特開 2024-97262 飛行艇

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024097262

(43)【公開日】2024-07-18

(54)【発明の名称】飛行艇

(51)【国際特許分類】

   B64C 35/00 20060101AFI20240710BHJP

【ＦＩ】

B64C35/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023000717

(22)【出願日】2023-01-05

(71)【出願人】

【識別番号】594155883

【氏名又は名称】小林 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100119404

【弁理士】

【氏名又は名称】林 直生樹

(74)【代理人】

【識別番号】100177769

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100188743

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 誠

(72)【発明者】

【氏名】小林 隆

(57)【要約】

【課題】より簡易な構成で水上航行時の造波抵抗を低減させ、効率的に離水速度まで加速させることのできる飛行艇を提供する。
【解決手段】胴体２は、上下方向から見たときに前後方向に延びる板状に形成されていて、かつ、左右方向から見たときに中央部２２が膨らむ流線型に形成され、胴体２の左端部と右端部に、胴体２の前後方向に延びる側板５，５が、胴体２の下面よりも下方に突出するようにそれぞれ立設され、上記胴体２の後端部２３であって、左端部に立設された側板５と、右端部に立設された側板５との間に、水平尾翼が揺動自在に支持されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

胴体と、
該胴体に設けられた主翼と、
上記胴体の上面に設けられた推進機とを有し、
水上で停止しているときには上記胴体が水面に浮き、水上で前進しているときには上記胴体が揚力を受けて水面から浮上する飛行艇において、
上記胴体は、前後方向に沿う断面において中央部が膨らむ流線型をなした板状に形成され、
上記胴体の左端部と右端部に、該胴体の前後方向に延びる側板が、上記胴体の下面よりも下方に突出するようにそれぞれ立設され、
上記胴体の後端部の上面に、一対の垂直尾翼が揺動自在に支持され、
上記主翼及び推進機は、いずれも、上記胴体の前後方向の上記中央部に設けられ、
上記胴体の後端部であって、上記左端部に立設された側板と、上記右端部に立設された側板との間に、水平尾翼が揺動自在に支持されていることを特徴とする飛行艇。

【請求項2】

上記側板の後端部が、上記胴体の後端部よりも後方に延出していることを特徴とする請求項１に記載の飛行艇。

【請求項3】

上記主翼は、上記胴体の中央部左側と該胴体の中央部右側にそれぞれ設けられており、上記胴体の上面よりも上方に配され、左右方向に延びる主翼本体と、該主翼本体の基端側に形成されていて、該胴体の中央部の上面に立設される主翼基部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の飛行艇。

【請求項4】

上記胴体の中央部に、水を貯留するための貯留水槽と、該貯留水槽への給排水をするための給排水口と、該給排水口を開閉するための開閉機構と、上記貯留水槽と連通し、該貯留水槽内の気体を上記胴体の外部に排出するための通気口とが設けられ、
上記通気口は上記胴体の上面に設けられ、
上記給排水口は上記胴体の下面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の飛行艇。

【請求項5】

上記開閉機構は、上記給排水口の開口方向に往復動する駆動ロッドを有するシリンダーと、該駆動ロッドの先端側に設けられた弁体と、上記給排水口の周壁に形成された弁座とを有し、上記弁体と弁座との接離により、上記給排水口を開閉することを特徴とする請求項４に記載の飛行艇。

【請求項6】

上記貯留水槽は、下面に近づくにつれて平面方向の断面積が増大するように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の飛行艇。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、胴体の形状を飛行機の翼で採用されている流線形状とした飛行艇に関するものであり、水上で停止しているときには胴体に浮力が働くことで水面に浮き、水上で前進しているときには胴体と主翼に揚力が働くことで胴体が浮上して、離水することのできる飛行艇に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、水上で停止しているときには胴体に浮力が働くことで水面に浮き、水上で前進しているときには胴体と主翼に揚力が働くことで胴体が浮上して、離水することのできる飛行艇が知られている。例えば、特許文献１には、水上で離水時において上向きの揚力を発生させるための水中翼を艇底部の前方と後方にそれぞれ設け、この揚力によって機体を水面よりも上方に浮き上がらせることで、離水時における造波抵抗を低減させる飛行艇が開示されている。しかし、特許文献１の飛行艇は、飛行艇の艇底部の前方と後方に水中翼を設けているため、構造が複雑になり、製造コストも高くなる。

【0003】

このような課題に対して、本発明者は、簡単な構成で、離水時における推進抵抗を低減させる飛行艇を得るべく、鋭意検討を行った。その結果、機体の下面に気流の通路を形成し、この気流の圧力を上昇させて機体に揚力を得ることで、機体が水面から浮上し、それにより離水時における造波抵抗が低減することを見いだした。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１６７７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明はかかる知見に基づくものであり、本発明の技術的課題は、より簡易な構成で水上航行時の造波抵抗を低減させ、効率的に離水速度まで加速させることのできる飛行艇を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の飛行艇は、胴体と、該胴体に設けられた主翼と、上記胴体の上面に設けられた推進機とを有し、水上で停止しているときには上記胴体が水面に浮き、水上で前進しているときには上記胴体が揚力を受けて水面から浮上する飛行艇において、上記胴体は、前後方向に沿う断面において中央部が膨らむ流線型をなした板状に形成され、上記胴体の左端部と右端部に、該胴体の前後方向に延びる側板が、上記胴体の下面よりも下方に突出するようにそれぞれ立設され、上記胴体の後端部の上面に、一対の垂直尾翼が揺動自在に支持され、上記主翼及び推進機は、いずれも、上記胴体の前後方向の上記中央部に設けられ、上記胴体の後端部であって、上記左端部に立設された側板と、上記右端部に立設された側板との間に、水平尾翼が揺動自在に支持されていることを特徴とするものである。

【0007】

この場合において、上記側板の後端部は、上記胴体の後端部よりも後方に延出していることが好ましい。
また、上記主翼は、上記胴体の中央部左側と該胴体の中央部右側にそれぞれ設けられており、上記胴体の上面よりも上方に配され、左右方向に延びる主翼本体と、該主翼本体の基端側に形成されていて、該胴体の中央部の上面に立設される主翼基部とを有していてもよい。

【0008】

また、この飛行艇は、上記胴体の中央部に、水を貯留するための貯留水槽と、該貯留水槽への給排水をするための給排水口と、該給排水口を開閉するための開閉機構と、上記貯留水槽と連通し、該貯留水槽内の気体を上記胴体の外部に排出するための通気口とが設けられ、上記通気口は上記胴体の上面に設けられ、上記給排水口は上記胴体の下面に設けられていてもよい。
この場合において、上記開閉機構は、上記給排水口の開口方向に往復動する駆動ロッドを有するシリンダーと、該駆動ロッドの先端側に設けられた弁体と、上記給排水口の周壁に形成された弁座とを有し、上記弁体と弁座との接離により、上記給排水口を開閉するものであってもよい。
また、上記貯留水槽は、下面に近づくにつれて平面方向の断面積が増大するように形成されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の飛行艇は、胴体の左端部と右端部のそれぞれに側板が立設されているため、水上での前進時に、水面と胴体と側板とで囲まれた空間に空気が押し込まれれて気流通路が形成される。そして、この気流通路を通る空気によって、胴体に揚力が発生し、胴体を水面から浮上させることができる。
また、本発明の飛行艇は、胴体を水面から浮上させた状態で、飛行艇の速度を離水速度まで上昇させた時に、水平尾翼を下方向に揺動させることで、この気流通路の圧力が上昇し、それにより胴体にかかる揚力を増大させることができる。そのため、胴体が安定的に水面から浮上し、側板に生じる造波抵抗を低減させることができる。そして、この胴体が安定的に水面から浮上した状態で水平尾翼を上に上げることで、胴体が上向きとなり、胴体と主翼が揚力を受けるため、飛行艇を離水させることができる。
したがって、本発明によれば、従来よりも簡易な構成で、水上航行時の造波抵抗を少なくし、効率的に離水させることのできる飛行艇を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る飛行艇の平面図である。

【図2】本発明に係る飛行艇の側面図である。

【図3】本発明に係る飛行艇の正面図である。

【図4】本発明に係る飛行艇が水上に浮いている状態を示す図である。

【図5】図４に示す飛行艇が水面から浮上している状態を示す図である。

【図6】図４に示す飛行艇が離水している状態を示す図である。

【図7】図４に示す飛行艇が空中を上昇している状態を示す図である。

【図8】図４に示す飛行艇が水平飛行をしている状態を示す図である。

【図9】図４に示す飛行艇が着水している状態を示す図である。

【図10】本発明に係る消防用の飛行艇の平面図である。

【図11】本発明に係る消防用の飛行艇の側面図である。

【図12】本発明に係る消防用の飛行艇の正面図である。

【図13】消防用の飛行艇の給排水口を閉じた状態を示す図である。

【図14】消防用の飛行艇の給排水口を開いた状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、図１から図９に基づいて、本発明に係る飛行艇の実施形態について説明する。
図１から図３に示すように、本実施形態の飛行艇１は、胴体２と、胴体２の前後方向の中央付近に位置する中央部２２に設けられた一対の主翼３，３と、胴体２の中央部２２に設けられた推進機４と、胴体２の左端部と右端部にそれぞれ設けられた一対の側板５，５とを有している。また、胴体２の後端部２３には、一対の垂直尾翼６，６と水平尾翼７（フラップ）が設けられている。

【0012】

胴体２は、前後方向に沿う断面において中央部２２が膨らむ流線型をなした板状に形成されている。より詳細には、胴体２は、前端に向かって薄くなるように形成されている前端部２１と、胴体２の後端に向かって薄くなるように形成されている後端部２３と、この前端部２１と後端部２３との間に位置していて、前端部２１及び後端部２３よりも厚みのある中央部２２とを有している。そして、胴体２の上面２４は、前端部２１及び後端部２３から中央部２２に向かうにつれて上側に膨らみ、中央部２２で概ね水平となるように形成されている。その一方で、胴体２の下面２５は、前端部２１から後端部２３まで水平に形成されている。

【0013】

主翼３は胴体２の中央部２２の左側と右側にそれぞれ設けられており、いずれの主翼３，３も、胴体２に対して略平行かつ左右方向に延びるように形成されている。これらの主翼３，３は、胴体２の上面２４に対して平行に設けられた主翼本体３１，３１と、この主翼本体３１，３１の基端に形成されていて、胴体２の中央部２２の上面２４から斜め上方に立設される主翼基部３２，３２とを有している。主翼本体３１，３１は、上記中央部２２よりも上方であって、垂直尾翼６，６の頂部よりもわずかに高い位置に配されている。また、主翼本体３１，３１には、飛行艇１の左右の傾きを制御するためのエルロン３３，３３が揺動自在に支持されている。

【0014】

この左側の主翼３と右側の主翼３との間には、飛行艇１を前進させるための推進機４が配置されている。この推進機４は、中央部２２の上面２４であって、この飛行艇１の重心付近に設けられている。なお、本実施形態では、推進機４にプロペラが用いられているが、プロペラの代わりにジェットエンジンを用いても良い。

【0015】

側板５，５は舟形に形成されており、胴体２の下面２５の左端及び右端にそれぞれ立設されている。この側板５，５は胴体２の前後方向に延びていて、その長さは、胴体２の前後方向の長さとほぼ同一の長さである。そして、この側板５，５は、側面視においてその下辺が上辺に対してわずかに後端側に位置する略平行四辺形状を有している。すなわち、この側板５，５は、その後端において下方が胴体２の後端よりも後方に突出するように形成されている。

【0016】

垂直尾翼６，６は、上下方向から見て、側板５，５よりもわずかに内側に位置するように、胴体２の後端部２３の左端側と右端側にそれぞれ設けられている。これらの垂直尾翼６，６には、飛行艇１の機首（胴体２の前端部２１）を左右方向に向かせるための方向舵６１，６１が揺動自在にそれぞれ支持されている。また、上記後端部２３における垂直尾翼６，６の間には、飛行艇１の機首を上下方向に向かせるための水平尾翼７が揺動自在に支持されている。

【0017】

次に、図４から図９に基づいて、上記構成を有する飛行艇１の離水から着水までについて説明する。図４に示すように、飛行艇１は、停止時又は低速飛行時には、通常の船と同様に胴体２が水上に浮いた状態を保持している。そして、この状態から推進機４の推進力により前進速度を上昇させると、流線形に形成された胴体２の下側と水面Ｓとの間に空気が押し込まれ、胴体２の下面２５と側板５，５と水面Ｓとによって空気の流路が形成されて、胴体２に揚力が生じる。そのため、図５に示すように、胴体２が水面から浮上する。そして、所定の速度となったところで水平尾翼７を下方向に移動させると、胴体２や主翼３，３にかかる揚力で、胴体２を水面Ｓからさらに浮上させることができる。したがって、胴体２を水面Ｓから浮上させることで、水上走行時における造波抵抗を減少させることができる。
そして、胴体２を水面Ｓから浮上させた状態を保持しながらさらに前進速度を上昇させ、離水速度（時速２００～２５０キロメートル）になったところで水平尾翼７を上方向に移動させると、図６，図７に示すように胴体２が上向きになることで、胴体２の下面２５で前方からの空気の流れを受けるため、胴体２に大きな揚力が生じ、飛行艇１を離水させることができる。

【0018】

離水後、飛行艇１が所定の高度に達したら、図８に示すように、水平尾翼７を水平に戻すことで、胴体２の後端部２３を上に押し上げて、水平飛行に移行する。水平飛行では、水平尾翼７を上下方向に揺動することで機首の上げ下げを制御し、エルロン３３，３３を上下方向に揺動することで胴体２の回転運動を制御し、垂直尾翼６，６を左右方向に揺動することで機首の左右方向を制御する。

【0019】

次に、水平飛行から着水する場合には、まず、推進機４の推進力を落とすことで、飛行艇１の飛行速度を下げ、胴体２の水平を保ったまま飛行艇１の高度を下げる。そして、飛行艇１の高度を水面Ｓ近くまで下げたら、図９に示すように、水平尾翼７を上方向に揺動させて機首を上向きにし、この機首を上向きにした状態で、着水する。そして、側板５，５の後端部が着水した時に、水平尾翼７を水平に戻し、胴体を水平方向に戻す。着水後は、推進機４の出力を下げることで、飛行艇１の速度を徐々に落とし、停止する。

【0020】

このように、本実施形態の飛行艇１によれば、水上走行時に胴体２を水面Ｓから浮上させることで、側板５，５のみを水面Ｓに接触させながら水上走行をすることができるため、造波抵抗を低減することができ、水上走行時においてより効率的に離水速度まで加速させることができる。

【0021】

次に、図１０から図１４に基づいて、本発明に係る飛行艇の他の実施形態である消防用の飛行艇について説明する。なお、この消防用の飛行艇の説明にあたり、上述した飛行艇１と共通する構成については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態の消防用の飛行艇１Ａは、上述した飛行艇１と同様に、胴体２と、一対の主翼３，３と、推進機４と、一対の側板５，５と、一対の垂直尾翼６，６と、水平尾翼７を有している。また、胴体２の中央部２２には、水を貯留するための貯留水槽８が設けられている。

【0022】

貯留水槽８は、中央部２２の内部に形成されていて、胴体２の下面２５を収容壁の一部としている。そして、貯留水槽８は、下面２５に近づくにつれて平面方向の断面積が増大するように、左右側から見て略台形状に形成されるとともに、前後方向から見て蒲鉾状に形成されている。また、貯留水槽８の上部には、貯留水槽８と連通していて、貯留水槽８内の気体を胴体２の外部に排出するための通気口９が設けられている。

【0023】

貯留水槽８の収容壁を構成する胴体２の下面２５には、貯留水槽８への給排水をするための給排水口１０が設けられている。この給排水口１０は、貯留水槽８の後方であって、推進機４や主翼３，３よりもわずかに後方の位置に設けられている。また、この貯留水槽８の後方には、この給排水口１０を開閉するための開閉機構１１が設けられている。この開閉機構１１は、貯留水槽８の外側に配されていて、給排水口１０の開口方向に往復動する駆動ロッド１２を有する油圧式のシリンダー１３と、駆動ロッド１２の先端側に設けられた弁体１４と、給排水口１０の周壁に形成された弁座１５とを有しており、弁体１４と弁座１５との接離により、給排水口１０を開閉することを可能とする機構である。

【0024】

駆動ロッド１２は、貯留水槽８の上壁部８ａに設けられた挿通孔１６を挿通して、貯留水槽８内での往復動を可能とするものであり、この挿通孔１６には、この操作ロッド１２と挿通孔１６との間を封止するグランドパッキン１７が挿入されている。また、給排水口１０と弁体１４とは左右方向に延びる長方形状に形成されていて、上下方向から見た弁体１４の中心に、駆動ロッド１２が取り付けられている。

【0025】

次に、この消防用の飛行艇１Ａの離水から着水について説明する。図１１，図１２に示すように、飛行艇１Ａは、水上での停止時において、貯留水槽８の上面が水面Ｓとほぼ面一になるように、胴体２の下側が水中に沈んだ状態で、水上に浮いている。すなわち、飛行艇１Ａの給排水口１０は水中に位置しているため、水上での停止時に給排水口１０を開くことで、貯留水槽８への給水が可能となる。また、貯留水槽８への給水が完了した後に、給排水口１０を閉じることで、貯留水槽８における貯水が可能となる。
また、水上における走行、離水、飛行、及び着水については、上述の飛行艇１と同様であるが、飛行時において給排水口１０を開くことで、貯留水槽８に貯留されている水を散水することが可能となる。

【0026】

次に、貯留水槽８の給排水について説明する。貯留水槽８への給水は、図１４に示すように、給排水口１０が水中に位置している状態で、駆動ロッド１２を上昇（後退）させることで、弁体１４を弁座１５から離脱させて、給排水口１０を開くことで行われる。このとき、貯留水槽８内の空気は通気口９を介して外部に排出されるため、貯留水槽８内の空気の圧力を逃がすことができ、給水ポンプを用いることなく、貯留水槽８への給水をすることが可能となる。
また、貯留水槽８に貯留された水の散水は、火災現場などの散水する対象物の上空において、弁体１４を弁座１５から離脱させて、給排水口１０を開くことで行われる。このとき、貯留水槽８内に貯留されている水の減少によって、貯留水槽８内の空気圧が減少するが、通気口９から貯留水槽８に空気を取り込むことで、貯留水槽８内の空気圧を一定に保ち、スムーズな散水を可能にしている。

【0027】

このように、本実施形態の飛行艇１Ａによれば、水上での停止時において、貯留水槽８の上面が水面Ｓとほぼ面一になるように、胴体２の下側が水中に沈んだ状態で、水上に浮いているため、給水ポンプを用いることなく、短時間で貯留水槽８への給水をすることができる。また、本実施形態の飛行艇１Ａは、飛行時において、弁体１４を弁座１５から離脱させて、給排水口１０を開くことができるため、給水から目的地での散水までの時間を短縮することができる。

【0028】

なお、本実施形態では、弁体１４と弁座１５との接離に油圧式のシリンダー１３を用いているが、油圧式のかわりに空圧式を使用しても良い。また、この開閉機構１１は、操縦席から遠隔に開閉することができるものであってもよい。

【符号の説明】

【0029】

１，１Ａ 飛行艇
２ 胴体
３ 主翼
４ 推進機
５ 側板
６ 垂直尾翼
７ 水平尾翼（フラップ）
８ 貯留水槽
９ 通気口
１０ 給排水口
１１ 開閉機構
１２ 駆動ロッド
１３ シリンダー
１４ 弁体
１５ 弁座
２１ 前端部
２２ 中央部
２３ 後端部
２４ 上面
２５ 下面
３１ 主翼本体
３２ 主翼基部
３３ エルロン
６１ 方向舵
Ｓ 水面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】