操作自在な無人低速飛翔体
【課題】二重反転式の回転翼を有した飛翔体の離陸時におけるダイナックロールオーバを防止する。また、各種飛翔の制御を、簡易な構造で、容易に行う。
【解決手段】２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段３３が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３３ａ、３３ｃ）設けられる。そして、対向する面積調整手段３３ａ、３３ｃの両面積が上昇時には同量づつ減少され、下降時には同量づつ増加されるよう面積調整手段３３ａ、３３ｃが制御される。これにより、飛翔体２０が昇降される（矢印Ｅ）。
【解決手段】２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段３３が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３３ａ、３３ｃ）設けられる。そして、対向する面積調整手段３３ａ、３３ｃの両面積が上昇時には同量づつ減少され、下降時には同量づつ増加されるよう面積調整手段３３ａ、３３ｃが制御される。これにより、飛翔体２０が昇降される（矢印Ｅ）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって飛翔体の飛翔を、制御する装置に関し、特に、無人飛翔体を遠隔操縦により制御する遠隔操縦装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】日本の国土では、地震、風水害、土砂崩れ、雪崩、火山噴火、津波、山火事など多種多少の自然災害が発生する。
【０００３】近年のように情報化が進んだ社会では、通信回線の途絶は被災地の復興を遅らせるだけではなく、災害現場の状況がつかめないことは後方の支援組織の効率的な活動の妨げになる。
【０００４】地震や航空機墜落など、被害者を救援するだけの状況であれば救援ヘリコプターが有効であるが、噴煙をあげている火山の活動を上空から近づいて監視する場合には、突然の噴火による火山弾の直撃による二次災害を防止するためにも無人の飛翔体を用いることが望ましい。
【０００５】同様に、低空飛行する有人ヘリコプターを気流の変化の激しい山岳地域での遭難事故の捜索に使うとすると、墜落や衝突などの二次災害の危険があり、雪崩の危険のある地域での捜索に使うとするとヘリコプターから吹き下ろされる強烈な下降流によって新たな雪崩が発生する危険がある。
【０００６】このため、上空からの被災者の捜索が困難な場合には、地上から大勢の救援隊が捜索にあたったり、雪解けを待って遺体となった被災者を捜索することになるが、捜索が時間がかかったり事後的であり、迅速に捜索を行うことができない。
【０００７】したがって、こうした場合に、小型で遠隔操作できる無人の飛翔体の利用が望ましく、広い地域を迅速に捜索することができる。
【０００８】さらに、被災地の映像や通信を緊急に復旧するためには、上空に無線中継器を静止させておく必要があるため、高価で多様な使い道のある有人ヘリコプターを無線中継のためだけに利用することはコスト的に困難である。
【０００９】こうした場合にも、小型で遠隔操作できる無人の飛翔体であれば、低コストで緊急の通信回線を確保して救援活動に利用することができる。
【００１０】小型で遠隔操作できる無人の飛翔体の利用の要請は、上述した各種災害現場だけではなく、広く農業、牧畜業などの分野からの要請もある。
【００１１】小型で遠隔操作できる無人の飛翔体を使って、農業における薬剤散布、種子まき、生育状況や作柄の写真撮影を行うことができる。
【００１２】また、牧畜業における放牧状況の監視に利用できる。
【００１３】さらには、鉱山における発破前の安全確認、養殖漁業における餌撒きや、赤潮の監視などに利用することができる。さらには、ダムや送電線の監視、上空の排気ガスの採取に、火山噴火や土石流などの状況を遠くの安全な地点から遠隔操作でテレビ中継する場合にもその用途がある。
【００１４】このように、遠隔操縦できる小型の無人飛翔体の各分野からの要請は大きいものの、現状では以下のような問題がある。
【００１５】すなわち、従来、広い水田の農薬散布は、人間が搭乗して操縦するヘリコプタのほか、全長が２ｍほどのラジコン模型のヘリコプタを使用して行われる。
【００１６】確かに、これらの低速で任意の経路を飛翔する飛翔体を用いて作業を行うことで、農作業の労働力不足を補えたり、作業の合理化を図ることができる。
【００１７】しかし、図３９に示すように、模型にせよ、有人機にせよ、通常のヘリコプタの形態を有している低速飛翔体７０は、機体７３の上部のメインロータ７１、機体７３後部の垂直ロータ７２のいずれもが高速回転した状態でむき出しになっているために、樹木や崖などと衝突すると、ロータが瞬時にして破損してしまい、機体は墜落大破してしまう。
【００１８】そこで、回転翼（ロータ）が地上の障害物と接触して起きる事故を防止することを目的とする構造のものが公知となっている。たとえば、特開平５−３０１６００号公報には、ヘリコプタのメインロータの側面に二重のロータフレームを設けて、メインロータを保護するようにした発明が開示されている。
【００１９】しかし、機体の上部にカバーなどを設けるようにした構造のものは、構造が複雑になってしまう上に、機体の重量が増えてしまい、機体によって輸送できる貨物の重量が著しく制限されることになり、実用化までに至っていない。
【００２０】ここで、通常のヘリコプタ７０の運転操作にあたっては、メインロータ７１の回転に伴うこの回転翼７１の抗力によって機体７３を逆方向に回そうとするトルクを打ち消すために、機体７３後部の垂直ロータ７２の推力を調整するという微妙なテクニックが必要となる。しかも、運転中にこのテクニックを駆使しつつ、突風や離着陸時の機体７３の運動に伴って機体７３が前後方向に傾斜したときに機体７３後部の垂直ロータ７２が地面などに激突しないように細心の注意を払う必要がある。
【００２１】したがって、通常のヘリコプタの構造を持つ低速飛翔体７０を安全に運転するには、特殊な技能を必要となる。
【００２２】しかしながら、現状では、十分に訓練された運転の専門家を要請し雇用することはコストがかかるため、こうした特殊技能をもって人材を多く要請することができない。さらに、ユーザがヘリコプタなどの低速飛翔体７０を使用する際にも、この特殊技能に応じた料金を支払う必要があるため、簡単にヘリコプタなどの低速飛翔体７０を使用することができなかった。
【００２３】このように、従来はヘリコプタなどの低速飛翔体７０を安全に操縦するには制約があり、これが広い分野から潜在的な需要があるにもかかわらずに多く利用されていない原因の一つになっていた。
【００２４】ところで、ヘリコプタなどのように垂直ロータ７２を必要とする低速飛翔体７０とは別に、垂直ロータを必要としない低速飛翔体が、１９世紀にすでに英国で発明されている。
【００２５】これは、水平方向に回転する２つの回転翼（メインロータ）を鉛直軸同軸上に配置し、これらを互いに逆回転させるようにした、いわゆる二重反転式のメインロータを有する飛翔体である。つまり、メインロータを互いに逆方向に回転させることで、メインロータが空気をかき回して回転するときに受ける空気抵抗の反力で機体が回転しないようにしたものである。
【００２６】この種の飛翔体では、メインロータの回転軸に対して軸対称の筒を、メインロータを覆うカバーとして備えたものがある。このカバーの種類としては、板状のものやネット状のものを使用することができる。
【００２７】とりわけ、ＵＳＰ４，７９５，１１１には、筒状の機体の中に高速回転する換気扇（ファン）のようなプロペラを設け、このプロペラの回転に伴って生じた下向きの空気の流れである下降流の下に制御翼を設けた構造のものが開示されている。この制御翼によって、機体の回転トルクが相殺されるとともに、機体のロール、ピッチ方向の姿勢が調整され、さらに機体が平行移動される。
【００２８】この種の二重反転式の回転翼を有した飛翔体は、回転翼の周囲をカバーで覆うことで、機体全体を覆うことができることから、構造的に容易な構造のものにすることができる。
【００２９】このように、二重反転式の回転翼を有した飛翔体にカバーを設けることで、従来のヘリコプタのように、構造的に複雑にならずに、安全に運転することが可能となる。
【００３０】しかも、このように機体全体をカバーを覆うことによって、空気抵抗が問題となる虞もない。というのは、こうした農作業などに使用されてる飛翔体は、空中で停止したり、せいぜい自動車程度の速度で移動する程度であり、ロケットや航空機のように空気抵抗に逆らって音速に近い速度で飛行することはあり得なく、飛行方向に対して空気抵抗を極端に小さくするような形状にする必要性はないからである。
【００３１】しかしながら、通常の航空機が機体寸法に比べて十分に長い平坦な滑走路、ヘリポートなどから離着陸するのに対して、農作業などに用いられる低速飛翔体は、田畑、河原、野原のように機体の寸法に比べて狭い、しかも凹凸の激しい悪条件の地形であっても離着陸する機能が求められる。
【００３２】しかし、こうした狭く凹凸の激しい地形での離陸は危険を伴い、その運転操作には細心の注意が必要とされ、いわゆる「ダイナミックロールオーバ」と呼ばれる横転事故を起こさぬようにすることが要求される。
【００３３】すなわち、図４０はヘリコプタ７０が離陸する様子を示したものであり、こうした機体７３上部にメインロータ７１を備えた飛翔体にあっては、メインロータ７１に垂直に上向きの揚力が発生する。しかし、地面６０が傾斜している場合には、揚力の鉛直方向成分が機体７３の重量を持ち上げるように作用するばかりではなく、揚力の中心点の機体７３の低い方の接地点を結ぶ線に直角な揚力の力成分が、矢印に示すように機体を引き倒す方向に作用する。仮に、メインロータ７１が起動され、推力が出始めたときに、機体７３の最初の傾斜が大きすぎて機体が傾き始めると、メインロータ７１の推力の水平方向成分はますます機体７３を引き倒す力を大きくする。このため、ついには機体７３が横転してしまい、メインローラ７１が地面６０と激突して大事故になる虞がある。一般に、離陸前の機体７３の傾きが１５度を超えると危険であるといわれている。
【００３４】このことは、同様に水平方向に回転するメインロータを備えた二重反転式の飛翔体でも起きうる現象である。
【００３５】ここで、地面に１０ｃｍの段差がある地形から離陸する場合の機体の最初の傾きを想定すると、機体の幅が３ｍもある回転翼式の飛翔体であれば、離陸前の機体の傾きは２度未満であって、実際の運転にはそれほど細心の注意を要することはない。
【００３６】しかし、機体の幅が３０ｃｍ程度の模型の飛翔体であれば、１８度もの傾きになってしまうため、細心の注意を払って操縦したとしても横転してしまう可能性は高い。
【００３７】したがって、模型のヘリコプタなどを遠隔操作で離陸させる場合には、平坦な場所を選択しなければならず、実際には離陸場所が限定されてしまうという問題があった。
【００３８】また、模型のヘリコプタを燃料消費を節約するなどの目的で、操縦者の目の届かない地点に一旦着陸させ、その地点から再び離陸させたい場合がある。
【００３９】特に、人が近づけない火山噴火や土石流の被害状況をテレビ中継して監視する場合には、機体を被災地の近くまで飛行させるのみならず、複数の観測地点で次々と離着陸を繰り返して広い被害の様子を詳細に観測したいとの要請がある。
【００４０】しかし、こうした場合には、その離陸させる場所はダイナミックロールオーバが生じない地面の凹凸が数センチ以下であることを人間が一々確認しなければならなかったり、横転した場合にはその姿勢を手直しや機体の回収をしなければならない。したがって、こうした一旦着陸しての離陸の操縦は、凹凸の多い野外の地形においては、人間の手間の点から難しく、とりわけ被災地の場合には、人間の安全を確保する上で、実現は事実上不可能である。
【００４１】そこで、水平回転翼を備えた飛翔体を運転する場合に、機体回収ないしは離陸前の姿勢の手直しをするための作業者のいる場所でなくても、着陸させることができ、そこからダイナミックロールオーバを生ずることなく離陸させることができることが要求される。
【００４２】上述したＵＳＰ４，７９５，１１１には、機体を取り巻く円筒のすぐ内側に対応して設けられた制御翼を開閉することによってロールとピッチを制御するとともに、機体の下部に取り付けられた垂直翼の下端を曲げることによって機体の重心を前後左右に移動させるという技術が記載されている。
【００４３】しかし、この制御翼はロールとピッチを制御するのみで、傾斜した地面から離陸を制御するものではない。つまり、この文献には、傾斜した地面から離陸する場合に、回転翼の揚力の水平方向成分によって機体を横転方向に引き倒す力を打ち消すように制御翼を制御することに関しては記載されていない。
【００４４】また、上記文献に記載の制御翼と、垂直翼は全く別構造で、複雑な構造となっている。したがって、より簡易な統一した構造のもので、飛翔体の動きを制御する機構が望まれる。
【００４５】以上のように、従来技術にあっては、二重反転式の水平翼を有した飛翔体は、回転翼の周囲にカバーを設けることで、空中にあるときは、簡易な構造、低コストで衝突することなく安全に飛翔できるものの、離陸するときにはダイナミックロールオーバを起こす虞があり、一旦着陸してから再び離陸するという運転、操縦は、人間の手間、人間の安全確保の点から事実上実現不可能であった。
【００４６】また、飛翔体の一般的な動作、つまり水平移動、昇降、ヨー方向の回転といった動きを、簡易な構造で容易に行うことができないことになっていた。
【００４７】本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、二重反転式の回転翼を有した飛翔体において、離陸するときにダイナミックロールオーバを起こすことのないようにして、一旦着陸してから再び離陸するという運転、操縦を実現することを第１の解決課題とするものである。
【００４８】また、飛翔体の一般的な動作、つまり水平移動、昇降、ヨー方向の回転といった動きを、簡易な構造で容易に行うようにすることを第２の解決課題とするものである。
【００４９】ところで、図４１（ａ）に示すように、ヘリコプタ型の低速飛翔体７０を遠隔操縦する場合には、この低速飛翔体７０は、前後に長い胴長の形状であり、前と後とで形状が異なっているために容易に「正面方向」を遠くからでも視認することができる。よって、オペレータとしては、遠隔操縦装置に設けられたジョイスティックを「正面方向」に対応する方向に倒すことによって、この低速飛翔体７０を「正面方向」に、容易に進行させることができる。
【００５０】しかし、二重反転式の水平回転翼を有した低速飛翔体２０は、水平回転翼の回転軸２３に関して対称な形状であるために、たとえ、機体の「正面方向」を予め定めていたとしても、外観をみる限りは、いずれの方向が機体の「正面方向」であるかを特定することができない。
【００５１】したがって、こうした二重反転式の水平回転翼を有した低速飛翔体２０を遠隔操縦する場合に、ヘリコプタなどの低速飛翔体７０と同様に、「正面方向」を遠くからでも容易に視認でき、容易に遠隔操縦を行えるようにする必要がある。
【００５２】しかも、低速飛翔体が太陽の向きによって影になって見えにくい状況下であっても、直感的に「正面方向」を特定できることが望まれる。「正面方向」を直感的に把握できずに遠隔操縦の操作を誤まってしまうと、たとえば、空中でホバリングした状態から正面の樹木から離れる方向に動かしたい場合でも、逆に樹木の向こう側に回り込ませてしまい、ますます目視による遠隔操縦を困難にして、墜落させてしまう虞があるからである。
【００５３】本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、二重反転式の水平回転翼を有した飛翔体を遠隔操縦する場合に、ヘリコプタなどと同様に、「正面方向」を遠くからでも容易に視認できるようにし、容易に遠隔操縦を行えるようにすることを第３の解決課題とするものである。
【００５４】
【課題を解決するための手段および効果】そこで、本発明の第１発明では、上記第１の解決課題達成のために、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段のうち傾斜面上方側の面積調整手段の面積を、傾斜面下方側の面積調整手段の面積よりも大きくするよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体の傾斜面下方側の接地点を傾斜面上方側の接地点よりも先に地面から離間させる離陸制御手段を具えるようにしている。
【００５５】かかる構成によれば、図１、図７に示すように、２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段３３が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３３ａ、３３ｃ）設けられる。
【００５６】そして、この対向する面積調整手段３３ａ、３３ｃのうち傾斜面６１上方側の面積調整手段３３ａの面積が、傾斜面６１下方側の面積調整手段３３ｃの面積よりも大きくするよう面積調整手段３３ａ、３３ｃが制御される。これにより、飛翔体２０の傾斜面６１下方側の接地点２７ｂが傾斜面６１上方側の接地点２７ａよりも先に地面から離間され、飛翔体２０の姿勢が水平され離陸が行われる。
【００５７】このように、二重反転式の水平回転翼を有した飛翔体２０において、飛翔体２０の傾斜面６１下方側の接地点２７ｂを傾斜面６１上方側の接地点２７ａよりも先に地面から離間させ、離陸させるようにしたので、ダイナミックロールオーバを生じることなく安全に離陸させることができる。この結果、一旦着陸してから再び離陸するという運転、操縦が、人間の手間を要せず、危険を伴うことく可能となる。
【００５８】また、本発明の第２発明では、上記第１の解決課題達成のために、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段のうち水平移動方向側の面積調整手段の面積を、水平移動方向とは反対側の面積調整手段の面積よりも大きくするよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を前記水平移動方向に水平移動させる水平移動制御手段を具えるようにしている。
【００５９】かかる構成によれば、図１、図３１に示すように、２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段３３が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３３ａ、３３ｃ）設けられる。
【００６０】そして、この対向する面積調整手段３３ａ、３３ｃのうち水平移動方向（正面方向）側の面積調整手段３３ａの面積が、水平移動方向とは反対側の面積調整手段３３ｃの面積よりも大きくするよう面積調整手段３３ａ、３３ｃが制御される。これにより、飛翔体２０が水平移動方向（正面方向）に水平移動される。
【００６１】また、本発明の第２発明の別の発明では、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段の両面積を同量づつ減少させるよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を上昇させるとともに、これら両面積を同量づつ増加させるよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を下降させる昇降制御手段を具えるようにしている。
【００６２】かかる構成によれば、図１、図３４に示すように、２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段３３が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３３ａ、３３ｃ）設けられる。
【００６３】そして、対向する面積調整手段３３ａ、３３ｃの両面積が上昇時には同量づつ減少され、下降時には同量づつ増加されるよう面積調整手段３３ａ、３３ｃが制御される。これにより、飛翔体２０が昇降される（矢印Ｅ）。
【００６４】また、本発明の第２発明の別の発明では、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける板状の部材を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設けるとともに、前記板状の部材のピッチ角を調整する角度調整手段を設け、さらに、前記対向する板状の部材の両ピッチ角が、前記飛翔体の所望のヨー方向の回転力に応じた角度になるよう前記角度調整手段を制御することにより、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角を変化させるヨー方向姿勢角制御手段を具えるようにしている。
【００６５】かかる構成によれば、図１、図３４に示すように、２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける板状の部材３４が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３４ａ、３４ｃ）設けられる。そして、この板状の部材３４ａ、３４ｃのピッチ角を調整する角度調整手段が設けられる。
【００６６】そして、対向する板状の部材３４ａ、３４ｃの両ピッチ角が、飛翔体２０の所望のヨー方向Ｄの回転力に応じた角度になるよう角度調整手段が制御される。これにより、飛翔体２０のヨー方向Ｄの姿勢角が変化される。
【００６７】以上のように、第２発明によれば、飛翔体２０の一般的な動作、つまり水平移動、昇降、ヨー方向の回転といった動きが、鉛直軸２３に関して対向して設けられた面積調整手段３３ａ、３３ｃ、ないしは板状部材といった簡易な構造で、これらの面積あるいはピッチ角を調整するという簡易な制御で容易に実現される。
【００６８】また、第２発明において、上記面積調整手段を、水平回転翼によって生じる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける２つの隣接して対向する板状の部材と、当該２つの対向する板状の部材の両ピッチ角が、極性が異なりかつ同一のピッチ角となるように調整する角度調整手段とからなるものであるとしている。
【００６９】このようにすることで、図２１に示すように板状の部材に作用するヨー方向の力Ｆvが相殺され、ヨー方向に機体が回転することなく、上下方向の力Ｆvをもって機体が水平移動され、昇降されることになる。つまり、ヨー方向に回転しないよう意識することなく、簡易に水平移動の制御ないしは昇降の制御を行うことができる。
【００７０】また、第２発明において、前記鉛直軸に関して対向して設けられた２つの板状の部材を、少なくとも２組設け、前記ヨー方向姿勢角制御手段を、予め２組の板状部材の両ピッチ角を、極性が異なりかつ同一の所定角度にして、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角が変化しないようにしておき、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角を変化させる際には、前記２つの水平回転翼の回転によって生じる下降流を受ける投影面積が維持されるように、前記２組の板状部材のうち一方の組の板状部材のピッチ角を増加させるとともに、前記２組の板状部材のうち他方の組の板状部材のピッチ角を、前記一方の組の板状部材のピッチ角増加方向とは反対側に減少させるように、前記角度調整手段を制御している。
【００７１】すなわち、図２７（ａ）に示すように、予め２組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の両ピッチ角が、極性が異なりかつ同一の所定角度にされ、ヨー方向の回転モーメントＭ+、Ｍ-は相殺され、飛翔体２０のヨー方向の姿勢角が変化しないままとなる。そこで、図２７（ｂ）に示すように、飛翔体２０のヨー方向の姿勢角を変化させる際には、２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生じる下降流を受ける投影面積が維持されるように、２組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）のうち一方の組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）のピッチ角が増加され、この一方の組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）で発生するヨー方向の回転モーメントＭ´+が増加される。また、２組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）のうち他方の組の板状部材（３４ｂ、３４ｄ）のピッチ角が、一方の組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）のピッチ角増加方向とは反対側に減少され、この他方の組の板状部材（３４ｂ、３４ｄ）で発生する回転モーメントＭ-が減少される。この結果、飛翔体２０をヨー方向に発生させる回転モーメント（Ｍ+−Ｍ-）が発生して、飛翔体２０はヨー方向に回転される。このとき、２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生じる下降流を受ける投影面積としては、板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）のピッチ角を変化させる前後で維持されているので、予め、飛翔体２０の高度を維持しておけば、板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）のピッチ角が変化することに伴って、飛翔体２０の高度は変化することはなくなる。つまり、高度を維持するための調整を意識することなく、簡易にヨー方向の回転の制御を行うことができる。
【００７２】また、第２発明では、前記飛翔体の飛翔の制御は、遠隔操縦によって行われるものであり、前記遠隔操縦のための遠隔操縦装置の操作子に、前記面積調整手段の数に対応した自由度をもたせ、この操作子が一方側に操作されたときは、前記対向する２つの面積調整手段のうち一方の面積調整手段の面積が他方の面積調整手段の面積よりも大きくなり、前記操作子が前記一方側とは反対側に操作されたときには、前記対向する２つの面積調整手段のうち他方の面積調整手段の面積が前記一方の面積調整手段の面積よりも大きくなるように、操作子の操作方向と、面積を大きくすべき面積調整手段とを対応づけておくようにした遠隔操縦装置を具えるようにしている。
【００７３】すなわち、図３１に示すように、遠隔操縦のための遠隔操縦装置の操作子２に、面積調整手段３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの数４に対応した自由度をもたせておき、この操作子２が一方側（正面方向）に操作されたときは、対向する２つの面積調整手段３３ａ、３３ｃのうち一方の面積調整手段３３ａの面積が他方の面積調整手段３３ｃの面積よりも大きくなり、操作子２が上記一方側（正面側）とは反対側に操作されたときには、対向する２つの面積調整手段３３ａ、３３ｃのうち他方の面積調整手段３３ｃの面積が一方の面積調整手段３３ａの面積よりも大きくなるように、操作子２の操作方向と、面積を大きくすべき面積調整手段３３ａ、３３ｃとが対応づけられる。
【００７４】このようにすることで、操作系と制御系の対応づけが、単純で簡易なものとなり、装置を簡易な構造に構築することができることになり、また遠隔操縦を容易に行うことができるようになる。
【００７５】なお、操作子としては、ジョイスティックのような２自由度を持ったもの、ボリウムのような１自由度を持ったものであってもよい。
【００７６】また、本発明の第３発明では、上記第３の解決課題達成のために、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を、遠隔操縦により制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼を、側方から覆う筒状のカバーを設け、このカバーの外周の各水平方位を識別表示するとともに、前記飛翔体を遠隔操縦する遠隔操縦装置の操作子に、前記飛翔体の水平方向の移動方向に応じた自由度をもたせ、前記操作子の周囲の各水平方位を、前記飛翔体のカバーの外周の各水平方位の識別表示に対応して識別表示し、前記操作子の操作方向の識別表示内容と、当該操作方向に前記操作子が操作されたときに前記飛翔体が水平移動する方向の識別表示内容とが一致するように、前記操作子の操作方向と、前記飛翔体が水平移動すべき方向とを対応づけておくようにしている。
【００７７】すなわち、かかる構成によれば、図３、図５R>５に示すように、２つの水平回転翼を、側方から覆う筒状のカバーが設けられ、このカバーの外周２２ａの各水平方位が識別表示される（機体正面が赤色、機体右側が白色、機体左側が青色、機体後方が黒色）。
【００７８】そして、飛翔体を遠隔操縦する遠隔操縦装置の操作子２に、飛翔体の水平方向の移動方向に応じた自由度をもたせておき、操作子２の周囲２ａの各水平方位が、飛翔体のカバーの外周２２ａの各水平方位の識別表示に対応して識別表示される（赤色、白色、青色、黒色）。
【００７９】そして、操作子２の操作方向の識別表示内容と、当該操作方向に操作子２が操作されたときに飛翔体が水平移動する方向の識別表示内容とが一致するように、操作子２の操作方向と、飛翔体が水平移動すべき方向とが対応づけられる（機体正面方向に水平移動させるための操作方向は赤色、機体右側方向に水平移動させるための操作方向は白色、機体左側方向に水平移動させるための操作方向は青色、機体後方に水平移動移動させるための操作方向は黒色）。
【００８０】このように識別表示することで、外観からは機体の方向が特定できない、二重反転式の水平回転翼を有した飛翔体を、ヘリコプタなどと同様に、機体の各水平方位を、遠くから容易に特定することができるとともに、容易に遠隔操縦が行えるようになる。
【００８１】なお、操作子としては、飛翔体の水平移動方向の自由度が２（機体正面方向、機体後方、機体左側、機体右側）であれば、ジョイスティックのような２自由度を持った操作子を使用することができ、飛翔体の水平移動の制御をあえて１自由度に限定するならば（機体正面方向、機体後方の制御のみ）、ボリウムのような１自由度を持った操作子を使用することができる。
【００８２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係る水平回転翼を有した飛翔体の制御装置の実施の形態について説明する。
【００８３】図１は、本発明の実施形態の飛翔体２０の構成を示す斜視図であり、図２は、この飛翔体２０の飛翔を制御する制御装置の構成を示すブロック図であり、図６はこの飛翔体２０の使用例を説明する図である。
【００８４】これら図に示すように、本実施形態装置では、飛翔体２０を無線にて遠隔操縦する場合を装置を想定している。
【００８５】図６に示すように、飛翔体２０は、オペレータによって携行されたラジコン操縦器１によって遠隔操縦され、飛翔体２０に設けられたノズルを介して農薬が散布される。なお、本実施形態の飛翔体２０の用途は、これに限らず、前述したように災害地における監視等の用途に幅広く利用できる。
【００８６】図２に示すように本実施形態の制御装置は、大きくは、オペレータが携行して操縦するラジコン操縦器１と、飛翔体（機体）２０に搭載された制御装置１０とから構成されている。
【００８７】機体２０は、図１に示すように、大きくは、例えば、軽合金からなるフレーム２１と、このフレーム２１の上部を覆うカバー２２（側壁）と、フレーム２１とから構成されている。
【００８８】フレーム２１の中心、鉛直方向には、回転軸２３が配設されており、この回転軸２３に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼２５（上ロータ）、２６（下ロータ）が配設されている。
【００８９】カバー２２は、これら水平回転翼２５、２６を覆うように側方に取り付けられている。したがって、飛翔中に図３９に示したように樹木等の障害物に衝突したとしても、水平回転翼２５、２６に損傷を与えることを防ぐことができる。なお、カバー２２としては空気を通す網状のものであってもよい。
【００９０】水平回転翼２５、２６は、エンジン２８（たとえば模型飛行機用のエンジンが使用される）を駆動源とし、回転軸２３を介して、回転される。回転軸２３の途中、つまり上ロータ２５と下ロータ２６の間には、回転翼逆転用ギヤ３０が設けられており、このギヤ３０の前後で回転軸２３の回転方向が逆転される。よって、これら２つの水平回転翼２５、２６は互いに反対方向に回転される。
【００９１】制御装置１０のエンジン制御系１２は、エンジン２８の回転数を制御するアクチュータを中心に構成されており、このエンジン制御系１２によりエンジン２８が駆動制御される。
【００９２】エンジン２８の燃料用のタンク２９はフレーム２１内の適宜箇所に設けられるとともに、緊急時に使用される非常用パラシュート３１は、機体２０の上部に設けられている。
【００９３】図２に示す機体搭載用の制御装置１０およびこれの電源であるバッテリ３２は、フレーム２１とカバー２２の間に配設される。
【００９４】また、フレーム２１の最下部は、着地用の脚２７として機能するようになっている。
【００９５】上記２つの水平回転翼２５、２６は回転されることによって、後述するように、下降流が発生する。
【００９６】そこで、これら２つの水平回転翼２５、２６の下方には、これら２つの水平回転翼２５、１６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段、つまり複数の邪魔板３３と、この邪魔板３３のピッチ角を変化させる（回転翼２５、２６に対して平行な面に対する開度を変化させる）回転軸３５が設けられている。この回転軸３５は、制御装置１０により駆動制御される。邪魔板３３の開閉により、上記下降流を受ける投影面積（回転翼２５、２６に対して平行な面に対する邪魔板３３の投影面積）が変化され、飛翔体２０は水平移動され、昇降される。以下、邪魔板３３を「開く」ということは、回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角を大きくするという意味で使用し、同様に邪魔板３３を「閉じる」ということは、回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角を小さくするという意味で使用する。
【００９７】複数の邪魔板３３のそれぞれは、後述する図２２（ａ）に示すように、単一対向翼型の邪魔板として構成されている。そして、複数の邪魔板３３は、図７（ａ）に示すように、フレーム２１の下方の下フレーム２４に、回転軸２３に関して対向するように配設されている。すなわち、回転軸２３に関して対称に一対の邪魔板３３ａ、３３ｃが配設されるとともに、この一対の邪魔板３３ａ、３３ｃに対して直角な方向に、同様に回転軸２３に関して対称に他のもう一対の邪魔板３３ｂ、３３ｄが配設されている。このような配置は、後述する図２２２２（ｄ）に示されるように放射平行配置と呼ばれる。
【００９８】機体２０の各水平方位は、各邪魔板３３ａ〜３３ｄの位置に応じて予め定められている。すなわち、一対の邪魔板３３ａ、３３ｃに配置に沿った軸をＸ軸とし、邪魔板３３ａ側をＸ軸プラス方向とし、邪魔板３３ｃ側をＸ軸マイナス方向としている。よって、他の一対の邪魔板３３ｂ、３３ｄに配置に沿った軸がＹ軸となり、邪魔板３３ｂ側をＹ軸プラス方向とし、邪魔板３３ｃ側をＹ軸マイナス方向としている。以下、邪魔板３３ａが配置されている方向（Ｘ軸プラス方向）を、機体２０の「正面方向」と定義する。以下、適宜、邪魔板３３ａ、３３ｂ、３３ｃおよび３３ｄをそれぞれ邪魔板Ｘ+、Ｙ+、Ｘ-、Ｙ-と称する。
【００９９】制御装置１０の邪魔板制御系１３は、各邪魔板３３ａ〜３３ｄそれぞれの回転軸３５を回動させる４つのサーボモータを中心に構成されており、この邪魔板制御系１３により邪魔板３３ａ〜３３ｄが個別に駆動制御される。つまり、邪魔板の自由度は４である。
【０１００】なお、この実施形態では、邪魔板３３を板の部材で構成している。つまり、本実施形態の面積調整手段は、図１３（ｃ）に示すように、板３３の長手方向に沿って回転軸３５を設け、この回転軸３５を回動させることによって、下降流を受ける投影面積を調整するようにしたブラインド型と呼ばれるものである。
【０１０１】しかし、これに限定されることなく、投影面積を調整できるものであれば、図１３に示すように任意の構成のものを採用することができる。
【０１０２】すなわち、図１２は、邪魔板３３の機能を説明する図であり、団扇でモデル化した邪魔板３３が、下降流（ダウンウオッシュ）Ｗを受けた場合を示している。すなわち、回転翼２５、２６の回転に伴って吹き下ろされる下降流Ｗ（ダウンウォッシュ）を受ける団扇３３を、水平にかざせば団扇３３は下向きの力を受ける。空気力学的には、団扇３３が風を受ける表面とその裏側との圧力差によって団扇３３に下向きの力が生ずるのである。この団扇３３の軸を機体２０に取り付ければ、機体２０の姿勢を変えるためのモーメントを発生させることができる。
【０１０３】このとき、団扇３３が下降流Ｗを受ける投影面積を変化させることによって、下降流Ｗを受けて団扇３３に生じる下向きの力を変化させることができる。このため、この下向きの力のうち、機体２０の重心Ｇと団扇３３とを結ぶ線分に対して垂直な方向の成分を変化することができ、機体２０を倒すように作用するモーメントの大きさを変化させることができる。このため、機体２０が離陸時に倒れる方向のモーメントとは反対側のモーメントを大きくするよう、団扇３３の投影面積を強制的に変化させることによって、ダイナミックロールオーバの発生を抑制することができる。
【０１０４】このように、邪魔板３３としては、下降流Ｗを受ける投影面積を変化させることができるものであればよく、図１３（ａ）に示すように、固定した窓に対して、横にスライドして窓とを重ね合わせ、スライドさせることによって、下降流Ｗを受ける投影面積を変化させるようにした鎧戸型の面積調整手段を使用する実施が可能である。また、図１３（ｂ）に示すように、折り畳んで伸縮させることで、下降流を受ける面積を変化させるようにした蛇腹型の面積調整手段を使用してもよい。また、これら図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を適宜組み合わせて面積調整手段を構成してもよい。
【０１０５】また、邪魔板３３の数は２対（３３ａ、３３ｃ）、（３３ｂ、３３ｄ）に限定されるわけではない。図１５に示すように回転翼２５、２６の円周２５ａ、２６ａ内に４対の邪魔板を設けるような実施も可能である。多数の邪魔板３３を配設することによって、下降流を受ける面積を調整する制御、特にダイナミックロールオーバの発生を抑制する制御をきめ細かく行うことが可能となる。
【０１０６】また、上記２つの水平回転翼２５、２６の下方には、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける複数の垂直翼３４と、垂直翼３４のピッチ角を変化させる（回転翼２５、２６に対して平行な面に対する開度を変化させる）回転軸３６が設けられている。この回転軸３６は、制御装置１０により駆動制御される。垂直翼３４の開閉により、上記下降流を受ける投影面積（回転翼２５、２６に対して平行な面に対する垂直翼３４の投影面積）が変化され、飛翔体２０は回転軸２３を中心に、ヨー方向に回転される。以下、垂直翼３４を「開く」ということは、回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角を大きくするという意味で使用し、同様に垂直翼３４を「閉じる」ということは、回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角を小さくするという意味で使用する。
【０１０７】複数の垂直翼３４のそれぞれは、後述する図２９（ａ）に示すように、単葉型の垂直翼として構成されている。そして、複数の垂直翼３４は、図７（ａ）に示すように、フレーム２１の下方の下フレーム２４に、回転軸２３に関して対向するように配設されている。すなわち、回転軸２３に関して対称に一対の垂直翼３４ａ（第１垂直翼）、３４ｃ（第３垂直翼）が配設されるとともに、この一対の垂直翼３４ａ、３４ｃに対して直角な方向に、同様に回転軸２３に関して対称に他のもう一対の垂直翼３４ｂ（第２垂直翼）、３４ｄ（第４垂直翼）が配設されている。一対の垂直翼は、一対の邪魔板に対して４５度だけ傾斜されて配置されている。
【０１０８】制御装置１０の垂直翼制御系１４は、各垂直翼３４ａ〜３４ｄそれぞれの回転軸３６を回動させる４つのサーボモータを中心に構成されており、この垂直翼制御系１４により垂直翼３４ａ〜３４ｄが個別に駆動制御される。つまり、垂直翼の自由度は４である。
【０１０９】ただし、ヨー角方向の回転は正転と逆転の２方向だけであるので、垂直翼の自由度としては１組あたり１自由度、２組で２自由度最低あればよい。ただし、本実施形態では、離陸時には垂直翼を個別に水平に傾けて邪魔板３３として機能させ、ダイナミックロールオーバを防ぐために、垂直翼の自由度を４としている。
【０１１０】また、制御装置１０の傾斜センサ１７は、機体２０の傾斜角度を検出するセンサであり、地面センサ１８は、機体２０の対地距離を検出するセンサであり、これらの検出信号は制御装置本体１１に入力される。
【０１１１】たとえば、地面センサ１８としては、地上高６メートルまでならば超音波センサを使用することができ、地上高１００メートルまでならばレーザ（または電波式）距離計を使用することができる。さらに、それ以上の高度については気圧計から距離を検出するセンサを使用することができる。
【０１１２】もちろん、ＧＰＳを用いた高度計を地面センサ１８として使用することも可能である。
【０１１３】制御装置１０の受信機１６では、ラジコン操縦器１から送信された電波が受信アンテナ１５を介して受信され、この受信電波に重畳された操作指令信号に応じた駆動制御信号が、傾斜センサ１７、地面センサ１８の検出信号に基づき制御装置本体１１で生成され、これがエンジン制御系１２、邪魔板制御系１３、垂直翼制御系１４に出力されることになる。
【０１１４】さて、図３に示すように、水平回転翼２５、２６を側方から覆う筒状のカバー２２の外周２２ａの各水平方位は、色の塗り分けによって識別表示されている。すなわち、機体２０の正面方向（南の方位）が赤色に、機体２０の右側（西の方位）が白色に、機体２０の左側（東の方位）が青色に、機体後方（北の方位）が黒色にそれぞれ塗られている。
【０１１５】そこで、図４に示すように、正面方向に進行する飛翔体２０を、これに相対向するラジコン操縦器１を携行したオペレータが、観察したときには、側面図として示すように、「赤色」の領域が、他の白色、青色の領域に比較して大きく視認されることになる。
【０１１６】ここで、ラジコン操縦器１には、飛翔体２０の水平移動方向を変化させるための操舵用ジョイスティック２が設けられている。無風状態ではジョイスティック２を倒した方向に機体２０が進行し、ジョイスティック２の操作量に応じて機体２０の水平方向の速度は大きくなる。ただし、推力の鉛直方向成分が変化するために高度が変化することが多い。
【０１１７】この操舵用ジョイスティック２は、飛翔体２０の水平方向の移動方向（前後進、左右方向）に応じた２つの自由度を持っている。つまり、図３１（ａ）に示すように前後方向、左右方向に傾動する２自由度を持っている。
【０１１８】なお、本実施形態では、操舵用の操作子としては、飛翔体２０平移動方向の自由度（機体正面方向、機体後方、機体左側、機体右側といった２自由度）に応じて、ジョイスティックのような２自由度を持った操作子を使用しているが、飛翔体２０の水平移動の制御（操舵制御）をあえて１自由度に限定するならば（たとえば、機体正面方向、機体後方の制御のみ）、ボリウムのような１自由度を持った操作子を使用してもよい。
【０１１９】図５に示すように、ジョイスティック２の周囲の円環２ａは色分けされており、飛翔体２０のカバー２２の外周２２ａの各水平方位の色分けに対応して、赤色、白色、青色、黒色に色分けされている。
【０１２０】そして、この場合、ジョイスティック２の操作方向の色と、当該操作方向にジョイスティック２が操作されたときに飛翔体２０が水平移動する方向の色とが一致するように、ジョイスティック２の操作方向と、飛翔体２０が水平移動すべき方向とが対応づけられる。つまり、機体２０の正面方向に水平移動させるための操作方向は赤色に塗られており、機体２０の右側方向に水平移動させるための操作方向は白色に塗られており、機体２０の左側方向に水平移動させるための操作方向は青色に塗られており、機体２０の後方に水平移動移動させるための操作方向は黒色に塗られている。
【０１２１】いま、オペレータとしては、飛翔体２０をみて「赤色」の領域が大きく観察されたわけであるから、仮にオペレータがこの「赤色」の方向（オペレータに向かう方向）に飛翔体２０を移動させたいという意思をもっているのであれば、ジョイスティック２を円環２ａの「赤色」の方向に倒せばよいということを、即座に判断することができる。また、オペレータがこの「赤色」の方向とは反対側（オペレータから遠ざかる方向）に飛翔体２０を移動させたいという意思をもっているのであれば、ジョイスティック２を円環２ａの「赤色」とは反対側の方向（「黒色」）に倒せばよいということを、即座に判断することができる。同様に、オペレータがこの「赤色」の左側に飛翔体２０を移動させたいという意思をもっているのであれば、ジョイスティック２を円環２ａの「赤色」の左側の方向（「白色」）に倒せばよいということを、即座に判断することができ、また「赤色」の右側に飛翔体２０を移動させたいという意思をもっているのであれば、ジョイスティック２を円環２ａの「赤色」の右側の方向（「青色」）に倒せばよいということを、即座に判断することができる。
【０１２２】このようにオペレータとしては、飛翔体２０の操舵を、きわめて直感的に即座に行うことが可能となる。
【０１２３】このように、飛翔体２０の外周および操舵用ジョイスティック２の周囲を識別表示することで、本来、外観からは機体の方向が特定できない、二重反転式の水平回転翼を有した飛翔体２０を、ヘリコプタなどと同様に、機体２０の各水平方位を、遠くから容易に特定することができ、容易に遠隔操縦が行えるようになる。
【０１２４】なお、本実施形態では、飛翔体２０の外周を、色の塗り分けで識別表示しているが、これに限定されるわけではない。たとえば、図３と同様な配置態様となるよう、発光色の異なる発光体を、機体の外周に貼着してもよい。この場合は、夜間の視認に好適である。
【０１２５】さて、ラジコン操縦器１には、このような操舵用ジョイスティック２以外に、昇降/姿勢用ジョイスティック３、降下制限用ボタン４、自動離陸用ボタン５が配設されている。これら各種操作子が操作されると、その操作指令信号が送信機７に入力され、送信アンテナ６を介して操作指令信号が、搬送信号に重畳され、電波となって機体２０の受信アンテナ１５に送られる。
【０１２６】昇降/姿勢用レバー（ジョイスティック）３は、手動で機体２０の昇降とヨー方向の姿勢の変更を行うために設けられたレバーである。レバー３を引き上げると、上昇する方向に、レバー３を引き下げると、下降する方向に、機体２０に力が働く。ホバリング（空中停止）中にレバー３を離すと、無風状態であれば機体２０はそのときの高度を概ね維持する。このレバー３を捻ると、機体２０はヨー角方向に姿勢を変える。つまり、機体２０は機体中心軸回りに自転されてヨー角が変化され、機体２０の正面方向が変更される。
【０１２７】自動離陸用ボタン５は、機体２０が地面に着陸しているときに、押動されることによって、機体２０を、自動的に地上から約１ｍの高さまで垂直に上昇させ、その地点でホバリングさせるために設けられたボタンである。
【０１２８】すなわち、前述したように、機体２０が地上の凹凸や斜面に乗り上げて着陸してから、その姿勢の状態を維持して、再び離陸動作を行なうには、ダイナミックロールオーバを発生しないように高度の操作テクニックを駆使しながら離陸の操作を行うことが要求される。
【０１２９】自動離陸用ボタン５は、このような高度な技能を持たない初心者であっても簡単に機体２０を安全な高度まで自動的に上昇することができるように設けられている。
【０１３０】誤って、このボタン５に触れたために機体２０が不意に離陸する事故を招かないように、自動離陸用ボタン５は、昇降/姿勢用レバー３を「上昇」方向に引き上げると同時にボタン５を押さなければ、自動離陸の機能は働かないようにしてある。
【０１３１】降下制限用ボタン４は、機体２０が上空でホバリングしているときに、機体２０を急速に地上に降下させるために設けられたボタンである。
【０１３２】上記昇降レバー３を押し下げると同時に、この降下制限用ボタン４が押されると、機体２０の降下速度は安全な値に制限されたまま、降下速度と姿勢が制御された状態で、安定に地上近くまで降下して、この地上近くの地点でホバリングする。
【０１３３】この降下制限用ボタン４は、つぎのような状況下で使用される。
【０１３４】すなわち、上空を飛翔している機体２０を着陸させようとして機体２０を急速に降下させると、一瞬の操作ミスによって機体２０が地上に激突して破損する虞がある。このために、この降下制限用ボタン４によって、ある下限高度（地上から３ｍ）まで降下させ、その位置でホバリングして次の操作の指示を待つようにしたものである（降下制限モード）。
【０１３５】この降下制限モードを解除するためには、機体２０が下限高度でホバリングしていることを目視確認するために、一旦全ての上昇下降と操舵の操作を中断した上で、降下制限用ボタン４を解除すればよい。
【０１３６】仮に、燃料切れなどの緊急事態等のために、下限高度でホバリングさせる時間的な余裕がないのであれば、機体２０が急速に降下を続けている間に、一旦全ての上昇下降と操舵の操作子から手を離すと同時に、その瞬間に降下制限用ボタン４を解除して、再び降下の操作を開始すればよい。このようにすることで、機体２０はホバリング姿勢をとる間もなくそのまま降下を続けることになる。
【０１３７】以下、各操作子が操作された場合の飛翔体２０の動作について説明する。
【０１３８】・操舵用ジョイスティック２の操作まず、はじめに、図１の飛翔体２０が水平移動する原理（ヘリコプタ７０でも同様である）について説明する。
【０１３９】空中でホバリングして停止している飛翔体２０では、回転翼２５、２６の軸２３を強制的に傾けることにより、図１６に示すように回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃに垂直方向に働く推力Ｈの向きを変えることができる。推力Ｈの方向が鉛直方向Ｚ（Ｘ−Ｙを水平面とする）に対して傾くことによって推力Ｈの水平方向成分ＨXYが発生して、これが機体２０を水平方向に動かす力となる。同時に、ホバリング中に、下向きの重力Ｊと釣り合って上向きに働いていた推力Ｈの鉛直方向成分ＨZは、回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃが傾くために減少する。水平方向に速い速度で機体２０を移動させる場合には、その速度に応じた分だけ、回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃに単位時間当たりに流入する空気の質量が大幅に増えるために推力Ｈそのものが増大するが、水平方向の移動速度が緩やかな場合には、その速度の減少分だけ推力Ｈの鉛直方向上向きの成分ＨZが減るために機体２０は下向きに動く。
【０１４０】上述するように、回転翼２５、２６の軸２３を強制的に傾け、回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃを傾ける機構としては、軸２３を機械的に折り曲げる機構を採用したものが従来からあるが、これは機構的に複雑になるために、本発明では採用していない。本発明では回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃを傾ける機構として、邪魔板３３を採用している。
【０１４１】すなわち、図１７に示す機体２０の上面図において、邪魔板Ｘ+が閉じられると、機体２０にはＹ軸回りに時計方向に回転する力のモーメントが働き、これにより回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃが傾斜して、機体２０の正面側が下向きに動かされる。これにより、機体２０はＸ軸の正の方向（正面方向）に移動し始める。邪魔板３３が回転翼２５、２６の下降流Ｗを受けることによって、機体２０を回転させるモーメントが発生する原理については、図１２で説明した通りである。
【０１４２】逆に、邪魔板Ｘ-が閉じられると、機体２０の後部が下向きのモーメントを受けるので、機体２０はＸ軸の負の方向に移動し始める。
【０１４３】また、邪魔板Ｙ+が閉じられると、機体２０にはＸ軸回りに反時計方向に回転する力のモーメントが働き、機体正面に対して左側が下向きに動くように回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃが傾斜する。これにより、機体２０は、Ｙ軸の正の方向に移動し始める。
【０１４４】逆に、邪魔板Ｙ-が閉じられると、機体正面に対して右側が下向きのモーメントを受けるので、機体２０はＹ軸の負の方向に移動し始める。
【０１４５】ここで、操縦器１の操舵用ジョイスティック２は、図１８に示すように、Ｘ軸とＹ軸の２自由度を持っており、ジョイスティック２の操作方向と機体２０の水平移動方向とは対応づけられているので、ジョイスティック２が機体２０のＸ軸の正方向に対応した方向に傾けられると、邪魔板Ｘ+が閉じられ、機体２０は正面方向に移動し、また、機体Ｘ軸の負方向に対応した方向に傾けられると、邪魔板Ｘ-が閉じられ、機体２０は機体後方に移動し、また、機体Ｙ軸の正方向に対応した方向に傾けられると、邪魔板Ｙ+が閉じられ、機体２０は機体左側に移動し、また、機体Ｙ軸の負方向に対応した方向に傾けられると、邪魔板Ｙ-が閉じられ、機体２０は機体右側に移動するという具合に、ジョイスティック２を倒した方向に応じた方向に機体２０は水平移動することになる。
【０１４６】つぎに、機体２０の操舵制御の内容について、より詳しく説明する。
【０１４７】操舵用ジョイスティック２は、前後左右に傾動する２自由度を持ち、機体２０が上空でホバリングしている時にこのジョイスティック２を前に倒せば機体２０は正面の方向に前進し、後ろに倒せば機体２０は正面とは逆の方向に後退し、また、このジョイスティック２を右に倒せば機体２０は正面に向かって右の方向に移動し、左に倒せば機体２０は正面に向かって左の方向に移動することは前述した通りである。
【０１４８】また、ジョイスティック２は２自由度なので、例えば斜め右側に倒すと、機体２０は右に移動すると同時に正面方向に進むことになる。このとき、ジョイスティック２を大きく倒せば、その操作量の大きさに応じた分だけ機体２０は大きく傾くことになり、その傾いた方向に向かって、操作量に応じた分だけ急激に移動することになる。逆に、ジョイスティック２をほんの少しだけ倒せば、その操作量は小さくなり、機体２０の傾きは小さいながらも傾いた方向に向かって緩やかに移動することになる。
【０１４９】図３１（ａ）は、操舵用ジョイスティック２から出力される指令信号を示しており、図３１（ｂ）は、この指令信号に応じて駆動される機体２０の邪魔板３３を示している。以下、操舵用ジョイスティック２が操作された場合の制御内容につき図３２に示すフローチャートを併せ参照して説明する。なお、図３３は、図３２R>２に示すフローチャートから指令信号、操作量を抜き出して示したものである。
【０１５０】すなわち、操舵用ジョイスティック２が操作されると、その操作量のＸ軸方向成分に応じた分だけ機体２０をＸ軸方向に傾斜させるためのＸ軸方向傾斜指令信号が出力されるとともに、その操作量のＹ軸方向成分に応じた分だけ機体２０をＹ軸方向に傾斜させるためのＹ軸方向傾斜指令信号が出力される。
【０１５１】つまり、ジョイスティック２をＸ軸方向に倒せば、その操作量の大きさに応じたＸ軸傾斜指令信号θxが出力され、Ｙ軸方向に倒せば、その操作量の大きさに応じたＹ軸傾斜指令信号θYが出力される。そして、ジョイスティック２を斜めに倒せば、その操作量のＸ軸方向成分に応じた大きさのＸ軸傾斜指令信号θxと、同操作量のＹ軸方向成分に応じた大きさのＹ軸傾斜指令信号θYとが同時に出力される（ステップ１０１、図３３参照）。
【０１５２】このジョイスティック２の出力信号は、送信機７、送信アンテナ６を介して電波として空中を伝播し、機体２０の制御装置１０の受信アンテナ１５を介して受信機１６で受信され、この受信された傾斜指令信号は制御装置本体１１に入力される（ステップ１０２）。
【０１５３】制御装置本体１１では、受信された傾斜指令信号に基づき邪魔板制御系１３を駆動制御するための駆動制御信号が生成される。
【０１５４】ジョイスティック２がＸ軸方向に倒された場合には、Ｘ軸傾斜指令信号θxが出力されているので、この指令信号θxに応じた分だけＸ軸の邪魔板Ｘ+、Ｘ-の回転軸３５を回転させるための操作量（回転量）φxが、所定の関数φx＝Ｆ（θx）に基づき演算される（ステップ１０３、図３３参照）。
【０１５５】ここで、ホバリング中は、各邪魔板Ｘ+，Ｘ-，Ｙ+，Ｙ-は全開よりもやや閉じた状態に設定されている。つまり、各邪魔板Ｘ+，Ｘ-，Ｙ+，Ｙ-は、全開の状態からそれぞれ所定のオフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-だけ閉じられた状態になっている。そこで、操作量としてφxが与えられた場合には、一方の邪魔板Ｘ+のみを操作量φxだけ閉じるのではなくて、半分の操作量φx/２だけ邪魔板Ｘ+を閉じると同時に、半分の操作量φx/２だけもう一方の邪魔板Ｘ-を開くことによって、同等の効果が得られるようにしている。
【０１５６】結局、邪魔板制御系１３には、邪魔板Ｘ+の操作量として、ΦX+＋φx/２が、邪魔板Ｘ-の操作量として、ΦX-−φx/２が、駆動制御信号として出力される。
【０１５７】この結果、邪魔板制御系１３のサーボモータが、上記駆動制御信号に応じて駆動され、邪魔板Ｘ+がオフセット量から操作量φx/２だけ閉じられると同時に、これに対向する邪魔板Ｘ-がオフセット量から操作量φx/２だけ開かれることになる。これにより機体２０がＸ軸プラス方向に、操作量φx分だけ、傾斜し、その分だけ機体２０の正面側は下がることになる。
【０１５８】このとき、半分の操作量φ/２だけしか、邪魔板Ｘ+、Ｘ-が開閉されないので、サーボモータによって邪魔板Ｘ+、Ｘ-を開閉する絶対量を減らすことができ、開閉に要する時間を節約して応答性を上げることができる。
【０１５９】また、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｘ-の開閉操作を逆位相で行うようにしているので、機体２０全体が下向きに受ける力の増減が相殺され、機体２０の昇降位置の変化を抑えることができる。
【０１６０】このように、機体２０の傾斜の調整と、機体２０の昇降動作の調整とを分離することができ、昇降動作の調整に注意を払うことなく、機体２０をＸ軸方向に傾斜させて機体２０をＸ軸方向に水平移動させることができる（ステップ１０４、図３３参照）。
【０１６１】同様に、ジョイスティック２がＹ軸方向に倒された場合には、Ｙ軸傾斜指令信号θYが出力されているので、この指令信号θYに応じた分だけＹ軸の邪魔板Ｙ+、Ｙ-の回転軸３５を回転させるための操作量（回転量）φYが、所定の関数φY＝Ｇ（θY）に基づき演算される（ステップ１０３、図３３参照）。
【０１６２】ここで、ホバリング中は、各邪魔板Ｘ+，Ｘ-，Ｙ+，Ｙ-は全開よりもやや閉じた状態に設定されている。つまり、各邪魔板Ｘ+，Ｘ-，Ｙ+，Ｙ-は、全開の状態からそれぞれ所定のオフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-だけ閉じられた状態になっている。そこで、操作量としてφYが与えられた場合には、一方の邪魔板Ｙ+のみを操作量φxだけ閉じるのではなくて、半分の操作量φY/２だけ邪魔板Ｙ+を閉じると同時に、半分の操作量φY/２だけもう一方の邪魔板Ｙ-を開くことによって、同等の効果が得られるようにしている。
【０１６３】結局、邪魔板制御系１３には、邪魔板Ｙ+の操作量として、ΦY+＋φY/２が、邪魔板Ｙ-の操作量として、ΦY-−φY/２が、駆動制御信号として出力される。
【０１６４】この結果、邪魔板制御系１３のサーボモータが、上記駆動制御信号に応じて駆動され、邪魔板Ｙ+がオフセット量から操作量φY/２だけ閉じられると同時に、これに対向する邪魔板Ｙ-がオフセット量から操作量φY/２だけ開かれることになる。これにより機体２０がＹ軸プラス方向に、操作量φY分だけ、傾斜し、その分だけ機体２０の左側は下がることになる。
【０１６５】このように、Ｙ軸方向に操作された場合であっても、Ｘ軸方向に操作された場合と同様に、邪魔板Ｙ+、Ｙ-の開閉に要する時間を節約して応答性を上げることができるとともに、操作の前後で機体２０の昇降位置の変化を抑えることができる。つまり、機体２０の傾斜の調整と、機体２０の昇降動作の調整とを分離することができ、昇降動作の調整に注意を払うことなく、機体２０をＹ軸方向に傾斜させて機体２０をＹ軸方向に水平移動させることができる（ステップ１０４、図３３参照）。
【０１６６】また、ジョイスティック２を斜めに倒した場合には、その操作量のＸ軸方向成分に応じた大きさのＸ軸傾斜指令信号θxと、同操作量のＹ軸方向成分に応じた大きさのＹ軸傾斜指令信号θYとが同時に出力されることになるので、ステップ１０３、１０４では、上述したのと同様に、Ｘ軸傾斜指令信号θxに基づき、邪魔板Ｘ+の操作量ΦX+＋φx/２、邪魔板Ｘ-の操作量ΦX-−φx/２が生成されるとともに、Ｙ軸傾斜指令信号θYに基づき邪魔板Ｙ+の操作量ΦY+＋φY/２、邪魔板Ｙ-の操作量ΦY-−φY/２が生成され、これが邪魔板制御系１３に出力され、各邪魔板のサーボモータが駆動される。この結果、機体２０がＸ軸プラス方向に、操作量φx分だけ、傾斜し、その分だけ機体２０の正面側が下がるとともに、機体２０がＹ軸プラス方向に、操作量φY分だけ、傾斜し、その分だけ機体２０の左側が下がることになる。
【０１６７】なお、本実施形態では、操舵用の操作子として、コストを下げるために、傾動式のジョイスティックを使用しているが、コスト的に許容されるのであれば、感圧式のレバー（力センサが内蔵され、傾けようとする力を検出することで、操作指令信号θx、θYを出力するレバー）を使用することができる。
【０１６８】・昇降/姿勢用レバー３の操作まず、はじめに、図１の飛翔体２０が昇降する原理、ヨー方向に姿勢角が変化する原理について説明する。
【０１６９】・機体２０の昇降の原理邪魔板３３が回転翼２５、２６の下降流Ｗを受けることによって、機体２０を回転させるモーメントが発生する原理については、図１２で説明した通りであるしたがって、図１９に示すように、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｘ-を同時に操作し、下降流Ｗを受ける投影面積を同じにすれば、Ｙ軸回りのモーメントを相殺することが可能である。同様に、邪魔板Ｙ+と邪魔板Ｙ-を同時に操作し、下降流Ｗを受ける投影面積を同じにすれば、Ｘ軸回りのモーメントを相殺することが可能である。Ｘ軸回り、Ｙ軸回りいずれのモーメントを相殺した場合であっても、邪魔板３３が回転翼２５、２６の下降流Ｗを受けた結果として機体２０を下向きに動かす力Ｆvが発生し、この下向きの力Ｆvが機体２０にかかる重力Ｊとともに、回転翼２５、２６の揚力Ｋの鉛直方向上向きの力と逆方向に働く。
【０１７０】このため、例えば、これら４つの邪魔板Ｘ+（３３ａ）、Ｘ-（３３ｃ）、Ｙ+（３３ｂ）、Ｙ-（３３ｄ）を操作して、機体２０のＸ軸回りのモーメントおよびＹ軸回りのモーメントを相殺しながら機体２０の下向きに働く力Ｆvを調整すれば、回転翼２５、２６の回転数とピッチ角を一定に保ったままで（本実施形態では回転翼は固定ピッチのものを想定している）、つまり回転翼２５、２６による推力は一定のままで、機体２０を上昇、下降させることができる。
【０１７１】・機体２０のヨー方向の姿勢角が変化する原理図２０に示すように、機体２０には、回転軸２３に軸対称な位置に、回転翼２５、２６から吹き降ろされる下降流Ｗを受けるように２枚の垂直翼３４ａ、３４ｃが取り付けられており、この下降流Ｗを受けた垂直翼３４ａ、３４ｃには機体２０を旋回させる方向（ヨー角方向）に力Ｆrが働く。
【０１７２】そして、この軸対称な位置に設けられた２枚一組の垂直翼３４ａ、３４ｃの傾斜角（ピッチ角）が等しくなるように操作することによって、機体２０の正面方向を、東西南北の方位に自在に位置決めすることが可能となる。
【０１７３】さて、図２１は、本実施形態で採用する邪魔板３３に作用する力を説明する図である。
【０１７４】邪魔板３３として好ましい性能は、全閉時（回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角は零）には、下降流Ｗを受ける投影面積が最大となり、全開時（回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角は９０度）には、下降流Ｗを受ける投影面積がほぼ零になることである。つまり、全閉時には、邪魔板３３の姿勢を、下降流Ｗの流れを垂直に受け止める「水平に寝た翼」の状態にして、下降流Ｗを受ける投影面積を最大にしており、全開時には、邪魔板３３の姿勢を、下降流Ｗの流れの方向に平行な「垂直に立った翼」の状態にして、下降流Ｗを受ける投影面積を零にしている。このうように、邪魔板３３として望ましい構造とは、全閉時は水平な翼として下降流Ｗを受け止め、全開時は垂直な翼として下降流Ｗを受け流す、開閉自在な翼のことである。
【０１７５】ところが、図２１に示すように、邪魔板３３を全開からやや閉じた状態にすると、下降流Ｗを受けた垂直翼３４に機体２０を旋回させる方向（ヨー角方向）に力Ｆrが働くのと同様に、邪魔板３３の法線方向に力Ｆが働き、その横方向の成分Ｆrが機体２０をヨー方向に回転する力となる。
【０１７６】しかし、邪魔板３３の場合には、垂直翼３４とは異なり、機体２０の上下方向の成分Ｆvだけを活用し、ヨー角方向の力Ｆrはなくしたい。
【０１７７】そこで、図２１に示すように、水平から垂直まで開閉自在な翼としての邪魔板を、２枚一組で隣接して配置し、そのピッチ角度を同一かつ逆極性にすることによって、ヨー角方向の力Ｆrを相殺することが考えられる。
【０１７８】本実施形態では、邪魔板３３として、図２２R>２（ａ）に示すように単一対向翼型の邪魔板３３を採用している。つまり、邪魔板３３を構成する一対の邪魔板３３1、３３2が枠４１内に対向して配置され、これら邪魔板３３1、３３2のピッチ角度が同一かつ逆極性になるように開閉されることで、ヨー角方向の力Ｆrが相殺されるようになっている。
【０１７９】また、邪魔板３３として、図２２（ｂ）に示すように、単一対向翼（一対の邪魔板）を、枠４１内に複数並べて構成した複数対向翼型の邪魔板を採用してもよい。
【０１８０】図２２（ｃ）〜図２２（ｅ）は、邪魔板３３の配置例を示している。
【０１８１】図２２（ｃ）は、下フレーム２４を構成する線材のうち、機体２０の中心から周囲に伸びる放射状の線材を、回転軸３５とし、これに一対の邪魔板３３1、３３2を取り付けたものであり、「放射対向配置」と呼ばれるものである。
【０１８２】図２２（ｄ）、（ｅ）は、図２２（ａ）の単一対向翼型の邪魔板の２種類の配置例を示している。
【０１８３】図２２（ｄ）は、本実施形態で想定している配置例であり、下フレーム２４を構成する線材のうち、機体２０の中心から周囲に伸びる放射状の線材に平行に、回転軸３５を配置し、これに単一対向翼型の邪魔板３３（３３1、３３2）を取り付けたものであり、「放射状の線材に平行して邪魔板を配置した」という意味で「放射平行配置」と呼ばれる。
【０１８４】図２２（ｅ）は、下フレーム２４を構成する線材のうち、機体２０の中心から周囲に伸びる放射状の線材に直交して、回転軸３５を配置し、これに単一対向翼型の邪魔板３３（３３1、３３2）を取り付けたものであり、「放射状の線材に直交して邪魔板を配置した」という意味で「放射直交配置」と呼ばれる。
【０１８５】図２２（ｄ）、（ｅ）では単一対向翼型の邪魔板を配置した例を示しているが、代わりに図２２（ｂ）に示す複数対向翼型の邪魔板を配置してもよい。
【０１８６】また、図２２（ｄ）、（ｅ）は、邪魔板３３が９０度づつずれて配設されているので、これらを総称してＸＹ軸型の邪魔板と呼ぶことにする。
【０１８７】なお、邪魔板３３の配設箇所としては、必ずしも、機体２０のＸ軸上、Ｙ軸上だけに限定されるわけではなく、図１５に示したように、それ以外の場所に設けてもよい。前述したように、Ｘ軸、Ｙ軸以外の放射状の線材上に多数の邪魔板３３を設けることによって、邪魔板３３の全閉と全開の面積比を高めることができ、後述する離陸制御時に、機体２０がどちらの方向に傾斜して接地していても離陸における適切な組合せの邪魔板３３を選択することができるなど、下降流Ｗを受ける投影面積を調整する制御をよりきめ細かく行うことができる。
【０１８８】図２３（ａ）、（ｂ）は、邪魔板３３と垂直翼３４を組み合わせた場合の配置例を示している。ともに、２枚一組の垂直翼を合計２組（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）、互いに直交して配置した例を示している。
【０１８９】図２３（ａ）では、一対の邪魔板３３1、３３2をＸ軸方向とＹ軸方向を挟んで配置した「放射対向配置型の邪魔板」に対して、２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）を加えて配置した場合を示している。この例では、Ｘ軸とＹ軸に対して４５度の角度をなす４本の放射方向の線材上に、４枚の垂直翼３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがそれぞれ設けられている。また、図２３（ｂ）は、本実施形態で想定している配置例であり、邪魔板３３（３３1、３３2）をそれぞれＸ軸とＹ軸上に配置した「ＸＹ軸型の邪魔板」に対して、２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）を加えて配置した場合を示している。この例でも、Ｘ軸とＹ軸に対して４５度の角度をなす４本の放射方向の線材上に、４枚の垂直翼３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがそれぞれ設けられている。
【０１９０】つぎに、図２３（ｂ）に示す本実施形態の配置で、ヨー角方向に回転させる場合の制御ついて説明する。
【０１９１】・大きな回転トルクを得る場合の制御機体２０のヨー方向に速く回転させたい場合には、図２４R>４に示すように、４枚の垂直翼３４ａ〜３４ｄが、機体中心軸２３回りに全て同じ方向（つまり時計方向または反時計方向のいずれか）に同じピッチ角だけ傾けられる。このため、４枚の垂直翼３４ａ〜３４ｄはそれぞれ、ヨー角方向に機体２０を回転させる同じ大きさのトルクＴを発生するので、機体２０は、その４つの垂直翼でそれぞれ発生するトルクＴの合計として、機体２０を速く回転させるために必要な大きな回転トルクを得ることができる。なお、これは、図２３（ａ）の配置例でも同様である。
【０１９２】・微少な回転トルクを得る場合の制御一方、機体２０のヨー角をわずかだけ調整したい場合には、図２５に示すように、２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の一方（３４ａ、３４ｃ）だけが機体中心軸２３回りに全て同じ方向（つまり時計方向または反時計方向のいずれか）にわずかに傾けられると同時に、他の一組（３４ｂ、３４ｄ）が垂直姿勢にされる。このため、わずかに傾けられた２枚の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）はそれぞれ、ヨー角方向に機体２０を回転させる同じ大きさのトルクＴを発生するので、機体２０は、わずかに傾けられた２つの垂直翼（３４ａ、３４ｃ）でそれぞれ発生するトルクＴの合計として、ヨー角を僅かに調整するための回転トルクを得ることができる。
【０１９３】なお、これは、図２３（ａ）の配置例でも同様である。
【０１９４】・オフセット制御これは、機体２０の高度を安定させたままでヨー方向の正転と逆転を切り替えるための垂直翼の制御方法である。
【０１９５】さて、図２６に示すように、垂直翼３４によるヨー角回りの回転トルクＴが発生する原因は、垂直翼３４に向けて回転翼２５、２６から吹き下ろされる下降流Ｗに対する揚力が働くためである。つまり、軸対象に配置された２枚一組の垂直翼が閉じられることによって下降流Ｗに対する揚力が生じて機体２０をヨー角方向に回転させることができるが、同時に下降流Ｗに対する抗力が生じて機体２０が下降流Ｗの下流側に引っ張られることになる。
【０１９６】いま、垂直翼３４を閉じる操作を行ったとすると、機体２０は、垂直翼３４に働く力Ｆの横方向成分Ｆrにより、ヨー角方向に回転すると同時に、下方向成分の力Ｆvを受けて（Ｆvが増大することによって）下降し始めてしまう。このため、機体２０が地上数メートルという低空でホバリングしているときに、こうした垂直翼３４を閉じる動作を行えば、機体２０が地面に墜落してしまう虞がある。
【０１９７】つまり、上述した図２４、図２５に示す制御のように、単純に垂直翼３４を操作しただけでは、安全性が損なわれる虞がある。
【０１９８】そこで、墜落を防止するには、垂直翼３４を閉じる動作によって生ずる下向きの力Ｆvの増加を相殺するように、邪魔板３３を開いて下向きの力Ｆvを減少させることが考えられる。同様に、垂直翼３４を開く場合にも、この開く動作によって生ずる下向きの力Ｆvの減少を相殺するように、邪魔板３３を閉じて下向きの力Ｆvを増大させることが考えられる。
【０１９９】しかし、垂直翼３４の開閉操作を行うと同時に邪魔板３３の開閉操作も行い、高度を維持するよう調整することは、操作が複雑なものに、制御が繁雑なものになる。
【０２００】そこで、本実施形態では、機体２０の高度を安定させたままヨー方向の回転の正転と逆転を切り替える制御を、より簡易に行うべく、図２７（ａ）、（ｂ）に示すオフセット制御を採用している。
【０２０１】すなわち、図２７（ａ）に示すように、予め２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の一方（３４ａ、３４ｃ）で機体中心軸２３回りに、ヨー角の時計方向にわずかな回転モーメントＭ+が発生するように、この１組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）がわずかに傾けられると同時に、他の一組（３４ｂ、３４ｄ）で上記回転モーメントＭ+と逆方向の回転モーメントＭ-が発生するように、この他の一組（３４ｂ、３４ｄ）がわずかに傾けられる。
【０２０２】この状態では、機体２０の中心軸２３回りの回転方向（つまりヨー角方向）に働く時計回りの回転モーメントＭ+と反時計回りの回転モーメントＭ-が相殺するため、機体２０には、ヨー角方向の回転モーメントＭが発生しない（Ｍ＝Ｍ+−Ｍ-＝０）。
【０２０３】このとき、垂直翼３４がわずかに閉じられており、ある程度の力Ｆvで機体２０が下降流Ｗの下流方向に引っ張られているため、予め邪魔板３３を開いておき、機体２０が下降流Ｗの下流に引っ張られる力Ｆvを軽減しておかれる。また、回転翼２５、２６の回転数を上昇させ揚力を増やすなどにより、予め機体２０に働く上向きの力を増やしておいてもよい（平衡状態）。
【０２０４】この状態から、機体２０を正転させるには、図２７（ｂ）に示すように、例えば、一方の組（３４ａ、３４ｃ）の垂直翼の鉛直軸に対する傾きが増大される（閉じ側に操作される）。これにより下降流Ｗに対する揚力が増やされることによって正転方向のモーメントＭ+がＭ´+に増大される。また、下降流Ｗに対する抗力も増大され、これによって機体２０を下降流Ｗの下流側へ引っ張る力Ｆvが増大される。これと、同時に他の一方の組（３４ｂ、３４ｄ）の垂直翼の逆方向に傾けてあった傾きが減少される（開き側に操作される）。これにより、逆転方向のモーメントＭ-がＭ´-に減少される。また、下降流Ｗに対する抗力も減少され、これによって機体２０を下降流Ｗの下流側へ引っ張る力Ｆvが減少される。
【０２０５】この状態では、機体２０の中心軸２３回りの回転方向（つまりヨー角方向）に働く時計回りの回転モーメントＭ´+は、反時計回りの回転モーメントＭ´-よりも大きくなっているため、機体２０には、ヨー角方向の回転モーメントＭ´が発生し（Ｍ´＝Ｍ´+−Ｍ´-＞０）、機体２０はヨー方向に旋回される。しかも、下降流Ｗの下流側へ引っ張る力Ｆvは相殺されており、図２７２７（ａ）の平衡状態の場合と、機体２０を下向きに引っ張る力Ｆvは変わらない（旋回状態）。
【０２０６】このように、平衡状態と旋回状態の前後で、下降流Ｗを受ける投影面積が維持されるように、つまり下向きの力Ｆvの増減が相殺されるように、２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の一方の組（３４ａ、３４ｃ）のピッチ角を減少させ、他方の組（３４ｂ、３４ｄ）のピッチ角を増大させるようにしたので、邪魔板３３を同時に操作する煩わしさなく、機体２０の高度を維持することができる。
【０２０７】つまり、垂直翼３４の操作と邪魔板３３の操作を分離することができるようになり、ヨー方向の姿勢を変える操縦を簡単に行うことができる。
【０２０８】本実施形態では、平衡状態から正転方向に回転させる場合について説明したが、平衡状態から逆転方向に回転させる場合にも同様にして行うことができる。
【０２０９】また、正転状態から逆転状態に切り換える場合にも同様にして行うことができる。
【０２１０】なお、上述したオフセット制御を、図２３（ａ）に示す「放射配置型」で行ってもよい。
【０２１１】また、上述した図２７（ａ）、（ｂ）に示すオフセット制御はフィードバック制御で行ってもよく、図２８に示すブロック図に示すようにフィードフォアード制御で行うようにしてもよい。
【０２１２】すなわち、図２８に示すように、必要な機体２０のヨー方向の回転モーメントＭと、一定に維持させたい機体２０に下向きの力Ｆvとに対応する２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の各ピッチ角ψを記憶テーブルに数表として記憶させておき、回転モーメントＭおよび下向きの力Ｆvが目標値として入力されたならば、これに対応する２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の各目標ピッチ角ψを、記憶テーブルから読み出し、この目標ピッチ角ψが得られるように、垂直翼３４を制御すればよい。なお、数表ではなく、垂直翼３４のピッチ角ψを算出する数式を記憶させておいてもよい。
【０２１３】この図２８に示す制御系を採用すれば、制御系が単純になり応答性を向上させることができるとともに、機体２０の製造コストを削減でき、価格を下げることができる。
【０２１４】さて、図２９（ａ）、（ｂ）は、個々の垂直翼３４の構成例を示している。図２９（ａ）で本実施形態で想定している単葉型の垂直翼であり、図２９（ｂ）は垂直翼３４を一対の翼３４1、３４2で構成した複葉型の垂直翼である。複葉型の垂直翼３４1、３４2であっても、回転翼２５、２６から吹き降ろされる下降流Ｗを翼３４1、３４2で受けて、複数の翼３４1、３４2に対して横方向に働く力Ｆrが機体２０をヨー角方向に旋回させる回転モーメントＭを発生させる点では、単葉型の垂直翼３４と同じである。
【０２１５】なお、図３０は、図２３（ｂ）の「ＸＹ軸型」における単葉型の垂直翼３４を、図２９（ｂ）に示す複葉型の垂直翼３４1、３４2で置換した配置例を示している。本実施形態の各種制御をかかる配置にて行ってもよい。
【０２１６】つぎに、機体２０の昇降の制御、ヨー方向の姿勢角の制御について、より詳しく説明する。
【０２１７】図３４（ａ）は、昇降／姿勢用レバー３から出力される指令信号を示しており、図３４（ｂ）は、この指令信号に応じて駆動される機体２０の垂直翼３４を示しており、図３４（ｃ）は、この指令信号に応じて駆動される機体２０の邪魔板３３を示している。
【０２１８】同図（ａ）に示すように、昇降／姿勢用レバー３は、上下方向Ｂ1、Ｂ2の押し引きと、この上下に伸びる軸を時計方向Ｃ1ないしは反時計方向Ｃ2にひねる操作を検出して、この操作方向および操作量に応じて、機体２０の昇降を指令する昇降指令信号、機体２０のヨー角方向の旋回を指令するヨー角旋回指令信号を出力する２自由度の操作器具である。また、この昇降/姿勢用レバー３の側面には、邪魔板オフセット記憶ボタン３ａが設けられおり、このボタン３ａが押されると、その押された瞬間の邪魔板３３のオフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-を記憶するための邪魔板オフセット記憶指令信号が出力される。
【０２１９】このレバー３が上方向Ｂ1に引っ張られると、機体２０はＥ1方向に上昇し、下方向Ｂ2に押し下げられると、機体２０はＥ2方向に降下する。また、このレバー３が時計方向Ｃ1に捻られると、ホバリング中の機体２０は、時計方向Ｄ1に旋回し、反時計方向Ｃ2に捻られると、ホバリング中の機体２０は、反時計方向Ｄ2に旋回する（図３４（ｃ）参照）。
【０２２０】すなわち、レバー３が上方向Ｂ1に押し上げられると、「上昇Ｅ1」を示す昇降指令信号が出力され、下方向Ｂ2に押し下げられると、「下降Ｅ2」を示す昇降指令信号が出力される。レバー３に、上下方向Ｂの操作が加えられなければ、「高度保持」を示す昇降指令信号（つまり昇降指令信号オフ）が出力される。ただし、昇降指令信号の値は、必ずしも「上昇−高度保持−下降」の３値だけをとるのではなく、レバー３を上下する操作の程度（操作量）の大きさによって、上昇や下降の程度（速度）を加減することができる。つまり、昇降指令信号としては、３値ないしはそれ以上の多値のディジタル信号を用いることができる。また、昇降指令信号として、全力上昇から全力降下まで昇降動作の速度を連続的に指令することができるアナログ信号を用いるようにしてもよい。
【０２２１】また、レバー３が時計方向Ｃ1に捻られると、「時計方向Ｄ1」を示すヨー角旋回指令信号が出力され、反時計方向Ｃ2に捻られると、「反時計方向Ｄ2」を示すヨー角旋回指令信号が出力される。レバー３に、捻り方向Ｃの操作が加えられなければ、「方向保持」を示すヨー角旋回指令信号が出力される。ただし、ヨー角旋回指令信号の値は、必ずしも「時計方向−方向保持−反時計方向」の３値だけをとるのではなく、レバー３を捻る操作の程度（操作量）の大きさによって、時計方向Ｄ1ないしは反時計方向Ｄ2への旋回の角速度を加減することができる。つまり、ヨー角旋回指令信号としては、３値ないしはそれ以上の多値のディジタル信号を用いることができる。また、ヨー角旋回指令信号として、時計方向最大角速度から反時計方向最大角速度まで旋回角速度を連続的に指令できるアナロク信号を用いるようにしてもよい。
【０２２２】このレバー３の出力信号は、送信機７、送信アンテナ６を介して電波として空中を伝播し、機体２０の制御装置１０の受信アンテナ１５を介して受信機１６で受信され、この受信された傾斜指令信号は制御装置本体１１に入力される。
【０２２３】制御装置本体１１では、受信された各種指令信号に基づき邪魔板制御系１３および垂直翼制御系１４を駆動制御するための駆動制御信号が生成される。
【０２２４】操作内容別に制御内容を説明する。
【０２２５】・上昇の操作レバー３が上方向Ｂ1に押し上げられると、「上昇」を示す昇降指令信号が出力され、制御装置本体１１では、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦY-の絶対値を、それぞれ、同じ量だけ減少させ、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-をそれぞれ、同じ角度だけ開かせるための駆動制御信号が生成され、これが邪魔板制御系１３に対して出力される。
【０２２６】邪魔板制御系１３では、この駆動制御信号に応じて各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-を駆動するサーボモータが駆動される。この結果、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-の各オフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-の絶対値は、同じ量だけ減少され、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-がそれぞれ、同じ角度だけ開かれる。
【０２２７】すなわち、機体２０の全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄの傾斜面が垂直に近づくことになり、下降流Ｗの受ける投影面積が減少され、これにより下降流Ｗが邪魔板３３ａ〜３３ｄに当たることによって機体２０が受ける下向きの力Ｆvが減少することになる。
【０２２８】ここで、この上昇操作を行う以前は、上向きの揚力Ｋと、下向きの重力Ｊに加えて下降流Ｗに対する邪魔板３３の抗力Ｆvが平衡していたが、この上昇操作によって下向きの力Ｆvが減少することになり、機体２０に働く上向きの力Ｋが相対的に大きくなり、機体２０が上向き方向Ｅ1に運動を始める（図３４（ｃ）参照）。つまり、機体２０は上昇することになる。
【０２２９】仮に、邪魔板３３ａ〜３３ｄのうちいずれかの邪魔板３３の傾斜面がすでに垂直に達していて、それ以上、下降流Ｗに対する邪魔板３３の抗力Ｆvを減少させることができない場合には、制御装置本体１１からエンジン制御系１２に対してエンジン２８の回転数を通常の回転数よりも高くするための駆動制御信号が出力される。この結果、エンジン制御系１２によりエンジン２８の回転数が上昇され、回転翼２５、２６の回転速度が大きくなる。これにより、回転翼２５、２６によって生ずる揚力Ｋそのものが増大するので、機体２０に働く上向きの力Ｋが相対的に大きくなり、機体２０が上向き方向Ｅ1に運動を始める（図３４（ｃ）参照）。つまり、機体２０としては上昇することになる。
【０２３０】・下降の操作レバー３が下方向Ｂ2に押し上げられると、「下降」を示す昇降指令信号が出力され、制御装置本体１１では、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦY-の絶対値を、それぞれ、同じ量だけ増加させ、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-をそれぞれ、同じ角度だけ閉じさせるための駆動制御信号が生成され、これが邪魔板制御系１３に対して出力される。
【０２３１】邪魔板制御系１３では、この駆動制御信号に応じて各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-を駆動するサーボモータが駆動される。この結果、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-の各オフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-の絶対値は、同じ量だけ増加され、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-がそれぞれ、同じ角度だけ閉じられる。
【０２３２】すなわち、機体２０の全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄの傾斜面が水平に近づくことになり、下降流Ｗの受ける投影面積が増加され、これにより下降流Ｗが邪魔板３３ａ〜３３ｄに当たることによって機体２０が受ける下向きの力Ｆvが増大することになる。
【０２３３】ここで、この下降操作を行う以前は、上向きの揚力Ｋと、下向きの重力Ｊに加えて下降流Ｗに対する邪魔板３３の抗力Ｆvが平衡していたが、この下降操作によって下向きの力Ｆvが増大することになり、機体２０に働く下向きの力Ｆvが相対的に大きくなり、機体２０が下向き方向Ｅ2に運動を始める（図３４（ｃ）参照）。つまり、機体２０は下降することになる。
【０２３４】仮に、下降操作を行う直前の操作が「全力上昇」であったために、エンジン２８の回転数が通常の回転数よりも高くなっている場合には、まず、エンジン制御系１２に対して、エンジン２８の回転数を通常の回転数まで下げるための駆動制御信号が出力される。この結果、エンジン制御系１２によりエンジン２８の回転数が減少され、回転翼２５、２６の回転速度が小さくなる。これにより、回転翼２５、２６によって生ずる揚力Ｋそのものが減少するので、機体２０に働く上向きの力Ｋが相対的に小さくなり、機体２０が下向き方向Ｅ2に運動を始める（図３４（ｃ）参照）。つまり、機体２０としては下降することになる。この時点で下降の程度を判断し、レバー３の操作量に応じた下降速度に達していない場合に始めて、邪魔板制御系１３に対して邪魔板３３を閉じさせるための駆動制御信号が出力されることになる。
【０２３５】・高度保持の操作レバー３の上下方向Ｂの操作が中断されると、「高度保持」を示す昇降指令信号（昇降指令信号オフ）が出力され、制御装置本体１１では、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦY-をそれぞれ、邪魔板オフセット記憶ボタン３ａの押動操作に伴い記憶された後述するオフセット量ΦXm+、ΦXm-、ΦYm+、ΦYm-にするための駆動制御信号が生成され、これが邪魔板制御系１３に対して出力される。
【０２３６】邪魔板制御系１３では、この駆動制御信号に応じて各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-を駆動するサーボモータが駆動される。この結果、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-の各オフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-はそれぞれ、ΦXm+、ΦXm-、ΦYm+、ΦYm-にされる。
【０２３７】すなわち、邪魔板３３ａ〜３３ｄは、指定された高度を維持するために適したオフセット量になるように開閉され、以後、このオフセット量ΦXm+、ΦXm-、ΦYm+、ΦYm-をもって、前述した機体２０の操舵の制御がなされることになる。
【０２３８】・邪魔板オフセット記憶ボタン３ａの押動操作ところで、レバー３の上下方向Ｂの操作を中止して、「高度保持」を示す昇降指令信号（昇降指令信号オフ）が出力された場合に、高度を保持する制御として以下のような制御が考えられる。
【０２３９】すなわち、地面センサ１８から出力される対置距離検出信号に基づき、この対地距離がほぼ一定になるように自動的に、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板ΦY-のオフセット量ΦＹ-の絶対値を増減させることが考えられる。
【０２４０】確かに、この制御によっても、機体２０のホバリング中の高度は概ね保持される場合もある。
【０２４１】しかし、機体２０が移動している場合には、高度計としての地面センサ１８の検出値は、機体２０の高度によらずに機体２０の傾斜角や地上の物体の影響で大きく変動する場合がある。このため、地面センサ１８の検出値に基づき高度を正確に保持することは期待できない場合がある。
【０２４２】例えば、地面センサ１８として、指向性の高い超音波やレーザあるいは電波式のものを用いた場合には、機体２０が水平になっていれば、地面センサ１８の指向性は、機体２０の真下に向いており、高度を正確に計測することができる。
【０２４３】しかし、機体２０が水平状態から傾いてしまった場合には、これに伴い地面センサ１８の指向性の向きも斜めになってしまい、見かけ上、地面センサ１８が検出する地上の物体（地面）までの距離が大きくなってしまう。このため、機体２０の高度は実際には変化がないにもかからわずに、機体２０が突然上昇したことを示す検出信号に基づき制御がなされることから、機体２０の異常な上昇を食い止めようとして機体２０が自動的に下降される。
【０２４４】このように、機体２０の姿勢が水平から傾斜してしまうと、機体２０が自動的に降下してしまう危険がある。
【０２４５】また、対地センサである地面センタ１８は、絶対的な高度を検出するものではなく、地上の物体までの相対的な距離として高度を検出するものであるので、地上に存在する物体の影響を大きく受ける。
【０２４６】例えば、飛翔体２０が地上に大きな建物がある上空にさしかかった場合には、絶対的な高度（地面からの距離）よりも地面センサ１８で検出される相対高度は小さくなるので、機体２０と建物の上部との距離を一定に保とうとして、機体２０が自動的に上昇されるというオペレータの意に反した制御がなされることになる。同様に、飛翔体２０が地上に深い谷間がある上空にさしかかった場合には、絶対的な高度（地面からの距離）よりも地面センサで検出される相対高度は大きくなるので、機体２０と谷底までの距離を一定に保とうとして、機体２０が自動的に下降されるというオペレータの意に反した制御がなされることになる。
【０２４７】また、地面センサ１８に気圧計を使用した場合には、上空で突風による気圧変化が生じると、地面センサ１８の検出高度が変動し、突然自動的に昇降動作を始める虞がある。
【０２４８】また、地面センサ１８にＧＰＳを使用した場合には、電波の状態が乱れると、地面センサ１８の検出高度が変動し、突然自動的に昇降動作を始める虞がある。
【０２４９】ここで、こうした機体２０の傾斜や外界の状況変化にかかわらずに、実際に機体２０が昇降しているかどうかを検出すべく、慣性航法装置を搭載することも考えられるが、これは極めて高価であるため、コスト的に採用することは難しい。つまり、本実施形態の飛翔体２０の用途は、主に農業、林業あるいは災害対策のために機体２０を目視しながら遠隔操縦する用途であり、なるべくコストを下げたいとの要請がある。
【０２５０】そこで、本実施形態では、機体２０の傾斜や外界の状況変化の影響を受けることなく、しかも低コストで、機体２０の高度をオペレータが望む高度に確実に維持するようにしている。
【０２５１】すなわち、オペレータとしては昇降／姿勢レバー３を押し引きして機体２０の昇降を調整して、機体２０をホバリング状態に安定させる。このとき、オペレータは、機体２０の実際の高度を目視によって確認することができる。そこで、その高度が機体２０を維持すべき高度であると判断した場合には、邪魔板オフセット記憶ボタン３ａが押動操作される。
【０２５２】この結果、この押された瞬間における邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦY-が、そのときの高度を維持するために必要な邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦXm+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦXm-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦYm+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦYm-として記憶される。
【０２５３】これ以降、レバー３の上下方向Ｂの操作が中断されると、「高度保持」を示す昇降指令信号（昇降指令信号オフ）が出力される。すると、前述したように、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-の各オフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-がそれぞれ、上記記憶されたオフセット量ΦXm+、ΦXm-、ΦYm+、ΦYm-になるように制御される。この結果、機体２０は、実際の高度を目視によって確認したときの高度（邪魔板オフセットボタン３ａが押されたときの高度）に維持される。
【０２５４】このように、本実施形態によれば、機体２０の高度がオペレータが実際に目視で確認したときの所望の高度に確実に維持されることになり、機体２０の傾斜や、外界の状況変化などによって、オペレータの意に反して機体２０が昇降してしまうことを回避することができる。さらに、慣性航法装置などの高価な機器を用いることなく、低コストで、高度維持装置を具現することができる。
【０２５５】なお、本実施形態の高度維持装置は、低コスト化のために、ボタン３ａにより邪魔板３３のオフセット量を記憶させ、邪魔板３３の開閉を制御するだけの簡易な構成となっており、実際には、風向きや気温の変化（空気の密度の変化）がある場合には、揚力が変化するので高度を完全に正確に保つことは難しい。しかしながら、通常の使用の範囲では精度上、何らの不都合もない。ただし、機体２０を移動させる場合には、機体２０が傾いて、機体２０の重心Ｇに対する上下方向の力の釣り合いが崩れてしまうことがあるので、操舵用ジョイスティック２とともに昇降／姿勢レバー３も同時に操作することが望ましい。
【０２５６】・ヨー角方向の旋回操作さて、いま、昇降/姿勢レバー３が、所定のしきい値以上の操作量をもって時計方向Ｃ1に捻られると、「時計方向Ｃ1」を示すヨー角旋回指令信号が出力され、これに応じて制御装置本体１１は垂直翼制御系１４に対して駆動制御信号を出力して、垂直翼制御系１４により４枚の垂直翼３４ａ〜３４ｄのすべてが閉じられるよう駆動制御される。
【０２５７】すなわち、前述した図２４に示すように、垂直制御系１４により、機体２０が中心軸２３回りに時計方向Ｄ1に旋回するよう、４枚の垂直翼３４ａ〜３４ｄが同じピッチ角だけ水平方向に傾けられる。このとき、各垂直翼３４ａ〜３４ｄは、レバー３を捻った強さに応じたピッチ角度だけ水平方向に傾斜されることになる。この結果、機体２０が時計方向Ｄ1に、レバー３の大きな操作量に応じた速い速度で旋回される。
【０２５８】また、レバー３が反時計方向Ｃ2に捻られた場合には、機体２０は、図示する方向とは反対の反時計方向Ｄ2に旋回されることになる。
【０２５９】一方、昇降/姿勢レバー３が、上記所定のしきい値よりも小さい操作量をもって時計方向Ｃ1に捻られると、「時計方向Ｃ1」を示すヨー角旋回指令信号が出力され、これに応じて制御装置本体１１は垂直制御系１４に対して駆動制御信号を出力して、垂直制御系１４により２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の一方の組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）だけが閉じられるよう駆動制御される。
【０２６０】すなわち、前述した図２５に示すように、垂直制御系１４により、機体２０が中心軸２３回りに時計方向Ｄ1に旋回するよう、一方の組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）が同じピッチ角だけ水平方向にわずかに傾けられると同時に、他の一組の垂直翼（３４ｂ、３４ｄ）が垂直姿勢にされる。このとき、垂直翼３４ａ、３４ｃは、レバー３を捻った強さに応じたピッチ角度だけ水平方向に傾斜されることになる。この結果、機体２０が時計方向Ｄ1に、レバー３の僅かな操作量に応じた低い速度で旋回される。
【０２６１】また、レバー３が反時計方向Ｃ2に捻られた場合には、機体２０は、図示する方向とは反対の反時計方向Ｄ2に旋回されることになる。
【０２６２】昇降/姿勢レバー３に捻り方向Ｃの操作が加えられていないと、「方向保持」を示すヨー角旋回指令信号（ヨー角旋回指令信号オフ）が出力される。このときは、上述した垂直翼３４ａ〜３４ｄを閉じる制御はオフされ、全ての垂直翼３４の傾斜面は垂直に維持される。このため、機体２０は旋回されずに、現在の方向が保持される。
【０２６３】ここで、レバー３が捻られたとしても、レバー３を捻る操作が極めて弱く、ある一定の不感帯以下であった場合には、機体２０を旋回させないようにしてもよい。
【０２６４】これは、このレバー３が昇降と旋回のレバーを兼用しているため、昇降の操作を行うつもりであったのに、誤って旋回方向Ｃに少し捻ってしまった場合に、意図せざる旋回動作を起こさせないようにするためである。
【０２６５】すなわち、レバー３から出力されるヨー角旋回指令信号の大きさが不感帯を超えない小さな値であれば、全ての制御翼３４ａ〜３４ｄは垂直になるように制御される。このため、機体２０は旋回されずに、現在の方向が保持される。
【０２６６】なお、上述した垂直翼３４を制御を行う際に、前述した図２７（ａ）、（ｂ）に示すオフセット制御を適宜組み合わせるようにしてもよい。
【０２６７】・降下制限用ボタン４の押動操作この降下制限用ボタン４は、前述したように、不慣れな遠隔操縦者が慌てて機体２０を着地させようとして地面に激突させることを防止するために設けられた安全装置である。
【０２６８】機体２０を速やかに着陸させたい場合には、昇降／姿勢用レバー３を強く押し下げればよい。このように操作量を大きくすることで、機体２０の重心Ｇに働く力の釣り合いが崩れて、機体２０は下向きに強く加速され、機体２０の真下に向かって急激に降下し始める（落下する）。
【０２６９】しかし、降下速度が大きくなりすぎると、下降に伴って機体２０の下から当たる空気によって邪魔板３３に上向きの抗力が生じ、機体２０の姿勢の自動制御が不安定になってしまう。このため、機体２０は横倒しになって落下してしまう虞がある。また、回転翼２５、２６に下降流Ｗを打ち消す方向に大量の空気が流れ込むほど、高速に落下してしまうと、邪魔板３３を全開に開放しても、もはや機体２０の墜落を防止することができなくなる虞がある。
【０２７０】そこで、安全に機体２０を降下させるべく、ある一定の降下速度を超えないようにするとともに、ある一定の高度まで降下してきたら、機体２０が地上に激突しないように、降下速度を減少させ、一定のホバリング高度に維持させるようにするものである。
【０２７１】このように、降下制限用ボタン４を押すことによって機体２０が一定のホバリング高度まで降下したならば、降下制限用ボタン４を解除し（再度ボタン４を押すことによって解除される）、機体２０を安全な着陸地点まで移動させ、昇降/姿勢用レバー３を操作することにより緩やかに機体２０を着陸させてやればよい。
【０２７２】図３５は、降下制限用ボタン４が押された場合の制御の手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを併せ参照して説明する。
【０２７３】なお、この図３５に示す制御アルゴリズムは、機体２０の制御装置本体１１に組み込まれているものとする。
【０２７４】機体２０がホバリングしているとき、機体２０を垂直に降下させるものと判断したならば、降下制限用ボタン４が押されるとともに、昇降／姿勢用レバー３がＢ2方向に強く押し下げ続けられるよう操作される。この操作に伴い、降下制限モード状態となり、図３５R>５に示す処理がスタートする。
【０２７５】なお、機体２０の降下を中断するときには、レバー３をＢ1方向に強く押し上げればよい。この操作に伴い、降下制限モード状態が解除される。
【０２７６】降下制限モード状態になっている場合には、予め制御装置本体１１で設定された「降下減速予定高度」まで機体２０が降下してくるまでの間、機体２０の邪魔板３３ａ〜３３ｄを開閉しながら自動的に降下方向への加減速が繰り返される（ステップ２０１〜２０３）。
【０２７７】すなわち、降下中に、サンプリングタイム毎に機体２０と地上の距離が地上センサ１８で逐次検出され、この逐次の検出距離に基づき機体２０の降下速度が逐次演算される（ステップ２０１）。
【０２７８】つぎに、上記演算された降下速度が、設定値以下になるように、邪魔板３３ａ〜３３ｄのオフセット量ΦX+〜ΦY-が増減され、機体２０の下降方向の速度が増減される（ステップ２０２）。
【０２７９】降下中に、機体２０の４つの邪魔板Ｘ+（３３ａ）、Ｘ-（３３ｃ）、Ｙ+（３３ｂ）、Ｙ-（３３ｄ）が開閉操作され、図１９で説明したように、機体２０のＸ軸回りのモーメントおよびＹ軸回りのモーメントが相殺される。このため、機体２０はＸ軸回りに傾斜しないようにされるとともに、Ｙ軸回りに傾斜しないようにされ、水平に姿勢が保持される（ステップ２０３）。
【０２８０】機体２０が「降下減速予定高度」まで降下されると（ステップ２０４の判断結果「降下を達成した」）、最大推力をもって降下速度を零まで減速させるように、邪魔板３３ａ〜３３ｄが全開に近い状態になるようにオフセット量ΦX+〜ΦY-が調整されるとともに、エンジン２８の回転数が最大にされる。以後、機体２０に働く上向きの力が増大され、機体２０の降下速度は徐々に減少される（ステップ２０６）。このときも、ステップ２０３と同様に、機体２０の姿勢を水平に保持する制御が行われる（ステップ２０５）。
【０２８１】やがて、機体２０の降下速度が零に、つまりホバリング状態になったならば（ステップ２０７）、この処理は終了する。
【０２８２】こうして機体２０がホバリング状態になったことを確認して、降下制限用ボタン４が再度押されると、降下制限モード状態が解除される。以後、操舵用ジョイスティック２が操作されることにより機体２０が安全な着陸地点の上空まで移動される。ここで、機体２０がホバリング状態になった時点で、邪魔板オフセット記憶ボタン３ａが押されていれば、そのときのホバリング高度を概ね保持するように自動的に邪魔板３３ａ〜３３ｄのオフセット量ΦX+〜ΦY-が調整される。よって、操舵用ジョイスティック２だけを操作するという容易な操作で、機体２０の高度をホバリング高度に保持しつつ、着陸地点の上空まで水平移動させることができる。安全な着陸地点の上空に機体２０が到来されると、昇降/姿勢用レバー３が操作されることにより、機体２０が緩やかに安全な着陸地点に着陸される。
【０２８３】・自動離陸用ボタン５の押動操作この自動離陸用ボタン５は、機体２０が地面に着陸している場合に、機体２０を自動的に地上から約１ｍの高さまで垂直にダイナミックロールオーバを発生させることなく上昇させ、その地点でホバリングさせるために設けられた安全装置である。
【０２８４】まず、はじめに、機体２０が離陸する原理について説明する。
【０２８５】さて、傾斜の大きな地点からダイナミックロールオーバと呼ばれる離陸時の機体２０の横転事故を起こさぬように安全に離陸するためには、機体２０を横転方向に引き倒す力を打ち消すモーメントを強制的に発生させる必要がある。
【０２８６】図８は、ダイナミックロールオーバと呼ばれる離陸時の横転事故のメカニズムを説明する図である。
【０２８７】すなわち、同図８（ａ）において、離陸時に機体２０に働く力は、回転翼２５、２６の面に垂直に働く揚力と、機体２０の自重と、接地点２７ａ、２７ｂの地面６０からの反力である。
【０２８８】ここで、斜面６０の低い方の接地点２７ｂ回りのモーメントを考えると、揚力のモーメントと、斜面６０の高い方の接地点２７ａに作用する反力のモーメントは、機体２０を転倒させる方向に作用する。一方、接地点２７ｂ回りの機体２０の自重のモーメントは、機体２０を接地させ、安定させる方向に作用する。
【０２８９】また、通常の機体２０では、重心位置Ｇが接地点２７ａ、２７ｂよりも上部にあるために、斜面６０におかれた機体２０においては、低い方の接地点２７ｂの反力は高い方の接地点２７ａの反力よりも大きくなる。
【０２９０】この状態から、離陸のために揚力をあげてゆくと、高い方の接地点２７ａが浮上したときでも、低い方の接地点２７ｂはまだ機体２０の自重を支えようとしているため、低い方の接地点２７ｂ回りに転倒モーメントが作用する。そして、揚力が増大されることによって、この転倒モーメントが大きくなり、やがて機体２０が転倒するに至る（図８（ｂ）参照）。
【０２９１】こうしたダイナミックロールオーバによる事故を防止するためには、下記の対策１）、２）が有効である。
【０２９２】１）機体の接地点の距離を大きくとる図９（ｂ）に示すように、機体２０の接地点間の距離を大きくすれば、機体２０の傾斜面６０における低い方の接地点と高い方の接地点の反力の差異を、接地点間の距離が小さいときに比べて少なくすることができる。このため、離陸時において、低い方の接地点２７ｂ回りの転倒モーメントが、機体２０を転倒させる値に達する前に、低い方の接地点２７ｂを浮上させることができ、転倒を回避することが可能となる。
【０２９３】このことは、ヘリコプタ７０の場合も同様である（図９（ａ）参照）。
【０２９４】２）機体の重心位置を低くするまた、図１０（ｂ）に示すように、機体２０の重心位置を低く、接地点に近くすれば、１０（ａ）に示す重心位置が高く、接地点から遠い場合よりも、機体２０の傾斜面６０における低い方の接地点と高い方の接地点の反力の差異を少なくすることができ、同様に転倒を回避することが可能となる。
【０２９５】ここで、上記対策１）、２）の効果を、同じ直径の回転翼を有したヘリコプタ７０と比較すると、ヘリコプタ７０の場合には、一般に機体の接地点の間隔が回転翼の直径よりも短く、かつ重心位置も比較的上部にあるのに対して、二重反転式の回転翼を有した飛翔体２０の接地点の間隔は、回転翼２５、２６の直径よりもやや大きい程度の間隔であり（図１参照）、かつ機体２０全体が横に長い円盤状であるために重心位置を低くすることができる。
【０２９６】このため、機体の構造上、本実施形態の二重反転式の回転翼を有した飛翔体２０は、ヘリコプタ７０よりも、上記１）、２）の対策が有効に働くことになり、ダイナミックロールオーバを起こしにくく、斜面からの離陸時における事故を軽減することが可能である。
【０２９７】ただし、飛翔体２０の用途としては、無人で小型のものを遠隔操縦する場合が多いものと予想され、接地点２７ａ、２７ｂ間の距離は、実際の斜面の傾斜の大きさに対してきわめて小さなものとならざるを得ない。つまり、上記１）、２）の対策のみをもってしては、ダイナミックロールオーバの発生を完全に防止することは困難である。つまり、機体２０の構造（大きさ、重心の位置）によらずに、確実に、ダイナミックロールオーバの発生を防止する対策が望まれる。
【０２９８】そこで、本実施形態では、第３の対策として、下記の対策３）を採用するようにしたものである。
【０２９９】３）低い方の接地点を先に離陸させる図１１（ａ）、（ｂ）は図８（ａ）、（ｂ）に対応する図である。図１１（ａ）は図８（ａ）と同じ離陸開始前の状態を示している。ここで、図１１（ｂ）に示すように、図８（ｂ）の場合と異なり、機体２０が離陸の動作を開始した時に、高い方の接地点２７ａよりも先に低い方の接地点２７ｂを浮き上がらせることができれば、高い方の接地点２７ａ回りに、機体２０を、水平姿勢にする方向に回転させることができる。そして、機体２０が水平姿勢になった状態で、高い方の接地点２７ａを離間させ、機体２０を離陸させるようにすれば、ダイナミックロールオーバによる転倒を伴うことなく安全に機体２０を離陸させることができる。しかも、この場合、機体２０の構造（大きさ、重心の位置）に影響されることなく、確実に、ダイナミックロールオーバの発生を防止することができる。
【０３００】ただし、図１１（ｂ）に示すように、高い方の接地点２７ａ回りの転倒モーメントによる転倒を防ぐために、機体２０が概ね水平になった時点で、高い方の接地点２７ａを浮上させることが必要となる。
【０３０１】高い方の接地点２７ａよりも先に低い方の接地点２７ｂを強制的に浮き上がらせるためには、図１２R>２で既述した原理を利用すればよい。つまり、機体２０が離陸時に倒れる方向に作用する転倒モーメントとは反対側に作用するモーメントを大きくするよう、団扇３３の投影面積を強制的に変化させればよい。
【０３０２】すなわち、図１４に示すように、段差６１の接地点２７ａに最も近い邪魔板３３の投影面積が最大にされると、邪魔板３３に下向きの力Ｆが発生し、この力Ｆに応じて、機体２０の重心Ｇ回りに、転倒モーメントとは反対側に作用する反転倒モーメントが発生する。この反転倒モーメントによって、高い方の接地点２７ａが、自重を支えるために地面を押している力が増大し、逆に低い方の接地点２７ｂが自重を支えるために地面を押している力が減少する。この時点で、回転翼２５、２６の推力を増せば、低い方の接地点２７ｂが地面を押している力が、より減少され、やがて低い方の接地点２７ｂが高い方の接地点２７ａより先に浮上するに至るというものである。
【０３０３】なお、低い方の接地点２７ｂが地面から浮き上がって機体２０の傾斜角度が十分小さくなった時点（概ね機体２０が水平になった時点）で、直ちに邪魔板３３の投影面積を最小にすることが望ましい。このようにすることで、回転翼２５、２６の揚力によって生ずる上昇方向に働く力を妨げる力、つまり邪魔板３３で生じている下向きの力を迅速に最小にできるので、効率良く機体２０を離陸させることができる。
【０３０４】図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す各種邪魔板のうち、図１３（ｃ）に示す本実施形態のブラインド型の邪魔板は、図１３（ａ），（ｂ）に示したものと比較して、全開時の投影面積を最も小さくできるので、最も効率が高く、機体２０を離陸させることが可能である。
【０３０５】以上が機体２０を離陸させる動作原理である。
【０３０６】以下、図３７、図３８に示すフローチャートを参照して、自動離陸用ボタン５が押された場合の自動離陸制御の内容について説明する。
【０３０７】本実施形態では、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、機体２０が、段差６１が存在することにより高低差のある地面に着陸した場合を想定している。図７（ｃ）は上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ｃ）の矢視Ａ−Ａからみた側面図である。
【０３０８】これら図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、全ての垂直翼３４ａ〜３４ｄのうち、最も高い地点にあるのは、第１垂直翼３４ａである。一方、最も低い地点にあるのは、第３垂直翼３４ｃである。
【０３０９】また、最も高い地点は、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+に挟まれた地点であり、最も低い地点は、邪魔板Ｘ-と邪魔板Ｙ-に挟まれた地点である。
【０３１０】・第１の処理（ステップ３０１）
いま、自動離陸用ボタン５が押されると、全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄと垂直翼３４ａ〜３４ｄが全閉の状態に設定される。
【０３１１】・第２の処理（ステップ３０２）
つぎに、エンジン２８が起動され、エンジン回転数が通常の回転数よりも高い回転数に保持される。
【０３１２】・第３の処理（ステップ３０３〜３０６）
つぎに、垂直翼３４ａ〜３４ｄが負担している抗力を下げるために、第１垂直翼３４ａと第３垂直翼３４ｃで、ヨー方向の時計方向回りの回転力を発生させるとともに、第２垂直翼３４ｂと第４垂直翼３４ｄで、ヨー方向の反時計方向回りの回転力を発生させるように垂直翼３４ａ〜３４ｄが開かれる。このとき、ヨー方向の時計方向回りの回転力と、ヨー方向の反時計方向回りの回転力とが相殺するように同期させつつ、垂直翼３４ａ〜３４ｄ全閉状態から全開状態（すなわち、傾斜面が垂直な状態）に、垂直翼３４ａ〜３４ｄのピッチ角を一定変化量づつ変化させていく（ステップ３０３）。
【０３１３】・第３の処理の例外処理第３の処理の実行中に、傾斜センサ１７の出力に基づき、機体２０の傾斜角の変化を計測しており、この計測結果に基づき、機体２０が浮き上がる兆候があるか否か（機体２０の傾斜角が大きく変化したか否か）を判断している（ステップ３０４）。この結果、機体２０が浮き上がる兆候があるものと判断された場合には、推力が過大であり、このまま垂直翼３４ａ〜３４ｄを開く処理を継続することは危険であるものと判断して、機体２０の揚力が過大になるのを防止するために、速やかにエンジン２８の回転数を通常の回転数に向けて所定量だけ減少される（ステップ３０５）。このように推力を下げ、機体２０が浮き上がるに必要な推力よりも小さい推力にした上で、再度、垂直翼３４ａ〜３４ｄを開く処理を継続する（ステップ３０３）。やがて、機体２０が浮き上がることなく、全ての垂直翼３４ａ〜３４ｄが垂直に立てられた状態にされる（ステップ３０６の判断結果「垂直になった」）。
【０３１４】・第４のステップ（ステップ３０７〜３１１）
全ての垂直翼３４ａ〜３４ｄが垂直に立ち上がったならば、地面６０のうち最も高くなっている地点ＴＰ（図３６R>６参照）に最も近い（最も高い地点を挟むよう存在する）Ｘ軸上の邪魔板とＹ軸上の邪魔板、つまり邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+が全閉にされる。この結果、図１４で説明したように、機体２０の最も高い地点の接地点２７ａが、地面６０（段差６１）を押さえ付けている力が増大される（ステップ３０７）。
【０３１５】さらに、エンジン２８の回転数が通常回転数よりも高くされ、機体２０全体の推力が増大されるとともに、地面６０のうち最も低くなっている地点に最も近い（最も低い地点を挟むように存在する）Ｘ軸上の邪魔板とＹ軸上の邪魔板、つまり邪魔板Ｘ-と邪魔板Ｙ-が徐々に全開にされる（ステップ３０８、ステップ３１１）。この結果、回転翼２５、２６の推力が増し、低い方の接地点２７ｂが地面を押している力が、より減少され、やがて低い方の接地点２７ｂが高い方の接地点２７ａより先に浮上するに至る。
【０３１６】・第４の処理の例外処理第４の処理の実行中に、傾斜センサ１７の出力に基づき、機体２０の浮き上がりによって機体２０が概ね水平になったか否かを判断している（ステップ３０９）。この結果、機体２０が概ね水平になったものと判断された場合には、速やかに全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄが全開にされる。これは、前述したように、高い方の接地点２７ａ回りの転倒モーメントによる転倒を防ぐためと、回転翼２５、２６の揚力によって生ずる上昇方向に働く力を妨げる力である邪魔板３３で生じている下向きの力を迅速に最小にして、効率良く機体２０を離陸させるためである（ステップ３１０）。以後、手順は、次の第５の処理を飛ばして直ちに第６の処理に移行される。
【０３１７】・第５の処理（ステップ３１２〜３１６）
第４の処理において、エンジン回転数を通常回転数よりも高くして機体２０全体の推力を増大させた上、最も低くなっている地点を挟むよう存在するＸ軸上の邪魔板Ｘ-とＹ軸上の邪魔板Ｙ-を全開にしたとしても、最も低い地点側の接地点２７ｂが地面６０から離間しなかった（機体２０が水平にならなかった）場合には（ステップ３０９の判断結果「水平でない」、ステップ３１１の判断結果「全開」）、気温、風向きなどの影響で推力が不足している可能性があるものと判断して、最も高くなっている地点ＴＰを挟むよう存在しているＸ軸上の邪魔板Ｘ+とＹ軸上の邪魔板Ｙ+が徐々に開放される（ステップ３１２）。この開放に際しては、板Ｘ+、Ｙ+の最も高い地点ＴＰへの近接度が考慮される。たとえば、図３６に示すように、Ｘ軸とＹ軸の原点から最高の地点ＴＰに結んだベクトルＶのＸ成分ＶxとＹ成分ＶYの比率が、それぞれＸ軸側の邪魔板Ｘ+とＹ軸側の邪魔板Ｙ+の閉じ具合（閉度）の比率になるように配分した上で、徐々に邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+の閉度を、ＶxとＶYの比率をもって低くしていく（徐々に邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+を開いていく）という方法が考えられる。
【０３１８】すなわち、下記式により、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+の閉度（％）が求められる。
【０３１９】
上記式における係数Ｋは、最初は２からスタートし、最小値（例えば0.3位）になるまで順次減少される。このようにして邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+の閉じ具合が順次少なくなる（邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+を順次開いていく）（ステップ３１５）。
【０３２０】最初は、邪魔板Ｘ+、Ｙ+の少なくともどちらか一方が閉度１００％となっており、完全に閉じているが、係数Ｋが小さくなるにつれて、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+は、上記式にしたがい開かれる。
【０３２１】通常は、係数Ｋが最小値になる前に、低い方の接地点２７ｂが離間する。
【０３２２】よって、上記ステップ３０９と同様の判断により、機体２０が概ね水平になったものと判断された場合には（ステップ３１３の判断結果「水平」）、上記ステップ３１０と同様にして、速やかに全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄが全開にされる（ステップ３１４）。
【０３２３】・第５の処理の例外処理ただし、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+が、係数Ｋが最小値に達するまで完全に開かれても（ステップ３１５の判断結果「最小値になった」）、低い方の地点２７ｂが地面６０から離間しない（機体２０が水平にならない）場合には（ステップ３１５の判断結果「最小値になった」、ステップ３１３の判断結果「水平でない」）、気象条件などにより揚力が不足している虞があったり、ダイナミックロールオーバの事故を起こす虞があり、それ以上開かせることは無駄であり、また危険であると判断して、この時点で、自動離陸の処理を終了させる（ステップ３１６）。
【０３２４】・第６の処理（ステップ３１７〜３１９）
このようにして機体２０が完全に地面６０から離間されると、直ちに邪魔板３３ａ〜３３ｄによる姿勢制御が開始される（ステップ３１７）。
【０３２５】すなわち、この時点で機体２０は地上から１ｍ程度の高度に上昇している。そこで、エンジン２８の回転数が通常の回転数に戻され、回転翼２５、２６の推力を定常の値に戻すことで、機体２０が上昇しすぎないようにされる。そして、地面センサ１８の検出高度をフィードバックして、機体２０が、現在の高度である約１ｍの高度を維持するように、邪魔板３３ａ〜３３ｄのオフセット量ΦX+〜ΦY+が調整される。この結果、機体２０は、約１ｍの高度でホバリングする（ステップ３１８）。さらに、この機体２０が約１ｍの高度でホバリングした時点で、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦXm+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦXm-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦYm+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦYm-が記憶される（ステップ３１９）。
【０３２６】・自動離陸モード終了機体２０が安定にホバリングしたところで、自動離陸用ボタン５を解除すれば（再度ボタン５を押すことによって解除される）、図３７、図３８に示す処理は終了し（自動離陸モード終了）、他の操作子２、３、４によって飛翔体２０を操縦することが可能となる。
【０３２７】なお、機体２０が完全に離陸する前に、自動離陸ボタン５が解除されると、機体２０がバランスを崩して地面６０に衝突するなどして機体２０が損傷する場合がある。このため、離陸完了前に、自動離陸モードを中断させたい場合には、誤操作でないことを確認する意味で、昇降／姿勢用レバー３を下向きＢ2に押し下げている状態でなければ、自動離陸モードを解除できないものとするインターロックを設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は飛翔体の構成を示す図である。
【図２】図２は飛翔体を制御する装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は機体の外観を各色に塗り分けた様子を示す上面図である。
【図４】図４は機体と観測者との位置関係を説明する図である。
【図５】図５は操舵用ジョイスティックの周囲を各色に塗り分けた様子を示す斜視図である。
【図６】図６は無線操縦で飛翔体が飛翔されている様子を示す図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は飛翔体が傾斜のある地面に着陸した状態を説明する図であり、図７（ａ）は機体の垂直翼と邪魔板の配置関係を示す上面図であり、図７（ｃ）は段差と飛翔体の位置関係を示す上面図で、図７（ｂ）は図７（ｃ）の矢視Ａ−Ａ図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は離陸時に飛翔体に作用する力を説明する図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は離陸時における転倒を防止するための対策を説明する図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は離陸時における転倒を防止するための対策を説明する図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）は離陸時における転倒を防止するための対策を説明する図である。
【図１２】図１２は、邪魔板の機能を説明する図である。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各種邪魔板を説明する図である。
【図１４】図１４は本実施形態における自動離陸制御の原理を説明する図である。
【図１５】図１５は邪魔板の配置例を示す上面図である。
【図１６】図１６は飛翔体が水平移動する原理を説明する図である。
【図１７】図１７は飛翔体が水平移動する原理を説明するために用いた邪魔板の配置図である。
【図１８】図１８は飛翔体が水平移動方向と操舵用ジョイスティックの操作方向との関係を説明する図である。
【図１９】図１９は飛翔体が昇降する原理を説明する図である。
【図２０】図２０は飛翔体がヨー方向に旋回する原理を説明する図である。
【図２１】図２１は邪魔板に作用する力を説明する図である。
【図２２】図２２（ａ）〜（ｅ）は邪魔板の種類と邪魔板の配置の種類を示す図である。
【図２３】図２３（ａ）、（ｂ）は邪魔板と垂直板の配置の種類を示す図である。
【図２４】図２４は飛翔体を大きな回転トルクで旋回させる制御を説明する図である。
【図２５】図２５は飛翔体を微小な回転トルクで旋回させる制御を説明する図である。
【図２６】図２６は垂直翼に生ずる力を説明する図である。
【図２７】図２７（ａ）、（ｂ）は垂直翼をオフセット制御する様子を説明する図である。
【図２８】図２８は垂直翼を制御系を説明する図である。
【図２９】図２９（ａ）、（ｂ）は垂直翼の種類を示す図である。
【図３０】図３０は垂直翼の配置関係を示す上面図である。
【図３１】図３１（ａ）、（ｂ）は操舵用ジョイスティックの操作による制御を説明する図であり、図３１（ａ）は操舵用ジョイスティックの操作方向を示す図で、図３１（ｂ）は機体が操舵される方向と邪魔板の配置関係とを示す図である。
【図３２】図３２は飛翔体を操舵制御する処理の手順を示すフローチャートである。
【図３３】図３３は図３２から各種パラメータを抜き出して示す図である。
【図３４】図３４（ａ）、（ｂ）は昇降/姿勢用レバーの操作による制御を説明する図であり、図３４（ａ）はレバーの操作方向を示す図で、図３４（ｂ）はレバーの操作方向と垂直翼の配置関係とを示す図で、図３４（ｃ）は機体が昇降、姿勢が変化する方向と邪魔板の配置関係とを示す図である。
【図３５】図３５は降下制限用ボタンが押された場合の処理の手順を示すフローチャートである。
【図３６】図３６は機体が傾斜面に着陸している場合の最高地点と機体との関係を示す上面図である。
【図３７】図３７は自動離陸用ボタンが押された場合の処理の手順を示すフローチャートである。
【図３８】図３８は自動離陸用ボタンが押された場合の処理の手順を示すフローチャートである。
【図３９】図３９はヘリコプタが樹木に衝突する様子を示す図である。
【図４０】図４０がヘリコプタがダイナミックロールオーバにより転倒する様子を示す図である。
【図４１】図４１（ａ）、（ｂ）はヘリコプタと本実施形態の飛翔体の外観の違いを比較して示す図である。
【符号の説明】
１ ラジコン操縦器
２ 操舵用ジョイスティック
３ 昇降/姿勢用レバー
５ 自動離陸用ボタン
１０ 制御装置
１１ 制御装置本体
１３ 邪魔板制御系
１４ 垂直翼制御系
２０ 飛翔体
２２ カバー
２５、２６ 二重反転式の水平回転翼
３３ａ〜３３ｄ 邪魔板
３４ａ〜３４ｄ 垂直翼
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって飛翔体の飛翔を、制御する装置に関し、特に、無人飛翔体を遠隔操縦により制御する遠隔操縦装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および解決しようとする課題】日本の国土では、地震、風水害、土砂崩れ、雪崩、火山噴火、津波、山火事など多種多少の自然災害が発生する。
【０００３】近年のように情報化が進んだ社会では、通信回線の途絶は被災地の復興を遅らせるだけではなく、災害現場の状況がつかめないことは後方の支援組織の効率的な活動の妨げになる。
【０００４】地震や航空機墜落など、被害者を救援するだけの状況であれば救援ヘリコプターが有効であるが、噴煙をあげている火山の活動を上空から近づいて監視する場合には、突然の噴火による火山弾の直撃による二次災害を防止するためにも無人の飛翔体を用いることが望ましい。
【０００５】同様に、低空飛行する有人ヘリコプターを気流の変化の激しい山岳地域での遭難事故の捜索に使うとすると、墜落や衝突などの二次災害の危険があり、雪崩の危険のある地域での捜索に使うとするとヘリコプターから吹き下ろされる強烈な下降流によって新たな雪崩が発生する危険がある。
【０００６】このため、上空からの被災者の捜索が困難な場合には、地上から大勢の救援隊が捜索にあたったり、雪解けを待って遺体となった被災者を捜索することになるが、捜索が時間がかかったり事後的であり、迅速に捜索を行うことができない。
【０００７】したがって、こうした場合に、小型で遠隔操作できる無人の飛翔体の利用が望ましく、広い地域を迅速に捜索することができる。
【０００８】さらに、被災地の映像や通信を緊急に復旧するためには、上空に無線中継器を静止させておく必要があるため、高価で多様な使い道のある有人ヘリコプターを無線中継のためだけに利用することはコスト的に困難である。
【０００９】こうした場合にも、小型で遠隔操作できる無人の飛翔体であれば、低コストで緊急の通信回線を確保して救援活動に利用することができる。
【００１０】小型で遠隔操作できる無人の飛翔体の利用の要請は、上述した各種災害現場だけではなく、広く農業、牧畜業などの分野からの要請もある。
【００１１】小型で遠隔操作できる無人の飛翔体を使って、農業における薬剤散布、種子まき、生育状況や作柄の写真撮影を行うことができる。
【００１２】また、牧畜業における放牧状況の監視に利用できる。
【００１３】さらには、鉱山における発破前の安全確認、養殖漁業における餌撒きや、赤潮の監視などに利用することができる。さらには、ダムや送電線の監視、上空の排気ガスの採取に、火山噴火や土石流などの状況を遠くの安全な地点から遠隔操作でテレビ中継する場合にもその用途がある。
【００１４】このように、遠隔操縦できる小型の無人飛翔体の各分野からの要請は大きいものの、現状では以下のような問題がある。
【００１５】すなわち、従来、広い水田の農薬散布は、人間が搭乗して操縦するヘリコプタのほか、全長が２ｍほどのラジコン模型のヘリコプタを使用して行われる。
【００１６】確かに、これらの低速で任意の経路を飛翔する飛翔体を用いて作業を行うことで、農作業の労働力不足を補えたり、作業の合理化を図ることができる。
【００１７】しかし、図３９に示すように、模型にせよ、有人機にせよ、通常のヘリコプタの形態を有している低速飛翔体７０は、機体７３の上部のメインロータ７１、機体７３後部の垂直ロータ７２のいずれもが高速回転した状態でむき出しになっているために、樹木や崖などと衝突すると、ロータが瞬時にして破損してしまい、機体は墜落大破してしまう。
【００１８】そこで、回転翼（ロータ）が地上の障害物と接触して起きる事故を防止することを目的とする構造のものが公知となっている。たとえば、特開平５−３０１６００号公報には、ヘリコプタのメインロータの側面に二重のロータフレームを設けて、メインロータを保護するようにした発明が開示されている。
【００１９】しかし、機体の上部にカバーなどを設けるようにした構造のものは、構造が複雑になってしまう上に、機体の重量が増えてしまい、機体によって輸送できる貨物の重量が著しく制限されることになり、実用化までに至っていない。
【００２０】ここで、通常のヘリコプタ７０の運転操作にあたっては、メインロータ７１の回転に伴うこの回転翼７１の抗力によって機体７３を逆方向に回そうとするトルクを打ち消すために、機体７３後部の垂直ロータ７２の推力を調整するという微妙なテクニックが必要となる。しかも、運転中にこのテクニックを駆使しつつ、突風や離着陸時の機体７３の運動に伴って機体７３が前後方向に傾斜したときに機体７３後部の垂直ロータ７２が地面などに激突しないように細心の注意を払う必要がある。
【００２１】したがって、通常のヘリコプタの構造を持つ低速飛翔体７０を安全に運転するには、特殊な技能を必要となる。
【００２２】しかしながら、現状では、十分に訓練された運転の専門家を要請し雇用することはコストがかかるため、こうした特殊技能をもって人材を多く要請することができない。さらに、ユーザがヘリコプタなどの低速飛翔体７０を使用する際にも、この特殊技能に応じた料金を支払う必要があるため、簡単にヘリコプタなどの低速飛翔体７０を使用することができなかった。
【００２３】このように、従来はヘリコプタなどの低速飛翔体７０を安全に操縦するには制約があり、これが広い分野から潜在的な需要があるにもかかわらずに多く利用されていない原因の一つになっていた。
【００２４】ところで、ヘリコプタなどのように垂直ロータ７２を必要とする低速飛翔体７０とは別に、垂直ロータを必要としない低速飛翔体が、１９世紀にすでに英国で発明されている。
【００２５】これは、水平方向に回転する２つの回転翼（メインロータ）を鉛直軸同軸上に配置し、これらを互いに逆回転させるようにした、いわゆる二重反転式のメインロータを有する飛翔体である。つまり、メインロータを互いに逆方向に回転させることで、メインロータが空気をかき回して回転するときに受ける空気抵抗の反力で機体が回転しないようにしたものである。
【００２６】この種の飛翔体では、メインロータの回転軸に対して軸対称の筒を、メインロータを覆うカバーとして備えたものがある。このカバーの種類としては、板状のものやネット状のものを使用することができる。
【００２７】とりわけ、ＵＳＰ４，７９５，１１１には、筒状の機体の中に高速回転する換気扇（ファン）のようなプロペラを設け、このプロペラの回転に伴って生じた下向きの空気の流れである下降流の下に制御翼を設けた構造のものが開示されている。この制御翼によって、機体の回転トルクが相殺されるとともに、機体のロール、ピッチ方向の姿勢が調整され、さらに機体が平行移動される。
【００２８】この種の二重反転式の回転翼を有した飛翔体は、回転翼の周囲をカバーで覆うことで、機体全体を覆うことができることから、構造的に容易な構造のものにすることができる。
【００２９】このように、二重反転式の回転翼を有した飛翔体にカバーを設けることで、従来のヘリコプタのように、構造的に複雑にならずに、安全に運転することが可能となる。
【００３０】しかも、このように機体全体をカバーを覆うことによって、空気抵抗が問題となる虞もない。というのは、こうした農作業などに使用されてる飛翔体は、空中で停止したり、せいぜい自動車程度の速度で移動する程度であり、ロケットや航空機のように空気抵抗に逆らって音速に近い速度で飛行することはあり得なく、飛行方向に対して空気抵抗を極端に小さくするような形状にする必要性はないからである。
【００３１】しかしながら、通常の航空機が機体寸法に比べて十分に長い平坦な滑走路、ヘリポートなどから離着陸するのに対して、農作業などに用いられる低速飛翔体は、田畑、河原、野原のように機体の寸法に比べて狭い、しかも凹凸の激しい悪条件の地形であっても離着陸する機能が求められる。
【００３２】しかし、こうした狭く凹凸の激しい地形での離陸は危険を伴い、その運転操作には細心の注意が必要とされ、いわゆる「ダイナミックロールオーバ」と呼ばれる横転事故を起こさぬようにすることが要求される。
【００３３】すなわち、図４０はヘリコプタ７０が離陸する様子を示したものであり、こうした機体７３上部にメインロータ７１を備えた飛翔体にあっては、メインロータ７１に垂直に上向きの揚力が発生する。しかし、地面６０が傾斜している場合には、揚力の鉛直方向成分が機体７３の重量を持ち上げるように作用するばかりではなく、揚力の中心点の機体７３の低い方の接地点を結ぶ線に直角な揚力の力成分が、矢印に示すように機体を引き倒す方向に作用する。仮に、メインロータ７１が起動され、推力が出始めたときに、機体７３の最初の傾斜が大きすぎて機体が傾き始めると、メインロータ７１の推力の水平方向成分はますます機体７３を引き倒す力を大きくする。このため、ついには機体７３が横転してしまい、メインローラ７１が地面６０と激突して大事故になる虞がある。一般に、離陸前の機体７３の傾きが１５度を超えると危険であるといわれている。
【００３４】このことは、同様に水平方向に回転するメインロータを備えた二重反転式の飛翔体でも起きうる現象である。
【００３５】ここで、地面に１０ｃｍの段差がある地形から離陸する場合の機体の最初の傾きを想定すると、機体の幅が３ｍもある回転翼式の飛翔体であれば、離陸前の機体の傾きは２度未満であって、実際の運転にはそれほど細心の注意を要することはない。
【００３６】しかし、機体の幅が３０ｃｍ程度の模型の飛翔体であれば、１８度もの傾きになってしまうため、細心の注意を払って操縦したとしても横転してしまう可能性は高い。
【００３７】したがって、模型のヘリコプタなどを遠隔操作で離陸させる場合には、平坦な場所を選択しなければならず、実際には離陸場所が限定されてしまうという問題があった。
【００３８】また、模型のヘリコプタを燃料消費を節約するなどの目的で、操縦者の目の届かない地点に一旦着陸させ、その地点から再び離陸させたい場合がある。
【００３９】特に、人が近づけない火山噴火や土石流の被害状況をテレビ中継して監視する場合には、機体を被災地の近くまで飛行させるのみならず、複数の観測地点で次々と離着陸を繰り返して広い被害の様子を詳細に観測したいとの要請がある。
【００４０】しかし、こうした場合には、その離陸させる場所はダイナミックロールオーバが生じない地面の凹凸が数センチ以下であることを人間が一々確認しなければならなかったり、横転した場合にはその姿勢を手直しや機体の回収をしなければならない。したがって、こうした一旦着陸しての離陸の操縦は、凹凸の多い野外の地形においては、人間の手間の点から難しく、とりわけ被災地の場合には、人間の安全を確保する上で、実現は事実上不可能である。
【００４１】そこで、水平回転翼を備えた飛翔体を運転する場合に、機体回収ないしは離陸前の姿勢の手直しをするための作業者のいる場所でなくても、着陸させることができ、そこからダイナミックロールオーバを生ずることなく離陸させることができることが要求される。
【００４２】上述したＵＳＰ４，７９５，１１１には、機体を取り巻く円筒のすぐ内側に対応して設けられた制御翼を開閉することによってロールとピッチを制御するとともに、機体の下部に取り付けられた垂直翼の下端を曲げることによって機体の重心を前後左右に移動させるという技術が記載されている。
【００４３】しかし、この制御翼はロールとピッチを制御するのみで、傾斜した地面から離陸を制御するものではない。つまり、この文献には、傾斜した地面から離陸する場合に、回転翼の揚力の水平方向成分によって機体を横転方向に引き倒す力を打ち消すように制御翼を制御することに関しては記載されていない。
【００４４】また、上記文献に記載の制御翼と、垂直翼は全く別構造で、複雑な構造となっている。したがって、より簡易な統一した構造のもので、飛翔体の動きを制御する機構が望まれる。
【００４５】以上のように、従来技術にあっては、二重反転式の水平翼を有した飛翔体は、回転翼の周囲にカバーを設けることで、空中にあるときは、簡易な構造、低コストで衝突することなく安全に飛翔できるものの、離陸するときにはダイナミックロールオーバを起こす虞があり、一旦着陸してから再び離陸するという運転、操縦は、人間の手間、人間の安全確保の点から事実上実現不可能であった。
【００４６】また、飛翔体の一般的な動作、つまり水平移動、昇降、ヨー方向の回転といった動きを、簡易な構造で容易に行うことができないことになっていた。
【００４７】本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、二重反転式の回転翼を有した飛翔体において、離陸するときにダイナミックロールオーバを起こすことのないようにして、一旦着陸してから再び離陸するという運転、操縦を実現することを第１の解決課題とするものである。
【００４８】また、飛翔体の一般的な動作、つまり水平移動、昇降、ヨー方向の回転といった動きを、簡易な構造で容易に行うようにすることを第２の解決課題とするものである。
【００４９】ところで、図４１（ａ）に示すように、ヘリコプタ型の低速飛翔体７０を遠隔操縦する場合には、この低速飛翔体７０は、前後に長い胴長の形状であり、前と後とで形状が異なっているために容易に「正面方向」を遠くからでも視認することができる。よって、オペレータとしては、遠隔操縦装置に設けられたジョイスティックを「正面方向」に対応する方向に倒すことによって、この低速飛翔体７０を「正面方向」に、容易に進行させることができる。
【００５０】しかし、二重反転式の水平回転翼を有した低速飛翔体２０は、水平回転翼の回転軸２３に関して対称な形状であるために、たとえ、機体の「正面方向」を予め定めていたとしても、外観をみる限りは、いずれの方向が機体の「正面方向」であるかを特定することができない。
【００５１】したがって、こうした二重反転式の水平回転翼を有した低速飛翔体２０を遠隔操縦する場合に、ヘリコプタなどの低速飛翔体７０と同様に、「正面方向」を遠くからでも容易に視認でき、容易に遠隔操縦を行えるようにする必要がある。
【００５２】しかも、低速飛翔体が太陽の向きによって影になって見えにくい状況下であっても、直感的に「正面方向」を特定できることが望まれる。「正面方向」を直感的に把握できずに遠隔操縦の操作を誤まってしまうと、たとえば、空中でホバリングした状態から正面の樹木から離れる方向に動かしたい場合でも、逆に樹木の向こう側に回り込ませてしまい、ますます目視による遠隔操縦を困難にして、墜落させてしまう虞があるからである。
【００５３】本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、二重反転式の水平回転翼を有した飛翔体を遠隔操縦する場合に、ヘリコプタなどと同様に、「正面方向」を遠くからでも容易に視認できるようにし、容易に遠隔操縦を行えるようにすることを第３の解決課題とするものである。
【００５４】
【課題を解決するための手段および効果】そこで、本発明の第１発明では、上記第１の解決課題達成のために、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段のうち傾斜面上方側の面積調整手段の面積を、傾斜面下方側の面積調整手段の面積よりも大きくするよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体の傾斜面下方側の接地点を傾斜面上方側の接地点よりも先に地面から離間させる離陸制御手段を具えるようにしている。
【００５５】かかる構成によれば、図１、図７に示すように、２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段３３が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３３ａ、３３ｃ）設けられる。
【００５６】そして、この対向する面積調整手段３３ａ、３３ｃのうち傾斜面６１上方側の面積調整手段３３ａの面積が、傾斜面６１下方側の面積調整手段３３ｃの面積よりも大きくするよう面積調整手段３３ａ、３３ｃが制御される。これにより、飛翔体２０の傾斜面６１下方側の接地点２７ｂが傾斜面６１上方側の接地点２７ａよりも先に地面から離間され、飛翔体２０の姿勢が水平され離陸が行われる。
【００５７】このように、二重反転式の水平回転翼を有した飛翔体２０において、飛翔体２０の傾斜面６１下方側の接地点２７ｂを傾斜面６１上方側の接地点２７ａよりも先に地面から離間させ、離陸させるようにしたので、ダイナミックロールオーバを生じることなく安全に離陸させることができる。この結果、一旦着陸してから再び離陸するという運転、操縦が、人間の手間を要せず、危険を伴うことく可能となる。
【００５８】また、本発明の第２発明では、上記第１の解決課題達成のために、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段のうち水平移動方向側の面積調整手段の面積を、水平移動方向とは反対側の面積調整手段の面積よりも大きくするよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を前記水平移動方向に水平移動させる水平移動制御手段を具えるようにしている。
【００５９】かかる構成によれば、図１、図３１に示すように、２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段３３が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３３ａ、３３ｃ）設けられる。
【００６０】そして、この対向する面積調整手段３３ａ、３３ｃのうち水平移動方向（正面方向）側の面積調整手段３３ａの面積が、水平移動方向とは反対側の面積調整手段３３ｃの面積よりも大きくするよう面積調整手段３３ａ、３３ｃが制御される。これにより、飛翔体２０が水平移動方向（正面方向）に水平移動される。
【００６１】また、本発明の第２発明の別の発明では、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段の両面積を同量づつ減少させるよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を上昇させるとともに、これら両面積を同量づつ増加させるよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を下降させる昇降制御手段を具えるようにしている。
【００６２】かかる構成によれば、図１、図３４に示すように、２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段３３が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３３ａ、３３ｃ）設けられる。
【００６３】そして、対向する面積調整手段３３ａ、３３ｃの両面積が上昇時には同量づつ減少され、下降時には同量づつ増加されるよう面積調整手段３３ａ、３３ｃが制御される。これにより、飛翔体２０が昇降される（矢印Ｅ）。
【００６４】また、本発明の第２発明の別の発明では、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける板状の部材を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設けるとともに、前記板状の部材のピッチ角を調整する角度調整手段を設け、さらに、前記対向する板状の部材の両ピッチ角が、前記飛翔体の所望のヨー方向の回転力に応じた角度になるよう前記角度調整手段を制御することにより、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角を変化させるヨー方向姿勢角制御手段を具えるようにしている。
【００６５】かかる構成によれば、図１、図３４に示すように、２つの水平回転翼２５、２６の下方に、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける板状の部材３４が、鉛直軸２３に関して対向するように少なくとも２つ（３４ａ、３４ｃ）設けられる。そして、この板状の部材３４ａ、３４ｃのピッチ角を調整する角度調整手段が設けられる。
【００６６】そして、対向する板状の部材３４ａ、３４ｃの両ピッチ角が、飛翔体２０の所望のヨー方向Ｄの回転力に応じた角度になるよう角度調整手段が制御される。これにより、飛翔体２０のヨー方向Ｄの姿勢角が変化される。
【００６７】以上のように、第２発明によれば、飛翔体２０の一般的な動作、つまり水平移動、昇降、ヨー方向の回転といった動きが、鉛直軸２３に関して対向して設けられた面積調整手段３３ａ、３３ｃ、ないしは板状部材といった簡易な構造で、これらの面積あるいはピッチ角を調整するという簡易な制御で容易に実現される。
【００６８】また、第２発明において、上記面積調整手段を、水平回転翼によって生じる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける２つの隣接して対向する板状の部材と、当該２つの対向する板状の部材の両ピッチ角が、極性が異なりかつ同一のピッチ角となるように調整する角度調整手段とからなるものであるとしている。
【００６９】このようにすることで、図２１に示すように板状の部材に作用するヨー方向の力Ｆvが相殺され、ヨー方向に機体が回転することなく、上下方向の力Ｆvをもって機体が水平移動され、昇降されることになる。つまり、ヨー方向に回転しないよう意識することなく、簡易に水平移動の制御ないしは昇降の制御を行うことができる。
【００７０】また、第２発明において、前記鉛直軸に関して対向して設けられた２つの板状の部材を、少なくとも２組設け、前記ヨー方向姿勢角制御手段を、予め２組の板状部材の両ピッチ角を、極性が異なりかつ同一の所定角度にして、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角が変化しないようにしておき、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角を変化させる際には、前記２つの水平回転翼の回転によって生じる下降流を受ける投影面積が維持されるように、前記２組の板状部材のうち一方の組の板状部材のピッチ角を増加させるとともに、前記２組の板状部材のうち他方の組の板状部材のピッチ角を、前記一方の組の板状部材のピッチ角増加方向とは反対側に減少させるように、前記角度調整手段を制御している。
【００７１】すなわち、図２７（ａ）に示すように、予め２組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の両ピッチ角が、極性が異なりかつ同一の所定角度にされ、ヨー方向の回転モーメントＭ+、Ｍ-は相殺され、飛翔体２０のヨー方向の姿勢角が変化しないままとなる。そこで、図２７（ｂ）に示すように、飛翔体２０のヨー方向の姿勢角を変化させる際には、２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生じる下降流を受ける投影面積が維持されるように、２組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）のうち一方の組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）のピッチ角が増加され、この一方の組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）で発生するヨー方向の回転モーメントＭ´+が増加される。また、２組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）のうち他方の組の板状部材（３４ｂ、３４ｄ）のピッチ角が、一方の組の板状部材（３４ａ、３４ｃ）のピッチ角増加方向とは反対側に減少され、この他方の組の板状部材（３４ｂ、３４ｄ）で発生する回転モーメントＭ-が減少される。この結果、飛翔体２０をヨー方向に発生させる回転モーメント（Ｍ+−Ｍ-）が発生して、飛翔体２０はヨー方向に回転される。このとき、２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生じる下降流を受ける投影面積としては、板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）のピッチ角を変化させる前後で維持されているので、予め、飛翔体２０の高度を維持しておけば、板状部材（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）のピッチ角が変化することに伴って、飛翔体２０の高度は変化することはなくなる。つまり、高度を維持するための調整を意識することなく、簡易にヨー方向の回転の制御を行うことができる。
【００７２】また、第２発明では、前記飛翔体の飛翔の制御は、遠隔操縦によって行われるものであり、前記遠隔操縦のための遠隔操縦装置の操作子に、前記面積調整手段の数に対応した自由度をもたせ、この操作子が一方側に操作されたときは、前記対向する２つの面積調整手段のうち一方の面積調整手段の面積が他方の面積調整手段の面積よりも大きくなり、前記操作子が前記一方側とは反対側に操作されたときには、前記対向する２つの面積調整手段のうち他方の面積調整手段の面積が前記一方の面積調整手段の面積よりも大きくなるように、操作子の操作方向と、面積を大きくすべき面積調整手段とを対応づけておくようにした遠隔操縦装置を具えるようにしている。
【００７３】すなわち、図３１に示すように、遠隔操縦のための遠隔操縦装置の操作子２に、面積調整手段３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄの数４に対応した自由度をもたせておき、この操作子２が一方側（正面方向）に操作されたときは、対向する２つの面積調整手段３３ａ、３３ｃのうち一方の面積調整手段３３ａの面積が他方の面積調整手段３３ｃの面積よりも大きくなり、操作子２が上記一方側（正面側）とは反対側に操作されたときには、対向する２つの面積調整手段３３ａ、３３ｃのうち他方の面積調整手段３３ｃの面積が一方の面積調整手段３３ａの面積よりも大きくなるように、操作子２の操作方向と、面積を大きくすべき面積調整手段３３ａ、３３ｃとが対応づけられる。
【００７４】このようにすることで、操作系と制御系の対応づけが、単純で簡易なものとなり、装置を簡易な構造に構築することができることになり、また遠隔操縦を容易に行うことができるようになる。
【００７５】なお、操作子としては、ジョイスティックのような２自由度を持ったもの、ボリウムのような１自由度を持ったものであってもよい。
【００７６】また、本発明の第３発明では、上記第３の解決課題達成のために、鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を、遠隔操縦により制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼を、側方から覆う筒状のカバーを設け、このカバーの外周の各水平方位を識別表示するとともに、前記飛翔体を遠隔操縦する遠隔操縦装置の操作子に、前記飛翔体の水平方向の移動方向に応じた自由度をもたせ、前記操作子の周囲の各水平方位を、前記飛翔体のカバーの外周の各水平方位の識別表示に対応して識別表示し、前記操作子の操作方向の識別表示内容と、当該操作方向に前記操作子が操作されたときに前記飛翔体が水平移動する方向の識別表示内容とが一致するように、前記操作子の操作方向と、前記飛翔体が水平移動すべき方向とを対応づけておくようにしている。
【００７７】すなわち、かかる構成によれば、図３、図５R>５に示すように、２つの水平回転翼を、側方から覆う筒状のカバーが設けられ、このカバーの外周２２ａの各水平方位が識別表示される（機体正面が赤色、機体右側が白色、機体左側が青色、機体後方が黒色）。
【００７８】そして、飛翔体を遠隔操縦する遠隔操縦装置の操作子２に、飛翔体の水平方向の移動方向に応じた自由度をもたせておき、操作子２の周囲２ａの各水平方位が、飛翔体のカバーの外周２２ａの各水平方位の識別表示に対応して識別表示される（赤色、白色、青色、黒色）。
【００７９】そして、操作子２の操作方向の識別表示内容と、当該操作方向に操作子２が操作されたときに飛翔体が水平移動する方向の識別表示内容とが一致するように、操作子２の操作方向と、飛翔体が水平移動すべき方向とが対応づけられる（機体正面方向に水平移動させるための操作方向は赤色、機体右側方向に水平移動させるための操作方向は白色、機体左側方向に水平移動させるための操作方向は青色、機体後方に水平移動移動させるための操作方向は黒色）。
【００８０】このように識別表示することで、外観からは機体の方向が特定できない、二重反転式の水平回転翼を有した飛翔体を、ヘリコプタなどと同様に、機体の各水平方位を、遠くから容易に特定することができるとともに、容易に遠隔操縦が行えるようになる。
【００８１】なお、操作子としては、飛翔体の水平移動方向の自由度が２（機体正面方向、機体後方、機体左側、機体右側）であれば、ジョイスティックのような２自由度を持った操作子を使用することができ、飛翔体の水平移動の制御をあえて１自由度に限定するならば（機体正面方向、機体後方の制御のみ）、ボリウムのような１自由度を持った操作子を使用することができる。
【００８２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係る水平回転翼を有した飛翔体の制御装置の実施の形態について説明する。
【００８３】図１は、本発明の実施形態の飛翔体２０の構成を示す斜視図であり、図２は、この飛翔体２０の飛翔を制御する制御装置の構成を示すブロック図であり、図６はこの飛翔体２０の使用例を説明する図である。
【００８４】これら図に示すように、本実施形態装置では、飛翔体２０を無線にて遠隔操縦する場合を装置を想定している。
【００８５】図６に示すように、飛翔体２０は、オペレータによって携行されたラジコン操縦器１によって遠隔操縦され、飛翔体２０に設けられたノズルを介して農薬が散布される。なお、本実施形態の飛翔体２０の用途は、これに限らず、前述したように災害地における監視等の用途に幅広く利用できる。
【００８６】図２に示すように本実施形態の制御装置は、大きくは、オペレータが携行して操縦するラジコン操縦器１と、飛翔体（機体）２０に搭載された制御装置１０とから構成されている。
【００８７】機体２０は、図１に示すように、大きくは、例えば、軽合金からなるフレーム２１と、このフレーム２１の上部を覆うカバー２２（側壁）と、フレーム２１とから構成されている。
【００８８】フレーム２１の中心、鉛直方向には、回転軸２３が配設されており、この回転軸２３に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼２５（上ロータ）、２６（下ロータ）が配設されている。
【００８９】カバー２２は、これら水平回転翼２５、２６を覆うように側方に取り付けられている。したがって、飛翔中に図３９に示したように樹木等の障害物に衝突したとしても、水平回転翼２５、２６に損傷を与えることを防ぐことができる。なお、カバー２２としては空気を通す網状のものであってもよい。
【００９０】水平回転翼２５、２６は、エンジン２８（たとえば模型飛行機用のエンジンが使用される）を駆動源とし、回転軸２３を介して、回転される。回転軸２３の途中、つまり上ロータ２５と下ロータ２６の間には、回転翼逆転用ギヤ３０が設けられており、このギヤ３０の前後で回転軸２３の回転方向が逆転される。よって、これら２つの水平回転翼２５、２６は互いに反対方向に回転される。
【００９１】制御装置１０のエンジン制御系１２は、エンジン２８の回転数を制御するアクチュータを中心に構成されており、このエンジン制御系１２によりエンジン２８が駆動制御される。
【００９２】エンジン２８の燃料用のタンク２９はフレーム２１内の適宜箇所に設けられるとともに、緊急時に使用される非常用パラシュート３１は、機体２０の上部に設けられている。
【００９３】図２に示す機体搭載用の制御装置１０およびこれの電源であるバッテリ３２は、フレーム２１とカバー２２の間に配設される。
【００９４】また、フレーム２１の最下部は、着地用の脚２７として機能するようになっている。
【００９５】上記２つの水平回転翼２５、２６は回転されることによって、後述するように、下降流が発生する。
【００９６】そこで、これら２つの水平回転翼２５、２６の下方には、これら２つの水平回転翼２５、１６の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段、つまり複数の邪魔板３３と、この邪魔板３３のピッチ角を変化させる（回転翼２５、２６に対して平行な面に対する開度を変化させる）回転軸３５が設けられている。この回転軸３５は、制御装置１０により駆動制御される。邪魔板３３の開閉により、上記下降流を受ける投影面積（回転翼２５、２６に対して平行な面に対する邪魔板３３の投影面積）が変化され、飛翔体２０は水平移動され、昇降される。以下、邪魔板３３を「開く」ということは、回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角を大きくするという意味で使用し、同様に邪魔板３３を「閉じる」ということは、回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角を小さくするという意味で使用する。
【００９７】複数の邪魔板３３のそれぞれは、後述する図２２（ａ）に示すように、単一対向翼型の邪魔板として構成されている。そして、複数の邪魔板３３は、図７（ａ）に示すように、フレーム２１の下方の下フレーム２４に、回転軸２３に関して対向するように配設されている。すなわち、回転軸２３に関して対称に一対の邪魔板３３ａ、３３ｃが配設されるとともに、この一対の邪魔板３３ａ、３３ｃに対して直角な方向に、同様に回転軸２３に関して対称に他のもう一対の邪魔板３３ｂ、３３ｄが配設されている。このような配置は、後述する図２２２２（ｄ）に示されるように放射平行配置と呼ばれる。
【００９８】機体２０の各水平方位は、各邪魔板３３ａ〜３３ｄの位置に応じて予め定められている。すなわち、一対の邪魔板３３ａ、３３ｃに配置に沿った軸をＸ軸とし、邪魔板３３ａ側をＸ軸プラス方向とし、邪魔板３３ｃ側をＸ軸マイナス方向としている。よって、他の一対の邪魔板３３ｂ、３３ｄに配置に沿った軸がＹ軸となり、邪魔板３３ｂ側をＹ軸プラス方向とし、邪魔板３３ｃ側をＹ軸マイナス方向としている。以下、邪魔板３３ａが配置されている方向（Ｘ軸プラス方向）を、機体２０の「正面方向」と定義する。以下、適宜、邪魔板３３ａ、３３ｂ、３３ｃおよび３３ｄをそれぞれ邪魔板Ｘ+、Ｙ+、Ｘ-、Ｙ-と称する。
【００９９】制御装置１０の邪魔板制御系１３は、各邪魔板３３ａ〜３３ｄそれぞれの回転軸３５を回動させる４つのサーボモータを中心に構成されており、この邪魔板制御系１３により邪魔板３３ａ〜３３ｄが個別に駆動制御される。つまり、邪魔板の自由度は４である。
【０１００】なお、この実施形態では、邪魔板３３を板の部材で構成している。つまり、本実施形態の面積調整手段は、図１３（ｃ）に示すように、板３３の長手方向に沿って回転軸３５を設け、この回転軸３５を回動させることによって、下降流を受ける投影面積を調整するようにしたブラインド型と呼ばれるものである。
【０１０１】しかし、これに限定されることなく、投影面積を調整できるものであれば、図１３に示すように任意の構成のものを採用することができる。
【０１０２】すなわち、図１２は、邪魔板３３の機能を説明する図であり、団扇でモデル化した邪魔板３３が、下降流（ダウンウオッシュ）Ｗを受けた場合を示している。すなわち、回転翼２５、２６の回転に伴って吹き下ろされる下降流Ｗ（ダウンウォッシュ）を受ける団扇３３を、水平にかざせば団扇３３は下向きの力を受ける。空気力学的には、団扇３３が風を受ける表面とその裏側との圧力差によって団扇３３に下向きの力が生ずるのである。この団扇３３の軸を機体２０に取り付ければ、機体２０の姿勢を変えるためのモーメントを発生させることができる。
【０１０３】このとき、団扇３３が下降流Ｗを受ける投影面積を変化させることによって、下降流Ｗを受けて団扇３３に生じる下向きの力を変化させることができる。このため、この下向きの力のうち、機体２０の重心Ｇと団扇３３とを結ぶ線分に対して垂直な方向の成分を変化することができ、機体２０を倒すように作用するモーメントの大きさを変化させることができる。このため、機体２０が離陸時に倒れる方向のモーメントとは反対側のモーメントを大きくするよう、団扇３３の投影面積を強制的に変化させることによって、ダイナミックロールオーバの発生を抑制することができる。
【０１０４】このように、邪魔板３３としては、下降流Ｗを受ける投影面積を変化させることができるものであればよく、図１３（ａ）に示すように、固定した窓に対して、横にスライドして窓とを重ね合わせ、スライドさせることによって、下降流Ｗを受ける投影面積を変化させるようにした鎧戸型の面積調整手段を使用する実施が可能である。また、図１３（ｂ）に示すように、折り畳んで伸縮させることで、下降流を受ける面積を変化させるようにした蛇腹型の面積調整手段を使用してもよい。また、これら図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を適宜組み合わせて面積調整手段を構成してもよい。
【０１０５】また、邪魔板３３の数は２対（３３ａ、３３ｃ）、（３３ｂ、３３ｄ）に限定されるわけではない。図１５に示すように回転翼２５、２６の円周２５ａ、２６ａ内に４対の邪魔板を設けるような実施も可能である。多数の邪魔板３３を配設することによって、下降流を受ける面積を調整する制御、特にダイナミックロールオーバの発生を抑制する制御をきめ細かく行うことが可能となる。
【０１０６】また、上記２つの水平回転翼２５、２６の下方には、これら２つの水平回転翼２５、２６の回転によって生ずる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける複数の垂直翼３４と、垂直翼３４のピッチ角を変化させる（回転翼２５、２６に対して平行な面に対する開度を変化させる）回転軸３６が設けられている。この回転軸３６は、制御装置１０により駆動制御される。垂直翼３４の開閉により、上記下降流を受ける投影面積（回転翼２５、２６に対して平行な面に対する垂直翼３４の投影面積）が変化され、飛翔体２０は回転軸２３を中心に、ヨー方向に回転される。以下、垂直翼３４を「開く」ということは、回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角を大きくするという意味で使用し、同様に垂直翼３４を「閉じる」ということは、回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角を小さくするという意味で使用する。
【０１０７】複数の垂直翼３４のそれぞれは、後述する図２９（ａ）に示すように、単葉型の垂直翼として構成されている。そして、複数の垂直翼３４は、図７（ａ）に示すように、フレーム２１の下方の下フレーム２４に、回転軸２３に関して対向するように配設されている。すなわち、回転軸２３に関して対称に一対の垂直翼３４ａ（第１垂直翼）、３４ｃ（第３垂直翼）が配設されるとともに、この一対の垂直翼３４ａ、３４ｃに対して直角な方向に、同様に回転軸２３に関して対称に他のもう一対の垂直翼３４ｂ（第２垂直翼）、３４ｄ（第４垂直翼）が配設されている。一対の垂直翼は、一対の邪魔板に対して４５度だけ傾斜されて配置されている。
【０１０８】制御装置１０の垂直翼制御系１４は、各垂直翼３４ａ〜３４ｄそれぞれの回転軸３６を回動させる４つのサーボモータを中心に構成されており、この垂直翼制御系１４により垂直翼３４ａ〜３４ｄが個別に駆動制御される。つまり、垂直翼の自由度は４である。
【０１０９】ただし、ヨー角方向の回転は正転と逆転の２方向だけであるので、垂直翼の自由度としては１組あたり１自由度、２組で２自由度最低あればよい。ただし、本実施形態では、離陸時には垂直翼を個別に水平に傾けて邪魔板３３として機能させ、ダイナミックロールオーバを防ぐために、垂直翼の自由度を４としている。
【０１１０】また、制御装置１０の傾斜センサ１７は、機体２０の傾斜角度を検出するセンサであり、地面センサ１８は、機体２０の対地距離を検出するセンサであり、これらの検出信号は制御装置本体１１に入力される。
【０１１１】たとえば、地面センサ１８としては、地上高６メートルまでならば超音波センサを使用することができ、地上高１００メートルまでならばレーザ（または電波式）距離計を使用することができる。さらに、それ以上の高度については気圧計から距離を検出するセンサを使用することができる。
【０１１２】もちろん、ＧＰＳを用いた高度計を地面センサ１８として使用することも可能である。
【０１１３】制御装置１０の受信機１６では、ラジコン操縦器１から送信された電波が受信アンテナ１５を介して受信され、この受信電波に重畳された操作指令信号に応じた駆動制御信号が、傾斜センサ１７、地面センサ１８の検出信号に基づき制御装置本体１１で生成され、これがエンジン制御系１２、邪魔板制御系１３、垂直翼制御系１４に出力されることになる。
【０１１４】さて、図３に示すように、水平回転翼２５、２６を側方から覆う筒状のカバー２２の外周２２ａの各水平方位は、色の塗り分けによって識別表示されている。すなわち、機体２０の正面方向（南の方位）が赤色に、機体２０の右側（西の方位）が白色に、機体２０の左側（東の方位）が青色に、機体後方（北の方位）が黒色にそれぞれ塗られている。
【０１１５】そこで、図４に示すように、正面方向に進行する飛翔体２０を、これに相対向するラジコン操縦器１を携行したオペレータが、観察したときには、側面図として示すように、「赤色」の領域が、他の白色、青色の領域に比較して大きく視認されることになる。
【０１１６】ここで、ラジコン操縦器１には、飛翔体２０の水平移動方向を変化させるための操舵用ジョイスティック２が設けられている。無風状態ではジョイスティック２を倒した方向に機体２０が進行し、ジョイスティック２の操作量に応じて機体２０の水平方向の速度は大きくなる。ただし、推力の鉛直方向成分が変化するために高度が変化することが多い。
【０１１７】この操舵用ジョイスティック２は、飛翔体２０の水平方向の移動方向（前後進、左右方向）に応じた２つの自由度を持っている。つまり、図３１（ａ）に示すように前後方向、左右方向に傾動する２自由度を持っている。
【０１１８】なお、本実施形態では、操舵用の操作子としては、飛翔体２０平移動方向の自由度（機体正面方向、機体後方、機体左側、機体右側といった２自由度）に応じて、ジョイスティックのような２自由度を持った操作子を使用しているが、飛翔体２０の水平移動の制御（操舵制御）をあえて１自由度に限定するならば（たとえば、機体正面方向、機体後方の制御のみ）、ボリウムのような１自由度を持った操作子を使用してもよい。
【０１１９】図５に示すように、ジョイスティック２の周囲の円環２ａは色分けされており、飛翔体２０のカバー２２の外周２２ａの各水平方位の色分けに対応して、赤色、白色、青色、黒色に色分けされている。
【０１２０】そして、この場合、ジョイスティック２の操作方向の色と、当該操作方向にジョイスティック２が操作されたときに飛翔体２０が水平移動する方向の色とが一致するように、ジョイスティック２の操作方向と、飛翔体２０が水平移動すべき方向とが対応づけられる。つまり、機体２０の正面方向に水平移動させるための操作方向は赤色に塗られており、機体２０の右側方向に水平移動させるための操作方向は白色に塗られており、機体２０の左側方向に水平移動させるための操作方向は青色に塗られており、機体２０の後方に水平移動移動させるための操作方向は黒色に塗られている。
【０１２１】いま、オペレータとしては、飛翔体２０をみて「赤色」の領域が大きく観察されたわけであるから、仮にオペレータがこの「赤色」の方向（オペレータに向かう方向）に飛翔体２０を移動させたいという意思をもっているのであれば、ジョイスティック２を円環２ａの「赤色」の方向に倒せばよいということを、即座に判断することができる。また、オペレータがこの「赤色」の方向とは反対側（オペレータから遠ざかる方向）に飛翔体２０を移動させたいという意思をもっているのであれば、ジョイスティック２を円環２ａの「赤色」とは反対側の方向（「黒色」）に倒せばよいということを、即座に判断することができる。同様に、オペレータがこの「赤色」の左側に飛翔体２０を移動させたいという意思をもっているのであれば、ジョイスティック２を円環２ａの「赤色」の左側の方向（「白色」）に倒せばよいということを、即座に判断することができ、また「赤色」の右側に飛翔体２０を移動させたいという意思をもっているのであれば、ジョイスティック２を円環２ａの「赤色」の右側の方向（「青色」）に倒せばよいということを、即座に判断することができる。
【０１２２】このようにオペレータとしては、飛翔体２０の操舵を、きわめて直感的に即座に行うことが可能となる。
【０１２３】このように、飛翔体２０の外周および操舵用ジョイスティック２の周囲を識別表示することで、本来、外観からは機体の方向が特定できない、二重反転式の水平回転翼を有した飛翔体２０を、ヘリコプタなどと同様に、機体２０の各水平方位を、遠くから容易に特定することができ、容易に遠隔操縦が行えるようになる。
【０１２４】なお、本実施形態では、飛翔体２０の外周を、色の塗り分けで識別表示しているが、これに限定されるわけではない。たとえば、図３と同様な配置態様となるよう、発光色の異なる発光体を、機体の外周に貼着してもよい。この場合は、夜間の視認に好適である。
【０１２５】さて、ラジコン操縦器１には、このような操舵用ジョイスティック２以外に、昇降/姿勢用ジョイスティック３、降下制限用ボタン４、自動離陸用ボタン５が配設されている。これら各種操作子が操作されると、その操作指令信号が送信機７に入力され、送信アンテナ６を介して操作指令信号が、搬送信号に重畳され、電波となって機体２０の受信アンテナ１５に送られる。
【０１２６】昇降/姿勢用レバー（ジョイスティック）３は、手動で機体２０の昇降とヨー方向の姿勢の変更を行うために設けられたレバーである。レバー３を引き上げると、上昇する方向に、レバー３を引き下げると、下降する方向に、機体２０に力が働く。ホバリング（空中停止）中にレバー３を離すと、無風状態であれば機体２０はそのときの高度を概ね維持する。このレバー３を捻ると、機体２０はヨー角方向に姿勢を変える。つまり、機体２０は機体中心軸回りに自転されてヨー角が変化され、機体２０の正面方向が変更される。
【０１２７】自動離陸用ボタン５は、機体２０が地面に着陸しているときに、押動されることによって、機体２０を、自動的に地上から約１ｍの高さまで垂直に上昇させ、その地点でホバリングさせるために設けられたボタンである。
【０１２８】すなわち、前述したように、機体２０が地上の凹凸や斜面に乗り上げて着陸してから、その姿勢の状態を維持して、再び離陸動作を行なうには、ダイナミックロールオーバを発生しないように高度の操作テクニックを駆使しながら離陸の操作を行うことが要求される。
【０１２９】自動離陸用ボタン５は、このような高度な技能を持たない初心者であっても簡単に機体２０を安全な高度まで自動的に上昇することができるように設けられている。
【０１３０】誤って、このボタン５に触れたために機体２０が不意に離陸する事故を招かないように、自動離陸用ボタン５は、昇降/姿勢用レバー３を「上昇」方向に引き上げると同時にボタン５を押さなければ、自動離陸の機能は働かないようにしてある。
【０１３１】降下制限用ボタン４は、機体２０が上空でホバリングしているときに、機体２０を急速に地上に降下させるために設けられたボタンである。
【０１３２】上記昇降レバー３を押し下げると同時に、この降下制限用ボタン４が押されると、機体２０の降下速度は安全な値に制限されたまま、降下速度と姿勢が制御された状態で、安定に地上近くまで降下して、この地上近くの地点でホバリングする。
【０１３３】この降下制限用ボタン４は、つぎのような状況下で使用される。
【０１３４】すなわち、上空を飛翔している機体２０を着陸させようとして機体２０を急速に降下させると、一瞬の操作ミスによって機体２０が地上に激突して破損する虞がある。このために、この降下制限用ボタン４によって、ある下限高度（地上から３ｍ）まで降下させ、その位置でホバリングして次の操作の指示を待つようにしたものである（降下制限モード）。
【０１３５】この降下制限モードを解除するためには、機体２０が下限高度でホバリングしていることを目視確認するために、一旦全ての上昇下降と操舵の操作を中断した上で、降下制限用ボタン４を解除すればよい。
【０１３６】仮に、燃料切れなどの緊急事態等のために、下限高度でホバリングさせる時間的な余裕がないのであれば、機体２０が急速に降下を続けている間に、一旦全ての上昇下降と操舵の操作子から手を離すと同時に、その瞬間に降下制限用ボタン４を解除して、再び降下の操作を開始すればよい。このようにすることで、機体２０はホバリング姿勢をとる間もなくそのまま降下を続けることになる。
【０１３７】以下、各操作子が操作された場合の飛翔体２０の動作について説明する。
【０１３８】・操舵用ジョイスティック２の操作まず、はじめに、図１の飛翔体２０が水平移動する原理（ヘリコプタ７０でも同様である）について説明する。
【０１３９】空中でホバリングして停止している飛翔体２０では、回転翼２５、２６の軸２３を強制的に傾けることにより、図１６に示すように回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃに垂直方向に働く推力Ｈの向きを変えることができる。推力Ｈの方向が鉛直方向Ｚ（Ｘ−Ｙを水平面とする）に対して傾くことによって推力Ｈの水平方向成分ＨXYが発生して、これが機体２０を水平方向に動かす力となる。同時に、ホバリング中に、下向きの重力Ｊと釣り合って上向きに働いていた推力Ｈの鉛直方向成分ＨZは、回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃが傾くために減少する。水平方向に速い速度で機体２０を移動させる場合には、その速度に応じた分だけ、回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃに単位時間当たりに流入する空気の質量が大幅に増えるために推力Ｈそのものが増大するが、水平方向の移動速度が緩やかな場合には、その速度の減少分だけ推力Ｈの鉛直方向上向きの成分ＨZが減るために機体２０は下向きに動く。
【０１４０】上述するように、回転翼２５、２６の軸２３を強制的に傾け、回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃを傾ける機構としては、軸２３を機械的に折り曲げる機構を採用したものが従来からあるが、これは機構的に複雑になるために、本発明では採用していない。本発明では回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃを傾ける機構として、邪魔板３３を採用している。
【０１４１】すなわち、図１７に示す機体２０の上面図において、邪魔板Ｘ+が閉じられると、機体２０にはＹ軸回りに時計方向に回転する力のモーメントが働き、これにより回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃが傾斜して、機体２０の正面側が下向きに動かされる。これにより、機体２０はＸ軸の正の方向（正面方向）に移動し始める。邪魔板３３が回転翼２５、２６の下降流Ｗを受けることによって、機体２０を回転させるモーメントが発生する原理については、図１２で説明した通りである。
【０１４２】逆に、邪魔板Ｘ-が閉じられると、機体２０の後部が下向きのモーメントを受けるので、機体２０はＸ軸の負の方向に移動し始める。
【０１４３】また、邪魔板Ｙ+が閉じられると、機体２０にはＸ軸回りに反時計方向に回転する力のモーメントが働き、機体正面に対して左側が下向きに動くように回転翼２５、２６の回転面２５ｃ、２６ｃが傾斜する。これにより、機体２０は、Ｙ軸の正の方向に移動し始める。
【０１４４】逆に、邪魔板Ｙ-が閉じられると、機体正面に対して右側が下向きのモーメントを受けるので、機体２０はＹ軸の負の方向に移動し始める。
【０１４５】ここで、操縦器１の操舵用ジョイスティック２は、図１８に示すように、Ｘ軸とＹ軸の２自由度を持っており、ジョイスティック２の操作方向と機体２０の水平移動方向とは対応づけられているので、ジョイスティック２が機体２０のＸ軸の正方向に対応した方向に傾けられると、邪魔板Ｘ+が閉じられ、機体２０は正面方向に移動し、また、機体Ｘ軸の負方向に対応した方向に傾けられると、邪魔板Ｘ-が閉じられ、機体２０は機体後方に移動し、また、機体Ｙ軸の正方向に対応した方向に傾けられると、邪魔板Ｙ+が閉じられ、機体２０は機体左側に移動し、また、機体Ｙ軸の負方向に対応した方向に傾けられると、邪魔板Ｙ-が閉じられ、機体２０は機体右側に移動するという具合に、ジョイスティック２を倒した方向に応じた方向に機体２０は水平移動することになる。
【０１４６】つぎに、機体２０の操舵制御の内容について、より詳しく説明する。
【０１４７】操舵用ジョイスティック２は、前後左右に傾動する２自由度を持ち、機体２０が上空でホバリングしている時にこのジョイスティック２を前に倒せば機体２０は正面の方向に前進し、後ろに倒せば機体２０は正面とは逆の方向に後退し、また、このジョイスティック２を右に倒せば機体２０は正面に向かって右の方向に移動し、左に倒せば機体２０は正面に向かって左の方向に移動することは前述した通りである。
【０１４８】また、ジョイスティック２は２自由度なので、例えば斜め右側に倒すと、機体２０は右に移動すると同時に正面方向に進むことになる。このとき、ジョイスティック２を大きく倒せば、その操作量の大きさに応じた分だけ機体２０は大きく傾くことになり、その傾いた方向に向かって、操作量に応じた分だけ急激に移動することになる。逆に、ジョイスティック２をほんの少しだけ倒せば、その操作量は小さくなり、機体２０の傾きは小さいながらも傾いた方向に向かって緩やかに移動することになる。
【０１４９】図３１（ａ）は、操舵用ジョイスティック２から出力される指令信号を示しており、図３１（ｂ）は、この指令信号に応じて駆動される機体２０の邪魔板３３を示している。以下、操舵用ジョイスティック２が操作された場合の制御内容につき図３２に示すフローチャートを併せ参照して説明する。なお、図３３は、図３２R>２に示すフローチャートから指令信号、操作量を抜き出して示したものである。
【０１５０】すなわち、操舵用ジョイスティック２が操作されると、その操作量のＸ軸方向成分に応じた分だけ機体２０をＸ軸方向に傾斜させるためのＸ軸方向傾斜指令信号が出力されるとともに、その操作量のＹ軸方向成分に応じた分だけ機体２０をＹ軸方向に傾斜させるためのＹ軸方向傾斜指令信号が出力される。
【０１５１】つまり、ジョイスティック２をＸ軸方向に倒せば、その操作量の大きさに応じたＸ軸傾斜指令信号θxが出力され、Ｙ軸方向に倒せば、その操作量の大きさに応じたＹ軸傾斜指令信号θYが出力される。そして、ジョイスティック２を斜めに倒せば、その操作量のＸ軸方向成分に応じた大きさのＸ軸傾斜指令信号θxと、同操作量のＹ軸方向成分に応じた大きさのＹ軸傾斜指令信号θYとが同時に出力される（ステップ１０１、図３３参照）。
【０１５２】このジョイスティック２の出力信号は、送信機７、送信アンテナ６を介して電波として空中を伝播し、機体２０の制御装置１０の受信アンテナ１５を介して受信機１６で受信され、この受信された傾斜指令信号は制御装置本体１１に入力される（ステップ１０２）。
【０１５３】制御装置本体１１では、受信された傾斜指令信号に基づき邪魔板制御系１３を駆動制御するための駆動制御信号が生成される。
【０１５４】ジョイスティック２がＸ軸方向に倒された場合には、Ｘ軸傾斜指令信号θxが出力されているので、この指令信号θxに応じた分だけＸ軸の邪魔板Ｘ+、Ｘ-の回転軸３５を回転させるための操作量（回転量）φxが、所定の関数φx＝Ｆ（θx）に基づき演算される（ステップ１０３、図３３参照）。
【０１５５】ここで、ホバリング中は、各邪魔板Ｘ+，Ｘ-，Ｙ+，Ｙ-は全開よりもやや閉じた状態に設定されている。つまり、各邪魔板Ｘ+，Ｘ-，Ｙ+，Ｙ-は、全開の状態からそれぞれ所定のオフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-だけ閉じられた状態になっている。そこで、操作量としてφxが与えられた場合には、一方の邪魔板Ｘ+のみを操作量φxだけ閉じるのではなくて、半分の操作量φx/２だけ邪魔板Ｘ+を閉じると同時に、半分の操作量φx/２だけもう一方の邪魔板Ｘ-を開くことによって、同等の効果が得られるようにしている。
【０１５６】結局、邪魔板制御系１３には、邪魔板Ｘ+の操作量として、ΦX+＋φx/２が、邪魔板Ｘ-の操作量として、ΦX-−φx/２が、駆動制御信号として出力される。
【０１５７】この結果、邪魔板制御系１３のサーボモータが、上記駆動制御信号に応じて駆動され、邪魔板Ｘ+がオフセット量から操作量φx/２だけ閉じられると同時に、これに対向する邪魔板Ｘ-がオフセット量から操作量φx/２だけ開かれることになる。これにより機体２０がＸ軸プラス方向に、操作量φx分だけ、傾斜し、その分だけ機体２０の正面側は下がることになる。
【０１５８】このとき、半分の操作量φ/２だけしか、邪魔板Ｘ+、Ｘ-が開閉されないので、サーボモータによって邪魔板Ｘ+、Ｘ-を開閉する絶対量を減らすことができ、開閉に要する時間を節約して応答性を上げることができる。
【０１５９】また、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｘ-の開閉操作を逆位相で行うようにしているので、機体２０全体が下向きに受ける力の増減が相殺され、機体２０の昇降位置の変化を抑えることができる。
【０１６０】このように、機体２０の傾斜の調整と、機体２０の昇降動作の調整とを分離することができ、昇降動作の調整に注意を払うことなく、機体２０をＸ軸方向に傾斜させて機体２０をＸ軸方向に水平移動させることができる（ステップ１０４、図３３参照）。
【０１６１】同様に、ジョイスティック２がＹ軸方向に倒された場合には、Ｙ軸傾斜指令信号θYが出力されているので、この指令信号θYに応じた分だけＹ軸の邪魔板Ｙ+、Ｙ-の回転軸３５を回転させるための操作量（回転量）φYが、所定の関数φY＝Ｇ（θY）に基づき演算される（ステップ１０３、図３３参照）。
【０１６２】ここで、ホバリング中は、各邪魔板Ｘ+，Ｘ-，Ｙ+，Ｙ-は全開よりもやや閉じた状態に設定されている。つまり、各邪魔板Ｘ+，Ｘ-，Ｙ+，Ｙ-は、全開の状態からそれぞれ所定のオフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-だけ閉じられた状態になっている。そこで、操作量としてφYが与えられた場合には、一方の邪魔板Ｙ+のみを操作量φxだけ閉じるのではなくて、半分の操作量φY/２だけ邪魔板Ｙ+を閉じると同時に、半分の操作量φY/２だけもう一方の邪魔板Ｙ-を開くことによって、同等の効果が得られるようにしている。
【０１６３】結局、邪魔板制御系１３には、邪魔板Ｙ+の操作量として、ΦY+＋φY/２が、邪魔板Ｙ-の操作量として、ΦY-−φY/２が、駆動制御信号として出力される。
【０１６４】この結果、邪魔板制御系１３のサーボモータが、上記駆動制御信号に応じて駆動され、邪魔板Ｙ+がオフセット量から操作量φY/２だけ閉じられると同時に、これに対向する邪魔板Ｙ-がオフセット量から操作量φY/２だけ開かれることになる。これにより機体２０がＹ軸プラス方向に、操作量φY分だけ、傾斜し、その分だけ機体２０の左側は下がることになる。
【０１６５】このように、Ｙ軸方向に操作された場合であっても、Ｘ軸方向に操作された場合と同様に、邪魔板Ｙ+、Ｙ-の開閉に要する時間を節約して応答性を上げることができるとともに、操作の前後で機体２０の昇降位置の変化を抑えることができる。つまり、機体２０の傾斜の調整と、機体２０の昇降動作の調整とを分離することができ、昇降動作の調整に注意を払うことなく、機体２０をＹ軸方向に傾斜させて機体２０をＹ軸方向に水平移動させることができる（ステップ１０４、図３３参照）。
【０１６６】また、ジョイスティック２を斜めに倒した場合には、その操作量のＸ軸方向成分に応じた大きさのＸ軸傾斜指令信号θxと、同操作量のＹ軸方向成分に応じた大きさのＹ軸傾斜指令信号θYとが同時に出力されることになるので、ステップ１０３、１０４では、上述したのと同様に、Ｘ軸傾斜指令信号θxに基づき、邪魔板Ｘ+の操作量ΦX+＋φx/２、邪魔板Ｘ-の操作量ΦX-−φx/２が生成されるとともに、Ｙ軸傾斜指令信号θYに基づき邪魔板Ｙ+の操作量ΦY+＋φY/２、邪魔板Ｙ-の操作量ΦY-−φY/２が生成され、これが邪魔板制御系１３に出力され、各邪魔板のサーボモータが駆動される。この結果、機体２０がＸ軸プラス方向に、操作量φx分だけ、傾斜し、その分だけ機体２０の正面側が下がるとともに、機体２０がＹ軸プラス方向に、操作量φY分だけ、傾斜し、その分だけ機体２０の左側が下がることになる。
【０１６７】なお、本実施形態では、操舵用の操作子として、コストを下げるために、傾動式のジョイスティックを使用しているが、コスト的に許容されるのであれば、感圧式のレバー（力センサが内蔵され、傾けようとする力を検出することで、操作指令信号θx、θYを出力するレバー）を使用することができる。
【０１６８】・昇降/姿勢用レバー３の操作まず、はじめに、図１の飛翔体２０が昇降する原理、ヨー方向に姿勢角が変化する原理について説明する。
【０１６９】・機体２０の昇降の原理邪魔板３３が回転翼２５、２６の下降流Ｗを受けることによって、機体２０を回転させるモーメントが発生する原理については、図１２で説明した通りであるしたがって、図１９に示すように、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｘ-を同時に操作し、下降流Ｗを受ける投影面積を同じにすれば、Ｙ軸回りのモーメントを相殺することが可能である。同様に、邪魔板Ｙ+と邪魔板Ｙ-を同時に操作し、下降流Ｗを受ける投影面積を同じにすれば、Ｘ軸回りのモーメントを相殺することが可能である。Ｘ軸回り、Ｙ軸回りいずれのモーメントを相殺した場合であっても、邪魔板３３が回転翼２５、２６の下降流Ｗを受けた結果として機体２０を下向きに動かす力Ｆvが発生し、この下向きの力Ｆvが機体２０にかかる重力Ｊとともに、回転翼２５、２６の揚力Ｋの鉛直方向上向きの力と逆方向に働く。
【０１７０】このため、例えば、これら４つの邪魔板Ｘ+（３３ａ）、Ｘ-（３３ｃ）、Ｙ+（３３ｂ）、Ｙ-（３３ｄ）を操作して、機体２０のＸ軸回りのモーメントおよびＹ軸回りのモーメントを相殺しながら機体２０の下向きに働く力Ｆvを調整すれば、回転翼２５、２６の回転数とピッチ角を一定に保ったままで（本実施形態では回転翼は固定ピッチのものを想定している）、つまり回転翼２５、２６による推力は一定のままで、機体２０を上昇、下降させることができる。
【０１７１】・機体２０のヨー方向の姿勢角が変化する原理図２０に示すように、機体２０には、回転軸２３に軸対称な位置に、回転翼２５、２６から吹き降ろされる下降流Ｗを受けるように２枚の垂直翼３４ａ、３４ｃが取り付けられており、この下降流Ｗを受けた垂直翼３４ａ、３４ｃには機体２０を旋回させる方向（ヨー角方向）に力Ｆrが働く。
【０１７２】そして、この軸対称な位置に設けられた２枚一組の垂直翼３４ａ、３４ｃの傾斜角（ピッチ角）が等しくなるように操作することによって、機体２０の正面方向を、東西南北の方位に自在に位置決めすることが可能となる。
【０１７３】さて、図２１は、本実施形態で採用する邪魔板３３に作用する力を説明する図である。
【０１７４】邪魔板３３として好ましい性能は、全閉時（回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角は零）には、下降流Ｗを受ける投影面積が最大となり、全開時（回転翼２５、２６に対して平行な面に対するピッチ角は９０度）には、下降流Ｗを受ける投影面積がほぼ零になることである。つまり、全閉時には、邪魔板３３の姿勢を、下降流Ｗの流れを垂直に受け止める「水平に寝た翼」の状態にして、下降流Ｗを受ける投影面積を最大にしており、全開時には、邪魔板３３の姿勢を、下降流Ｗの流れの方向に平行な「垂直に立った翼」の状態にして、下降流Ｗを受ける投影面積を零にしている。このうように、邪魔板３３として望ましい構造とは、全閉時は水平な翼として下降流Ｗを受け止め、全開時は垂直な翼として下降流Ｗを受け流す、開閉自在な翼のことである。
【０１７５】ところが、図２１に示すように、邪魔板３３を全開からやや閉じた状態にすると、下降流Ｗを受けた垂直翼３４に機体２０を旋回させる方向（ヨー角方向）に力Ｆrが働くのと同様に、邪魔板３３の法線方向に力Ｆが働き、その横方向の成分Ｆrが機体２０をヨー方向に回転する力となる。
【０１７６】しかし、邪魔板３３の場合には、垂直翼３４とは異なり、機体２０の上下方向の成分Ｆvだけを活用し、ヨー角方向の力Ｆrはなくしたい。
【０１７７】そこで、図２１に示すように、水平から垂直まで開閉自在な翼としての邪魔板を、２枚一組で隣接して配置し、そのピッチ角度を同一かつ逆極性にすることによって、ヨー角方向の力Ｆrを相殺することが考えられる。
【０１７８】本実施形態では、邪魔板３３として、図２２R>２（ａ）に示すように単一対向翼型の邪魔板３３を採用している。つまり、邪魔板３３を構成する一対の邪魔板３３1、３３2が枠４１内に対向して配置され、これら邪魔板３３1、３３2のピッチ角度が同一かつ逆極性になるように開閉されることで、ヨー角方向の力Ｆrが相殺されるようになっている。
【０１７９】また、邪魔板３３として、図２２（ｂ）に示すように、単一対向翼（一対の邪魔板）を、枠４１内に複数並べて構成した複数対向翼型の邪魔板を採用してもよい。
【０１８０】図２２（ｃ）〜図２２（ｅ）は、邪魔板３３の配置例を示している。
【０１８１】図２２（ｃ）は、下フレーム２４を構成する線材のうち、機体２０の中心から周囲に伸びる放射状の線材を、回転軸３５とし、これに一対の邪魔板３３1、３３2を取り付けたものであり、「放射対向配置」と呼ばれるものである。
【０１８２】図２２（ｄ）、（ｅ）は、図２２（ａ）の単一対向翼型の邪魔板の２種類の配置例を示している。
【０１８３】図２２（ｄ）は、本実施形態で想定している配置例であり、下フレーム２４を構成する線材のうち、機体２０の中心から周囲に伸びる放射状の線材に平行に、回転軸３５を配置し、これに単一対向翼型の邪魔板３３（３３1、３３2）を取り付けたものであり、「放射状の線材に平行して邪魔板を配置した」という意味で「放射平行配置」と呼ばれる。
【０１８４】図２２（ｅ）は、下フレーム２４を構成する線材のうち、機体２０の中心から周囲に伸びる放射状の線材に直交して、回転軸３５を配置し、これに単一対向翼型の邪魔板３３（３３1、３３2）を取り付けたものであり、「放射状の線材に直交して邪魔板を配置した」という意味で「放射直交配置」と呼ばれる。
【０１８５】図２２（ｄ）、（ｅ）では単一対向翼型の邪魔板を配置した例を示しているが、代わりに図２２（ｂ）に示す複数対向翼型の邪魔板を配置してもよい。
【０１８６】また、図２２（ｄ）、（ｅ）は、邪魔板３３が９０度づつずれて配設されているので、これらを総称してＸＹ軸型の邪魔板と呼ぶことにする。
【０１８７】なお、邪魔板３３の配設箇所としては、必ずしも、機体２０のＸ軸上、Ｙ軸上だけに限定されるわけではなく、図１５に示したように、それ以外の場所に設けてもよい。前述したように、Ｘ軸、Ｙ軸以外の放射状の線材上に多数の邪魔板３３を設けることによって、邪魔板３３の全閉と全開の面積比を高めることができ、後述する離陸制御時に、機体２０がどちらの方向に傾斜して接地していても離陸における適切な組合せの邪魔板３３を選択することができるなど、下降流Ｗを受ける投影面積を調整する制御をよりきめ細かく行うことができる。
【０１８８】図２３（ａ）、（ｂ）は、邪魔板３３と垂直翼３４を組み合わせた場合の配置例を示している。ともに、２枚一組の垂直翼を合計２組（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）、互いに直交して配置した例を示している。
【０１８９】図２３（ａ）では、一対の邪魔板３３1、３３2をＸ軸方向とＹ軸方向を挟んで配置した「放射対向配置型の邪魔板」に対して、２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）を加えて配置した場合を示している。この例では、Ｘ軸とＹ軸に対して４５度の角度をなす４本の放射方向の線材上に、４枚の垂直翼３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがそれぞれ設けられている。また、図２３（ｂ）は、本実施形態で想定している配置例であり、邪魔板３３（３３1、３３2）をそれぞれＸ軸とＹ軸上に配置した「ＸＹ軸型の邪魔板」に対して、２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）を加えて配置した場合を示している。この例でも、Ｘ軸とＹ軸に対して４５度の角度をなす４本の放射方向の線材上に、４枚の垂直翼３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがそれぞれ設けられている。
【０１９０】つぎに、図２３（ｂ）に示す本実施形態の配置で、ヨー角方向に回転させる場合の制御ついて説明する。
【０１９１】・大きな回転トルクを得る場合の制御機体２０のヨー方向に速く回転させたい場合には、図２４R>４に示すように、４枚の垂直翼３４ａ〜３４ｄが、機体中心軸２３回りに全て同じ方向（つまり時計方向または反時計方向のいずれか）に同じピッチ角だけ傾けられる。このため、４枚の垂直翼３４ａ〜３４ｄはそれぞれ、ヨー角方向に機体２０を回転させる同じ大きさのトルクＴを発生するので、機体２０は、その４つの垂直翼でそれぞれ発生するトルクＴの合計として、機体２０を速く回転させるために必要な大きな回転トルクを得ることができる。なお、これは、図２３（ａ）の配置例でも同様である。
【０１９２】・微少な回転トルクを得る場合の制御一方、機体２０のヨー角をわずかだけ調整したい場合には、図２５に示すように、２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の一方（３４ａ、３４ｃ）だけが機体中心軸２３回りに全て同じ方向（つまり時計方向または反時計方向のいずれか）にわずかに傾けられると同時に、他の一組（３４ｂ、３４ｄ）が垂直姿勢にされる。このため、わずかに傾けられた２枚の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）はそれぞれ、ヨー角方向に機体２０を回転させる同じ大きさのトルクＴを発生するので、機体２０は、わずかに傾けられた２つの垂直翼（３４ａ、３４ｃ）でそれぞれ発生するトルクＴの合計として、ヨー角を僅かに調整するための回転トルクを得ることができる。
【０１９３】なお、これは、図２３（ａ）の配置例でも同様である。
【０１９４】・オフセット制御これは、機体２０の高度を安定させたままでヨー方向の正転と逆転を切り替えるための垂直翼の制御方法である。
【０１９５】さて、図２６に示すように、垂直翼３４によるヨー角回りの回転トルクＴが発生する原因は、垂直翼３４に向けて回転翼２５、２６から吹き下ろされる下降流Ｗに対する揚力が働くためである。つまり、軸対象に配置された２枚一組の垂直翼が閉じられることによって下降流Ｗに対する揚力が生じて機体２０をヨー角方向に回転させることができるが、同時に下降流Ｗに対する抗力が生じて機体２０が下降流Ｗの下流側に引っ張られることになる。
【０１９６】いま、垂直翼３４を閉じる操作を行ったとすると、機体２０は、垂直翼３４に働く力Ｆの横方向成分Ｆrにより、ヨー角方向に回転すると同時に、下方向成分の力Ｆvを受けて（Ｆvが増大することによって）下降し始めてしまう。このため、機体２０が地上数メートルという低空でホバリングしているときに、こうした垂直翼３４を閉じる動作を行えば、機体２０が地面に墜落してしまう虞がある。
【０１９７】つまり、上述した図２４、図２５に示す制御のように、単純に垂直翼３４を操作しただけでは、安全性が損なわれる虞がある。
【０１９８】そこで、墜落を防止するには、垂直翼３４を閉じる動作によって生ずる下向きの力Ｆvの増加を相殺するように、邪魔板３３を開いて下向きの力Ｆvを減少させることが考えられる。同様に、垂直翼３４を開く場合にも、この開く動作によって生ずる下向きの力Ｆvの減少を相殺するように、邪魔板３３を閉じて下向きの力Ｆvを増大させることが考えられる。
【０１９９】しかし、垂直翼３４の開閉操作を行うと同時に邪魔板３３の開閉操作も行い、高度を維持するよう調整することは、操作が複雑なものに、制御が繁雑なものになる。
【０２００】そこで、本実施形態では、機体２０の高度を安定させたままヨー方向の回転の正転と逆転を切り替える制御を、より簡易に行うべく、図２７（ａ）、（ｂ）に示すオフセット制御を採用している。
【０２０１】すなわち、図２７（ａ）に示すように、予め２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の一方（３４ａ、３４ｃ）で機体中心軸２３回りに、ヨー角の時計方向にわずかな回転モーメントＭ+が発生するように、この１組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）がわずかに傾けられると同時に、他の一組（３４ｂ、３４ｄ）で上記回転モーメントＭ+と逆方向の回転モーメントＭ-が発生するように、この他の一組（３４ｂ、３４ｄ）がわずかに傾けられる。
【０２０２】この状態では、機体２０の中心軸２３回りの回転方向（つまりヨー角方向）に働く時計回りの回転モーメントＭ+と反時計回りの回転モーメントＭ-が相殺するため、機体２０には、ヨー角方向の回転モーメントＭが発生しない（Ｍ＝Ｍ+−Ｍ-＝０）。
【０２０３】このとき、垂直翼３４がわずかに閉じられており、ある程度の力Ｆvで機体２０が下降流Ｗの下流方向に引っ張られているため、予め邪魔板３３を開いておき、機体２０が下降流Ｗの下流に引っ張られる力Ｆvを軽減しておかれる。また、回転翼２５、２６の回転数を上昇させ揚力を増やすなどにより、予め機体２０に働く上向きの力を増やしておいてもよい（平衡状態）。
【０２０４】この状態から、機体２０を正転させるには、図２７（ｂ）に示すように、例えば、一方の組（３４ａ、３４ｃ）の垂直翼の鉛直軸に対する傾きが増大される（閉じ側に操作される）。これにより下降流Ｗに対する揚力が増やされることによって正転方向のモーメントＭ+がＭ´+に増大される。また、下降流Ｗに対する抗力も増大され、これによって機体２０を下降流Ｗの下流側へ引っ張る力Ｆvが増大される。これと、同時に他の一方の組（３４ｂ、３４ｄ）の垂直翼の逆方向に傾けてあった傾きが減少される（開き側に操作される）。これにより、逆転方向のモーメントＭ-がＭ´-に減少される。また、下降流Ｗに対する抗力も減少され、これによって機体２０を下降流Ｗの下流側へ引っ張る力Ｆvが減少される。
【０２０５】この状態では、機体２０の中心軸２３回りの回転方向（つまりヨー角方向）に働く時計回りの回転モーメントＭ´+は、反時計回りの回転モーメントＭ´-よりも大きくなっているため、機体２０には、ヨー角方向の回転モーメントＭ´が発生し（Ｍ´＝Ｍ´+−Ｍ´-＞０）、機体２０はヨー方向に旋回される。しかも、下降流Ｗの下流側へ引っ張る力Ｆvは相殺されており、図２７２７（ａ）の平衡状態の場合と、機体２０を下向きに引っ張る力Ｆvは変わらない（旋回状態）。
【０２０６】このように、平衡状態と旋回状態の前後で、下降流Ｗを受ける投影面積が維持されるように、つまり下向きの力Ｆvの増減が相殺されるように、２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の一方の組（３４ａ、３４ｃ）のピッチ角を減少させ、他方の組（３４ｂ、３４ｄ）のピッチ角を増大させるようにしたので、邪魔板３３を同時に操作する煩わしさなく、機体２０の高度を維持することができる。
【０２０７】つまり、垂直翼３４の操作と邪魔板３３の操作を分離することができるようになり、ヨー方向の姿勢を変える操縦を簡単に行うことができる。
【０２０８】本実施形態では、平衡状態から正転方向に回転させる場合について説明したが、平衡状態から逆転方向に回転させる場合にも同様にして行うことができる。
【０２０９】また、正転状態から逆転状態に切り換える場合にも同様にして行うことができる。
【０２１０】なお、上述したオフセット制御を、図２３（ａ）に示す「放射配置型」で行ってもよい。
【０２１１】また、上述した図２７（ａ）、（ｂ）に示すオフセット制御はフィードバック制御で行ってもよく、図２８に示すブロック図に示すようにフィードフォアード制御で行うようにしてもよい。
【０２１２】すなわち、図２８に示すように、必要な機体２０のヨー方向の回転モーメントＭと、一定に維持させたい機体２０に下向きの力Ｆvとに対応する２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の各ピッチ角ψを記憶テーブルに数表として記憶させておき、回転モーメントＭおよび下向きの力Ｆvが目標値として入力されたならば、これに対応する２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の各目標ピッチ角ψを、記憶テーブルから読み出し、この目標ピッチ角ψが得られるように、垂直翼３４を制御すればよい。なお、数表ではなく、垂直翼３４のピッチ角ψを算出する数式を記憶させておいてもよい。
【０２１３】この図２８に示す制御系を採用すれば、制御系が単純になり応答性を向上させることができるとともに、機体２０の製造コストを削減でき、価格を下げることができる。
【０２１４】さて、図２９（ａ）、（ｂ）は、個々の垂直翼３４の構成例を示している。図２９（ａ）で本実施形態で想定している単葉型の垂直翼であり、図２９（ｂ）は垂直翼３４を一対の翼３４1、３４2で構成した複葉型の垂直翼である。複葉型の垂直翼３４1、３４2であっても、回転翼２５、２６から吹き降ろされる下降流Ｗを翼３４1、３４2で受けて、複数の翼３４1、３４2に対して横方向に働く力Ｆrが機体２０をヨー角方向に旋回させる回転モーメントＭを発生させる点では、単葉型の垂直翼３４と同じである。
【０２１５】なお、図３０は、図２３（ｂ）の「ＸＹ軸型」における単葉型の垂直翼３４を、図２９（ｂ）に示す複葉型の垂直翼３４1、３４2で置換した配置例を示している。本実施形態の各種制御をかかる配置にて行ってもよい。
【０２１６】つぎに、機体２０の昇降の制御、ヨー方向の姿勢角の制御について、より詳しく説明する。
【０２１７】図３４（ａ）は、昇降／姿勢用レバー３から出力される指令信号を示しており、図３４（ｂ）は、この指令信号に応じて駆動される機体２０の垂直翼３４を示しており、図３４（ｃ）は、この指令信号に応じて駆動される機体２０の邪魔板３３を示している。
【０２１８】同図（ａ）に示すように、昇降／姿勢用レバー３は、上下方向Ｂ1、Ｂ2の押し引きと、この上下に伸びる軸を時計方向Ｃ1ないしは反時計方向Ｃ2にひねる操作を検出して、この操作方向および操作量に応じて、機体２０の昇降を指令する昇降指令信号、機体２０のヨー角方向の旋回を指令するヨー角旋回指令信号を出力する２自由度の操作器具である。また、この昇降/姿勢用レバー３の側面には、邪魔板オフセット記憶ボタン３ａが設けられおり、このボタン３ａが押されると、その押された瞬間の邪魔板３３のオフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-を記憶するための邪魔板オフセット記憶指令信号が出力される。
【０２１９】このレバー３が上方向Ｂ1に引っ張られると、機体２０はＥ1方向に上昇し、下方向Ｂ2に押し下げられると、機体２０はＥ2方向に降下する。また、このレバー３が時計方向Ｃ1に捻られると、ホバリング中の機体２０は、時計方向Ｄ1に旋回し、反時計方向Ｃ2に捻られると、ホバリング中の機体２０は、反時計方向Ｄ2に旋回する（図３４（ｃ）参照）。
【０２２０】すなわち、レバー３が上方向Ｂ1に押し上げられると、「上昇Ｅ1」を示す昇降指令信号が出力され、下方向Ｂ2に押し下げられると、「下降Ｅ2」を示す昇降指令信号が出力される。レバー３に、上下方向Ｂの操作が加えられなければ、「高度保持」を示す昇降指令信号（つまり昇降指令信号オフ）が出力される。ただし、昇降指令信号の値は、必ずしも「上昇−高度保持−下降」の３値だけをとるのではなく、レバー３を上下する操作の程度（操作量）の大きさによって、上昇や下降の程度（速度）を加減することができる。つまり、昇降指令信号としては、３値ないしはそれ以上の多値のディジタル信号を用いることができる。また、昇降指令信号として、全力上昇から全力降下まで昇降動作の速度を連続的に指令することができるアナログ信号を用いるようにしてもよい。
【０２２１】また、レバー３が時計方向Ｃ1に捻られると、「時計方向Ｄ1」を示すヨー角旋回指令信号が出力され、反時計方向Ｃ2に捻られると、「反時計方向Ｄ2」を示すヨー角旋回指令信号が出力される。レバー３に、捻り方向Ｃの操作が加えられなければ、「方向保持」を示すヨー角旋回指令信号が出力される。ただし、ヨー角旋回指令信号の値は、必ずしも「時計方向−方向保持−反時計方向」の３値だけをとるのではなく、レバー３を捻る操作の程度（操作量）の大きさによって、時計方向Ｄ1ないしは反時計方向Ｄ2への旋回の角速度を加減することができる。つまり、ヨー角旋回指令信号としては、３値ないしはそれ以上の多値のディジタル信号を用いることができる。また、ヨー角旋回指令信号として、時計方向最大角速度から反時計方向最大角速度まで旋回角速度を連続的に指令できるアナロク信号を用いるようにしてもよい。
【０２２２】このレバー３の出力信号は、送信機７、送信アンテナ６を介して電波として空中を伝播し、機体２０の制御装置１０の受信アンテナ１５を介して受信機１６で受信され、この受信された傾斜指令信号は制御装置本体１１に入力される。
【０２２３】制御装置本体１１では、受信された各種指令信号に基づき邪魔板制御系１３および垂直翼制御系１４を駆動制御するための駆動制御信号が生成される。
【０２２４】操作内容別に制御内容を説明する。
【０２２５】・上昇の操作レバー３が上方向Ｂ1に押し上げられると、「上昇」を示す昇降指令信号が出力され、制御装置本体１１では、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦY-の絶対値を、それぞれ、同じ量だけ減少させ、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-をそれぞれ、同じ角度だけ開かせるための駆動制御信号が生成され、これが邪魔板制御系１３に対して出力される。
【０２２６】邪魔板制御系１３では、この駆動制御信号に応じて各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-を駆動するサーボモータが駆動される。この結果、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-の各オフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-の絶対値は、同じ量だけ減少され、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-がそれぞれ、同じ角度だけ開かれる。
【０２２７】すなわち、機体２０の全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄの傾斜面が垂直に近づくことになり、下降流Ｗの受ける投影面積が減少され、これにより下降流Ｗが邪魔板３３ａ〜３３ｄに当たることによって機体２０が受ける下向きの力Ｆvが減少することになる。
【０２２８】ここで、この上昇操作を行う以前は、上向きの揚力Ｋと、下向きの重力Ｊに加えて下降流Ｗに対する邪魔板３３の抗力Ｆvが平衡していたが、この上昇操作によって下向きの力Ｆvが減少することになり、機体２０に働く上向きの力Ｋが相対的に大きくなり、機体２０が上向き方向Ｅ1に運動を始める（図３４（ｃ）参照）。つまり、機体２０は上昇することになる。
【０２２９】仮に、邪魔板３３ａ〜３３ｄのうちいずれかの邪魔板３３の傾斜面がすでに垂直に達していて、それ以上、下降流Ｗに対する邪魔板３３の抗力Ｆvを減少させることができない場合には、制御装置本体１１からエンジン制御系１２に対してエンジン２８の回転数を通常の回転数よりも高くするための駆動制御信号が出力される。この結果、エンジン制御系１２によりエンジン２８の回転数が上昇され、回転翼２５、２６の回転速度が大きくなる。これにより、回転翼２５、２６によって生ずる揚力Ｋそのものが増大するので、機体２０に働く上向きの力Ｋが相対的に大きくなり、機体２０が上向き方向Ｅ1に運動を始める（図３４（ｃ）参照）。つまり、機体２０としては上昇することになる。
【０２３０】・下降の操作レバー３が下方向Ｂ2に押し上げられると、「下降」を示す昇降指令信号が出力され、制御装置本体１１では、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦY-の絶対値を、それぞれ、同じ量だけ増加させ、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-をそれぞれ、同じ角度だけ閉じさせるための駆動制御信号が生成され、これが邪魔板制御系１３に対して出力される。
【０２３１】邪魔板制御系１３では、この駆動制御信号に応じて各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-を駆動するサーボモータが駆動される。この結果、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-の各オフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-の絶対値は、同じ量だけ増加され、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-がそれぞれ、同じ角度だけ閉じられる。
【０２３２】すなわち、機体２０の全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄの傾斜面が水平に近づくことになり、下降流Ｗの受ける投影面積が増加され、これにより下降流Ｗが邪魔板３３ａ〜３３ｄに当たることによって機体２０が受ける下向きの力Ｆvが増大することになる。
【０２３３】ここで、この下降操作を行う以前は、上向きの揚力Ｋと、下向きの重力Ｊに加えて下降流Ｗに対する邪魔板３３の抗力Ｆvが平衡していたが、この下降操作によって下向きの力Ｆvが増大することになり、機体２０に働く下向きの力Ｆvが相対的に大きくなり、機体２０が下向き方向Ｅ2に運動を始める（図３４（ｃ）参照）。つまり、機体２０は下降することになる。
【０２３４】仮に、下降操作を行う直前の操作が「全力上昇」であったために、エンジン２８の回転数が通常の回転数よりも高くなっている場合には、まず、エンジン制御系１２に対して、エンジン２８の回転数を通常の回転数まで下げるための駆動制御信号が出力される。この結果、エンジン制御系１２によりエンジン２８の回転数が減少され、回転翼２５、２６の回転速度が小さくなる。これにより、回転翼２５、２６によって生ずる揚力Ｋそのものが減少するので、機体２０に働く上向きの力Ｋが相対的に小さくなり、機体２０が下向き方向Ｅ2に運動を始める（図３４（ｃ）参照）。つまり、機体２０としては下降することになる。この時点で下降の程度を判断し、レバー３の操作量に応じた下降速度に達していない場合に始めて、邪魔板制御系１３に対して邪魔板３３を閉じさせるための駆動制御信号が出力されることになる。
【０２３５】・高度保持の操作レバー３の上下方向Ｂの操作が中断されると、「高度保持」を示す昇降指令信号（昇降指令信号オフ）が出力され、制御装置本体１１では、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦY-をそれぞれ、邪魔板オフセット記憶ボタン３ａの押動操作に伴い記憶された後述するオフセット量ΦXm+、ΦXm-、ΦYm+、ΦYm-にするための駆動制御信号が生成され、これが邪魔板制御系１３に対して出力される。
【０２３６】邪魔板制御系１３では、この駆動制御信号に応じて各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-を駆動するサーボモータが駆動される。この結果、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-の各オフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-はそれぞれ、ΦXm+、ΦXm-、ΦYm+、ΦYm-にされる。
【０２３７】すなわち、邪魔板３３ａ〜３３ｄは、指定された高度を維持するために適したオフセット量になるように開閉され、以後、このオフセット量ΦXm+、ΦXm-、ΦYm+、ΦYm-をもって、前述した機体２０の操舵の制御がなされることになる。
【０２３８】・邪魔板オフセット記憶ボタン３ａの押動操作ところで、レバー３の上下方向Ｂの操作を中止して、「高度保持」を示す昇降指令信号（昇降指令信号オフ）が出力された場合に、高度を保持する制御として以下のような制御が考えられる。
【０２３９】すなわち、地面センサ１８から出力される対置距離検出信号に基づき、この対地距離がほぼ一定になるように自動的に、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板ΦY-のオフセット量ΦＹ-の絶対値を増減させることが考えられる。
【０２４０】確かに、この制御によっても、機体２０のホバリング中の高度は概ね保持される場合もある。
【０２４１】しかし、機体２０が移動している場合には、高度計としての地面センサ１８の検出値は、機体２０の高度によらずに機体２０の傾斜角や地上の物体の影響で大きく変動する場合がある。このため、地面センサ１８の検出値に基づき高度を正確に保持することは期待できない場合がある。
【０２４２】例えば、地面センサ１８として、指向性の高い超音波やレーザあるいは電波式のものを用いた場合には、機体２０が水平になっていれば、地面センサ１８の指向性は、機体２０の真下に向いており、高度を正確に計測することができる。
【０２４３】しかし、機体２０が水平状態から傾いてしまった場合には、これに伴い地面センサ１８の指向性の向きも斜めになってしまい、見かけ上、地面センサ１８が検出する地上の物体（地面）までの距離が大きくなってしまう。このため、機体２０の高度は実際には変化がないにもかからわずに、機体２０が突然上昇したことを示す検出信号に基づき制御がなされることから、機体２０の異常な上昇を食い止めようとして機体２０が自動的に下降される。
【０２４４】このように、機体２０の姿勢が水平から傾斜してしまうと、機体２０が自動的に降下してしまう危険がある。
【０２４５】また、対地センサである地面センタ１８は、絶対的な高度を検出するものではなく、地上の物体までの相対的な距離として高度を検出するものであるので、地上に存在する物体の影響を大きく受ける。
【０２４６】例えば、飛翔体２０が地上に大きな建物がある上空にさしかかった場合には、絶対的な高度（地面からの距離）よりも地面センサ１８で検出される相対高度は小さくなるので、機体２０と建物の上部との距離を一定に保とうとして、機体２０が自動的に上昇されるというオペレータの意に反した制御がなされることになる。同様に、飛翔体２０が地上に深い谷間がある上空にさしかかった場合には、絶対的な高度（地面からの距離）よりも地面センサで検出される相対高度は大きくなるので、機体２０と谷底までの距離を一定に保とうとして、機体２０が自動的に下降されるというオペレータの意に反した制御がなされることになる。
【０２４７】また、地面センサ１８に気圧計を使用した場合には、上空で突風による気圧変化が生じると、地面センサ１８の検出高度が変動し、突然自動的に昇降動作を始める虞がある。
【０２４８】また、地面センサ１８にＧＰＳを使用した場合には、電波の状態が乱れると、地面センサ１８の検出高度が変動し、突然自動的に昇降動作を始める虞がある。
【０２４９】ここで、こうした機体２０の傾斜や外界の状況変化にかかわらずに、実際に機体２０が昇降しているかどうかを検出すべく、慣性航法装置を搭載することも考えられるが、これは極めて高価であるため、コスト的に採用することは難しい。つまり、本実施形態の飛翔体２０の用途は、主に農業、林業あるいは災害対策のために機体２０を目視しながら遠隔操縦する用途であり、なるべくコストを下げたいとの要請がある。
【０２５０】そこで、本実施形態では、機体２０の傾斜や外界の状況変化の影響を受けることなく、しかも低コストで、機体２０の高度をオペレータが望む高度に確実に維持するようにしている。
【０２５１】すなわち、オペレータとしては昇降／姿勢レバー３を押し引きして機体２０の昇降を調整して、機体２０をホバリング状態に安定させる。このとき、オペレータは、機体２０の実際の高度を目視によって確認することができる。そこで、その高度が機体２０を維持すべき高度であると判断した場合には、邪魔板オフセット記憶ボタン３ａが押動操作される。
【０２５２】この結果、この押された瞬間における邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦX+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦX-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦY+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦY-が、そのときの高度を維持するために必要な邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦXm+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦXm-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦYm+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦYm-として記憶される。
【０２５３】これ以降、レバー３の上下方向Ｂの操作が中断されると、「高度保持」を示す昇降指令信号（昇降指令信号オフ）が出力される。すると、前述したように、各邪魔板Ｘ+、Ｘ-、Ｙ+、Ｙ-の各オフセット量ΦX+、ΦX-、ΦY+、ΦY-がそれぞれ、上記記憶されたオフセット量ΦXm+、ΦXm-、ΦYm+、ΦYm-になるように制御される。この結果、機体２０は、実際の高度を目視によって確認したときの高度（邪魔板オフセットボタン３ａが押されたときの高度）に維持される。
【０２５４】このように、本実施形態によれば、機体２０の高度がオペレータが実際に目視で確認したときの所望の高度に確実に維持されることになり、機体２０の傾斜や、外界の状況変化などによって、オペレータの意に反して機体２０が昇降してしまうことを回避することができる。さらに、慣性航法装置などの高価な機器を用いることなく、低コストで、高度維持装置を具現することができる。
【０２５５】なお、本実施形態の高度維持装置は、低コスト化のために、ボタン３ａにより邪魔板３３のオフセット量を記憶させ、邪魔板３３の開閉を制御するだけの簡易な構成となっており、実際には、風向きや気温の変化（空気の密度の変化）がある場合には、揚力が変化するので高度を完全に正確に保つことは難しい。しかしながら、通常の使用の範囲では精度上、何らの不都合もない。ただし、機体２０を移動させる場合には、機体２０が傾いて、機体２０の重心Ｇに対する上下方向の力の釣り合いが崩れてしまうことがあるので、操舵用ジョイスティック２とともに昇降／姿勢レバー３も同時に操作することが望ましい。
【０２５６】・ヨー角方向の旋回操作さて、いま、昇降/姿勢レバー３が、所定のしきい値以上の操作量をもって時計方向Ｃ1に捻られると、「時計方向Ｃ1」を示すヨー角旋回指令信号が出力され、これに応じて制御装置本体１１は垂直翼制御系１４に対して駆動制御信号を出力して、垂直翼制御系１４により４枚の垂直翼３４ａ〜３４ｄのすべてが閉じられるよう駆動制御される。
【０２５７】すなわち、前述した図２４に示すように、垂直制御系１４により、機体２０が中心軸２３回りに時計方向Ｄ1に旋回するよう、４枚の垂直翼３４ａ〜３４ｄが同じピッチ角だけ水平方向に傾けられる。このとき、各垂直翼３４ａ〜３４ｄは、レバー３を捻った強さに応じたピッチ角度だけ水平方向に傾斜されることになる。この結果、機体２０が時計方向Ｄ1に、レバー３の大きな操作量に応じた速い速度で旋回される。
【０２５８】また、レバー３が反時計方向Ｃ2に捻られた場合には、機体２０は、図示する方向とは反対の反時計方向Ｄ2に旋回されることになる。
【０２５９】一方、昇降/姿勢レバー３が、上記所定のしきい値よりも小さい操作量をもって時計方向Ｃ1に捻られると、「時計方向Ｃ1」を示すヨー角旋回指令信号が出力され、これに応じて制御装置本体１１は垂直制御系１４に対して駆動制御信号を出力して、垂直制御系１４により２組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）、（３４ｂ、３４ｄ）の一方の組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）だけが閉じられるよう駆動制御される。
【０２６０】すなわち、前述した図２５に示すように、垂直制御系１４により、機体２０が中心軸２３回りに時計方向Ｄ1に旋回するよう、一方の組の垂直翼（３４ａ、３４ｃ）が同じピッチ角だけ水平方向にわずかに傾けられると同時に、他の一組の垂直翼（３４ｂ、３４ｄ）が垂直姿勢にされる。このとき、垂直翼３４ａ、３４ｃは、レバー３を捻った強さに応じたピッチ角度だけ水平方向に傾斜されることになる。この結果、機体２０が時計方向Ｄ1に、レバー３の僅かな操作量に応じた低い速度で旋回される。
【０２６１】また、レバー３が反時計方向Ｃ2に捻られた場合には、機体２０は、図示する方向とは反対の反時計方向Ｄ2に旋回されることになる。
【０２６２】昇降/姿勢レバー３に捻り方向Ｃの操作が加えられていないと、「方向保持」を示すヨー角旋回指令信号（ヨー角旋回指令信号オフ）が出力される。このときは、上述した垂直翼３４ａ〜３４ｄを閉じる制御はオフされ、全ての垂直翼３４の傾斜面は垂直に維持される。このため、機体２０は旋回されずに、現在の方向が保持される。
【０２６３】ここで、レバー３が捻られたとしても、レバー３を捻る操作が極めて弱く、ある一定の不感帯以下であった場合には、機体２０を旋回させないようにしてもよい。
【０２６４】これは、このレバー３が昇降と旋回のレバーを兼用しているため、昇降の操作を行うつもりであったのに、誤って旋回方向Ｃに少し捻ってしまった場合に、意図せざる旋回動作を起こさせないようにするためである。
【０２６５】すなわち、レバー３から出力されるヨー角旋回指令信号の大きさが不感帯を超えない小さな値であれば、全ての制御翼３４ａ〜３４ｄは垂直になるように制御される。このため、機体２０は旋回されずに、現在の方向が保持される。
【０２６６】なお、上述した垂直翼３４を制御を行う際に、前述した図２７（ａ）、（ｂ）に示すオフセット制御を適宜組み合わせるようにしてもよい。
【０２６７】・降下制限用ボタン４の押動操作この降下制限用ボタン４は、前述したように、不慣れな遠隔操縦者が慌てて機体２０を着地させようとして地面に激突させることを防止するために設けられた安全装置である。
【０２６８】機体２０を速やかに着陸させたい場合には、昇降／姿勢用レバー３を強く押し下げればよい。このように操作量を大きくすることで、機体２０の重心Ｇに働く力の釣り合いが崩れて、機体２０は下向きに強く加速され、機体２０の真下に向かって急激に降下し始める（落下する）。
【０２６９】しかし、降下速度が大きくなりすぎると、下降に伴って機体２０の下から当たる空気によって邪魔板３３に上向きの抗力が生じ、機体２０の姿勢の自動制御が不安定になってしまう。このため、機体２０は横倒しになって落下してしまう虞がある。また、回転翼２５、２６に下降流Ｗを打ち消す方向に大量の空気が流れ込むほど、高速に落下してしまうと、邪魔板３３を全開に開放しても、もはや機体２０の墜落を防止することができなくなる虞がある。
【０２７０】そこで、安全に機体２０を降下させるべく、ある一定の降下速度を超えないようにするとともに、ある一定の高度まで降下してきたら、機体２０が地上に激突しないように、降下速度を減少させ、一定のホバリング高度に維持させるようにするものである。
【０２７１】このように、降下制限用ボタン４を押すことによって機体２０が一定のホバリング高度まで降下したならば、降下制限用ボタン４を解除し（再度ボタン４を押すことによって解除される）、機体２０を安全な着陸地点まで移動させ、昇降/姿勢用レバー３を操作することにより緩やかに機体２０を着陸させてやればよい。
【０２７２】図３５は、降下制限用ボタン４が押された場合の制御の手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを併せ参照して説明する。
【０２７３】なお、この図３５に示す制御アルゴリズムは、機体２０の制御装置本体１１に組み込まれているものとする。
【０２７４】機体２０がホバリングしているとき、機体２０を垂直に降下させるものと判断したならば、降下制限用ボタン４が押されるとともに、昇降／姿勢用レバー３がＢ2方向に強く押し下げ続けられるよう操作される。この操作に伴い、降下制限モード状態となり、図３５R>５に示す処理がスタートする。
【０２７５】なお、機体２０の降下を中断するときには、レバー３をＢ1方向に強く押し上げればよい。この操作に伴い、降下制限モード状態が解除される。
【０２７６】降下制限モード状態になっている場合には、予め制御装置本体１１で設定された「降下減速予定高度」まで機体２０が降下してくるまでの間、機体２０の邪魔板３３ａ〜３３ｄを開閉しながら自動的に降下方向への加減速が繰り返される（ステップ２０１〜２０３）。
【０２７７】すなわち、降下中に、サンプリングタイム毎に機体２０と地上の距離が地上センサ１８で逐次検出され、この逐次の検出距離に基づき機体２０の降下速度が逐次演算される（ステップ２０１）。
【０２７８】つぎに、上記演算された降下速度が、設定値以下になるように、邪魔板３３ａ〜３３ｄのオフセット量ΦX+〜ΦY-が増減され、機体２０の下降方向の速度が増減される（ステップ２０２）。
【０２７９】降下中に、機体２０の４つの邪魔板Ｘ+（３３ａ）、Ｘ-（３３ｃ）、Ｙ+（３３ｂ）、Ｙ-（３３ｄ）が開閉操作され、図１９で説明したように、機体２０のＸ軸回りのモーメントおよびＹ軸回りのモーメントが相殺される。このため、機体２０はＸ軸回りに傾斜しないようにされるとともに、Ｙ軸回りに傾斜しないようにされ、水平に姿勢が保持される（ステップ２０３）。
【０２８０】機体２０が「降下減速予定高度」まで降下されると（ステップ２０４の判断結果「降下を達成した」）、最大推力をもって降下速度を零まで減速させるように、邪魔板３３ａ〜３３ｄが全開に近い状態になるようにオフセット量ΦX+〜ΦY-が調整されるとともに、エンジン２８の回転数が最大にされる。以後、機体２０に働く上向きの力が増大され、機体２０の降下速度は徐々に減少される（ステップ２０６）。このときも、ステップ２０３と同様に、機体２０の姿勢を水平に保持する制御が行われる（ステップ２０５）。
【０２８１】やがて、機体２０の降下速度が零に、つまりホバリング状態になったならば（ステップ２０７）、この処理は終了する。
【０２８２】こうして機体２０がホバリング状態になったことを確認して、降下制限用ボタン４が再度押されると、降下制限モード状態が解除される。以後、操舵用ジョイスティック２が操作されることにより機体２０が安全な着陸地点の上空まで移動される。ここで、機体２０がホバリング状態になった時点で、邪魔板オフセット記憶ボタン３ａが押されていれば、そのときのホバリング高度を概ね保持するように自動的に邪魔板３３ａ〜３３ｄのオフセット量ΦX+〜ΦY-が調整される。よって、操舵用ジョイスティック２だけを操作するという容易な操作で、機体２０の高度をホバリング高度に保持しつつ、着陸地点の上空まで水平移動させることができる。安全な着陸地点の上空に機体２０が到来されると、昇降/姿勢用レバー３が操作されることにより、機体２０が緩やかに安全な着陸地点に着陸される。
【０２８３】・自動離陸用ボタン５の押動操作この自動離陸用ボタン５は、機体２０が地面に着陸している場合に、機体２０を自動的に地上から約１ｍの高さまで垂直にダイナミックロールオーバを発生させることなく上昇させ、その地点でホバリングさせるために設けられた安全装置である。
【０２８４】まず、はじめに、機体２０が離陸する原理について説明する。
【０２８５】さて、傾斜の大きな地点からダイナミックロールオーバと呼ばれる離陸時の機体２０の横転事故を起こさぬように安全に離陸するためには、機体２０を横転方向に引き倒す力を打ち消すモーメントを強制的に発生させる必要がある。
【０２８６】図８は、ダイナミックロールオーバと呼ばれる離陸時の横転事故のメカニズムを説明する図である。
【０２８７】すなわち、同図８（ａ）において、離陸時に機体２０に働く力は、回転翼２５、２６の面に垂直に働く揚力と、機体２０の自重と、接地点２７ａ、２７ｂの地面６０からの反力である。
【０２８８】ここで、斜面６０の低い方の接地点２７ｂ回りのモーメントを考えると、揚力のモーメントと、斜面６０の高い方の接地点２７ａに作用する反力のモーメントは、機体２０を転倒させる方向に作用する。一方、接地点２７ｂ回りの機体２０の自重のモーメントは、機体２０を接地させ、安定させる方向に作用する。
【０２８９】また、通常の機体２０では、重心位置Ｇが接地点２７ａ、２７ｂよりも上部にあるために、斜面６０におかれた機体２０においては、低い方の接地点２７ｂの反力は高い方の接地点２７ａの反力よりも大きくなる。
【０２９０】この状態から、離陸のために揚力をあげてゆくと、高い方の接地点２７ａが浮上したときでも、低い方の接地点２７ｂはまだ機体２０の自重を支えようとしているため、低い方の接地点２７ｂ回りに転倒モーメントが作用する。そして、揚力が増大されることによって、この転倒モーメントが大きくなり、やがて機体２０が転倒するに至る（図８（ｂ）参照）。
【０２９１】こうしたダイナミックロールオーバによる事故を防止するためには、下記の対策１）、２）が有効である。
【０２９２】１）機体の接地点の距離を大きくとる図９（ｂ）に示すように、機体２０の接地点間の距離を大きくすれば、機体２０の傾斜面６０における低い方の接地点と高い方の接地点の反力の差異を、接地点間の距離が小さいときに比べて少なくすることができる。このため、離陸時において、低い方の接地点２７ｂ回りの転倒モーメントが、機体２０を転倒させる値に達する前に、低い方の接地点２７ｂを浮上させることができ、転倒を回避することが可能となる。
【０２９３】このことは、ヘリコプタ７０の場合も同様である（図９（ａ）参照）。
【０２９４】２）機体の重心位置を低くするまた、図１０（ｂ）に示すように、機体２０の重心位置を低く、接地点に近くすれば、１０（ａ）に示す重心位置が高く、接地点から遠い場合よりも、機体２０の傾斜面６０における低い方の接地点と高い方の接地点の反力の差異を少なくすることができ、同様に転倒を回避することが可能となる。
【０２９５】ここで、上記対策１）、２）の効果を、同じ直径の回転翼を有したヘリコプタ７０と比較すると、ヘリコプタ７０の場合には、一般に機体の接地点の間隔が回転翼の直径よりも短く、かつ重心位置も比較的上部にあるのに対して、二重反転式の回転翼を有した飛翔体２０の接地点の間隔は、回転翼２５、２６の直径よりもやや大きい程度の間隔であり（図１参照）、かつ機体２０全体が横に長い円盤状であるために重心位置を低くすることができる。
【０２９６】このため、機体の構造上、本実施形態の二重反転式の回転翼を有した飛翔体２０は、ヘリコプタ７０よりも、上記１）、２）の対策が有効に働くことになり、ダイナミックロールオーバを起こしにくく、斜面からの離陸時における事故を軽減することが可能である。
【０２９７】ただし、飛翔体２０の用途としては、無人で小型のものを遠隔操縦する場合が多いものと予想され、接地点２７ａ、２７ｂ間の距離は、実際の斜面の傾斜の大きさに対してきわめて小さなものとならざるを得ない。つまり、上記１）、２）の対策のみをもってしては、ダイナミックロールオーバの発生を完全に防止することは困難である。つまり、機体２０の構造（大きさ、重心の位置）によらずに、確実に、ダイナミックロールオーバの発生を防止する対策が望まれる。
【０２９８】そこで、本実施形態では、第３の対策として、下記の対策３）を採用するようにしたものである。
【０２９９】３）低い方の接地点を先に離陸させる図１１（ａ）、（ｂ）は図８（ａ）、（ｂ）に対応する図である。図１１（ａ）は図８（ａ）と同じ離陸開始前の状態を示している。ここで、図１１（ｂ）に示すように、図８（ｂ）の場合と異なり、機体２０が離陸の動作を開始した時に、高い方の接地点２７ａよりも先に低い方の接地点２７ｂを浮き上がらせることができれば、高い方の接地点２７ａ回りに、機体２０を、水平姿勢にする方向に回転させることができる。そして、機体２０が水平姿勢になった状態で、高い方の接地点２７ａを離間させ、機体２０を離陸させるようにすれば、ダイナミックロールオーバによる転倒を伴うことなく安全に機体２０を離陸させることができる。しかも、この場合、機体２０の構造（大きさ、重心の位置）に影響されることなく、確実に、ダイナミックロールオーバの発生を防止することができる。
【０３００】ただし、図１１（ｂ）に示すように、高い方の接地点２７ａ回りの転倒モーメントによる転倒を防ぐために、機体２０が概ね水平になった時点で、高い方の接地点２７ａを浮上させることが必要となる。
【０３０１】高い方の接地点２７ａよりも先に低い方の接地点２７ｂを強制的に浮き上がらせるためには、図１２R>２で既述した原理を利用すればよい。つまり、機体２０が離陸時に倒れる方向に作用する転倒モーメントとは反対側に作用するモーメントを大きくするよう、団扇３３の投影面積を強制的に変化させればよい。
【０３０２】すなわち、図１４に示すように、段差６１の接地点２７ａに最も近い邪魔板３３の投影面積が最大にされると、邪魔板３３に下向きの力Ｆが発生し、この力Ｆに応じて、機体２０の重心Ｇ回りに、転倒モーメントとは反対側に作用する反転倒モーメントが発生する。この反転倒モーメントによって、高い方の接地点２７ａが、自重を支えるために地面を押している力が増大し、逆に低い方の接地点２７ｂが自重を支えるために地面を押している力が減少する。この時点で、回転翼２５、２６の推力を増せば、低い方の接地点２７ｂが地面を押している力が、より減少され、やがて低い方の接地点２７ｂが高い方の接地点２７ａより先に浮上するに至るというものである。
【０３０３】なお、低い方の接地点２７ｂが地面から浮き上がって機体２０の傾斜角度が十分小さくなった時点（概ね機体２０が水平になった時点）で、直ちに邪魔板３３の投影面積を最小にすることが望ましい。このようにすることで、回転翼２５、２６の揚力によって生ずる上昇方向に働く力を妨げる力、つまり邪魔板３３で生じている下向きの力を迅速に最小にできるので、効率良く機体２０を離陸させることができる。
【０３０４】図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す各種邪魔板のうち、図１３（ｃ）に示す本実施形態のブラインド型の邪魔板は、図１３（ａ），（ｂ）に示したものと比較して、全開時の投影面積を最も小さくできるので、最も効率が高く、機体２０を離陸させることが可能である。
【０３０５】以上が機体２０を離陸させる動作原理である。
【０３０６】以下、図３７、図３８に示すフローチャートを参照して、自動離陸用ボタン５が押された場合の自動離陸制御の内容について説明する。
【０３０７】本実施形態では、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、機体２０が、段差６１が存在することにより高低差のある地面に着陸した場合を想定している。図７（ｃ）は上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ｃ）の矢視Ａ−Ａからみた側面図である。
【０３０８】これら図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、全ての垂直翼３４ａ〜３４ｄのうち、最も高い地点にあるのは、第１垂直翼３４ａである。一方、最も低い地点にあるのは、第３垂直翼３４ｃである。
【０３０９】また、最も高い地点は、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+に挟まれた地点であり、最も低い地点は、邪魔板Ｘ-と邪魔板Ｙ-に挟まれた地点である。
【０３１０】・第１の処理（ステップ３０１）
いま、自動離陸用ボタン５が押されると、全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄと垂直翼３４ａ〜３４ｄが全閉の状態に設定される。
【０３１１】・第２の処理（ステップ３０２）
つぎに、エンジン２８が起動され、エンジン回転数が通常の回転数よりも高い回転数に保持される。
【０３１２】・第３の処理（ステップ３０３〜３０６）
つぎに、垂直翼３４ａ〜３４ｄが負担している抗力を下げるために、第１垂直翼３４ａと第３垂直翼３４ｃで、ヨー方向の時計方向回りの回転力を発生させるとともに、第２垂直翼３４ｂと第４垂直翼３４ｄで、ヨー方向の反時計方向回りの回転力を発生させるように垂直翼３４ａ〜３４ｄが開かれる。このとき、ヨー方向の時計方向回りの回転力と、ヨー方向の反時計方向回りの回転力とが相殺するように同期させつつ、垂直翼３４ａ〜３４ｄ全閉状態から全開状態（すなわち、傾斜面が垂直な状態）に、垂直翼３４ａ〜３４ｄのピッチ角を一定変化量づつ変化させていく（ステップ３０３）。
【０３１３】・第３の処理の例外処理第３の処理の実行中に、傾斜センサ１７の出力に基づき、機体２０の傾斜角の変化を計測しており、この計測結果に基づき、機体２０が浮き上がる兆候があるか否か（機体２０の傾斜角が大きく変化したか否か）を判断している（ステップ３０４）。この結果、機体２０が浮き上がる兆候があるものと判断された場合には、推力が過大であり、このまま垂直翼３４ａ〜３４ｄを開く処理を継続することは危険であるものと判断して、機体２０の揚力が過大になるのを防止するために、速やかにエンジン２８の回転数を通常の回転数に向けて所定量だけ減少される（ステップ３０５）。このように推力を下げ、機体２０が浮き上がるに必要な推力よりも小さい推力にした上で、再度、垂直翼３４ａ〜３４ｄを開く処理を継続する（ステップ３０３）。やがて、機体２０が浮き上がることなく、全ての垂直翼３４ａ〜３４ｄが垂直に立てられた状態にされる（ステップ３０６の判断結果「垂直になった」）。
【０３１４】・第４のステップ（ステップ３０７〜３１１）
全ての垂直翼３４ａ〜３４ｄが垂直に立ち上がったならば、地面６０のうち最も高くなっている地点ＴＰ（図３６R>６参照）に最も近い（最も高い地点を挟むよう存在する）Ｘ軸上の邪魔板とＹ軸上の邪魔板、つまり邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+が全閉にされる。この結果、図１４で説明したように、機体２０の最も高い地点の接地点２７ａが、地面６０（段差６１）を押さえ付けている力が増大される（ステップ３０７）。
【０３１５】さらに、エンジン２８の回転数が通常回転数よりも高くされ、機体２０全体の推力が増大されるとともに、地面６０のうち最も低くなっている地点に最も近い（最も低い地点を挟むように存在する）Ｘ軸上の邪魔板とＹ軸上の邪魔板、つまり邪魔板Ｘ-と邪魔板Ｙ-が徐々に全開にされる（ステップ３０８、ステップ３１１）。この結果、回転翼２５、２６の推力が増し、低い方の接地点２７ｂが地面を押している力が、より減少され、やがて低い方の接地点２７ｂが高い方の接地点２７ａより先に浮上するに至る。
【０３１６】・第４の処理の例外処理第４の処理の実行中に、傾斜センサ１７の出力に基づき、機体２０の浮き上がりによって機体２０が概ね水平になったか否かを判断している（ステップ３０９）。この結果、機体２０が概ね水平になったものと判断された場合には、速やかに全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄが全開にされる。これは、前述したように、高い方の接地点２７ａ回りの転倒モーメントによる転倒を防ぐためと、回転翼２５、２６の揚力によって生ずる上昇方向に働く力を妨げる力である邪魔板３３で生じている下向きの力を迅速に最小にして、効率良く機体２０を離陸させるためである（ステップ３１０）。以後、手順は、次の第５の処理を飛ばして直ちに第６の処理に移行される。
【０３１７】・第５の処理（ステップ３１２〜３１６）
第４の処理において、エンジン回転数を通常回転数よりも高くして機体２０全体の推力を増大させた上、最も低くなっている地点を挟むよう存在するＸ軸上の邪魔板Ｘ-とＹ軸上の邪魔板Ｙ-を全開にしたとしても、最も低い地点側の接地点２７ｂが地面６０から離間しなかった（機体２０が水平にならなかった）場合には（ステップ３０９の判断結果「水平でない」、ステップ３１１の判断結果「全開」）、気温、風向きなどの影響で推力が不足している可能性があるものと判断して、最も高くなっている地点ＴＰを挟むよう存在しているＸ軸上の邪魔板Ｘ+とＹ軸上の邪魔板Ｙ+が徐々に開放される（ステップ３１２）。この開放に際しては、板Ｘ+、Ｙ+の最も高い地点ＴＰへの近接度が考慮される。たとえば、図３６に示すように、Ｘ軸とＹ軸の原点から最高の地点ＴＰに結んだベクトルＶのＸ成分ＶxとＹ成分ＶYの比率が、それぞれＸ軸側の邪魔板Ｘ+とＹ軸側の邪魔板Ｙ+の閉じ具合（閉度）の比率になるように配分した上で、徐々に邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+の閉度を、ＶxとＶYの比率をもって低くしていく（徐々に邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+を開いていく）という方法が考えられる。
【０３１８】すなわち、下記式により、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+の閉度（％）が求められる。
【０３１９】
上記式における係数Ｋは、最初は２からスタートし、最小値（例えば0.3位）になるまで順次減少される。このようにして邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+の閉じ具合が順次少なくなる（邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+を順次開いていく）（ステップ３１５）。
【０３２０】最初は、邪魔板Ｘ+、Ｙ+の少なくともどちらか一方が閉度１００％となっており、完全に閉じているが、係数Ｋが小さくなるにつれて、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+は、上記式にしたがい開かれる。
【０３２１】通常は、係数Ｋが最小値になる前に、低い方の接地点２７ｂが離間する。
【０３２２】よって、上記ステップ３０９と同様の判断により、機体２０が概ね水平になったものと判断された場合には（ステップ３１３の判断結果「水平」）、上記ステップ３１０と同様にして、速やかに全ての邪魔板３３ａ〜３３ｄが全開にされる（ステップ３１４）。
【０３２３】・第５の処理の例外処理ただし、邪魔板Ｘ+と邪魔板Ｙ+が、係数Ｋが最小値に達するまで完全に開かれても（ステップ３１５の判断結果「最小値になった」）、低い方の地点２７ｂが地面６０から離間しない（機体２０が水平にならない）場合には（ステップ３１５の判断結果「最小値になった」、ステップ３１３の判断結果「水平でない」）、気象条件などにより揚力が不足している虞があったり、ダイナミックロールオーバの事故を起こす虞があり、それ以上開かせることは無駄であり、また危険であると判断して、この時点で、自動離陸の処理を終了させる（ステップ３１６）。
【０３２４】・第６の処理（ステップ３１７〜３１９）
このようにして機体２０が完全に地面６０から離間されると、直ちに邪魔板３３ａ〜３３ｄによる姿勢制御が開始される（ステップ３１７）。
【０３２５】すなわち、この時点で機体２０は地上から１ｍ程度の高度に上昇している。そこで、エンジン２８の回転数が通常の回転数に戻され、回転翼２５、２６の推力を定常の値に戻すことで、機体２０が上昇しすぎないようにされる。そして、地面センサ１８の検出高度をフィードバックして、機体２０が、現在の高度である約１ｍの高度を維持するように、邪魔板３３ａ〜３３ｄのオフセット量ΦX+〜ΦY+が調整される。この結果、機体２０は、約１ｍの高度でホバリングする（ステップ３１８）。さらに、この機体２０が約１ｍの高度でホバリングした時点で、邪魔板Ｘ+のオフセット量ΦXm+、邪魔板Ｘ-のオフセット量ΦXm-、邪魔板Ｙ+のオフセット量ΦYm+、邪魔板Ｙ-のオフセット量ΦYm-が記憶される（ステップ３１９）。
【０３２６】・自動離陸モード終了機体２０が安定にホバリングしたところで、自動離陸用ボタン５を解除すれば（再度ボタン５を押すことによって解除される）、図３７、図３８に示す処理は終了し（自動離陸モード終了）、他の操作子２、３、４によって飛翔体２０を操縦することが可能となる。
【０３２７】なお、機体２０が完全に離陸する前に、自動離陸ボタン５が解除されると、機体２０がバランスを崩して地面６０に衝突するなどして機体２０が損傷する場合がある。このため、離陸完了前に、自動離陸モードを中断させたい場合には、誤操作でないことを確認する意味で、昇降／姿勢用レバー３を下向きＢ2に押し下げている状態でなければ、自動離陸モードを解除できないものとするインターロックを設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は飛翔体の構成を示す図である。
【図２】図２は飛翔体を制御する装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は機体の外観を各色に塗り分けた様子を示す上面図である。
【図４】図４は機体と観測者との位置関係を説明する図である。
【図５】図５は操舵用ジョイスティックの周囲を各色に塗り分けた様子を示す斜視図である。
【図６】図６は無線操縦で飛翔体が飛翔されている様子を示す図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は飛翔体が傾斜のある地面に着陸した状態を説明する図であり、図７（ａ）は機体の垂直翼と邪魔板の配置関係を示す上面図であり、図７（ｃ）は段差と飛翔体の位置関係を示す上面図で、図７（ｂ）は図７（ｃ）の矢視Ａ−Ａ図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は離陸時に飛翔体に作用する力を説明する図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は離陸時における転倒を防止するための対策を説明する図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は離陸時における転倒を防止するための対策を説明する図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）は離陸時における転倒を防止するための対策を説明する図である。
【図１２】図１２は、邪魔板の機能を説明する図である。
【図１３】図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各種邪魔板を説明する図である。
【図１４】図１４は本実施形態における自動離陸制御の原理を説明する図である。
【図１５】図１５は邪魔板の配置例を示す上面図である。
【図１６】図１６は飛翔体が水平移動する原理を説明する図である。
【図１７】図１７は飛翔体が水平移動する原理を説明するために用いた邪魔板の配置図である。
【図１８】図１８は飛翔体が水平移動方向と操舵用ジョイスティックの操作方向との関係を説明する図である。
【図１９】図１９は飛翔体が昇降する原理を説明する図である。
【図２０】図２０は飛翔体がヨー方向に旋回する原理を説明する図である。
【図２１】図２１は邪魔板に作用する力を説明する図である。
【図２２】図２２（ａ）〜（ｅ）は邪魔板の種類と邪魔板の配置の種類を示す図である。
【図２３】図２３（ａ）、（ｂ）は邪魔板と垂直板の配置の種類を示す図である。
【図２４】図２４は飛翔体を大きな回転トルクで旋回させる制御を説明する図である。
【図２５】図２５は飛翔体を微小な回転トルクで旋回させる制御を説明する図である。
【図２６】図２６は垂直翼に生ずる力を説明する図である。
【図２７】図２７（ａ）、（ｂ）は垂直翼をオフセット制御する様子を説明する図である。
【図２８】図２８は垂直翼を制御系を説明する図である。
【図２９】図２９（ａ）、（ｂ）は垂直翼の種類を示す図である。
【図３０】図３０は垂直翼の配置関係を示す上面図である。
【図３１】図３１（ａ）、（ｂ）は操舵用ジョイスティックの操作による制御を説明する図であり、図３１（ａ）は操舵用ジョイスティックの操作方向を示す図で、図３１（ｂ）は機体が操舵される方向と邪魔板の配置関係とを示す図である。
【図３２】図３２は飛翔体を操舵制御する処理の手順を示すフローチャートである。
【図３３】図３３は図３２から各種パラメータを抜き出して示す図である。
【図３４】図３４（ａ）、（ｂ）は昇降/姿勢用レバーの操作による制御を説明する図であり、図３４（ａ）はレバーの操作方向を示す図で、図３４（ｂ）はレバーの操作方向と垂直翼の配置関係とを示す図で、図３４（ｃ）は機体が昇降、姿勢が変化する方向と邪魔板の配置関係とを示す図である。
【図３５】図３５は降下制限用ボタンが押された場合の処理の手順を示すフローチャートである。
【図３６】図３６は機体が傾斜面に着陸している場合の最高地点と機体との関係を示す上面図である。
【図３７】図３７は自動離陸用ボタンが押された場合の処理の手順を示すフローチャートである。
【図３８】図３８は自動離陸用ボタンが押された場合の処理の手順を示すフローチャートである。
【図３９】図３９はヘリコプタが樹木に衝突する様子を示す図である。
【図４０】図４０がヘリコプタがダイナミックロールオーバにより転倒する様子を示す図である。
【図４１】図４１（ａ）、（ｂ）はヘリコプタと本実施形態の飛翔体の外観の違いを比較して示す図である。
【符号の説明】
１ ラジコン操縦器
２ 操舵用ジョイスティック
３ 昇降/姿勢用レバー
５ 自動離陸用ボタン
１０ 制御装置
１１ 制御装置本体
１３ 邪魔板制御系
１４ 垂直翼制御系
２０ 飛翔体
２２ カバー
２５、２６ 二重反転式の水平回転翼
３３ａ〜３３ｄ 邪魔板
３４ａ〜３４ｄ 垂直翼
【特許請求の範囲】
【請求項１】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段のうち傾斜面上方側の面積調整手段の面積を、傾斜面下方側の面積調整手段の面積よりも大きくするよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体の傾斜面下方側の接地点を傾斜面上方側の接地点よりも先に地面から離間させる離陸制御手段を具えたことを特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項２】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段のうち水平移動方向側の面積調整手段の面積を、水平移動方向とは反対側の面積調整手段の面積よりも大きくするよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を前記水平移動方向に水平移動させる水平移動制御手段を具えたことを特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項３】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段の両面積を同量づつ減少させるよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を上昇させるとともに、これら両面積を同量づつ増加させるよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を下降させる昇降制御手段を具えたことを特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項４】 前記面積調整手段は、前記水平回転翼によって生じる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける２つの隣接して対向する板状の部材と、当該２つの対向する板状の部材の両ピッチ角が、極性が異なりかつ同一のピッチ角となるように調整する角度調整手段とからなるものである請求項１または２または３記載の水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項５】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける板状の部材を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設けるとともに、前記板状の部材のピッチ角を調整する角度調整手段を設け、さらに、前記対向する板状の部材の両ピッチ角が、前記飛翔体の所望のヨー方向の回転力に応じた角度になるよう前記角度調整手段を制御することにより、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角を変化させるヨー方向姿勢角制御手段を具えたことを特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項６】 前記鉛直軸に関して対向して設けられた２つの板状の部材は、少なくとも２組設けられており、前記ヨー方向姿勢角制御手段は、予め２組の板状部材の両ピッチ角を、極性が異なりかつ同一の所定角度にして、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角が変化しないようにしておき、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角を変化させる際には、前記２つの水平回転翼の回転によって生じる下降流を受ける投影面積が維持されるように、前記２組の板状部材のうち一方の組の板状部材のピッチ角を増加させるとともに、前記２組の板状部材のうち他方の組の板状部材のピッチ角を、前記一方の組の板状部材のピッチ角増加方向とは反対側に減少させるように、前記角度調整手段を制御するものである、請求項５記載の水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項７】 前記飛翔体の飛翔の制御は、遠隔操縦によって行われるものであり、前記遠隔操縦のための遠隔操縦装置の操作子に、前記面積調整手段の数に対応した自由度をもたせ、この操作子が一方側に操作されたときは、前記対向する２つの面積調整手段のうち一方の面積調整手段の面積が他方の面積調整手段の面積よりも大きくなり、前記操作子が前記一方側とは反対側に操作されたときには、前記対向する２つの面積調整手段のうち他方の面積調整手段の面積が前記一方の面積調整手段の面積よりも大きくなるように、操作子の操作方向と、面積を大きくすべき面積調整手段とを対応づけておくようにした遠隔操縦装置を具えたことを特徴とする請求項１または２記載の水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項８】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を、遠隔操縦により制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼を、側方から覆う筒状のカバーを設け、このカバーの外周の各水平方位を識別表示するとともに、前記飛翔体を遠隔操縦する遠隔操縦装置の操作子に、前記飛翔体の水平方向の移動方向に応じた自由度をもたせ、前記操作子の周囲の各水平方位を、前記飛翔体のカバーの外周の各水平方位の識別表示に対応して識別表示し、前記操作子の操作方向の識別表示内容と、当該操作方向に前記操作子が操作されたときに前記飛翔体が水平移動する方向の識別表示内容とが一致するように、前記操作子の操作方向と、前記飛翔体が水平移動すべき方向とを対応づけておくこと、を特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項１】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段のうち傾斜面上方側の面積調整手段の面積を、傾斜面下方側の面積調整手段の面積よりも大きくするよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体の傾斜面下方側の接地点を傾斜面上方側の接地点よりも先に地面から離間させる離陸制御手段を具えたことを特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項２】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段のうち水平移動方向側の面積調整手段の面積を、水平移動方向とは反対側の面積調整手段の面積よりも大きくするよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を前記水平移動方向に水平移動させる水平移動制御手段を具えたことを特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項３】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を受ける投影面積が調整自在の面積調整手段を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設け、さらに、前記対向する面積調整手段の両面積を同量づつ減少させるよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を上昇させるとともに、これら両面積を同量づつ増加させるよう前記面積調整手段を制御することにより、前記飛翔体を下降させる昇降制御手段を具えたことを特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項４】 前記面積調整手段は、前記水平回転翼によって生じる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける２つの隣接して対向する板状の部材と、当該２つの対向する板状の部材の両ピッチ角が、極性が異なりかつ同一のピッチ角となるように調整する角度調整手段とからなるものである請求項１または２または３記載の水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項５】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼の下方に、これら２つの水平回転翼の回転によって生ずる下降流を、所定のピッチ角をもって受ける板状の部材を、前記鉛直軸に関して対向するように少なくとも２つ設けるとともに、前記板状の部材のピッチ角を調整する角度調整手段を設け、さらに、前記対向する板状の部材の両ピッチ角が、前記飛翔体の所望のヨー方向の回転力に応じた角度になるよう前記角度調整手段を制御することにより、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角を変化させるヨー方向姿勢角制御手段を具えたことを特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項６】 前記鉛直軸に関して対向して設けられた２つの板状の部材は、少なくとも２組設けられており、前記ヨー方向姿勢角制御手段は、予め２組の板状部材の両ピッチ角を、極性が異なりかつ同一の所定角度にして、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角が変化しないようにしておき、前記飛翔体のヨー方向の姿勢角を変化させる際には、前記２つの水平回転翼の回転によって生じる下降流を受ける投影面積が維持されるように、前記２組の板状部材のうち一方の組の板状部材のピッチ角を増加させるとともに、前記２組の板状部材のうち他方の組の板状部材のピッチ角を、前記一方の組の板状部材のピッチ角増加方向とは反対側に減少させるように、前記角度調整手段を制御するものである、請求項５記載の水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項７】 前記飛翔体の飛翔の制御は、遠隔操縦によって行われるものであり、前記遠隔操縦のための遠隔操縦装置の操作子に、前記面積調整手段の数に対応した自由度をもたせ、この操作子が一方側に操作されたときは、前記対向する２つの面積調整手段のうち一方の面積調整手段の面積が他方の面積調整手段の面積よりも大きくなり、前記操作子が前記一方側とは反対側に操作されたときには、前記対向する２つの面積調整手段のうち他方の面積調整手段の面積が前記一方の面積調整手段の面積よりも大きくなるように、操作子の操作方向と、面積を大きくすべき面積調整手段とを対応づけておくようにした遠隔操縦装置を具えたことを特徴とする請求項１または２記載の水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【請求項８】 鉛直軸に沿って同軸上に、水平方向に回転する２つの水平回転翼が配設された飛翔体のこれら２つの水平回転翼を互いに反対方向に回転させることによって前記飛翔体の飛翔を、遠隔操縦により制御するようにした水平回転翼を有した飛翔体の制御装置において、前記２つの水平回転翼を、側方から覆う筒状のカバーを設け、このカバーの外周の各水平方位を識別表示するとともに、前記飛翔体を遠隔操縦する遠隔操縦装置の操作子に、前記飛翔体の水平方向の移動方向に応じた自由度をもたせ、前記操作子の周囲の各水平方位を、前記飛翔体のカバーの外周の各水平方位の識別表示に対応して識別表示し、前記操作子の操作方向の識別表示内容と、当該操作方向に前記操作子が操作されたときに前記飛翔体が水平移動する方向の識別表示内容とが一致するように、前記操作子の操作方向と、前記飛翔体が水平移動すべき方向とを対応づけておくこと、を特徴とする水平回転翼を有した飛翔体の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図２０】
【図２４】
【図２５】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１６】
【図１９】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図３０】
【図３６】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図４０】
【図３１】
【図３３】
【図３４】
【図３９】
【図４１】
【図３２】
【図３５】
【図３７】
【図３８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図２０】
【図２４】
【図２５】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図１６】
【図１９】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図３０】
【図３６】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図４０】
【図３１】
【図３３】
【図３４】
【図３９】
【図４１】
【図３２】
【図３５】
【図３７】
【図３８】
【公開番号】特開平１１−１１５８９６
【公開日】平成１１年（１９９９）４月２７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−２８５４９２
【出願日】平成９年（１９９７）１０月１７日
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【公開日】平成１１年（１９９９）４月２７日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）１０月１７日
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
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