羽ばたき翼を有する筋力駆動飛行機

专利摘要:
本発明は、機体と、前記機体から離れて位置する翼の外側部分に所定の気流における揚力を改善する可変形状または方向舵を有する１組の羽ばたき翼と、前記可変形状または方向舵、方向舵の振りを変更できる昇降舵部とを有する、筋力駆動のオーニソプターに関する。前記１組の羽ばたき翼及び機体は、弾性を有する材料で造られており、前記弾性によって羽ばたき翼は羽ばたきが可能となる。前記羽ばたき翼は、静止位置では下向きに湾曲している。前記弾性は、前記羽ばたき翼が飛行中はパイロットの重量によりニュートラルの位置となるよう計算されている。前記機体は、前記パイロットを前記機体の長軸方向に対して直立姿勢にて収容するよう設計されており、前記パイロットが脚を屈伸することによって段階的に前記飛行機に対する応力を付与及び開放できる。前記オーニソプターは、前記羽ばたき翼の動きに応じて可変の翼の外側部分及び可変である前記昇降舵の振れを作動させる機構をさらに備える。
公开号:JP2011506168A
申请号:JP2010537331
申请日:2008-12-15
公开日:2011-03-03
发明作者:ニコラウス ピートレック
申请人:ピートレック ニコラウスＰＩＥＴＲＥＫ，Ｎｉｋｏｌａｕｓ；
IPC主号:B64C33-02

专利说明:

[0001] 本発明は、筋力により駆動する、オーニソプターとも呼ばれる羽ばたき翼を有する飛行機に関する。]
背景技術

[0002] 現技術水準において、動力駆動及び非動力駆動の羽ばたき翼を有する飛行機を実現するための着想として、いくつかが知られている。]
[0003] しかし、成功が報告されているのは今までのところ２、３の試行にすぎない。１９４２年、Adalbert Schmidは動力駆動による機材を用いて、離陸及び短時間の飛行に成功した。２００６年には、James De Laurier教授が動力駆動のオーニソプターを約３００ｍ飛行させることに成功した。ただ、彼は速度を得るために推進タービンを使用した。これらの機に共通する特徴として、正常な気流下において常時揚力を発生する１組の補助固定翼と、加速のための１組の羽ばたき翼とが挙げられる。]
[0004] １９６０年にはEmil Hartmannが羽ばたき翼による飛行を行ったが、それがどの程度の成功であったかを評価するのは困難である。なぜなら、ゴムバンドにより推力を得て飛行を開始した後、１組の羽ばたき翼による補助で飛行を続けたからである。翼の羽ばたきに必要な力は、レバーとバッフル板を用いてパイロットが腕により供給した。]
[0005] 羽ばたき翼の作動において、パイロットが腕だけで作り出すことのできる筋力は、鳥が飛行する際の持続的な羽ばたき運動を完全に模倣するにはおそらく不十分である。従って、他の従来技術に係る飛行機では、パイロットが脚の運動により羽ばたき翼を作動させることを想定している。例えば、ドイツ特許明細書ＤＥ３５３７３６５Ｃ２には脚の運動を羽ばたき翼の運動へと変換する綿密な方法が記載されている。]
[0006] ＤＥ１９５０９７００７４Ａ１及びＤＥ２９０９９７５Ａ１などに記載されているその他の筋力駆動オーニソプターでは、パイロットの身体の質量加速度による力を利用することが想定されている。しかし、これらの着想では鳥の飛行を模倣するために必要な一連の複雑な動きが無視されている。また、昇降舵部の向きが主翼の羽ばたきの様々な段階において重要な役割を果たしていることも無視されている。]
[0007] 後者２件の公報には剛体の２平面直線翼が記載されているが、これらは回転軸に固定されているため２次元の羽ばたき運動しかできない。これに対し、鳥の翼は一種のローイング運動であり、その動作中に翼の形状が部分的に変化している。]
[0008] まず第一に、初列−次列風切間の運動シークエンスが、鳥の羽ばたき飛行を可能としている。翼を上下運動させると、外側部分はローイング動作となり−鳥の場合これが初列風切に相当する−、一方で機体に近い部分−鳥の場合これが次列風切に相当する−は、ほぼ同じ角度が保たれる。鳥は、上昇飛行の段階では、初列風切を調節して大きな揚力が得られるようにする。一方、下降飛行の段階では、初列風切を逆に調節して揚力がわずかあるいは全く発生しないようにする。このようにして、初列風切が必要な推力を作り出し、一方で次列風切は一定の揚力を確保することができる。]
先行技術

[0009] 独国特許発明第３５３７３６５号明細書
独国特許出願公開第１９５０９７００７４号明細書
独国特許出願公開第２９０９９７５号明細書]
発明が解決しようとする課題

[0010] 本発明の目的は、筋力により推力が得られるよう人体の生体機構を充分に考慮した、鳥の飛行を模倣した羽ばたき翼を有する飛行機を提供することである。]
課題を解決するための手段

[0011] この目的は、請求項１に係る羽ばたき翼を有する飛行機、又は請求項１３に係る羽ばたき翼を有する飛行機の操作方法により達成される。]
[0012] 本発明は、機体と、前記機体から離れて位置する翼の外側部分に所定の気流において上昇飛行を改善する可変形状又は方向舵を有する１組の羽ばたき翼と、方向舵の振りを変更できる昇降舵部とを有する、羽ばたき翼を有する飛行機であって、前記１組の羽ばたき翼及び機体は、弾性を有する弾性材料により成形されており、前記弾性によって前記羽ばたき翼は羽ばたき運動が可能であり、前記羽ばたき翼は、静止の位置では下向きに湾曲しており、前記弾性は、前記羽ばたき翼が飛行中はパイロットの重量によりニュートラルの位置となるよう計算されており、前記機体は、前記パイロットを前記機体の長軸方向に対して直立姿勢にて収容するよう設計されており、前記パイロットが脚を屈伸することによって前記飛行機への応力を付加及び開放でき、前記羽ばたき翼の動きに応じた前記可変の翼の外側部分及び可変である前記昇降舵の振れの操作が可能な機械的手段をさらに備える飛行機、を想定している。]
[0013] 本発明の飛行機は、可変の翼の外側部分及び／又は方向舵並びに可変昇降舵の振りのそれぞれにより、鳥の飛行の模倣を可能としている。また、本発明に係る飛行機は、効果的な力の伝達によって羽ばたき翼の運動を発生させている。特に本飛行機では、従来技術では周知である機械式の継手を羽ばたき翼の運動に使用することを想定していない。その代わり、羽ばたき翼を機体に固設し、弾性のみによって羽ばたき運動を可能としている。羽ばたき翼は、一方からは飛行中に翼に発生する揚力、他方からはパイロットの重量によって、ニュートラルの位置、即ちほぼ直線となる方向とされる。この目的のため、機体はパイロットを直立姿勢で収容するように設計されており、脚を屈伸することによって飛行機への応力を付与したり開放したりできるようになっている。これにより、飛行中において飛行機に応力を付与すると羽ばたき翼は上向きとなり、飛行機から応力を開放すると翼は下向きに振れる。可変の翼の外側部分及び可変な昇降舵の振れもまた、鳥の飛行を模倣するのに重要である。可変な方向舵の調節は、パイロットが機械的に行ってよく、あるいは例えば好適な機械的な結合などにより、羽ばたき翼の位置に基づいて自動的に行われてもよい。]
[0014] 好適な実施形態において、飛行機はパイロットを少なくとも２方面から囲う可撓性の内部フレームを有し、当該フレーム上に羽ばたき翼が設けられる。このフレームは、可撓性のモノコック構造に一体化してもよい。また、機体部分の空力特性を改善する非構造材のカバーがあってもよい。]
[0015] 好ましくは、前記フレームは飛行機の長軸に対し横断方向に弾性変形可能である。フレームが長軸に対して横断方向に変形能を有することで、方向舵としての動作が可能となり、本実施形態における羽ばたき翼の動きが担保される。]
[0016] 本発明の実施形態の一つでは、機体と翼の双方の少なくとも一部分が可撓性のモノコック構造で形成されている。]
[0017] 可変の翼の外側部分は、本発明の実施形態の一つでは翼の後縁部分における少なくとも１つの方向舵により形成される。あるいは、可変の翼の外側部分は、後縁全体が動作するものであってもよい。本発明の他の実施形態では、可変の翼の外側部分においてその形状が変化するものであっても良い。例えば、当該部分において翼は可撓性を有する構造となっており、翼の前縁を後縁に対して動かす機械的な装置を備えることで、当該部分における翼の調節角を変化させる。]
[0018] 本発明の実施形態の一つによれば、飛行機は羽ばたき翼を構成するいくつかの平行なスパーを有する。当該スパーは機体に固接されている。これらのスパーは、材質やその厚みを選択することにより、構造として組み込まれた際に所望の可撓性を与えることが可能となる。]
[0019] 可変の翼の外側部分及び／又は昇降舵の振れは、操縦桿及び／又はケーブル操作によってパイロットが手動で操作してもよい。あるいは、可変の翼の外側部分及び／又は昇降舵の振れの制御を、羽ばたき翼の動きと関連付けてもよい。後者の実施形態では、予め自動的に決定された動作にパイロットが所望の動作を重ねることで、例えば従来の方法により昇降舵の振れ又は方向舵の角度の制御が可能となるような、付加的な機械的装置が想定されている。]
[0020] また、本発明は羽ばたき翼を有する飛行機の操作方法を提供する。当該方法は、パイロットが飛行機への応力を付与及び開放できることによるところが大きい。羽ばたき翼の運動は、応力が段階的に付与及び開放される際に生じる。]
[0021] 本発明の実施形態の一つでは、パイロットが可変の翼の外側部分及び／または昇降舵の振れを、例えば手動の装置により応力の付加及び開放に応じて作動させる。あるいは、又は付け加えて、可変の翼の外側部分及び／又は昇降舵の振れは、自動で行われてもよい。]
[0022] 飛行機からの応力の解放は、パイロットが脚を飛行機から完全に離すことで行ってもよく、その結果パイロットはこの飛行段階において飛行機から独立した弾道体として動く。]
[0023] 飛行機の操縦は、体重の平行移動により行うことができる。例えば、ハンググライダーのように、飛行機の長軸及び横軸の双方に沿って体重を移動させるだけで操縦を行う事ができる。]
[0024] 以下に、添付の図面と共に本発明の好ましい実施形態及び好ましい飛行方法を記載する。]
図面の簡単な説明

[0025] Ｆｉｇ．１は、変形可能な翼端を有する羽ばたき翼の一例について、その構造を概略的に示す。Ｆｉｇ．１ａは、Ｆｉｇ．１に係る可変翼の２つの断面を示す。
応力の発生及び減少により種々の程度に伸張した主翼の前面概略図である。
上昇飛行時に想定される、パイロットの動作、その結果与えられるエネルギー、昇降舵の利用及び主翼の羽ばたき運動の例の側面図である。
主翼カバーを除いたオーニソプターの実施形態の一つを透視画により示す。
静止位置における羽ばたき翼を有する飛行機の略図であり、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。
様々な飛行段階における羽ばたき翼を有する飛行機の概略図をパイロットの取る姿勢と共に示し、図中Ｓは側面図、Ａは上面図及びＶは前面図を表す。]
実施例

[0026] 本発明は、軽量で持ち運びできる飛行機であり、パイロットが風に向かって走ることにより飛行を開始することができ、可撓性のフレームとそこに固設された湾曲した翼を有し、飛行において何らかを介在させること無く直接にパイロットの体の重量加速度をもって羽ばたき運動をさせることができる飛行機であって、前記翼はその構造によって鳥を模倣した昇降舵の動作を行うことができ、且つその形状を連続的に変化させることができる。羽ばたきの振れ幅は、その周期が同じ場合はパイロットが与えた力の量により直接決まる。その形状と生体力学的特性に関し、本飛行機の翼は、鳥の翼を大雑把に近似することを意図したものである。飛行中、翼はパイロットの重量と発生する揚力により、その湾曲と形状特性に基づいた伸張した形状となる。立位のパイロットは、充分に広い座面において必要に応じて体をあらゆる方向にすることができる充分な空間が与えられており、そのためパイロット／オーニソプターを合わせた重心を操ることができる。さらにパイロットは、上体を加速させることにより、随時リズムと力の量を変化させたり、あるいは短時間で加速させることにより、飛行機よりも遙かに重い自身の体重の慣性を必要に応じて飛行に利用することができる。羽ばたきの速度を操るには、パイロットはケーブル操作又は連係により翼の先端をより大きく又はより小さく湾曲した状態にすることができ、その結果翼の先端に生じる揚力を負の揚力に変えることができる。下降ストローク及び上昇ストロークのそれぞれに応じて、並びに／又は個々の翼の形状に応じて、好適な調整角が存在する。このようにして、パイロットは羽ばたきの周期、羽ばたきの振れ幅及び与える力の制御を最適に調和させることができる。]
[0027] 図４は、飛行機の概略全体図を示す。飛行機は、フレーム形状の可撓性機体５と、その下側に隣接したパイロットスタンド７とを有する。パイロットスタンドの飛行方向後方には自由空間が設けられており、パイロットがその位置に身を置いて飛行機を運ぶことができるようになっている。また、把手６はフレーム５の飛行方向に設けられている。把手は、飛行機の昇降舵を操作可能にする機械的な装置と共に設けられる（略図では不図示）。羽ばたき翼は、可撓性の機体５の両側に付設されるが、図４においてはスパー９として象徴的にしか示していない。スパー９は、図１に示す形状に覆われる。機体５とスパー９の接続は剛直であるが、機体５及びスパー９は共に可撓性を有するので、翼は羽ばたき運動が可能である。図２に、翼の羽ばたき運動を概略的に図示する。図２において、２の位置はパイロットの重量のみを負荷とした滑空時の位置である。それに対して、１の位置は上方ストロークを示す。パイロットがパイロットスタンドから上方に飛び上がって２倍の重力加速度をパイロットスタンド７に加えた時に、この状態が得られる。３の位置は、静止位置の翼、即ちパイロットの重量による応力を受けていない状態を示す。４の位置は、羽ばたき翼の最大下方ストロークを示す。下方ストロークは、翼の外側部分における方向舵の位置に応じて発生した負の揚力により生じる。図６乃至１５は、飛行段階における詳細な運動シークエンスを説明するものである。] 図１ 図２ 図４ 図６
[0028] 再び図４に戻り、フレーム５の後部には昇降舵８が付設された尾部支材が接続されている。この昇降舵８は、機械的な装置（図示せず）により調節されてもよい。] 図４
[0029] 本発明に係る羽ばたき翼を有する飛行機の操作方法は、飛行中の鳥が行う運動シークエンスの複写に基づくものであり、好ましくは翼の下降ストローク中に、飛行機からパイロットの重量を段階的に取り去る方法に基づいている。開始時には、パイロットが飛行機を持って向かい風に走り、開放状態の機体に後ろから飛び乗ることが想定されている。飛び乗る際、パイロットはできるだけ損失が少なくなるように高い位置へと前方へ長く飛ぶべきである。続いてパイロットは、オーニソプター上で伸張とジャンプをリズミカルに繰り返すことで、翼の基部が接続されたフレームに損失無く直接に翼を羽ばたかせるためのエネルギーを即座に付与する。ジャンプは、体の加速度が最大となる時点において翼の伸張が出来る限り大きくなるよう選択しなければならない。なぜなら、その形状において翼は最大の揚力を発生し、その結果、体の加速度に対しては最大の抗力が存在するからである。このとき、得られたエネルギーの一部が速度に変換されるよう、オーニソプターは若干の下降／滑空飛行とすべきである。パイロットは前方へジャンプする。ジャンプが完了する直前に、パイロットの加速度は消失する。与えられるエネルギーと蓄えられたエネルギーとが一旦平衡点を超えると、オーニソプターのスパーと機体は蓄えたエネルギーを開放し始める。ジャンプの完了時点において、パイロットの重量はもはや飛行機に応力を与えておらず、昇降舵部を用いてオーニソプターを自身の動きに合わせて上昇飛行の進路としない限り、パイロットは飛行機の上方且つ前方への弾道軌道上にいることになる。障害となるパイロットの重量が無いため、オーニソプターは開放されたエネルギーの全量を上昇と加速に利用することができる。時間と共にパイロットの飛行進路は平坦となるので、パイロットはオーニソプターの上昇飛行の障害とならないように、また次の飛び跳ねに備えるために脚を縮めなければならない。このようにして、まずパイロット次いでオーニソプターが、交互に高度と推進を得る。翼が上下に羽ばたく過程において、パイロットは、上述の動作を調節可能な翼の先端を用いて担保することができる。]
[0030] 図１は、透視画により、機体に近い部分は剛直で、翼の外側部分は可変な形状を有する翼を示す。機体に近い部分の翼は、別の方向にねじれを有するが剛直に作られている。生じる揚力は、形状を変えることにより、機体から距離が離れるにつれて（ａ、ｂ、ｃ）小さくなる。翼の外側部分IIは、変形可能であり、翼の羽ばたきの制御に使われる。図示の実施形態では、その形状を変化させてもよい。他の実施形態として、同様の目的で翼の後縁部分に方向舵を備えてもよい。図１ａに翼の外側部分IIの断面図を示す。図は、翼の形状を調節する仕組みを示すものである。翼の前縁部分は、可撓性の材料からなり、翼下面において飛行進路の長軸方向に移動しても良い。翼の前縁部分は、翼の上殻を下殻に対して押圧することによって高さを変化させることができる。] 図１ 図１ａ
[0031] 翼の下方へのストロークを含む段階に先んじて、パイロットは上方に飛び跳ねることで一時的に飛行機から自身の体重を取り去る。同時に、パイロットは昇降舵を操作して、飛行機を上昇飛行させる。パイロットの体は、ジャンプ後の短時間、弾道状に飛行機に追随する。この後、パイロットは飛行機に応力を加える。パイロットの体重は、飛行機により生じた揚力により支えられる。この段階において、パイロットは継続するオーニソプターの上昇飛行の障害とならないように、また次の飛び跳ねに備えるために脚を縮める。以下では、図６Ａ〜１５Ｃにおいて、どのようにしてパイロットの動作によりエネルギーが飛行機に移されるかを説明する。]
[0032] 図５Ａ〜Ｃは、静止位置の飛行機のそれぞれ側面、上面及び前面図である。]
[0033] 前面図Ｖ：翼は下側に湾曲し、向かい風が強くなると上記の設定のため伸張して自動的にスパーに張力を与える傾向がある。]
[0034] 側面図Ｓ：昇降舵は、滑空時などと同様のニュートラルの位置である。翼の先端もまた、ニュートラルの位置である。]
[0035] 上面図Ａ：側方翼のスパーは、両側ともわずかに負に湾曲しており、飛行中には向かい風による空気抵抗と機体の張力とによりニュートラルとなる。]
[0036] 例示として、図６Ａ〜１５Ｃは、昇降舵と翼先端の方向舵を利用しながら上昇飛行を行う方法を段階毎に示したものである。その記載は、それぞれ（Ｖ）前面図、（Ｓ）側面図、及び（Ａ）上面図に関するものあり、体の加速度が最大でスパー及びフレームの張力も最大となる飛行途中より開始する。]
[0037] 図６Ａ〜Ｃ：]
[0038] Ｖ）この時パイロットは、身体の重量加速度が最大の段階である。コクピットフレームは、最大の正の張力を受けている。翼は、最大の正の張力を受け伸張した状態であり、加えられた加速度のついた体重に対して最大の抗力を与えるので、結果として飛行機は最も効果的に体の加速に抵抗することができる。従って、発生するエネルギーは、その一部がすでに開始しているパイロットの体の上方への移動へと変換されると共に、わずかに下降飛行している飛行機の加速へと変換される。この時、翼が伸張しすぎないことが前提となっている。]
[0039] Ｓ）飛行機の飛行方向は、わずかに下向きを指している。体の加速によって与えられたエネルギーは、非常に効率よく推進力へと変換される。昇降舵は、ニュートラルの位置である。翼先端の方向舵は、翼が伸張することで幾分かの揚力を発生し、その結果ニュートラルの位置となって空気抵抗が最小化される。]
[0040] Ａ）上面図においても、フレームは最大の正の張力を受けている。このようにして生じる翼スパーの負方向への湾曲も、上記の方向舵による飛行運動を構成する一要素である。翼は「反り返って」いる。]
[0041] 図７Ａ〜Ｃ：]
[0042] Ｖ）パイロットの体の加速度は減衰し、その結果翼に応力を与えている重量が減少する。この応力の減少により、翼スパーは張力を開放できるようになり、そのエネルギーが加速、特にｃの部分の加速に変換される。]
[0043] さらに、コクピットフレームも補助的に張力を翼スパーへと伝える。翼先端の方向舵は、この部分の空気抵抗が最小となるようにニュートラルの位置にある。]
[0044] Ｓ）飛行機の飛行方向はわずかに下向きで、その後水平となっていく。この段階では、パイロットは昇降舵を設定して次に続く上昇飛行を開始する。翼先端の方向舵は、この部分の空気抵抗が最小となるようにニュートラルの位置にある。]
[0045] Ａ）翼先端は、結果的に昇降舵の動きに合わせて後方及び前方に動く。機体は、引き続き補助的に張力を与える。]
[0046] 図８Ａ〜Ｃ：]
[0047] Ｖ）飛行機に対するパイロットの体の加速度がさらに減衰する。パイロットは、もはや飛行機にエネルギーを供給せず、前方への上方弾道飛行の段階にある。飛行機は、上昇飛行をしておりパイロットに追随する。コクピットフレームは、張力を開放し始める。翼スパーは、残った張力を放出する。この段階において、パイロットの重量は飛行機に応力を与えないので、放出される残ったエネルギーを高度の上昇へと変換することができる。パイロットは、各翼の部分IIを調節することで翼の振りを補助する。]
[0048] Ｓ）パイロット及び飛行機は、平行な弾道飛行の進路にある。昇降舵は、短時間の間最大に設定され、飛行機を上昇飛行させる。翼先端の方向舵は、完全に設定されて翼の下方への振りを補助する。]
[0049] Ａ）コクピットフレームは張力を開放し始め、方向舵の動きは継続している。]
[0050] 図９Ａ〜Ｃ：]
[0051] Ｖ）翼は、両翼とも翼の部分IIの設定に補助されて、継続して機体に対して下方へと羽ばたき、スパーの静止位置を超える。両側の翼先端は、てこの作用により翼の曲面に沿って互いへと向かって湾曲する。パイロットの重量による逆作用がないことから、このてこの作用によって、継続している上昇飛行と合わせてオーニソプターの高度をさらに上げることができる。この後上記のてこの作用は、引き続いて弾道飛行の進路が平坦となったパイロットに対して作用し始める。翼スパー及びコクピットフレームには、次第に負の張力が発生する。]
[0052] Ｓ）昇降舵は、飛行と同じ方向を指している。翼先端の方向舵は、翼スパーと連係して推力を発生するが、飛行機の飛行進路及び翼の湾曲の増大のおかげで上昇飛行に逆影響を与えることはない。パイロットと飛行機の弾道飛行進路は、互いに近似している。]
[0053] Ａ）コクピットフレームにおける負の張力も増加する。方向舵の動きは継続している。]
[0054] 図１０Ａ〜Ｃ：]
[0055] Ｖ）この段階では、パイロット及び飛行機の進路が交差するので、パイロットは脚を引くことで、自身の重量が上昇飛行を継続している飛行機及び翼のてこの作用に対して早過ぎる反作用となることを避ける。この段階において、翼は最大の負の張力を得ており、上方へのてこの作用によるモーメントが相殺される。この段階の終了時には、パイロットは翼先端の方向舵の向きを完全に変えて、翼の振り戻しにより生じる逆のてこの作用を相殺することが可能であり、またそうしなければならない。結果として飛行による風が両側の翼の部分IIをそれぞれ押して、翼は再び伸張した位置とされる。同時に、コクピットフレームは最大の負の張力を受けているが、それが開放された結果、翼の上方への振りを補助する。]
[0056] Ｓ）パイロットの飛行進路は引き続き平坦であり、パイロットは飛行機が引き続き上昇飛行するのを妨げないように脚を自身の重心に向かって縮める。この段階の終了時には、パイロットは昇降舵を使って飛行機を上昇飛行から水平飛行の姿勢にする。]
[0057] Ａ）コクピットフレームは、負の張力が最大となる時点を超えている。両側の翼スパーは、最大の正の湾曲状態に達する。方向舵の動きは継続している。]
[0058] 図１１Ａ〜Ｃ：]
[0059] Ｖ）パイロットは、開放される負の張力によって翼が伸張位置に戻るよう翼先端の方向舵の向きを変える。そうすることで、緩やかな上昇飛行が助力される。パイロットは、飛行機が緩やかに上昇飛行するのを妨げないよう引き続き脚を縮める。]
[0060] Ｓ）パイロットは水平な飛行進路にあり、引き続き脚を縮める。その結果、パイロットと飛行機は互いに近づく。昇降舵によって、飛行機は水平な飛行方向とされる。]
[0061] Ａ）コクピットフレームでは、負の張力が減少し始める。そうして、翼の上方への羽ばたきが補助される。翼先端は、方向舵の動きに応じて後方及び前方に動く。]
[0062] 図１２Ａ〜Ｃ：]
[0063] Ｖ）ここで、飛行機及びパイロット（の重心）の飛行進路は一致し、パイロットの重量と機体及び翼スパーの負の張力の減少とが連係して翼の上方への羽ばたきを助力し始め、ゆっくりと増加しつつあるパイロットの重量に対する抗力を与える。パイロットは、主に次の加速段階のための生体力学的に適した開始位置となるように、引き続き脚を縮める。負の張力は、ゆっくりと低下して零となる。]
[0064] Ｓ）昇降舵はニュートラルの位置であり、わずかに上方に傾いた機体を水平な飛行進路に保持する。パイロットは、引き続き脚を引く。翼先端の方向舵は、翼が伸張した位置となるように設定される。]
[0065] Ａ）コクピットフレームは、応力から開放されている。翼の先端は、すぐにパイロットに隣接したニュートラルの位置となる。]
[0066] 図１３Ａ〜Ｃ：]
[0067] Ｖ）この時、コクピットフレーム及び翼は応力から開放されている。パイロットの重量、スパーの振り及び静止状態に設定された翼先端の昇降舵によって、翼は伸張した位置とされる。パイロットは完全に脚を縮めており、ジャンプに備えて待機している。]
[0068] Ｓ）昇降舵はニュートラルの位置であり、わずかに上昇姿勢を取る飛行機を水平な飛行進路に保持する。一方で、パイロットの飛行進路は予測では下向きを指すようになるが、それは飛行機により回避される。飛行機及びパイロットは、エネルギーを失い速度を落とすが、高度は保持され、この段階の終了時には翼に正の張力が生じ始める。翼の先端は、この時パイロットの臀部と同じ高度で隣接している。この段階の終了時には、パイロットは体を前方へと動かし始める。そうして共通質量中心が移動した結果、パイロットは昇降舵を作動させる必要なく飛行機の機首を下げることができる。]
[0069] Ａ）コクピットフレームには、張力が生じる。翼スパーは、空気力学的な抗力にもかかわらず、構造上負に湾曲する。]
[0070] 図１４Ａ〜Ｃ：]
[0071] Ｖ）コクピットフレーム及び翼には、引き続き張力が発生する。パイロットの重量、スパーの振り及び静止状態に設定された翼先端の昇降舵によって、翼は伸張した位置となる。この段階の終了時に、パイロットは脚を伸ばすことによって体を加速し始める。パイロットは、前方且つ上方に飛び跳ねる。]
[0072] Ｓ）飛行機は、わずかに下向きの飛行進路をとりながらゆっくりと前進する。この時翼は、翼の部分IIによって伸張した位置とされ、パイロットの横に隣接して位置する。]
[0073] Ａ）コクピットフレームには、引き続き正の張力が発生する。その結果、翼スパーは負に湾曲した位置となる。]
[0074] 図１５Ａ〜Ｃ：]
[0075] Ｖ）この時、コクピットフレームでは正の張力が最大に達している。翼においても、この時正の張力が最大となる。翼は延伸伸張され、且つ水平の位置にあることから、その投射面積が最大となり、起き上がりつつあるパイロットの体の圧倒的な加速度に対して、最適な抗力をもたらす。]
[0076] Ｓ）昇降舵はニュートラルの位置にあり、飛行機は緩やかな下方への進路を取る。一体となったオーニソプター／パイロットは、パイロットが供給したエネルギーによって前進する。]
[0077] パイロットは伸び上がることで、系にエネルギーを与える。翼先端の昇降舵は、高度が低下しないように、またフレームと翼の正の張力を減少させるように、静止状態に設定されて揚力を発生する。]
[0078] Ａ）コクピットフレームは、この時最大の正の張力を受けた状態である。この段階において、負の湾曲は最も大きくなる。]
[0079] 上記した動作の段階及びシークエンスは、図６等のシークエンスへと直接引き継がれる。] 図６
[0080] 符号の一覧：
１ 最大上振り＞２ｇの応力
２滑空飛行１ｇの応力
３静止位置
４最大下振り
５機体、特にフレーム構造
６把手
７パイロットスタンド
８昇降舵
９スパー
I翼の固定形状部分
II 翼の可変形状部分]

权利要求:

請求項1
機体（５）と、機体（５）から離れた翼の外側部分（II）に所定の気流下において揚力の変更を可能とする可変形状又は方向舵を有する１組の羽ばたき翼と、昇降舵の振れが可変である昇降舵部（８）と、を有する筋力駆動の飛行機であって、前記１組の羽ばたき翼及び機体（５）は弾性を有する弾性材料で成形され、そのため前記機体（５）に固接された前記１組の羽ばたき翼は羽ばたき運動をすることができ、前記羽ばたき翼は静止位置（３）において下方に湾曲し、前記弾性は前記羽ばたき翼がパイロットの重量によって飛行中にニュートラルの位置（２）となるよう設定されており、前記機体（５）は前記パイロットを前記機体の長軸方向に対して直立姿勢にて収容するよう作られており、前記パイロットが脚を屈伸することにより段階的に前記飛行機に対する応力を付加及び開放でき、羽ばたき翼を有する前記飛行機は、前記羽ばたき翼の動きに合わせた前記可変の翼の外側部分（II）の作動及び前記昇降舵の振れを可能とする機械的装置をさらに備える、飛行機。
請求項2
前記パイロットを少なくとも２方面から囲み、前記羽ばたき翼が載置される可撓性の内部フレーム（５）を有する、請求項１に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項3
前記フレーム（５）が、前記飛行機の長軸方向に対して横断方向に弾性変形可能である、請求項２に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項4
前記機体（５）及び翼の少なくとも一部が可撓性のモノコック構造により成形されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項5
前記可変の翼の外側部分（II）が、前記翼の後縁部分における少なくとも１つの方向舵により構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項6
前記羽ばたき翼が、１またはそれ以上の平行なスパーであって、前記機体（５）に接続され、少なくとも前記翼の外側部分まで延在するスパーを有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項7
前記可変の翼の外側部分及び／又は昇降舵の振れを、操縦桿及び／又はケーブル操作によって前記パイロットが手動で操作することができる、請求項１から６のいずれか１項に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項8
前記羽ばたき翼のカバーが、前記翼の外側部分（II）の動きに合わせて変化する、請求項１から７のいずれか１項に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項9
制動要素が前記機体の振動を制動する、請求項１から８のいずれか１項に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項10
前記機体用の制動要素が制御可能である、請求項９に記載の羽ばたき翼を有する飛行機。
請求項11
前記羽ばたき翼の弾性が、前記翼の１又はそれ以上のスパーに沿って変化する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の飛行機。
請求項12
前記羽ばたき翼の弾性が、前記機体に近い位置（ａ）から前記機体から離れた位置（ｂ）にかけて増大し、及び／又は前記弾性が、前記機体に近い前記位置（ｂ）から前記機体からさらに離れた位置（ｃ）にかけて減少する、請求項１１に記載の飛行機。
請求項13
前記パイロットが、脚の動きにより段階的に前記飛行機に対する応力を付加及び開放する、請求項１から１２のいずれか１項に記載の羽ばたき翼を有する飛行機の操縦方法。
請求項14
前記パイロットが、前記応力の付加及び開放により、前記翼の外側部分（II）を段階的に操作する、請求項１３に記載の方法。
請求項15
前記パイロットが、段階的に、前記飛行機への応力を完全に開放する、請求項１３又は１４に記載の方法。
請求項16
前記パイロットが、体重を長軸方向又は横方向に水平移動させることで前記飛行機を操縦する、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の方法。