JP2008520478A - 全ての形式（空中、陸上及び海上）の乗物用の太陽電池式浮揚装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る装置は、以下の部品で構成されている。１）電力を供給する太陽電池パネルのアレイ、２）コンピュータで処理する制御パネル、３）一連の予め配置されたバルーン又はエアバッグ、４）ポンプ又はコンプレッサ、貯蔵タンク、電池及び枕型に構成された本体。この装置の運転方法は、太陽電池により供給される電力で、ヘリウムで満たされる一連の数のバルーンが、オンボードのコンピュータシステムで制御される。一旦大部分のヘリウムガスが満たされると、ヘリウムで満たされたバルーンの浮力が、膨張するバルーンの数に応じて乗物の重量を減少させる。すなわち、バルーンが膨張すればする程、乗物が軽くなる。その通常の重量に戻るために、乗物の操縦者全てが行うべきことは、ポンプを戻してバルーンを収縮させ、ヘリウムガスをタンクに戻す。電池は、夜間の運転時に電力を供給する。
【選択図】なし

Description

全てのタイプ（空中、海上、陸上）の乗物用の太陽電池式浮揚装置は、太陽光線による電力の供給を受けて、空中、海上、又は陸上で運行するよう設計された乗物の重量を自動的に減らす装置である。乗物の重量を減少させる目的は、上記の乗物が、それ自身の実際の重量よりも非常に減少した重量で太陽エネルギの力のみによって前進し、空中を飛行し、水上を掠め飛び、一般道路を走行できるようにするためである。

太陽電池式浮揚装置は、機体のルーフの上に取り付けられた一連の太陽電池パネルを有する特別に設計された機体、機体の至るところに戦略的に並べられた予め成形された多数のバルーン、特別に構成されたエアコンプレッサ、特別に設計されたガス貯蔵タンク、軽量の畜電池及びコンピュータからなる。

太陽電池式浮揚装置は、空気よりも軽いバルーンと同じような原理で作動する。そのバルーンが十分に膨張するとき、この装置及び乗物は重さが無くなり、そのバルーンが収縮するとき、この装置及び乗物はその本来の重さに戻る。違いは、この装置は太陽エネルギを利用して、そのバルーンの膨張及び収縮を制御していることである。その機体の中に多くのバルーンが予め配置されるとともに、この装置は、そのコンピュータ制御されたプログラムを通して、多くの数のバルーンを膨張及び収縮させることができる。特別に設計された強力な小型コンプレッサを用いて、特別に作られた軽量のボンベから機体の至る所に予め設置された多くのバルーンにヘリウムガスを引き込むことで、乗物が無重力になる。乗物をその本来の重量に戻す必要があるときは、バルーンから貯蔵ボンベにヘリウムガスを吸引することで、コンプレッサが逆のプロセスを行うことが可能である。

繰り返して膨張又は収縮可能なバルーンの数を制御する能力により、乗物のパイロット／オペレータが乗物の重量を要望どおりに調整可能なため、太陽エネルギを使用可能な限り、乗物の上昇及び降下中の完全な制御をパイロット／オペレータに与える。

また、乗物の機体の特別な設計が、非常に重要である。機体は、図に示すように、通常の枕型又は矩形でなければならない。実験により、この形状が全ての形状の中で最も浮力を受けるものと判っている。また、この形状により乗物のルーフが太陽電池パネルの最良の配置を与え、乗物に十分過ぎる電気エネルギを与えて浮揚装置を運行させるだけではなく、いくつかのモータエンジンに駆動力を与えて浮揚装置を前進させるのに十分なエネルギを与えることに注目することは重要である。

要約すれば、太陽電池式浮揚装置は、現在広く用いられている炭素繊維複合材料といった超強力の軽量な材料で作られた特別に設計された機体に組み込まれたときに、制限無しに繰り返して重力に逆い、制限無しに前進を制御し、また、乗物のデザインに基づいて、制限無しに乗客又は貨物を運んで、最終的には、太陽エネルギを使用可能な限り制限無しに目的地に飛行させるといった、乗物の組み合わせを可能にする。

太陽電池式浮揚装置は、多目的に設計されている。それは、飛行、航行又は陸地の走行といった、特定の目的のために設計された乗物に組込可能である。飛行用の場合、乗物の内部のバルーンが、完全に膨張したときに、乗物全体の重量を減少させ、余分な太陽エネルギが電気出力プロペラを起動させて乗物を前進させ、乗物が通常の航空機のように飛行する。航行用の場合、バルーンが、完全に膨張したときに、乗物を海面に対して３又は４フィート浮上させるだけである。そして、余分な太陽エネルギは、電気エンジンプロペラに電力を供給して、乗物がちょうど波の上を前進して水に接することなしに港に航行する。この乗物が陸上用の場合、バルーンが、完全に膨張したときに、乗物の重量を実際の重量のごく一部に減少させ、乗物を安上がりに走行させる。

太陽エネルギを利用して、良好で経済的に実現可能で人間が制御する飛行を実現させる多くの試みがある。現在までのところ、いずれも成功していない。日々の原油価格の上昇にともない、輸送のための代替的なエネルギ源を見付けることが重要である。今のところエネルギの最も豊富で自由な形式は、依然として太陽エネルギである。しかしながら、最近の技術の進歩が、経済的に実現可能で人間が制御する飛行をいまだにできないものにしている。今日でさえ、ソーラーカーは、娯楽以外の多くの有用な目的を提供しない依然として自転車のような機械のままである。問題は、常に重力で、どのようなソーラーカーの試作品であっても今までのところ「重量」が依然として最大の問題である。

今日、航空機及び自動車は、強力な力に依存して「重量」問題を克服している。しかしながら、強力な力は、常に価格が付いてくる。すなわち、多くのエネルギを消費する。世界の原油の供給の減少にともなって、原油価格が上昇し、強力な力は最早選択可能ではない。

重力を克服するために、他に唯一選択できることは、バルーンを使用することである。過去数百年の間に、人間は、重力に逆らう手段としてバルーンを見てきた。バルーンに関する問題は、制御が難しいことである。現在までのところ、バルーンの飛行は信頼できないものである。

もし、我々が、太陽エネルギ、バルーンの力及び今日の技術の進歩の使用を組み合わせることができるならば、我々は問題の解決法を見付けて実際に問題を解決しているであろう。

我々は、水泳プールで、単純な矩形の浮きが他の形状の浮きよりもより多くの重量を支持可能であることを発見している。それは、浮力の原理のためである。今、我々がバルーンに同じ原理を使用して、今日の超強力で超軽量な炭素繊維材料の使用して機体を構成するとともに枕のような形の乗物を作り、飛行船用の単一のバルーンの使用の代わりに予め成形されて予め配置された複数のバルーンを使用し、ガソリンの代わりに太陽エネルギを使用して、軽量の可逆回転形ポンプを使用してヘリウムガスを制御して、推進ユニットとして軽量の電気モータを使用すれば、安全で操作し易い太陽電池式のバルーンの乗物を見い出すであろう。

過去に多くの他の太陽電池式の航空機の設計がなされているが、間違った方向に向いているために太陽電池パネルが十分な日光を通さないといった問題を有する、大部分がタバコ型の形状である。他のものは、単一のバルーンでできているために、乗物の上昇及び降下の制御の問題を有している。

我々のデザインは、これらの問題を解決している。我々の枕型のデザインは、乗物のルーフ全体を太陽電池で覆うことを可能にし、日中は日光を確実に最大限吸収し、他の使用に十分すぎるくらいの太陽エネルギを発生させる。複数のバルーン、ボンベに貯蔵されたヘリウムガス及び可逆回転形小型ポンプの使用により、乗物自身がいつでもどこでも制限無しに上昇及び下降可能である。

航空機の太陽電池の配列方向が、米国特許番号第６５４０１７８号で既に特許され、それもまた太陽エネルギを使用してその飛行の動力を与えているが、そのデザインはその使用のための十分な太陽エネルギを与えるものではない。太陽エネルギを利用する他の航空機は、米国特許番号第５５１８２０５号で公知になっており、それは、主翼及び尾翼に取り付けられ、ゴンドラが延長線により支持された一組の膨らんだ外殻構造で構成されている。問題は、そのデザインが質の悪い空気動力学を与え、その使用を制限することである。

太陽電池式浮揚装置は、まず、飛行する乗物での使用が考えられた。しかしながら、その後の分析が、陸上及び海上運行での使用もまた可能であることを明らかにしている。言うまでもなく、各輸送形態で異なるデザインを使用しなければならないが、同じ原理が適用される。

矩形の枕型の機体といった、乗物の機体のための特別なデザインの使用は、乗物のルーフ全体が日中に日光を最大限吸収するのを可能にするだけではなく、乗物が高い空気抵抗無しに空中を切って進むことができる空気動力学を可能にする。また、その本体下部は、乗物に最大の浮力及び安定性を与える。また、複数の予め成形され予め配置されたバルーンは、乗物の乗客に最大の安全性を与える。通常の単一のバルーンの航空機は、一旦空気漏れが発生すると地上に墜落するであろう。本発明に係る乗物は複数のバルーンを有し、それら全てが非常に小さいため、単一の大きなバルーンよりも内部の空気圧に対するより高い弾力性を有する。そして、漏れが発生した場合であっても、残りの複数のバルーンが乗物全体を長時間浮揚保持させるのに十分であり、修理することが可能になる。

特別に設計された機体に収容された複数のバルーンシステムは、他に類を見ない革新的なものである。それは、プリセットされた数のバルーンが膨張して、ある重量に達するシステムである。今日のコンピュータの進歩により、コンピュータが、ある高度に乗物を上昇させるためにヘリウムガスにより順番に膨張する適切な数のバルーンを設定可能であり、また、ある高度に乗物を降下させるために収縮する適切な数のバルーンを設定可能である。

余分なエネルギは、夜間の運行中、特別に作られた軽量の畜電池に貯蔵される。

太陽電池式浮揚装置は、エネルギーの必要量が太陽エネルギで供給される運送業における新製品開発の時代の先がけとなると予測されている。太陽電池式の飛行する乗物の発達とともに、また、どこへでも飛行してどこへでも着陸する能力とともに、新たな生活及び仕事の方法を我々が利用可能である。

図１は、特別に設計された乗物に設けられた浮揚装置の側面図を示す。図２に示すように、機体全体は、矩形の枕型の本体をなし、全体が超強力及び超軽量の炭素繊維複合材料で作られている。本体のルーフ全体は、符号２で示す太陽電池で覆われ、一日中十分な日光を受光可能で、乗物全体の消費電力を供給する。符号３は、日中に発生した余分な電気エネルギを貯蔵可能な特別に設計された軽量な畜電池を示し、この貯蔵されたエネルギは、夜間の運行に使用可能である。符号４は、ヘリウムガスをバルーンに出入りするように汲み上げて、必要に応じてバルーンを膨張又は収縮させるポンプ又はコンプレッサユニットを示す。符号７は、本システムの複雑な動作全体を制御するコンピュータを示す。符号８は、パイロット／オペレータ、乗客及び貨物が配置される区画である。乗物の上尾部は、太陽エネルギにより発生する電気で動く電気モータのプロペラが配置され、乗物を前進させるのに使用される。符号５は、使用及び再使用されるヘリウムガスが貯蔵されるヘリウムガスボンベを示す。符号６は、複数の予め成形され予め設置されたバルーンの配置を示す。乗物の下に、地上にあるときに乗物の支持を成す２、３百個のバルーンがある。

浮揚装置全体が動く方法は、バルーンの浮力の原理に基づいている。浮揚装置全体は、実質的には巨大なバルーンである。しかしながら、通常の飛行船において見られるような単一のバルーンを使用する代わりに、それは、超強力及び超軽量の外郭構造内部に形成された多数のバルーンでできている。太陽エネルギの使用により、航空機の大部分の重量を占める化石燃料、エンジン駆動装置及びその他の設備の必要が全くなくなる。矩形の枕型の機体が浮力、及びさらなるバルーンのための容積及びスペースを与え、より多くのヘリウムガスを運搬する。また、乗物の屋根に非常に多くの太陽電池の配置が可能となり、それ自身が必要とするよりも十分すぎるほどの電力を発生する。また、矩形の枕型の機体は、空力的なデザインを有し、乗物が最小量の空気抵抗で空気を切って進むのを可能にする。また、乗物の平らで滑らかな下部が、それが前進するときに安定性及び最大の浮力を与える。

浮揚装置は、稼働するとすぐに、太陽電池から供給される電力を使用してポンプ及びコンプレッサ起動させ、貯蔵ボンベからバルーンにヘリウムガスを引き込む。バルーンが要望どおりに満たされるとすぐに、通常のバルーンと同じように機体全体が空中に上がり始める。乗物が所望の高度に上昇したときに、乗物のパイロット／オペレータが余剰電力を使用して電気モータのプロペラを稼働させて、通常の航空機と同じように乗物を飛行させる。目的地に到着するとすぐに、パイロット／オペレータは、徐々にガス貯蔵ボンベにヘリウムガスを引き戻すことにより、逆のプロセス全てを行わせる。そして、乗物は、ゆっくりとそして安全に地上に戻る。パイロット／オペレータは、航空機の着陸に伴う危険性及び問題無しに、プロセス全体を何千回も繰り返し可能である。ヘリウムは不活性ガスであるため、不燃性で、その上安全である。

乗物全体の重量と、乗物に収容されるヘリウムガスのバルーン全体の容積の揚力とを比較することにより、乗物の浮力を計算可能である。明らかに、この課題は、ごく最近まで全体として不可能であった。しかしながら、特に建物の材料及びコンピュータに関する今日の技術の進歩に伴い、この課題は今や実現可能である。

太陽電池式浮揚装置は、フィン、スタビライザ及び航空機に共通して空中に浮いたときにパイロット制御を与える他の航行装置を有してもよい。

図１Ａは、本発明に係る乗物の浮揚装置の側面図である。 図１Ｂは、本発明に係る乗物の浮揚装置の平面図である。 図１Ｃは、本発明に係る乗物の浮揚装置の正面図である。

符号の説明

１ ソーラパネル 太陽電池パネルの大きなアレイにより、乗物が十二分な太陽エネルギを吸収して全ての電力需要に対して電力を供給可能にする。
２ 乗物の本体 乗物の本体全体は、鋼よりも軽量であるが乗物を非常に強くする炭素繊維複合材料で作製されている。
３ （可逆式）ポンプ又はコンプレッサ ヘリウムガスの解放及び貯蔵はコンピュータで制御される。
４ 蓄電池 日中に余分な電力を吸収して夜間に電力を供給する一連のメンテナンスフリーの電池。
５ ガスタンク ヘリウムガスの貯蔵。
６ バルーン 膨張又は収縮するエアバッグの数は、乗物の重量を制御する。
７ コンピュータ 全ての機能のプリセット制御。
８ コックピット パイロット、ドライバ又は乗客の区域。
９ 枕型の本体 ユニークな枕型の本体が、乗物に最大浮力を与える。
１０ 電気プロペラ 太陽電池で動く電気モータプロペラは、乗物に前進又は後進運動を与える。
１１ 支持スタンド 空気が充満した支持バッグ。
１２ フィン及びスタビライザ 高度及び飛行方向の制御を与える。

Claims (11)

1. ａ．予め成形され予め配置された複数の膨張式エアバッグと、圧縮ヘリウムガス貯蔵容器と、可逆式コンプレッサ又はポンプと、蓄電池とを有する炭素繊維材料製の矩形の枕型本体と、
   ｂ．前記本体のルーフ全体を覆い、装置を運転させるのに必要な電力を供給するソーラーパネルアレイシステムと、
   ｃ．前記予め成形され予め配置されたバルーン／バラストに圧入され、プリセットされたプログラムを介してそれらを膨張又は収縮させて前記本体全体を無重力にするヘリウムガス量を調整するコンピュータシステムと、
   を具えていることを特徴とする太陽電池式浮揚装置。
2. 前記本体が、最新の超薄型、超軽量及び超強力の炭素繊維材料で作製され、
   前記炭素繊維材料が、最大浮力を得る矩形状及び枕型であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池式浮揚装置。
3. 前記予め成形され予め配置されたエアバッグが、耐久性のある耐水、耐破裂材料で作製されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池式浮揚装置。
4. 前記圧縮ヘリウムガス保存容器が、超強力及び超軽量材料で作製され、小さくてコンパクトであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池式浮揚装置。
5. 前記可逆式コンプレッサ又はポンプが、超強力及び超軽量材料で作製され、小さくてコンパクトであることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池式浮揚装置。
6. 前記蓄電池が超強力及び超軽量材料で作製されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池式浮揚装置。
7. 前記ソーラパネルアレイが、最新の高電力発生パネルを用いて作製されることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池式浮揚装置。
8. 最も効率的で最も軽量である太陽エネルギから電気エネルギへのエネルギ変換システムが使用されることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池式浮揚装置。
9. コンピュータが前記コンプレッサ又はポンプを制御してプリセットプログラムにより決定された必要な数のエアバッグを膨張又は収縮させるのに使用されることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池式浮揚装置。
10. コンピュータが前記装置全体を運転させるのに必要な電気システムを制御するのに使用されることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池式浮揚装置。
11. 前記装置の前記本体の外側に取り付けられた１組のプロペラを有し、電気モータにより前進及び後進移動することを特徴とする太陽電池式浮揚装置。

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