大きく飛び、小さく運ぶ

人が飛ぶために必要な大きな翼を、使わないときだけ小さくできないだろうか。

「空飛ぶサーフボード」から出発し、翼を人が背負う構造へ発展した構想です。

翼型を作る役割、荷重を支える役割、推進する役割を分け、折り畳みと展開を考えます。

人が乗れて、車などで持ち運べて、低速で飛べる「空飛ぶサーフボード」を考えるところから始まりました。持ち運びやすくするには翼を小さくしたい。一方、低速で揚力を得るには翼面積を大きくしたい。この両立を、飛行時と収納時で形を変えることで考える構想です。

有力案は、ボードに立つ形から、翼装置を人が背負う形へ発展しました。飛ぶときは大きな翼を使い、着陸後は桁を折り畳み、翼膜を圧縮して収納します。実機での性能や有人飛行の成立を確認した技術ではありません。

考えた仕組みと発想の背景

曲げ荷重は折畳み主桁、翼型と空力表面は空気圧と高強度膜、ねじりへの抵抗は補助桁・トラス・テンション材に担当させます。

主桁は背中側から左右へ展開し、飛行時は接合部をロックして一体に近い構造にする考えです。翼根側を高く、翼端へ低くするテーパーも検討します。上下の部材の偶力で曲げを受ける単純なモデルでは M ≒ F × h となり、桁の高さ h を取る意味が見えます。実際の成立には、座屈・ねじり・接合部の変形や疲労まで評価が必要です。

2．加圧で形を作り、着陸後は負圧で小さくする

正圧で翼型を作り、排気して柔軟にし、さらに内部を負圧にして膜を圧縮する三つの状態を考えています。桁は複数の区画で折り畳みます。

膜の繊維方向、チャンバー、局所的な硬さ、折れ線を設計し、決まった形に収納される仕組みを狙います。展開時に同じ翼型へ戻るか、折り癖や摩耗が性能を損なわないかは検証課題です。

3．構造を支える空気と、吹き出す空気を分ける

翼型保持には少流量・比較的高圧、推進や吹出しには低圧・大流量が必要になるため、基本的には別系統とします。推進側は電動ファンから翼内部の空気室へ送り、後縁のスロットやノズルから吹き出す案です。

後縁吹出しに、推力、揚力の増強、流れの剥離抑制、操縦の役割を持たせることを狙います。左右、さらに内側・中央・外側の区画ごとに流量を変えてロールを制御する考えです。実際の効果は翼型、吹出し方向、流量、圧力に左右され、必要電力と合わせて測る必要があります。

4．翼を頭方向・脚方向へ動かし、姿勢を整える

背負子や剛体板にレールを設け、翼ユニット全体を人体に対して前後に動かします。揚力中心と重心の距離を変えて、ピッチとトリムを制御する案です。M = L × d はその効果を捉えるための単純化した関係で、機体全体の姿勢安定を保証する式ではありません。

レールに傾斜やカム形状を持たせ、位置と取付角を連動させることも考えています。IMU、対気速度、加速度、荷重などを使った自動トリムを主制御とし、体の姿勢による操作を補助とします。体格や装備による重心差を補正することも狙いです。

5．背中は飛行装置、足元は地表との接点

飛行時は腰・大腿部・足をハーネスで支え、脚を後方へ上げる姿勢を想定します。足元は、陸上なら車輪、水上ならスキーやフロート、雪上ならスキーという交換式の装備で考えます。

離陸に使った台やボードを地上・水上へ残し、飛行中の重量を減らす案もあります。離着陸時の安定、路面や波の影響、減速・停止、装着者への荷重は、飛行中とは別に評価が必要です。

6．検討用の目安と、まだ確かめていないこと

提供資料では、総重量100〜120kg級、翼面積約11m²、翼幅約8〜10m、平均翼弦約1〜1.4m、収納時の桁長約1mを一つの検討点にしています。確定仕様ではなく、桁長は装置全体の収納寸法を示しません。

飛行速度30〜35km/h級、出力5〜10kW級から検討するという目安も挙げていますが、統合機での性能を検証した値ではありません。抵抗、吹出し・配管損失、上昇性能、余裕、電源や支持構造の重量まで含め、再計算と実測が必要です。大きな翼を設けることだけで低速での安全性が確保されるわけでもありません。

7．まずは部分試験と、無人の縮尺実証機から

最初に確かめるのは、翼型の再現性、膜の安定、桁とロックの強度、ねじり剛性、後縁吹出しの推力・揚力・制御効果です。そのうえで無人の縮尺機に、折畳み桁、加圧翼、左右独立吹出し、翼の前後スライド、負圧収納を組み合わせます。

制御の応答、電源喪失、空気漏れ、片側吹出しの不調、ロック不良、スライド固着など、成立しなくなる条件も調べます。目的は、分けた機能がそれぞれ成立し、組み合わせても働くかを確かめることです。

この構想で伝えたい発想

「翼」という一つの物体をそのまま小さくするのではなく、必要な働きを取り出し、担当する仕組みを分け、飛行時に統合する。目的と原理に立ち返り、前提や役割分担を変える、発想研究所の検討例です。

既存技術との違いや新規性は別途調査が必要です。この掲載は、実証済みの製品や、当社が航空機の専門開発全般を受託できることを示すものではありません。

原理を知るための参考

NASA：揚力の関係式 ／ NASA：後縁吹出しによる循環制御の研究

一般的な原理と関連研究の参考です。この装着型構想の性能を裏付ける資料ではありません。

考察のまとめと、次に考えたいこと

翼の大きさを小さくするのではなく、使うときと運ぶときで、翼の構造を変える発想です。

ただし、折り畳めることと、飛行中に必要な強度や安定性を保てることは違います。

重要なのは、分けた機能を再び組み合わせたとき、飛行体として成立するかどうかです。

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