JP2019501057A - マイクロハイブリッド発電機システムドローン - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロハイブリッド発電機システムドローンに関する。
本出願は、35USC§120下で、2015年11月16日に出願された米国特許出願第14/942,600号に対して優先権を主張する。上記文献の内容は、その全体として参照することによって援用される。
以下の実装およびその側面は、例示的かつ例証的であることを意味し、必ずしも、範囲を限定しない、システム、ツール、および方法と併せて説明ならびに例証される。種々の実装では、上記に説明される問題の1つ以上が、対処されている一方、他の実装は、他の改良を対象とする。
以下に開示される好ましい実施形態または複数の実施形態の他に、本発明は、他の実施形態が可能であり、種々の方法で実践または実行されることが可能である。したがって、本発明は、以下の説明に記載される、または図面に図示される、構造の詳細および構成要素の配列へのその適用に限定されないことを理解されたい。1つのみの実施形態が本明細書に説明される場合、本仮特許出願に基づくいずれの請求項も、その実施形態に限定されるべきではない。さらに、いずれのそのような請求項も、ある除外、制限、または放棄を示す明白かつ確かな証拠が存在しない限り、制限的に読み取られるべきではない。
RPM=KV(RPMボルト)×標的電圧(VDC) (1)
RPM=400KV×25VDC (2)
RPM=10,000 (3)
合計重量(グラム)=機体乾燥重量+小型エンジン14重量+燃料重量+有効荷重 (4)
であり、3)機体構成および空気力学に基づいて、特定のリフトモータが、11の効率定格(グラム/ワット)を有し、
飛行するために要求される合計電力=YJ×重量(グラム) (5)
である。
合計エネルギー=電圧×mAh=25VDC(6S)×16000mAh=400ワット*時 (6)
ピーク電力可用性=電圧×mAh×C定格=25VDC×16000mAh×25C=10,400ワット (7)
合計ピーク時間=400ワット*時/10,400ワット=138.4秒 (8)
さらに、一実施例では、再充電可能バッテリ20は、小型エンジン14からの一次電力故障の場合では、138.4秒にわたって10,400ワットの電力を提供することが可能であろう。加えて、再充電可能バッテリ20は、飛行のために最大10,400ワットの利用可能な電力を提供することが可能であり得る、または有効荷重は、積極的な操縦のために必要とされる短い時間周期にわたって瞬間ピーク電力を必要とする。
Claims (30)
- 無人航空機であって、
前記無人航空機のプロペラの回転を駆動するように構成されたロータモータと、
電気エネルギーを前記ロータモータに提供するように構成されたハイブリッドエネルギー生成システムであって、前記ハイブリッドエネルギー生成システムは、
電気エネルギーを前記ロータモータに提供するように構成された再充電可能バッテリと、
機械的エネルギーを生成するように構成されたエンジンと、
前記エンジンによって生成される前記機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するように構成された発電機と、
前記ロータモータと前記再充電可能バッテリとの間で電気エネルギーの分配を制御するように構成されたエネルギー分配器と
を備える、ハイブリッドエネルギー生成システムと
を備える、無人航空機。 - 前記ハイブリッドエネルギー生成システムは、前記ロータモータの電気エネルギー要求に基づいて、前記エンジンのスロットルを制御するように構成された制御ユニットを備える、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記制御ユニットは、前記ロータモータの前記電気エネルギー要求を判定するように構成されている、請求項2に記載の無人航空機。
- 前記発電機および前記再充電可能バッテリのうちの1つ以上から電気エネルギーを受け取るように構成された通信機器を備える、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記発電機および前記再充電可能バッテリのうちの1つ以上から電気エネルギーを受け取るように構成されたデータ記憶機器を備える、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記発電機は、前記エンジンによって生成される前記機械的エネルギーを交流電流に変換するように構成されている、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記ハイブリッドエネルギー生成システムは、前記発電機によって生成される前記交流電流を直流電流に変換するように構成された整流器を備える、請求項6に記載の無人航空機。
- エネルギー分配器整流器は、前記再充電可能バッテリと前記ロータモータとの間で直流電流の分配を制御するように構成されている、請求項7に記載の無人航空機。
- 前記ロータモータに提供される電気エネルギーの量を制御するように構成されている、速度制御を備える、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記エンジンは、ポリウレタン結合具を通して前記発電機に結合されている、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記ポリウレタン結合具は、20MPa〜62MPaの引張強度を有する、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記エンジンは、フライホイールを含む、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記フライホイールの急回転速度を測定するように構成されたセンサを備える、請求項12に記載の無人航空機。
- 前記再充電可能バッテリは、前記エンジンおよび前記発電機が非アクティブであるとき、電気エネルギーを前記ロータモータに提供するように構成されている、請求項1に記載の無人航空機。
- 機械的エネルギー吸収コネクタを備え、前記ハイブリッド電力生成システムは、前記エネルギー吸収コネクタを通して前記無人航空機に接続されている、請求項1に記載の無人航空機。
- 機械的エネルギー吸収コネクタは、ゴムダンパを備える、請求項15に記載の無人航空機。
- 前記ハイブリッドエネルギー生成システムを冷却するように構成された冷却システムを備える、請求項1に記載の無人航空機。
- 前記冷却システムは、前記ハイブリッドエネルギー生成システムからの熱を放散するように構成された1つ以上のフィンを備える、請求項17に記載の無人航空機。
- 前記冷却システムは、空気流を前記ハイブリッドエネルギー生成システムに送達するように位置付けられたファンを備える、請求項17に記載の無人航空機。
- 前記無人航空機を前記無人航空機の外部のデバイスに接続するように構成されたテザーを備える、請求項1に記載の無人航空機。
- 方法であって、
無人航空機のプロペラの回転を駆動するように構成されたロータモータに電気エネルギーを提供するように、ハイブリッドエネルギー生成システムを動作させることを含み、前記動作させることは、
前記ハイブリッド電気エネルギー生成システムのエンジンにおいて、機械的エネルギーを生成することと、
前記ハイブリッドエネルギー生成システムの発電機において、前記機械的エネルギーを電気エネルギーに変換することと、
前記ロータモータと前記ハイブリッドエネルギー生成システムの再充電可能バッテリとの間で生産された電気エネルギーの分配を制御することと
を含む、方法。 - 前記ハイブリッドエネルギー生成システムを動作させることは、前記ロータモータの電気エネルギー要求に基づいて、前記エンジンのスロットルを制御することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記ロータモータの前記電気エネルギー要求を判定することを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記機械的エネルギーを電力に変換することは、前記機械的エネルギーを交流電流に変換することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記ハイブリッドエネルギー生成システムの整流器によって、前記交流電流を直流電流に変換することを含む、請求項24に記載の方法。
- 前記発電機によって生産された電気エネルギーの少なくとも一部を再充電可能バッテリに提供することは、前記直流電流の少なくとも一部を前記再充電可能バッテリに提供することを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記発電機によって生産された電気エネルギーの少なくとも一部を前記ロータモータに提供することは、前記直流電流の少なくとも一部を前記ロータモータに提供することを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記エンジンに結合されたフライホイールの急回転速度に基づいて、前記エンジンのスロットルを制御することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記ロータモータに提供されるエネルギーの量を制御することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記エンジンおよび前記発電機が非アクティブであるとき、前記再充電可能バッテリから前記ロータモータに電気エネルギーを提供することを含む、請求項21に記載の方法。
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