专利摘要:

公开号:WO1988000555A1
申请号:PCT/JP1987/000488
申请日:1987-07-09
公开日:1988-01-28
发明作者:Hideo Nakata
申请人:Hideo Nakata;
IPC主号:B64B1-00
专利说明:
[0001] 明 JiH 書
[0002] 発明の名称 飛行船の垂直昇降操縦制御装置
[0003] 「技術分野 J
[0004] 飛行船の基本的な機構原理の根本的な改革による新型飛行船の機構原 理と操縦制御装置。
[0005] 「背景技術」
[0006] 従来の飛行船の機構原理には、 下記のよう な欠陥がある。 現在使用さ れている飛行船には静的淳カ調整による垂直昇降操縦機能がな く 、 また
[0007] 、 飛行船のエンベロ ープが、 淳擤用のヘ リ ウムガス房とエンベロ ー プの 圧力調整兼用前後浮力調整用の前後パロネ ッ トの組み合わせから成るた め、 大気温度の上昇によってヘ リ ウムガス房が膨張する と き、 前後パロ ネ .ソ トの空気が排出され収縮して菘く なり飛行船の浮力が増加する。 大 気温度の低下によってヘリ'ゥムガス房が収縮する と き、 空気送風機から 前後パロネ ッ トへ空気が圧送され膨張して重く なり飛行船の浮力が減少 する。 このよ う に プレ ッ シャ ー ♦ コ ン ト ロ ール ' システムによる前後パ 口ネ ッ トの圧力調整機能によってエンベロープの圧力が一定に保たれる 反面、 大気温度の変化によるスーパ一 · ヒ ー ト に対処できない致命的な 欠陥がある。 飛行中乱気流に巻き込まれたと き、 上昇気流や下降気流に よる高度の変化に対処できない欠点等の他に、 静的淨カ調整による垂直 錐着陸機能がないために飛行船が軽すぎる と着陸が難し く 重すぎる と離 陸できないため蛏重の差を一定の限度内に保つ必要から、 バラス トによ る重量調整が飛行船の重要な点検作業になっている。 こ のよ う に、 飛行 船の機構原理に多々欠陥があり静的浮力調整による垂直昇降操緩機能の 必要性を認めながら、 静的淳カ調整が原理的に不可能なものと して長年 棚上げされ基本的な機構原理の改革に至らず、 ヘルスタ ツ トゃ回耘球型 飛行船等その他の機構が研究されている。
[0008] 本発明は、 従来の飛行船の機構原理の欠陥を克服するために、 浮揚へ リ ウムガス房 ( 1 ) と前後パロネッ ト ( I 1 A , 1 i B ) の他に蓄圧へ リ ウムガス房 ( 2 ) を設けて、 さ らにヘリ ゥムガス圧縮膨張痏環装置を 付加した静的浮力調整機能による垂直昇降操縦制御装置により、 飛行船 の垂直離着陸が可能となり、 重量調整のための点検作業が不要でスーパ — · ヒー トゃ上昇気流や下降気流による高度の変動に対処するこ とので き-る、 根本的な機構原理の改革による新型飛行船の機構原理について明 示した.ものである。
[0009] 「発明の開示」
[0010] 本発明を第 1 図と第 2図を基に説明する、 飛行船の垂直離着陸に必要 な静的淳カを、 エンベロープ ( 1 5 ) の浮揚ヘリ ウムガス房 ( Γ ) のへ リ ゥムガス量を增玆して、 負の状態から正の最大浮力 (圧力高度) の範 囲内で、'任意に操縦制御できるように、 浮揚へリ ウムガス房 ( 1 ) から 電磁弁 ( 5 A ) へ、 電磁弁 ( 5 A ) からコ ン レッサー ( 4 ) へ、 コ ン プレッサ一 ( 4 ) から冷却器 ( 3 ) へ、 冷却器 ( 3 ) から逆止弁 ( 1 0 A ) へ、 逆 it弁 ( 1 O A ) から蓄圧ヘリ ウムガス房 ( 2 ) へ、 管 ( 1 6 ) で連結して、 さ らに、 この蓄圧ヘリ ウムガス房 ( 2 ) から電磁弁 ( 5 B ) へ、 電磁弁 ( 5 B ) から温度調節器 ( 6 ) へ、 温度調節器 ( 6 ) か ら逆止弁 ( i 0 B ) へ、 逆 it弁 ( 1 0 B ) から浮揚ヘリ ゥムガス房 ( I ) へ、 管 ( 1 6 ) で連結したヘリ ゥムガス圧縮膨張循環装置の操作によ る圧縮と膨張により、 淳擤ヘリ ゥムガス房 ( 1 ) の容積の増嫁を可能に した静的浮力調整機能によって、 垂直昇降運動効果を高めた垂直昇降操 縱装置である。
[0011] 飛行船の着陸時の浮力は負の状態で淳擤ヘリ ゥムガス房 ( 1 ) が最小 限度まで収縮し前後パ口ネッ ト ( 1 1 A , 1 I B ) が最大限度まで膨張 した状態のときである。 操縦操作によつて蓄圧ヘリ ウムガス房 ( 2 ) の ヘリ ゥムガスを淳擤ヘリ ゥムガス ( 1 ) へ放出すれば、 浮揚ヘリ ゥムガ ス房 ( 1 ) の膨張によって前後パロネ ッ ト ( 1 1 A , 1 1 Β ) の空気が 排出され静的淳力の増加によって淳上し垂直離陸が可能となる、 最大浮 力 (圧力高度) は、 浮揚ヘリ ゥムガス房 ( ί ) が最大限度まで膨張して 前後パロネ ッ ト ( 1 1 A , 1 1 B ) が最小限度まで収縮した状態のと き である。 浮揚ヘリ ウムガス房 ( 1 ) のヘリ ウムガスを、 蓄圧ヘリ ゥムガ ス房 ( 2 ) へ圧縮圧送すれば、 浮揚ヘリ ウムガス房 ( 1 ) の収縮に伴い プレッ シャー . コ ン ト ロール , システムが作動して空気送風機 ( 1 3 ) から前後パロネ ッ ト ( ί i A 1 1 B ) に空気が圧送され静的浮力の减 少に伴って下降し垂直着陸が可能となる。
[0012] さ らに、 浮揚ヘリ ウムガス房 ( 1 ) のヘリ ウムガスを吸入圧縮して冷 やしてから蓄圧ヘリ ゥムガス房 ( 2 ) へ蓄えるための吸入調整用の電磁 弁 ( 5 A ) と コ ンプレッサー ( 4 ) および冷却器 ( 3 ) を制御する コ.ン ト ロー)レ · ュニツ ト ( 7 ) の制御回路を高度指定センサ ュニッ ト ( 8 ) へ接続して、 この蓄圧ヘリ ウムガス房 ( 2 ) のヘリ ウムガスを淳擤 ヘリ ゥムガス房 ( 1 ) へ放出循環するための放出詞整用の電磁弁 ( 5 B ) および温度調節器 ( 6 ) を制御する コ ン ト ロール · ュニッ ト ( 9 ) の 制御回路を高度指定センサー · ュニッ ト ( 8 ) へ接繞した自動高度調整 装-置である。
[0013] 高度指定センサーで感知された信号によって指定高度に必要な浮力を 自動的に調節する自動高度調整装置と垂直昇降操縦装置を組み合わせた のが飛行船の垂直昇降操綾制御装置である。
[0014] 空中静止状態の飛行船が大気の影響によって、 飛行船が上昇しよ う と する と き高度センサーで感知された信号によって吸入圧縮用の電磁弁 ( δ A ) と コ ンプレッサー ( 4 ) および冷却器 ( 3 ) が働き、 浮揚へリ ウ ムガス房 ( 1 ) のヘリ ゥムガスが蓄 ffヘリ ゥムガス房 ( 2 ) へ圧送され 浮揚ヘルムガス房 ( 〖 ) の収縮によ って空気送風機 ( 1 3 ) から前後パ σネツ ト ( 1 I Α , 1 1 Β ) へ空気が圧送され、 前後パロネッ ト ( 1 1 A , 1 1 B ) の膨張に伴って静的浮力が嫁少するために飛行船の上昇が 防止される。 また逆に、 飛行船が下降しょう とするとき高度センサ一で 感知された信号によって放出調簦甩の電磁弁 ( 5 B ) および温度調節器
[0015] ( 6 ) が働き、 蓄圧ヘリ ウムガス房 ( 2 ) のヘリ ウムガスが浮揚へリ ウ ムガス房 ( i ) へ放出され、 淳擤へリ ウムガス房 ( 1 ) の膨張によつて エアー . バ.ル.ブ ( 1 2 A , 1 2 B ) が開き前後パロネッ ト ( 1 1 A , 1
[0016] 1 B ) の空気が排出されて静的浮力が増加するために飛行船の下降が防 止される。 このよ う に自動高度調整装置のシステムは、 指定高度を保つ ように静的淳カを調節するため揩定高度を維持する効果がある。
[0017] 「図面の簡単な説明」
[0018] 第 1図は、 飛行船の機構原理の説明に必要な概咯'回路図、 第 2図は、 この回路図の説明に必要な概略断面説明図である σ ' -
[0019] 1 浮揚へリ ゥムガス房、
[0020] 2 蓄圧へリ ゥムガス房、
[0021] 3 冷却器、 4 · · コ ンプレ ッサ一、
[0022] 5 A • 電磁弁、 5 B · • 電磁弁、
[0023] 6 温度調節器、
[0024] 7 電磁弁 ( 5 A ) とコ ンプレッサー ( 4 ) および冷却器 ( 3 ) を 制御するコ ン ト ロ ール · ュニッ ト、
[0025] 8 高度揩定センサー · ュニ 'プ ト、
[0026] 9 電磁弁 ( 5 B ) および温度調節器 ( 6 ) を制御するコ ン ト ロー ル · ュ二 'ソ 卜
[0027] 1 0 A • · 逆止弁、 〖 0 B · · .逆止弁、
[0028] 1 1 A • · 前部パ口ネッ ト、 1 1 B · · · 後部パ σネッ ト、 1 2 A • ' エア一 · バルブ、 1 2 Β · · · エア " . バルブ、 1 3 · · · 空気送風機、 1 4 · · · ゴン ドラ、
[0029] 1 5 · · · エンベロープ、 1 6 · · · 管。
[0030] 「発明を実施するための最良の形態」 および 「産業上の利用可能性」 本発明を詳細に説明するために第 1 図と第 2図に基づいて説明する と 、 上記のヘ リ ウムガス圧縮膨張循環装置の操作による垂直昇降操较装置 と自動高度調整装置を組み合わせた飛行船の垂直昇降操縦制御装置が最 良の形態である。 また、 ヘリ ゥムガス圧縮膨張痏環装 Sから冷却器 ( 3 ) と温度調節器 ( 6 ) を取り除き、 さ らに、 自動高度蠲整装置の各コ ン ト ロ ール . ュニ ッ ト · システムを取り除いたのが最 簡単な簡易へリ ウ ムガス圧縮膨張痏環装置による垂直昇降操縦装置である。 蓄圧ヘリ ウム ガス房 ( 2 ) の代わり に蓄圧タ ンクをエンベロープ ( 1 5 ) の外部、 ま たはゴン ドラ ( Γ·4 ) の部分に設置する こ と も可能である。 また、 簡易 ヘリ ウ ムガス圧縮膨張循環装置は、 ヘ リ ウムガス気球の浮力調整に'適し ている。
[0031] 飛行船のエンベロープ ( 1 5 ) の内部圧と大気圧との圧力差を、 定め られた範囲ないに保ち、 飛行船の垂直雜着陸に必要な静的浮力を、 負の 状態から正の最大浮力 (圧力高度) の範囲まで操綾制御できるよ う に、 負の状態から正の最大浮力へ、 また正の最大浮力から負の状態へと、 垂 直昇降運動に必要な静的浮力をコ ン ト ロールするため、 ヘリ ゥムガス量 の增减によつて容積も增减するヘリ ウムガス房 ( 1 ) と、 皮膜材にガス バリ ヤ材と強度材に比強度の大きい繊維材を用いたヘリ ウムガス貯蔵用 の耐圧球全体を捕強用カバーネ ッ トで覆い、 こ のカバーネ ッ ト上部を力 テナリ ー . ケーブルで吊り、 カバーネ ッ ト下部をエンベロープ ( 1 5 ) の下部 (船体下腹部) にケーブルで連結して、 圧力差の関係で蓄圧ヘリ ゥムガス量の増減によって容積がほとんど変わらない耐圧球袋を、 蓄圧 ヘリ ゥムガス房 ( 2 ) に用いて区分したものである。 淳擤ヘリ ゥムガス房 ( 1 ) から電磁弁 ( 5 A ) へ、 この電磁弁 ( 5 A ) から コ ンプレ ッ サー ( 4 ) へ、 このコ ンプレ ッサー ( 4 ) から冷却器 ( 3 ) へ、 この冷却器 ( 3 ) から逆 Lh弁 ( 1 O A ) へ、 この逆 it弁 ( 1 0 A ) から蓄圧へリ ウムガス房 ( 2 ) へ、 それぞれ管 ( 〖 6 ) で連結して 、 この蓄圧へリ ウムガス房 ( 2 ) から電磁弁 ( 5 B ) へ、 この電磁弁 ( - 5 B ) から温度謌節器 ( 6 ) へ、 この温度調節器 ( 6 ) から逆止弁 ( 1 0: B へ、 この逆止弁 ( 1 0 B ) から浮揚へリ ゥ ムガス ( 1 ) へ、 そ - れぞれ管 ( 1 6 ) で連結したへリ ゥムガス圧縮膨張痏環装置の、 電磁弁 ( 5 A ) とコ ンプレッサー ( 4 ) および冷却器 〔 3 ) のコ ン ト ロール ' ュニッ ト ( 7 ) を高度指定センサー · ユニッ ト ( 8 ) へ接綠して、 さ ら に、 電磁弁 ( 5 B ) および温度調整器 ( 6 ) のコ ン トロール ' ュニツ ト ' C 9 ) を高度指定センサー * ユニッ ト ( 8 ) へ接続した自動高度調整装 置と垂直昇降操縦装置を組み合わせ 垂直昇降操縦制御装置の作翁 ίこつ いて詳細に説明する。
[0032] 空中静 [ヒ状態で高度搢定された飛行船が大気温度の上昇や上昇気流に よつて飛行船が上昇しょう とする とき、 高度センサーで感知された信号 が高度揩定センサー · ユニッ ト ( 8 ) から電磁弁 ( 5 Α ) とコ ンプレツ サー ( 4 ) および冷却器 ( 3 ) のコ ン ト ロール * ュ二 -ゾ ト ( 7 ) へ送ら れ、 電磁弁 ( 5 Α) と コ ンプレ ッサー ( 4 ) および冷却器 ( 3 ) の作動 により、 浮揚へリ ゥムガス房 ( 1 ) のヘリ ゥムガスが蓄圧へリ ゥムガス 房 ( 2 ) へ圧送され、 浮揚へリ ウムガス房 ( 1 ) の収縮に伴いプレツシャ 一 · コ ン ト ロール · システムが働き、 空気送風機 ( 1 3 ) から空気が前 後パロネッ ト ( 1 1 A , 1 1 Β ) に圧送され膨張して重く なり、 飛行船 の浮力が减少するために飛行船の上昇が防止される。
[0033] また、 大気温度の低下や下降気流によつて飛行船が下降しよう とする とき、 高度セ ンサ一で感知された信号が、 高度指定センサ一 · ユニッ ト - ( 8 ) から電磁弁 ( 5 B ) および温度調節器 ( 6 ) のコ ン ト ロール · ュ ニッ ト ( 9 ) へ送られ、 電磁弁 ( 5 B ) および温度調節器 ( 6 ) の作動 によ り、 蓄圧へリ ウムガス房 ( 2 ) のヘリ ゥムガスが浮揚へリ ウムガス 房 ( 1 ) へ放出され、 淳揚ヘリ ウムガス房 ( 1 ) の膨張に伴いエアー · バルブ ( 1 2 A, 1 2 B ) が開き、 前後パロネ ッ ト ( 1 1 A , 1 1 B ) の空気が排出され収縮して柽く なり、 飛行船の浮力が増加するために飛 行.船の下降が防止される効果がある。 このよ う に、 高度センサーで感知 された信号を高度指定センサー · ュニッ ト ( 8 ) から、 ヘリ ウムガス圧 縮膨張循環装置の、 ヘリ ウムガス吸入圧縮部の電磁弁 ( 5 A ) と コ ンプ レッサー ( 4 ) および冷却器 ( 3 ) のコ ン ト ロール * ュ二 'ソ 卜 ( 7 ) と 、 蓄圧ヘリ ウムガス放出部の電磁弁 ( 5 B ) および温度調節器 ( 6 ) の コ ン ト σ—ル . ユニッ ト ( 9 ) へ送り制御す,る自動高度調整.装置のシス テムは、 大気の変化による飛行船の高度の変動に対し指定高度を保'つよ う に静的淳カを調節するため指定高度を維持する効果がある。
[0034] 飛行船の垂直離着陸は、 垂直昇降操縦装置を任意に操作して行われる 。 着陸時の飛行船は、 浮力のない負の状態で淳撬ヘリ ウムガス房 ( 1 ) が最小限度まで収縮し、 前後パロネ ッ ト ( 〖 〖 A , 1 1 Β ) が最大限度 まで膨張いた状態である。 垂直離陸は、 操縦操作によ り放出調整用の電 磁弁 ( 5 Β ) および温度調節器 ( 6 ) が作動して蓄圧ヘリ ウムガス房 ( 2 ) のヘリ ウムガスが浮揚ヘリ ウムガス房 ( 1 ) に放出され、 淳擤ヘリ ゥムガス房 ( I ) の膨張によってエア一 ' バルブ ( 1 2 A , 1 2 B ) が 開き、 前後パロネ ッ ト ( 〖 1 A , 1 i B ) の空気が排出され、 飛行船の 静的浮力の増加によって浮上する。 また、 静的浮力の増加とティ ル ト構 造推進機との相乗効果によ り浮上力が増す効果がある。
[0035] 飛行船の最大浮力 (圧力高度) は、 浮揚ヘリ ゥムガス房 ( 1 ) が最大 限度まで膨張して、 前後パロネ 'ソ ト ( 1 1 A , 1 1 B ) が最小限度に収 縮した状態のときである。 また、 垂直着陸は、 操縦操作により吸入圧縮 部の電磁弁 ( 5 Α ) とコ ンプレ ッサー ( 4 ) および冷却器 ( 3 ) が作動 して浮揚ヘリ ウムガス房 ( 1 ) のヘリ ゥムガスが蓄 ヘリ ゥムガス房 ( 2 ) へ圧送され、 浮揚ヘリ ゥムガス房 ( 1 ) の収縮によってプレ ッ シャ — · コ ン ト ロ ール . システムが働き、 空気送風機 ( 1 3 ) から前後パ口 ネ 'ブ ト ( 1 〖 A , 1 1 B ) に空気が圧送され膨張して重く なり、 静的浮 方の玆少に伴って下降し垂直着陸する。 また、 静的浮力の威少とティ ル 卜構造推進機との柜乗効果により下降速度が増す効果がある。 なお、 本 発明と直接関係のないプレ ッ シャ ー · コ ン ト ロ ール ' システムやティ ル ト搆造推進機や ト リム調整の図示説明は省略する。 また、 本文の飛行船 は、 飮式飛行船であるが硬式飛行船にも利用できる。
[0036] 本発明の飛行船は、 従来の飛行船に ベて絶対的ペイ口一ドが玆少す る反面、 船体重量調整のためのバラス トが不要となり、 重量增¾に対処 する機能があるため実用的ペイロ ー ドが增す特徴がある。 ティ ルト搆造 推進機による動的浮力と静的浮力による昇降運動柜乗効果により、 従来 の飛行船の致命的な欠陥を克服して垂直離着陸機能により操縦安定性を 高め、 地上施設と離着陸時の作業を簡素化し、 運行方法を一変させる飛 行船の根本的な機構原理の改革について明示した—ものである。
权利要求:
Claims

請 求 の 範 囲
、 浮揚ヘリ ゥムガス房 ( I ) のヘリ ゥムガス量の增減によって、 飛行 船の浮力を負の状態から正の最大浮力 (圧力高度) の範囲内で任意に 调節(操縦制御)でき る よ う に、 浮揚ヘリ ゥムガス房 ( 1 ) から電磁弁 ( 5 A ) へ、 電磁弁 ( 5 A ) からコ ンプレ ッ サー ( 4 ) へ、 コ ンプ レ ッ サー ( 4 ) から冷却器 ( 3 ) へ、 冷却器 ( 3 ) から逆 弁 ( 1 0 Λ ) へ、, 逆止弁 ( 1 O A ) から蓄 B£ヘリ ウムガス房 ( 2 ) へ、 管 ( 1 6 ) で連 結して、 さ らに、 この蓄圧ヘリ ウムガス房 ( 2 ) から 電磁弁 ( 5 B ) へ、 電磁弁 ( 5 B ) か 温度調節器 ( 6 ) へ、 温度 調節器 ( 6 ) から 逆 Lh弁 ( 1 0 B ) へ、 逆止弁 ( 1 0 B ) から浮揚 ヘ リ ウムガス房 ( 1 ) へ、 管 ( 1 6 ) で連結したヘリ ウムガス圧縮 膨張 環装置の操作に よ って、 飛行船 静的浮力を調節する垂直昇 降操縦装置。 - 、 ヘリ ウムガス圧縮膨張痏環装置のヘリ ウムガス吸入調整圧縮部の電 磁弁 ( 5 A ) と コ ンプレ ッ サー ( 4 ) および冷却器 ( 3 ) を制御す る コ ン ト ロール · ュニッ ト ( 7 ) の制御回路を高度指定セ ンサー · ュ二 .:/ ト ( 8 ) へ接続して、 さ らに蓄圧ヘリ ウムガス放出調整部の 電磁弁 ( 5 B ) および温度調節器 ( 6 ) を制御する コ ン ト ロ ール * ュ 二 'ソ ト ( 9 ) の制御回路を高度指定セ ンサ— · ュニッ ト ( 8 ) へ接繞 した自動高度蠲整装置に垂直昇降操縦装置を組み合わせた垂直昇降操 縦制御装置。
类似技术:
公开号 | 公开日 | 专利标题
US9828082B2|2017-11-28|Airship having a cargo compartment
US9139279B2|2015-09-22|Systems and methods for long endurance airship operations
US10066177B2|2018-09-04|Dehydration of liquid fuel
US6354535B1|2002-03-12|Autonomous stratospheric airship
US8864063B2|2014-10-21|Tethered airships
US3244246A|1966-04-05|Winged ground effect machines
US7070145B2|2006-07-04|Tailboom-stabilized VTOL aircraft
AU728095B2|2001-01-04|Landing and take-off assembly for vertical take-off and landing and horizontal flight aircraft
EP0948441B1|2002-10-02|Luftfahrzeug mit einem im wesentlichen als aerostatischem auftriebskörper ausgebildeten rumpf
US8028952B2|2011-10-04|System for shipboard launch and recovery of unmanned aerial vehicle | aircraft and method therefor
US6598613B2|2003-07-29|Pneumatic wall structure and a method of making and erecting same
US7131613B2|2006-11-07|High-altitude launching of rockets lifted by helium devices and platforms with rotatable wings
US20130146703A1|2013-06-13|Autonomous stratospheric unmanned airship
US20100012771A1|2010-01-21|Hybrid lift air vehicle
CA2696353C|2017-08-15|Systems and methods for buoyancy management in an airship
US7735483B2|2010-06-15|Floating solar chimney
RU2238217C2|2004-10-20|Система управления траекторией аэростата
US6386480B1|2002-05-14|Autonomous stratospheric airship
US7278607B2|2007-10-09|Solar-powered aircraft
EP3013686A1|2016-05-04|A multi-rotor aircraft
US20040104304A1|2004-06-03|Lighter-than-air twin hull hybrid airship
US4326681A|1982-04-27|Non-rigid airship
US20080048453A1|2008-02-28|Tethered Wind Turbine
RU2541587C2|2015-02-20|Сверхжесткий комбинированный аэростатический летательный аппарат и способ его изготовления
EP1628878B1|2007-03-07|Method and device for launching aerial vehicles
同族专利:
公开号 | 公开日
AU7691487A|1988-02-10|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
1988-01-28| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU BR KR SU US |
1988-01-28| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
[返回顶部]