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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】2024-11-11
(45)【発行日】2024-11-19
(54)【発明の名称】冷却システム及び航空機
(51)【国際特許分類】
B64D 33/10 20060101AFI20241112BHJP
B64C 27/26 20060101ALI20241112BHJP
【ＦＩ】
B64D33/10
B64C27/26
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021208272
(22)【出願日】2021-12-22
(65)【公開番号】P2023092951
(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】福地 有一
(72)【発明者】
【氏名】市川 小月
【審査官】諸星 圭祐
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１０５２６８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２１／２２２５２８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１３１７８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３２４６７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２６７３４１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１１４０８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０６００６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６４２８５８０（ＣＮ，Ａ）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１６１２５６５６（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ １１／０２
Ｂ６０Ｋ １１／０６
Ｂ６４Ｃ ２７／００－２９／０４
Ｂ６４Ｄ ３３／１０
(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離間して支持された前後方向に延びるブームと、
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、
前記ブーム内で、前記ブームに設けられたインレット及びアウトレットの間に一方の排気面と他方の吸気面を対向して格納された２つのラジエータを有し、該２つのラジエータのうちの前記インレット側に位置する第１ラジエータ及び前記アウトレット側に位置する第２ラジエータを用いて前記少なくとも１つのロータが有する要素のうちの管理温度の低い要素及び管理温度の高い要素をそれぞれ冷却する冷却システムと、
を備える航空機。
【請求項2】
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前後方向に延びるブームと、
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、
前記ブーム内で、前記ブームに設けられたインレット及びアウトレットの間に格納された２つのラジエータを有し、該２つのラジエータのうちの前記インレット側に位置する第１ラジエータ及び前記アウトレット側に位置する第２ラジエータを用いて前記少なくとも１つのロータが有する要素のうちの管理温度の低い要素及び管理温度の高い要素をそれぞれ冷却する冷却システムと、を備え、
さらに、前記第１ラジエータから排出される空気流の少なくとも一部が前記第２ラジエータに吸入されるように前記第１ラジエータ及び前記第２ラジエータが配置される、航空機。
【請求項3】
前記少なくとも１つのロータは、前記ブーム内に格納されて前記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制御する制御装置を有し、前記管理温度の低い要素及び高い要素は、それぞれ、前記回転装置及び前記制御装置である、請求項１又は２に記載の航空機。
【請求項4】
前記少なくとも１つのロータは、２つのロータを含み、前記冷却システムは、前記第１ラジエータを用いて前記２つのロータのそれぞれの前記回転装置を冷却し、前記第２ラジエータを用いて前記２つのロータのそれぞれの制御装置を冷却する、請求項３に記載の航空機。
【請求項5】
前記冷却システムは、前記第１ラジエータ、前記回転装置、及び該回転装置に冷却液を供給する第１ポンプを接続する第１流路と、前記第２ラジエータ、前記制御装置、及び該制御装置に冷却液を供給する第２ポンプを接続する第２流路と、前記第１流路内の前記回転装置と前記第２流路内の前記制御装置とを並列に接続する第３流路と、前記第３流路を前記第１流路及び前記第２流路に対して開閉するバルブと、を有する、請求項３又は４に記載の航空機。
【請求項6】
前記第１ラジエータ、前記第１ポンプ、前記第２ラジエータ、及び前記第２ポンプのうちの少なくとも１つの異常を検知し、該検知結果に基づいて前記バルブを開閉する制御部をさらに備える、請求項５に記載の航空機。
【請求項7】
前記２つのラジエータは、前記少なくとも１つのロータの回転軸に平行な方向に関して重なって配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項8】
前記冷却システムは、前記２つのラジエータに空気流を送る共通のファンをさらに有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項9】
前記インレットは、前記ブームの表面上で前記少なくとも１つのロータの回転面の下方の領域に設けられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の航空機。
【請求項10】
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前後方向に延びるブームと、
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、
前記ブーム内で、前記ブームに設けられたインレット及びアウトレットの間に格納された２つのラジエータを有し、該２つのラジエータのうちの前記インレット側に位置する第１ラジエータ及び前記アウトレット側に位置する第２ラジエータを用いて前記少なくとも１つのロータが有する要素のうちの管理温度の低い要素及び管理温度の高い要素をそれぞれ冷却する冷却システムと、を備え、
前記少なくとも１つのロータは、前記ブーム内に格納されて前記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制御する制御装置を有し、前記管理温度の低い要素及び高い要素は、それぞれ、前記回転装置及び前記制御装置であり、
前記冷却システムは、前記第１ラジエータ、前記回転装置、及び該回転装置に冷却液を供給する第１ポンプを接続する第１流路と、前記第２ラジエータ、前記制御装置、及び該制御装置に冷却液を供給する第２ポンプを接続する第２流路と、前記第１流路内の前記回転装置と前記第２流路内の前記制御装置とを並列に接続する第３流路と、前記第３流路を前記第１流路及び前記第２流路に対して開閉するバルブと、を有する、航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷却システム及び航空機に関する。
【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。斯かる航空機では、ＶＴＯＬロータにより生成される空気流（ダウンウォッシュ）を利用してＶＴＯＬロータのコントローラのような電気要素を冷却する。例えば特許文献１には、翼体の上面に設けられたインレットを介して空気流を翼体内の熱交換器に導引して熱交換させ、その熱交換器を用いてＶＴＯＬロータの電気要素を冷却する冷却システムが開示されている。ここで、効率良くＶＴＯＬロータの電気要素を冷却することが要求される。
特許文献１ 独国特許発明第１０２０１６１２５６５６号明細書
特許文献１ 独国特許発明第１０２０１６１２５６５６号明細書
【発明の概要】
【0003】
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前後方向に延びるブームと、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、ブーム内で、ブームに設けられたインレット及びアウトレットの間に格納された２つのラジエータを有し、２つのラジエータのうちのインレット側に位置する第１ラジエータ及びアウトレット側に位置する第２ラジエータを用いて少なくとも１つのロータが有する要素のうちの管理温度の低い要素及び管理温度の高い要素をそれぞれ冷却する冷却システムと、を備える航空機が提供される。
【0004】
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】
【0005】
【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】冷却システムにより構成される冷却回路の一例を示す。
【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】冷却システムにより構成される冷却回路の別の例を示す。
【図5B】冷却システムの制御系の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【0006】
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。
【0007】
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ＶＴＯＬロータが発生する空気流（すなわち、ダウンウォッシュ）を利用して、ＶＴＯＬロータを構成するモータと制御機器とを効率良く冷却することができる冷却システムを有するものであり、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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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、上面視において前後方向に延びる筒形状を有し且つ正面視において上側が丸く湾曲し、下側が先細る翼型の断面形状を有し、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ように形成されてもよい。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。
【0013】
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。
【0014】
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、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。
【0015】
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を電気要素とも呼ぶ。
【0016】
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。
【0017】
モータ（回転装置の一例）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。
【0018】
インバータ（制御装置の一例）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。
【0019】
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。
【0020】
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、１つのＶＴＯＬロータ２０に対して１つの冷却システム６０、全８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、複数（例えば２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、２つのポンプ６２Ｌ，６２Ｈ、冷却液タンク６３、及び配管６４Ｌ，６４Ｈ，６５Ｌ，６５Ｈを含む。なお、冷却液として水を使用することができる。
【0021】
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り、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ及び２つのファン６１ｅを含む。なお、これらは、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。
【0022】
２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈは、それぞれ、冷却液を上下に流す複数のチューブ６１ａ１，６１ａ２、複数のチューブ６１ａ１，６１ａ２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６１ｂ１，６１ｂ２、複数のチューブ６１ａ１，６１ａ２に冷却液を送る上側タンク６１ｃ１，６１ｃ２、複数のチューブ６１ａ１，６１ａ２から冷却液を受ける下側タンク６１ｄ１，６１ｄ２を有する。
【0023】
ラジエータ６１Ｌは、複数のチューブ６１ａ１を横方向に配列し、複数のフィン６１ｂ１とともに正面視矩形状に組み立て、その上側に上側タンク６１ｃ１、下側に下側タンク６１ｄ１を固定することで構成される。ラジエータ６１Ｌは、後述するように、ブーム１８内でインレット７０ａ側に配置され、ＶＴＯＬロータ２０が有する電気要素のうち、管理温度の低い要素、例えばモータ２１に接続される。後述するポンプ６２Ｌが作動することにより、モータ２１を巡回して加熱された冷却液が配管６４Ｌを介して上側タンクに６１ｃ１に送り込まれ、複数のチューブ６１ａ１のそれぞれを下方に流れて冷却されて下側タンク６１ｄ１に送られ、配管６５Ｌを介してモータ２１に送られる。
【0024】
同様に、ラジエータ６１Ｈは、複数のチューブ６１ａ２を横方向に配列し、複数のフィン６１ｂ２とともに正面視矩形状に組み立て、その上側に上側タンク６１ｃ２、下側に下側タンク６１ｄ２を固定することで構成される。ラジエータ６１Ｈは、後述するように、ブーム１８内でアウトレット７０ｂ側に配置され、ＶＴＯＬロータ２０が有する電気要素のうち、管理温度の高い要素、例えばインバータ２２に接続される。後述するポンプ６２Ｈが作動することにより、インバータ２２を巡回して加熱された冷却液が配管６４Ｈを介して上側タンクに６１ｃ２に送り込まれ、複数のチューブ６１ａ２のそれぞれを下方に流れて冷却されて下側タンク６１ｄ２に送られ、配管６５Ｈを介してインバータ２２に送られる。
【0025】
なお、管理温度とは、ＶＴＯＬロータ２０の電気要素が連続動作可能な温度範囲又はその限界温度であり、例えば電気要素の通常動作時の上限温度であってよい。
【0026】
２つのファン６１ｅは、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈの複数のフィン６１ｂ１，６１ｂ２に空気流を送る共通のファンである。２つのファン６１ｅを作動して、インレット７０ａから取り込まれる空気流をラジエータ６１の一側（図２Ｃにおける右側）から送り込んで順にラジエータ６１Ｌ，６１Ｈの複数のフィン６１ｂ１，６１ｂ２に接触させ、それにより空気流とラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ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。
【0027】
２つのポンプ６２Ｌ，６２Ｈは、それぞれ、配管６５Ｌ，６５Ｈを介してラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ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それぞれ配管６４Ｌ，６４Ｈを介してラジエータ６１Ｌ，６１Ｈに送り込まれる。
【0028】
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。
【0029】
配管６４Ｌ，６４Ｈ，６５Ｌ，６５Ｈは、冷却液を輸送するための部材であり、ラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ及びポンプ６２Ｌ，６２Ｈ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。
【0030】
図２Ｄに、冷却システム６０により構成される冷却回路の一例を示す。本実施形態では、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈにより１つのＶＴＯＬロータ２０のモータ２１及びインバータ２２をそれぞれ冷却する並列式の冷却回路が構成される。２つの配管６４Ｌ，６４Ｈにより、ラジエータ６１Ｌ，６１Ｈの上側タンク６１ｃ１，６１ｃ２がそれぞれモータ２１及びインバータ２２に接続される。また、２つの配管６５Ｌ，６５Ｈにより、ラジエータ６１Ｌ，６１Ｈの下側タンク６１ｄ１，６１ｄ２がそれぞれポンプ６２Ｌ，６２Ｈ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２つの配管６５Ｌ，６５Ｈに接続される。ここで、ラジエータ６１Ｌ，６１Ｈは、ラジエータ６１Ｌの排気面とラジエータ６１Ｈの吸気面を対向して重なり合って、それぞれインレット７０ａ側及びアウトレット７０ｂ側に配置される。
【0031】
ポンプ６２Ｌを作動すると、モータ２１において加熱された冷却液が配管６４Ｌを介してラジエータ６１Ｌに送られ、ラジエータ６１Ｌで冷却された冷却液が配管６５Ｌを介してモータ２１に送られる。一方、ポンプ６２Ｈを作動すると、インバータ２２において加熱された冷却液が配管６４Ｈを介してラジエータ６１Ｈに送られ、ラジエータ６１Ｈで冷却された冷却液が配管６５Ｈを介してインバータ２２に送られる。
【0032】
ここで、２つのファン６１ｅを作動すると、インレット７０ａから取り込まれる空気流が、先にインレット７０ａ側に位置するラジエータ６１Ｌに接触して熱交換することで加熱され、次いでアウトレット７０ｂ側に位置するラジエータ６１Ｈに接触して熱交換することでさらに加熱され、そしてアウトレット７０ｂから排気される。このとき、先に空気流に接触して冷却されることで相対的に作動温度が低くなるラジエータ６１Ｌが管理温度の低い電気要素を冷却し、後に空気流に接触して冷却されることで相対的に作動温度が高くなるラジエータ６１Ｈが管理温度の高い電気要素を冷却することで、ＶＴＯＬロータ２０の電気要素、すなわちモータ２１及びインバータ２２を効率良く冷却することができる。
【0033】
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。
【0034】
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と平行であり、幅方向に関して同じ位置で前後方向に回転軸２１ａと重畳する。空気流導引構造７０は、ブーム１８の一部に設けられて、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。
【0035】
上側構造体７１は、ブーム１８の胴部に挿入されて上辺及び右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、上辺の先端は左斜め上方に傾斜し、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、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凹部７１ｂから右方に膨らみ、幾らか左方に戻りつつ下方に延びる流線形状に成形されている。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。
【0036】
下側構造体７２は、ブーム１８の胴部に挿入されて下辺及び左側辺を形成する略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、下辺の右先端は下方を向き、左側辺の上端は左斜め上方に傾斜し、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上端から右方に幾らか膨らみ、そして幾らか左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。
【0037】
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、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ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２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈの上側タンク６１ｃ１，６１ｃ２を嵌入し且つ上側タンク６１ｃ１，６１ｃ２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６１Ｌ，６１Ｈの下側タンク６１ｄ１，６１ｄ２を嵌入し且つ下側タンク６１ｄ１，６１ｄ２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、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ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。
【0038】
それにより、上側構造体７１の上辺及び下側構造体７２の左側辺の間にインレット７０ａがラジエータ６１Ｌ，６１Ｈの一面（吸引面）側に位置して形成され、上側構造体７１の右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６１Ｌ，６１Ｈ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６１Ｌ，６１Ｈは、ブーム１８内でインレット７０ａとアウトレット７０ｂとの間でそれぞれインレット７０ａ側及びアウトレット７０ｂ側に配置され、ＶＴＯＬロータ２０の回転軸２１ａ（すなわち、中心軸Ｌ７０）に平行な方向に関して重なるとともに、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６１Ｈ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６１Ｌの吸気面側に配置されてもよい。それにより、インレット７０ａから取り込まれる空気流が２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈに順に接触することとなる。
【0039】
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、右側のＶＴＯＬロータ２０ｂ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２０ａ，２０ｂの回転軸２１ａの間（すなわち、ＶＴＯＬロータ２０ｂの前側）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２０ａ，２０ｂの回転軸２１ａの間に設けられ、２つのＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのうちの一方、本例では特にＶＴＯＬロータ２０ｂ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（本例では右方）に向かう側、すなわち回転方向に対する逆側（本例では左側）に設けられている。
【0040】
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、すなわち右斜め下方（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２０ｂの回転軸２１ａ（中心軸Ｌ７０）に対して左側に設けられることで、２つのＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂ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。
【0041】
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の上辺の先端は左斜め上方に傾斜し、下側構造体７２の左側辺の上端は左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の左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では右方）に対向して左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。
【0042】
なお、ＶＴＯＬロータ２０ｂに対する空気流導引構造７０は、２つのＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂの回転軸２１ａの間のブーム胴部に代えて又はこれとともにさらに、２つのＶＴＯＬロータ２０ｂ，２０ｃの回転軸２１ａの間（すなわち、ＶＴＯＬロータ２０ｂの後側）のブーム胴部に設けられもよい。斯かる場合、２つのＶＴＯＬロータ２０ｂ，２０ｃのうちの一方、本例では特にＶＴＯＬロータ２０ｂ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）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）に設けられる。また、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（本例では左方）に向かっ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。
【0043】
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。
【0044】
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（本例では右方）を追う側、すなわち回転方向に対応する側（本例では右側）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。
【0045】
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の下辺の右先端は下方を向き、上側構造体７１の右側辺の左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の下辺の右先端と上側構造体７１の右側辺の下端とが対向することで、アウトレット７０ｂは、左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を介して右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。
【0046】
空気流導引構造７０（すなわち、ラジエータ６１）は、ブーム１８内で前後方向に関する任意の位置に設置することができる。例えば、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂの回転軸２１ａの間で、ＶＴＯＬロータ２０ａの後側にこれを冷却するためのラジエータ６１を含む空気流導引構造７０、ＶＴＯＬロータ２０ｂの前側にこれを冷却するためのラジエータ６１を含む空気流導引構造７０をそれぞれ設けることができる。また、ＶＴＯＬロータ２０ｂ，２０ｃの回転軸２１ａの間で、ＶＴＯＬロータ２０ｂの後側にこれを冷却するためのラジエータ６１を含む空気流導引構造７０、ＶＴＯＬロータ２０ｃの前側にこれを冷却するためのラジエータ６１を含む空気流導引構造７０をそれぞれ設けることができる。また、ＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄの回転軸２１ａの間で、ＶＴＯＬロータ２０ｃの後側にこれを冷却するためのラジエータ６１を含む空気流導引構造７０、ＶＴＯＬロータ２０ｄの前側にこれを冷却するためのラジエータ６１を含む空気流導引構造７０をそれぞれ設けることができる。なお、ＶＴＯＬロータ２０ｂの前側及び後側の一方のみにこれを冷却するためのラジエータ６１を設置してもよい。ＶＴＯＬロータ２０ｃの前側及び後側の一方のみにこれを冷却するためのラジエータ６１を設置してもよい。
【0047】
或いは、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂの回転軸２１ａの間の設置位置にこれらを冷却するためのラジエータ６１を含む１つの空気流導引構造７０、ＶＴＯＬロータ２０ｂ，２０ｃの回転軸２１ａの間の設置位置にこれらを冷却するためのラジエータ６１を含む１つの空気流導引構造７０、ＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄの回転軸２１ａの間の設置位置にこれらを冷却するためのラジエータ６１を含む１つの空気流導引構造７０を設けることができる。これらの設置位置は、隣接する２つのＶＴＯＬロータ２０を同時に冷却する並列式の冷却回路を構成する場合に２つのラジエータを含む空気流導引構造７０を設置する場所として好適である。
【0048】
なお、空気流導引構造７０の設置位置は、少なくとも部分的にブーム１８が前翼１４に接続される箇所にあってよく、それにより空気流導引構造７０を前翼１４のフレーム等を利用してより安定にブーム１８に固定することができる。また、空気流導引構造７０の設置位置は、前翼１４及び後翼１６の間に支持されるブーム１８の胴部にあってよく、それにより空気流導引構造７０をより安定にブーム１８に固定することができる。また、空気流導引構造７０の設置位置は、少なくとも部分的にブーム１８が後翼１６に接続される箇所にあってよく、それにより空気流導引構造７０を後翼１６のフレーム等を利用してより安定にブーム１８に固定することができる。
【0049】
また、空気流導引構造７０（すなわち、ラジエータ６１）は、回転方向が逆であり、それぞれの回転軸２１ａの間でブレード２３が同方向に回転移動する２つの隣接するＶＴＯＬロータ２０の回転軸２１ａの間に設置してもよい。それにより、２つの隣接するＶＴＯＬロータ２０の少なくとも一方が起動した際にその一方のロータ、好ましくは両方のロータの１以上のブレード２３の回転により生じる空気流を効率良く空気流導引構造７０のインレット７０ａを介してブーム１８内のラジエータ６１に導くことができる。
【0050】
図５Ａに、冷却システム６０により構成される冷却回路の別の例を示す。本例の冷却システム６０は、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈを用いて複数のＶＴＯＬロータ２０を冷却する、より具体的には、ラジエータ６１Ｌを用いて２つのＶＴＯＬロータ２０のそれぞれの管理温度の低い電気要素、例えばモータ２１を並列に冷却し、ラジエータ６１Ｈを用いて２つのＶＴＯＬロータ２０のそれぞれの管理温度の高い電気要素、例えばインバータ２２を並列に冷却する並列式の冷却回路を構成する。一例として、２つのＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂの回転軸２１ａの間のブーム１８内に配置されたラジエータ６１（２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ）によりそれら２つのＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１及びインバータ２２を冷却する冷却回路について説明する。ただし、冷却液タンク６３は図示省略する。
【0051】
本例の冷却システム６０は、ラジエータ６１Ｌ、２つのＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１、２つのモータ２１に冷却液を供給するポンプ６２Ｌ、これらを接続する配管６４Ｌ，６５Ｌ（ラジエータ６１Ｌに接続する配管により構成される流路を第１流路６６Ｌとする）、ラジエータ６１Ｈ、２つのＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのインバータ２２、２つのインバータ２２に冷却液を供給するポンプ６２Ｈ、これらを接続する配管６４Ｈ，６５Ｈ（ラジエータ６１Ｈに接続する配管により構成される流路を第２流路６６Ｈとする）、第１流路６６Ｌ内の２つのモータ２１と第２流路６６Ｈ内の２つのインバータ２２とを並列に接続する２つの第３流路６６Ｐ、２つの第３流路６６Ｐを第１流路６６Ｌ及び第２流路６６Ｈに対して開閉する４つのバルブ６７を含む。
【0052】
２つの配管６４Ｌ，６４Ｈにより、ラジエータ６１Ｌ，６１Ｈの上側タンク６１ｃ１，６１ｃ２がそれぞれＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１及びインバータ２２に接続される。また、２つの配管６５Ｌ，６５Ｈにより、ラジエータ６１Ｌ，６１Ｈの下側タンク６１ｄ１，６１ｄ２がそれぞれポンプ６２Ｌ，６２Ｈを介してＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１及びインバータ２２に接続される。それにより、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂの２つのモータ２１はポンプ６２Ｌを介して並列にラジエータ６１Ｌに接続され、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂの２つのインバータ２２はポンプ６２Ｈを介して並列にラジエータ６１Ｈに接続される。ここで、ラジエータ６１Ｌ，６１Ｈは、ラジエータ６１Ｌの排気面とラジエータ６１Ｈの吸気面とを対向して重なり合って、それぞれインレット７０ａ側及びアウトレット７０ｂ側に配置される。
【0053】
さらに、第１流路６６Ｌの配管６４Ｌ及び第２流路６６Ｈの配管６４Ｈの間にバルブ６７を介して第３流路６６Ｐが接続され、第１流路６６Ｌの配管６５Ｌ及び第２流路６６Ｈの配管６５Ｈの間にバルブ６７を介して第３流路６６Ｐが接続される。それにより、バルブ６７を開閉して第３流路６６Ｐを介して、第１流路６６Ｌ内のモータ２１にインバータ２２を並列に接続する又は第２流路６６Ｈ内のインバータ２２にモータ２１を並列に接続することができ、ラジエータ６１Ｌ及びポンプ６２Ｌとラジエータ６１Ｈ及びポンプ６２Ｈとのうちの一方のラジエータ又はポンプが故障した場合に他方のラジエータ及びポンプによりモータ２１及びインバータ２２を冷却することができる。
【0054】
図５Ｂに、本例に係る冷却システム６０の制御系の構成を示す。制御系は、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈのそれぞれに備えられたセンサ、２つのポンプ６２Ｌ，６２Ｈのそれぞれに備えられたセンサ、４つのバルブ６７、及び制御部６９を含む。
【0055】
４つのセンサは、例えばラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ及びポンプ６２Ｌ，６２Ｈの停止を検知するセンサであってよい。また、それらを流れる冷却液の圧力、温度、流速等、冷却液の状態を検出することで異常を判定するセンサであってよい。なお、検出結果は制御部６９に送信される。
【0056】
４つのバルブ６７は、配管６４Ｌ，６４Ｈ，６５Ｌ，６５Ｈ、第３流路６６Ｐの配管、及びモータ２１又はインバータ２２を切換え可能に接続する切換弁であり、例えば３方向切換弁を採用することができる。バルブ６７は、制御部６９に制御されて動作する。
【0057】
制御部６９は、制御プログラムを起動することにより冷却システム６０の制御機能を発現するコンピュータ装置である。制御部６９は、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ及び２つのポンプ６２Ｌ，６２Ｈのそれぞれに備えられたセンサから検出信号を受信し、異常が検知されない場合にはバルブ６７を開閉して２つの第３流路６６Ｐを閉じて第１流路６６Ｌ及び第２流路６６Ｈを切り離し、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ及び２つのポンプ６２Ｌ，６２Ｈのいずれかの異常が検知された場合には４つのバルブ６７を開閉して２つの第３流路６６Ｐを開き且つ第２流路６６Ｈを閉じて、第１流路６６Ｌ内のモータ２１にインバータ２２を並列に接続する又は第１流路６６Ｌを閉じて、第２流路６６Ｈ内のインバータ２２にモータ２１を並列に接続する。
【0058】
図６Ａに、本例の冷却システム６０の冷却回路の動作の一例を示す。航空機１００は８つのＶＴＯＬロータ２０を稼働して上昇中であるとする。制御部６９によりポンプ６２Ｌが作動して、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１において加熱された冷却液（例えば７３．９℃）が配管６４Ｌを介してラジエータ６１Ｌに送られ、ラジエータ６１Ｌで冷却された冷却液（例えば４７．４℃）が配管６５Ｌを介してＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１に例えば流速８リットル／分で送られる。同時に、制御部６９によりポンプ６２Ｈが作動して、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのインバータ２２において加熱された冷却液（例えば７６．４℃）が配管６４Ｈを介してラジエータ６１Ｈに送られ、ラジエータ６１Ｈで冷却された冷却液（例えば６３．２℃）が配管６５Ｈを介してＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのインバータ２２に例えば流速１０リットル／分で送られる。
【0059】
ここで、２つのファン６１ｅが作動して、インレット７０ａから取り込まれる空気流（例えば３７℃）が、先にインレット７０ａ側に位置するラジエータ６１Ｌに接触して熱交換することで（例えば５５．３℃に）加熱され、次いでアウトレット７０ｂ側に位置するラジエータ６１Ｈに接触して熱交換することでさらに加熱され、そしてアウトレット７０ｂから排気される。このとき、先に空気流に接触して冷却されることで相対的に作動温度が低くなるラジエータ６１Ｌが管理温度の低い電気要素、すなわちモータ２１を冷却し、後に空気流に接触して冷却されることで相対的に作動温度が高くなるラジエータ６１Ｈが管理温度の高い電気要素、すなわちインバータ２２を冷却することで、ＶＴＯＬロータ２０の電気要素、すなわちモータ２１及びインバータ２２を効率良く冷却することができる。
【0060】
図６Ｂに、本例の冷却システム６０の冷却回路の動作の別の例を示す。航空機１００が８つのＶＴＯＬロータ２０を稼働して上昇している間にラジエータ６１Ｌが異常停止したとする。ラジエータ６１Ｌの異常を検知すると、制御部６９は、ポンプ６２Ｌを停止するとともに、４つのバルブ６７を開閉して２つの第３流路６６Ｐを開き且つ第１流路６６Ｌを閉じて、第２流路６６Ｈ内のインバータ２２にモータ２１を並列に接続する。そして、制御部６９によりポンプ６２Ｈが作動して、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１及びインバータ２２において加熱された冷却液（例えば８５．４℃）が配管６４Ｈを介してラジエータ６１Ｈに送られ、ラジエータ６１Ｈで冷却された冷却液（例えば６６．２℃）が配管６５Ｈを介してＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１及びインバータ２２に例えば流速８リットル／分及び１０リットル／分でそれぞれ送られる。この場合、ラジエータ６１Ｈを流れる冷却水の流量が増え、ラジエータ内部での熱伝達率が改善するため、ラジエータ６１Ｌの異常が発生したとしてもモータ２１及びインバータ２２の温度上昇を最小限に抑えることができる。
【0061】
ここで、２つのファン６１ｅが作動して、インレット７０ａから取り込まれる空気流（例えば３７℃）が、停止しているインレット７０ａ側のラジエータ６１Ｌを熱交換することなく通過し、次いでアウトレット７０ｂ側のラジエータ６１Ｈに接触して熱交換することで加熱され、そしてアウトレット７０ｂから排気されることとなる。
【0062】
一方、航空機１００が８つのＶＴＯＬロータ２０を稼働して上昇している間にラジエータ６１Ｈが異常停止し、ラジエータ６１Ｈの異常を検知すると、制御部６９は、ポンプ６２Ｈを停止するとともに、４つのバルブ６７を開閉して２つの第３流路６６Ｐを開き且つ第２流路６６Ｈを閉じて、第１流路６６Ｌ内のモータ２１にインバータ２２を並列に接続する。そして、制御部６９によりポンプ６２Ｌが作動して、ＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１及びインバータ２２において加熱された冷却液が配管６４Ｌを介してラジエータ６１Ｌに送られ、ラジエータ６１Ｌで冷却された冷却液が配管６５Ｌを介してＶＴＯＬロータ２０ａ，２０ｂのモータ２１及びインバータ２２に送られる。
【0063】
ここで、２つのファン６１ｅが作動して、インレット７０ａから取り込まれる空気流が、インレット７０ａ側のラジエータ６１Ｌに接触して熱交換することで加熱され、次いで、停止しているアウトレット７０ｂ側のラジエータ６１Ｈを熱交換することなく通過し、そしてアウトレット７０ｂから排気されることとなる。
【0064】
このように、バルブ６７を開閉して第３流路６６Ｐを介して、第１流路６６Ｌ内のモータ２１にインバータ２２を並列に接続する又は第２流路６６Ｈ内のインバータ２２にモータ２１を並列に接続することで、ラジエータ６１Ｌ及びポンプ６２Ｌとラジエータ６１Ｈ及びポンプ６２Ｈとのうちの一方のラジエータ又はポンプが故障した場合に他方のラジエータ及びポンプにより２つのＶＴＯＬロータ２０のモータ２１及びインバータ２２を冷却することができる。
【0065】
同様に、２つのＶＴＯＬロータ２０ｂ，２０ｃの回転軸２１ａの間のブーム１８内に配置されるラジエータ６１（２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ）によりそれら２つのＶＴＯＬロータ２０ｂ，２０ｃのモータ２１及びインバータ２２を冷却する冷却回路を構成してもよい。また、２つのＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄの回転軸２１ａの間のブーム１８内に配置されるラジエータ６１（２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈ）によりそれら２つのＶＴＯＬロータ２０ｃ，２０ｄのモータ２１及びインバータ２２を冷却する冷却回路を構成してもよい。
【0066】
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の電気要素を冷却するために設けてもよい。
【0067】
本実施形態に係る冷却システム６０は、離着陸時に鉛直方向の推力を発生する少なくとも１つのＶＴＯＬロータ２０を備える航空機１００において、少なくとも１つのＶＴＯＬロータ２０が有する１以上のブレード２３の回転により生ずる空気流を利用してＶＴＯＬロータ２０を冷却するシステムであって、１以上のブレード２３を上方に支持するブーム１８内で、ブーム１８に設けられたインレット７０ａ及びアウトレット７０ｂの間に格納された２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈを有し、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈのうちのインレット７０ａ側に位置するラジエータ６１Ｌ及びアウトレット７０ｂ側に位置するラジエータ６１Ｈを用いて少なくとも１つのＶＴＯＬロータ２０が有する電気要素のうちの管理温度の低い要素及び管理温度の高い要素をそれぞれ冷却する。これによれば、冷却システム６０により、ブーム１８内でブーム１８に設けられたインレット７０ａ及びアウトレット７０ｂの間に格納された２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈのうち、インレット７０ａ側に位置してインレット７０ａから取り込まれた空気流が最初に接触して冷却されることで作動温度が低くなるラジエータ６１Ｌが管理温度の低い電気要素、例えばＶＴＯＬロータ２０のモータ２１を冷却し、アウトレット７０ｂ側に位置してラジエータ６１Ｌを通過した空気流が次いで接触して冷却されることで相対的に作動温度が高くなるラジエータ６１Ｈが管理温度の高い電気要素、例えばインバータ２２を冷却することで、ＶＴＯＬロータ２０のモータ２１及びインバータ２２を効率良く冷却することができる。
【0068】
また、本実施形態に係る航空機１００は、胴体１２と、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と、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前後方向に延びるブーム１８と、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と、ブーム１８内で、ブーム１８に設けられたインレット７０ａ及びアウトレット７０ｂの間に格納された２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈを有し、２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈのうちのインレット７０ａ側に位置するラジエータ６１Ｌ及びアウトレット７０ｂ側に位置するラジエータ６１Ｈを用いて少なくとも１つのＶＴＯＬロータが有する電気要素のうちの管理温度の低い要素及び管理温度の高い要素をそれぞれ冷却する冷却システム６０を備える。これによれば、冷却システム６０により、ブーム１８内でブーム１８に設けられたインレット７０ａ及びアウトレット７０ｂの間に格納された２つのラジエータ６１Ｌ，６１Ｈのうち、インレット７０ａ側に位置してインレット７０ａから取り込まれた空気流が最初に接触して冷却されることで作動温度が低くなるラジエータ６１Ｌが管理温度の低い電気要素、例えばＶＴＯＬロータ２０のモータ２１を冷却し、アウトレット７０ｂ側に位置してラジエータ６１Ｌを通過した空気流が次いで接触して冷却されることで相対的に作動温度が高くなるラジエータ６１Ｈが管理温度の高い電気要素、例えばインバータ２２を冷却することで、ＶＴＯＬロータ２０のモータ２１及びインバータ２２を効率良く冷却することができる。
【0069】
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。
【0070】
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】
【0071】
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…ブーム、１８ａ…スキン、１８ｂ…リブ、１８ｃ…スパー、１８ｄ，１８ｅ…空間、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、６１，６１Ｈ，６１Ｌ…ラジエータ、６１ａ１，６１ａ２…チューブ、６１ｂ１，６１ｂ２…フィン、６１ｃ１，６１ｃ２…上側タンク、６１ｄ１，６１ｄ２…下側タンク、６１ｅ…ファン、６１ｆ…支持部材、６２Ｌ，６２Ｈ…ポンプ、６３…冷却液タンク、６４Ｈ，６４Ｌ，６５Ｈ，６５Ｌ…配管、６７…バルブ、６９…制御部、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…中心軸、Ｌ７０…中心軸。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】