JP3980353B2 - Ｒｏｓａｒ装置用の送受信アンテナを含むｒｏｓａｒトランスポンダ用の給電機構 - Google Patents

Ｒｏｓａｒ装置用の送受信アンテナを含むｒｏｓａｒトランスポンダ用の給電機構 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘリコプターのローターブレードの先端部に組み込まれたＲＯＳＡＲ装置用の送受信アンテナを含むＲＯＳＡＲトランスポンダ用の給電機構であって、請求項１の上位概念の特徴事項に示す構成のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ国特許ＤＥ３９２２０８６号及びドイツ国特許ＤＥ４３２３５１１号によれば、リアルタイムに近いオンライン動作で用いられ、地図作成、障害物警報、地雷探知及び着陸支援と並んで、目標物探索、目標物追跡及び飛行物体誘導にも役立てられるＲＯＳＡＲ装置（回転式アンテナによる合成開口を有するレーダーシステム）が知られている。このＲＯＳＡＲ装置はパルス周波数又はＦＭ−ＣＷ動作で用いられ、センチメートル波もしくはミリメートル波の波長範囲で働く。本発明はこのような公知技術を基礎としている。
【０００３】
ドイツ国特許ＤＥ３９２２０８６号の例の場合、ヘリコプターのローターブレードの先端部内にレーダー信号用の送受信アンテナが組み込まれている。ヘリコプターの機体への無線での通信接続が公知技術に属するのに対して、ヘリコプターのローターブレードの先端部の近くに設置されたＲＯＳＡＲ送受信装置への無線での給電はこれまで知られてない。
【０００４】
従来の公知技術によれば、ローターブレードの先端部の近くに設置されたトランスポンダ電子カードへは配線又はバッテリによって給電しなければならない。配線給電の場合、電子カードのための給電エネルギーは、ヘリコプターの機体からローターヘッドへエネルギーを中継する回転カップリングと、ローターブレードに沿って埋め込まれているか又は接着されている二線式回線とを介して電子カードへ伝えられる。
【０００５】
バッテリ給電の場合には、重量の問題と並んでとりわけ常時のメインテナンス費用を伴う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、ヘリコプターのローターブレードの先端部に組み込まれているＲＯＳＡＲトランスポンダのための給電を、空力学的エネルギーから電気エネルギーへの変換に基づいて行えるようにし、メインテナンス費用を最少限にし、重量及びアンバランスの問題をなくし、かつ、フラットな流線形の電子（トランスポンダ）カードへの給電機構の容易な組み付けを可能にすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を本発明は請求項１、２中に示す特徴事項による構成によって解決した。請求項３以降には個々の実施の形態が示されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、図面に示す実施の形態に従って本発明を詳述する。
本発明の思想は、ヘリコプターのローターブレードの先端部の近くのブレードの下側に無線式のＲＯＳＡＲ給電部を組み付け、取り入れた風エネルギーからＲＯＳＡＲトランスポンダ用の電気エネルギーを供給する点にある。この思想は機械式、電気式又は磁気流体式の各形式で具体化することができる。
【０００９】
給電部の機械式の構成においては、ブレードの先端部の周囲への流れに支障を来さないために、外形を極めてフラットかつ流線形にする必要がある。空力学的な制約に基づく飛行能力の低下と十分な電気的構造スペースとを考慮するならば、１０ｍｍの高さを越えるべきではない（図１）。このような給電機構はＲＯＳＡＲ用の追加装備構成の一部としてヘリコプターのローターブレードに接着するか又は製造時にローターブレードに例えばフィルム形成によって一体に組み付けることができる。
【００１０】
給電部の電気式の構成においては、風向きに対して平行に複数のミニアチュア化されたターボ発電機が配置されるか、又は風によるリボンの振動作用が利用され、その際には給電カードが風向きに対して平行な多くの小さな通気通路に分割される。機械的に生ぜしめられた振動エネルギーの電気エネルギーへの変換は圧電的又は電気力学的になされる。
【００１１】
例えばリボンには圧電性物質がコーティングされていて、これらのリボンの前端及び後端に電極が配置される（図２）。
【００１２】
別の電気力学的な実施の形態の場合、前記の多くのリボンに磁気層が施され、１つ又は複数の巻き線を有する平形コイルが、リボンに対して交差する方向で配置されており、巻き線にはリボンの磁気層が振動運動するのに伴って交流電圧が誘導されることになる。多くのこのような部材は直列又は並列に接続され、どの実施の形態の部材（コイル、通路及びリボン）もすべてマイクロシステム工学的な方法で製造される。
【００１３】
既述したように、本発明の課題を解決するためには磁気流体力学的なコンセプトも可能である。図３に示されているように、風の貫流を受けるフラットな通路内に１つのイオン化装置、例えば点イオン化装置が配置され、このイオン化装置は連続的に（直流的に）作動されるか、又は周期的に（交流的に）オン・オフされ、通路と直交する間欠的なイオン流が発生して風によって駆動される。このイオン流発生装置の直後に１つの磁気装置が配置されており、この装置は間欠的な流れを２つの分割された通路に導く。この分流は例えばイオン流発生装置に対して交差する方向の永久磁石の磁場によって生ぜしめる。両方の分割通路の端部には複数のコレクタが配置されており、これらのコレクタは細密なネットとしてか又は金属被覆を施した通路表面として形成されている。これらのコレクタ相互間には交流電圧が発生し、この交流電圧は接続されたアクチュエータを介してイオン流を駆動する。多くの部材は直列、並列又はその混合で接続される。この実施の形態もマイクロシステム工学的な方法で製造されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子カードが接着されたローターブレードの実施の形態を示す図。
【図２】空力学式及び電磁式の装置の実施の形態を示す図。
【図３】磁気流体式の発電機の実施の形態を示す横断面図。

Claims (9)

  1. ＲＯＳＡＲ装置のトランスポンダカードに給電するための給電機構であって、トランスポンダカードがヘリコプターのローターブレードの先端部に組み込まれていて、ＲＯＳＡＲ装置が、リアルタイムに近いオンライン動作で、パルス周波数又はＦＭ−ＣＷ動作によってセンチメートル波もしくはミリメートル波の波長範囲で働く形式のものにおいて、トランスポンダカードを貫通して形成された単数又は複数のフラットな通路内に組み込まれているミニタービン発電機の組によって、又は、前記通路内において振動運動を呈するリボンによって、風エネルギーから電気エネルギーへの圧電的もしくは電気力学的な変換が行われることを特徴とする、トランスポンダカード用の給電機構。
  2. ＲＯＳＡＲ装置のトランスポンダカードに給電するための給電機構であって、トランスポンダカードがヘリコプターのローターブレードの先端部に組み込まれていて、ＲＯＳＡＲ装置が、リアルタイムに近いオンライン動作で、パルス周波数又はＦＭ−ＣＷ動作によってセンチメートル波もしくはミリメートル波の波長範囲で働く形式のものにおいて、トランスポンダカードを貫通して形成された単数又は複数のフラットな通路内において電気的なイオン化装置によって風エネルギーから生起されたイオン電流が生ぜしめられて１つのコレクタで受け取られ、コレクタ及びイオン化装置は空力学的エネルギーから電気エネルギーへの変換のために１つの発電機の端子を構成することを特徴とする、トランスポンダカード用の給電機構。
  3. 風向きに対して平行に配置されたミニアチュア化されたタービン発電機を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の給電機構。
  4. トランスポンダカードの外形が極めてフラットかつ流線形に構成されていて、その高さが１０ｍｍの範囲を越えないことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の給電機構。
  5. トランスポンダカードがわずかな寸法の多数の風通路に分割されており、これらの風通路は風向きと平行に延びていて、その内部に振動エネルギーを発生させるために相応に大きなリボンが配置されており、これらのリボンは圧電層を有すると共に前後の両端に電極を有していることを特徴とする、請求項１又は３に記載の給電機構。
  6. リボンが磁気層を有しており、リボンに対して交差する方向で１つ又は複数の巻き線を有する平形コイルが配置されていることを特徴とする、請求項１、３又は５に記載の給電機構。
  7. 多数のリボンが互いに直列又は並列に配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の給電機構。
  8. 風の貫流を受けるフラットな通路として形成されていて、イオン化装置を有しており、イオン化装置は連続的に（直流的に）作動されるか、又は周期的に（交流的に）オン・オフされることを特徴とする、請求項２に記載の給電機構。
  9. イオン化装置の直後に間欠的な流れを２つの分割した通路に分流させるために磁気装置が配置されていて、分割した通路にコレクタが付属されていることを特徴とする、請求項２又は８に記載の給電機構。
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