「飛行機らしい形」を外れた10の飛行特許

どんな発明？

Gravity Industriesの「A flight system」は、人が背中と両手に推進装置を装着して飛ぶシステムです。FIG. 3A・3Bには、背中側の装置に加えて左右の腕へ複数の推進器を持つ人物が描かれています。

固定翼やローターで機体全体の姿勢を制御するのではなく、利用者が腕を動かして左右の推力方向を変えます。つまり操縦桿を操作する人と、推力を向ける機構が同じ身体に重なっています。

どんな発明？

米国で公開された「Man-powered ornithopter-sailplane」は、人の筋力で翼を羽ばたかせる航空機を描いています。FIG. 1では操縦者を中心に細長い胴体と左右の大きな翼が配置され、鳥の翼のように動かすための構成が示されています。

一般的な人力飛行機は固定翼とプロペラの組み合わせが多いのに対し、この案は翼そのものの周期運動を推進と揚力に使います。飛行機を人力化するのではなく、鳥の飛び方を機械へ戻しているところが特徴です。

どんな発明？

Bell Helicopter Textronの「Personal air vehicle with ducted fans」は、機体の前後左右に四つの大きなダクトファンを置いた個人用航空機です。FIG. 1では操縦席を囲むように円形ファンが配置され、左右のファンは機体に対して向きを変えられます。

特許は滑走路を必要としないdoor-to-door型の個人移動を想定しています。ヘリコプターのような大きな一枚のローターではなく、複数のファンを機体の輪郭へ埋め込むことで、飛行機ともヘリコプターとも違う姿になっています。

どんな発明？

Bellの「Aircraft with selectively attachable passenger pod assembly」は、ローターや翼を持つflying frameと、乗客が入るpod assemblyを分け、飛行フレームが必要なポッドへ出向いて結合します。

FIG. 4A〜4Cでは、飛行フレームが地上のポッドへ横から近づき、上から覆う位置へ移動して結合するまでが連続図で描かれます。目的地では再び切り離せるため、一つの飛行フレームを複数の客室で使い回せます。

どんな発明？

Aurora Flight Sciencesの「Wing tip docking system for aircraft」は、その名の通り飛行中の航空機同士を翼端で接続するための仕組みです。FIG. 3では二機の翼端が向き合い、一方から伸びる柔軟な部材とドッキング機構が描かれています。

翼端付近には強い渦があるため、単に近づけば安定して接続できるわけではありません。特許は空気流を調整し、まずsoft dockingで位置関係を作った後、hard docking機構で一時的に固定する流れを説明しています。

どんな発明？

University of Florida Research Foundationの「Morphing aircraft」は、UAVを小さく畳むだけではなく、別の物に見せるところまで踏み込みます。FIG. 2では、飲料ボトルのような円筒胴体から翼、尾翼、プロペラが展開しています。

特許本文は、Gatoradeのプラスチックボトルのような飲料容器を胴体として使う実施例まで説明し、外装の色やtrade dressを消費者向けブランドの容器に似せる構成も記載しています。飛んでいない時にはUAVだと分かりにくくする発想です。

どんな発明？

Boeingへ譲渡された「Ballistically deployed telescoping aircraft wing」は、翼をゆっくり機械的に伸ばすのではなく、圧縮ガスやpyrotechnic gas generatorを使って短時間で展開する構想です。FIG. 6A〜6Cには翼内部の入れ子部分が移動する過程が描かれます。

特許は、格納時にはできるだけ小さな体積へ収め、必要になった時には一秒未満のような短い時間で空力面積を増やすことを狙っています。伸び切った後はラッチ機構で位置を固定します。

どんな発明？

JAXAの「Morphing wing」は、一枚の硬い翼を回転させるのではなく、鳥の風切羽のように細長い翼面を何枚も並べて形を変えます。FIG. 1には左右に羽根状部材を持つ機体全体、FIG. 2にはそれらを支えるリンク機構が大きく描かれます。

複数の部材を連動させれば、翼端の形、展開量、後退角などを飛行状態に合わせて変えられます。鳥が羽根を一本ずつ完全に独立制御せず、重なり方を変えて翼全体を作るのに近い考え方です。

どんな発明？

Textron Innovationsの「Distributed propulsion system」には、機体の周囲を囲む閉じた翼・フレームへ多数のプロペラを配置した実施例があります。FIG. 5Aでは、中央の胴体を大きな輪が囲み、その輪の各所に小型プロペラが並びます。

特許の中心は、複数の油圧または電動モーターへエネルギーを分散して供給し、それぞれを制御する推進システムです。大きな一つのローターではなく、機体全体へ推進器を分散配置することで、従来機とは全く違う輪郭が生まれています。

どんな発明？

Alberto Carlos Pereira Filhoによる「Vertical take-off and landing cocoon-type flying vehicle」は、個人を外気へ露出させず、コクーン状のカプセルに包んで飛ばす発明です。FIG. 1・2では、卵形の胴体、窓付きドア、外側の推進ユニット、着陸用スキッドが描かれます。

特許は一人用を主に想定しつつ、二人用にも構成できると説明しています。人が跨がるタイプの飛行装置やJet Suitとは反対に、身体をできるだけ機体の内側へ隠し、小さな個室そのものを空へ持ち上げます。