘリのような平行回転翼
飛行機1
・回転外延翼機79----------平行回転翼4に回転外延翼60を取り付けた平行回転翼飛
行機1
・静止外延翼機80----------平行回転翼4に静止外延翼58を取り付けた平行回転翼飛
行機1
・低前方平行回転翼付き機81--低い前方平行回転翼83付の自動車のような平行回転翼
飛行機1
・折畳み静止外延翼機82------折畳み静止外延翼89付の自動車のような平行回転翼飛
行機1
(7) Design of parallel rotorcraft 1 By combining the partial designs prepared so far, various parallel rotorcraft 1 can be designed. As an example, I picked up some typical models from the parallel rotorcraft 1 drawn so far. See FIGS. 24 and 25-42.
・ Simple parallel rotor wing aircraft 77--Parallel wing airplane 1 with tail wings as simple parallel rotor wings 68
Tandem lifting machine 78 ---- Parallel wing airplane 1 like tandem helicopter with parallel wings in front and back
Rotating outer wing machine 79 ---------- Parallel rotating wing airplane 1 with the rotating outer wing 60 attached to the parallel rotating wing 4
・ Static extension wing machine 80 ---------- Parallel rotary wing airplane 1 in which a static extension wing 58 is attached to the parallel rotary wing 4
A machine 81 with a low front parallel rotor--a parallel rotor airplane 1 such as an automobile with a low front parallel rotor 83
・ Folding stationary outer blade 82 ------ Parallel rotating blade flying machine 1 like a car with folding stationary outer blade 89

自動車は人類が作り出した乗り物であるが、飛行に移れないところに限界がある。これま
で、この限界を破る乗り物として、コンパクトで、安価で、操縦が容易で、安全な空飛ぶ
自動車を求めて具体的な構想を練ってきた。その中間的な結果として、地上では自動車と
して走行でき、空中では、走る・曲がる・止まるに加えて昇降機能を持ち、ヘリコプター
のように舞い、飛行機のように飛行できる空飛ぶ自動車の概念を折畳み静止外延翼機82
の機能構成をレイアウト図に表現してみた。
A car is a vehicle created by mankind, but there are limits to where it can't be moved. So far, we have devised a concrete concept for a vehicle that breaks this limit in search of a compact, inexpensive, easy-to-operate and safe flying vehicle. As an intermediate result, you can run as a car on the ground, and in the air you can run, bend, stop, and also have a lifting function, behave like a helicopter, fly like an airplane, and fold stationary Outer wing machine 82
I expressed the functional configuration of the above in a layout diagram.

具体的な設計項目は次の通りとなった。
(1)成型部品を用いた回転翼8の設計
・フレキシブルキャンバー回転翼49の設計
・フレキシブルキャンバー回転外延翼61の設計
(2)平行回転翼4の設計
・平行回転翼4の全体設計
・回転ディスク5の幅の短縮
・平行回転翼4の潤滑方式の選定と支持構造の設計
(3)下方静止翼85の設計
・機能の確認と形状・サイズ・配置の設計
(4)外延翼の設計
・静止外延翼58の設計
・回転外延翼60の設計
・中央静止外延翼56の設計
・折畳み静止外延翼89の設計
(5)平行回転翼尾翼の設計
・簡易平行回転翼尾翼68の設計(揺動付加機能を省略)
・正規平行回転翼尾翼73の設定(揚力も分担するフルスペックの補助平行回転翼)
(6)翼組外枠の設計
・下方静止翼85と中央静止翼取付け軸7と簡易平行回転翼尾翼68の側端部を結ぶ翼組
外枠74の形成
・回転外延翼60を用いた平行回転翼4の外側を支えるための、下方静止翼85と簡易平
行回転翼尾翼68の側端を結ぶ翼組外枠74の形成
(7)平行回転翼飛行機の機種展開
The specific design items are as follows.
(1) Design of rotor blade 8 using molded parts, design of flexible camber rotor blade 49, design of flexible camber rotating extension blade 61 (2) design of parallel rotor blade 4, overall design of parallel rotor blade 4, rotary disk 5 Reduction of width ・ Selection of lubrication system for parallel rotor blade 4 and design of support structure (3) Design and function confirmation of lower stationary blade 85 and design of shape, size and arrangement (4) Design of stationary blade and stationary Design of extension wing 58 ・ Design of rotary extension wing 60 ・ Design of central stationary extension wing 56 ・ Design of folding stationary extension wing 89 (5) Design of parallel rotary wing tail ・ Design of simple parallel rotary wing tail 68 (swing addition) Function omitted)
・ Setting of normal parallel rotor tail 73 (full-spec auxiliary parallel rotor that also shares lift)
(6) Blade assembly outer frame design: Formation of a blade assembly outer frame 74 connecting the lower stationary blade 85, the central stationary blade mounting shaft 7 and the side ends of the simple parallel rotary blade tail blade 68, and parallel using the rotating extension blade 60 Formation of a blade assembly outer frame 74 that connects the lower stationary blade 85 and the side end of the simple parallel rotating blade tail blade 68 to support the outside of the rotating blade 4 (7) Deployment of parallel rotor aircraft models

(1)成型部品を用いた回転翼8の設計
回転翼8は平行回転翼4を代表する部品である。鳥の翼は複数の羽根を重ねて形成されて
いるが、一枚の羽根は羽軸の両側に羽弁とよばれる編状部分を広げた非線形バネ特性を持
った弾性体となっている。そこで、やや複雑なままに鳥の羽ばたき翼を模擬するために、
翼の構造を製造方法にまで遡って見直し、フレキシブルキャンバー回転翼49を設計した。
(1) Design of rotor blade 8 using molded parts The rotor blade 8 is a component representing the parallel rotor blade 4. A bird wing is formed by overlapping a plurality of blades, but each blade is an elastic body having a non-linear spring characteristic in which a knitted portion called a feather valve is spread on both sides of the blade axis. So in order to simulate the flapping wings of birds
The structure of the blade was reviewed retroactively to the manufacturing method, and the flexible camber rotor blade 49 was designed.

平行回転翼4の回転翼8の形状はプロペラのように断面を長手方向に捻る必要がないので
比較的単純な形状にできる。しかし、複数の回転翼8を円筒の外周面に回動自在に嵌着し
て自転しながら公転させるために大きな荷重変動が発生するが、ある時点で平行回転翼4
に掛かる荷重は複数の回転翼8の荷重の総和になるので、総和は大きくなるが、振動は総
和の変動分となる。
The shape of the rotor blade 8 of the parallel rotor blade 4 does not need to be twisted in the longitudinal direction as in the case of a propeller, and can be made relatively simple. However, a large load fluctuation occurs because a plurality of rotor blades 8 are rotatably fitted on the outer peripheral surface of the cylinder and revolved while rotating.
Since the load applied to is the sum of the loads of the plurality of rotor blades 8, the sum is increased, but the vibration is a change of the sum.

変動分を小さくするためには、回転翼8の数を増やす他に、形状精度が高く、軽量で剛性
の高い回転翼8にして、それらを精度良く組みつけて駆動しなければならない。更に、商
品開発の段階では、回転翼8は定期交換部品に指定されるので、低コストで大量生産する
ことを求められる。従って、回転翼8の製造法と設計については、今の段階から、従来の
少量生産部品を用いた設計から、プレス成型品のような大量生産部品を用いた設計に切り
替える方向で検討を始めた。
今は金属板のプレス成型部品を想定して回転翼8の設計を進めているが、次の段階では
、樹脂化と静止翼への展開が検討課題となろう。
In order to reduce the fluctuation, in addition to increasing the number of rotor blades 8, it is necessary to make the rotor blades 8 with high shape accuracy, light weight and rigidity, and to assemble and drive them with high accuracy. Furthermore, since the rotor blade 8 is designated as a regular replacement part at the stage of product development, it is required to mass-produce at a low cost. Therefore, the manufacturing method and design of the rotor blade 8 began to be examined from the current stage in the direction of switching from the design using the conventional low-volume production parts to the design using the mass-production parts such as press-molded products. .
The design of the rotor blade 8 is now underway assuming a metal plate press-molded part, but at the next stage, the use of resin and deployment to a stationary blade will be the subject of study.

フレキシブルキャンバー回転翼49は、請求項1と請求項11の発明を踏まえて設計した
。図1、図2を見よ。
高い形状精度と量産性が得られるプレス成型技術で製造されたインナーパネル51とアウ
ターパネル50を溶接する製造方法を採用した。これらの2枚のパネルの形状と合わせ面
と接合部の設計によって、様々な非線形バネ特性を有する回転翼8が設計できる。
その一例として、上下非対称な形状のアウターパネル50とインナーパネル51を上下非
対称な溶接部位で接合することによって、回転翼の後方部分を上から押し下げたときに曲
がり易く、下から押し上げたときに曲がり難い非線形バネ特性を持つフレキシブルキャン
バー回転翼49を設計した。
The flexible camber rotor blade 49 was designed based on the inventions of claims 1 and 11. See FIG. 1 and FIG.
A manufacturing method was adopted in which the inner panel 51 and the outer panel 50 manufactured by a press molding technique capable of obtaining high shape accuracy and mass productivity were welded. The rotor blade 8 having various non-linear spring characteristics can be designed by designing the shapes of these two panels, the mating surfaces, and the joints.
As an example, by joining the asymmetrical outer panel 50 and inner panel 51 at the asymmetrical welded part, the rear part of the rotor blade is easy to bend when pushed down from above, and bends when pushed up from below. A flexible camber rotor blade 49 having difficult nonlinear spring characteristics was designed.

翼の上面と下面を形成するアウターパネル50は曲げ加工によって成型される。インナー
パネル51は、絞り加工によって形成されるが、張り出し部分に形成された翼型断面ゲー
ジ形状をアウターパネル50との接合面とし、法面によって形成された半円状の溝断面形
状をトルクチューブ52との接合面とした。インナーパネル51は、弾性的に広げられた
アウターパネル50に挿入され、翼型断面ゲージ形状を持った上・下の接合面で接合した
。翼の後端部はアウターパネル50の上部とインナーパネル51、および、インナーパネ
ル51とアウターパネル50の下部の2列で接合した。
The outer panel 50 forming the upper and lower surfaces of the wing is molded by bending. The inner panel 51 is formed by drawing, but the airfoil cross-sectional gauge shape formed in the overhanging portion is used as a joint surface with the outer panel 50, and the semicircular groove cross-sectional shape formed by the slope is the torque tube. 52 was used as the joint surface. The inner panel 51 was inserted into the outer panel 50 that was elastically expanded, and joined at the upper and lower joining surfaces having an airfoil cross-section gauge shape. The rear end of the wing was joined in two rows, the upper part of the outer panel 50 and the inner panel 51, and the lower part of the inner panel 51 and the outer panel 50.

翼の後方には、アウターパネル50の後方上部とインナーパネル51との接合で3角形の
2次元閉断面を形成し、その後方に、折れてから斜め後・下方に湾曲するインナーパネル
51と平面部から斜め後・下方に湾曲するアウターパネル50によって湾曲クサビ状閉断
面を形成し、3角形の2次元閉断面を形成するインナーパネル51の平面部に湾曲クサビ
状閉断面の前側の接合線を設け、アウターパネル50の後方上部とインナーパネル51の
後方部とアウターパネル50の後方下部で重ね板ばねを形成し、翼の後方部分を上から押
し下げたときに曲がり易く、下から押し上げたときに曲がり難い非線形バネ特性を持たせ
た回転翼8の構造とした。
At the rear of the wing, a triangular two-dimensional closed cross-section is formed by joining the rear upper portion of the outer panel 50 and the inner panel 51, and the inner panel 51 and the plane curved obliquely rearward and downward after being bent at the rear. A curved wedge-shaped closed section is formed by the outer panel 50 that curves obliquely rearward and downward from the section, and a joining line on the front side of the curved wedge-shaped closed section is formed on the flat portion of the inner panel 51 that forms a triangular two-dimensional closed section. When a laminated leaf spring is formed at the rear upper part of the outer panel 50, the rear part of the inner panel 51, and the lower rear part of the outer panel 50, and it is easy to bend when the rear part of the wing is pushed down from above, The structure of the rotor blade 8 has a nonlinear spring characteristic that is difficult to bend.

他の設計例としては、フレキシブルキャンバー回転外延翼61を設計した。図5、図6、
図7を見よ。
As another design example, the flexible camber rotating extension blade 61 was designed. 5, FIG.
See FIG.

アウターパネル54とインナーパネル55の2点のプレス成型部品を接合して回転翼を形
成した。インナーパネル55は、絞り加工で張り出された上の部分と下の部分で部分的な
翼型断面ゲージ形状を形成してアウターパネル54との接合面とし、インナーパネル55
の前方上部に形成された半円状の溝形状の法面をトルクチューブ52との接合面とした。
Two press-molded parts of the outer panel 54 and the inner panel 55 were joined to form a rotary blade. The inner panel 55 forms a partial airfoil cross-section gauge shape at the upper part and the lower part overhanged by drawing to form a joint surface with the outer panel 54.
A semi-circular groove-shaped slope formed in the upper front portion of the head was used as a joint surface with the torque tube 52.

翼の上面と下面を形成するアウターパネル54は曲げ加工によって成型される。インナー
パネル55は、弾性的に広げられたアウターパネル54に挿入され、翼型断面ゲージ形状
を形成している接合面で接合される。
The outer panel 54 forming the upper and lower surfaces of the wing is molded by bending. The inner panel 55 is inserted into the elastically spread outer panel 54 and joined at the joining surface forming the airfoil section gauge shape.

(2)平行回転翼4の設計
平行回転翼4は、飛行機と比べて主翼スパンを小さくできるが、この特徴を生かすために
、与えられた平行回転翼幅の中で回転ディスク5の幅を小さくし、回転翼8の幅を大きく
した。
(2) Design of parallel rotor blades The parallel rotor blades 4 can reduce the main wing span as compared with an airplane. In order to take advantage of this feature, the width of the rotary disk 5 is reduced within the given parallel rotor blade width. The width of the rotary blade 8 was increased.

回転ディスク5が占める前面投影面積は平行回転翼飛行機1の空力抵抗を低減するために
もできるだけ小さくする必要があった。
In order to reduce the aerodynamic resistance of the parallel rotary wing airplane 1, the front projected area occupied by the rotary disk 5 has to be made as small as possible.

回転ディスク5内の揺動付加機構11の遥動アームローラー24と偏心リング20とラン
ナーリング98の間の接触点はオイル潤滑が必要であった。
The contact points among the swing arm roller 24, the eccentric ring 20 and the runner ring 98 of the swing addition mechanism 11 in the rotating disk 5 required oil lubrication.

また、平行回転歯車機構13の中の歯車の噛みあい接触点にもオイル潤滑が必要であった
Further, oil lubrication is also necessary at the meshing contact point of the gear in the parallel rotating gear mechanism 13.

そこで、回転ディスク5内の歯車と遥動アームローラー24の転動面とそれらの回転軸の
支持軸受けについて適切な、軸受け方式、潤滑方式、シール方式を選定し、潤滑環境によ
って仕切り、室を形成した。合わせて、回転ディスク5の軽量化とコンパクト化と高剛性
化を図った。
Therefore, select the appropriate bearing system, lubrication system, and seal system for the gears in the rotating disk 5, the rolling surface of the swing arm roller 24, and the support bearings of those rotating shafts, and partition and form chambers according to the lubrication environment. did. At the same time, the rotating disk 5 was reduced in weight, size and rigidity.

軽量で動剛性の高い構造を持ち、コンパクトで駆動抵抗の小さい平行回転翼4ができれば
、平行回転翼4を高速で回転できる。平行回転翼4が高速化できれば、回転翼8の翼面積
に余裕が出るので、平行回転翼4のコンパクト化も進め易くなる。そこで、回転ディスク
5の設計に当たっては、具体的には次の課題の解決を図った。
・ 回転ディスク5の幅の短縮
・ 回転ディスク5の支持剛性の増大と軽量化
・ 転がり接触面での転がり抵抗の低減
・ 回転バランスの最小化とバランスの取り易さの配慮
・ 制御リンクのコンパクトな組み込み
If the parallel rotary blade 4 having a light weight and high dynamic rigidity, compact and low driving resistance can be obtained, the parallel rotary blade 4 can be rotated at high speed. If the speed of the parallel rotating blade 4 can be increased, the blade area of the rotating blade 8 can be increased, and the parallel rotating blade 4 can be easily downsized. Therefore, in designing the rotating disk 5, specifically, the following problems were solved.
・ Reduced width of rotating disk 5 ・ Increased support rigidity and weight of rotating disk 5 ・ Reduced rolling resistance at rolling contact surface ・ Minimized rotation balance and consideration of ease of balancing ・ Compact control link Built-in

回転ディスク5の支持構造は、請求項2の発明を踏まえて設計した。即ち、平行回転翼主
軸9を機体2に固定した平行回転翼取り付け台3に取り付け、回転ディスク5の内側と外
側を転がり軸受け18と19で支持し、内側の転がり軸受け18の外輪は平行回転翼取り
付け台3のハウジング部分17に、内輪は回転ディスク5の内側に固定し、外側の転がり
軸受け19の内輪は平行回転翼主軸9に、外輪は回転ディスク5の外側に固定し、 回転
ディスク5の内側の転がり軸受け18の内輪が嵌合される回転ディスクカバー15の内側
円筒部分16の内径面と平行回転翼主軸9の外径面との間に隙間を設け、その隙間に偏心
リング割り出し機構10を操作する偏心リング駆動歯車21と中心側偏心ディスク22の
2つのスリーブ部分を貫通させた。
The support structure of the rotating disk 5 was designed based on the invention of claim 2. That is, the parallel rotating blade main shaft 9 is attached to the parallel rotating blade mounting base 3 fixed to the airframe 2, the inside and outside of the rotating disk 5 are supported by the rolling bearings 18 and 19, and the outer ring of the inside rolling bearing 18 is the parallel rotating blade. The inner ring is fixed to the inner side of the rotating disk 5 on the housing portion 17 of the mounting base 3, the inner ring of the outer rolling bearing 19 is fixed to the parallel rotating blade main shaft 9, and the outer ring is fixed to the outer side of the rotating disk 5. A gap is provided between the inner diameter surface of the inner cylindrical portion 16 of the rotary disk cover 15 to which the inner ring of the inner rolling bearing 18 is fitted and the outer diameter surface of the parallel rotor blade spindle 9, and the eccentric ring indexing mechanism 10 is provided in the gap. The two sleeve portions of the eccentric ring drive gear 21 and the center-side eccentric disk 22 are operated.

平行回転翼4の回転ディスク5内を潤滑環境によって仕切った室は、請求項3の発明を踏
まえて設計した。即ち、回転ディスク5内の歯車列の全ての軸受けに転がり軸受けを採用
し、特に、回転スリーブ部品の支持には針状コロ軸受け26、28、43を採用した。そ
して、回転ディスク5内を減速歯車列室29、増速ベルト室34、回転翼駆動ベルト室3
5、遥動機構室23の4室に仕切り、各室毎に適切な潤滑条件を設定できるようにした。
減速歯車列室29は全ての回転翼8の減速歯車列27を納めるために複数の穴を形成した
一つのセンターギアーケースの中央側の空間であるが、センターギアーケース30の外周
壁で回転翼駆動ベルト室35との隔壁を形成し、センターギアーケースカバー31で遥動
機構室23との隔壁を形成し、センターギアーケース30の外側フランジで増速ベルト室
34との隔壁を形成した。これらの隔壁や回転ディスクカバー15は、回転ディスク5の
構造の剛性を高めることも配慮して設計した。
The chamber in which the inside of the rotary disk 5 of the parallel rotor blade 4 is partitioned by a lubrication environment is designed based on the invention of claim 3. That is, rolling bearings are used for all the bearings of the gear train in the rotating disk 5, and in particular, the needle roller bearings 26, 28, 43 are used for supporting the rotating sleeve components. Then, in the rotary disk 5, the reduction gear train chamber 29, the speed increasing belt chamber 34, the rotary blade driving belt chamber 3
5. Divided into 4 chambers of the swing mechanism chamber 23 so that appropriate lubrication conditions can be set for each chamber.
The reduction gear train chamber 29 is a space on the center side of one center gear case in which a plurality of holes are formed to accommodate the reduction gear trains 27 of all the rotary blades 8. A partition with the drive belt chamber 35 was formed, a partition with the swing mechanism chamber 23 was formed with the center gear case cover 31, and a partition with the speed increasing belt chamber 34 was formed with the outer flange of the center gear case 30. These partition walls and the rotating disk cover 15 are designed in consideration of increasing the rigidity of the structure of the rotating disk 5.

平行回転翼4の回転ディスク5内の偏心リング割り出し機構10は、請求項4の発明を踏
まえて設計した。即ち、偏心リング割り出し機構10に含まれる2個の偏心ディスク部品
である中心側偏心ディスク22と偏心リング20を同じ幅スペース内の中央側と外周側に
配置し、偏心リング割り出し機構10の幅を短縮し、回転ディスク5の幅方向のコンパク
ト化を図った。
The eccentric ring indexing mechanism 10 in the rotary disk 5 of the parallel rotary blade 4 is designed based on the invention of claim 4. That is, the eccentric disk indexing mechanism 10 includes two eccentric disk parts, the center-side eccentric disk 22 and the eccentric ring 20, which are arranged on the center side and the outer peripheral side in the same width space, and the width of the eccentric ring indexing mechanism 10 is increased. This was shortened to make the rotating disk 5 compact in the width direction.

回転ディスク5の中央に中央静止翼取付け軸7を取付ける構造は、請求項5の発明を踏ま
えて設計した。即ち、中央静止翼を取付ける中央静止翼ディスクA39を平行回転翼主軸
9の外側端に固定し、そのディスクに結合した中央静止翼軸36に中央静止翼駆動歯車3
7と一体化された中央静止翼42を回動自在に嵌着し、中央静止翼42の角度位置を、平
行回転翼主軸9の穴に装着した中央静止翼迎角調節歯車列38を介して調節できるように
した。中央静止翼軸36の外側端は中央静止翼ディスクB40に固定した。中央静止翼デ
ィスクB40は外側回転ディスク6を支持する中央静止翼外側主軸41に結合した。
The structure for attaching the central stationary blade mounting shaft 7 to the center of the rotating disk 5 was designed based on the invention of claim 5. That is, the central stationary blade disk A39 for attaching the central stationary blade is fixed to the outer end of the parallel rotary blade main shaft 9, and the central stationary blade drive gear 3 is connected to the central stationary blade shaft 36 coupled to the disk.
The central stationary blade 42 integrated with the rotor 7 is rotatably fitted, and the angular position of the central stationary blade 42 is set via a central stationary blade angle-of-attack adjusting gear train 38 attached to the hole of the parallel rotary blade main shaft 9. Adjustable. The outer end of the central stationary blade shaft 36 was fixed to the central stationary blade disk B40. The central stationary blade disk B40 is coupled to a central stationary blade outer main shaft 41 that supports the outer rotating disk 6.

これにより、平行回転翼主軸9と中央静止翼取付け軸7を一体化することができた。また
、平行回転翼主軸9の穴のスペースを利用して、中央静止翼取付け軸7と中央静止翼42
の傾斜角を調節するリンクとを平行回転翼4にコンパクトに組み込むことができた。
Thereby, the parallel rotary blade main shaft 9 and the central stationary blade mounting shaft 7 could be integrated. Further, the central stationary blade mounting shaft 7 and the central stationary blade 42 are utilized by utilizing the space of the holes of the parallel rotary blade main shaft 9.
The link for adjusting the inclination angle of the parallel rotor blade 4 can be incorporated in a compact manner.

(3)下方静止翼85の設計
回転速度が流入気流速度より大きくなる場合には、正の迎角を持って前下がりに回転する
平行回転翼4の、下死点を通過する回転翼8は、相対的に、後ろ向きに風を切ることにな
る。このような状態の回転翼8の後端には剥離層が形成され再付着し、前端には剥離渦が
生成されて流れ去るので大きな抗力が発生するが、潤還流は断ち切られるので、大きな負
の揚力は発生しない。しかし、平行回転翼4の下方に下方静止翼85を適切に配置した場
合には、下方静止翼85の上部の気流が回転翼8の下方の気流を整流し、加速する可能性
もある。しかし、そのような流れの状態の確認は現時点ではできないので、下方静止翼8
5は、この現象の流れの状態についての模式的なイメージを描くことによって仮設計とし
た。図3を見よ。
(3) When the design rotational speed of the lower stationary blade 85 is greater than the inflow air velocity, the rotary blade 8 passing through the bottom dead center of the parallel rotating blade 4 rotating forward and downward with a positive angle of attack is Relatively, it will cut the wind backwards. A separation layer is formed and reattached to the rear end of the rotor blade 8 in such a state, and a separation vortex is generated and flows away at the front end, so that a large drag is generated. No lift is generated. However, when the lower stationary blade 85 is appropriately disposed below the parallel rotor blade 4, the airflow above the lower stationary blade 85 may rectify and accelerate the airflow below the rotor blade 8. However, since confirmation of such a flow state is not possible at this time, the lower stationary blade 8
No. 5 was provisionally designed by drawing a schematic image of the flow state of this phenomenon. See FIG.

実際の平行回転翼飛行機1の運転状態を考えると、回転翼8が後ろ向きに風を切る現象は
流入気流速度が平行回転翼4の回転速度より大きくなる殆どの飛行状態では発生しない。
発生する可能性があるのは始動時とホバリング開始時であるが、定常ホバリング中は遥動
角を大きくして空気を前方から掻き込み、後下方に吐き出しているので回転翼8が後ろ向
きに風を切る現象は消えている。
Considering the actual driving state of the parallel rotor blade 1, the phenomenon in which the rotor blade 8 blows backwards does not occur in most flight states in which the inflow air velocity is higher than the rotation velocity of the parallel rotor 4.
There is a possibility of occurrence at the time of starting and at the start of hovering, but during steady hovering, the swing angle is increased and the air is swept in from the front, and is then discharged downward, so the rotor blade 8 winds backward. The phenomenon of cutting off has disappeared.

始動時には初期の気流を発生させるために一瞬は回転翼8が後ろ向きに風を切る現象が生
じるが、その後は前方から掻き込まれた気流を加速してゆくのでこの現象は消える。ただ
し、この一瞬の現象は地上に停機中の現象なので安全上の問題はない。一方、地上に停止
して始動する時には揚力の発生が不要なので平行迎角をゼロまたは少しマイナス目にする
ことにより回転翼8の後端に発生する剥離を少なくできる。従って、この現象は完全に発
生しなくなるまで改善しなければならない安全上の問題ではない。鳥達の羽ばたき運動の
中にも似たような問題が生じていて、進化の過程でその影響を実用上問題ないレベルにま
で克服してきているように見える。図10を見よ。
In order to generate an initial air flow at the time of starting, a phenomenon occurs in which the rotor blade 8 cuts the wind backward for a moment, but thereafter, this phenomenon disappears because the air flow squeezed from the front is accelerated. However, since this instantaneous phenomenon is a phenomenon that is stationary on the ground, there is no safety problem. On the other hand, since no lift is required when stopping and starting on the ground, the occurrence of lift at the rear end of the rotor blade 8 can be reduced by setting the parallel angle of attack to zero or slightly negative. Therefore, this phenomenon is not a safety problem that must be improved until it does not occur completely. A similar problem has arisen in the flapping movement of birds, and it seems that the effect has been overcome to a level where there is no practical problem in the process of evolution. See FIG.

しかし、この現象を抑えることは騒音性能や燃費効率や信頼性や商品クオリティーを高め
るためには重要であり、商品開発においては重要な性能となろう。従って、下方静止翼8
5の翼断面形状と配置は開発プロセスの中で解析とテストを繰り返して育成するべき設計
項目となろう。
However, suppressing this phenomenon is important for improving noise performance, fuel efficiency, reliability, and product quality, and will be an important performance in product development. Therefore, the lower stationary blade 8
5 blade cross-sectional shape and arrangement will be the design items to be nurtured by repeated analysis and testing in the development process.

下方静止翼85の潤還流を考慮すると、下方静止翼85の上部に流れる気流を、下死点に
近づく回転翼8の下部に流入させるように、下方静止翼85の断面形状と配置を設計でき
れば、回転翼8に発生する抗力を小さくできるかも知れない。即ち、右回りに大きな循環
流を発生するように大きめのキャンバーを付けた下方静止翼85を、下方静止翼85の上
面を通過した空気が、平行回転翼4の下死点を通過する回転翼8の前下方に、その迎角に
近い角度で流れ込むように、小さめまたは少し負の迎角を付けて、平行回転翼4の前下方
に配置する設計が考えられる。
しかし、回転翼8に発生する現象を限定的なものと考えて、下方静止翼85の上部の気流
と回転翼8の下部に入る気流が干渉しないように、十分な距離をとって配置する設計も考
えられる。
Considering the moisture return of the lower stationary blade 85, if the cross-sectional shape and arrangement of the lower stationary blade 85 can be designed so that the airflow flowing above the lower stationary blade 85 flows into the lower portion of the rotating blade 8 approaching the bottom dead center The drag generated on the rotor blade 8 may be reduced. That is, the lower stationary blade 85 with a large camber attached so as to generate a large circulation flow in the clockwise direction, and the air that has passed through the upper surface of the lower stationary blade 85 passes through the bottom dead center of the parallel rotating blade 4. A design may be considered in which a small or slightly negative angle of attack is provided at the front and lower side of 8 and the front and lower sides of the parallel rotor blades 4 so as to flow at an angle close to the angle of attack.
However, considering the phenomenon that occurs in the rotor blade 8 as a limited phenomenon, the design is such that the airflow above the lower stationary blade 85 and the airflow entering the lower portion of the rotor blade 8 do not interfere with each other. Is also possible.

下方静止翼85は、補助的な静止翼としての利用だけでなく、3点ステー76に結合し
て平行回転翼飛行機1の翼組外枠74の形成にも利用した。また、下方静止翼85の内部
空間は、静止外延翼58の可動フラップ59を動かすためのリンクを通すのにも利用する
ことにした。
The lower stationary blade 85 was used not only as an auxiliary stationary blade, but also for forming the outer frame 74 of the parallel rotary wing airplane 1 by being connected to the three-point stay 76. Further, the internal space of the lower stationary blade 85 is also used for passing a link for moving the movable flap 59 of the stationary outer extending blade 58.

(4)外延翼の設計
回転翼8の幅方向の長さが片側で1m程度にしかできない場合は、滑空のための翼面積と
しては十分ではない。それを補うための方策の一つとして、静止外延翼58を取り付ける
設計が考えられる。
(4) Design of the outer wing When the length in the width direction of the rotary wing 8 can only be about 1 m on one side, the wing area for glide is not sufficient. As one of measures to compensate for this, a design in which the stationary outer wing 58 is attached can be considered.

静止外延翼58は、請求項6の発明を踏まえて設計した。即ち、平行回転翼4の外側に出
ている中央静止翼取付け軸7の外側端に取り付けた3点ステー76に静止外延翼58を結
合し、翼面積の拡大を計り、併せて、静止外延翼58に上反り角や後退角を付けることに
より平行回転翼飛行機1の操縦安定性の改善を計る設計とした。また、静止外延翼58の
一部を分割して姿勢制御用の可動フラップ59にするオプションも用意した。この設計に
より、平行回転翼4のみでは揚力や姿勢制御容量が不足する場合にそれらを補う手段を用
意できた。
The stationary outer extension blade 58 is designed based on the invention of claim 6. That is, the stationary outer extension blade 58 is coupled to a three-point stay 76 attached to the outer end of the central stationary blade attachment shaft 7 protruding outside the parallel rotary blade 4, and the blade area is expanded. The design was made to improve the handling stability of the parallel rotary wing airplane 1 by adding a warp angle and a receding angle to 58. An option was also prepared in which a part of the stationary outer extension blade 58 was divided into a movable flap 59 for posture control. With this design, it was possible to prepare means to compensate for lift and attitude control capacity that were insufficient with the parallel rotor blades 4 alone.

平行回転翼4の持つ翼面積の不足を補うための別の方策としては、平行回転翼4の回転翼
8の外側に回転外延翼60を付加することもできる。回転外延翼60は、請求項7を踏ま
えて設計した。即ち、平行回転翼4の翼面積が十分ではない場合にその不足を補うために
回転翼8の外側に回転外延翼60を取り付けた。回転外延翼60にはフレキシブルキャン
バー回転外延翼61もオプションとして用意した。
回転外延翼60に加えて中央静止翼取付け軸7の外側に中央静止外延翼56を取り付ける
設計もオプションとして用意した。
As another measure for compensating for the shortage of the blade area of the parallel rotating blade 4, the rotating extension blade 60 can be added outside the rotating blade 8 of the parallel rotating blade 4. The rotary extension blade 60 was designed based on the seventh aspect. That is, when the blade area of the parallel rotating blade 4 is not sufficient, the rotating extension blade 60 is attached to the outside of the rotating blade 8 in order to compensate for the shortage. A flexible camber rotating outer blade 61 is also prepared as an option for the rotating outer blade 60.
In addition to the rotating extension blade 60, a design in which the center stationary extension blade 56 is attached to the outside of the center stationary blade attachment shaft 7 was also prepared as an option.

ローリング安定性は、平行回転翼4を機体の重心に対して高く搭載して空気力の作用点を
高くし、平行回転翼4で機体を吊り上げるようにしても高められる。更に、中央静止外延
翼56や回転外延翼60に上反り角を付けることによっても改善される。
Rolling stability can be enhanced even if the parallel rotor blade 4 is mounted higher than the center of gravity of the airframe to increase the point of action of aerodynamic force and the airframe is lifted by the parallel rotor blade 4. Furthermore, it can be improved by providing an upward warping angle to the central stationary outer blade 56 and the rotating outer blade 60.

平行回転翼4の回転を止めて回転翼8を停止すると、平行回転翼飛行機1は、同じ主翼ス
パンの3葉の複葉飛行機に匹敵する揚力を発生して滑空できる。その後、平行回転翼4の
停止を解除し、回生モーターにより速度を調節しながら回転翼8を回転させると、平行回
転翼4の回転速度の上昇により上部にくる前進ストロークの回転翼8に流入する気流の速
度が増大するが、翼に発生する空気力が流入気流速度の2乗に比例して増幅されるので、
平行回転翼に発生する空気力を滑空時よりも大きくできる。
When the rotation of the parallel rotor blades 4 is stopped and the rotor blades 8 are stopped, the parallel rotor blade airplane 1 can glide by generating lift comparable to a three-leaf biplane airplane of the same main wing span. Thereafter, when the stop of the parallel rotor blade 4 is released and the rotor blade 8 is rotated while adjusting the speed by the regenerative motor, the rotary rotor blade 8 flows into the rotor blade 8 of the forward stroke coming upward due to the increase of the rotation speed of the parallel rotor blade 4. Although the speed of the airflow increases, the aerodynamic force generated in the wing is amplified in proportion to the square of the incoming airflow speed,
The aerodynamic force generated in the parallel rotor blades can be greater than that during gliding.

一方、ヘリコプターは、エンジンが故障した場合には、オートローテーション操作により
ローターを空転させて揚力を維持しながら緩降下できる。また、機体の飛行速度エネルギ
ーや位置エネルギーをローターの回転エネルギーに変換して、飛行速度を調節することも
できる。
このような速度エネルギーや位置エネルギーを利用した飛行状態の調節は鳥達が巧妙に行
っている。ハクチョウは滑空して着水する直前には、必要に応じて制動や加速のための羽
ばたきを追加している。
鳥達が当たり前にやっているように、平行回転翼飛行機1も機体の減速エネルギーを利用
して平行回転翼4の回転を加速して揚力を増大させて軟着陸することができる。飛行機の
滑空機能とヘリコプターのオートローテーション機能を同時に働かせて自由自在に飛行で
きるのが平行回転翼飛行機1の特徴の一つである。
On the other hand, when the engine breaks down, the helicopter can descend slowly while maintaining the lift by idling the rotor by autorotation operation. It is also possible to adjust the flight speed by converting the flight speed energy and position energy of the aircraft into the rotational energy of the rotor.
Birds are skillfully adjusting the flight state using velocity energy and potential energy. The swan adds flapping for braking and acceleration as needed just before gliding and landing.
As the birds have taken for granted, the parallel rotorcraft 1 can also use the deceleration energy of the fuselage to accelerate the rotation of the parallel rotor blades 4 and increase the lift to make a soft landing. One of the features of the parallel rotary wing airplane 1 is that the airplane's glide function and helicopter's autorotation function can be operated simultaneously to fly freely.

(5)平行回転翼尾翼の設計
鳥達は垂直尾翼を持っていないが、シャープなユーターンを演じている。カラスは、着陸
制動時に尾翼の幅を大きく広げて下げて、フラップ効果を効かせ、体がピッチング回転す
るのを防いでいる。
鳥達の尾翼は大きく広げて過大なピッチング回転モーメントによる体の回転を抑える機能
と、飛行中の機体の姿勢角を調節して維持する機能の両方を備えている。また、尾翼を捻
ることにより横方向に空気力の成分を発生させ、飛行中の外乱によるローリング方向やヨ
ーイング方向の姿勢角の変化を防いでいる。しかし、鳥のように水平尾翼を開閉する機構
と、捻って横方向の空気力成分を生み出す機構を、静止翼への機能追加の方向で設計して
みると機構はかなり複雑になってしまう。
(5) Design of parallel rotor wings The birds do not have vertical tails but play a sharp u-turn. The crow has widened and lowered the width of the tail during landing braking to apply the flap effect and prevent the body from pitching.
The tails of the birds have both a function to suppress the body rotation caused by an excessive pitching rotation moment by widening and a function to adjust and maintain the attitude angle of the aircraft during flight. In addition, the aerodynamic force component is generated in the lateral direction by twisting the tail, preventing changes in the posture angle in the rolling direction and yawing direction due to disturbance during flight. However, if a mechanism that opens and closes the horizontal tail like a bird and a mechanism that twists and generates lateral aerodynamic components are designed in the direction of adding functions to the stationary wing, the mechanism becomes quite complicated.

ところが、平行回転翼飛行機1は、左右の平行回転翼4の揚力と推力または抗力を独立に
調節して、ピッチングとローリングとヨーイングの3方向の回転モーメントを分離して発
生し、制御できるので、原理的には、鳥達の垂直尾翼無しに水平尾翼だけで旋回する飛行
も模擬できている。
However, since the parallel rotor aircraft 1 can independently control the lift and thrust or drag of the left and right parallel rotor blades 4 to separately generate and control the rotational moments in the three directions of pitching, rolling and yawing, In principle, it is possible to simulate a flight that only turns the horizontal tail without the birds' vertical tail.

また、平行回転翼4は、上下往復の羽ばたき運動を回転運動に変えているために過大なピ
ッチング回転モーメントを発生することがあるが、その場合には飛行機並みの水平尾翼面
積ではピッチング回転方向の姿勢制御容量が十分に取れない。そこで、平行回転翼飛行機
1の尾翼も平行回転翼にした。平行回転翼は3葉の複葉翼に相当するので、同じ平面投影
尾翼面積の静止翼に比べて尾翼面積を大幅に増やすことができるので、ピッチング回転方
向の制御容量を大幅に増大できた。先行技術を見ると、特許文献1の中でも、小さな平行
回転翼を機体2の前方に搭載している。
In addition, the parallel rotary blade 4 may generate an excessive pitching rotational moment because the vertical and vertical reciprocating flapping motion is changed to a rotational motion. In this case, in the horizontal tail area similar to an airplane, Insufficient attitude control capacity. Therefore, the tail wing of the parallel rotary wing airplane 1 is also a parallel rotary wing. Since the parallel rotor blade is equivalent to a three-leaf double blade, the tail blade area can be greatly increased as compared with a stationary blade having the same plane projection tail blade area, so that the control capacity in the pitching rotation direction can be greatly increased. Looking at the prior art, even in Patent Document 1, a small parallel rotor blade is mounted in front of the fuselage 2.

簡易平行回転翼尾翼68は、請求項8を踏まえて設計した。即ち、簡易平行回転翼尾翼6
8を姿勢制御用に設計し、従来の飛行機の尾翼に置き換えることによって、平行回転翼飛
行機1に過大なピッチング回転モーメントが発生した時のピッチング回転の制御を容易に
した。回転翼95を周期的に遥動させる機構を省いた歯車列にして駆動抵抗を低減し、迎
角は回転速度と中央静止翼72の傾斜角と太陽歯車94の傾斜角の調節により制御される
The simple parallel rotor blade 68 is designed based on claim 8. That is, the simplified parallel rotary wing tail 6
8 was designed for attitude control and replaced with a conventional airplane tail, thereby making it easier to control pitching rotation when an excessive pitching rotation moment is generated in the parallel rotorcraft 1. The drive resistance is reduced by using a gear train that eliminates the mechanism of periodically swinging the rotor blade 95, and the angle of attack is controlled by adjusting the rotational speed, the inclination angle of the central stationary blade 72, and the inclination angle of the sun gear 94. .

回転翼95の平行回転は簡易平行回転翼尾翼68を1回転させる間に回転翼95を逆方向
に1回転させる歯車列で得られるが、そこに含まれる全ての歯車の回転軸は転がり軸受け
で支持した。転がり軸受けは封入されたグリースで潤滑されるが、歯車の噛み合い部は簡
易平行回転翼ギアーケース70内のオイルで飛沫潤滑される。
簡易平行回転翼尾翼68の回転翼95にフレキシブルキャンバー回転翼49を応用すると
、過大な回転モーメントの発生が自動的に抑えられるので、制御性能が改善される。
The parallel rotation of the rotor blade 95 is obtained by a gear train that rotates the rotor blade 95 in the opposite direction while rotating the simple parallel rotor blade tail blade 68 once, but the rotation shafts of all the gears included therein are rolling bearings. Supported. The rolling bearing is lubricated with the enclosed grease, but the meshing portion of the gear is splash-lubricated with the oil in the simple parallel rotor gear case 70.
When the flexible camber rotor blade 49 is applied to the rotor blade 95 of the simple parallel rotor tail blade 68, generation of an excessive rotational moment is automatically suppressed, so that control performance is improved.

簡易平行回転翼尾翼68には、平行回転翼飛行機1の揚力や推力は分担させずに、姿勢制
御と操縦・安定性の制御だけを担わせればよいので、回転翼95と中央静止翼72の翼型
は迎角変化に対する感度に中立性を持たせるために対称翼とした。
回転翼95の静止状態は回転を止めても良いが、敏捷で微妙な姿勢制御のためには歯車
列をゆっくりと回転させてアイドリング状態にしておく方が良いかも知れない。図18、
図19を見よ。
The simple parallel rotor tail 68 does not share the lift and thrust of the parallel rotor airplane 1 but only the attitude control and control of the maneuvering / stability. The airfoil is a symmetric wing to give neutrality to the sensitivity to angle-of-attack changes.
Although the rotation of the rotor blade 95 may be stopped, it may be better to turn the gear train slowly to the idling state for agile and delicate attitude control. FIG.
See FIG.

鳥達は尾翼の捩じり量と上下に傾ける量を調節してロールモーメントとヨーモーメントを
発生してローリング方向とヨーイング方向の姿勢制御をしている。しかし、簡易平行回転
翼尾翼68には、尾翼を捩じり、上下に傾ける機構は付いていないが、左右の揚力を変え
てロールモーメントを、左右の抗力または推力を変えてヨーモーメントを発生することに
よりロール回転とヨー回転に対する姿勢制御ができる。
また、平行回転翼飛行機1は、主翼用の平行回転翼4でもピッチング、ローリング、ヨー
イングの3方向の回転角度を調節できるので、簡易平行回転翼尾翼68と合わせて4つの
平行回転翼での姿勢制御が可能なり、これで鳥達の姿勢制御機能が模擬できたことになる。
図22、図23を見よ。
Birds control the attitude in the rolling and yawing directions by adjusting the amount of torsion and tilting up and down to generate roll moment and yaw moment. However, the simple parallel rotor tail 68 does not have a mechanism for twisting the tail and tilting it up and down, but generates a roll moment by changing the left and right lift and a yaw moment by changing the left or right drag or thrust. Thus, posture control with respect to roll rotation and yaw rotation can be performed.
In addition, the parallel rotary wing airplane 1 can adjust the rotation angle in three directions of pitching, rolling, and yawing with the parallel rotary wing 4 for the main wing. Control is possible, and the posture control function of birds can now be simulated.
See FIG. 22 and FIG.

簡易平行回転翼尾翼68の平行傾斜角は太陽歯車94の設定角度によって調節される。迎
角は、回転速度と飛行速度のベクトル和である流入気流ベクトルと機体2の姿勢角によっ
て決められる。
簡易平行回転翼尾翼68は、回転翼95に発生する空気力とピッチング回転モーメントを
受けて、簡易平行回転翼尾翼68の回転速度、回転翼95の平行傾斜角、中央静止翼72
の傾斜角の3つの制御ファクターを調節して機体2の姿勢角と飛行方向と飛行速度を制御
する機構に設計できた。
The parallel inclination angle of the simple parallel rotor tail 68 is adjusted by the setting angle of the sun gear 94. The angle of attack is determined by the inflow airflow vector, which is the vector sum of the rotation speed and the flight speed, and the attitude angle of the airframe 2.
The simplified parallel rotary blade tail blade 68 receives the aerodynamic force and pitching rotational moment generated on the rotary blade 95, and the rotational speed of the simple parallel rotary blade tail blade 68, the parallel tilt angle of the rotary blade 95, and the central stationary blade 72.
It was possible to design a mechanism that controls the attitude angle, flight direction, and flight speed of Aircraft 2 by adjusting three control factors of the tilt angle.

一方、平行回転翼と同じ機能を持つ正規平行回転翼尾翼73を、もう一つのオプション
として用意した。この平行回転翼73は、主翼用の平行回転翼4と連携して平行回転翼飛
行機1の揚力や推力の発生を分担しながら、機体2の姿勢と操縦・安定性を制御できる。
この方式は、ヘリコプターではタンデムローター方式に相当し、車では4輪駆動車に相当
する。制御ファクターは、主翼用の平行回転翼4と同じ、回転速度、平行迎角、遥動角(
偏心角と偏心量)、中央静止翼72の傾斜角となる。
On the other hand, a regular parallel rotating blade tail blade 73 having the same function as the parallel rotating blade was prepared as another option. The parallel rotor 73 can control the attitude, maneuvering and stability of the airframe 2 while sharing the generation of lift and thrust of the parallel rotor airplane 1 in cooperation with the parallel rotor 4 for the main wing.
This method corresponds to a tandem rotor method in a helicopter, and corresponds to a four-wheel drive vehicle in a car. The control factors are the same as the parallel rotor blade 4 for the main wing, the rotation speed, the parallel angle of attack, the swing angle (
The eccentric angle and the eccentric amount), and the inclination angle of the central stationary blade 72.

(6)翼組外枠の設計
平行回転翼4の中央静止翼外側主軸41に入る荷重の分散を図るために、翼組外枠74を
形成した。中央静止翼外側主軸41には回転翼8と中央静止翼42に発生する空気力と回
転モーメントの反力の外側分担成分が入る。この荷重は機体2から外側に張り出して回転
している回転翼8と中央静止翼軸36の曲げ剛性によって支えられるが、この剛性は、平
行回転翼4の機能設計では軽量化と空気抵抗低減のためにできるだけ薄く設計されるので
、十分な剛性は得られない。しかし、この剛性は平行回転翼4の限界回転速度を決めるの
で必要な剛性は確保しなければならない。そこで、剛性の不足を補うために、追加的な荷
重伝達経路として翼組外枠74を形成した。図17を見よ。
(6) Blade assembly outer frame design In order to distribute the load entering the central stationary blade outer main shaft 41 of the parallel rotary blade 4, a blade assembly outer frame 74 was formed. The central stationary blade outer main shaft 41 receives an externally shared component of the reaction force of the aerodynamic force and rotational moment generated in the rotary blade 8 and the central stationary blade 42. This load is supported by the bending rigidity of the rotating blade 8 and the central stationary blade shaft 36 that project outward from the fuselage 2 and this rigidity is reduced in weight and reduced in air resistance in the functional design of the parallel rotating blade 4. Therefore, sufficient rigidity cannot be obtained because it is designed to be as thin as possible. However, since this rigidity determines the limit rotational speed of the parallel rotor blade 4, the necessary rigidity must be ensured. Therefore, in order to compensate for the lack of rigidity, the wing assembly outer frame 74 is formed as an additional load transmission path. See FIG.

翼組外枠74に関しては、請求項9の発明を踏まえて設計した。即ち、下方静止翼85と
中央静止翼取付け軸7と簡易平行回転翼尾翼68のそれぞれの外側端を結ぶ3点ステー7
6を設定し、回転翼8と中央静止翼42に生じる荷重と回転モーメントを下方静止翼85
と簡易平行回転翼尾翼68にも分担させる構造にした。
The wing assembly outer frame 74 was designed based on the invention of claim 9. That is, the three-point stay 7 connecting the outer ends of the lower stationary blade 85, the central stationary blade mounting shaft 7, and the simple parallel rotary blade tail blade 68.
6 and the load and rotational moment generated on the rotary blade 8 and the central stationary blade 42 are set to the lower stationary blade 85.
And a simple parallel rotary blade tail blade 68.

回転外延翼60を用いた場合には、回転翼8に加え、回転外延翼60によっても空気力が
発生できるが回転体の重量も増すため平行回転翼4の限界回転速度は低下する。平行回転
翼4の外側回転ディスク6は中央静止翼取付け軸7の外側端の中央静止翼外側主軸41で
支持されるが、限界回転速度の低下を補う手段として、平行回転翼4の中央静止翼外側主
軸41の支持剛性を上げるために外側回転ディスク6をサポートローラー86で支持する
別の構造を設計した。
When the rotating outer blade 60 is used, aerodynamic force can be generated by the rotating outer blade 60 in addition to the rotating blade 8, but the weight of the rotating body is increased, so that the limiting rotational speed of the parallel rotating blade 4 is lowered. The outer rotating disk 6 of the parallel rotating blade 4 is supported by the central stationary blade outer main shaft 41 at the outer end of the central stationary blade mounting shaft 7. As a means for compensating for the reduction in the critical rotational speed, the central stationary blade of the parallel rotating blade 4 is used. In order to increase the supporting rigidity of the outer main shaft 41, another structure for supporting the outer rotating disk 6 with the support roller 86 was designed.

外側回転ディスク6を支持する構造は、請求項10の発明を踏まえて設計した。即ち、こ
の場合は下方静止翼85と中央静止翼取付け軸7と簡易平行回転翼尾翼68の外側端を結
ぶ3点ステー76は使えないので、別の支持方法を取って、下方静止翼85と簡易平行回
転翼尾翼68の外側端を結ぶ2点ステー75に取り付けた2個のサポートローラー86を
平行回転翼4の外側回転ディスク6の外周に嵌めた外側平行回転翼タイヤ―88に当てて
支持する設計とした。
The structure for supporting the outer rotating disk 6 was designed based on the invention of claim 10. That is, in this case, the three-point stay 76 that connects the lower stationary blade 85, the central stationary blade mounting shaft 7 and the outer end of the simple parallel rotating blade tail blade 68 cannot be used. Two support rollers 86 attached to a two-point stay 75 connecting the outer ends of the simple parallel rotor blades 68 are applied to and supported by the outer parallel rotor tires 88 fitted on the outer periphery of the outer rotating disk 6 of the parallel rotor blades 4. Designed to be

(7)平行回転翼飛行機の機種展開
平行回転翼飛行機1は鳥の種類の数だけ考えられるが、これまでに検討されたレイアウト
の中から代表例として折畳み静止外延翼機82を紹介しておく。
この平行回転翼飛行機1は、F1レーシングカーを高くしたようなシルエットになってい
る。前方には前方視界を確保するために小径の前方平行回転翼83を低く配置し、後方に
は大径の後方平行回転翼84を高く配置し、更に、上部後端には固定翼90を設定し、後
方平行回転翼84の外側には2点ステー75を取り付け、そこに、地上では下方に折り畳
める折畳み静止外延翼89を取りつけた。
(7) Model development of parallel rotary wing planes The number of parallel rotary wing airplanes 1 can be considered as many as the number of types of birds. Among the layouts studied so far, a folding stationary extension aircraft 82 is introduced as a representative example. .
The parallel rotary wing airplane 1 has a silhouette as if the F1 racing car was raised. A small-diameter front parallel rotary blade 83 is arranged low in front to secure a front view, a large-diameter rear parallel rotary blade 84 is arranged high in the rear, and a fixed vane 90 is set at the upper rear end. Then, a two-point stay 75 was attached to the outside of the rear parallel rotary blade 84, and a folding stationary extension blade 89 that was folded downward on the ground was attached thereto.

地上走行用には3輪の走行用車輪91を備え、自動車の走る・曲がる・止まるに加えて飛
行用に昇降機能を追加し、ヘリコプターのように舞い、飛行機のように飛行できる空飛ぶ
自動車とした。
実現のために越えるべき技術の壁は、基本的に、平行回転翼4の高速化と機体の軽量化と
空気抵抗の低減である。ドライバーのアイポイントは前方平行回転翼83より高くとり、
機体重量の大半は、ドライバーの後方に置いた大径の後方平行回転翼84の揚力で担わせ
る。重量のある搭載ユニットはできるだけ後方下部に搭載して機体の重心を下げ、揚力の
作用点と機体の重心との高さの差を大きくする。
離陸には、前後の平行回転翼だけによる定点上昇離陸と傾斜発進離陸に加えて、折畳み静
止外延翼89も展開した形での滑走離陸も選べる。着陸には空中ブレーキ動作でエネルギ
ーを回収しながらの傾斜定点着陸が主として選ばれる。
For ground driving, it has three driving wheels 91. In addition to running, turning, and stopping the car, it adds a lift function for flying, and it can fly like a helicopter and fly like an airplane. did.
The technical barriers that must be overcome for the realization are basically the speed-up of the parallel rotor blade 4, the weight of the airframe, and the reduction of air resistance. The driver's eye point is higher than the front parallel rotor 83,
Most of the weight of the fuselage is carried by the lift force of the large-diameter rear parallel rotor blade 84 placed behind the driver. A heavy mounting unit is mounted at the lower rear as much as possible to lower the center of gravity of the aircraft and increase the difference in height between the point of action of lift and the center of gravity of the aircraft.
For take-off, in addition to fixed-point ascending take-off and tilt start take-off using only the front and rear parallel rotor blades, a sliding take-off in a form in which a folding stationary extension wing 89 is deployed can be selected. For landing, a fixed-point landing with energy recovery by air brake operation is mainly selected.

静止外延翼を折り畳んだ状態でも現在の公道は走行できない。しかし、将来、幹線道路の
レーン幅を7m(平行回転翼の幅5.0mプラス操縦余裕幅2.0m)にし、歩道橋や照
明や信号機を路上空間から撤去できれば、公道を地上走行に使用できる。ただし、離着陸
には10m幅の短い滑走路が必要になる。このような道路網が整備され、平行回転翼飛行
機1が自動車並みの価格で普及していたら、巨大な津波を伴った東日本大震災でも、多く
の人々が自動車で避難できていたかも知れない。
The current public road cannot run even with the stationary outer wing folded. However, in the future, if the lane width of the main road is 7 m (width of parallel rotary wing 5.0 m plus steering margin width 2.0 m) and pedestrian bridges, lights and traffic lights can be removed from the road space, public roads can be used for ground driving. However, a short runway with a width of 10m is required for takeoff and landing. If such a road network was developed and the parallel rotary wing airplane 1 was prevalent at the price of a car, many people may have been evacuated by car even in the Great East Japan Earthquake accompanied by a huge tsunami.

なお、本発明に係る平行回転翼と平行回転翼飛行機1は、以上、説明した実施形態に限定
されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。
The parallel rotor blades and the parallel rotor aircraft 1 according to the present invention are not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.

鳥の飛行機構は生物としての進化の結果であるが、内外での空飛ぶ自動車の模索は、人間
の自動車の限界からの脱皮の試みでもあろう。東日本大震災の津波のような自然災害に襲
われた時には鳥のように空に舞い上がることが決定的な避難回避手段となる。
The flight mechanism of birds is the result of evolution as a living thing, but the search for flying cars in and out of the country may be an attempt to break away from the limits of human cars. When a natural disaster such as the tsunami of the Great East Japan Earthquake hits, flying up to the sky like a bird is a crucial evacuation avoidance measure.

哺乳類の足の往復運動は、3000年前から車輪により円運動に置換えられて馬車に応
用されてきたが、自動車に応用されたのは約200年前からである。一方、鳥達の羽ばた
き運動の模擬は、一見、プロペラとローターの発明によって円運動に置換えられ、約10
0年前から飛行機とヘリコプターに応用されてきたように見える。
The reciprocating movement of a mammal's foot has been applied to a carriage by being replaced with a circular movement by a wheel since 3000 years ago, but it has been applied to an automobile about 200 years ago. On the other hand, the simulation of the bird's flapping movement was replaced with a circular movement at first glance by the invention of the propeller and the rotor.
It seems that it has been applied to airplanes and helicopters since 0 years ago.

しかし、これらの発明は本当に翼の羽ばたき運動を円運動に置換えた平行回転翼になって
いるのだろうか。鳥達は羽ばたき翼を使ってヘリコプターのように舞い上がり、飛行機の
ように滑空するが、その飛行術は実に多彩である。鳥達の羽ばたき飛行のメカニズムの研
究は、コンピューターによる数値解析技術によって空気力学が使える力学になってきたこ
とにより新たな発展を遂げているが、助走の要らない飛行機や車のように利用できるヘリ
コプターは、まだ開発されていない。
But are these inventions really parallel rotor blades that replace the wing flapping motion with circular motion? Birds use flapping wings to soar like a helicopter and glide like an airplane, but there are a variety of flying techniques. The research on the mechanism of flapping flight of birds has made a new development by becoming a dynamic that can use aerodynamics by computer numerical analysis technology, but helicopters that can be used like airplanes and cars that do not require run-up Has not been developed yet.

ヘリコプターのホバリング飛行では、空気は上方から吸い込まれてローターで加速されて
円柱状に下に吐き出されるため、ヘリコプターは、どの方向にも同じように移動できる。
これに対して、平行回転翼飛行機の水平ホバリング飛行では空気は前から吸い込まれ斜め
後下方に吐き出されるので、平行回転翼飛行機は、方向によって移動の挙動は同じにはな
らない。翼によって発生する気流の状態からみると両者のホバリング飛行のメカニズムに
は原理的に大きな違いがある。
In helicopter hovering flight, air is drawn from above, accelerated by the rotor, and exhaled downward in a cylindrical shape, so the helicopter can move in any direction in the same way.
On the other hand, in the horizontal hovering flight of a parallel rotary wing airplane, air is sucked in from the front and exhaled downward obliquely, so the parallel rotary wing airplane does not have the same movement behavior depending on the direction. From the viewpoint of the airflow generated by the wing, there is a big difference in principle between the mechanisms of hovering flight.

平行回転翼飛行機は、原理的には、平行回転翼を90度回転させて上に向ける方式にすれ
ば、ハチドリのように、あるいは人間の立ち泳ぎのようにホバリング飛行ができる。しか
し、このモードでは、乗員はホバリング中は上向きに着座しなければならない。しかも、
気流が左右に分かれて流れ下るのでヘリコプターのような等方向性を持ったホバリングは
できない。ヘリコプターのホバリングとハチドリのホバリングは、一見似ているが別物で
ある。
In principle, a parallel rotor wing airplane can hover like a hummingbird or like a human swimming if a parallel rotor is turned 90 degrees and turned upward. However, in this mode, the occupant must sit up while hovering. Moreover,
Since the airflow is divided into left and right, it cannot be hovered with the same direction as a helicopter. Helicopter hovering and hummingbird hovering are similar but seemingly different.

一方、飛行機はプロペラによって限界速度にまで機体速度を上げなければ離陸できない。
これに対して、平行回転翼飛行機は定点離陸ができ、空気を前から吸い込み斜め後下方に
排出しながら平行回転翼の回転速度を上げることにより、垂直上昇を含む、色々な離陸角
度での定点離陸ができる。助走できる場合は助走速度と平行回転翼の回転速度を合わせた
速度で平行回転翼を作動させて、飛行機より短い滑走路で離陸できる。助走無しでは離陸
できない飛行機と助走無しでも離陸できる平行回転翼飛行機も、一見似ているが別物であ
る。
On the other hand, an airplane cannot take off unless the aircraft speed is increased to the limit speed by a propeller.
On the other hand, parallel rotorcraft can take off at fixed points, and by increasing the rotational speed of parallel rotors while sucking air from the front and discharging it obliquely downward, fixed points at various takeoff angles including vertical ascent Take off. If you can run, you can take off on a runway shorter than an airplane by operating the parallel rotor at a speed that combines the running speed and the rotation speed of the parallel rotor. An airplane that cannot take off without a run-up and a parallel rotary wing airplane that can take off without a run-up are similar but seemingly different.

最軽量のハチドリから最重量のハクチョウの間には、多種多彩な方法で離陸して飛行する
多くの鳥達がおり、平行回転翼を応用すれば、それらを模擬した多様な利便性を持った夢
の平行回転翼飛行機が開発できる。そんな夢物語のいくつかを揚げておく。
Between the lightest hummingbird and the heaviest swan, there are many birds that take off and fly in a wide variety of ways. Dream parallel rotorcraft can be developed. Here are some of those dream stories.

1.空中作業ロボットへの応用
津波で流された街は瓦礫に覆われた。津波に流される現場を現場で詳しく観察していたの
はカモメ達だけであった。カモメのような空撮鳥ロボットがあったら、地震発生直後に震
源の方向に向けた津波偵察のためのスクランブル発進ができたであろう。
1. Application to aerial work robots The city washed away by the tsunami was covered with rubble. Only the seagulls were observing the site that was swept away by the tsunami. If there was an aerial bird robot like a seagull, it would have been possible to start scramble for tsunami reconnaissance in the direction of the epicenter immediately after the earthquake occurred.

鳥ロボットの日常の仕事は空中軽作業であるが、高架橋(高速道路、大型船舶、高圧線、
鉄塔など)の空中点検や空中保守作業を無線操縦で行える。大型建造物の保守点検が足場
を組まずに、クレーンを持ち込まずにできれば、工事コストは大幅に低減される。人が乗
らず、使用場所も特定されるので、製品安全上や航空法規上の制約も少なくできるので、
大きくはないが強いニーズを持った多様なマーケットが見込まれる。
The daily work of bird robots is light work in the air, but viaducts (highways, large ships, high-voltage lines,
Air inspection and maintenance work of steel towers etc. can be performed by radio control. If maintenance and inspection of large buildings can be done without a scaffold and without bringing in a crane, construction costs will be greatly reduced. Since people are not on board and the place of use is specified, restrictions on product safety and aviation regulations can be reduced.
Diverse markets with strong but not strong needs are expected.

2.分散型風力発電ネットワーク
平行回転翼は風力発電機への応用も有望である。3葉の複葉翼に匹敵するコンパクトな受
風容積を持ち、迎角を最適に制御する機能を持っているので、微風での揚力発電も期待で
きる。風の吹く場所に駐機できれば、平行回転翼飛行機は駐機中に発電する。自分の充電
を賄って余れば、駐機ステーションの電池も蓄電する。平行回転翼飛行機の電池を利用す
れば送電線なしで電力を輸送することも可能になる。
2. Distributed wind power generation network parallel rotor blades have promising applications for wind power generators. Since it has a compact wind receiving volume comparable to that of a three-leaf biplane, and has the function of optimally controlling the angle of attack, it can also be expected to generate lift power in light winds. If you can park in a windy location, the parallel rotorcraft will generate electricity while parked. If you can afford to charge yourself, you will also store the battery at the parking station. If the battery of a parallel rotorcraft is used, it will be possible to transport electric power without a transmission line.

東北関東大震災での原発の崩壊は巨大システムの脆さを見せつけた。見掛けの運転コスト
の安さを重視した巨大な発電プラントは災害事故の際には巨大な損失を生んだ。一方、無
数に分散された小さな発電ユニットはリスクも分散する。集中か分散かではなく集中と分
散を上手に使い分けることが必要なのかも知れない。
The collapse of the nuclear power plant in the Great Tohoku Kanto Earthquake showed the fragility of the giant system. A huge power plant that emphasized low apparent operating costs caused huge losses in the event of a disaster. On the other hand, countless small power generation units also spread risk. It may be necessary to properly use concentration and dispersion instead of concentration or dispersion.

平行回転翼は流れの運動エネルギーで発電する方式の潮流発電にも利用できるが、平行回
転翼式潮流発電機を設置した平行回転翼飛行機用の洋上駐機場を沿岸に配備すれば、沿岸
の洋上を空中ハイウエーとして利用できる。日本の沿岸と近隣の島々は自然エネルギーだ
けで交通できるようになる。必要なエネルギーを現地で調達して、それを消費して活動し
、更に調達して蓄えたエネルギーを使って移動するのは、渡り鳥達の生き方である。
Parallel rotors can also be used for tidal power generation using the kinetic energy of the flow, but if you install an offshore parking lot for a parallel rotor airplane with a parallel rotor blade tidal generator installed on the coast, Can be used as an aerial highway. Japan's coast and neighboring islands will be able to transport with only natural energy. It is the way of migratory birds to procure the necessary energy locally, to consume and act on it, and to move using the energy that has been procured and stored.

3.空飛ぶ自動車への応用
津波から車で逃れようとした人は多かった。しかし、多くの人達が逃げ切れずに津波に飲
まれてしまった。車に翼が付いていたらと思わずにはいられない。
しかし、ヨーコントロールとロールコントロールとジャイロ効果に苦しみながら現在の飛
行技術を確立したヘリコプターの開発の歴史を思うと、やや複雑ではあるが、平行回転翼
飛行機の空飛ぶ自動車への応用は、不可能とは思われない。
3. Application to flying cars Many people tried to escape from the tsunami by car. However, many people were swallowed by the tsunami without running away. I can't help thinking if the car has wings.
However, considering the history of the development of a helicopter that has established the current flight technology while struggling with yaw control, roll control and gyro effect, it is somewhat complicated, but it is impossible to apply parallel rotor aircraft to flying cars I don't think so.

高度技術社会である現代に新たな飛行機械として空飛ぶ自動車を開発して導入するために
は最短で20年は掛かるであろう。開発プロセスとしては、自動車を下敷きにして、安全
、重量、コスト、燃費、資源リスク、騒音性能、デザインなどについて性能目標を設定し
、見直しながら基礎設計から進めることになるが、実用安全性が最重要課題となる。
It will take 20 years at the shortest to develop and introduce a flying car as a new flying machine in the modern technological society. The development process is based on automobiles, and performance goals are set for safety, weight, cost, fuel consumption, resource risk, noise performance, design, etc. This is an important issue.

平行回転翼飛行機はオートローテーションと滑空を混ぜて飛行できるので、動力系が故障
しても別系統の補助動力系によって機体の姿勢制御と平行回転翼の空転状態の制御は可能
にしておきたい。想定内でのシンプルイズベストに徹するのではなく、想定外を配慮した
冗長さと複雑さを持った機能構成と制御システムを持った実用安全を重視した設計が必要
であろう。重量を軽減するために柔構造になるので、振動特性を十分にチューニングした
動剛性設計となる。コストは車と同じ程度に押さえたい。
Since parallel rotorcraft can fly with a mixture of autorotation and glide, we would like to make it possible to control the attitude of the aircraft and control the idling state of parallel rotors with a separate auxiliary power system even if the power system fails. Rather than focusing on the simple is best within the assumption, a design that emphasizes practical safety with a functional configuration and control system with redundancy and complexity in consideration of the unexpected will be necessary. Because it becomes a flexible structure to reduce the weight, it becomes a dynamic rigidity design with sufficiently tuned vibration characteristics. I want to keep costs at the same level as cars.

最近の自動車のエコ対応への挑戦は先行技術開発として大いに期待される。20年後を考
えると、自動車は電気自動車が主流になっているが、自動車用のバッテリーやモーターが
平行回転翼飛行機用にそのまま流用できるとは考えられない。そのための研究開発が必要
であるが、発電用エンジンを無くせるところまでバッテリーの軽量化を進めるのは極めて
困難であろう。バックアップ用の補助電源として、排気ガスの運動エネルギーを平行回転
翼発電機で回収するバイオ燃料ロータリーエンジン発電機を開発しておくか。
The recent challenge to eco-friendly automobiles is highly expected as prior art development. Considering 20 years from now, automobiles are mainly electric cars, but it is unlikely that automobile batteries and motors can be used for parallel rotorcraft. Research and development for that purpose is necessary, but it will be extremely difficult to reduce the weight of the battery to the point where the engine for power generation can be eliminated. Have you developed a biofuel rotary engine generator that recovers exhaust gas kinetic energy with a parallel rotor generator as a backup auxiliary power source?

タイヤ―音は無くなるが、風切り音が発生する。しかし、翼型も機体形状も限りなく鳥に
近づけてゆけるので空力性能の向上を図りながら風切り音を低減してゆける。外観デザイ
ンは、必然的に鳥のような流線型となる。
Tire-no sound but wind noise. However, since the wing shape and the shape of the fuselage can be as close to the bird as possible, wind noise can be reduced while improving aerodynamic performance. The appearance design is inevitably streamlined like a bird.

平行回転翼飛行機を空飛ぶ自動車とする場合は、公道での対人安全を考えると、停止中か
ら30km/hまでは平行回転翼は回転させずに、それを超える走行速度から平行回転翼
を回転させて滑走する。そのために、平行回転翼飛行機には、30km/hまでの車輪走
行機能は備える必要がある。また、既存の規格の公道を走るのは、平行回転翼スパンを1
.8m以下にしなければならないので無理である。しかし、将来的に、平行回転翼飛行機
の効果が認められ、幅の広い道路が規定されれば、平行回転翼飛行機も公道を走行できる
ようになる。
In the case of parallel flying wing airplanes flying in the sky, considering the safety of people on public roads, the parallel rotating wings do not rotate from the time they are stopped until 30 km / h. Let it glide. Therefore, it is necessary to provide a wheel traveling function up to 30 km / h in a parallel rotorcraft. Also, running on public roads with existing standards requires 1 parallel rotor blade span.
. It is impossible because it must be 8m or less. However, in the future, if the effect of a parallel rotary wing airplane is recognized and a wide road is defined, the parallel rotary wing airplane will also be able to travel on public roads.

一方、平行回転翼飛行機を応用した空飛ぶ自動車は、小さな定点離着陸スポットを設定
すれば、そこから定点離着陸し、洋上や樹海上を自由に利用できる。従って、既存のイン
フラの制約を強く受けない国や地域であれば、規制緩和を待つまでもなく、飛行ルートを
導入した格安の建設コストのインフラ整備を前提にして技術開発を進めることができる。
On the other hand, a flying car using a parallel rotorcraft can set a small fixed takeoff and landing spot, take off from it, and use it freely on the ocean or on the sea. Therefore, in countries and regions that are not strongly limited by existing infrastructure, it is possible to proceed with technological development on the premise of infrastructure construction at a low construction cost with the introduction of flight routes, without waiting for deregulation.

空飛ぶ自動車は2点間の自動操縦を可能にしておきたい。ボタンを押すだけで、自動的に
離陸し飛行し着陸できる。機体整備状況、飛行ルートの気象、飛行ルートの安全、事故時
の対応などの全てのチェックを自動的にしてくれる。そんな空飛ぶ自動車ができれば、津
波が来ても鳥達のように避難できる。それを前提にできれば、三陸海岸の市街地をワーキ
ングエリヤにし、住宅地は高台に移す規制も本当に有効となる。
A flying car wants to allow two-point autopilot. You can take off, fly and land automatically at the push of a button. It automatically performs all checks such as aircraft maintenance status, flight route weather, flight route safety, accident response. If such a flying car is made, it can be evacuated like birds even if a tsunami comes. If it can be premised on this, the regulations that the Sanriku coastal urban area will become a working area and the residential area will be moved to high ground will also be effective.

平行回転翼は車輪と比較できる。平行回転翼飛行機は自動車と比較できる。車輪は、有
史以来、開発され、車に応用されてきた。これに対して、平行回転翼は、まだ、開発され
てもおらず、当然、平行回転翼飛行機は飛んでいない。
車輪には、ラジアル荷重と駆動トルクが発生するが、平行回転翼には、空気力(揚力と
推力または抗力)と駆動トルクが発生する。車輪は駆動トルクだけを制御すればよいが、
平行回転翼は空気力と駆動トルクを制御しなければならない。
Parallel rotors can be compared to wheels. A parallel rotorcraft can be compared to an automobile. Wheels have been developed and applied to cars since history. On the other hand, parallel rotor blades have not been developed yet, and naturally, parallel rotor aircraft are not flying.
A radial load and driving torque are generated on the wheels, but aerodynamic forces (lift and thrust or drag) and driving torque are generated on the parallel rotor blades. The wheels need only control the drive torque,
Parallel rotor blades must control the aerodynamic force and driving torque.

1 平行回転翼飛行機
2 機体
3 平行回転翼取り付け台
4 平行回転翼
5 回転ディスク
6 外側回転ディスク
7 中央静止翼取付け軸
8 回転翼
9 平行回転翼主軸
10 偏心リング割り出し機構
11 揺動付加機構
12 遊星歯車
13 平行回転歯車機構
14 回転翼ディスク
15 回転ディスクカバー
16 回転ディスクカバーの内側円筒部分
17 平行回転翼取り付け台のハウジング部分
18 内側の転がり軸受け
19 外側の転がり軸受け
20 偏心リング
21 偏心リング駆動歯車
22 中心側偏心ディスク
23 揺動機構室
24 遥動アームローラー
25 偏心リング駆動中間歯車
26 針状コロ軸受けA
27 減速歯車列
28 針状コロ軸受けB
29 減速歯車列室
30 センターギアーケース
31 センターギアーケースカバー
32 太陽歯車
33 太陽歯車駆動スリーブ
34 増速ベルト室
35 回転翼駆動ベルト室
36 中央静止翼軸
37 中央静止翼駆動歯車
38 中央静止翼迎角調節歯車列
39 中央静止翼ディスクA
40 中央静止翼ディスクB
41 中央静止翼外側主軸
42 中央静止翼
43 針状コロ軸受けC
44 中央静止翼迎角調節歯車軸
45 回転翼取り付け軸
46 外側回転翼取り付軸
47 中央側のリンケージスペース
48 偏心リング割出しリンケージスペース
49 フレキシブルキャンバー回転翼
50 フレキシブルキャンバー回転翼アウターパネル
51 フレキシブルキャンバー回転翼インナーパネル
52 トルクチューブ
56 中央静止外延翼
58 静止外延翼
59 可動フラップ
60 回転外延翼
61 フレキシブルキャンバー回転外延翼
62 フレキシブルキャンバー回転外延翼アウターパネル
63 フレキシブルキャンバー回転外延翼インナーパネル
68 簡易平行回転翼尾翼
69 簡易平行回転翼回転ディスク
70 簡易平行回転翼ギアーケース
71 簡易平行回転翼外側回転ディスク
72 簡易平行回転翼尾翼の中央静止翼
73 正規平行回転翼尾翼
74 翼組外枠
75 2点ステー
76 3点ステー
77 簡易平行回転翼尾翼機
78 タンデム吊上げ機
79 回転外延翼機
80 静止外延翼機
81 低前方平行回転翼付き機
82 折畳み静止外延翼機
83 前方平行回転翼
84 後方平行回転翼
85 下方静止翼
86 サポートローラー
87 中央静止翼外側主軸取り付け軸
88 外側平行回転翼タイヤ―
89 折畳み静止外延翼
90 固定翼
91 走行用車輪
92 簡易平行回転翼尾翼用の平行回転翼主軸
93 簡易平行回転翼尾翼用の中央静止翼取付け軸
94 簡易平行回転翼尾翼の太陽歯車
95 簡易平行回転翼尾翼の回転翼
96 簡易平行回転翼尾翼の回転翼歯車
97 簡易平行回転翼尾翼の中間歯車
98 ランナーリング
99 駆動用タイヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Parallel rotary wing plane 2 Airframe 3 Parallel rotary wing mounting base 4 Parallel rotary wing 5 Rotary disk 6 Outer rotary disk 7 Central stationary blade mounting shaft 8 Rotary blade 9 Parallel rotary blade spindle 10 Eccentric ring indexing mechanism 11 Swing addition mechanism 12 Planet Gear 13 Parallel rotating gear mechanism 14 Rotating blade disk 15 Rotating disk cover 16 Inner cylindrical portion 17 of rotating disk cover 17 Housing portion 18 of parallel rotating blade mount Inner rolling bearing 19 Outer rolling bearing 20 Eccentric ring 21 Eccentric ring drive gear 22 Center side eccentric disk 23 Oscillating mechanism chamber 24 Fluctuating arm roller 25 Eccentric ring drive intermediate gear 26 Needle roller bearing A
27 Reduction gear train 28 Needle roller bearing B
29 Reduction gear train chamber 30 Center gear case 31 Center gear case cover 32 Sun gear 33 Sun gear drive sleeve 34 Speed-up belt chamber 35 Rotary blade drive belt chamber 36 Central stationary blade shaft 37 Central stationary blade drive gear 38 Central stationary blade attack angle Adjustment gear train 39 Central stationary blade disk A
40 Central stationary blade disk B
41 Central stationary blade outer main shaft 42 Central stationary blade 43 Needle roller bearing C
44 Central stationary blade angle-of-attack adjustment gear shaft 45 Rotor blade mounting shaft 46 Outer rotor blade mounting shaft 47 Center side linkage space 48 Eccentric ring indexing linkage space 49 Flexible camber rotor blade 50 Flexible camber rotor blade outer panel 51 Flexible camber rotation Blade inner panel 52 Torque tube 56 Center stationary extension blade 58 Stationary extension blade 59 Movable flap 60 Rotating extension wing 61 Flexible camber rotation extension wing 62 Flexible camber rotation extension wing outer panel 63 Flexible camber rotation extension wing inner panel 68 Simple parallel rotation wing tail 69 Simplified parallel rotating blade rotating disk 70 Simplified parallel rotating blade gear case 71 Simplified parallel rotating blade outer rotating disk 72 Simplified parallel rotating blade tail stationary central blade 73 Regular parallel rotating blade tail blade 7 4 Blade assembly outer frame 75 Two-point stay 76 Three-point stay 77 Simple parallel rotary blade tail wing machine 78 Tandem lifting machine 79 Rotating extension wing machine 80 Stationary extension wing machine 81 Machine with low front parallel rotation wing 82 Folding stationary extension wing machine 83 Front Parallel rotor blade 84 Rear parallel rotor blade 85 Lower stationary blade 86 Support roller 87 Central stationary blade outer main shaft mounting shaft 88 Outer parallel rotor blade tire
89 Folding stationary outer wing 90 Fixed wing 91 Traveling wheel 92 Parallel rotating blade main shaft 93 for simple parallel rotating blade tail blade Central stationary blade mounting shaft 94 for simple parallel rotating blade tail blade Sun gear 95 of simple parallel rotating blade tail blade Simple parallel rotation Wing tail rotor blade 96 Simple parallel rotor tail blade rotor 97 Simple parallel rotor tail gear 98 Runner ring 99 Driving tire

Claims (11)

上下非対称形状に一体成型されたアウターパネルと上下非対称形状に一体成型されたインナーパネルを、上下非対称の接合部分で接合し、回転翼の後方部分を上から押し下げたときに曲がり易く、下から押し上げたときに曲がり難い非線形バネ特性を持つ構造としたことを特徴とする回転翼を用いた平行回転翼を利用した流体機械。 The outer panel that is integrally molded in the vertical asymmetric shape and the inner panel that is integrally molded in the vertical asymmetric shape are joined at the asymmetrical joint, and when the rear part of the rotor blade is pushed down from above, it is easy to bend and push up from below A fluid machine that uses parallel rotor blades with rotor blades, which has a non-linear spring characteristic that makes it difficult to bend. 機体に結合した平行回転翼取り付け台に取り付けた平行回転翼主軸で、回転ディスクの内側と外側を転がり軸受けを介して支持し、内側軸受けの外輪は平行回転翼取り付け台のハウジング部分に、内輪は回転ディスクカバーの内側円筒部分の外周面に嵌合し、外側軸受けの内輪は平行回転翼主軸の軸部分に、外輪はセンターギアーケースの穴に固定し、回転ディスクカバーの中央側の円筒部分の内径面と平行回転翼主軸の外径面との間に隙間を設け、その隙間に偏心リング割り出し機構の2個の部品の円筒形状部分を貫通させたことを特徴とする、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 A parallel rotor blade spindle attached to a parallel rotor blade mount connected to the fuselage.The inner and outer sides of the rotating disk are supported via rolling bearings, the outer ring of the inner bearing is on the housing part of the parallel rotor blade mount, and the inner ring is Fitted to the outer peripheral surface of the inner cylindrical part of the rotating disk cover, the inner ring of the outer bearing is fixed to the shaft part of the parallel rotor blade spindle, the outer ring is fixed to the hole of the center gear case, and the central part of the cylindrical part of the rotating disk cover 2. The cylindrical portion of the two parts of the eccentric ring indexing mechanism is penetrated through the gap between the inner diameter surface and the outer diameter surface of the parallel rotor blade spindle. 2. Fluid machine using parallel rotor blades. 回転ディスクの内部の回転翼を駆動する伝動機構の構造空間を、潤滑条件の違いに合わせて、歯車列室、増速ベルト駆動室、回転翼ベルト駆動室、偏心-遥動変換室の4つの空間に分けたことを特徴とする、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 The structure space of the transmission mechanism that drives the rotating blades inside the rotating disk is divided into four gear train chambers, speed increasing belt driving chambers, rotating blade belt driving chambers, and eccentric-swing conversion chambers according to the difference in lubrication conditions. The fluid machine using parallel rotor blades according to claim 1, wherein the fluid machine is divided into spaces. 偏心リング割り出し機構を形成している2個の偏心ディスク部品を同一円筒スペース内の中央側と外周側に配置した偏心リング割り出し機構を用いて回転ディスクの幅を短縮したことを特徴とする、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 The width of the rotating disk is shortened by using an eccentric ring indexing mechanism in which two eccentric disk parts forming an eccentric ring indexing mechanism are arranged on the central side and the outer peripheral side in the same cylindrical space. A fluid machine using the parallel rotor blade according to Item 1. 平行回転翼主軸の外側端に、中間に中央静止翼を回転自在に嵌着するための中央静止翼軸と、その外側に外側回転ディスクを支える転がり軸受けを取り付ける軸部を形成した中央静止翼取付け軸を取り付けて一体化したことを特徴とする、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 The central stationary blade is attached to the outer end of the parallel rotor blade main shaft, with the central stationary blade shaft for rotatably fitting the central stationary blade in the middle and the shaft for attaching the rolling bearing that supports the outer rotating disk to the outside. 2. The fluid machine using parallel rotor blades according to claim 1, wherein a shaft is attached and integrated. 平行回転翼の中央外側部の中央静止翼外側主軸の外側端に取り付けたステーに静止外延翼を取り付けたことを特徴とする、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 The fluid machine using a parallel rotating blade according to claim 1, wherein a stationary extension blade is attached to a stay attached to an outer end of a central stationary blade outer main shaft of a central outer portion of the parallel rotating blade. 回転翼の外側端の外側回転翼取り付軸の外側端に回転外延翼を取り付け、回転する翼面積を拡大したことを特徴とする、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 2. The fluid machine using parallel rotor blades according to claim 1, wherein a rotating extension blade is attached to an outer end of an outer rotor blade mounting shaft at an outer end of the rotor blade to expand a rotating blade area. 平行回転翼が1回転する間に回転翼を逆方向に1回転戻す歯車列を、複数、太陽歯車に噛み合わせた簡易平行回転翼ギアーケースにおいて、平行回転翼主軸の外側端に中央静止翼取付け軸を取り付け、平行回転翼主軸の穴に太陽歯車の角度を調節するスリーブと中央静止翼の傾斜角を調節するリンクを納めた簡易平行回転翼を左右独立に装着したことを特徴とする、請求項1に記載の流体機械。 In a simple parallel rotor blade gear case in which a plurality of gear trains that return the rotor blades in one reverse rotation while the parallel rotor blades make one rotation are meshed with the sun gear, a central stationary blade is attached to the outer end of the parallel rotor blade main shaft. A simple parallel rotary blade with a shaft attached and a sleeve that adjusts the angle of the sun gear and a link that adjusts the tilt angle of the central stationary blade in the holes of the main shaft of the parallel rotary blade is mounted independently on the left and right. Item 2. The fluid machine according to Item 1. 下方静止翼と中央静止翼取付け軸と尾翼の静止外側端の3点を結ぶステーを取り付け、翼組外枠を形成したことを特徴とする、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 The fluid using the parallel rotary blade according to claim 1, wherein a stay connecting three points of the lower stationary blade, the central stationary blade mounting shaft, and the stationary outer end of the tail blade is attached to form a blade assembly outer frame. machine. 平行回転翼の外側回転ディスクの外周を、下側静止翼と簡易平行回転翼尾翼の外側端の2点を結んだステーに取り付けたサポートローラーで支持し、翼組外枠を形成したことを特徴とする、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 The outer periphery of the outer rotary disk of the parallel rotary blade is supported by a support roller attached to a stay that connects two points of the lower stationary blade and the outer end of the simple parallel rotary blade tail blade, forming a blade assembly outer frame. A fluid machine using the parallel rotor blade according to claim 1. 成型されたアウターパネルに、成型されたインナーパネルを接合することにより回転翼の後方に形成される2次元閉断面の形状において、アウターパネルの後方上部とインナーパネルの接合で3角閉断面を形成し、その後方に、折れてから後方に斜め下方に湾曲するインナーパネルと平面部から後方に斜め下方に湾曲するアウターパネルの後方下部によって湾曲クサビ閉断面を形成し、3角閉断面を形成するインナーパネルの平面部に湾曲クサビ閉断面の前側の接合線を設け、アウターパネルの後方上部とインナーパネルの結合、および、インナーパネルとアウターパネル後方下部の結合により重ね板ばねを形成し、翼の後方部分を上から押し下げたときに曲がり易く、下から押し上げたときに曲がり難い非線形バネ特性を持つ構造としたことを特徴とする回転翼を用いた、請求項1に記載の平行回転翼を利用した流体機械。 In the shape of a two-dimensional closed section formed behind the rotor blade by joining the molded inner panel to the molded outer panel, a triangular closed section is formed by joining the rear upper part of the outer panel and the inner panel. Then, a curved wedge closed section is formed at the rear by an inner panel that is bent backward after being bent and a lower lower portion of the outer panel that is bent downward obliquely downward from the flat portion, thereby forming a triangular closed section. A front joint line of the curved wedge closed cross section is provided in the flat portion of the inner panel, and a laminated leaf spring is formed by joining the upper rear part of the outer panel and the inner panel, and joining the inner panel and the lower rear part of the outer panel. A structure with a non-linear spring characteristic that is easy to bend when the rear part is pushed down from above and difficult to bend when pushed up from below. The using a rotating blade, wherein the fluid machine utilizing parallel rotor blade according to claim 1.
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