JP2018070155A - モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構 - Google Patents

Abstract

【課題】モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構を提供する。【解決手段】磁気方向付けディテント機構は、モータ軸３１０に結合されたモータを含み、モータは、モータマウント３２０に機械的に結合される。磁気方向付けディテント機構は、モータ軸の遠位端に機械的に結合されたフライホイール３３０も含むことができる。磁気方向付けディテント機構は、モータマウントに結合された第１の複数の磁石と、フライホイールに結合された第２の複数の磁石とをさらに含むことができる。第２の複数の磁石は、第１の複数の磁石に磁気結合する。【選択図】図３

Description

本開示は、一般的には航空機の運用に関し、より詳細には、モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構に関する。

固定翼航空機は、多くの商業、軍用、及び民間業務を行う。一旦離陸すると、固定翼航空機は、動力効率が高く長距離航続に有効である。それにもかかわらず、固定翼航空機には、一般に離着陸のために十分な滑走路空間を必要とする。近年、ハイブリッド航空機は、固定翼航空機にマルチローターシステムを組み込んでいる

ハイブリッド航空機は、マルチローターシステムによって垂直に離着陸することができるが、一旦離陸すると、固定翼システムが飛行に使用される。しかしながら、一旦離陸すると、マルチローターシステムは、固定翼航空機の飛行性能を妨げる可能性がある。

１つの実施形態において、ハイブリッド航空機は、固定翼推進システム及びマルチローター推進システムを含む。マルチローター推進システムは、モータ軸の第１の遠位端に結合されたプロペラを含む。モータ軸は、モータを使用して駆動可能である。マルチローター推進システムは、モータに機械的に結合されたモータマウントを含むこともでき、モータマウントは、モータをマルチローター推進システムに結合する。マルチローター推進システムは、モータ軸の第２の遠位端に機械的に結合されたフライホイールをさらに含むことができる。ハイブリッド航空機は、モータマウントに結合された第１の複数の磁石と、フライホイールに結合された第２の複数の磁石とを有する磁気方向付けディテント機構を含むことができる。

例示的な実施形態において、磁気方向付けディテント機構を適用する方法は、ハイブリッド航空機を、マルチローター推進システム及び固定翼システムを使用して飛行させるステップを含む。マルチローター推進システムは、モータ軸の第１の遠位端に結合されたプロペラと、モータマウントを使用してマルチローター推進システムに結合された、モータ軸を駆動させるように動作可能なモータと、モータ軸の第２の遠位端に機械的に結合されたフライホイールとを含む。本方法は、マルチローター推進システムのモータから動力を除去するステップと、マルチローター推進システムのプロペラを磁気方向付けディテント機構を使用してロックするステップをさらに含むことができる。磁気方向付けディテント機構は、モータマウントに機械的に結合された第１の複数の磁石と、フライホイールに機械的に結合された第２の複数の磁石とを含むことができる。第１及び第２の複数の磁石は、マルチローター推進システムから動力が除去された場合に磁気結合することができる。

特定の実施形態の技術的な利点としては、抗力を低減することによってハイブリッド航空機の空力特性を向上させる点を挙げることができる。マルチローターシステムのプロペラをハイブリッド航空機の空気流に沿って保持すると、飛行中にプロペラが自由に回転するのを防止することができ、自由に回転すると、モータ軸受の過度の磨耗及び過剰な騒音が発生する可能性がある。モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構によってもたらされる別の利点としては、固定翼推進システムで飛行する際にマルチローター推進システムの動力消費量を最小限にすることによってハイブリッド航空機の飛行時間性能が伸びる点を挙げることができる。モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構によってもたらされる別の利点としては、ハイブリッド航空機の機械的な構成要素の数を低減して、結果的に、故障が発生しやすい構成要素の数を低減しかつハイブリッド航空機の重量を低減できる点にある。

他の技術的な利点は、当業者であれば図１から図６、明細書、及び特許請求項の範囲から容易に理解できるはずである。特定の利点を前述したが、様々な実施形態は、列挙した利点の全て又は一部を含むことができ、全く含まない場合もある。

特定の実施形態による、ハイブリッド航空機の発進及び着陸の例示的なシステムを示す。 特定の実施形態による、例示的なハイブリッド航空機を示す。 特定の実施形態による、マルチローターシステムのプロペラをロックするために使用される、例示的なモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構の分解図を示す。 特定の実施形態による、モーターアシストを適用する例示的なマルチローターシステムの下面図を示す。 マルチローターシステムのプロペラがロックされた位置にある、例示的なモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構の下面図を示す。 特定の実施形態による、ハイブリッド航空機を運用するために使用される例示的なコンピューターシステムを示す。 特定の実施形態による、モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構を実行する例示的な方法を示す。

本開示のより良好な理解を容易にするために、特定の実施形態の実施例を以下に示す。以下の実施例は、本開示の範囲を制限又は規定すると解釈するべきではない。本開示の実施形態及びその利点は、同様の参照番号が同様の対応する部品を提示するために使用されている図１〜６を参照することによって最良に理解される。

固定翼航空機は、多くの商業、軍用、及び民間業務を行う。一旦離陸すると、固定翼航空機は、動力効率が高く長距離航続に有効である。それにもかかわらず、固定翼航空機には、一般に離着陸のために十分な滑走路空間を必要とする。近年、ハイブリッド航空機は、固定翼航空機にマルチローターシステムを組み込んでいる。マルチローターシステムによって、ハイブリッド航空機は、垂直に離着陸することができるが、一旦離陸すると、固定翼システムは飛行に使用される。しかしながら、一旦離陸すると、マルチローターシステムは、固定翼航空機の飛行性能を妨げる可能性がある。

例えば、ハイブリッド航空機は、マルチローター推進システムを利用して、垂直に発進して巡航速度まで加速することができる。ハイブリッド航空機が、より効率的な固定翼推進システムを使用して飛行するのに十分な対気速度に達すると、ハイブリッド航空機は、動力をマルチローター推進システムから固定翼推進システムに切り換えることができる。ハイブリッド航空機が固定翼システムで飛行する時点で、マルチローターシステムに対する動力を除去することができる。しかしながら、動力が除去されると、マルチローターシステムのプロペラは、ハイブリッド航空機が飛行している間に気流の力で回って自由に回転する可能性がある。プロペラによる外因的運動は、ハイブリッド航空機の抗力を増加させて、ハイブリッド航空機の飛行性能及び効率を妨げる可能性がある。さらに、プロペラが自由に回転すると、プロペラを駆動するために使用されるモータ軸受の過剰な摩耗が生じて、マルチローターシステムの寿命が短くなる可能性がある。

マルチローターシステムのプロペラの自由回転が示す問題を解決するためにいくつかの技術が試行されてきた。例えば、一部のハイブリッド装置は、プロペラをロック位置に維持するためにマルチローターシステムに対して連続的に動力を印加する。しかしながら、この手法では、過剰なバッテリー電力が消費され、その結果、ハイブリッド航空機の利用可能な飛行時間が短くなる可能性がある。

固定翼システムとの干渉を最小限にしながらマルチローターシステムの利点を利用するために、本開示の実施形態は、モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構を含むことができ、マルチローターシステムのプロペラが利用されていない場合にマルチローターシステムのプロペラを所定位置に保持するようになっている。本開示の実施形態によるモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構を適用するために、第１の複数の磁石は、マルチローターシステムの各モータマウントに結合することができる。マルチローターシステムの各プロペラは、モータの駆動軸を介してフライホイールに結合することができる。フライホイールは、第１の複数の磁石と磁気結合することができる第２の複数の磁石を備えることができる。

動力がマルチローターシステムから除去される、フライホイールの磁石と、モータマウントに結合した磁石と間の磁力は、所定位置にモータ軸を保持するように引き合うことができる。特定の実施形態において、動力がモータから除去された後、駆動軸は、「ロック」位置（すなわち、フライホイール磁石がモータマウント磁石と整列して磁気結合する位置）に停止することができない。各磁石を整列させるために、モータは、モータ軸をゆっくりと回転させるロッキング駆動手法を適用することができる。例えば、ロッキング駆動手法は、モータ軸を、各磁石の間の磁気結合強度に打ち勝つのに必要とされるトルクよりも低いトルクで回転させることができる。このロッキング駆動手法によって、モータ軸は、フライホイール磁石が「ロック」位置でモータマウント磁石と整列するまで回転することになる。

磁石の極性、位置決め、及び強度を適切に選択することによって、プロペラをハイブリッド航空機の飛行と一致して向きを定めて保持することができる。マルチローターシステムに再度動力が供給される場合、モータの駆動力は、磁気戻り止めに打ち勝ってプロペラを駆動することができる。

モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構をマルチローターシステムのプロペラに適用すると、現行システムでは実現されない多くの技術的な利点が得られる。特定の実施形態は、抗力を低減することによってハイブリッド航空機の空力特性を向上させることができる。マルチローターシステムのプロペラをハイブリッド航空機の空気流に沿って保持すると、飛行中にプロペラが自由に回転するのを防止することができ、自由に回転すると、モータ軸受の過度の摩耗及び過剰な騒音が発生する可能性がある。モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構によってもたらされる別の利点としては、固定翼推進システムで飛行する際にマルチローター推進システムの動力消費量を最小限にすることによってハイブリッド航空機の飛行時間性能が伸びる点を挙げることができる。モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構によってもたらされる別の利点は、ハイブリッド航空機の機械的な構成要素の数を低減して、結果的に、故障が発生しやすい構成要素の数を低減しかつハイブリッド航空機の重量を低減できる点にある。図１から図６は、前記及び他の利点をもたらすことができるモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構のさらなる詳細を示す。

図１は、特定の実施形態による、ハイブリッド航空機発進及び着陸の例示的なシステム１００を示す。例示の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０と固定翼システム１３０とを備える。ハイブリッド航空機１１５は、発進地点１１０から離着陸することができる。

発進地点１１０は、ハイブリッド航空機１１５が離陸及び／又は着陸することを可能にする何らかの適切な場所を表す。一部の実施形態において、発進地点１１０は、滑走路に適応することができないエリアを表すことができる。例えば、発進地点１１０は、船上のヘリコプタ発着場、建物の屋上、平坦ではない地形、人が多いイベント場、又は、ハイブリッド航空機１１５が離陸及び／又は着陸することを可能にする任意の他の適切な場所とすることができる。

発進地点１１０から離陸するために、ハイブリッド航空機１１５は、ハイブリッド航空機１１５を発進経路１４０に沿って垂直に持ち上げて上昇させるためにマルチローターシステム１２０に動力を供給する。複数の要因が、発進経路１４０の上昇及び方向を決定することができる。これらの要因としては、ハイブリッド航空機１１５の飛行経路及び任務、周囲の環境条件（例えば、近くの建物、フェンスなど）、規制（例えば、アメリカ連邦航空規制又は地方条例）、風及び気象パターン、及びハイブリッド航空機１１５の設計上の制限（例えば、バッテリー容量、翼長など）を挙げることができる。発進経路１４０は、上昇速度及びつり上げ性能などのマルチローターシステム１２０の性能に基づいて変わる場合もある。

例示的な実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０を使用して発進地点１１０から垂直に離陸することができる。ハイブリッド航空機１１５は、５００フィート／分（ｆｐｍ）（１５２ｍ／分）の速度で１０００フィート（３０４．８ｍ）の解除（release）高度まで上昇することができる。ハイブリッド航空機１１５の高度及び上昇速度は、ハイブリッド航空機１１５の用途及び技術仕様に左右される場合がある。

一部の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、所望の高度に到達すると飛行経路１５０に従って前方向に移行することができる。一部の実施形態において、マルチローターシステム１２０は、発進経路１４０の間に飛行経路１５０の方向に所定の角度で上昇することができる。マルチローターシステム１２０は、固定翼システム１３０が責任を負う飛行に切り換えるのに十分な速度に到達するまで、飛行経路１５０に沿って加速し続けることができる。

固定翼システム１３０のサイズ及び性能に応じて、マルチローターシステム１２０は、マルチローターシステム１２０への動力が低減又は遮断された後に固定翼システム１３０が飛行を維持することを可能にする何らかの適切な速度まで加速することができる。例えば、ハイブリッド航空機１１５は、農薬を散布するための農薬散布用飛行機として利用することができる。農薬散布する場合、ハイブリッド航空機１１５は、３０〜４０ｋｍ／ｈにて飛行することができる。従って、ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０を使用して最大３０〜４０ｋｍ／ｈまで加速し、その後、動力を固定翼システム１３０に切り換えて、農薬散布を行うようになっている。

別の実施例として、ハイブリッド航空機１１５は、偵察任務に使用することができ、より高い巡航速度で長距離をカバーする必要がある。ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０を利用して、離陸すること及び固定翼システム１３０が独立して動作するのに十分な最小対気速度まで加速することができる。十分な対気速度に達すると、ハイブリッド航空機１１５は、動力を固定翼システム１３０に切り換えることができる。

一部の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０及び固定翼システム１３０の両方を利用してハイブリッド航空機１１５の加速を高めることができる。これによって、所望の切り換え速度まで加速するのに要する時間を短くすることができ、さらにマルチローターシステム１２０への動力が除去された時点で、固定翼システム１３０が飛行を維持するのに十分な速度で動作するのを保証することができる。

このようにして、ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０を使用して垂直に離陸して加速することができる。その後、ハイブリッド航空機１１５は、固定翼システム１３０に切り換わり、動力を節約して飛行効率を向上させることができる。

図２、図３、図４Ａ、及び図４Ｂに詳細に示すように、マルチローターシステム１２０への動力が遮断されてハイブリッド航空機１１５が固定翼システム１３０を使用して飛行すると、マルチローターシステム１２０のプロペラ（例えば、プロペラ１２２）は、自由に回転を始める可能性がある。これによって、ハイブリッド航空機１１５の抗力が増加し、その結果、固定翼システム１３０の飛行効率が低下する可能性がある。さらに、プロペラが自由に回転すると、プロペラのモータ軸受の過度の摩耗及び騒音が発生する場合がある。

これらの問題を解決するために、マルチローターシステム１２０のプロペラは、ハイブリッド航空機１１５の飛行方向に沿って保持することができる。一部の実施形態において、マルチローターシステム１２０のプロペラは、図３、４Ａ、及び４Ｂに詳細に記載するようにモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構を使用して所定位置にロックされる。

ハイブリッド航空機１１５が固定翼システム１３０を使用した飛行を終了すると、ハイブリッド航空機１１５は、帰還経路１６０に沿って発進地点１１０に戻ることができる。発進地点１１０へ戻る間に、ハイブリッド航空機１１５は、発進地点１１０で垂直に着陸できるように減速を開始することができる。例えば、ハイブリッド航空機１１５は、対気速度が小さくなるように固定翼システム１３０への動力を低減することができる。ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０が主たる推進システムになるまで固定翼システム１３０への動力を減少させながらマルチローターシステム１２０への動力を増大させることができる。マルチローターシステム１２０に供給される動力は、プロペラ１２０を所定位置に保持する磁気方向付けディテント機構に打ち勝つのに十分な大きさとすることができる。一部の実施形態において、マルチローターシステム１２０は、ハイブリッド航空機１１５をホバリングさせて発進地点１１０上に垂直に降下させることができる。

一部の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０及び固定翼システム１３０の推進システムの両方を利用して減速プロセスを支援することができる。このようにして、マルチローターシステム１２０及び固定翼システム１３０の両方が、制御された方法で発進地点１１０に戻すことができる。

本開示の範囲から逸脱することなく、システム１００の変更、追加、又は省略を行うことができる。一部の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、遠隔地の制御エリアからパイロットが制御することができる。一部の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、自律的に動作して、発進経路１４０に沿って離陸し、帰還経路１６０に従って着陸することができる。例えば、ハイブリッド航空機１１５は、事前にプログラムされた発進経路１４０を辿り、所定の速度率で特定の高度まで上昇することができる。その後、ハイブリッド航空機１１５は、固定翼システム１３０に切り換わってこれを利用することができる。

別の実施例として、ハイブリッド航空機１１５が稼働できる場所を最大化するために、特定の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、利用可能であれば滑走路を利用するための着陸装置を含むことができ、滑走路が利用不可能の場合にはマルチローターシステム１２０に依存することができる。このことは、ハイブリッド航空機１１５が滑走路用の十分なエリアを有する第１の場所から発進するが、滑走路をサポートしない第２の場所に赴く場合（あるいは、その逆）に好都合な場合がある。従って、第２の場所は、マルチローターシステム１２０の垂直着陸性能に基づくハイブリッド航空機１１５に依然として依存してこれを利用することができる。

図２は、特定の実施形態による、例示的なハイブリッド航空機１１５を示す。例示の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０及び固定翼システム１３０を備える。

マルチローターシステム１２０は、ハイブリッド航空機１１５の離着陸を助けることができる何らかの適切な装置の代表例である。例示の実施形態において、マルチローターシステム１２０は、モータ１２４ａ〜ｄ（集合的に「モータ１２４」）によって駆動される４つのプロペラ１２２ａ〜ｄ（集合的に「プロペラ１２２」）を含む。

モータ１２４は、マルチローターシステム１２０のプロペラ１２２を駆動する何らかの適切なモータを表す。モータ１２４のサイズ及び性能（例えば、出力、推力、毎分回転数など）は、ハイブリッド航空機１１５の用途に応じて様々である。同様に、モータ１２４の出力及び推力特性は、ハイブリッド航空機１１５の重量、プロペラの長さ及びピッチ１２２、モータ１２４の所望の効率、ハイブリッド航空機１１５に取り付けられた何らかのペイロード、及びハイブリッド航空機１１５の所望の離陸性能（例えば、上昇速度）などの別の要因に左右される場合がある。一部の実施形態において、モータ１２４は、ブラシレスＤＣモータとすることができる。

ハイブリッド航空機１１５は、モータ１２４に動力を供給してプロペラ１２２を駆動し、ハイブリッド航空機１１５を垂直に発進及び着陸させることができる。さらに、ハイブリッド航空機１１５は、個別のモータ１２４への動力供給を変更することで、ハイブリッド航空機１１５の方向、速度、ピッチ、及びヨーを制御することができる。

例示の実施形態において、固定翼システム１３０は、固定翼プロペラ１３２及び主翼１３４を含む。固定翼プロペラ１３２は、ハイブリッド航空機１１５を進ませるために使用することができる。例示の実施形態において、固定翼プロペラ１３２は、ハイブリッド航空機１１５の後部に配置される。しかしながら、固定翼プロペラ１３２は、ハイブリッド航空機１１５の機首などの何らかの適切な場所に配置することができる。主翼１３４は、ハイブリッド航空機１１５を飛行させるのに必要なサイズ、重量、及び揚力に応じてサイズ及び形状が様々である。

図２は、本開示の実施形態によるモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構を利用する場合のプロペラ１２２の「適切な」（すなわち、ロックされた）位置、及び「不適切な」位置を示す。前述したように、ハイブリッド航空機１１５がマルチローターシステム１２０を使用して十分な対気速度に到達すると、主動力を固定翼システム１３０に切り換えることができる。その後、モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構によって、ハイブリッド航空機１１５の飛行方向に沿ってプロペラ１２２を保持することができる。例示の実施形態において、プロペラ１２２ａ及び１２２ｂは、流線形での飛行のためにロック位置に適切に整列される。従って、プロペラ１２２ａ及び１２２ｂの位置決めによって、固定翼システム１３０を使用して飛行する際にハイブリッド航空機１１５は流線形になる。

対照的に、プロペラ１２２ｃ及び１２２ｄは、不適切に整列したプロペラ、つまり、マルチローターシステム１２０から動力が除去されると自由に回転することができるプロペラを例示する。飛行方向と一致しないので、プロペラ１２２ｃ及び１２２ｄは、ハイブリッド航空機１１５に対して過度の抗力をもたらす。さらに、プロペラ１２２ｃ及び１２２ｄが自由に回転するので、プロペラ１２２ｃ及び１２２ｄのモータの軸受が磨耗する可能性がある。これによって、ハイブリッド航空機１１５の有用寿命が短くなる可能性がある。

本開示の範囲から逸脱することなくハイブリッド航空機１１５の変更、追加、又は省略を行うことができる。例えば、例示の実施形態は、４つのプロペラ１２２ａ〜ｄを有するマルチローターシステム１２０を示す。しかしながら、マルチローターシステム１２０は、何らかの適切な数のプロペラ１２２を有することができる。さらに、一部の実施形態において、マルチローターシステム１２０は、単式プロペラ１２２を有する代わりに、クラスタ式プロペラ１２２を含むことができる。例えば、マルチローターシステム１２０は、垂直加速度及び上昇速度を制御するための可変ピッチを有するクラスタ式プロペラを備えることができる。一部の実施形態において、クラスタ式プロペラの各々は、飛行速度及び方向を制御するように独立して制御することができる固定ピッチのブレードとすることができる。同様に、例示の実施形態は固定翼プロペラ１３２を備える固定翼システム１３０を示すが、固定翼システム１３０の推進機構は、ジェットエンジンなどの何らかの適切な推進機構を利用することができる。

さらに、一部の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、着陸装置を必要とすることなくハイブリッド航空機１１５が発進地点１１０に着陸すること及び／又はそこから離陸することを可能にする着陸支持体を含むことができる。例えば、着陸支持体は、発進地点１１０上に停止する場合にマルチローターシステム１２０及び固定翼システム１３０を支持するのに十分な長さとすることができる。

ハイブリッド航空機１１５のモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構の最良の理解が得られるように、図３、図４Ａ、及び図４Ｂは、特定の実施形態によるマルチローターシステム１２０の推進システムの分解図及び詳細図を示す。

図３は、特定の実施形態による、マルチローターシステム１２０のプロペラ１２２をロックするために使用される、例示的なモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構の分解図を例示す。例示の実施形態において、モータ１２４ａは、モータ軸３１０を使用してプロペラ１２２ａを駆動する。モータ１２４ａ及びプロペラ１２２ａは、モータマウント３２０を使用してマルチローターシステム１２０に結合することができる。例えば、モータマウント留め具３２６は、モータマウント３２０をモータ１２４ａに機械的に結合することができる。モータ軸３１０は、モータマウント３２０を貫通してフライホイール３３０に結合することができる。一部の実施形態において、フライホイール３３０は、フライホイール留め具３３６を使用してモータ軸３１０に機械的に結合することができる。

例示の実施形態において、モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構は、モータマウント磁石３２２ａ〜ｂ（集合的に「モータマウント磁石３２２」）及びフライホイール磁石３３２ａ〜ｂ（集合的に「フライホイール磁石３３２」）を使用してマルチローターシステム１２０に適用される。モータマウント磁石３２２は、モータマウント磁石留め具３２４ａ〜ｂを使用してモータマウント３２０に機械的に結合することができるが、フライホイール磁石３３２は、フライホイール磁石留め具３３４ａ〜ｂを使用して、フライホイール３３０に機械的に結合することができる。

モータマウント磁石留め具３２４及びフライホイール磁石留め具３３４は、それぞれ、モータマウント磁石３２２をモータマウント３２０に、フライホイール磁石３３２をフライホイール３３０に結合することを可能にする何らかの適切な機構を表す。例示の実施形態において、モータマウント磁石留め具３２４及びフライホイール磁石留め具３３４は、ねじを使用して示されている。ねじは、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２のサイズに対応する大きさとすることができる。一部の実施形態において、モータマウント磁石留め具３２４及びフライホイール磁石留め具３３４は、接着剤、エポキシ、及び／又は溶着などの他の結合機構を利用することができる。特定の実施形態において、モータマウント磁石留め具３２４及びフライホイール磁石留め具３３４は、モータマウント３２０及びフライホイール３３０に組み込むことができる。

モータマウント磁石３２２はフライホイール磁石３３２に対して平行に整列させることができる。このようにして、モータ１２４ａは、ハイブリッド航空機１１５から動力が供給される場合にプロペラ１２２ａを駆動することができる。しかしながら、モータ１２４ａから動力が除去される場合、モータマウント磁石３２２とフライホイール磁石３３２との間の磁気吸引力が引き合って磁気結合することができる。磁気結合すると、モータ軸３１０は、所定位置に保持され、その結果、プロペラ１２２ａが自由に回転することが防止される。

モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２は、磁気方向付けディテント機構をプロペラ１２２ａに提供できる何らかの適切な磁石を表す。さらに、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２は、何らかの適切な形状、サイズ、強度、及び材料とすることができる。モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２のデザインに影響を与える要因としては、磁気方向付けディテント機構に必要な作動温度範囲、所要の耐酸化性、消磁感受性、機械的強度、及び磁場強度を挙げることができる。

モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２は、何らかの適切な材料で作ることができる。実施例として及び制限的ではなく、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２は、ネオジム鉄ボロン（ＮｄＦｅＢ）、サマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）、アルニコ磁石、及び／又はセラミックもしくはフェライト磁石で構成することができる。

モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２の極性及び／又は帯磁方向は、マルチローターシステム１２０への動力が除去された場合にプロペラ１２２を所定位置に保持するためにモータマウント磁石３２２がフライホイール磁石３３２と磁気結合するのを可能にする何らかの適切な方法で選択することができる。モータマウント磁石３２２は、フライホイール磁石３３２と同じ形状及びサイズとし、さらに同じか又は異なる磁気特性を有することができる。

例えば、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２は、ワッシャ、ディスク、又は何らかの他の適切な形状として成形することができる。一部の実施形態において、モータマウント磁石３２２の極性は、下向き側が第１の極性（例えば、北）、上向き側（すなわち、モーター１２４に対向する側）が第２の反対極性（例えば、南））であるように配向することができる。フライホイール磁石３３２の極性は、上向き側が第２の極性（南）、下向き側（すなわち、モータ１２４から外方に面する側）が第１の極性（北）であるように配向することができる。このように、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２の向かい合う極は、反対である。このようにして、モータマウント磁石３２２は、フライホイール磁石３３２を引き付けてこれに磁気結合することになる。

例示の実施形態において、モータマウント磁石３２２をフライホイール磁石３３２に整列させる２つの位置は（モータ軸３１０の一回転当たり）、２つの「ロック」位置を表す。これらのロック位置によって、結果的に、プロペラ１２２ａは、マルチローター装置１２０の本体と整列し、その結果、ハイブリッド航空機１１５は、プロペラ１２２が自由に回転している場合よりも空力的になる。

本開示のモータ軸３１０、モータマウント磁石３２２、フライホイール磁石３３２、及びモーターアシスト特徴部の関係を最良に理解するために、図４Ａ及び図４Ｂは、特定の実施形態による、モーターアシストを磁気方向付けディテント機構に適用する例示的なマルチローターシステムの下面図４００Ａ及び４００Ｂを示す。

図４Ａは、特定の実施形態による、モーターアシストを適用するマルチローターシステム１２０の下面図４００Ａを示す。

作動時、モータ１２４ａは、電源オフとしてモータ軸３１０を停止するまで惰性で回転させることができる。モータ軸３１０は、ロック位置（すなわち、モータマウント磁石３２２がフライホイール磁石３３２と整列した場合に、プロペラ１２２をマルチローター装置１２０の本体と一直線にロックさせる位置）に静止する場合、又はその位置に静止しない場合もある。モータ軸３１０がロック位置に静止しない場合、ロッキング駆動手法をモータ１２４ａに適用することができる。ロッキング駆動手法は、矢印４１０で示すように、フライホイール磁石３３２がモータマウント磁石３２２と整列するように、モータ軸３１０を回転させることができる。ロッキング駆動手法は、モータ１２４が、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２の磁気強度に打ち勝つのに必要なトルクよりも低いトルクでモータ軸３１０を駆動するように実行することができる。

ロッキング駆動手法によって実行される電子速度制御によって、モータ１２４ａに適用される低速の段階状の波形を生成することができ、モータ１２４ａは、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２が整列して磁気結合するまでモータ軸３１０をゆっくりと回転させる。モータ１２４ａは、マルチローターシステム１２０の摩擦及びプロペラ１２２ａにかかる空力的な負荷に打ち勝つように十分に高いが、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２が整列して磁気結合するとモータ軸３１０の回転が停止するのを可能にする程度の十分に低い駆動トルクを加えることができる。

例示的な実施形態において、ロッキング駆動手法を実行する場合、モータ１２４ａから供給されたトルクを制御する段階状の波形の負荷サイクルをハイブリッド航空機１１５の電源電圧に基づいて決定することができる。例えば、一定のモータートルクを生成するために、電源電圧を測定及び使用して段階状の波形の負荷サイクルを計算することができる。このようにして、ロッキング駆動手法は、バッテリー充電状態に無関係にモータ１２４ａから一定のトルクが加えられるのを保証することができる。

一部の実施形態において、エンコーダを使用してモータ軸３１０、従ってフライホイール３３０の位置を求めて、モータ軸３１０の位置を決定することができる。エンコーダが、モータ軸３１０の位置に基づいてモータマウント磁石３２２がフライホイール磁石３３２とのロック位置にあると判定した場合、ロッキング駆動手法は、モータ１２４に適用することはできない。このようにして、ロッキング駆動手法は、必要に応じて個別のモータ１２４ａ〜ｄに適用することができる。例えば、各モータ１２４から動力が除去された後にプロペラ１２２ａ〜ｃがロック位置で静止した場合、ロッキング駆動手法は、モータ１２４ｄのみに適用されて、プロペラ１２２ｄをロック位置にすることができる。さらに、プロペラ１２２が（例えば、乱流のために）ロック位置から外れた場合、エンコーダは、モータ軸３１０の位置の変化を感知し、ロッキング駆動手法を実行してプロペラ１２２をロック位置に戻すことができる。

一部の実施形態において、ロッキング駆動手法は、モータ１２４に常に適用することができる。例えば、モータ１２４から動力が除去された後、ロッキング駆動手法は、単に各モータ１２４に適用することができる。ロッキング駆動手法によって加えられた力は、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２の磁気強度に打ち勝つのに必要なトルクよりも低いので、既にロック位置にあるプロペラ１２２は、回転してロック位置から外れることはないはずである。これは、マルチローターシステム１２０から動力が除去された後、各プロペラ１２２ａ〜ｄがロック位置にあることを保証することができる。

図４Ｂは、特定の実施形態による、マルチローターシステム１２０のプロペラ１２２がロック位置にあるモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構の下面図４００Ｂを示す。

ロッキング駆動手法がモータ１２４に適用されて、モータ軸３１０を回転させてモータマウント磁石３２２をフライホイール磁石３３２と整列させると、プロペラ１２２はロック位置に回転することができる。ロック位置になると、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２によってもたらされた磁気方向付けディテント機構によって、固定翼システム１３０を使用してハイブリッド航空機１１５を進ませる際にプロペラ１２２が自由に回転することを防止できる。

本開示の範囲から逸脱することなく、ハイブリッド航空機１１５の修正、追加、又は省略を行うことができる。例えば、図３、図４Ａ、及び図４Ｂはプロペラ１２２ａ及びモータ１２４ａを使用して示されているが、マルチローターシステム１２０の各プロペラ１２２は、例示のモーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構を組み込むことができる。

図５は、特定の実施形態による、ハイブリッド航空機１１５を運用するために使用される例示的なコンピューターシステムを示す。例えば、一部の実施形態において、コンピューターシステム５００は、マルチローターシステム１２０と固定翼システム１３０との間の動力割り当てを制御することができる。さらに、コンピューターシステム５００は、モータ１２４に伝えられるロッキング駆動手法を実行することができる。一部の実施形態において、コンピューターシステム５００は、モータ１２４に結合した１又は２以上のエンコーダと通信することができる。

１又は２以上のコンピューターシステム５００は、本明細書で説明又は例示する１又は２以上の方法の１又は２以上のステップを実行する。特定の実施形態において、１又は２以上のコンピューターシステム５００は、本明細書で説明又は例示する機能を提供する。特定の実施形態において、１又は２以上のコンピューターシステム５００上で実行されるソフトウェアは、本明細書で説明又は例示する１又は２以上の方法の１又は２以上のステップを実行するか、又は、本明細書で説明又は例示する機能を提供する。特定の実施形態は、１又は２以上のコンピューターシステム５００の１又は２以上の部分を含む。本明細書において、コンピューターシステムへの言及は、コンピューティングデバイスを包含することができ、該当する場合には、逆もまた同様である。さらに、コンピューターシステムへの言及は、該当する場合には、１又は２以上のコンピューターシステムを包含することができる。

本開示は、何らかの適切な数のコンピューターシステム５００を企図している。本開示は、何らかの適切な物理的形態を取るコンピューターシステム５００を企図している。例示的に非制限的に、コンピューターシステム５００は、内蔵型コンピューターシステム、システムオンチップ（ＳＯＣ）、シングルボードコンピューターシステム（ＳＢＣ）（例えば、コンピューターオンモジュール（ＣＯＭ）又はシステムオンモジュール（ＳＯＭ）など）、デスクトップコンピューターシステム、ラップトップ又はノートブックコンピューターシステム、対話型キオスク、メインフレーム、コンピューターシステム網、携帯電話、個人用携帯情報端末（ＰＤＡ）、サーバー、タブレット型コンピューターシステム、又はこれらの２又は３以上の組み合わせとすることができる。適切な場合には、コンピューターシステム５００は、１又は２以上のコンピューターシステム５００を含み、集合型又は分散型であり、複数の場所にまたがるか、複数の設備にまたがるか、複数のデータセンターにまたがり、又は、１又は２以上のネットワークに１又２以上のクラウド構成要素を含むことができるクラウドに属することができる。適切な場合には、１又は２以上のコンピューターシステム５００は、実質的な空間的又は時間的制限なしで、本明細書に説明するか又は図示する１又は２以上の方法の１又は２以上のステップを実行することができる。一例として制限ではなく、１又は２以上のコンピューターシステム５００は、本明細書で説明又は例示する１又は２以上の方法の１又は２以上のステップをリアルタイムで又はバッチモードで実行することができる。１又は２以上のコンピューターシステム５００は、適切な場合には、本明細書で説明又は図示する１又は２以上の方法の１又は２以上のステップを様々な時間に又は様々な位置で実行することができる。

特定の実施形態において、コンピューターシステム５００は、プロセッサ５０２、メモリ５０４、ストレージ５０６、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース４０８、通信インタフェース５１０、及びバス５１２を含む。本開示では、特定の数の特定の構成要素を特定の構成で有する特定のコンピューターシステムを説明及び図示するが、本開示は、何らかの適切な数の何らかの適切な構成要素を何らかの適切な構成で有する何らかの適切なコンピューターシステムを企図している。

特定の実施形態において、プロセッサ５０２は、コンピュータープログラムを構成するものなどの命令を実行するためのハードウェアを含む。一例として限定ではなく、命令を実行するために、プロセッサ５０２は、内部レジスター、内部キャッシュ、メモリ５０４、又はストレージ５０６から命令を取り出して（又は、取得して）、命令を解読して実行し、次に１又は２以上の結果を内部レジスター、内部キャッシュ、メモリ５０４、又はストレージ５０６に書き込むことができる。特定の実施形態において、プロセッサ５０２は、データ、命令、又はアドレスのための１又は２以上の内部キャッシュを含むことができる。本開示は、適切な場合には、何らかの適切な数の何らかの適切な内部キャッシュを含むプロセッサ５０２を企図している。一例として限定ではなく、プロセッサ５０２は、１又は２以上の命令キャッシュ、１又は２以上のデータキャッシュ、及び１又は２以上の変換索引バッファ（ＴＬＢ）とを含むことができる。命令キャッシュ内の命令は、メモリ５０４又はストレージ５０６内の命令のコピーとすることができ、命令キャッシュは、プロセッサ５０２によるそれらの命令の検索を高速化することができる。データキャッシュ内のデータは、動作対象のプロセッサ５０２にて実行される命令がそれに対して演算するメモリ５０４又はストレージ５０６内のデータ、引き続きプロセッサ５０２で実行される命令によるアクセスのための、又はメモリ５０４又はストレージ５０６への書き込みのためのプロセッサ５０２で以前に実行された命令の結果、又は他の適切なデータのコピーとすることができる。

データキャッシュは、プロセッサ５０２による読み込み又は書き込み動作を高速化することができる。ＴＬＢは、プロセッサ５０２のための仮想アドレス変換を高速化することができる。特定の実施形態において、プロセッサ５０２は、データ、命令、又はアドレスのための１又は２以上の内部レジスターを含むことができる。本開示は、適切な場合には、何らかの適切な数の何らかの適切な内部キャッシュを含むプロセッサ５０２を企図している。適切な場合には、プロセッサ５０２は、１又は２以上の算術論理演算装置（ＡＬＵ）を含み、マルチコアプロセッサであり、又は、１又は２以上のプロセッサ５０２を含むことができる。本開示は特定のプロセッサを説明及び図示するが、本開示は、何らかの適切なプロセッサを企図している。

特定の実施形態において、メモリ５０４は、プロセッサ５０２が実行するための命令、又は、プロセッサ５０２がそれに対して演算するためのデータを記憶するメインメモリを含む。一例として限定ではなく、コンピューターシステム５００は、命令をストレージ５０６又は別のソース（例えば、別のコンピューターシステム５００など）からメモリ５０４にロードすることができる。その後、プロセッサ５０２は、命令をメモリ５０４から内部レジスター又は内部キャッシュにロードすることができる。命令を実行するために、プロセッサ５０２は、命令を内部レジスター又は内部キャッシュから取り出して解読することができる。命令の実行中又は実行後、プロセッサ５０２は、（中間結果又は最終結果とすることができる）１又は２以上の結果を内部レジスター又は内部キャッシュに書き込むことができる。その後、プロセッサ５０２は、それらの結果の１又は２以上をメモリ５０４に書き込むことができる。特定の実施形態において、プロセッサ５０２は、１又は２以上の内部レジスター又は内部キャッシュ内の、又はメモリ５０４内の（ストレージ５０６又は他とは対照的に）命令のみを実行し、１又は２以上の内部レジスター又は内部キャッシュ内の、又はメモリ５０４内の（ストレージ５０６又は他とは対照的に）データだけに対して演算する。１又は２以上のメモリバス（各々がアドレスバス及びデータバスを含むことができる）は、プロセッサ５０２をメモリ５０４に結合することができる。バス５１２は、以下で説明するように１又は２以上のメモリバスを含むことができる。特定の実施形態において、１又は２以上のメモリ管理ユニット（ＭＭＵ）は、プロセッサ５０２とメモリ５０４との間に存在し、プロセッサ５０２が要求するメモリ５０４へのアクセスを容易にする。特定の実施形態において、メモリ５０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。このＲＡＭは、適切な場合には、揮発性メモリとすることができる。適切な場合には、このＲＡＭは、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、又はスタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）とすることができる。さらに、適切な場合には、このＲＡＭは、シングルポート又はマルチポートＲＡＭとすることができる。本開示は、何らかの適切なＲＡＭを企図している。メモリ５０４は、適切な場合には、１又は２以上のメモリ５０４を含むことができる。本開示では特定のメモリを説明及び図示するが、本開示は、何らかの適切なメモリを企図している。

特定の実施形態において、ストレージ５０６は、データ又は命令用の大容量記憶装置を含む。一例として限定ではなく、ストレージ５０６としては、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フロッピーディスクドライブ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ドライブ、又はこれらの２又は３以上の組み合わせを挙げることができる。ストレージ５０６は、適切な場合には、取り外し可能又は取り外し不可能な（つまり固定）媒体を含むことができる。ストレージ５０６は、適切な場合には、コンピューターシステム５００の内部又は外部にあるものとすることができる。特定の実施形態において、ストレージ５０６は、不揮発性の半導体メモリである。特定の実施形態において、ストレージ５０６は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。適切な場合には、このＲＯＭは、マスクプログラムドＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、電気的書替可能ＲＯＭ（ＥＡＲＯＭ）、又はフラッシュメモリ、又はこれらの２又は３以上の組み合わせとすることができる。本開示は、何らかの適切な物理的形態を取る大容量記憶装置５０６を企図している。ストレージ５０６は、適切な場合には、プロセッサ５０２とストレージ５０６との間の通信を容易する１又は２以上のストレージ制御ユニットを含むことができる。適切な場合には、ストレージ５０６は、１又は２以上のストレージ４０６を含むことができる。本開示では特定のストレージを説明及び図示するが、本開示は、何らかの適切なストレージを企図している。

特定の実施形態において、Ｉ／Ｏインタフェース５０８は、コンピューターシステム５００と１又は２以上のＩ／Ｏデバイスとの間の通信用の１又は２以上のインタフェースをもたらすハードウェア、ソフトウェア、又はその両方を含む。コンピューターシステム５００は、適切な場合には、これらのＩ／Ｏデバイスの１又は２以上を含むことができる。これらのＩ／Ｏデバイスの１又は２以上は、人間とコンピューターシステム５００との間の通信を可能にすることができる。一例として限定ではなく、Ｉ／Ｏデバイスは、ビデオカメラ、スピーカー、赤外線センサ、別の適切なＩ／Ｏデバイス、又はこれらの２又は３以上の組み合わせを含むことができる。Ｉ／Ｏデバイスは、１又は２以上のセンサを含むことができる。本開示は、何らかの適切なＩ／Ｏデバイス、及び該Ｉ／Ｏデバイス用の何らかの適切なＩ／Ｏインタフェース５０８を企図している。適切な場合には、Ｉ／Ｏインタフェース５０８は、プロセッサ５０２がこれらのＩ／Ｏデバイスの１又は２以上を駆動させることを可能にする１又は２以上のデバイス又はソフトウェアドライバを含むことができる。Ｉ／Ｏインタフェース５０８は、適切な場合には、１又は２以上のＩ／Ｏインタフェース５０８を含むことができる。本開示では特定のＩ／Ｏインタフェースを説明及び図示するが、本開示は、何らかの適切なＩ／Ｏインタフェースを企図している。

特定の実施形態において、通信インタフェース５１０は、コンピューターシステム５００又は１又は２以上の他のコンピューターシステム５００と１又は２以上のネットワークとの間の通信（例えば、パケットベースの通信）のための１又は２以上のインタフェースをもたらすハードウェア、ソフトウェア、又はその両方を含む。一例として限定ではなく、通信インタフェース５１０は、イサーネット又は他の有線ベースのネットワークと通通信するためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）又はネットワークアダプター、又はＷｉ−Ｆｉネットワークなどの無線ネットワークと通信する無線ＮＩＣ（ＷＮＩＣ）又は無線アダプタを含むことができる。

本開示は、何らかの適切なネットワーク及び該ネットワーク用の何らかの適切な通信インタフェース５１０を企図している。一例として限定ではなく、コンピューターシステム５００は、アドホックネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ＭＡＮ（ＭＡＮ）、又はインターネットの１又は２以上の部分、又はこれらの２又は３以上の組み合わせと通信することができる。これらのネットワークの１又は２以上のうちの１又は２以上の部分は、有線又は無線とすることができる。一例として、コンピューターシステム５００は、無線ＰＡＮ（ＷＰＡＮ）（例えば、ブルートゥース（登録商標）ＷＰＡＮなど）、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、ＷＩ−ＭＡＸネットワーク、携帯電話網（例えば、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））ネットワークなど）、又は他の適切な無線ネットワーク、又はこれらの２又は３以上の組み合わせと通信することができる。コンピューターシステム５００は、適切な場合には、これらのネットワークのいずれかに対する何らかの適切な通信インタフェース４１０を含むことができる。通信インタフェース５１０は、適切な場合には、１又は２以上の通信インタフェース５１０を含むことができる。本開示は、特定の通信インタフェースを説明及び図示するが、本開示は、何らかの適切な通信インタフェースを企図している。

特定の実施形態において、バス５１２は、コンピューターシステム５００の構成要素を互いに結合するハードウェア、ソフトウェア、又はその両方を含む。一例として限定ではなく、バス５１２は、アクセラレィティッドグラフィックスポート（ＡＧＰ）又は他のグラフィックスバス、拡張業界標準アーキテクチャ（ＥＩＳＡ）バス、フロントサイドバス（ＦＳＢ）、ハイパトランスポート（ＨＴ）相互接続、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、インフィニバンド相互接続、ローピンカウント（ＬＰＣ）バス、メモリバス、マイクロチャネルアーキテクチャー（ＭＣＡ）バス、周辺装置相互接続（ＰＣＩ）バス、ＰＣＩエクスプレス（ＰＣＩ）バス、シリアルアドバンストテクノロジーアタッチメント（ＳＡＴＡ）バス、ビデオエレクトロニクススタンダードアソシエーションローカル（ＶＬＢ）バス、又は別の適切バス、又はこれらの２又は３以上の組み合わせを含むことができる。バス５１２は、適切な場合には、１又は２以上のバス５１２を含むことができる。本開示では特定のバスを説明及び図示するが、本開示は、何らかの適切なバス又は相互接続を企図している。

コンピューターシステム５００の構成要素は、一体型又は分離型とすることができる。一部の実施形態において、コンピューターシステム５００の構成要素の各々は、単一のシャーシ内（例えば、固定翼システム１３０の本体内）に収納することができ、ハイブリッド航空機１１５の作動を制御することができる。一部の実施形態において、コンピューターシステム５００の構成要素は、マルチローターシステム１２０と固定翼システム１３０とに分離することができる。コンピューターシステム５００の作動は、より多数の、より少数の、又は他の構成要素によって実行することができる。さらに、コンピューターシステム５００の作動は、ソフトウェア、ハードウェア、他の論理部、又はこれらの適切な組み合わせを含むことができる何らかの適切な論理部を使用して実行することができる。

本明細書において、コンピュータ可読非一過性記憶媒体は、適切な場合には、１又は２以上の半導体ベースの又は他の集積回路（ＩＣ）（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ハイブリッドハードドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、光ディスクドライブ（ＯＤＤ）、光磁気ディスク、光磁気ドライブ、フロッピーディスケット、フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、半導体ドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、セキュアデジタルカード又はドライブ、何らかの他の適切なコンピュータ可読非一過性記憶媒体、又はこれらの２又は３以上の何らかの適切な組み合わせを含むことができる。コンピュータ可読非一過性記憶媒体は、適切な場合には、揮発性、不揮発性、又は、揮発性及び不揮発性の組み合わせとすることができる。

図６は、特定の実施形態による、モーターアシストを用いた磁気方向付けディテント機構を有するハイブリッド航空機１１５を作動させる例示的な方法６００を示す。ステップ６１０において、ハイブリッド航空機１１５は、マルチローターシステム１２０を使用して発進地点１１０から離陸することができる。マルチローターシステム１２０は、ハイブリッド航空機１１５を、１又は２以上のプロペラ１２２を使用して発進地点１１０から垂直に上昇させることができる。マルチローターシステム１２０は、ハイブリッド航空機１１５を所望の高度に上昇させる及び／又は対気速度にすることができる。例えば、一部の実施形態において、マルチローターシステム１２０は、発進地点１１０とは別の場所に配置されたオペレータからの発進信号を受信すると上昇プロセスを開始する。マルチローターシステム１２０は、発進信号を受信すると、発進経路１４０を所望の高度まで辿ることができる。

ステップ６２０において、マルチローターシステム１２０は、ハイブリッド航空機１１５を、固定翼システム１３０がハイブリッド航空機１１５の飛行を引き継ぐことを可能にするのに十分な対気速度まで加速することができる。固定翼システム１３０に切り換わる前に必要とされる対気速度は、ハイブリッド航空機１１５の重量、高度、及びハイブリッド航空機１１５の垂直方向及び横方向の加速度を含むいくつかの要因に依存する可能性がある。一部の実施形態において、マルチローターシステム１２０から固定翼システム１３０に切り換わる前にハイブリッド航空機１１５が必要とする最小対気速度は、少なくともハイブリッド航空機１１５の失速速度とすることができる。特定の実施形態において、固定翼システム１３０は、マルチローターシステム１２０から動力が除去される前に、自身の推進システムを使用して加速プロセスでのマルチローターシステム１２０を助けることができる。

ステップ６３０において、コンピューターシステム５００は、マルチローターシステム１２０から動力を除去し、固定翼システム１３０を使用することができる。マルチローターシステム１２０から動力が除去されると、マルチローター装置１２０のプロペラ１２２は、停止するまで惰性で回転することができる。場合によっては、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２は、プロペラ１２２をロック位置に静止させることができる。場合によっては、１又は２以上のプロペラは、ロック位置に静止することができない。

ステップ６４０において、コンピューターシステム５００は、マルチローターシステム１２０のプロペラ１２２がロック位置にあるか否かを判定する。マルチローターシステム１２０のプロペラ１２２がロック位置にある場合、シーケンスは、ステップ６４２に進むことができる。マルチローターシステム１２０のプロペラ１２２がロック位置にない場合、シーケンスは、ステップ６４４に進むことができる。

一部の実施形態において、エンコーダは、コンピューターシステム５００と通信して、プロペラ１２２がロック位置にあるか否かを判定することができる。例えば、エンコーダは、モータ軸３１０の位置を判定することができる。モータ軸３１０は、モータマウント磁石３２２がフライホイール磁石３３２と整列する場合に２つの位置の一方にあることになる。モータ軸３１０がこれらの２つの位置の一方にある場合、エンコーダは、プロペラ１２２がロック位置にあると判定することができる。しかしながら、モータ軸３１０がこれらの２つの位置の一方にない場合、エンコーダは、プロペラがロック位置にないと判定することができる。

ステップ６４４において、コンピューターシステム５００は、ロッキング駆動手法をマルチローターシステム１２０のモータ１２４に適用することができる。ロッキング駆動手法は、モータ１２４が、モータマウント磁石３２２とフライホイール磁石３３２との間の磁気強度に打ち勝つのに必要とされるトルクよりも低いトルクでモータ軸３１０を駆動するように適用することができる。このようにして、ロック位置にないプロペラ１２２はゆっくりと回転して、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２によってたらされる磁気方向付けディテント機構に係合することができる。

ロッキング駆動手法を実行した後、シーケンスは、プロペラ１２２がロック位置にあるか否かのさらなる判定を行うために、ステップ６４０に戻ることができる。

ステップ６４２において、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２によってもたらされる磁気方向付けディテント機構は、プロペラ１２２をハイブリッド航空機１１５の飛行方向に沿って保持することができる。例えば、コンピューターシステム５００がモータ１２４ａから動力を除去すると、モータ軸３１０は、回転が遅くなる。モータ軸３１０が停止すると、フライホイール３３０も停止することになる。フライホイール３３０が停止する際に、フライホイール磁石３３２は、モータマウント磁石３２２を通り過ぎる可能性がある。一部の実施形態において、モータマウント磁石３２２は、フライホイール磁石３３２を引き付け、モータマウント磁石３２２がフライホイール磁石３３２と整列した状態でフライホイール３３０を停止させる可能性がある。これによって、結果的に、プロペラ１２２は、ロック位置に停止することになる。モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２によってもたらされる磁気方向付けディテント機構は、ハイブリッド航空機１１５の飛行中にプロペラ１２２がロック位置から外れるのを防止することもできる。

ステップ６５０において、コンピューターシステム５００は、マルチローターシステム１２０に動力を戻すことができる。モータ１２４に加えられた動力は、モータマウント磁石３２２及びフライホイール磁石３３２によってもたらされる磁気方向付けディテント機構に打ち勝ってプロペラ１２２を駆動させるのに十分な大きさとすることができる。一部の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、発進地点１１０に接近すると垂直に着陸するためにマルチローターシステム１２０に動力を戻すことができる。例えば、ハイブリッド航空機１１５は、発進地点１１０に戻る間にマルチローターシステム１２０に対する動力を増大させることができ、固定翼システム１３０及びマルチローターシステム１２０の両方が、ハイブリッド航空機１１５の飛行中に使用される。

ステップ６６０において、ハイブリッド航空機１１５は、これがマルチローターシステム１２０だけを使用するまで減速することができる。一部の実施形態において、ハイブリッド航空機１１５は、ホバリングまで減速して発進地点１１０に降下することができる。このようにして、ハイブリッド航空機１１５は、発進地点１１０が滑走路用の十分な空間を有していない場合でも固定翼システム１３０によってもたらされる飛行性能を利用することができる。

様々な実施形態は、前述のステップの一部、全てを実行するか、又は全てを実行しない場合がある。さらに、特定の実施形態は、異なる順番で又は並列にこれらのステップを実行することができる。さらに１つ又はそれ以上のステップを繰り返すことができる。例えば、一部の実施形態において、ステップ６４４は、常にステップ６４０の後に実行することができる。従って、一部の実施形態において、ロッキング駆動手法を常にモータ１２４に適用して、プロペラ１２２がロック位置にあることを保証することができる。さらに、一部の実施形態において、ステップ６４０を実行する必要はなく、例えば、モータ１２３は、エンコーダを含まない。ステップ６４０が実行されない場合、ステップ６４４のロッキング駆動手法は、ステップ６４２に進む前にステップ６４０に取って代わることができる。何らかの適切な構成要素は、この方法の１又は２以上のステップを実行することができる。

本発明の開示の範囲は、本明細書に説明するか又は図示する例示的実施形態に対する当業者が理解することになる全ての修正、代用、変形、改造、及び修正を含む。本発明の開示の範囲は、本明細書に説明するか又は図示する実施例に限定されない。

本発明の開示では本明細書のそれぞれの実施形態を特定の構成要素、要素、機能、作動、又はステップを含むとして説明かつ図示したが、これらの実施形態のいずれもが、当業者が理解することになる本明細書のどこかで説明するか又は図示する構成要素、要素、機能、作動、又はステップの全てのあらゆる組合せ又置換を含むことができる。

特許請求の範囲における特定の機能を実行するように適応される、配置される、機能を含む、構成される、可能にされる、作動可能である、又は作動する装置又はシステム、又は装置又はシステムの構成要素への言及は、それが又はその特定機能が起動される、オンにされる、又はアンロックされるか否かにかかわらず、その装置、システム、又は構成要素が適応される、配置される、可能である、構成される、可能にされる、作動可能である、又は作動する限り、その装置、システム、構成要素を包含する。

１１５ ハイブリッド航空機
１２０ マルチローターシステム
１２２ プロペラ
１２４ モータ
１３０ 固定翼システム
１３２ 固定翼プロペラ
１３４ 主翼
３２２ モータマウント磁石
３３２ フライホイール磁石

Claims (20)

1. 固定翼推進システムと、
   マルチローター推進システムと、
   を備えるハイブリッド航空機であって、
   前記マルチローター推進システムは、
   モータを使用して駆動可能なモータ軸の第１の遠位端に結合されたプロペラと、
   前記モータに機械的に結合され、前記モータを前記マルチローター推進システムに結合するモータマウントと、
   前記モータ軸の第２の遠位端に機械的に結合されたフライホイールと、
   磁気方向付けディテント機構と、
   を備え、前記磁気方向付けディテント機構は、
   前記モータマウントに結合された第１の複数の磁石と、
   前記フライホイールに結合された第２の複数の磁石と、
   を含む、ハイブリッド航空機。
2. 前記モータマウントに結合された前記第１の複数の磁石は、第１の磁石と第２の磁石とを含み、前記第１及び第２の磁石は、前記第２の複数の磁石に向かって向きが定められた第１の磁気極性を有し、前記フライホイールに結合された前記第２の複数の磁石は、第３の磁石と第４の磁石とを含み、前記第３及び第４の磁石は、前記第１の複数の磁石に向かって向きが定められた第２の磁気極性を有し、前記第２の磁気極性は、前記第１の磁気極性とは正反対である、請求項１に記載のハイブリッド航空機。
3. ロッキング駆動手法を実行するように動作可能なプロセッサをさらに備え、前記ロッキング駆動手法は、前記モータに、前記第１及び第２の複数の磁石の磁気結合に打ち勝つのに必要な力を下回る力を有するトルクで回転するように前記モータ軸を駆動させる、請求項１に記載のハイブリッド航空機。
4. 前記モータに結合された、前記モータ軸のロック位置を判定するように動作可能なエンコーダをさらに備え、前記ロック位置は、前記第１及び第２の複数の磁石が整列して磁気結合した場合の前記モータ軸の位置に対応する、請求項３に記載のハイブリッド航空機。
5. 前記トルクは、前記モータに印加される負荷サイクルによって決まり、前記負荷サイクルは、前記ハイブリッド航空機の電源電圧に基づいて計算される、請求項３に記載のハイブリッド航空機。
6. 前記ロッキング駆動手法は、前記エンコーダが前記モータ軸は前記ロック位置にないと判定することに応答して前記モータに適用される、請求項４に記載のハイブリッド航空機。
7. 前記第１及び第２の複数の磁石は、ネオジム−鉄−ボロンで構成される、請求項１に記載のハイブリッド航空機。
8. 磁気方向付けディテント機構を適用する方法であって、
   ハイブリッド航空機をマルチローター推進システム及び固定翼システムを使用して飛行させるステップであって、前記マルチローター推進システムが、
   モータ軸の第１の遠位端に結合されたプロペラと、
   モータマウントを使用して前記マルチローター推進システムに結合された、前記モータ軸を駆動させるように動作可能なモータと、
   前記モータ軸の第２の遠位端に機械的に結合されたフライホイールと、を備える、ステップと、
   前記マルチローター推進システムの前記モータから動力を除去するステップと、
   前記マルチローター推進システムの前記プロペラを磁気方向付けディテント機構を使用してロックするステップであって、前記磁気方向付けディテント機構が、
   前記モータマウントに機械的に結合された第１の複数の磁石と、
   前記フライホイールに機械的に結合された第２の複数の磁石と、を備える、ステップと、
   を含み、
   前記第１及び第２の複数の磁石は、前記マルチローター推進システムから動力が除去されたときに磁気結合する、方法。
9. ロッキング駆動手法を前記マルチローター装置の前記モータに適用するステップをさらに含み、前記ロッキング駆動手法を適用すると、前記モータは、前記第１及び第２の複数の磁石の磁気結合に打ち勝つのに必要とされた力を下回る力を有するトルクで前記モータ軸を回転させる、請求項８に記載の方法。
10. 前記モータ軸の位置を、前記モータに結合されたエンコーダを使用して判定するステップと、
    前記モータ軸の前記位置が前記第１及び第２の複数の磁石が磁気結合されていないことを示すことに応答して前記ロッキング駆動手法を前記モータに適用するステップと、
    をさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記トルクは、前記モータに印加される負荷サイクルによって決まり、前記負荷サイクルは、前記ハイブリッド航空機の電源電圧に基づいて計算される、請求項９に記載の方法。
12. 前記マルチローター推進システムに動力を供給するステップをさらに含み、前記マルチローター推進システムに動力を供給することに応答して、前記モータ軸は、前記第１及び第２の複数の磁石によってもたらされた前記磁気結合に打ち勝つ、請求項８に記載の方法。
13. 前記プロペラをロックするステップは、前記プロペラを前記ハイブリッド航空機の飛行方向に沿ってロックするステップを含む、請求項８に記載の方法。
14. 前記第１及び第２の複数の磁石は、ネオジム−鉄−ボロンで構成される、請求項８に記載の方法。
15. モータ軸に結合されたモータと、
    前記モータが機械的に結合されたモータマウントと、
    前記モータ軸の第２の遠位端に機械的に結合されたフライホイールと、
    前記モータマウントに結合された第１の複数の磁石と、
    前記フライホイールに結合された、前記第１の複数の磁石に磁気結合される第２の複数の磁石と、
    を備える、磁気方向付けディテント機構。
16. ロッキング駆動手法を実行するようにプログラム可能なプロセッサをさらに備え、前記ロッキング駆動手法は、前記モータに、前記第１及び第２の複数の磁石の磁気結合に打ち勝つのに必要とされた力を下回る力を有するトルクで回転するように前記モータ軸を駆動させる、請求項１５に記載の磁気方向付けディテント機構。
17. 前記モータに結合された、前記モータ軸のロックされた位置を判定するように動作可能なエンコーダをさらに備え、前記ロック位置は、前記第１及び第２の複数の磁石が整列した場合の前記モータ軸の位置に対応する、請求項１６に記載の磁気方向付けディテント機構。
18. 前記ロッキング駆動手法は、前記エンコーダが前記モータ軸は前記ロック位置にないと判定することに応答して前記モータに適用される、請求項１７に記載の磁気方向付けディテント機構。
19. 前記第１及び第２の複数の磁石は、ネオジム−鉄−ボロンで構成される、請求項１５に記載の磁気方向付けディテント機構。
20. 前記フライホイールは、前記モータマウントの下方の前記モータ軸の前記遠位端に結合される、請求項１５に記載の磁気方向付けディテント機構。

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