JP2010516546A - 回転翼航空機 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2007年1月18日に出願された米国仮特許出願番号第60/885,559の利益を主張する通常の特許出願である。この出願を本明細書に援用する。
本発明の特徴は、ローターシステムの中心の周りに配置されている電力モジュール56のような重い構成部品を、均一に配置することである。このため、回転翼航空機10の重心は、例えば、重心CG1および重心CG2は、ローターシステム36のリフトのほぼ中心と一致している。また、ローターシステム36のリフトの中心は、同軸の第1、第2ローターモジュール14、16の間の中央に配置されることができる。
14、139 第1ローターモジュール
16、140 第2ローターモジュール
22 第1電源モジュール
24 第2電源モジュール
26 ペイロードモジュール
28 機体軸
31、136 ノーズコーン
33、148 テールコーン
34 下部本体シェル
36 ローターシステム
38 ローター駆動部
40 ローターハブ
42 ローター羽根
42N 第1流入側
42T 第2流出側
42H 縦軸
44 ピッチコントローラ
46 スウォシュプレート
48 サーボアクチュエータ
50 サーボモジュール
54 バッテリ
56、145 電力モジュール
58 電力導管
60 制御モジュール
62 信号導管
64 背骨(スパイン、骨格)
73 第1端部
74 機体
75 第2端部
76 第1モータ速度コントローラ
77 中空部
80 第1スウォシュプレート
82 第2スウォシュプレート
84 第2モータ速度コントローラ
86 第2ブラシレスモータ
88 第1電子モジュール
126 巻線
132 電子モータ速度コントローラ(ESC)
134H 中空コア
149 第1ローターハブ
150 第2ローターハブ
151 第1ローター羽根
152 第2ローター羽根
153、154 磁気コイル
157 第1ローター駆動部(電気モータ)
CG1、CG2、CG3 重心
Claims (44)
- 縦軸、第1端部、および、前記第1端部の反対側に間隔をあけて設けられた第2端部、を備えた非回転構造の背骨を構成する、機体と、
第1ローターハブ、および、前記第1ローターハブに動作可能に接続されて前記縦軸に対して垂直に延設された複数の第1ローター羽根、を備えた前記非回転構造の背骨に支持される、第1ローターモジュールと、
中空コアを備えた前記第1ローターモジュールの前記第1ローターハブに動作可能に接続された前記縦軸で前記第1ローター羽根を駆動させる、第1ローター駆動部と、
を有する回転翼航空機であって、
前記非回転構造の背骨が、前記第1ローター駆動部の中空コアの中に通されて、そして、
前記第1ローター駆動部が、前記非回転構造の背骨の第1端部と第2端部との間に位置付けられる
ことを特徴する回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、制御モジュール、電力モジュール、第2ローターモジュール、誘導システム、通信システム、本体シェル、サーボアクチュエータ、センサ、モータ速度コントローラ、および、ペイロード、から選ばれる少なくとも1つの構成部品が、さらに設けられ、そして、
前記構成部品が、前記非回転構造の背骨に支持される
ことを特徴とする請求項1に記載の回転翼航空機。 - 前記第1ローター駆動部が、中空コアを備えた第1電気モータとされ、そして、
前記非回転構造の背骨が、前記第1ローター駆動部の中空コアに通されていることを特徴とする請求項1に記載の回転翼航空機。 - 前記第1電気モータが、アウトランナースタイルモータとパンスタイルモータのいずれか1つとされることを特徴とする請求項3に記載の回転翼航空機。
- 前記非回転構造の背骨が、前記第1ローター羽根の第1側面と前記非回転構造の背骨の第1端部との間の位置で、前記第1ローターモジュールを支持すると共に、前記第1ローター羽根の第2側面と前記非回転構造の背骨の第2端部との間の位置で、前記1つ以上の構成部品を支持し、そして、前記第1ローターモジュールと前記構造部品との間の信号を伝える導管を有している
ことを特徴とする請求項2に記載の回転翼航空機。 - 前記構造部品が、前記第1電気モータに電力を供給する第1電池を有する第1電力モジュールで構成されていることを特徴とする請求項3に記載の回転翼航空機。
- 前記構成部品が、前記非回転構造の背骨に支持され、かつ、前記第1ローターモジュールに対して間隔をあけて位置付けられる第2ローターモジュールで構成され、
前記第2ローターモジュールが、第2ローターハブと、前記第2ローターハブに動作可能に接続された前記縦軸の方向に対して垂直方向に延びて設けられている複数の第2ローター羽根と、を有し、
前記第2ローターハブおよび前記第2ローター羽根が、前記縦軸周りの前記第1ローターハブおよび前記第1ローター羽根の回転方向と反対方向に、回転される
ことを特徴とする請求項2に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、第2電池を有する第2電力モジュールが、さらに設けられ、そして、
前記第2電池が、前記非回転構造の背骨に支持され、前記第2ローターモジュールに対して間隔をあけて、前記第2ローター羽根の第2側面と前記スパインの第2端部との間に配置されていると共に、前記第2電気モータに電力を供給する手段として構成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記非回転構造の背骨に支持される第2ローターモジュールが、さらに設けられ、
前記第2ローターモジュールが、第2ローターハブと、前記縦軸の方向に対して垂直方向に延びて設けられている複数の第2ローター羽根と、で構成されて、
第2ローター駆動部が、中空コアを備えて、前記縦方向機体軸の周りで前記第2ローター羽根を駆動する前記第2ローターモジュールの前記第2ローターハブに動作可能に接続されて、
前記非回転構造の背骨が、前記第2ローター駆動部の中空コアに通されて、そして、
前記第2ローター駆動部が、前記第1端部と前記第2端部との間に位置付けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の回転翼航空機。 - 前記第2ローター駆動部が、ギア式変速機を使用せずに前記第2ローター羽根を駆動させるために設けられていることを特徴とする請求項9に記載の回転翼航空機。
- 前記回転翼航空機には、前記非回転構造の背骨に支持されると共に、前記第1ローターモジュールと前記第2ローターモジュールとの間に配置されるバッテリ付きの電力モジュールが、さらに設けられ、
前記バッテリによって、前記第1ローター駆動部および前記第2ローター駆動部に、電力が供給されることを特徴とする請求項9に記載の回転翼航空機。 - 前記非回転構造の背骨には、前記ローター羽根を動かす電力および信号の少なくとも1つを伝える導管を有する中空部分が、設けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転翼航空機。
- 前記回転翼航空機には、制御モジュール、電源モジュール、および、前記機体に接続されて前記第1ローター羽根と前記ノーズコーンとの間に配置されるピッチコントローラ、の少なくとも1つの構成部品が、さらに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転翼航空機。
- 前記回転翼航空機には、制御モジュール、電源モジュール、および、前記機体に接続されて前記第1ローター羽根と前記テールコーンとの間に配置されるピッチコントローラ、の少なくとも1つの構成部品が、さらに設けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転翼航空機。
- 前記構成部品が、前記制御モジュール、および、前記電力モジュール、を有していることを特徴とする請求項13に記載の回転翼航空機。
- 前記構成部品が、前記制御モジュール、前記電力モジュール、および、前記ピッチコントローラ、を有していることを特徴とする請求項14に記載の回転翼航空機。
- 前記第1ローター駆動部が、ギア式変速機を使用せずに前記第1ローター羽根を駆動させるために設けられていることを特徴とする請求項1に記載の回転翼航空機。
- 縦軸、前記機体の第1端部、および、前記第1端部から間隔をあけて前記機体の反対側に設けられた第2端部、を備えた非回転構造の背骨を構成する、機体と、
第1ローターハブ、および、前記第1ローターハブに動作可能に接続されて、前記縦軸に対して垂直に延設されている複数の第1ローター羽根、を備えた前記非回転構造の背骨に動作可能に接続された、第1ローターモジュールと、
第2ローターハブ、および、前記第2ローターハブに動作可能に接続されて、前記縦軸に対して垂直に延設されている複数の第2ローター羽根、を備えた前記非回転構造の背骨に動作可能に接続されて、前記第1ローターモジュールに対して間隔をあけて配置された、第2ローターモジュールと、
前記非回転構造の背骨に動作可能に接続されて、前記第1ローターモジュールと前記第1端部との間に配置された前記第1ローターモジュールに電力を供給する、第1電力モジュールと、
前記非回転構造の背骨に動作可能に接続されて、前記第2ローターモジュールと前記第2端部との間に配置された第2ローターモジュールに電力を供給する、第2電力モジュールと、
を有することを特徴とする回転翼航空機。 - 前記第1電力モジュールおよび前記第2電力モジュールによって、前記回転翼航空機の飛行中に互いに通信されて、前記第1電力モジュールおよび前記第2電力モジュールから出力される電力のバランスが取られ、そして、
前記第1電力モジュールおよび前記第2電力モジュールの両方の電力が、同時に消耗される
ことを特徴とする請求項18に記載の回転翼航空機。 - 前記第1電力モジュールおよび前記第2電力モジュールが、前記非回転構造の背骨において、電力導管および信号導管を介して通信する
ことを特徴とする請求項18に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、制御モジュール、電力モジュール、ローターモジュール、誘導システム、無線システム、本体シェル、サーボアクチュエータ、センサ、モータ速度コントローラ、および、ペイロード、から選ばれる少なくとも1つの構成部品が、さらに設けられ、そして、
前記構成部品が、前記非回転構造の背骨に支持される
ことを特徴とする請求項18に記載の回転翼航空機。 - 縦軸、前記機体の第1端部、および、前記第1端部から間隔をあけて前記機体の反対側に設けられた第2端部、を備えた非回転構造の背骨を構成する、機体と、
第1ローターハブ、および、前記第1ローターハブに動作可能に接続されて前記縦軸に対して垂直に延設されている複数の第1ローター羽根、を備えた前記非回転構造の背骨に支持される、第1ローターモジュールと、
前記第1ローターモジュールの第1ローターハブに動作可能に接続され、前記縦軸で前記第1ローター羽根を駆動させる、第1ローター駆動部と、
を有する回転翼航空機であって、
前記第1ローター駆動部には、中空コア、および、前記中空コアの中に通されて、前記第1端部と前記第2端部との間に前記第1ローター駆動部を位置付けるように配置された前記非回転構造の背骨、を備えた電気モータが、設けられ、
前記電気モータが、プリント回路基板に接し、そして、
前記電気モータのコイルが、前記プリント回路基板に接続されていることを特徴とする回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記プリント回路基板に接続される速度コントローラが、さらに設けられ、
前記速度コントローラが、巻線構成において、前記電気モータのコイルを相互接続させることを特徴とする請求項22に記載の回転翼航空機。 - 前記巻線構成が、Y字巻きとデルタ巻きのいずれか1つとされることを特徴とする請求項23に記載の回転翼航空機。
- 縦軸を構成する機体と、
前記機体に接続されて、前記縦軸に関して第1方向で回転するローター羽根の第1セットと、
前記ローター羽根の第1セットに対して間隔をあけて前記機体に接続されて、前記縦軸の第1方向と反対方向である第2方向で回転するローター羽根の第2セットと、を有する回転翼航空機であって、
前記機体の重心が、前記ローター羽根の第1セットと前記ローター羽根の第2セットとの間に設けられた前記スペースに位置付けられていることを特徴とする回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記ローター羽根の第1セットのピッチを変更する第1ピッチコントローラが、さらに設けられ、
前記第1ピッチコントローラが、前記機体に接続されて、前記ローター羽根の第1セットと前記ローター羽根の第2セットとの間のスペースに位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記ローター羽根の第2セットのピッチを変更する第2ピッチコントローラが、さらに設けられ、
前記第2ピッチコントローラが、前記機体に接続されて、前記ローター羽根の第1セットと前記ローター羽根の第2セットとの間のスペースに位置付けられていることを特徴とする請求項26に記載の回転翼航空機。 - 前記第1ピッチコントローラが、前記ローター羽根の第1セットと前記機体の重心との間の前記スペースに位置付けられていることを特徴とする請求項26に記載の回転翼航空機。
- 前記第2ピッチコントローラが、前記ローター羽根の第2セットと前記機体の重心との間の前記スペースに位置付けられていることを特徴とする請求項27に記載の回転翼航空機。
- 前記機体の重心が、前記第1ピッチコントローラと前記第2ピッチコントローラとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項26に記載の回転翼航空機。
- 前記回転翼航空機には、前記ローター羽根の第1セットに電力を供給する第1電源モジュールが、さらに設けられ、
前記第1電源モジュールが、前記機体に接続されると共に、前記ローター羽根の第1セットが、前記機体の重心と前記第1電源モジュールとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記ローター羽根の第2セットに電力を供給する第2電源モジュールが、さらに設けられ、
前記第2電源モジュールが、前記機体に接続されると共に、前記ローター羽根の第2セットが、前記機体の重心と前記第2電源モジュールとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項31に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、物品を輸送する輸送手段、および、飛行中にデータを集める収集手段、のいずれか少なくとも1つを提供する第1ペイロードモジュールが、さらに設けられ、
前記ペイロードモジュールが、前記機体に接続されると共に、前記ローター羽根の第1セットが、前記機体の重心と前記第1ペイロードモジュールとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、物品を輸送する輸送手段、および、飛行中にデータを集める収集手段、のいずれか少なくとも1つを備えた第2ペイロードモジュールが、さらに設けられ、
前記第2ペイロードが、前記機体に接続されると共に、前記ローター羽根の第2セットが、前記機体の重心と前記第2ペイロードとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項33に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、飛行中に、誘導する誘導手段、および、通信する通信手段、のいずれか少なくとも1つを備えた第1電子モジュールが、さらに設けられ、
前記第1電子モジュールが、前記機体に接続されると共に、前記ローター羽根の第1セットが、前記機体の重心と前記第1電子モジュールとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、飛行中に、誘導する誘導手段、および、通信する通信手段、のいずれか少なくとも1つを備えた第2電子モジュールが、さらに設けられ、
前記第2電子モジュールが、前記機体に接続されると共に、前記ローター羽根の第2セットが、前記機体の重心と前記第2電子モジュールとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項35に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記縦軸に関して前記ローター羽根の第1セットを回転させる電力を供給する供給手段を備えた第1電源モジュールが、さらに設けられ、
前記第1電源モジュールが、前記機体に接続されると共に、前記ローター羽根の第1セットが、前記第1電源モジュールと前記機体の重心との間に位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記ローター羽根のピッチを制御する第1ピッチコントローラが、さらに設けられ、
前記第1ピッチコントローラが、前記機体に接続されて、前記ローター羽根の第1セットと前記ローター羽根の第2セットの間、および、前記ローター羽根の第1セットと前記機体の重心との間、で間隔をあけて位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、物品を輸送する輸送手段、および、飛行中にデータを集める収集手段、のいずれか少なくとも1つを備えた第1ペイロードが、さらに設けられ、
前記第1ペイロードが、前記機体に接続されて、前記第1電源モジュールと前記ローター羽根の第1セットとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項37に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、飛行中に、誘導する誘導手段、および、通信する通信手段、のいずれか少なくとも1つを備えた第1電子モジュールが、さらに設けられ、
前記第1電子モジュールが、前記機体に接続されて、前記第1電源モジュールと前記ローター羽根の第1セットとの間に位置付けられていることを特徴とする請求項37に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記ローター羽根の第1、第2セットを回転させる電力を供給する供給手段をそれぞれ備えた第1、第2電源モジュールと、
物品を輸送する輸送手段、および、飛行中にデータを集める収集手段、のいずれか少なくとも1つを備えた第1、第2ペイロードモジュールと、
飛行中に、誘導する誘導手段、および、通信する通信手段のいずれか少なくとも1つを備えた第1、第2電子モジュールと、
前記ローター羽根の第1セットおよび第2セットのピッチをそれぞれ制御する第1、第2ピッチコントローラと、
がさらに設けられ、そして、
前記第1、第2電源モジュール、前記第1、第2ペイロードモジュール、前記第1、第2電子モジュール、および、前記第1、第2ピッチコントローラが、前記機体に接続され、
前記第1ペイロードモジュール、前記第1電子モジュール、および、前記第1ピッチコントローラが、前記第1電源モジュールと前記機体の重心との間に位置付けられ、かつ
前記第2電源モジュール、前記第2電子モジュール、および、前記第2ピッチコントローラが、前記第2ペイロードモジュールと前記機体の重心との間に位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記ローター羽根の第1セットおよび第2セットのピッチをそれぞれ制御する第1、第2ピッチコントローラが、さらに設けられ、
前記第1、第2ピッチコントローラが、前記機体に接続されて、前記ローター羽根の第1セットと前記ローター羽根の第2セットとの間に間隔をあけて位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 前記回転翼航空機には、前記ローター羽根の第1セットおよび第2セットのピッチをそれぞれ制御する第1、第2ピッチコントローラが、さらに設けられ、
前記第1ピッチコントローラが、前記機体に接続されて、前記ローター羽根の第1セットと前記機体の重心との間に位置付けられていると共に、
前記第2ピッチコントローラが、前記機体に接続されて、前記ローター羽根の第2セットと前記機体の重心との間に位置付けられていることを特徴とする請求項25に記載の回転翼航空機。 - 第1縦軸を構成する機体と、前記機体に接続されて前記第1縦軸に関して回転するローター羽根のセットと、を有する回転翼航空機であって、
各ローター羽根は、前記第1縦軸に対して垂直な平面に沿って、第2縦軸を備え、
前記機体の重心が、前記第1および第2縦軸の交差点で位置付けられる
ことを特徴とする回転翼航空機。
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