JP2015501751A - 垂直/短距離離着陸のための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
一態様において、本開示は、垂直短距離離着陸(VSTOL)のための方法及び装置を提供する。一実施例において、本装置は、それぞれの周囲に複数の関節翼(articulating aerofoils)が取り付けられて揚力を発生させる(例えば2つの)反転リングを使用する。この装置は、光(太陽)電池若しくは1つ以上の電池により供給される1つ以上の電動モータによって、又は、燃焼機関(例えば、2ストローク、4ストローク若しくはターボジェット)によって、あるいは、装置の内部に完全に収容された駆動装置に動力を供給する(例えばマイクロ波領域の)電磁放射ビームを供給する衛星ダウンリンクを介して駆動させることができる。
ここで図1を参照し、VSTOL装置用の浮揚機構100の例示的実施例を示すとともに詳細に説明する。図1の浮揚機構は、上側リング103及び下側リング104を含む、並列に配置された2つの反転駆動リングを備える。上側及び下側リングには、上側翼101及び下側翼102がそれぞれ取り付けられている。翼のそれぞれは、概して湾曲形状を有して、周囲空気中を回転しながら揚力を発生することが可能になっている。従って、機構100の上側リング及び下側リングが旋回すると、翼が揚力(あるいは、以下に説明する様な翼の配向に応じて下降気流又は負の揚力)を作り出す。翼のそれぞれは、全体的に湾曲した又は丸くなった前縁と、より細い後縁とを備える。図示の実施例において、上側翼の湾曲した前縁は、上側回転リングが(上から見たときに)反時計回り方向に回転することによって揚力を発生させるように位置付けられている。逆に、下側翼の湾曲した前縁は、下側回転リングが反対方向(すなわち時計回り)に回転することによって揚力を発生させるように位置付けられている。図では特定の構成を示しているが、上側及び下側翼の前縁は、対向する回転(すなわち、上側翼の時計回りの回転及び下側翼の反時計回りの回転)がVSTOL装置に揚力を発生させるように逆にしてもよいことは理解されよう。
2)遠隔地にいる人間のオペレータが、環境データを航空機から受信し、航空機が、動作のための自律型(搭載)コンピュータ制御を利用する。
3)遠隔地にいる人間のオペレータが、環境データを航空機から受信し、航空機が、動作のための遠隔(オペレータと共に位置しているか、それ以外の場所)コンピュータ制御を利用し、制御コマンドが、航空機に無線インタフェースを介してリンクされている。
4)遠隔地にいる人間のオペレータが、制御データを航空機から受信し、航空機が、環境センサのための自律型(搭載)コンピュータ制御を利用する。
5)遠隔地にあるコンピュータのオペレータが、環境データを航空機から受信し、航空機が、動作のための自律型(搭載)コンピュータ制御を利用する。
6)遠隔地にあるコンピュータのオペレータが、航空機の動作及び環境センサの制御のために、環境及び制御データを航空機から受信する。
動作時、VSTOL装置は、リングを反転させることにより翼を連続的に移動させることによって揚力を発生させる。とりわけ、ベルヌーイの法則によって、揚力を発生させる。
ここで図13を参照し、他の構成において、より細長い翼1301を前に示した短い翼の代わりに使用する。図13の翼は、ヘリコプター又は風力発電装置に見られるブレードにより類似している。前で述べたように、翼の数及び形状は、特定の用途の要件に合うように変更できる。例えば、装置のより長い展開が必要な用途では、より長く薄い翼(図13に示すようなもの)を使用、且つ/又は、より多くの翼を使用して装置の動力効率を向上させてもよい。これは、グライダーや、航続時間の極めて長い航空機、動力航空機よりも長く薄い翼を使用する人力飛行機の翼設計に類似している。
Claims (25)
- それぞれに複数の翼が取り付けられた2つ以上のリングと、
実質的に反転するように前記リングを回転させるように構成された1つ以上のモータと、
前記1つ以上のモータに動力を供給するように構成された1つ以上の動力源と
を備える、垂直短距離離着陸(VSTOL)装置。 - 前記複数の翼のそれぞれが、2つ以上の位置の間を関節運動するように構成されている、請求項1に記載のVSTOL装置。
- 前記複数の翼のそれぞれが、前記複数の翼のうちの他の翼とは独立して関節運動するように更に構成されている、請求項2に記載のVSTOL装置。
- 前記複数の翼が、上向きの配向のための揚力と関連付けられた少なくとも1つの位置を維持するように構成されている、請求項1に記載のVSTOL装置。
- 前記複数の翼が、前記上向きの配向のための負の揚力と関連付けられた少なくとも1つの位置を維持するように更に構成されている、請求項4に記載のVSTOL装置。
- 前記複数の翼が、動力を低下させた状態においてVSTOL装置の高度を維持するように構成されている、請求項1に記載のVSTOL装置。
- 前記複数の翼が、少なくとも部分的に大気流に基づき前記維持を実現するように構成されている、請求項6に記載のVSTOL装置。
- 胴体を更に備える、請求項1に記載のVSTOL装置。
- 前記胴体が、複数のセンサ機器を収容するように構成されている、請求項8に記載のVSTOL装置。
- 前記胴体が、1人以上の人員を収容するように構成されている、請求項8に記載のVSTOL装置。
- 前記胴体が、送受信装置を収容するように構成されている、請求項8に記載のVSTOL装置。
- 少なくとも前記送受信装置を介して遠隔操作されるように構成されている、請求項11に記載のVSTOL装置。
- それぞれに少なくとも2つの翼が取り付けられた2つのリングを備える空力装置で揚力を発生させる方法であって、
前記2つのリングのうち第1のリングを回転させることと、
前記第1のリングに対して、前記2つのリングのうちの第2のリングを反転させることと
を含み、
前記2つのリングのそれぞれに取り付けられた前記少なくとも2つの翼の周囲の空気流により揚力を発生させる
方法。 - 前記翼の少なくとも幾つかのピッチを同時に変更することによって前記揚力を調節する、請求項13に記載の方法。
- 前記揚力を調整することが、
前記2つのリングの一方にある前記少なくとも2つの翼のピッチを第1の角度に配向させることと、
前記2つのリングの他方にある前記少なくとも2つの翼のピッチを第2の角度に配向することと
を含む、請求項14に記載の方法。 - 前記翼のうちの1つ以上の形状を変更することによって前記揚力を調整する、請求項13に記載のVSTOL装置。
- 前記1つ以上の翼の形状を変更することが、前記1つ以上の翼のうちの少なくとも1つに配置された少なくとも1つのフラップの位置を調節することを含む、請求項16に記載のVSTOL装置。
- 一対のリングと
前記リングに配置された複数の翼と、
前記一対のリングのそれぞれを反転させるように構成された駆動装置と
を備える揚力発生システムであって、
前記一対のリングが反転している間、前記翼の周囲の空気流により揚力を発生させるように構成された揚力発生システム。 - 前記複数の翼のそれぞれの1つ以上の位置を関節運動するように構成された複数のアクチュエータ装置を更に備える、請求項18に記載の揚力発生システム。
- 前記発生した揚力を前記複数のアクチュエータ装置間の調和動作によって促進させる、請求項19に記載の揚力発生システム。
- エネルギー源を更に備え、
前記駆動装置が、前記エネルギー源と連通している、請求項19に記載の揚力発生システム。 - 前記エネルギー源がバッテリを備え、前記駆動装置が電動モータを備える、請求項21に記載の揚力発生システム。
- 前記エネルギー源が、実質的な液体燃料を備え、前記駆動装置が、前記燃料で動作するように構成された燃焼機関を備える、請求項21に記載の揚力発生システム。
- 前記複数の翼が、それらが関連するリングに対するそれらの姿勢を制御可能に変更できるように関節運動される、請求項19に記載の揚力発生システム。
- 前記制御可能な変更を用いて、前記システムの(i)揚力の変化及び/又は(ii)姿勢の変化のうち少なくとも1つを提供できる、請求項24に記載の揚力発生システム。
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