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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-11
(45)【発行日】2024-10-22
(54)【発明の名称】航空機
(51)【国際特許分類】
B64C 3/10 20060101AFI20241015BHJP
B64C 27/26 20060101ALI20241015BHJP
B64D 33/10 20060101ALI20241015BHJP
【ＦＩ】
B64C3/10
B64C27/26
B64D33/10
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021208250
(22)【出願日】2021-12-22
(65)【公開番号】P2023092936
(43)【公開日】2023-07-04
【審査請求日】2023-11-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】淺沼 雅彦
(72)【発明者】
【氏名】真塩 享
【審査官】諸星 圭祐
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０３０５００５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／００８７６５３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１０５２６８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０２１／０３４４１０４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１３５４２５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２１／２１００６５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２１－１１９０８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国実用新案第２０２０１４００４８７７（ＤＥ，Ｕ１）
【文献】特開２０２１－１５４８０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３５４０４８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｃ １／３８
Ｂ６４Ｃ ３／３６
Ｂ６４Ｃ ５／００－ ５／１８
Ｂ６４Ｃ ２７／００－２９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
胴体と、前記胴体から側方に延設されて、巡航時に揚力を発生する翼体と、
前記翼体により前記胴体から側方に離間して支持されたブームと、
前記ブーム上に支持されて、離着陸時に鉛直方向の推力を発生する１以上のブレードを有する少なくとも１つのロータと、
を備え、前記ブームは、上面視において、前端及び後端に対して胴部が前記胴体から離間する方向に湾曲しつつ前後方向に延びる形状を有するとともに、正面視において、上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦な断面形状を有する、航空機。
【請求項2】
前記ブームは、前記少なくとも１つのロータが有する前記１以上のブレードを回転する回転装置及び該回転装置を冷却するためのラジエータを格納し、該ラジエータを格納する格納部分に対して下端が上側に位置する底上部分を有する、請求項１に記載の航空機。
【請求項3】
前記底上部分は、少なくとも、前記ブームのうちの前記前端及び後端に対して湾曲する前記胴部の中央に位置する、請求項２に記載の航空機。
【請求項4】
前記底上部分は、少なくとも、前記ブームのうちの前記前端及び後端に対して湾曲する前記胴部の前側に位置する、請求項２又は３に記載の航空機。
【請求項5】
前記ブームは、前記回転装置を格納するロータ位置の上端が前記格納部分に対して上側に位置する形状を有する、請求項２から４のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項6】
前記ブームは、４つのロータの回転装置を、前方から後方に並ぶ第１ロータ位置、第２ロータ位置、第３ロータ位置、及び第４ロータ位置にそれぞれ格納し、前記格納部分は、前記第１ロータ位置の後側に位置する第１格納部分及び前記第３ロータ位置の後側に位置する第２格納部分を含む、請求項２から５のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項7】
前記底上部分は、前記第２ロータ位置及び前記第３ロータ位置の間に位置する、請求項６に記載の航空機。
【請求項8】
前記底上部分は、前記第２ロータ位置の前側に位置する、請求項６又は７に記載の航空機。
【請求項9】
前記ブームは、前記第１ロータ位置から前記第４ロータ位置の間のロータ間部分のうち、前記格納部分を含まないロータ間部分にて前記格納部分より小さい幅を有する、請求項６から８のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項10】
前記ブームは、前記格納部分から前記底上部分にかけて下端が傾斜する、請求項２から９のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項11】
前記ブームの前記前端は、上面視において丸く湾曲するとともに、側面視において上側から下側にかけて斜め後方に傾斜する形状を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項12】
前記ブームの前記後端は、上面視において後方に向かって先細るとともに、側面視において下側から上側に斜め後方に傾斜する形状を有する、請求項１１に記載の航空機。
【請求項13】
前記胴体の後端に設けられて、巡航時に推力を発生する１以上のブレードを有する巡航用ロータをさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項14】
前記ブームは、前後方向のすべての位置で正面視において、上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦な断面形状を有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項15】
胴体と、
前記胴体から側方に延設されて、巡航時に揚力を発生する翼体と、
前記翼体により前記胴体から離間して支持されたブームと、
前記ブーム上に支持されて、離着陸時に鉛直方向の推力を発生する１以上のブレードを有する少なくとも１つのロータと、
を備え、前記ブームは、上面視において、前端及び後端に対して胴部が前記胴体から離間する方向に湾曲しつつ前後方向に延びる形状を有するとともに、前記前後方向に対する左右方向の中心を通る高さ方向に平行な中心軸に対して略左右対称な断面形状を有し、正面視において上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦な断面形状を有する、航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、航空機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、胴体の左右に配置される離着陸用（ＶＴＯＬ）ロータにより鉛直方向に昇降することで離着陸し、胴体の後部に配置される巡航用ロータにより水平方向に飛行する垂直離着陸型航空機（垂直離着陸機又は単に航空機とも呼ぶ）が知られている。ここで、特許文献１には、ＶＴＯＬロータにより生成される空気流（ダウンウォッシュ）を下方に向けるよう涙滴形状（翼型形状とも呼ぶ）を有し、さらに空気流を方向制御するよう構成されたブーム制御エフェクタを備える航空機が開示されている。一方で、機体全体を規定サイズ内に収めるとともにより大きなロータを数多く配置するために、複数のＶＴＯＬロータは胴体の側方に非直線状に配列される（例えば特許文献２参照）。
特許文献１ 米国特許出願公開第２０１９／０１３５４２５号明細書
特許文献２ 米国特許出願公開第２０１９／００４７３４２号明細書
特許文献１ 米国特許出願公開第２０１９／０１３５４２５号明細書
特許文献２ 米国特許出願公開第２０１９／００４７３４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、非直線状に配列される複数のＶＴＯＬロータを１つのブームで支持するには、ブームを側方に湾曲させつつ前後方向に延びるよう成形する必要がある。斯かる湾曲形状のブームは、航空機の巡航時に強い抵抗を受けるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の一態様においては、胴体と、胴体から側方に延設されて、巡航時に揚力を発生する翼体と、翼体により胴体から離間して支持されたブームと、ブーム上に支持されて、離着陸時に鉛直方向の推力を発生する１以上のブレードを有する少なくとも１つのロータと、を備え、ブームは、上面視において、前端及び後端に対して胴部が胴体から離間する方向に湾曲しつつ前後方向に延びる形状を有するとともに、正面視において、上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦な断面形状を有する、航空機が提供される。
【0005】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本実施形態に係る航空機の構成を上面視において示す。
【図2A】ブームの内部構成を示す。
【図2B】ラジエータの構成を正面視において示す。
【図2C】ラジエータの構成を側面視において示す。
【図2D】冷却回路の構成を示す。
【図4A】空気流導引構造の上側の構成及びインレットの配置を示す。
【図4B】空気流導引構造の下側の構成及びアウトレットの配置を示す。
【図5A】比較例に係るブームの形状を示す。
【図5B】比較例に係るブームが巡航時に受ける空気抵抗（上下方向断面での圧力分布）の数値流体力学による解析結果を示す。
【図5C】比較例に係るブームが巡航時に受ける空気抵抗（前後方向断面での圧力分布）の数値流体力学による解析結果を示す。
【図6A】本実施形態に係るブームの形状を示す。
【図6B】本実施形態に係るブーム及び比較例に係るブームが巡航時に受ける空気抵抗（前後方向断面及び上下方向断面での圧力分布）の数値流体力学による解析結果を示す。
【図6C】本実施形態に係るブーム及び比較例に係るブームが巡航時及び垂直離着陸時に受ける空気抵抗の数値流体力学による解析結果を示す。
【図7A】ブーム形状及び冷却装置の配置の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0008】
図１に、本実施形態に係る航空機１００の構成を上面視において示す。航空機１００は、電動モータを駆動源として有するロータを備え、離着陸用（ＶＴＯＬ）ロータを用いて推力を発生して鉛直方向に離着陸するとともに巡航用ロータ（クルーズロータとも呼ぶ）を用いて推力を発生して水平方向に飛行する垂直離着陸機であり、バッテリ及びモータジェネレータのそれぞれから供給される電力で電動モータを動作させるとともにモータジェネレータによりバッテリを充電することができるハイブリッド機でもある。本実施形態に係る航空機１００は、特に巡航時に受ける抵抗を抑制可能なブームを備えるものであり、胴体１２、前翼１４、後翼１６、２つのブーム１８、８つのＶＴＯＬロータ２０、２つの巡航用ロータ２９、冷却システム６０、及び空気流導引構造７０を備える。なお、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの１以上のブレード２３の回転面及び回転方向を２点鎖線及び矢印を用いて示す。
【0009】
胴体１２は、乗員、乗客が搭乗し、貨物等を搭載するためのスペースを提供するとともに、バッテリ、モータジェネレータ（いずれも不図示）等の装置を格納する構造体である。胴体１２は、中心軸Ｌに対して左右対称であり、中心軸Ｌに平行な前後方向に延び且つ水平面内で中心軸Ｌに直交する左右方向に細い形状を有する。ここで、中心軸Ｌに平行な方向を前後方向、図面左方及び図面右方をそれぞれ前方（Ｆ）及び後方（Ｂ）、水平面内で中心軸Ｌに直交する方向を幅方向（又は左右方向）、図面上方及び図面下方をそれぞれ右方（Ｒ）及び左方（Ｌ）とする。また、鉛直方向は、これらの前後方向及び幅方向のそれぞれに直交し、鉛直方向上向き及び下向きをそれぞれ上方（Ｕ）及び下方（Ｌ）とも呼ぶ。胴体１２は、上面視において丸く湾曲した前端、胴部に対して幾らか細く絞られた幅方向に平行な後端を有する。
【0010】
前翼１４は、胴体１２から側方に延設されて、巡航時に、すなわち前方へ移動することにより揚力を発生する翼体であり、航空機１００の先尾翼として機能する。前翼１４は、中心部から２つの翼体をそれぞれ左前方及び右前方に延ばしたＶ字形状を有し、Ｖ字形状の開きを前方に向けて中心部にて胴体１２の胴部前側の上部に固定される。前翼１４は、２つの翼体のそれぞれの複線に配置されるエレベータ１４ａを含む。
【0011】
後翼１６は、胴体１２から側方に延設されて、巡航時に、すなわち前方へ移動することにより揚力を発生する翼体であり、空気抵抗を小さくする後退翼として機能する。後翼１６は、中心部から２つの翼体をそれぞれ左後方及び右後方に延ばしたＶ字形状を有し、Ｖ字形状の開きを後方に向けて中心部にて胴体１２の後端の上部にパイロン３２を介して固定される。後翼１６は、２つの翼体のそれぞれの複線に配置されるエレボン１６ａ、翼端に配置される垂直尾翼１６ｂを含む。
【0012】
ここで、後翼１６の翼面積は前翼１４よりも大きく、後翼１６の翼幅は前翼よりも長い。それにより、前方へ移動することにより後翼１６が発生する揚力は前翼１４が発生する揚力よりも大きく、後翼１６は、航空機１００の主翼として機能する。なお、前翼１４及び後翼１６の翼面積、長さ等は、それぞれが発生する揚力のバランス、重心位置、巡航時の機体の姿勢等に基づいて定めてよい。
【0013】
２つのブーム１８は、前翼１４及び後翼１６により胴体１２からそれぞれ左右に離間して支持される構造体であり、後述するＶＴＯＬロータ２０及び冷却システム６０の構成各部を支持又は格納する機能を果たす。２つのブーム１８は、上面視において、前端及び後端に対して胴部が胴体１２から離間する方向に弧状に湾曲しつつ前後方向に延びる筒形状を有するとともに、正面視において上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦（すなわち、前後左右方向に略平行）な断面形状を有し、対をなして胴体１２（すなわち、中心軸Ｌ）に対して左右対称に配置される。なお、２つのブーム１８は、前後方向に延び且つ幅方向に弧状に湾曲するとしたが、弧状に限らず鉤状に屈曲してもよい。２つのブーム１８は、前側端部を前翼１４より前方に位置して、前側胴部（前側の２つのＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂの間）にて前翼１４の先端に支持されるとともに後側端部を後翼１６より後方に位置して、後側胴部（後側の２つのＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄの間）にて後翼１６に支持される。
【0014】
図２Ａに、ブーム１８の内部構成を示す。ブーム１８は、スキン１８ａ、リブ１８ｂ、スパー１８ｃを含む。スキン１８ａは、ブーム１８の表面を構成する部材であり、翼型の断面形状を有して側方に弧状に湾曲しつつ前後方向に延びる筒状に成形されている。スキン１８ａは、ＶＴＯＬロータ２０が配置される箇所において上方に高く盛り上がるとともに左右方向に拡がって空間１８ｄを形成し、冷却システム６０が配置される箇所において幾らか上方に高く盛り上がるとともに左右方向に拡がって空間１８ｅを形成する。リブ１８ｂは、翼型の板状部材であり、前後方向の複数個所に配置されてスキン１８ａを内側から保持する。なお、リブ１８ｂによりブーム１８内の空間１８ｄ，１８ｅが区画される。スパー１８ｃは、前後方向に延びる棒状部材であり、リブ１８ｂ、その他の部材を支持する骨格を構成する。なお、巡航時に受ける抵抗が抑制されるブーム形状については後述する。
【0015】
８つのＶＴＯＬロータ２０（２０ａ～２０ｄ）は、２つのブーム１８に支持されて、離着陸時に鉛直方向の推力を発生するロータである。８つのＶＴＯＬロータ２０のうちの４つのＶＴＯＬロータ２０ａ～２０ｄが左側のブーム１８に略等間隔に支持され、残りの４つのＶＴＯＬロータ２０ａ～２０ｄが右側のブーム１８に略等間隔に支持される。ここで、ＶＴＯＬロータ２０ａが最前に、２つのＶＴＯＬロータ２０ｂ，２０ｃが前翼１４及び後翼１６の間でそれぞれ前後に、ＶＴＯＬロータ２０ｄが最後に配置される。左側のＶＴＯＬロータ２０ａ～２０ｄ及び右側の４つのＶＴＯＬロータ２０ａ～２０ｄのうち、前後方向に関する位置が等しい各２つの左右のＶＴＯＬロータ２０ａ～２０ｄは対をなし、図１に示すように、互いに逆方向に回転するよう制御される。特に断らない限り、８つのＶＴＯＬロータ２０ａ～２０ｄのそれぞれを単にＶＴＯＬロータ２０と称する。
【0016】
ＶＴＯＬロータ２０は、１以上のブレード２３、モータ２１、及びインバータ２２を有する。なお、モータ２１及びインバータ２２を電気コンポーネントとも呼ぶ。なお、図２Ａに、８つのＶＴＯＬロータ２０を代表して、左側のＶＴＯＬロータ２０ｃの構成及びこれを格納する左側のブーム１８の内部構造を示している。
【0017】
１以上のブレード２３は、図２Ａに示すようにブーム１８上に支持されて、回転することで鉛直方向に推力を発生する羽根状部材である。本実施形態では、ブレード２３の数は２つとするが、１又は３以上の任意の数でよい。１以上のブレード２３は、前翼１４及び後翼１６より高い位置に支持される。なお、図１において、各ＶＴＯＬロータ２０の１以上のブレード２３の回転面を２点鎖線を用いて示している。
【0018】
モータ２１は、上下方向に向けられた回転軸２１ａを有し、これを介して先端に固定されたブレード２３を回転する電動モータであり、支持部材を介してスパー１８ｃに支持されて、ブーム１８の空間１８ｄに収容される。
【0019】
インバータ２２は、バッテリから直流電力供給を受け、交流電力に変換してモータ２１に供給する装置であり、スパー１８ｃによりモータ２１の下方に支持される。インバータ２２は、モータ２１の回転速度を制御することができる。
【0020】
２つの巡航用ロータ２９は、胴体１２の後端に支持されて、巡航時に推力を発生するロータである。巡航用ロータ２９は、胴体１２の後端に固定された円筒形のダクト５４内で中心軸Ｌに対して左右に並んで配置され、ダクト５４内に支持されて、回転することで前方に推力を発生する１以上のブレード、前後方向に向けられた回転軸を有し、これを介して先端に固定された１以上のブレードを回転するモータ、及びバッテリから直流電力供給を受け、交流電力に変換してモータに供給するインバータ（いずれも不図示）を有する。インバータは、モータの回転速度を制御することができる。
【0021】
冷却システム６０は、ブーム１８内に配置されたラジエータ６１を用いてＶＴＯＬロータ２０を構成するモータ２１及びインバータ２２を液冷方式で冷却するシステムである。本実施形態では、複数（一例として２つ）のＶＴＯＬロータ２０に対して１つの冷却システム６０、全４つの冷却システム６０を設けることとするが、これに限らず、１つのＶＴＯＬロータ２０に対して１つの冷却システム６０を設けることとしてもよい。冷却システム６０は、ラジエータ６１、ポンプ６２、冷却液タンク６３、及び配管６４，６５を含む。なお、冷却液として水を使用することができる。
【0022】
図２Ｂ及び図２Ｃに、それぞれ正面視及び側面視において、ラジエータ６１の構成を示す。ラジエータ６１は、モータ２１及びインバータ２２を冷却するための冷却液を冷却する熱交換器である。なお、ラジエータ６１は、支持部材６１ｆを用いて２つのリブ１８ｂの間に支持されるとともに、後述する空気流導引構造７０によりブーム１８内に格納される。ラジエータ６１のブーム１８内の配置については後述する。ラジエータ６１は、冷却液を上下に流す複数のチューブ６１ａ、複数のチューブ６１ａのそれぞれに固定されて空気流が接触する表面積を増大する複数のフィン６１ｂ、複数のチューブ６１ａに冷却液を送る上側タンク６１ｃ、複数のチューブ６１ａから冷却液を受ける下側タンク６１ｄ、複数のフィン６１ｂに空気流を送る２つのファン６１ｅを有する。
【0023】
複数のチューブ６１ａは横方向に配列され、複数のフィン６１ｂとともに正面視矩形状に組み立てられ、その上側に上側タンク６１ｃ、下側に下側タンク６１ｄが固定されてラジエータ本体を構成する。後述するポンプ６２が作動することにより、モータ２１及びインバータ２２を巡回して加熱された冷却液が配管６４を介して上側タンクに６１ｃに送り込まれ、複数のチューブ６１ａのそれぞれを下方に流れて冷却されて下側タンク６１ｄに送られ、配管６５を介してモータ２１及びインバータ２２に送られる。このとき、２つのファン６１ｅが作動して、空気流をラジエータ本体の一側（図２Ｃにおける右側）から送り込んで複数のフィン６１ｂに接触させることで空気流とラジエータ本体との間で熱交換させる。加熱された空気流はラジエータ本体の他側（図２Ｃにおける左側）から抜け出て排気される。
【0024】
ポンプ６２は、配管６５を介してラジエータ６１に接続され、それから冷却された冷却液を受けてモータ２１及びインバータ２２に送り込む。これに伴い、モータ２１及びインバータ２２を通って加熱された冷却液は配管６４を介してラジエータ６１に送り込まれる。
【0025】
冷却液タンク６３は、冷却液を蓄える容器である。例えば冷却液が不足した場合に、冷却液タンク６３から冷却液が冷却回路に送られて冷却液が補充される。
【0026】
配管６４，６５は、冷却液を輸送するための部材であり、ラジエータ６１及びポンプ６２をモータ２１及びインバータ２２に接続して、冷却液が巡回する冷却回路を構成する。
【0027】
図２Ｄに、冷却回路の構成を示す。配管６４により、ラジエータ６１の上側タンク６１ｃがモータ２１及びインバータ２２に接続される。なお、本実施形態では２つのＶＴＯＬロータ２０に対して１つの冷却システムを設けていることから、図示したモータ２１は、２つのＶＴＯＬロータ２０のモータ２１を直列又は並列に接続したものを意味し、図示したインバータ２２は、２つのＶＴＯＬロータ２０のインバータ２２を直列又は並列に接続したものを意味する。配管６５により、ラジエータ６１の下側タンク６１ｄがポンプ６２を介してモータ２１及びインバータ２２に接続される。冷却液タンク６３は配管６５に接続される。ポンプ６２が作動することにより、モータ２１及びインバータ２２において加熱された冷却液が配管６４を介してラジエータ６１に送られ、ラジエータ６１で冷却された冷却液が配管６５を介してモータ２１及びインバータ２２に送られる。
【0028】
なお、冷却システム６０が提供する冷却回路において、モータ２１及びインバータ２２はポンプ６２の下流に直列に接続されるとしたが、これに代えて並列に接続されてもよい。また、その他の電気コンポーネントをモータ２１及びインバータ２２と直列又は並列に接続してもよい。また、冷却システム６０では、１つのラジエータ６１、ポンプ６２、及びタンク６３によりモータ２１及びインバータ２２の両方を冷却するよう冷却回路を構成したが、これに代えて、モータ２１及びインバータ２２のそれぞれにラジエータ６１、ポンプ６２、及びタンク６３を接続してモータ２１及びインバータ２２を個別に冷却する２つの独立の冷却回路を構成してもよい。
【0029】
なお、冷却システム６０と同様に構成される冷却システムを、巡航用ロータ２９の電気コンポーネントを冷却するために設けてもよい。
【0030】
図３に、図２Ａにおける基準線ＣＣに関する空気流導引構造７０の断面構造を示す。なお、空気流導引構造７０の幅方向に関する中心軸を中心軸Ｌ７０とする。中心軸Ｌ７０は、ＶＴＯＬロータ２０の回転軸２１ａと平行である。空気流導引構造７０は、ブーム１８の一部に設けられてラジエータ６１を格納する格納部分を構成するとともに、１以上のブレード２３の回転により生ずる空気流をブーム１８内のラジエータ６１に導引する構造であり、上側構造体７１及び下側構造体７２を有する。
【0031】
上側構造体７１は、ブーム１８の胴部に挿入されて上辺及び左側辺を形成する略逆Ｌ字状の断面を有する部材である。上側構造体７１は、中実に成形してよく、上辺の先端は右斜め上方に傾斜し、上辺の下面に斜め下向きの前後方向に延びる凹部７１ｂが形成され、左側辺の内面（すなわち右面）は、前後方向に直交する面上において凹部７１ｂから左方に膨らみ、幾らか右方に戻りつつ下方に延びる流線形状に形成されている。上側構造体７１の上辺は、上側構造体７１及び下側構造体７２の間に形成されるインレット７０ａの上側に架設される梁体７１ａとして機能する。それにより、空気流導引構造７０を含むブーム１８に加わる曲げ応力に抗することができる。
【0032】
下側構造体７２は、ブーム１８の胴部に挿入されて下辺及び右側辺を形成する略Ｌ字状の断面を有する部材である。下側構造体７２は、中実に成形してよく、下辺の上面に斜め上向きの前後方向に延びる凹部７２ｂが形成され、下辺の左先端は下方を向き、右側辺の上端は右斜め上方に傾斜し、右側辺の内面（すなわち左面）は、前後方向に直交する面上において上端から左方に幾らか膨らみ、そして幾らか右方に戻りつつ下方に延びる流線形状に成形されている。下側構造体７２の下辺は、上側構造体７１及び下側構造体７２の間に形成されるアウトレット７０ｂの下側に架設される梁体７２ａとして機能する。それにより、空気流導引構造７０を含むブーム１８に加わる曲げ応力に抗することができる。
【0033】
上述の構成の上側構造体７１及び下側構造体７２を用いて空気流導引構造７０を組み立てることで、上側に空気流を取り込むためのインレット７０ａ及び下側に空気流を吐き出すためのアウトレット７０ｂがブーム１８内に形成される。まず、ラジエータ６１及びファン６１ｅを重ね、次いで、上側構造体７１をスパー１８ｃに固定し、上側構造体７１の凹部７１ｂにラジエータ６１の上側タンク６１ｃを嵌入し且つ上側タンク６１ｃに設けられたブラケットをスパー１８ｃに固定し、次いで、下側構造体７２をスパー１８ｃに固定し、そして、下側構造体７２の凹部７２ｂにラジエータ６１の下側タンク６１ｄを嵌入し且つ下側タンク６１ｄに設けられたブラケットをスパー１８ｃに固定することで、空気流導引構造７０がブーム１８の胴部に一体的に組み立てられる。このとき、ラジエータ６１及びファン６１ｅは支持部材６１ｆを用いてブーム１８内の２つのリブ１８ｂの間に支持される。
【0034】
それにより、上側構造体７１の上辺及び下側構造体７２の右側辺の間にインレット７０ａがラジエータ６１の一面（吸引面）側に位置して形成され、上側構造体７１の左側辺及び下側構造体７２の下辺の間にアウトレット７０ｂがラジエータ６１の他面（排気面）側に位置して形成される。それとともに、ラジエータ６１は、ブーム１８内でインレット７０ａとアウトレット７０ｂとの間に配置され、ＶＴＯＬロータ２０の回転軸２１ａ（すなわち、中心軸Ｌ７０）に対して吸引面をインレット７０ａ側に向け、排気面をアウトレット７０ｂ側に向けて傾設されることとなる。さらに、２つのファン６１ｅがラジエータ６１の排気面側に配置される。なお、２つのファン６１ｅはラジエータ６１の吸気面側に配置されてもよい。
【0035】
図４Ａに、ブーム１８に設けられた空気流導引構造７０の上側の構成を示す。空気流導引構造７０は、一例として、左側のＶＴＯＬロータ２０ｃを冷却するラジエータ６１を含む構造であり、２つのＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄの回転軸２１ａの間（すなわち、ＶＴＯＬロータ２０ｃの後側）のブーム胴部に設けられる。空気流導引構造７０により、インレット７０ａは、ブーム１８の表面上で２つのＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄの回転軸２１ａの間に設けられ、２つのＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄのうちの一方、本例では特にＶＴＯＬロータ２０ｃの１以上のブレード２３の回転面の下方に位置するブーム１８の表面のうち、正面視においてＶＴＯＬロータ２０ｃの回転軸２１ａ（中心軸Ｌ７０）に対して１以上のブレード２３の回転方向（本例では左方）に向かう側、すなわち回転方向に対する逆側（本例では右側）に設けられている。
【0036】
ここで、ＶＴＯＬロータ２０のブレード２３は、推力を発生するために回転面に対してピッチ角を有する（図２Ａ参照）。そのため、ブレード２３が例えば図４Ａに示すように時計回りに回転すると、下方に対してブレード２３の回転移動方向に傾いた方向、すなわち左斜め下方（図３の白抜き矢印の方向）に空気流が発生する。そこで、空気流導引構造７０において、インレット７０ａが、正面視においてＶＴＯＬロータ２０ｃの回転軸２１ａ（中心軸Ｌ７０）に対して右側に設けられることで、２つのＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄが起動した際に少なくとも一方のロータ、本例では特にＶＴＯＬロータ２０ｃの１以上のブレード２３の回転により生じる空気流をインレット７０ａを介して効率良くブーム１８内のラジエータ６１に導くことができる。
【0037】
また、図３に示すように、空気流導引構造７０の上側構造体７１の上辺の先端は右斜め上方に傾斜し、下側構造体７２の右側辺の上端は右斜め上方に傾斜しているため、空気流導引構造７０において上側構造体７１の上辺の先端と下側構造体７２の右側辺の上端とが対向することで、インレット７０ａは、中心軸Ｌ７０に対してＶＴＯＬロータ２０ｂのブレード２３の回転方向（図３では左方）に対向して右斜め上向きに傾設される。それにより、ＶＴＯＬロータ２０ｂの１以上のブレード２３の回転により生じる空気流をインレット７０ａを介して効率良くブーム１８内のラジエータ６１に導くことができる。
【0038】
図４Ｂに、先述の空気流導引構造７０の下側の構成を示す。空気流導引構造７０により、アウトレット７０ｂが、ブーム１８の下側でインレット７０ａに対向する位置に設けられる。それにより、上側のインレット７０ａを介して導入された空気流がブーム１８内部を通って下側のアウトレット７０ｂから下方に排出されることで、空気流を効率良くブーム１８内部に通すことができる。
【0039】
アウトレット７０ｂは、ブーム１８の下部のうち、正面視において、本例ではＶＴＯＬロータ２０ｂの回転軸２１ａ（中心軸Ｌ７０）に対して１以上のブレード２３の回転方向（本例では左方）を追う側、すなわち回転方向に対応する側（本例では左側）に設けられている。つまり、アウトレットは、ブーム１８の下部のうち、ＶＴＯＬロータ２０ｂの回転軸２１ａ（中心軸Ｌ７０）に対してインレット７０ａの逆側に位置する。それにより、インレット７０ａを介して導入される空気流のブーム１８内の流路が長くなり長距離に亘ってラジエータ６１に接触してアウトレット７０ｂから導出されることで、効率良くラジエータ６１を冷却することができる。
【0040】
また、図３に示すように、空気流導引構造７０の下側構造体７２の下辺の左先端は下方を向き、上側構造体７１の左側辺の右内面は下方に向かって流線形状に成形されているため、空気流導引構造７０において下側構造体７２の下辺の左先端と上側構造体７１の左側辺の下端とが対向することで、アウトレット７０ｂは、右斜め上向きに傾設されるインレット７０ａに対してより下方を向く。それにより、インレット７０ａを介して左斜め下方に向かってブーム１８内部に導入される空気流がアウトレット７０ｂを介してより下方を向いて導出されることで、ブーム１８（すなわち、航空機１００の機体）に加わる鉛直方向の推力を増大することができる。また、このような空気流導引構造７０の構造により、ファン６１ｅの出力をブーム１８（すなわち、機体）に加わる鉛直方向の推力として利用することもできる。
【0041】
なお、空気流導引構造７０において、インレット７０ａはブーム１８の上部に設けることとしたが、これに限らず、ＶＴＯＬロータ２０が起動した際に１以上のブレード２３の回転により生ずる空気流を効率良くブーム１８内に導き入れることができれば、ブーム１８の上部から側部の間の任意の位置に設けてもよい。
【0042】
巡航時に受ける空気抵抗が抑制されるブームの形状について説明する。
【0043】
図５Ａに、比較例に係るブーム１８'の形状を示す。なお、ブーム１８'は胴体１２の左側に配置されるブームであり、右側のブームはこれと左右対称に構成される。ここで、上段に側面視におけるブーム１８'の形状、中段に上面視におけるブーム１８'の形状、下段に正面視における基準線ＡＡ上でのブーム１８'の断面形状を示す。ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが設置される、すなわちそれらのモータ２１が格納される位置（ロータ位置）Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄを一点鎖線で示す。
【0044】
ブーム１８'は、ＶＴＯＬロータ２０の回転により生成されるダウンウォッシュが下方にスムースに流れ、それにより空気抵抗が緩和されるよう、下段に示すように正面視において上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細る翼型の断面形状を有するように成形するのが望ましい。しかし、ブーム１８'は、上段に示すように側面視において、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄのロータ位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄで上端が隆起するとともに、中段に示すように上面視において、前端及び後端に対して胴部が左方に弧状に湾曲しつつ前後方向に延びるように成形されることで、巡航時に受ける空気抵抗が増大する。
【0045】
図５Ｂに、比較例に係るブーム１８'が巡航時に受ける空気抵抗の数値流体力学による解析結果を示す。ここで、上段及び下段に、それぞれ、図５Ａに示した基準線ＧＧ，ＨＨのそれぞれにおける上下方向断面での空気流の圧力分布（静圧）を示す。なお、下段の圧力分布において、点線は上面視において重畳するブーム１８'の断面形状を示し、横方向に流れる白線は空気流の流線を表す。
【0046】
巡航時においてブーム１８'は前方から後方に向かう空気流を受ける。それにより、基準線ＧＧ、すなわち上下方向に関するブーム１８'のおよそ中心を含む平面上で、ブーム１８'の前端の前側、ロータ位置Ｐａ，Ｐｂ間のやや前側の左（すなわち外側）、ロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間のやや後側の右（すなわち内側）、ロータ位置Ｐｃ，Ｐｄ間の前側の右（すなわち、内側）、後端の後側に高い圧力領域（＋）が生じるとともに、ロータ位置Ｐａ，Ｐｂ間の右（すなわち内側）、ロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間の左（すなわち外側）、ロータ位置Ｐｃ，Ｐｄ間の左（すなわち、外側）に低い圧力領域が生じる。その他、ロータ位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄのそれぞれの左右により低い圧力領域（－）が生じる。
【0047】
このようなブーム１８'の左右での圧力差により、基準線ＨＨ、すなわちブーム１８'のおよそ下端を含む平面上で、矢印（１）で示すように、ロータ位置Ｐａ，Ｐｂ間で左から右（外側から内側）にブーム１８'の下方を流れる空気流が生じるとともに、矢印（２）で示すように、ロータ位置Ｐｃの前側及びロータ位置Ｐｃ，Ｐｄ間で右から左（内側から外側）にブーム１８'の下方を流れる空気流が生じる。
【0048】
図５Ｃに、比較例に係るブーム１８'が巡航時に受ける空気抵抗の数値流体力学による解析結果を示す。ここでは、図５Ａに示した基準線ＡＡ、Ａ'Ａ'、ＢＢ、ＣＣ、ＤＤ、ＥＥ、ＦＦのそれぞれにおける前後方向断面での空気流の圧力分布（静圧及び動圧の総和である全圧）を示す。なお、白線は、空気流の流線を示す。基準線ＡＡ、すなわちロータ位置Ｐａの直後では、空気流は、局所的な圧力勾配を呈することなく、ブーム１８'の周囲にほぼ一定の圧力分布で後方に流れる理想状態にある。
【0049】
しかし、基準線Ａ'Ａ'、すなわちロータ位置Ｐａ，Ｐｂ間では、空気流は、上述の通り左から右（外側から内側）にブーム１８'の下方を流れ、これがブーム１８'の右側面にまわり込むことで、ブーム１８'の下端の直右に低圧領域、すなわち渦ｅ１が発生している。また、空気流は、左から右（外側から内側）にブーム１８'の上方を流れ、これがブーム１８'の右側面にまわり込むことで、ブーム１８'の右上の近傍に別の低圧領域、すなわち渦ｅ２が発生している。これらの渦ｅ１，ｅ２は、基準線ＢＢ、すなわちロータ位置Ｐｂの直後におけるように、後方に進むにつれてブーム１８'から右方に離れつつ増大する。
【0050】
基準線ＣＣ、すなわちロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間では、渦ｅ１，ｅ２がさらに増大するとともに、空気流は、上述の通り右から左（内側から外側）にブーム１８'の下方を流れ、これがブーム１８'の左側面にまわり込むことで、ブーム１８'の下端の直左に別の低圧領域、すなわち渦ｅ３を発生する。
【0051】
基準線ＤＤ及びＥＥ、すなわちロータ位置Ｐｃの直後及びロータ位置Ｐｃ，Ｐｄ間では、渦ｅ１，ｅ３がさらに増大してブームの左方に移動するとともに、空気流は、上述の通り右から左（内側から外側）にブーム１８'の下方を流れ、これがブーム１８'の左側面にまわり込むことで、ブーム１８'の下端の直左に別の低圧領域、すなわち渦ｅ４を発生する。また、空気流は、右から左（内側から外側）にブーム１８'の上方を流れ、これがブーム１８'の左側面にまわり込むことで、ブーム１８'の左上の近傍に別の低圧領域、すなわち渦ｅ５を発生する。
【0052】
基準線ＦＦ、すなわちロータ位置Ｐｄの直後では、渦ｅ１，ｅ３，ｅ４がさらに増大してブームの左方に移動するとともに、さらにブーム１８'の左下に別の渦ｅ６を発生する。
【0053】
ブーム１８'が前方から空気流を受けた際に渦ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｅ５，ｅ６が発生することで空気流のスムースな流れが抑制され、ブーム１８'が受ける空気抵抗が増大することとなる。
【0054】
図６Ａに、本実施形態に係るブーム１８の形状を示す。なお、ブーム１８は胴体１２の左側に配置されるブームであり、右側のブームはこれと左右対称に構成される。ここで、上段に側面視におけるブーム１８の形状及び各基準線上での正面視における断面形状、中段に上面視におけるブーム１８の形状、下段に正面視における基準線ＡＡ上でのブーム１８の断面形状を示す。ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが設置される、すなわちそれらのモータ２１が格納される位置（ロータ位置Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ）を一点鎖線で示す。
【0055】
ブーム１８は、比較例に係るブーム１８'と同様に上面視において、前端及び後端に対して胴部が左方に弧状に湾曲しつつ前後方向に延びるように成形され、しかし前後方向のすべての位置で正面視において、上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦（すなわち、前後左右方向に略平行）な翼型の断面形状を有するように成形されている。ブーム１８は、格納部分６１ａ１２，６１ａ３２、底上部分１８ｆ、傾斜部分１８ｈ、及び隆起部分１８ｇを含む。
【0056】
格納部分６１ａ１２，６１ａ３２は、冷却システム６０のラジエータ６１を格納するロータ部分であり、先述の空気流導引構造７０によりブーム１８に設けられる。格納部分６１ａ１２，６１ａ３２においても、図６Ａ下段或いは図３に示すように、下側が略平坦な翼型の断面を有する。本実施形態に係るブーム１８では、ロータ位置Ｐａの後側に位置する第１格納部分６１ａ１２及びロータ位置Ｐｃの後側に位置する第２格納部分６１ａ３２を含む。第１格納部分６１ａ１２は、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのそれぞれの電気コンポーネントを冷却するためのラジエータ６１が格納される。なお、第１格納部分６１ａ１２及びロータ位置Ｐｂの間においてブーム１８が前翼１４に接続される。第２格納部分６１ａ３２は、ＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄのそれぞれの電気コンポーネントを冷却するためのラジエータ６１が格納される。なお、第２格納部分６１ａ３２及びロータ位置Ｐｄの間においてブーム１８が後翼１６に接続される。
【0057】
底上部分１８ｆは、格納部分６１ａ１２，６１ａ３２に対して下端（すなわち、底面）が上側に位置する形状を有するブーム部分である。ここで、底上部分１８ｆは、少なくとも、ブーム１８のうちの前端及び後端に対して湾曲する胴部の中央、すなわちロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間に位置する。それにより、図５Ｂに示した（２）のように巡航時にブーム１８の胴部の湾曲中央の下方を空気流が内から外向きに横切ることで渦ｅ３，ｅ４，ｅ６が発生するのを回避することができる。また、底上部分１８ｆは、ブーム１８のうちの前端及び後端に対して湾曲する胴部の前側、すなわちロータ位置Ｐｂの前側に位置する。それにより、図５Ａに示した（１）のように巡航時にブーム１８の胴部の湾曲中央の下方を空気流が外から内向きに横切ることで渦ｅ１が発生するのを回避することができる。
【0058】
このように、ブーム１８が、格納部分６１ａ１２，６１ａ３２を除いた少なくとも一部においてブーム１８の底面を上げて上下方向に関する厚さを小さくすることで、ラジエータ６１を格納する空間１８ｄを確保しつつ、巡航時にブーム１８の下方を空気流が左右に流れることで発生する渦のような空気流の乱れを解消又は抑制することができる。
【0059】
なお、底上部分１８ｆは、さらに、ブーム１８の後端、すなわちロータ位置Ｐｄの前側及び後側にも設けられている。
【0060】
傾斜部分１８ｈは、格納部分６１ａ１２，６１ａ３２のそれぞれから隣接する底上部分１８ｆにかけて下端（底面）が上向きに傾斜するブーム部分である。このように、ブーム１８が、格納部分６１ａ１２，６１ａ３２と隣接する底上部分１８ｆとの間に段部を形成せず、緩やかに傾斜して底面を上げることで、ブーム１８の下方を流れる空気流の乱れを抑制することができる。
【0061】
隆起部分１８ｇは、ＶＴＯＬロータ２０のロータ位置Ｐａ～Ｐｄ、すなわちそれらのモータ２１を格納する位置で上端がその他の部分、例えば格納部分６１ａ１２，６１ａ３２に対して上側に隆起する形状を有するブーム部分である。隆起部分１８ｇの上端が格納部分６１ａ１２，６１ａ３２の上端に対して上側に位置することで、隆起部分１８ｇの下端を下げることなくモータ２１、その他のＶＴＯＬロータ２０の電気コンポーネントを格納する空間１８ｄを確保することができる。
【0062】
さらに、ブーム１８の先端は、上面視において丸く湾曲するとともに、側面視において上側から下側にかけて斜め後方に傾斜する。ブーム１８の後端は、上面視において後方に向かって先細るとともに、側面視において下側から上側に斜め後方に傾斜する。これにより、巡航時にブーム１８が受ける空気抵抗をさらに抑制することができる。
【0063】
また、ブーム１８は、ロータ位置Ｐａ～Ｐｄ間のロータ間部分のうち、格納部分６１ａ１２，６１ａ３２を含まないロータ間部分、本例ではロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間のロータ間部分にて、ラジエータ６１を格納する格納部分６１ａ１２，６１ａ３２及びＶＴＯＬロータ２０の電気コンポーネントを格納するロータ位置Ｐａ～Ｐｄより小さい幅を有する。構造物の少ないブーム部分の幅を小さくすることで、ブーム１８が軽量化される。
【0064】
図６Ｂに、本実施形態に係るブーム１８及び比較例に係るブーム１８'が巡航時に受ける空気抵抗の数値流体力学による解析結果を示す。ここで、下段及び上段にそれぞれブーム１８及びブーム１８'について、中央に上下方向断面での空気流の圧力分布（静圧）、左に中央図の基準線ＡＡにおける前後方向断面での圧力分布（全圧）、右に中央図の基準線ＢＢにおける前後方向断面での圧力分布（全圧）を示す。なお、白線は空気流の流線を示す。
【0065】
ブーム１８'についての解析結果は、先に図５Ｂ及び図５Ｃを用いて説明したように、ロータ位置Ｐａ，Ｐｂ間のやや前側の左右（すなわち、外側及び内側）で圧力差が生じることで、空気流が、ブーム１８'の前側の下方及び上方のそれぞれを左から右（外側から内側）に流れ、そして右側面にまわり込む。それにより、基準線ＡＡ、すなわちロータ位置Ｐｂの後側で、ブーム１８'の下端の近傍及び上端の近傍にそれぞれ低圧領域、すなわち渦が発生している。また、ロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間のやや後側及びロータ位置Ｐｃ，Ｐｄ間の左右（外側及び内側）で圧力差が生じることで、空気流が、ブーム１８'の中央から後側の下方及び上方のそれぞれを右から左（内側から外側）に流れ、そして左側面にまわり込む。それにより、基準線ＢＢ、すなわちロータ位置Ｐｄにて、ブーム１８'の左側面の近傍から左上にわたる領域に大きな低圧領域、すなわち渦が発生している。
【0066】
それに対して、ブーム１８についての解析結果によると、ロータ位置Ｐｂの前側に底上部分１８ｆを設けたことで、ロータ位置Ｐａ，Ｐｂ間の左右（すなわち、外側及び内側）の圧力差が緩和され、ブーム１８の前側の下方及び上方のそれぞれを左から右（外側から内側）に流れ、そして右側面にまわり込む空気流が弱まっている。それにより、基準線ＡＡ、すなわちロータ位置Ｐｂの後側で、ブーム１８の下端の近傍及び上端の近傍にそれぞれ低圧領域が狭い範囲に発生する、すなわち小さい渦が発生するにすぎない。また、ブーム１８の胴部の中央、すなわちロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間に底上部分１８ｆを設けたことで、ロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間及びロータ位置Ｐｃ，Ｐｄ間の左右（外側及び内側）の圧力差が緩和され、ブーム１８の中央から後側までの下方及び上方のそれぞれを右から左（内側から外側）に流れ、そして右側面にまわり込む空気流が弱まっている。それにより、基準線ＢＢ、すなわちロータ位置Ｐｄにて、ブーム１８の下端の左に低圧領域が発生しているものの、ブーム１８'に対して発生した左側面の近傍から左上にわたる大きな低圧領域の発生は回避されている。従って、ブーム１８に対して、巡航時に受ける空気抵抗が抑制されることがわかる。
【0067】
なお、ブーム１８'は上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細る翼型の断面形状を有することで、空気流は、ブーム１８'の上端から左右に分かれ、湾曲する上面に沿って下り、ブーム１８'の先細り始める側面から乖離して左右に広がりつつ下方に流れる。それに対して、ブーム１８は上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦（すなわち、前後左右方向に略平行）に成形された翼型の断面形状を有することで、空気流は、ブーム１８'の場合と同様に、ブーム１８の上端から左右に分かれ、湾曲する上面に沿って下り、ブーム１８の先細り始める側面から乖離して左右に広がりつつ下方に流れ、さらに空気流が平坦面の下方にまわり込んで乱れる。それにより、垂直離着陸時にブーム１８が受ける空気抵抗が大きくなり得る。
【0068】
図６Ｃに、本実施形態に係るブーム１８及び比較例に係るブーム１８'が巡航時及び垂直離着陸時に受ける空気抵抗の数値流体力学による解析結果を示す。ブーム１８'に対して、ブーム１８の垂直離着陸時の空気抵抗が約１割大きいのに対して、ブーム１８の巡航時の空気抵抗は約６割緩和される。従って、本実施形態に係るブーム１８の形状を採用したことで、垂直離着陸時の空気抵抗をほとんど増大させることなく巡航時の空気抵抗を緩和することができる。
【0069】
図７Ａに、ブーム形状及びラジエータ６１の格納部分の配置の例を示す。例１（Ｎｏ．１）のブームは、本実施形態に係るブーム１８であり、ロータ位置Ｐａ，Ｐｃの後側にそれぞれ格納部分６１ａ１２，６１ａ３２、ロータ位置Ｐｂの前側、ロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間、及びロータ位置Ｐｄの前後に底上部分１８ｆ、ロータ位置Ｐａ～Ｐｄのそれぞれに隆起部分１８ｇを含む。例２（Ｎｏ．２）のブームは、ロータ位置Ｐａ，Ｐｂの後側及びロータ位置Ｐｃの前後にそれぞれ格納部分６１ａ１２，６１ａ２２，６１ａ３１，６１ａ３２、ロータ位置Ｐｂの前側及びロータ位置Ｐｄの前後に底上部分１８ｆ、ロータ位置Ｐａ～Ｐｄのそれぞれに隆起部分１８ｇを含む。例３（Ｎｏ．３）のブームは、ロータ位置Ｐｂの前後及びロータ位置Ｐｃの前後にそれぞれ格納部分６１ａ２１，６１ａ２２，６１ａ３１，６１ａ３２、ロータ位置Ｐａの後側及びロータ位置Ｐｄの前後に底上部分１８ｆ、ロータ位置Ｐａ～Ｐｄのそれぞれに隆起部分１８ｇを含む。例４（Ｎｏ．４）のブームは、ロータ位置Ｐａの後側、ロータ位置Ｐｂの前後、及びロータ位置Ｐｃの前後にそれぞれ格納部分６１ａ１２，６１ａ２１，６１ａ２２，６１ａ３１，６１ａ３２、ロータ位置Ｐｄの前後に底上部分１８ｆ、ロータ位置Ｐａ～Ｐｄのそれぞれに隆起部分１８ｇを含む。例５（Ｎｏ．５）のブームは、ロータ位置Ｐｂの前後、ロータ位置Ｐｃの前側、及びロータ位置Ｐｄの前側にそれぞれ格納部分６１ａ２１，６１ａ２２，６１ａ３１，６１ａ４１、ロータ位置Ｐａの後側及びロータ位置Ｐｃの後側に底上部分１８ｆ、ロータ位置Ｐａ～Ｐｄのそれぞれに隆起部分１８ｇを含む。例６（Ｎｏ．６）のブームは、ロータ位置Ｐａの後側、ロータ位置Ｐｂの後側、ロータ位置Ｐｃの前側、及びロータ位置Ｐｄの前側にそれぞれ格納部分６１ａ１２，６１ａ２２，６１ａ３１，６１ａ４１、ロータ位置Ｐｂの前側及びロータ位置Ｐｃの後側に底上部分１８ｆ、ロータ位置Ｐａ～Ｐｄのそれぞれに隆起部分１８ｇを含む。例７（Ｎｏ．７）のブームは、先述の比較例に係るブーム１８'であり、ロータ位置Ｐａの後側、ロータ位置Ｐｂの前後、ロータ位置Ｐｃの前後、及びロータ位置Ｐｄの前側にそれぞれ格納部分６１ａ１２，６１ａ２１，６１ａ２２，６１ａ３１，６１ａ３２，６１ａ４１、ロータ位置Ｐａ～Ｐｄのそれぞれに隆起部分１８ｇを含み、底上部分１８ｆを含まない。例８（Ｎｏ．８）のブームは、ロータ位置Ｐａの後側、ロータ位置Ｐｂの前後、ロータ位置Ｐｃの前後、及びロータ位置Ｐｄの前側にそれぞれ格納部分６１ａ１２，６１ａ２１，６１ａ２２，６１ａ３１，６１ａ３２，６１ａ４１を含み、底上部分１８ｆ及び隆起部分１８ｇを含まない。なお、これらのブームは、共通して、前端及び後端に対して胴部が側方に弧状に湾曲しつつ前後方向に延びるよう成形されている。
【0070】
図７Ｂに、例１から例８のブームのそれぞれについて巡航時及び垂直離着陸時にブームが受ける空気抵抗の数値流体力学による解析結果を示す。横軸は巡航時に受ける空気抵抗であり、縦軸は垂直離着陸時に受ける空気抵抗である。例７のブーム（変形例に係るブーム１８'）は、先述の通り、垂直離着陸時の空気抵抗は小さいが、巡航時の空気抵抗が大きい。例８のブームは、隆起部分１８ｇを含まないことで例７のブームより垂直離着陸時の空気抵抗が小さく、巡航時の空気抵抗が大きい。それに対して、例１から例６のブームは、底上部分１８ｆを含むことで、例７のブームより垂直離着陸時の空気抵抗が幾らか大きいが、巡航時の空気抵抗が緩和される。ここで、ロータ位置Ｐｂの前側（又はロータ位置Ｐａの後側）及びロータ位置Ｐｄの前後に底上部分１８ｆを含む例１から例３のブームについて巡航時の抵抗が緩和されている。それらのなかでも、さらにロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間に底上部分１８ｆを含む例１のブームについて巡航時の抵抗がさらに緩和されている。これらの結果より、本実施形態に係るブーム１８のように、ロータ位置Ｐｂ，Ｐｃ間及びロータ位置Ｐｂの前側にてブームの下端を上げることが巡航時の抵抗を緩和するのに有効であることがわかる。
【0071】
本実施形態に係る航空機１００は、胴体１２、胴体１２から側方に延設されて、巡航時に揚力を発生する前翼１４及び後翼１６、前翼１４及び後翼１６により胴体１２から離間して支持されたブーム１８、ブーム１８上に支持されて、離着陸時に鉛直方向の推力を発生する１以上のブレード２３を有する少なくとも１つのＶＴＯＬロータ２０を備え、ブーム１８は、上面視において、前端及び後端に対して胴部が胴体１２から離間する方向に湾曲しつつ前後方向に延びる形状を有するとともに、正面視において、上側が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦な断面形状を有する。ブーム１８が、上面視において、前端及び後端に対して胴部が胴体１２から離間する方向に湾曲しつつ前後方向に延びる形状を有することで、巡航時にブーム１８の下方を空気流が横切ることで乱れ（特に渦）が発生するところ、ブーム１８が、正面視において、上端が丸く湾曲し、上側から下側に向かって先細り、且つ下側が略平坦な断面形状を有することで、空気流の乱れを解消又は抑制することができ、それにより巡航時にブームが受ける空気抵抗が緩和され、小さい抵抗で巡航することが可能となる。
【0072】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0073】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【0074】
１２…胴体、１４…前翼、１４ａ…エレベータ、１６…後翼、１６ａ…エレボン、１６ｂ…垂直尾翼、１８，１８'…ブーム、１８ａ…スキン、１８ｂ…リブ、１８ｃ…スパー、１８ｄ，１８ｅ…空間、１８ｆ…底上部分、１８ｇ…隆起部分、１８ｈ…傾斜部分、２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）…ＶＴＯＬロータ、２１…モータ、２１ａ…回転軸、２２…インバータ、２３…ブレード、２９…巡航用ロータ、３２…パイロン、５４…ダクト、６０…冷却システム、６１…ラジエータ、６１ａ…チューブ、６１ａ１２，６１ａ２１，６１ａ２２，６１ａ３１，６１ａ３２，６１ａ４１…格納部分、６１ｂ…フィン、６１ｃ…上側タンク、６１ｄ…下側タンク、６１ｅ…ファン、６１ｆ…支持部材、６２…ポンプ、６３…冷却液タンク、６４，６５…配管、７０…空気流導引構造、７０ａ…インレット、７０ｂ…アウトレット、７１…上側構造体、７１ａ…梁体、７１ｂ…凹部、７２…下側構造体、７２ａ…梁体、７２ｂ…凹部、１００…航空機、Ｌ，Ｌ７０…中心軸、Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ…ロータ位置、ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４，ｅ５，ｅ６…渦。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】