JP5896329B2 - 発電機を含むジャイログライダー装置 - Google Patents

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Description

この発明は非動力の航空機のコントロールの分野に関するものである。
特にこの発明は、電力を発生させるメカニズムとして繋留中のジャイログライダーのコントロールに関する。
オートジャイロ航空機は動力付き、または非動力付き回転翼機の形式の航空機であり、通常、1つ、または1つ以上の自動回転するエーロフォイルかブレードをそなえている。ジャイロダインは、離陸に備えてローターを動かして、飛行中は自由回転ローター(回転翼)で飛行し、前進プロペラで進む。ヘリコプターは搭載エンジンで回転翼を動かす。20世紀の第一四半期以来、これらの様々なバージョンが開発されている。1930年代にはオートジャイロが実際に郵便往復用の回転翼航空機として商業的に使われた。
オートジャイロは動力を備えていない自由に回転する回転ブレードから揚力を生み出す。オートジャイロのブレードは翼である。翼は、下方からブレードや翼を通り抜ける風対応して風車のように回転する。風がブレードの下側を通り抜けると、風に応じてブレードの角度によりブレードは帆のように反応し、風の運動量を風からブレードに移動させて、ブレードを回し、風をわきにそらす。風がわきにそらされるとき、風向きと風の速度変化に対応した運動量がブレードや翼の動きの運動量に変換される。
オートジャイロの重要な原理はオートジャイロの回転翼やブレードを回転させる回転プロセスは、ベルヌーイの原理をモータらすのに充分な速度を発生させるという知識である。ブレードが1つ以上の風車で構成されるなら、ブレードの下面は比較的平坦で、上面は丸いエーロフォイル型をしているにちがいない。よって、それに従って、ブレードが空気中を動くと、ブレードの下部からブレードを通り抜ける風の誘導で、エーロフォイルはそれの上面に沿って減圧を発生させ、ブレードを持ち上げる揚力を発生させる。
固定翼航空機は空気中にプロペラによって空気を引き込み、その結果、固定翼に通過空気ができる。翼の先端を流れる風が翼の最も厚い部分を通り過ぎ、加速するのに従って起こる圧力の低下により揚力が発生する。回転翼もまた、空気やそれの先端の風との相対運動で揚力を発生させる。
圧力の低下は、空気がエーロフォイルに相対的に動くのに応じて、エネルギー保存の原理から生じる。その総圧ヘッドは実質的に一定のままである。風速が変化すると、流れの横断面の減少している部分を通り抜けるために加速しなければならないので、実質上、ヘッドを一定の値に維持するために、静圧は低下する必要がある。
エーロフォイルの上面の湾曲は通り抜ける空気が移動するために利用可能な横断面の領域を制限し、空気に加速を求め、その結果、エネルギー保存則に合致するよう空圧を減少させる。
オートジャイロ航空機は航空機を押し進めて、胴体の後部の近くに取り付けられた推進型プロペラによって航空機を前方へ推し進めるプッシャープロペラにより推進されてきた。ローターディスク、すなわち、理論上のディスクは、回転翼によって掃かれて、ローターディスクに吹き込んでくる空気を通す角度に据えられる。ローターディスクはローターディスクの前端方向に上向きに傾けられ、また比較的下向きに後部の先端に向かって傾けられる。一方、ブレードの実角度はそれ自身、回転運動中に通過する空気に応じてリフトを最大にしている間、抗力を最少にする角度にセットされる。「ブレードピッチ」は一般に、空気中を「飛ぶ」位置にコントロールされるか、または設定される。
オートジャイロ航空機に関する最も重要な発見は、たぶん空気中で回転するブレードや翼の相対的な対気速度が、オーバーオールシステム(機体、回転軸、またはそういったもの)の相対的な空気速度とは対ではない事実である。
ヘリコプターは実際に空を舞うことができる。一方、オートジャイロは、自然に起きている地面に対する相対速度による実際の向い風の速度とモータか他のメカニズムによる前進の動機がマッチしている限られた条件下でのみ舞うことができる。このような条件下か、もしくは降下中は、オートジャイロは、地面に対して空を舞っているか、位置を維持することが出来る。それにもかかわらず、ヘリコプターは無風状態を含むどんな相対風の下でもしかりと空中に舞うことができる。
風のエネルギーは1つの道筋で何年間も、航空機からはしっかりと独立して開発されてきた。通過風からの運動量は受け取られ、転送され、その運動量は風車の動きとして刈り取られる。
適切な機械的なリンケージで、風車はエネルギーをリニア伝達か円運動として、ある他の作動機構に渡す。例えば、製粉所は工場の風のエネルギー、すなわち製粉機のベーンやブレードのエネルギーを挽き臼の回転運動に変える。
20世紀前半、発電機は、主に風車タービンとして動かされ、公益事業として交通の便の良くない離れた場所に設置された。そのようなシステムは風車のようなブレード、すなわち発電機を回す多数のブレードに依存し、バッテリにエネルギーを蓄える。
より近年では、空気中で航空機を牽引したり推進したりするよりは、風からのエネルギーを回収するように働く航空機の翼と航空機のプロペラに関係する全ての空力エンジニアリングを反映するブレードを支えるいろいろな形の塔が建てられてきた。このように、風力タービンブレードやプロペラや、それに似たものを向上させるため本質的なコストをかけ、地球上の風の強い地域や風がコンスタントに吹く地域の地表に、あるいは、収穫に利用可能な風エネルギーの営利上、実現可能な位置に大規模システムが開発されてきた。
それにもかかわらず、風のエネルギー開発は困難で高価であった。
地表面における風は、主として天候の型として、毎日の方向性の海陸風として予測できる。特定の位置では、風速と風向きの一日サイクルが時間の関数としてプロット出来るかもしれない。地上付近の風速と風向きをテストするために、気象学の塔と計装の開発に、かなりの努力と、エネルギーと、およびエンジニアリングリソースがつぎ込まれている。風は地球現象として起こるので、したがって、地球現象に依存している。例えば、峡谷は風のエネルギーの古典的な源である。峡谷、山、および同様のものに沿って起きる、暖まって冷えるという日中の周期が風のエネルギーを採取可能と思われる風の速度と方向を生じさる。
それにもかかわらず、利用可能な物理構造、およびそれらをインストールするメソッドはそれらを利用可能な物理学と工学によって制限される。このように、地球的な風車位置でそれらをより効率的に使って発電するために現在可能なよりも大きなデューティサイクルを使って風エネルギーを捕獲する方法と装置の開発の必要性が感じられる。
本発明により、発電を含むジャイログライダー装置を提供する:
少なくとも、マストに固定された1個のローターで構成される1つのジャイログライダーで、ローターは回転可能な複数枚のローターブレードで構成され、フレームに固定され、回転軸の周りで回転して、ジャイログライダーに揚力を与える;そのローターは、ローターの経路から入って来る風により決まるローターピッチと、入って来る風により決まるブレードの角度によって個々に決まる前述のローターブレードのピッチを有する;
第1の終端と第2の終端を有するテザーで、前述の第1の終端は地球に最も近い場所に位置し、第2の終端は上部に張り渡され、前述のテザーは上部の第2の終端で前述のジャイログライダーにしっかりと固定されている
前述のテザーを構成している張力調整を適合させる張力マネージメント手段:
前述のテザーにかかっているか、または加えられている張力測定に適合する搭載張力計;
風速センサは、ジャイロセンサーがさらされている風の風速を伝えるのに適合した風速センサ。そして、
コントローラは、車載張力計と風速センサからの入力受信に適合しており、テザーにかかる張力を周期的にモニターするよう適合しており、コントローラは更にまた、搭載張力計からの入力がジャイログライダーと、ローターと、ブレードの配置構成から決まる形態と矛盾がないか決定するよう適合している;そして、テザーの出力状態を発生させる。
第1のコントロールとは、テザーの出力状態を受け、テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲よりも著しく低いか著しく高い値を示す場合に、テザーの出力状態が適合するように選択的にローターピッチをコントロールする手段をいう。
第2のコントロールとは、テザーの出力状態を受け、テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲よりも著しく低いか著しく高い値を示す場合、テザーの出力状態が適合するように選択的にブレードピッチをコントロールする手段をいう
テザーの出力状態を受け取るよう調整されており、更に、予あらかじめ決められた範囲よりも進路が大きく低かったり、高かったりしたとき、前述のテザーの最も近い第1の終端を、周期的に引き寄せたり送り出したりして、予定された系統的なオーダーになるよう調整するキャプスタン。
伝達可能型、貯蔵型のどちらか1つ、ないし両方、すなわち伝達貯蔵型、から成るグループから選択された1つの型に動力を供給するよう、回転エネルギーをキャプスタンから変換するよう適合したコンバータ;そして、
キャプスタンとコンバータを接続するよう適合された1個のコネクタ
望ましくは、この発明によると、ジャイログライダーはテザー上に実際に1つ以上ある他のジャイログライダーと空間で距離を隔てられる。
請求項1に記載のジャイログライダー装置で、前述のテザーはスチール・ケーブル、合成ポリマーファイバー配合ロープ、超−高強度、超耐熱・耐炎ファイバー、およびカーボンナノチューブロープといった材料からなる材料グループから選定される。
通常、キャプスタンはリール、スプールならびにシェイブから構成されるグループから選定される。
望ましくは、キャプスタンは、地球の地表と水面から選択された地球表面に最も近い状態で固定される。
望ましくは、コンバータは発電機、水力機関、モータジェネレータ、ならびにガス圧縮機から成るグループから選択される。
通常は、フレームは、舵、エレベーター、ならびにその両方から構成されるグループから選択されるピッチコントロール手段と共に供給される。
通常は、この発明に従って、第1のコントロール手段と第2のコントロール手段はつながれる。
本発明の状態によると、第1のコントロール手段は、サーボ制御によるピニオン駆動の経路を指定するトラックを構成するフレームと、ローターピッチコントロールに適合するトラックに沿って作動されるピニオンギヤを含む。
本発明の別の具体化によると、発電を含むジャイログライダー装置が提供される。
フレームに固定され、回転可能な多数のローターブレードの1個のローターから構成される少なくとも1つのジャイログライダーを提供し、前述のローターは、前述のローターの経路から入って来る風とによって決まるローターピッチと、入って来る風により決まる前述のブレードの角度により前述のローターブレードより個々に決められる前述のローターブレードのピッチを有する;
第1端と第2端を有するテザーで、第1端は地球に最も近い場所に位置し、第2端は上部に張り渡され、テザーは第2端で前述のジャイログライダーをしっかりと固定するよう適合されている。
前述のテザーを構成している張力調整を適合させる張力マネージメント手段:
テザーにかかっているか、または加える張力を測定するために適合する搭載張力計
前述のジャイロセンサーがさらされる風速を示すのに適合した風速センサ;そして
コントローラは、車載張力計と風速センサからの入力受信に適合しており、テザーにかかる張力を周期的にモニターするよう適合しており、コントローラは更にまた、搭載張力計からの入力がジャイログライダーと、ローターと、ブレードの配置構成から決まる形態と矛盾がないか決定するよう適合している;そして、テザーの出力状態を発生させる。;
第1のコントロールとは、テザーの出力状態を受け、テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲よりも著しく低いか著しく高い値を示す場合に、テザーの出力状態が適合するように選択的にローターピッチをコントロールする手段をいう
第2のコントロールとは、テザーの出力状態を受け、テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲よりも著しく低いか著しく高い値を示す場合、テザーの出力状態が適合するように選択的にブレードピッチをコントロールする手段をいう;
テザーの出力状態を受け取るよう調整されており、更に、予あらかじめ決められた範囲よりも進路が大きく低かったり、高かったりしたとき、前述のテザーの最も近い第1の終端を、周期的に(リールを巻いて)引き寄せたり送り出したりして、予定された系統的なオーダーになるよう調整するキャプスタン。
伝達可能型、貯蔵型のどちらか1つ、ないし両方、すなわち伝達貯蔵型、から成るグループから選択された1つの型に動力を供給するよう、回転エネルギーをキャプスタンから変換するよう適合したコンバータ;そして、
キャプスタンとコンバータを接続するよう適合された1個のコネクタ
望ましくは、この発明により、第1のコントロール手段は次を含む
フレーム上に設けられたレールに沿って動くよう適合された少なくとも2個のピッチコントローラで、フレームはレールの長さがあらかじめ決められた長さになるよう前端部と後端部の開き角を調整するよう適合されており、レールはピニオンギヤの経路を決め、ピニオンギヤはレールに沿ってピッチコントローラを前後に動かすよう適合すされており、更に、レールはスムースレール、歯付きレール、ならびにテザーにより拘束されるときにフレームにあらかじめ決められた位置を提供するよう適合されているディテント付きスムースレールから構成されるグループの中から選択出来るよう適合されており、ディテントの前方の前進の部分とディテントの後方の後退の部分と、テザーに拘束されたときフレームにあらかじめ定められた位置を提供するよう適合された歯付きレールと、ディテントの前の前進の部分とディテントの後ろの後退の部分;そして
ピッチコントローラ間に張られたトラック上で作動し、更に、フレームのトラックのあらかじめ決められた長さを確立するために右部分と左部分の角度を維持するように作動するよう適合された1つのロールコントローラ
更に、この発明に従って、取り付けコントロールと通信設備にプラットフォームを供給するために適合させられたマウント構造付きフレームを提供する。
一般的には、この発明に従って、ベアリングはローターとマストの間の摩擦低減のために提供され、ベアリングは回転するインナーレースと、マストの回転か不足に関してしっかりと取り付けられた、アウターレースの間で作動するベアリングローラーに適しておりアウターレースを回転させており、ベアリングローラーは回転するインナーレースと、マストの回転か不足に関してしっかりと取り付けられたアウターレースの間で作動するかもしれない。
望ましくは、この発明により、ジャイログライダー装置は更に次の項目を備える
チューブの形にするのに適した構造のフレーム
ローターは更に、ハブとブレード間に設けられたピボットから構成され、そのピボットはハブの中心から広がる半径に対して傾斜している経路に沿って広がるように適合されている;そして、
第1のコントロールとは、フレームとベアリングのインナーレースに固定されたブーム間を効果的に結合するアクチュエータに関するもので、アクチュエータは可動エレメントを有し、頑丈な容器でフレームに対して固定されており、アクチュエータは可動エレメントを伸ばすことでブームを回転させ、ローターピッチを調節する。
この発明のもうひとつの面によると、第1のコントロール手段は、フレーム上のあらかじめ決められたピボットについて、ピッチを適合出来るピボット可能なプラットフォームから成るものをいい、プラットフォームには前端と後端があり、それらは互いにあらかじめ決められた間隔の空間で隔てられており、フロントエンドは、ピボットに隣接する領域にあり、後端は前述のピボットから遠くに広がるように適合されており、フレームと効果的に結合されたバイアスエレメントと共に供給され、バイアスエレメントはプラットフォームをフレームに対し特別な姿勢で適合させるよう動かす。
この発明のひとつの面によると、第2のコントロール手段は、ローターに加え、ハブとブレード間に設けられたピボットから構成され、ピボットはハブの中心から広がる半径に対して傾斜している経路に沿って広がるように適合させられおり、ブレードピッチをコントロールしてブレードのフラッピングを容易にする。
望ましくは、この発明に従って、装置にはローターとマスト間の抵抗を減少させるために用いるベアリングを含み、ベアリングはローターとマストの間の摩擦低減のために提供され、ベアリングは回転するインナーレースと、マストの回転か不足に関してしっかりと取り付けられたアウターレースの間で作動するベアリングローラーに適している。コイルの形の発電機は、インナーレースとアウターレースに対して固定され、コイルはインナーレースに取り付けられた永久磁石によって生み出された磁場が通すように調整されており、発電機はジャイログライダーと一緒に計器やコントロール機器に作動電力を供給するよう適合されている。
望ましくは、この発明により、ジェットは両側のブレードの極端に外側に置かれており、ジェットは地上局からの遠隔操作によって動かされ、ジャイログライダーの飛行開始と着陸時のコントロールに適合される。
本発明のもう1つの面によれば、通常、2番目のコントロール方法には、ローターはさらにハーブとブレードの間にピボットを提供する。ピボットはハブの中心から伸びる半径に対して垂直な経路に沿って延びている。また、ブレードピッチをコントロールために、ブレードのフラッピング促進して、ブレードは前方の前縁方向角に傾けられるよう適合される。
本発明のもう1つの面によれば、1番目のコントロール方法には、ローターは、さらにハーブとブレードの間にピボットを提供する。
回転できるアンカーへの各ブレードを保護するために適応を提供する、ピボットはハブに固定され、アンカーへの各ブレードを保護するために適合される、それに、回転することにも適合される。ブレードのそれぞれに固定されたトラニオンを確保するためにアンカーの各貫通する適応ピン、ピンはさらにハブの中心を通る半径に垂直な方向に沿って延びるように適応されている。
通常、1番目のコントロール方法には、ローターはさらにハーブとブレードの間にピボットを提供する。回転できるアンカーへの各ブレードを保護するために適応を提供する、ピボットは各々のブレードをハブに固くあてがわれた1つのアンカーにしっかりと適合してそれと共に回転しており、ピンはアンカーを通して、各々のブレードを固定するトラ二オン固定するよう適合されており、ピンは更に、前方の前縁方向角に傾けられるよう適合される。
また、本発明について、2番目のコントロール方法は、さらに、以下を含む:
さらにハブと前述のブレードの間で提供されたピボットを備える前述のローター;そして、
バイアス要素は、ボラードやポストやボールなどから構成されるグループから選択されるアタッチメントでハブとブレードに作用的に接続され、弾力性のある前述のバイアス要素は、各々の前述のブレードを遠心力で上向きの位置にバイアスするよう適合されており、サーボ制御のアクチュエータである前述のバイアス要素は前述のブレードピッチを能動的にコントロールするよう適合されている。
2番目のコントロール方法は特に以下を追加として含む:
さらにハブと前述のブレードの間で提供されたピボットを備える前述のローター;そして、
バイアス要素は前述のハブとブレードとをボラードやポストやボールなどから構成されるグループから選択されるアタッチメント手段で作用的に接続され、弾力性のある前述のバイアス要素は、各々の前述のブレードを遠心力で上向きの位置にバイアスするよう適合されており、更にブレードピッチで受動的にコントロールするよう適合される。
好ましくは、本発明のジャイログライダーは脚が提供される。添付の拡張可能かつ永久的で、そしてリトラクタブルな方法のグループから選択された方法でこれらの脚はフレームに適合される。ジャイログライダーはこの脚でデッキに離着陸するよう適合され、デッキに隣接したピボットについては適切なローターピッチの為に所定の角度でデッキはピッチに適応する。建物、塔、バージ、ブイと船舶を含めたグループから選択された構造でデッキは頂上のターンテーブルにサポートされる。
特に、本発明の装置は更に、以下を含む:
専用のスロットがある着陸固定具
基部端と末端のある二本のサポートアームで、サポートアームは末端で軸を中心に回転可能なように着立固定具に適合されている
空洞のターンテーブルは軸を中心に回転可能なように基部端でサポートアームに確実に適合されている。
第一と第二のブライドルは、前述の専用スロットに架台で支えられるよう適合され、更にピッチコントロールのためにロールとピッチをするよう適合されており、第一と第二のブライドルはテザーを形成する結び目に集められている。
スナッチブロックは、ビル、塔、はしけ、ブイ、および船から成り立つグループから選択された構造物に強固に据え付けられており、スナッチブロックは、中央のターンテーブルの下に位置し、テザーの第一端はスナッチブロックにつながれている。
また、本発明の装置はさらに以下を含む:
地上局から、関連ローターからそれぞれのフレームを選択的に取り外すために適合させられたステージングメカニズムで、ステージングメカニズムは、更に詰め物で分離されているお互いが極めて近接しているローターに適合しており、そして更に、関連ローターと各々のフレームを移動させるよう適合されている。そして、
キャプチャメカニズムはローターのハブのフレームにしっかりと取り付けられ、キャプチャメカニズムは更にテザー上の事前選定位置でフレームに選択的に適合させてある。
また、本発明の1番目のコントロール方法は、更に以下を含む:
ジャイログライダーのピッチをコントロールするために、ジャイログライダーのピッチアームを下方に引っ張るか上方に緩めるコントローラを備え、コントローラは、更にジャイログライダーのロールをコントロールするために、ジャイログライダーの両サイドにあるロールアームのコントローラの距離を長くしたり短くしたりする。そして、
1つのブライドルからなる、
ピッチアームの前端とフレームの後部の部分でそれぞれ前述のピッチアームにつなげられて、さらにコントローラにつなげられた第一のピッチコントロール線と第二のピッチコントロール線;そして、
各々のロールアームに結合され、更にコントローラに結合された第一のロールコントロールラインと第二のロールコントロールライン。
好ましくは、1番目の方法は以下を含む:
少なくとも1つのロールコントロール手段とは、歯付きトラック、自動揚水機、ライン、そして少なくとも一個のサーボローラと共にフレームの下部に装着されるスマートメタルからなるグループから選択される事;
第一コントロールラインと第二コントロールラインからなるブライドルで、第一と第二コントロールラインは基部端と末端を有し、第一コントロールラインと第二コントロールラインの基部端はフレームの後部の終わりと前面の終わりにそれぞれ結合されており、第一コントロールラインの基部端は更にサーボローラを介して、後部の終わりと結合され取り付けられており、第二コントロールラインの基端部は、更に他のサーボローラを介して末端に結合されており、結局二つのロールコントロール手段がある。そして、
前述の第一と第二コントロールラインの末端に接続され、第一コントロールラインと第二コントロールラインを引っ張ったり戻したりしてピッチコントロールを作動させる1つのコントローラで、コントローラは、更にロールコントロールを活動させるためフレームを左右方向に動かすことで第一と第二ラインを引っ張ったり緩めたりするサーボローラと共同で適合する。
通常、本発明のコントローラーは、コンピュータ制御メカニズムとオートパイロットで構成されたグループから選択される
本発明の1つの面によれば、装置は特に以下を追加として含む:
サーボローラでフレームの下側に搭載された歯付きトラック:そして、
バッテリとその他の重量飛行物を入れた重り箱と、コントロールされた自由飛行のために、重心(CoG)を変えるためにトラック上を船首と船尾方向に滑るように適合させられたその箱
本発明によれば、場合によって、装置は更に前述のジャイログライダーの後部で接続された水平スタビライザーを持ち、前述のスタビライザーはコントロールされた自由飛行のため、前述のローターのセンターオブ・プレッシャ(CoP)の吊り上げ力とつり合う下向きのカウンター力を供給するためのコントロール表面をもつ。
本発明に従って作られるジャイログライダー装置で使用する、気象データ収集のシステム、レーダーシステム、火災感知、地面感知、通信装置、および電話セル中継器。
好ましくは、本発明にしたがって、提供されるテザーのストレージシステムが以下を含む:
オープン上面と閉じた筒状の壁を持つ筒形タンクは、テザーが自然に巻き付く直径より直径がわずかに大きくするように適合さられており、筒状の壁は摩擦と熱の蓄積を抑えるために一層のコーティングがされている。
筒状の壁があるセンターピラーで、ピラーは詰め物を納めるよう適合されていて、テザーの格納場所としてピラーとタンクの間にタンクと同軸に配置されており、格納場所はテザーをあらかじめ定められた規則的な方法で下に横たえるのに丁度適当で、テザーがタンク内に前述の方法で横たえられるとき、テザーが二つ折り、ないし八連晶形にならないようにし、筒状の壁はレイヤーでコーティングされている;そして、
前述のテザーを、前述の上面が開いている表面中央から前述のタンクの中に、あらかじめ定められた速度で一方向のみに置くように適合されている1個のパワーローラー、滑車、およびガイドの配置。
好ましくは、本発明によれば、層は、テフロンコーティングである。
本発明によれば、通常、パワーローラーは、タンクにテザーを入れるために左回りまたは右回りで回転される。
本発明によれば、好ましくは、パワーローラーは上げられたり下げされたりしてタンクに出し入れされる。ローラーからタンクまでの落下距離を最小限に抑えるためにパワーローラーはさらにセンターピラーを上げたり下げたりする。
本発明によれば、好ましくは、テザーは、上記の記載のようにテザーのストレージシステムに格納される。
本発明によれば、輪車或いは船舶はジャイログライダーに駆動される可能性がある。
本発明によれば、できれば、キャプスタンは、クラッチとフライホイールを介してコンバータに接続される。クラッチとフライホイールは、回転数とおよびトルクをコンバータへインプットする際に調整する。
特に、コントローラは、ジャイログライダーに関連付けられているナビゲーションシステムに対応してジャイログライダーを制御するようになっている。ナビゲーションシステムは、全地球測位システムからなる群と無指向性ビーコンの検出器から選択される。他のジャイログライダーに関連付けられているナビゲーションシステムとの干渉を避けるために適応される。
好ましくは、本発明によれば、コントローラは、ジャイログライダーに関連付けられているナビゲーションシステムに対応してジャイログライダーを制御するようになっている。ナビゲーションシステムは、全地球測位システムからなる群と無指向性ビーコンの検出器から選択される。他のジャイログライダーに関連付けられているナビゲーションシステムとの干渉を避けるために適応される。
好ましくは、本発明によれば、ジャイログライダーの装置は上記に書かれた内容に、さらに以下を含む:
ジャイログライダー正常軸と、ジャイログライダーの縦軸を含む地球の鉛直面の間の角度によって定義されたローターの背面角(バックアングル)を変える手段。それに、
ジャイログライダーのシャンティングをマネージするための手段で、交差範囲速度が誘発され、更にローター上にテザーの張力を生じさせる周囲の風よりも大きい風が引き起こされるので、ジャイログライダーが風を横切るのをうまく操縦するよう適合された手段
本発明によれば、発電構想があり、この方法には以下のステップを含む:
多数のローターブレードが回転可能なようにフレームに固定されているローターから成る少なくとも1つのジャイログライダーを提供し、ローターは、ローターの経路から入って来る風により決まるローターピッチと、入って来る風により決まるブレードの角度によって個々に決まるローターブレードのピッチを持っている
キャプスタン上にテザー傷を提供し、テザーは第一端と第二端を有する
地面に最も近いテザーの第一端と、空中に広がっている第二端の位置決め
第二端部のテザーにジャイログライダーを固定する、
キャプスタンをコンバータに接続する
テザーにかかっているか加えられている張力を測定する
ジャイログライダーがさらされている風速を測定する、
周期的に、張力の出力状態を発生させるようにテザーで張力をモニターする
次項によりテザーの張力に抗してジャイログライダーを飛行する:
出力状態が、事前に決めた範囲よりも非常に小さいか大きい値を示す場合は選択的にローターピッチを制御する。
出力状態が、事前に決めた範囲よりも非常に小さいか大きい値を示す場合は選択的にブレードピッチを制御する。
事前に決めた範囲よりも非常に小さいか大きい値を示す場合は、コンバータを作動させ、周期的にテザーを巻き取りか、コンバータを逆方向に働かせ、テザーを送り出すことでテザーの張力をコントロールする。そして、
キャプスタンからパワーまで回転のエネルギーを変換する。
複数のジャイログライダーがある場合、テザーのシリーズ別に分けられるスペースを確保するステップが望ましい。
好ましくは、テザーの張力に対するジャイログライダーの飛行ステップには自動操縦装置によるジャイログライダーのコントロールを含む。
通常では、テザーの張力に対するジャイログライダーの飛行ステップには、他のジャイログライダーのナビゲーションシステム(結局、一台以上のジャイログライダーがある)からの干渉を受けず、ジャイログライダーのナビゲーションシステムにより検出された位置に応じて自動操縦装置によるジャイログライダーのコントロールを含む。
通常では、本発明のローターピッチの選択的コントロールのステップはブレードピッチの選択的コントロールのステップと結合される。
望ましくは、本発明のローターピッチの選択的コントロールのステップについては次のステップを含む:
ロータの回転軸とのマスト共直線を提供すること;そして、
フレームに対してマストの傾き角をコントロールする。
好ましくは、ローターピッチの選択的コントロールのステップはジャイログライダーのロールとピッチ両方のコントロールを含む。
また、ローターピッチの選択的コントロールのステップはジャイログライダーのロールとピッチ両方のコントロールを含む。
通常では、ブレードが回転軸方向に向かってピボッティングできるようバイアスエレメントを弾力性のある形で供給することで、ブレードピッチの選択的コントロールステップは各々のブレードを上方向にバイアスするパッシブコントロールを含む。
通常は、ブレードピッチの選択的コントロールステップは、軸の周りのローターの回転速度の増加に対応してブレードの平準化を促す遠心力によってブレード毎に設けられたバイアス要素の呼びかけに対抗するのを含んでいる。また、選択的にブレードのピッチを制御するステップは、回転軸に向かって刃の旋回をモータらすためサーボアクチュエータの形でバイアスの要素を提供することにより、上方の位置に各ブレードをバイアスすることにより、アクティブ制御で構成されている。
好ましくは、本発明のブレードピッチの選択的コントロールのステップはブレードピッチのアクティブとパッシブの両方のコントロールを含む。
本発明のテザーの張力の選択的コントロールのステップには、ブレードのピッチを減少させたりブレードピッチを増大させることで張力を増大させることを含む。
好ましくは、本発明の面によれば、ブレードピッチの選択的コントロールのステップは、個々にローターピッチを減少、増大させることを含む。
好ましくは、本発明については、上記方法はさらに以下を含む:
負の値におけるブレードピッチセッティングによる入って来る風内のローターのプリ回転。そして、
入って来る風とブレードの間の運動量を移す、ローターは少なくとも風車や風力タービンとして動作する。
発電方法は、更に負のブレードピッチを有するタービン位置と、正のブレードを有するジャイログライダー位置の間にあるブレードを選択的にピボッティングすることでジャイログライダーをアクティブコントロールすることを含む。
発電方法で、さらに以下を含む:
それに関して、ローターの回転をサポートするローターに固定されたジンバルを提供する。
フレームを対にしてピッチするためにジンバルを旋回ピボッティングする。
好ましくは、選択的にローターのピッチを制御するステップは、ローターをドラッグしてリフトの比率がピボットに回転の軸からの距離、また、それぞれピボット上記回転中心の高さによって、課せられたローターの回転の中心のオフセットの高さまでの長さの比に等しくなるようにそのフレームに対するピボット約ピッチジンバルを提供することを構成する。
好ましくは、キャプスタンによって、発電の方法は、さらに、しきい値以下に入ってくる風の速度の低下に反応して、ジャイログライダーで製糸することを含む。また、制御された飛行の下にキャプスタンに実質的ジャイログライダーを飛ぶことを選択した相対速度でジャイログライダーで製糸も含む。
本発明はさらに、入って来る風の速度が、少なくとも一回の管制飛行と発電のために必要な閾値を超えたところまで低下するのに応じて、ジャイログライダーをキャプスタンまでしっかりと飛ばすことを含む。
発電方法は、さらに、それに対応して反応するローターによるテザーの張力マネージメントと、張力の増加に対応してブレードピッチを減少させ、張力の低下に対応してブレードピッチを増大させることを含む。
本発明の面によれば、ブレードピッチの選択的コントロールのステップは、前述のブレードピッチとローター内のブレードのコーニング角のカップリングを含み、コーニング角はブレード軸とローター回転軸間の角度に相当する。
本発明のもう1つの面によれば、選択的にブレードのピッチを制御するステップには、ローターブレードのコーン加工用角度にブレードのピッチをカップリングすることを含む。ブレードの軸とロータの回転軸との角度を表すコーン加工用角度。テザーと入ってくる風の間にブレードに作用する力のバランスを変更することにより、コーン加工用の角度の変更をモータらす。
発電の方法は、さらに、、さらに以下を含む
前述のフレームに固定した脚を提供する
着陸の表面の場所に最も近いキャプスタンで、着陸の表面は空間上の表面で定義される;
キャプスタンから空間の表面を通してテザーを広げる;
空間の表面を通してキャプスタンでテザーを引き寄せる;
ジャイログライダーを着陸表面に着陸させるため、少なくとも一本の脚で着陸表面に接触する;そして、
少なくとも一本の脚で、着陸面の接触に応じて、フレームを傾けることで、平面内で前述の着陸面に並行に回転し、位置づけローター
本発明の発電方法は、さらに以下を含む
前述のフレームへの、機器の使用位置付け
高度塔として、ジャイログライダーの上部にしっかりと固定され、高度を維持する。
好ましくは、本発明の発電方法に対して、ローターピッチの選択的コントロールのステップには、着陸中にローターが地面へ近づくのに応じてローターピッチをコントロールすることを含む。
発電方法で、さらに以下を含む
シングル・キャプスタンで前述のテザーに固定された多くのジャイログライダーを提供し、前述の全てのジャイログライダーは電力を配送出来るように、つながれている
前述の多数のジャイログライダーを高いところに飛ばす;
前述の多数のジャイログライダーを着陸表面まで降下させる
前述の多数のジャイログライダーのなかから個別に、一度に一台を探し出す;
個別に一度に一台、テザーからそれぞれのジャイログライダーを取り外す;
選択的に、関連ローターからそれぞれのフレームを取り外す;
格納のための詰め物で分離し、ローターを、お互いに極めて接近して積み重ねる;そして、
フレームとその関連ローターといっしょに、多数のジャイログライダーの、それぞれのジャイログライダーを移動させる。
本発明のもう1つの面によれば、発電方法は、さらに以下を含む
ジェット、プロペラ、およびモータからなるグループから選択された原動力手段で、原動力手段はブレードに固定される;
緊急事態を検出する;そして、
原動力手段のオペレーティングは、ジャイログライダーの管制飛行を維持するためのものである。
要求される発電方法で、さらにテザーをつなぎ止める以下のステップを含む
オープントップの表面と閉じた円筒状の壁を有し、テザーが自然に巻く径より僅かに大きい径を有する円筒形タンクを提供する;
筒状の壁は摩擦と熱の蓄積を抑えるために一層のコーティングがされている;
タンクと同軸にセンターピラーを提供する;
タンクとピラーの間に格納場所を決め、格納場所はテザーを事前に決めた規則的な方法で横たえるのに正に適切である;そして、
テザーを、ローラーを使って規則的な方法であらかじめ定められた速度で前述の格納場所に降ろし、プーリとガイドの配置は、動かすことができるアセンブリ、または固定され、かつ回転しているアセンブリから構成されているグループから選択された方法で作動する。
好ましくは、本発明によれば、テザーの張力に対するジャイログライダーの飛行ステップは、さらに、以下を含む。
前述のローターピッチが一定になるよう調整する
ジャイログライダーの縦軸を含むジャイログライダーの正常軸と地球の鉛直面の間の角度によって定義されたバンク角を変える
クロスレンジ速度が引き起こされる程度にジャイログライダーの横風をあやつる;
ローターの上に周囲の風を超える程度の相対風を引き起こす;そして、
ジャイログライダーを転轍する
本発明の上記特徴は、添付の図面と併せて以下の説明および添付の特許請求の範囲から、より完全に明らかになるであろう。これらの図面は、発明の唯一の代表的な実施形態を描写していることを理解し、従って、その範囲を限定とみなされるべきではない。本発明は、添付の図面を使用することにより、追加の特異性と詳細に記述される:
キャプスタンに接続テザーの張力に対して1つまたは複数のジャイログライダーを含む、本発明の第1の実施形態に係るジャイログライダーシステム10の概略図であり、張力で遠くからテザーを引っ張って減少リフト方向にジャイログライダーを飛んで下の力に対してバックダウン後退景気循環に基づいて電力を生成する。 図1の回転子の回転翼に対する揚力、抗力、および重力の力の正味の結果を示している。 方向舵と、本発明の実施の形態に係るエレベーターで提供される図1のジャイログライダーを示す概略図である。 単一のテザーに接続された複数のジャイログライダーを含む図1に係るシステムの概略図であり、一緒にキャプスタンと発電システム(コンバータ)接続されるもので見られるように線のネット張りを提供すること; 安定化に至るまでの飛行の様々な姿勢で、本発明に従ったジャイログライダーの特定の実施形態の側面図である、起動するための開始またはジャイログライダーの位置への積極的な姿勢とほぼ水平飛行。 安定化に至るまでの飛行の様々な姿勢で、本発明に従ったジャイログライダーの特定の実施形態の側面図である、起動するための開始またはジャイログライダーの位置への積極的な姿勢とほぼ水平飛行。 安定化に至るまでの飛行の様々な姿勢で、本発明に従ったジャイログライダーの特定の実施形態の側面図である、起動するための開始またはジャイログライダーの位置への積極的な姿勢とほぼ水平飛行。 図1のシステムに繋ぎ止められたジャイログライダーために、最低限の胴体、オープンフレームを使用して装置の一実施形態の斜視であり、テザーとジャイログライダーのフレームの間にロールとピッチ制御の両方を組み込む。 トラック上で動作する平歯車を含む本発明によるシステムで使用するためのジャイログライダーの代替実施形態の斜視図であり、トラックは、航空機のフレームのピッチとロールの向きを制御するためにジャイログライダー航空機のフレームに沿って配置される。この実施例はまた、航空機のピッチコントロールに専念トラックの”休止”位置が含まれており、トラックは、トラックの下端の位置のために航空機のフレームが傾向があることを優先的にプル場所を、提供するために半径を変更する。 ローターの別の実施例の斜視図であり、テザーに固定された最低限の機械的な構造に省略したフレームが含まれている。ジャイログライダーのハブと、最簡略化したフレームやインナーに接続されたブーム、大幅に固定するために接続されてブームの間に作用するアクチュエータによるピッチ制御のためにベアリングシステムを提供する. 同一のテザー上でより高い高度で別のジャイログライダーを確保するためにテザーラインのパススルーを含む図8の装置の代替の実施形態の斜視図である。 攻撃または着信空気の流れに対してローターピッチのローター角度の付加的な制御を提供するために傾斜角を変えられるそのメインフレームに関連したピッチのあるデッキを持っている図6の装置に似たジャイログライダーの別の実施例の斜視図である; 攻撃のブレードの角度の変化と個々のブレードのフラッピングまたはヒンジアクションのカップリングを提供するために、ハブの中心から半径に離れて垂直方向から斜めしたピボットをそなえるローターの一実施形態の平面図である。 図11の装置の別の実施例の平面図であり、オプションの発電方式を示し、磁石とコイルを含み、オプションのジェットと同じく、ここでは、コイルとジェットは、組み合わせて使用する必要がない。ジェットは、起動、ダウン、またはそれに似た時に飛行を制御するために使用されるかもしれないが、むしろコイルシステムは、そのような基板回転翼航空機のコントロールやオートパイロットなどの動作をサポートする機器に補助電力を提供することがある。 中央のハブを含むローターの代替の実施形態の平面図であり、チューブまたはアンカーハブ上のローターブレードとの間のセントラルハブとピボットポイントを含む、このケースでは、ハブの中心から半径に垂直ヒンジの軸を有する、しかし、ハブから出る半径上の代わりに、ブレード自体は最先端の方向に前進角度で斜めである。 ハブの表示サイズを拡大するために、ブレードは除いてローターの代替の実施形態の表示の部分的に切り出したものである。
それぞれのブレードを接続するためのトラニオンを保持するための目的を果たすU字型金具のアンカーを含むハブであり、また、アンカーを通過するピボットピン周りに旋回するブレードである。
本発明によるジャイログライダーの別の実施例の側面図であり、各ブレードを上方位置へバイアスするために、回転子を支持するテザーフレームを有し、そして、ばね、機械的なアクチュエータ、サーボなどといったバイアスの要素を含む。上向きの位置は、ハブとローターのブレードの回転の通常の理論的な面の外側に、ブレードまたはブレードのピボットのカンティング、ハブに関してコーニング角度または各ブレードの立ち上がり角度に攻撃のブレード角のために、このようにカップリングする。 本発明によるジャイログライダーの別の実施例の側面図であり、各ブレードを上方位置へバイアスするために、回転子を支持するテザーフレームを有し、そして、ばね、機械的なアクチュエータ、サーボなどといったバイアスの要素を含む。上向きの位置は、ハブとローターのブレードの回転の通常の理論的な面の外側に、ブレードまたはブレードのピボットのカンティング、ハブに関してコーニング角度または各ブレードの立ち上がり角度に攻撃のブレード角のために、このようにカップリングする。 本発明に従ってシステムのジャイログライダーを上陸支援するためのいくつかのオプションの進展を示す起動し、着陸の構造の斜視図である、これらのシステムは風にジャイログライダーを回したり、ジャイログライダーの垂直舵の羽根が飛行を開始または終了する風にジャイログライダーとターンテーブルを回すことができるようサポートする任意のターンテーブルを提供し、この構造システム、また、着陸時に、着信風を基準にしてそのジャイログライダーのローターの変化の攻撃の角度を必要とせずに着艦甲板に連絡するジャイログライダーの着陸脚を許可するために、ターンテーブルでサポートされているピボット着艦甲板を含み、むしろジャイログライダーは、テザーと回転翼の角度に適した特定の角度で着陸することができる、そのあとジャイログライダーは着艦甲板に固定して、着艦甲板は、ストレージ、サービス、等のために適切な角度に傾斜させることができる。 本発明に従ってシステムのジャイログライダーを上陸支援するためのいくつかのオプションの進展を示す起動し、着陸の構造の斜視図である、これらのシステムは風にジャイログライダーを回したり、ジャイログライダーの垂直舵の羽根が飛行を開始または終了する風にジャイログライダーとターンテーブルを回すことができるようサポートする任意のターンテーブルを提供し、この構造システム、また、着陸時に、着信風を基準にしてそのジャイログライダーのローターの変化の攻撃の角度を必要とせずに着艦甲板に連絡するジャイログライダーの着陸脚を許可するために、ターンテーブルでサポートされているピボット着艦甲板を含み、むしろジャイログライダーは、テザーと回転翼の角度に適した特定の角度で着陸することができる、そのあとジャイログライダーは着艦甲板に固定して、着艦甲板は、ストレージ、サービス、等のために適切な角度に傾斜させることができる。 キャプスタンとそれに接続されている電動発電システムを示す、本発明によるジャイログライダーシステムの代替実施例の斜視図である、ジャイログライダーが地面にダウンして引かれること、または地面に向かって下に流し、そして分解されることがあるように、このキャプスタンシステムには、ストレージのリールが含まれる。ローターは、コンパクトに収納テザーにスレッド化されたままで、ジャイログライダーのフレームまたは機体は、別の場所または近くの場所へのストレージのために切り離されるかもしれない。 フレームとローターの間の接続方式の詳細を示す、図18のジャイログライダーの一実施形態の斜視図である。 本発明による装置のテザーの張力を管理するための制御方式のフロー図である。 はジャイログライダーのフレームの上部平面図と、同じジャイログライダーの側面図、正面図、斜視図であり、それぞれ、ジャイログライダーの様々な、極端な局面へ接続するブライドコードまたは回線を引くまたリリースすることによって、ブライドルのシステムに依存すると、電源を生成するためジャイログライダーにテザーを接続するだけでなく、そのようなジャイログライダーのピッチ、ロール、またはその両方を制御する。 はジャイログライダーのフレームの上部平面図と、同じジャイログライダーの側面図、正面図、斜視図であり、それぞれ、ジャイログライダーの様々な、極端な局面へ接続するブライドコードまたは回線を引くまたリリースすることによって、ブライドルのシステムに依存すると、電源を生成するためジャイログライダーにテザーを接続するだけでなく、そのようなジャイログライダーのピッチ、ロール、またはその両方を制御する。 はジャイログライダーのフレームの上部平面図と、同じジャイログライダーの側面図、正面図、斜視図であり、それぞれ、ジャイログライダーの様々な、極端な局面へ接続するブライドコードまたは回線を引くまたリリースすることによって、ブライドルのシステムに依存すると、電源を生成するためジャイログライダーにテザーを接続するだけでなく、そのようなジャイログライダーのピッチ、ロール、またはその両方を制御する。 はジャイログライダーのフレームの上部平面図と、同じジャイログライダーの側面図、正面図、斜視図であり、それぞれ、ジャイログライダーの様々な、極端な局面へ接続するブライドコードまたは回線を引くまたリリースすることによって、ブライドルのシステムに依存すると、電源を生成するためジャイログライダーにテザーを接続するだけでなく、そのようなジャイログライダーのピッチ、ロール、またはその両方を制御する。 テザーをタンクの中に横たえるために右回りまたは左回りに回転するパワーローラと本発明によるロープのタンクの格納デバイスを示している。 タンクへのテザーの落下距離を最小限に抑えるためにセンターピラーを上昇させるたり低下させるパワーローラーと本発明によるロープのタンク格納デバイスを示している。 重心(COG)飛行安定性を制御するために水平尾翼下に重心移動と上下交代にする水平スタビライザーを備える本発明の一実施形態に係るジャイログライダー装置を示す。 着陸/ビル、バージや船に配置される可能性がある単一のフィクスチャで離陸または着陸するために、本発明に従ってジャイログライダー装置を可能にする起動フィクスチャを示している。 本発明の実施形態による、2本のブライダルを持つジャイログライダー装置のロール制御を示している。 生成された安定電力を出力するフライホイールとクラッチが設けられた、本発明に係るジャイログライダー装置を示す。 クロス風時の巧みな操縦がある場合とない場合の本発明によるジャイログライダー、が経験する相対的な風の比較のグラフィカル表現を示している。 横風時の巧みな操縦中に、本発明対時間に従ってジャイログライダーのローターバンク角のグラフィカル表現を示している。 横風の巧みな操作中に、本発明対時間に従ってジャイログライダーのローターピッチのグラフィカル表現を示している。 横風の巧みな操作中に、本発明によるジャイログライダーのダウンレンジ対クロスレンジのグラフィカル表現を示し、そして 横風の巧みな操作中に、本発明によるジャイログライダーのクロスレンジに対する態度のグラフィカル表現を示している。
本発明の構成要素として一般的に図面の記載で説明されているように、配置され、異なるさまざまな構成で設計することができは容易に理解されるであろう。このように、図面に示される本発明のシステム及び方法の実施形態の以下の詳細な説明は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の様々な実施形態の単なる代表である。本発明の図示の実施形態は、ここで、部品のように全体のような符号を付して、図面を参照することによって最高に理解されるであろう。
Autogyroの航空機は、米国の特許番号5301900Groenet.al.に、かなり詳細に説明されている。その特許は参照として、本明細書に組み込まれている。同様に、デラシエルバ、ピトケアン、Barltropおよびその他の多くの特許は、風力エネルギーをキャプチャしようとした。
本発明の実施形態を添付図面を参照してここに説明されている。この仕様書における用語”風”は、空気、湿気を含んだ空気や水を含む液体として現在で流体を参照するために使用される。
図の1ー21を一般的に参照しながら、図1を参照すると、少なくとも1つのジャイログライダー12は、テザー14によって固定されている。仕様書に規定するジャイログライダー12ジャイログライダーのシステムを形成、または複数のジャイログライダーを意味する。テザー14は天然または合成材料から形成されている。テザー14はロープにスチール・ケーブルまたは合成高分子繊維編組である。例えば、ダイニーマ(登録商標)ブランドのコードは、異なる直径のロープに編みすることができる。超高強度、デュポンのM5のロープとカーボンナノチューブのロープのような超高熱と炎抵抗の繊維は、テザーとして使用することもできる。このような材料は、非常に長寿命、耐久性、高強度、適切な耐磨耗性を提供し、大幅に軽量スチールのケーブルよりも重量などを持っている。
テザー14は好ましく、テイクアップデバイスやリール、スプール、綱車の形、などが挙げられるキャプスタン16に巻かれている。キャプスタン16は、テザー14のラインで取り込み、レイヤーで体系的にかつ均一にそれを敷設するためのメカニズムを提供するように適合されている。ワイヤとケーブル業界や釣りのリールのデザインで洗練された技術は、整然とした、そして取り外し可能な方法でスプール、滑車、またはリールにラインをリーブイングの問題を扱っている。
ロープタンク”、テザーストレージの”ロッククライマーや火災の救助ロープバッグ”の概念は、バッグの中から供給され、引き出されるロープのための非常に小さな開口部を正確にサイズの完全密閉バッグであるロープのバッグが含まれている。100メートルロープが小さい開口部に供給されている場合、それはもつれさせず、同じ穴から引き出すことができる。穴の中で供給されたロープの拳端が引き抜かれる最後の端になるように、ロープはバッグの中で整えられる。
従来のロープ/テザー保存方法は、ロープがきれいな列に下へ置かれ、ツイストされない保証するレベルワインダーメカニズムを持つ大規模な回転スプールにテザーを包むことを含んでいる。本発明に従って、ジャイログライダー装置で使用する場合は、既知の伝統的なテザーの保管方法は、複数の問題をモータらす。まず、本発明のすべての実施例では、テザーは、電源を生成するために使用される回転動力に高いラインの張力を変換するために、キャプスタンの周りのいくつかのラップを通過する。キャプスタンはモータがテザーを巻き戻し、ここで、逆に使用されている。キャプスタンによって巻かれた後、ラインは少し張力の左を持っている。テザーの約10kmの全長は25,000キロまで重量を量る。テザーは、当該分野で公知のようにレベル巻きメカニズム付き大型スプールに巻かれている場合、キャプスタンを残した後、スプールは非常に大きい必要があって、また、慎重に40km/時間までの速度でこの重量のすべてを内外に巻くための多くの電力の消耗に帰着する。従来のロープの保管方法が現在の発明のジャイログライダー装置の中で使用される場合、勢いにブレーキをかけることはさらに問題である。
本発明にしたがって、ロープのタンクは図22Aおよび22Bに示すように、先行技術の上記欠点を解決するために想定されている。テザー14はキャプスタンウインチ16を介して実行されるとハイ張力が削除された後、テザー14は、重力の助けを借りて丸い円筒形タンク2に格納される。テザー14は、パワーローラ、プーリー、ガイドの助けを借りてタンク2に供給される。タンク2の周囲を正確にテザー14の自然な巻取り径は、わずかに大きくなるように予め決められている。例えば、5cm厚テザー付きタンクの自然な巻取り径は直径1.5メートルである。だから、タンクが1.6メートルを持つように設計され、直径とタンクの高さ(高さ10メートルと言う)が格納されるロープの量のために適切であると判断される。円筒形の壁と中央の柱4は大きい1.6メートルの直径のタンクに同軸提供されている。センターピラー4は、それがタンク2の下へ置かれるとともに、テザーの倍バックまたは図8を防ぐために、約0.5メートルの直径を持つように設計されている。
タンク2にテザー14を引き込む、または“戻す”パワーローラ6は、センターピラー4の約上に提供されている。図22aに示す実施例に従って、パワーローラ6は、2つのシリンダーの間に空隙を介してテザー14をフィードまたは引き出すために右回りまたは左回りに回転する。シリンダーは地下にまたはタワーやブイや船舶の一部として提供されている。
アウトバウンドパワーストロークが始まると、良い電力伝達のためにテザー14は、パワーローラ6がキャプスタン16に張力を保ちながらタンク2の背面に引き出される。インバウンド巻き戻しのストロークのために、キャプスタン16はテザー14を引き下ろし、パワー・ローラー6はキャプスタン16のバック張力を保つだけでなく、循環的なパターン中のシリンダ2へテザー14を下へ吐く。このテザーのストレージシステムは非常に少ない電力を使用している。タンク2とセンターピラー4の壁の側面は、テザーによる摩擦と発熱を最小限に抑えるために、テフロンまたは他の摩擦を縮小するコーティングがされている。したがって、熱放散が速く、運動量が実質的に存在しない。テザーの引き出しやリリースは、このように瞬時に反転させることができる。本発明に従うロープのタンクは、テザーを格納するために非常に簡単で経済的な手段である。放熱が考慮されているので、テザーの寿命は、貯蔵手段によって補償されない.
図22Bの中で示した実施例に従って、パワーローラ6とセンターピラー4は、テザー14が、パワーローラ6からタンク2の底部に定住する落下距離を最小限に抑えるために、ロープタンク2の内部に上げたり、下げたりしている。短いテザーの落差の距離を保つことにより、テザー14のもつれの可能性は大幅に削減される。
コネクタ17は、物理的にコンバータ18にキャプスタン16を接続する。コンバータ18は、キャプスタン16から回転エネルギーを、コネクタ7を介して典型的に適切に伝達形、保存可形、または両方に変換できる手段である。したがって、コンバータ18は、発電機、油圧モータやガス圧縮機である。コンバータ18が発電機の場合は、キャプスタン16で納入回転式電源は、地方、州、または国の電気配電インフラの電力網へのバック導入に適した電力に変換される。
システム10は、テザーの14で作成した張力に対してジャイログライダー12を上向き飛行することによって動作する。従って、距離によって作動する力はエネルギーを作成する。一定期間に供給されるエネルギーの量は、電源を構成している。コネクタ17は、テザー14の張力とキャプスタン16の回転運動に基づいてコンバータ18に電力を供給する。従って、そのリフトのおかげで飛行ジャイログライダー12は、変換器18の抵抗値に対するキャプスタン16によりテザー14の配当性向に基づいて、電源として配信されるテザー14に力を適用する。
コンバータ18を逆方向に働かすことを通じて、ジャイログライダー12はデザー14に巻き取られる。例えば、仮にコンバータ18が1つの電動発電装置だとしたら、電流が供給された場合にコンバータ18は1つのモータとして働き、機械の力がかけられた場合にコンバータ18は1つの発電機となり、また発電状態において電気で負荷が連結され、装置の運転から電気を引く。コンピュータ制御機構を使用して、或いは自動操縦装置状態においてジャイログライダー12が操縦される。操作(モータ状態及び発電状態)を周期的に交替し、1つの状態においてコンバータ18は1つのモータとして働き、同時にジャイログライダー12における自動制御はジャイログライダー12を下の方へ有効に操縦し、デザー14の張力を最少に維持する。
そのように、デザー14へのあげられた1つ或いは複数のジャイログライダー12から加えられたデザー14での比較的な大きな張力はエネルギーのネットゲインが発生する原因である。従い、そこへ力をかけ、デザーに保有された比較的な軽い力と比べて、キャプスタン16におけるデザー14を逆方向に働かすために1つ、或いはもっと多くのジャイログライダー12が地球から近いところに戻し飛行される。
そのように、デザーライン14のペイアウトを通じて1つの比較的な大きな力が供給されて、パワーを提供する。ジャイログライダー12のもうひとつの上げ飛行の準備に比較的少量の力がキャプスタン16におけるデザーライン14の巻き取りに使用される。
図1の示す実施例では、風20の方向が大体地球表面に対して操縦平行線と見なされ、ジャイログライダー12は例によって調整されて、通常、風20の方向「のなかに」飛行するように定められる。
ジャイログライダー12には1つの固定翼機を含まれる。本発明の優先実施例において、各ジャイログライダー12は1つの回転翼を含み、ローター22と呼ばれる。スピニングでローター22が働き、自動回転を引き起こす。ローター22はローテーション28の平面の周りの平面地域で回転する。実際的に、複数のローターは適応性を持つ可能性があり、そうしてそれらが時にはある程度の円錐形で働くことができる。
一般的に、デザー14は方向24にわたる。ジャイログライダー12は最大の上げ位置で働き、デザー14をキャプスタン16から引き出すため、方向24aはデザー14のペイアウトの外部の方向を表す。方向24bは最小の張力を負ってデーザ14が巻き取る方向を表し、同時にジャイログライダー12は最小のリフトで下へ飛行する。
実際的に、方向24は経路に沿って少し変わるかもしれない。デザー14には重さがある。従って、デザーは直線に沿って移動するのではなく、ただしカテナリーみたいつりさげる。それにもかかわらず、デザー14に沿って全てのポイントでは方向24が確立される。
デザー14の方向24とある基準、例えば地球表面の間に方向24は角度26の確立を手伝う。従い、風方向20はデザー方向24で角度26を確立する。そうして角度26は関連する風方向20との関係を明確する。
ローター22及びローテーション28の平面は例によって風20の方向と角度30を構成する。従い、ジャイログライダー12は正角度30を依頼し、空気をローターに通過し、そうしてローター22は空転或いは自動回転をする。風が船の帆を取り扱う方法で、風20によるローター22の自動回転はローター22の各ブレード32(図2)を取り扱う。風は方向を変更し、風が偏向された方向と反対の方向にブレード32(図2)の移動を刺激するために、純運動量は風20によるブレード32(図2)へ移転する。
そうして、各ローター22の個別のブレード32(図2)の回転は各ブレード32(図2)にネット速度を与える。各ブレード32(図2)は一個の翼型のように構成され、ブレード32の下での空気の流れよりブレード32の上での空気の流れを速くする。ベルヌーイ効果によると、ブレード32の底部より頂上の圧力は小さく、ブレード32への上げ力をもたらす。従い、各ローター22は風車のように、風がローター22の下方からその上方を通過することで前方へ移動される。
図2を参照すると、ローター22のブレード32は例によってローテーション28平面の付近の平面で回転する。ローターブレード32は低い速度で回転する場合、入ってくる風20はブレード32のピッチ或いはアタックのブレード角度を変える。従い、仮にローター22はちょうつがいで自由に運動範囲に全体わたって動くことができるブレードなら、平面ではなく錐面を構成する可能性がある。
それにもかかわらず、ローターブレードの全てのポイントが特有の平面で回転すると考えられる。そうして、図2のブレード32を見ると、前方にある方向36はブレードが移動するところでローテーション34の軸と一緒にブレードが回転のコースで移動する後退方向38と対抗する。
そうして、ブレード32の下方の入ってくる風20はアタック40のブレード角度を生じ、入ってくる風に関するブレード32のローカルピッチを描く。アタック40のブレード角度が風方向20に関する翼弦方向42と考えられる。角度40はアタック40のブレード角度を確立する。
ベルヌーイ方程式で述べられたように、ベルヌーイ効果に基づき、ブレード20上の風20の旅はブレード32の上の方での圧力の減少を生じ、こうして揚力を引き起こす。風20も固定の引きずり力をアサートし、ブレード32に対抗すると同時に、揚力46は上向きに働く。そうして、揚力46は実質的にそこに垂直に働き、ブレード32を上げる傾向がある同時に、風20の方向での引きずり力によりブレードが決定される。
一般的に、風が地球のナップのうちにオペレーティングすることと考えられるので、地球と一緒の水平面で働く。図2において、重力はブレード32のローテーション34及びローター22の軸と一直線をなすことではない。もちろん、ブレード32は例によって重力48は図2に示すどおりに働き、ブレード32が入っている風に関するアタック40の正角度に向かれるだから。その風はブレード32の底部或いは前面から来なければならない。
合力50はブレード32でのネット力となり、また2、4、5或いはもっと多くに関わらず、別種ブレード32での力50の組み合わせは最大の力を生じる。ジャイログライダー12の飛行方向は普通に入っている風50に逆らう。この原因で、風方向は大体に地球と平行である。
例えば、航空機は地球表面に対する海抜で飛行する。自由の飛行中のジャイログライダーにおいて、テザーがない場合、揚力の原因でネット合力は向上するが、後方は、運動の方向と反対し、引きずり力を生じる。自由飛行中の航空機においては、引きずり力は飛行機の前或いは後ろにあるトラクターモータの力で抑えられる。本発明によりデザー14は、そのうちの張力は力を提供し、揚力46、及び引きずり力44を提供する。応じて、合力50はャイログライダーを上げることと、デザー14での張力をサポートすることができる。
図3を参照すると、ジャイログライダー12がフレーム或いは機体52に供給される。一個のフレームは大体に一個のロード、設備のためにささえる。外殻が提供された場合、このようなフレームは機体と見なされる。しかし、この仕様書にフレーム及び機体が交替に使用され、また普通には数字52で表示される。
本発明の実施例によって、フレーム、或いは機体52は翼板或いは方向舵54及びエレベータ56を含む。方向舵54は縦の翼板のように働き、一方エレベータ56は水平の翼板のように働く。
方向舵54を装着することで、エレベーター56、或いはブーム58(図4)の近い先端の両方に上がることを通じて、ブーム58(図4)の反対端がフレーム或いは機体52により近い固定されたことで、各の縦の翼板54及び水平の翼板56はより大きな“てこの力”を得て、機体或いはフレーム52を風20及びローター22に対して向かせる。ある実施例では、ローター22はマスト60(図4)上、或いその付近で回転する。マスト60(図4)はローター22を機体52に固定するよう働く。
ローター22は回転翼のように働くので、マスト60を通じて伝達されたパワーがいらない。従い、ローター22はマスト60のインナーレースに固定されたベアリングで回転する(図4)。或いは、マストはベアリングのシステムにおいて支持されるので、マスト60(図4)自身はローターブレード32と一緒に回り、いっそう回転することができる。
図4によると、同時に図1−21も参照し続け、多数のジャイログライダー12はデザー14に連結される。それぞれ異なるジャイログライダー12はデザーに「糸をかける」ことをされる。各のジャイログライダー12がそれをデザー14に固定することを通じて高く飛ばされ、また前に打ち上げられたジャイログライダー12により上げられる。
通常、各ローターのブレード32のアタック40のブレード角度は自動回転を促進するように十分小さいか負の角度に設定される。それ以来、ローター22は適切な速度で回転し始めるので、ブレード32はローテーション28の1つの回転面でまっずぐに伸ばす傾向があり、各ブレード32は選択されたアタック40の角度で働く。
個々のブレードの攻撃40の角度は、そのブレードに空気をオーバフローさせて適用される揚力46を制御する傾向がある。アタック30のローター角度の増加は、入って来る風20にロータ22の大きな投影面積を提示することによって、抗力が増加する傾向がある。したがって、オートローテーションを開始するために、地面に近いジャイログライダー12は風の方向に投影されたローターの全体の面積に相当するアタック30に大きい角度を提供するために傾いている。
実質的に、テザーに接続された複数のジャイログライダー12は各リフトオフされているか、または上向きに飛ぶ必要がある、その後、別のジャイログライダーが起動される。ジャイログライダー12の配列は、水平面に沿って設定されている場合は相対的に、上向きまたはそれ以上の隣接するジャイログライダー12はそれ自体、次隣接ジャイログライダー12の間のテザー14の張力を増加するので、それぞれが、その横に位置し、後続のものを持ち上げることができる。その後、より低いか同程度の低いジャイログライダーが持ち上げられる。オリエンテーションなどのいくつかの困難は、正しいオリエンテーションを維持し、ジャイログライダー12に適用されている、突然な負荷を最小限に抑えるためにプラットフォーム、発射メカニズム、などを提供することによって解決されている。
それにもかかわらず、アタック30のロータ角度を制御することにより、オートローテーションは、正確に水平になる回転34の理論的な軸の周りにブレード32が回転するとき開始される。それは事実上現実的なシステムで使用されている風車として機能する。したがって、回転34、回転34の縦軸の横軸の間のどこかに、下記のそこに入ってくる風20により駆動されるオートローテーションを開始するためのロータ22の適切な起動角度が存在する。
ロータ22は、その角速度を増加すると、アタック40の刃の角度が低減され、攻撃30のロータの角度も小さくなる。このような”デルタ”ローターの概念、攻撃30のロータの角度、攻撃40のブレード角度のなどはいくつかの実施例で連結されている。他の実施例では、アタック30のロータの角度は、攻撃40のブレード角度から完全に別個に制御される。
テザー14に対して引っ張るジャイログライダー12の多様性は、結合した抵抗力44のすべてに対して、全揚力46のすべてに等しい累積的な力を適用し、それにより、そこに上に飛ぶジャイログライダー12のすべてによって適用されるようなテザー14上にネットの揚力50を提供する。
図5a〜図5Cを参照すると同時に、一般的に図1−21の参照を継続しながら、一実施例ではジャイログライダー12がジャイログライダー12のピッチを制御することによって指向である。図5Aに示すように、例えば、攻撃30のロータの角度が入ってくる風に対してゼロ以下の値にダウンすることがある。この構成では、ジャイログライダー12はゆっくりと空からドリフトする。唯一のリフト力は、ロータ22のブレード32上を通過する空気の結果として、回転翼やロータ22の回転のおかげでとなる。また、図5Aに示すハブ62はジャイログライダー12のフレーム52または機体52に対して回転するように動作する。ブレード32の各々とハブ62との間のピボット64は、各ヒンジブレード32の”フラッピング”モーションを提供している。したがって、各ブレード32はハブ62に対して所望の角度に上昇する。
ピニオンまたは平歯車68は、ジャイログライダー12のピッチを変更するためにトラック66に沿って動作する。この実施例では、航空機のピッチは、ハブ62の方向を制御する。したがって、アタック30のローター角度に結合した場合、アタック40のブレード角度は、ジャイログライダー12のピッチングの影響を受ける。
例えば、図5Bを参照し、イラストで示された姿勢では、入ってくる風20の方向は、ロータ22を通って上方に吹き抜ける。十分に高速で、遠心力は、ブレード32を強調し、ハブ62から正確に直接に伸びるように動機づける傾向がある。図5Bの実例では、風20はローター22とそれに関連付けられているブレード32を上方向に通過する。したがって、入ってくる風20は、ブレードを自動回転させる傾向がある。アタックまたはブレードピッチ40の彼らの選択したブレードの角度に起因するブレードは、その後、ベルヌーイ効果の直接の結果として、フレームや機体52上のリフトを及ぼし始める。ピニオン68は、トラック66に沿って移動するサーボによって運営され、それによりジャイログライダー12のアタック30のロータ角度を制御する。
図5Cを参照すると、システム10の一実施例ではジャイログライダー12は、極端な姿勢でロータ22を投げている。例えば、ヒンジブレード32はとハブ62との間のピボット64でピボットする。したがって、遠心力がダウンしてゼロ回転速度と遅い回転速度により小さい場合は、ブレードに作用して抵抗力44は、馴染みの回転28面ではなく、コーン加工用の形状の多くにピボット64でブレードに”偏向”または持ち上げる、また風車のようにそれらを周りに押す。
したがって、トラック66に沿って作動するピニオン68は、入って来る風20に関して非常に険しい姿勢でのジャイログライダーを投げて、それにより、ロータ22、あるいはード32の”風車”あるいは自動回転を引き起こす。ジャイログライダー12のフレーム52から離れてピボット64の上で32ブレードの上昇がブレード32の各々のピッチ40の変更角度に帰着する。したがって、アタックの正の角度のない状態で、ブレード32は、入って来る風20からの運動量の移動に応答して、単に自動回転(ボートや風車の帆のように)しながら、ネットの揚力46を提供しない。ロータ22の回転速度または角速度が増加すると、ブレード32は図5Cの姿勢から図5Bの姿勢に、速度を増加している。遠心力は、ジャイログライダー12のハブ62から離れて、完全に拡張してブレード32を保持する。図5に図示した実施例では、舵54はフレーム52とロータに適応させるために動作する。
図の1−21に、一般的に参照継続しながら、図6を参照し、本発明によるシステム10の別の実施例は、レール66に沿って動作するピッチコントローラー70に依存している。レール66は歯が提供されているかあるいは滑らかである。どちらのイベントでも、コントローラ70内のローラーやピニオン68はフレーム52のレール66に沿ってコントローラ70を前後に移動させるために動作する。
図5A−5Cで説明された実施例では、テザー14に対する舵54が排他的にジャイログライダーの12をピボットする。それとは異なり、図6の実施例では、テザー14はジャイログライダーのロール、を制御する別のコントローラ72を備える。コントローラ70は、ピッチコントローラである。ロールコントローラ72は、ピッチコントローラ70との間に伸びるトラック76に動作する。フレームは長さやピッチの制御に使用されているトラック66の周囲を確立するフレーム52の前部と後部との間の広がり角71を維持する。同様に、ロールのトラック76に沿ってロールロールコントローラ72の動作により、フレーム52の左右の部分の間の角度74はロールの制御を提供するために、広がり角度として働く。図示の実施例では、ブレードのピッチ角40または攻撃40のブレード角度はジャイログライダー12に設定してもよい攻撃30の他のローターの角度から独立して確立される。
図示の実施例では、アタック40のブレード角度はロータ22が自動回転することを保証するために、各ブレード32に設定されている。その後、アタック40のブレードの角度は、ブレード32がジャイログライダー12の飛行の同じ方向に前方に進んでいるときに、回転ブレード32の前縁77に対して入って来る風20に対してネットの正の角に増加される。
ジャイログライダー12はテザー14に束縛されている場合、前進ブレード32は、流入する空気流中を飛んでリーディングエッジ77を持っている。その間に、別のブレード32は、ブレード32の正味の相対的な空気の速度がフレーム52に対して進むブレード32のそれぞれの速度と入って来る風20に対してジャイログライダー12の速度のコンビネーションであるので、異なる相対風で後退して、後退ブレード32である。同様に、後退ブレード32は、図2に示す後退方向38に移動する。ブレードの速度はジャイログライダーに対して負のときに、ジャイログライダー12の速度は、入って来る風20に対して正である。
図示の実施例では、舵54およびエレベータ56は風へ飛ぶジャイログライダー12を適応させるか整えるために使用される。しかしながら、回転制御72は航空機、およびその関連するローター22の横方向の姿勢を制御するために使用される。その間に、航空機のローターアタック角30を確立するために、ピッチコントロール70はレール66に沿って作動する。述べたように、図6の具体化は、個別に各々のブレード32の攻撃40のブレード角度を変化させるために、ローター内または、ハブ62に取り付けるコントローラを含む。
特定の実施例では、マスト60には、球面軸受、ブッシングあるいはハブ62のメイン・ベアリング会議内のジャーナルが提供されている。したがって、特定の実施例では、ハブ62はジャイログライダー12の構造52から離れて、ローター22が回転のそれ自身の適切な角度を求めることを可能にするかもしれない。
例えば、最先端77は、入って来る風20に対してより高い相対速度で作動する傾向があるので、それはより速く上昇するかあるいはより大きな程度まで上方へ飛ぶ傾向がある。前方に動いているか前進ブレード32に対しての相対風速度は、航空機フレーム52に対してのブレード32の相対速度を加えた、風20に対するジャイログライダー12の速度である。したがって、ジャイログライダー12の前進速度は、回転し前進ブレード32の前進速度を増す。
対照的に、後退ブレード32は、後退ブレードに起因する線速度(半径の角速度)を引いて、航空機フレーム52の前進速度の入って来る風20に対してネット速度を持っている。実際問題として、ジャイログライダー12に対しての後退ブレード相対速度は、逆方向での速度である。それは、航空機フレーム52の前進速度からこのように引かれる。したがって、各ブレード32の上の任意のポイントの回転速度は増され(前進ブレードのために)、ジャイログライダー12のフレーム52の前方の対気速度から(後退ブレードのために)引かれる。したがって、前進ブレード32は、より高く上昇する傾向があるだろう。その一方で後退ブレードは、より低く上昇する傾向があるかもしれない。マスト60に対してより低い角度で下方へ伸びる、後退ブレードと共に、前進ブレードをより高い角度で上方へ伸びさせておくフレーム52に関して特別の姿勢にローター22が回転する傾向がある。
マスト60の上のマウント79は、増大する様々な制御装置、通信装置など用のプラットフォームを提供する。例えば、あるブレードピッチ制御機構はマウント79に接続される。他の実施例では、そのようなブレードピッチ制御機構は、ローター22およびブレード32で回転するためにハブ62に直接接続される。
発明に従うジャイログライダー12の1つの実施例では、図7を参照して、トラック66には前方の部分66aおよび後部の部分66bが提供されている。トラック66の前の66aおよび後部の66b部分の間で、はるかに小さな半径がある移動止めか不況地区がある。したがって、ジャイログライダー12の構造52には、範囲14によって抑制された時、特にその特定の方向を好んで、優先の位置が提供されている。図6の実施例と同様に、図7の実施例ではブレード32の各々用のリーディングエッジ77および後縁78がある。リーディングエッジ77は、比較的切り立つ(鈍い)傾向があり、対照的に、後縁78は、非常に薄く、かつ鋭い傾向がある。抗力を最小化している間、この配置は、翼か回転翼の航空力学(特に揚力を提供するに違いないもの)によって指示される。
図6の実施例と同様に、コントローラー70および72は、トラック66に沿って操作するべき適切な車輪あるいは歯車68を含む。しかしながら、本実施例では、トラック66の優先の”低スポット”は、掲載指定位置、維持された長期に航空機を託す傾向がある。もちろん、恵まれた位置は、入って来る風20に対して異なる角度で構造52およびローター22を投げるためにコントローラー70および72を操作することによりオーバーライドされる。
別の実施例では、図8を参照すると、ヒンジロータ22のデルタ型は、ハブ62とブレード32の間にピボット64を採用する。ハブ62の中心から伸びる半径を基準にして傾斜している経路に沿って拡張するためにピボット64の各々を構築することで、アタック30のロータの角度は、アタック40のブレード角度に結合されている。
ジャイログライダーのハブ62は、ローターの回転とマスト60の間の縮小された摩擦を提供する関係を含んでいる。そのベアリングには、それのマスト60の回転か不足に対して本質的に操作された、内部のレース82が提供されている(ベアリングの詳細に対しては図−1411を参照)。内部のレース82はマスト60に対してかなりの回転をしていない。ベアリングローラー、スラストベアリングローラーになるかどうか、ボールベアリング、ティムケンのベアリング、などインナーレース82及びそれを含むアウターレース86との間に動作する。
したがって、一般に、ローラー84がその間に回転する間に、アウターレース86がインナーレース82に対して回転するとともに、ベアリングは動作する。代替の実施例では、その一方で相対運動の摩擦を縮小して、ベアリングローラー84がその間に回転している一方、アウターレース86は固定し続けているともにインナーレース82は回転する。本発明の実施例で、構造52に対して本質的に固定して、ローター22がマスト60に対して作動するところで、アウターレース86は構造52に関して移動する。その一方でインナーレース82はマスト60に対して本質的に固定し続けている。本発明の別の実施例に従って、球面軸受はローターハブ62を進めるブレード32の飛ぶ傾向、および後退ブレード32が互いに関して下へ飛ぶ傾向用の必要な回転角度を提供するために回転することを可能にする。
図8を参照して、軸車22の回転の方向81は、回転方角81に個々のブレード32の回転を表わす。最初の飛行の姿勢では、低速で、個々のブレード32は上方へあるいはピボット64に対する、地面あるいは拘束された方向から離れて上がる。図7−9の実施例では、ハブ62は、ベアリング80が本質的に固定されるマスト60上のマウント88を含んでいる。マウント88は、球面軸受またはピボット、として製造され、この周りにベアリング80がピボットするが、回転しない。その間に、攻撃30のロータの角度が始められるとともに、ロータ22による同等に遅い回転は、それらをテザー14から遠ざけて上げるために回転翼32に対して行動する抵抗力44に帰着する。したがって、ピボット64は、個々のブレードに風車への32を可能にする。しかしながら、ピボット64に対するブレード32の回転際、攻撃のブレードの角およびローターのコーニング角度の両方は影響される。
例えば、ハブ62に対して任意のブレード32の先端の揚力により、ブレード32は、円錐状スイープではなく、平面スイープで回転する。また、ブレード32はピボット約64ピボットするときに、半径およびピボット64の1つの軸とのなす角度は、各ブレード32の攻撃40のブレード角度で一定のねじれや変化を引き起こす。したがって、飛ぶかあるいは入って来る風20の抵抗力44によって漂流するブレード32のどんな傾向も、アタック40のブレードの角度を減少させる傾向があり、それにより、ブレード32およびロータ22の回転か自動回転(時々風車状態と呼んだ)に入れられた、入って来る風20のネット運動量移動を増加させる。
I図8の実施例では、アクチュエータ90は、可動要素92、および、実質的ジャイログライダー12のフレーム52に対して固定されたハウジング94を含んでいる。ここで、フレーム52はテザー14に対して安全になった単なるチューブより少し多い。したがって、アクチュエーター90は、ベアリング80の内部のレース82に固定されて、可動因子92の拡張によって、ブーム58を回転させる。従って、内部のレース82はマウント88に対して旋回され、それにより、全体のロータ22のピッチ30を変更する。
アタック30のロータ角度はベアリン80およびハブ62のピッチングにより修正される。ハブ62はマウント88に旋回される、あるいは、図5−7に説明されるように、全体フレーム52が旋回される場合、ピッチング方角に、あるいは攻撃30のロータの角度を修正するために、風は、ブレード32の各々の下側に対するより多くの抗力を示す。その間に、舵54のような垂直の翼もフレームに接続される。したがって、ベーン54は、フレーム52およびロータ22によって卓越風の中で表わされるジャイログライダー12のオリエンテーションを維持する。
通常は、個々のブレード32のプロファイルまたは断面95がブレード32の長さに沿って延びるスパー96を含む。スパー96は、ブレード32内の曲げ力に対して剛性を提供する。特定の実施例では、ブレードのプロファイルまたは断面95は固体である。しかし、ほとんどの航空機では、ブレード32は、重量を最小限に抑えるために、必ずしも中空である。したがって、スパー96は、翼あるいは回転翼32の弦を適切に二分するか細分する。
弦は最先端77から後縁78までラインを伸びることを表わす。弦に沿ってブレード32の剛性は、一般的にブレード32のなどの皮膚、肋骨、およびに組み込まれている。対照的に、曲げ力は、通常、スパー96はそうでなければ各ブレード32の上面に作用するリフト力46によって課される曲げ荷重をサポートする必要とする。図9を参照すると、本発明の別の実施例にしたがって、ジャイログライダーの複数はその長さに沿って一連のテザー14の上にスレッド化されている。テザー14の適当な長さは、隣接するロータ22を分離する。それにもかかわらず、フレーム52は、テザー14にジャイログライダーを確保するためにテザー14に固着された装着単純な管状構造で構成されている。図10を参照すると、ジャイログライダー12のフレーム52は、プラットホーム100が提供されている。前の実施例でプラットフォーム100は、フレーム52の上部にほとんど見えない。フレーム52の残りの構造に固定された上側のプラットフォームのごく一部は、ローターハブ62の下に見ることができる。
対照的に、図10の実施例では、フロントエンド103からバックエンド101に延びる細長いプラットフォーム100を含む。フロントエンド103に近いプラットフォーム100の地域はピボット102周りでピッチする。このように、ピッチ角30またはアタック30のロータの角度は、必ずしもジャイログライダー12のフレーム52の角度や姿勢をピッチングすることなく、変更されます。スプリングなどのようなバイアス元素104は、フレーム52の残りの部分に対して特定の姿勢に、プラットフォーム100を促すように動作する。
フレーム52でストップは、図10に示すように略水平の位置以下に低下プラットフォーム100を抑制する。しかしながら、抵抗あるいはバイアス・メンバーあるいはスプリング104を促すことに対して、プラットフォーム100のバックエンド101はロータ22が回転する回転の軸34によって確立されたアタック30のロータ角を変更するために構造52の残りから離れて持ち上げる。
プラットフォーム100は、距離106に回転34の軸を置いて、ピボット102から離れて伸びる。この距離あるいは長さ(L)106は、ピボット・ポイント102間のオフセット106を表わす、どれによって回転軸34は、通常フレーム52およびロータ22の実際の回転軸に通過するだろう。その間に、プラットフォーム100の回転の拡張方向105は、ハブ62およびロータ22の回転28の飛行機をオフセットする。回転28面はピボット102または中立位置やプラットフォーム100の水平位置より上に変位されることで、この距離は108が垂直方向のオフセット距離108(D)である。ローター22の抗力とリフトの比率は距離(D)108に対して距離(L)106の比率に反映されている。したがって、引きずるべきリフトの比率は、垂直の置換108への長さ106オフセットと同じ比率である。
図の11−14を参照すると、ハブ62およびピボット64の様々な実施例が採用されている。同様に、他の様々なアクセサリーは、本発明に従ってジャイログライダー12に実装されている。例えば、図11の実施例では、方向81に回転するロータ22は、最先端の77を含んでいる後縁78よりも小さい半径で実際に旋回する。これはブレード32に沿ってハブ62の中心から半径に垂直であるより、むしろピボット64が傾角されているからである。各ブレード32のコード109は、半径111に垂直に位置する。
したがって、ピボット64の角度が弦と平行ではないので、ピボット64から弦109までの半径は、後縁78に沿った、ピボット64と弦109の間で、最先端77に沿って同等により短くより長い。したがって、人は、ピボット32がピボット64の周りに旋回するから弦109がアタック40のピボット角度を変更することが分かる。
常に、ピボット64およびハブ62に関して上向きの(ページの外)ブレード32ピボット、最先端77は、より小さな半径あるいはピボット64と弦109の間の距離上で作動する。したがって、上向きの運動では、後縁78は、弦109とピボット64の間のより大きな半径に対応するより大きな距離によって掃く傾向がある。
ハブ62から上向きで、ブレード32が円錐形にされる場合、この操作は、アタックのより大きな負の角度に備える。ブレード32がそれぞれハブ62を通り抜ける飛行機で水平に回っている時、各ブレード32のアタック40の低角度は存在するだろう。したがって、アタック40の翼角は、ピボット64とハブ62に対して、各ブレード32の回動に結合されている。
もう1つの実施例よれば、図12を参照すると、発電機110は、運用ジャイログライダー12に関連する計装と制御装置を操作するために必要な電力、およびそのロータ22を提供する。例えば、上下ジャイログライダー12を飛行する自動操縦装置を操作するための電力は、発電機110からオンボードの電気によって提供される。発電機110は、1レース82、86、反対レース86、82に取り付けられた磁石に対して固定されたコイル112を配置することによって実装される。実質的に、磁石114は傷電磁石または永久磁石である。巻線112は、巻線112に電流を作成するには、マグネット114によって作成された磁場を介して渡される。従って、したがって、発電機110はジャイログライダー12の上で様々な器械使用、コントロールなどに電源を供給するためにローカルのバッテリなどに電源の一部を供給する。
さらに別の実施例に従って、予備電力を立ち上げ、望ましくない条件下で着陸などのために提供される。従って、ジェット116は、ブレード32の極度の外側の端近くに配置されている。ジェット116はジャイログライダー12のローター22を回転させるよう必要に応じて、一時的に非風状態で、そのローター22下向きで特定のジャイログライダー12を飛ぶ、などが挙げられる地上局からのリモートコントロールによって活性化される。
図13を参照すると、図1−21、一般に参照し続ける間、本発明に従うロータ22の一実施例自体がハブ62からではなく、半径に沿って離れて延びているブレード32に固定されたピボット64を含む。
例えば、図13の実施の例では、ブレード32は、自身が実際にハブ62の中心から半径111を垂直に横切って拡張するピボット64に依存している。遠心力が半径111に沿ってブレード32を”まっすぐに”しようとすると、ブレード32は、曲げ応力を作成する。ピボット64及びブレード32の全体の長さは半径111とブレード32を揃えるために働くような曲げ力に抵抗しなければならない。
この場合、リーディングエッジ77は、再び後縁78と比較してハブ62の中心から半径111の短い値で動作する。したがって、この配置は、図11−12のように動作する。この中でコーン加工用の角度また、水平な平面の配置ではなく、円錐形の構成で持ち上げて操作するブレード32の傾向である。したがって、ピボット64に対するブレード32のそのように回転することによる攻撃40のブレード角度を達成する。
この場合、各ブレード32はピボット64によって接続されている98またはアンカー98スタブは、厳格にハブ62の一部として確保、固定要素として拡張している。図面5−13の実施例と同様に、図14を参照すると、アンカー98はハブ62に固定され、それとともに回転する。一方、ピボット64が回動自在アンカー98に、各ブレード32を保護する。ピン118は、各ブレード32に固定トラニオン120を確保するために、各アンカー98を通って延びている。図示の実施形態では、ピン118は、ハブ62の回転や軸の中央または回転34を介して半径111に垂直な方向に沿って延びている。
同様に、ローター22は、マスト60の周りに傾くよう形成され、そしてそのような球状ブッシングまたは球状のボールのコネクタとしてマウント88に固定されるようになっている。従って、ローター22のアタック30のローターの角度は、ブレード32のアタック40の角度から独立して制御される。
代替の実施例では、ピボット64、特にピン118は、ハブ62の中心から半径111に対して角度を拡張し、したがって、いかなるコーン加工用または各ブレード32の持ち上げとそのブレード32のそれぞれのアタック40のブレード角度の間の結合を提供する。同様に、ブレード32は、斜めの角度で拡張しながら、ピボット118は、図13の装置のブレードの同様に、ハブ62の半径111に対して垂直に拡張する。
図面15A−15Bを参照すると、ジャイログライダー12の一実施形態では、テザー14に固定されたフレーム52を含む。その間に、サーボ制御のピニオン68は、地上局をまたは地面に対してジャイログライダー12を確保する張力テザー14に対してフレーム52をピッチするためにトラック66(シングルトラック66、複数のトラック66、など)に沿って操作する。一実施例では、スプリング、拡張可能なバンドなどのようなバイアス要素124は、図15Bに説明されるような姿勢に、ブレード32を持ち上げるように動作する。
同様に図11−14に対して説明したピボット64で、攻撃40のブレードの角度は、ブレード32は、図15Bの比較的高い位置にあるときに負の値です。その間に、図15Bのブレード32の断面95は、図15aの配置を対して攻撃40の負の角度で飛んでいる。その間に、図15aの配置では、遠心力に応答して、ブレード32が下降し、ハブ62の回転34の軸周りの平面で動作する。このケースでは、テザー14がハブ62を介して通過すると表示されます。実質的に、テザー14はテザー14上の単一ジャイログライダー12で、フレーム52で、またはハブ62で終了する。
遠心力は、ハブ62およびボラード126またはその他の添付ファイル機構により、ブレード32との間に接続されたバイアス要素124のバイアスを、克服している。遠心力は、このようにブレード32は、実質的に平面構成で動作させる、バイアス要素124のバイアス力を克服している。図15aのこの構成では、アタック40のブレードの角度は最も正の値になる。
対照的に、低速の配置で、ブレードがちょうど静止または非回転位置から起動されたときに、つまりジャイログライダー12倍速のドライブが十分に遅い場合、または回転の速度が十分に遅い場合、ブレードの各32はバイアス要素124によって持ち上げられる。これは、風20がコーニング角あるいはローター22のコーニングを広げるのにはそれ自体、全く責任を負わない面を提供する。しかし、速度がブレード32を平らにするのに必要な遠心力を生成するのに不十分な場合は常に、バイアス要素124は非常に自動的に役立つだろう。したがっ、弾性要素というバイアス要素124は、遠心力によって制御され、受動的にブレードのピッチを制御する。
発明の別の実施例に従って、サーボアクチュエータというバイアス要素124は、積極的にブレードピッチを制御するようになっている。先発ローテーション(否定のAoA)のための風車状態あるいは自転用のわずかに正AoAのいずれかが達成されるように、ブレードの攻撃の角(AoA)は活動的にコントロールすることができる。
一実施例では、数値16から17を参照すると、構造体130は、ターンテーブル132をサポートしています。ターンテーブル132がジャイログライダー12の舵54が風20にジャイログライダー12の向きに十分な回転負荷を生成するように、摩擦を縮小するベアリングでサポートされている。
ターンテーブル132に依存されるかどうかにかかわらず、スタンドオフは、ターンテーブル132のレベルを超えてピボット136を高める。ピボット36上にデッキ140は、受動的または積極的に水平を対して、その姿勢(角度)を変更するように制御される。
例えば、図16に、ジャイログライダー12はフレーム52から伸びる脚や足138によってサポートされているデッキ140に静止に位置している。脚138は、フレーム52の一部であるか、または拡張可能な、永久的な、リトラクタブルなどかもしれない。起動するか、着陸時には、デッキ140は、飛行を開始または終了するために攻撃30の所望のローターの角度を提供するために傾いている。構造体130の標高によって、航空機のローター22は、地球の表面上に配置される。従って、ジャイログライダー12は攻撃力30の大きなローター角度を提供するため、航空機を起動するための傾斜デッキ140によって起動される。同様のプロセスでは、着陸時に発生する。
例えば、上述議論した制御システムは、攻撃30、攻撃40のブレードの角度、または両方のロータ角度を変えることでジャイログライダー12を下に飛びながらテザー114は、ジャイログライダー12を下方へに引く。航空機が下へ操縦されるとともに、テザー14の減力または張力が低下している。キャプスタン16は、テザー14に対してジャイログライダー12を持ち上げ、およびテザー14の最大張力を生成している時に航空機によって生成されるエネルギーよりもジャイログライダー12を取得するために、より少ないエネルギー出力を必要とする。
ジャイログライダー12がデッキ140に接近するとともに、脚138はデッキ140に触れてジャイログライダー12にデッキを適応させるか、あるいはデッキ140のオリエンテーションにジャイログライダー12を適応させる。最終的には、デッキ140は、ストレージ、メンテナンスなどのために平らにされている。
図24は本発明によるジャイログライダー装置は地上、塔上で、ブイの上に海で、船のいずれか一点で離陸または土地を可能にする着陸/起動する定具184を示している。この着陸のかまたは開始する定具184はを着陸/まは起動して走路の必要性がなくなる。フィクスチャのゼロ風の着陸は、約10ノットである回転翼の揚力を維持するのに十分な速度でテザー14に巻き取ることが可能です。本発明に従ってジャイログライダーのリフトが巨大であり、テザーの重さを最小になるように離陸は、10ノットのような小さな風で行うことができる。
起動/着陸定具184は、彼らは中空のターンテーブルの中心に位置する、ベアリングローラー200のあるスナッチブロック(非常に短い行のプーリ)188にも渡すとともにテザーの14と二つのラインのブライダルライン170を制約する脱落防止機構付きスロット186を備えている。本発明に従って、用語”ブライダル”はテザーのためのリギングの目的を果たす線やケーブルを示すために使用される。二つのブライダルライン170は、テザー14を形成するためにブライダルの結び目で収束する。キャプティブスロット186は、2つの支持アーム202を備えている。スナッチブロック188は、ジャイログライダーはテザーの14または複雑な回転機械のねじれなしで空の任意の象限に操縦することができる。スナッチブロック188の位置はちょうど中空ターンテーブル200の下に中央揃えして,テザー14は静止キャプスタン16、コンバータ18へのリードにすることができる。テザーの記憶手段は移動する必要がないと永久に下または着陸の治具184から任意の方向や距離に配置することができることを意味する。
本発明の実施例に従って、着陸/起動する定具を付く多数のジャイログライダーはテザーが一般的な発生とラインストレージステーションにテザー張力をモータらすために、ローラーやプーリーのシステムを使用して接地間でいくつかの距離(安全のためのパイプで)のために実行されていると一般的な発電設備を共有する。
したがって、図24に示した起動着陸の定具は、クレードルに適応し、重い着陸装置を必要とせずジャイログライダーを保持する。クレードルの安全性を残しジャイログライダーなく、ローターの攻撃の角度を変更するために、治具は上下に回転する。これは、ジャイログライダーが動力を供給するべきことを可能にし、リリースし持ち上がること前に、あ大量のリフトを作成する。あるいは着陸する場合、反対にローターの電力を落とし止める。キャプティブスロット186にキャプティブながら、ロールコントロールで飛ぶジャイログライダーの能力は、それも任意およびすべての象限、180度シフトから風の方向に突風と変更を交渉することができる。ターンテーブル200のおかげで、空また治具184キャプティブのジャイログライダーを追跡することが可能です、または任意の時点で着陸ジャイログライダーを受け入れる準備ができて、フィクスチャ184は、常に風速や風向の変化に整列されていることを確認する。テザーは、キャプティブスロット186を通って常に通されます。また、張力は、キャプティブスロット186および治具184が風に沿って配列されることを保証する。
図25は、現在の発明の実施例に従ってジャイログライダー装置のための回転コントロールを2つのライン拘束で例証する。2つのブライダルライン175は集中するところで、接続点は、サーボローラー180でフレーム52のに取り付けられたどちらかの歯トラック、油圧ラム、ラインまたはスマートな金属である少なくとも1つのロール制御178により、飛行で動的に右あるいわ左にシフトしする。これにより、ロータ22からリフトがラインからのオフセットされるようになりますし、左または右にターンまたはロールを開始する。接続点が左にシフトされている場合、ロールは、左、およびその逆になる。したがって、ロータ22は圧力中心(COP)の左または右のどちらかの接続点を移動することにより、非常に少ない制御入力の力で自然にチップし、左または右のどちら傾け始める。制御ボックス172は、ピッチコントロールをアクティブにするにはライン175に引き込み、引き抜く。
一実施例では、図18を参照すると、ローター22は、地上局でフレーム52から分離されている。たとえば、キャプスタン16は、実際に行を取り出し、その後、、図22Aおよび22Bに示すようにストレージのリールやロープのタンクであるテザーのストレージ手段142に格納されている。ステージング機構144は、関連付けられているローターから各航空機のフレーム52を選択的に除去するために用意されている。
ローター22は、ハブ62の中心の開口部122を介してテザー14を渡すように積まれている。従って、ロータ22は、別のに非常に近い別の反対いずれか1つを積まれているし、むしろ操作で使用されるテザー14の足の数百または数千で区切られているよりも、パディングなどで区切られている。
ジャイログライダー12は、上向きジャイログライダー12を飛んでテザーに対してフレームを固定し、接続する別のジャイログライダー12に分離の次の距離に上向きに独自のロータ22とのそれぞれのフレーム52を飛行して再デプロイされる。従って、多数のジャイログライダーはテザー14の張力の純増加を提供するためにネット全揚程を生産する。
図19を参照すると、フレーム52は、ロータ22のハブ62に接続するために、各フレーム52を適応させるコネクタまたはアダプタ150などのキャプチャメカニズムを提供する。アダプタまたはコネクタ150は、ハブ62にフレーム52を固定するために経路152に沿って接続されている。その間、フレーム52を選択的にそのテザー14の適切な張力をする場所でローターを操作するために、テザー14の長さに対して固定されている。特定の実施例では、トラック66のそれぞれに沿って動作するようにサーボ制御される2つのピニオン68を示している。
事実上、ジャイログライダー12は、様々な計測機器のプラットフォームとして動作する。例えば、気象データは、地球の表面上に何万の比較的高い高度で収集される。このように、比較的信頼性が高く、長期的なデータがジャイログライダー12にインストルメントを追加することによって得られる。
本発明による装置と方法の一実施例は、図20を参照すると、システム154は、張力を制御する方法を提供する。風は、アロフト、地球の昼寝の近くに風よりも大幅に安定である。従って、コントローラ156は、張力がパワーストロークに許可されているプリセットされた量の範囲内であるかどうかを決定する。同様に、コントローラ156は、張力が巻き戻しのストロークのための適切であるかどうかを確認することで張力を制御する。コントローラ156は、オンボードの張力計158から入力157を受信する。張力計158は、追加されている張力やテザー14に既存の張力を測定する。その間、特定のジャイログライダー12〜風速を示すために、コントローラ156に提供されている風速センサ160からの入力159は公開される。
風速センサ160は、風速を示すコントローラ156に入力159を提供する。従って、コントローラ156は、張力計158からの入力157に報告された張力は特にジャイログライダー12、ロータ22、ブレード32の設定と一致しているかどうか、適切なアルゴリズムによって決定される。
コントローラ156は、テザー14の状態162を報告する。例えば、状態162Aは、張力が適切な範囲内であることを示唆場合は、コントローラ156は、単に監視サイクル164を繰り返す。もし代わりに、張力状態は、低すぎる張力の162Bを反映し、そして、コントローラ156は、電源が生成されている繰糸速度を減少させる作用している。従って、コントローラ156は、ストーク電力で電力を削減するために、テザーの地上局の配当支出の速度を減少させるような方法でジャイログライダー12を飛ぶ。同様に、テザー14とジャイログライダー12が巻き戻しストローク上で飛行している場合は、状態162Bは、それによってテザー14を取得するキャプスタン16の速度でリールを高めるために、コントローラ156を引き起こす。
張力は許容動作範囲外と低すぎる値にある場合は、162C状態のが存在する。コントローラ156は、163cの攻撃30のロータディスクの角度を増加させるか、あるいは、163cの集合的なブレードピッチ40を増加させる。したがって、攻撃40またはブレードコレクティブピッチ40のブレード角は、揚力46を増加させる、それによってテザー14の張力を増加させるために増加されている。
状態162Dは航空機またはテザー14自体の地上構造物の高すぎる張力の結果をモータらす場合、コントローラ156は、163dの攻撃AOA30のローター角度を減少させる、または163d集合的なブレードピッチ40または攻撃40ブレードの角度を低減させる。
最後に、状態の162eが存在する、テザー14の張力が厳しくテザー14に許可されて張力の許容範囲を超える場合は、コントローラ156は、キャプスタン16の163e配当速度を上げる、または巻き戻しのストローク中にキャプスタン16の巻き戻し速度を163e減少するように、ジャイログライダー12を飛ぶ。したがって、巻取りの速度、コレクティブピッチ40または両方をそうでなければ張力を削減するか、制御するために制御される。最終的に、状態162のいずれかが検出され、修訂措置163は、最終的には、コントローラ156にコントローラの入力設定166または新しいセンサ出力166に送信サイクルの繰り返し164にフィードバックされている。
修正16またはコマンドは範囲で動作するように設定されている。別の実施例として、163のコマンドまたは修正手段のすべてがテザー14に張力の指定された範囲内で動作させるためにジャイログライダー12のさまざまな制御パラメータを操作する連続的なアルゴリズムで実装されている。
21A−21D図面を参照し、ジャイログライダー12の代替実施例では、剛性のフレーム52の特定の部分を置き換えて、ブライドル170を含む。例えば、フレームの部分は、単に図21に示すフレーム52を含む。その間、ブライドル170はトラック66、62が上述のフレームで76を置き換える。
コントローラ172は、ピッチアーム174を下方に引っ張るか、それは上向上移動にリリースする。アーム174は、ピッチアームであり、ピッチアーム174の標高の減少はジャイログライダー12のピッチを減少するとともに、ピッチアーム174の標高は、ジャイログライダーのピッチの増加を提供する。したがって、攻撃30のロータの角度は、ピッチアーム174が向上するか降下するか許可することにより、変更される。
ピッチアームに、及びフレーム52の後方部分に接続されている行175は、線175を拡張または縮小するには、コントローラ172を介して実行されている。したがって、線175は、コントローラ172を通過する単一の行とみなされ、ジャイログライダー12の前方端とフレームの後方部分に、後方部分のブーム58の近くに位置するピッチアーム174との間に分布することができる。
同様に、ロールアーム176の左右側の姿勢は、フレーム52の両側にロールアーム176にコントローラ172からの距離を延長または短縮するために、コントローラ172を介してロールラインの177を引っ張るすることによって制御される。したがって、一般的には、ブライドル170はそれに関連するロータ22のロールとピッチ角したがって、フレーム52のロールとピッチ制御を提供する。
(重心)が一定のまま風速が大きくなるにつれて、COP(圧力中心は)風の二乗に増加する。すぐにCOG(重心)の振り子の効果は、COP(圧力中心)のはるかに強力な効果を圧倒される、ジャイログライダーが不安定になる。図23に示すように本発明に係るジャイログライダーの装置は、2つの実施例によってこれを行う。一実施例では、歯のトラック178は、サーボローラー180とフレーム52の下面に取り付けられている。バッテリーやその他の重い飛行装置を含む加重ボックスがジャイログライダー装置のテールブーム上にスライドさせ、トラックに搭載されている。風速の増加(または減少)するときに、重み付きボックスは、トラック178に沿ってスライドし、それによって重心を変えるとCOPとのバランスで、振り子の効果を維持する。テザーが壊れた場合、COGは、COPの前にいるトラック178にシフトされる、それによって、緊急事態の地面へジャイログライダー装置を独立して空輸することを可能にする。また、水平安定板182は、風力が増加するとCOPの増加と同じ速度で風の速度で増加するカウンタ下向きの力を提供するために、後部で提供される。自然振り子の効果が消失しましたが、人為的にローターの迎え角(AOA)及び/またはブレードの攻撃角(AOA)及び/または水平および垂直尾翼を操作するオートパイロットで制御される。
図26は、フライホイール206とピーキングとスパイクを排除することによって発電された電力を均等に204クラッチが設けられて、本発明に係るジャイログライダー装置を示している。204クラッチとフライホイール206は、コンバータ18への入力で、RPMおよびトルクを調節する。204クラッチは、機械的または無限に調整可能な電磁クラッチである。巻き戻しのストロークで使用されるモータは、数字208で表される。テザー14は、単一のジャイログライダーが接続されている場合で近くにある,、または複数ジャイログライダーが1つの変換器18に電力を供給するために接続されている場合、それは数キロ離れている着陸フィクスチャに接続されている。フライホイール206は、テザー14の検索中に抽出のためのジャイログライダー装置のパワーストローから変換器18まで勢いを格納する。変換器18は、通常発電機は、204クラッチによって制御されているフライホイール206から安定した回転数とトルクを受け取る。本実施例1つの様相に従って、RMPは、ギアの手配をステップアップまたはダウンされている。この実施例の別の態様によれば、複数のキャプスタン16と取得のモータ208は、単一のフライホイール206とコンバータ18に接続されている。
ベルヌーイ効果は、液体中で動作する。しかし、それは一般的にリフトを作成する上で依存されていません。縮小されたエリアへ収縮するために、自由な流れの中で見逃すことを他の液体から遠ざけて引かなければならない場合、理由はその液体である。その間に、液体のベルヌーイ効果は、多くの場合、液体のすべての動きが隣接する液体の変位に関連付けされている必要がある自由な流れの液体の特定の流れではなく、隣接する材料はコンジット行う液体の固体である流路の狭窄部で見られる。
代替の実施例において、本発明による装置及び方法は、水で動作する。ベルヌーイのリフティング効果は、一般的にガスの飛行では、これに頼っている。それにもかかわらず、そのような液体のような他の流体が、、また有利に特に使用することができる。例えば、潮の干満、河川、そして海の中メキシコ湾流のために特定のフローでは、大量の運動および多くの流体ををストリームする。このような実施例においては、装置10は風車のように動作する可能性がありますが、必要はない。そのようなデバイスは、流体の流れの水平軸の平行な回転に固定され、これによって、”水車小屋”として、動作する。
特定の水系の実施例では、同様に空中の実施例においては、水の身体またはストリームのポイントではしけがのつながれる。そのテークアップユニット付き発電システムは、バージ上や水の体の表面における土地上にインストールされている。
一代替実施例では、ローターや帆は水の体の床に固定されたプーリーからつながれている。ドラッグ係数は、流体の流れと対して、ブレードの間で異なるように設計されている。従って、現在の流れはブレードが上向きテザーのラインを引く水を通って上方にオーガーにまたは代替的な実施例ではしけや船から降りてオーガーできる原因とブレードを回転させる傾向がある。
同様に、生成されたエネルギーは、任意の適当な方法で実施されている。いずれかの実施例では、電気エネルギーの生成が適切に分配し、保存可能なメディアへのローターのエネルギーの適切な変換である。また、水力、そのような空気または他の作動流体として気体の圧縮、ポンプ水、等がテザーを引くのローターによって生成されるエネルギーの変換の結果である。
特定の実施例では、エネルギーが機械的なフォームではなく、電気的な形式で生成され、直接使用されます。例えば、圧縮ガス、水の流れ、などが様々な輸送モードを推進するために使用される。
同様に、特定の実施例でテザー14は、牽引に直接接続されているか、ボートや海の船ような水技術上の力をを生成する。むしろ電源供給を帆ではなく、ローターには船のスクリューを駆動する電力または機械的な力を提供する。船が海を越えて移動し続けている間もさらに低い発電容量で、本発明による装置10は、船内で電気と制御装置を操作するパワーを提供する。
特定の実施例において、本発明による装置10は、アロフト、通信機器、電話細胞のリピータ、レーダシステム、気象センサー、気圧センサー、火災探知装置、地上のセンサー、などを携帯するタワーとして機能する。本発明による装置10からの高度、安定性、および利用可能な電力は、このようなデバイスに電源を支える優れたプラットフォームを提供する。
特定の実施例では、メモリを持つ”スマート金属”が攻撃40のブレードの角度によって制御される。したがって、温度変化に際して、金属の偏向がスマート金属マウントとして機能するためにブレードのピッチの変化を引き起こす。その間に、上記の参照により本明細書に組み込まGroenの特許文献に囲まれたもの、および当該分野で公知の他の装置を含む他のアクチュエータは、オンデマンドでローターの攻撃40のブレード角度を制御するために使用されることがある。
本発明に係るジャイログライダー装置は、効率的に発電用クロス風の操縦中に分流利用している。一定のローターのピッチを維持し、ジャイログライダーの縦軸、クロス風の操縦を含むジャイログライダーの通常の軸と地球の垂直面の間の角度で定義されているバンク角を変化させることによって、前述ジャイログライダーのクロスレンジの速度が誘導されるように達成される。ローターの揚力/抗力比に応じて、周囲の風のはるかに超えるロータ上の相対的な風はさらに導入されて、その結果、ジャイログライダーのシャントになる。図27A−27Eは、クロス風の操縦中に、飛行パラメータのグラフィカル表現を示している。それは、同一の周囲の風の条件の下で、倍以上の相対的な風(4×動圧)は直進操作の下などに比べて達成されるクロス風の操作を使用しているグラフィカルな表現からも明らかである。図27Bに示すように、バンク角は完全に(相対的な風を低減するためにサービスする)開発になる率を展開ウインチの前に高い相対周囲の風の期間中にライン張力を制限するように初期のパワーストロークで調整される;これが設計基準に基づいて、2.0の安全係数内のライン張力を維持するために、行われている。クロス風の操縦時の飛行パラメータの公称プロフィールは図27Bと27Cに示されている。クロス風の操縦中に本発明によるジャイログライダーの軌跡は、図27Dおよび27Eに示されている。サイクルの閉鎖におけるクロスレンジでの違いが、バンク角プロファイルの非対称性からの結果である、およびプロファイルの非対称反転することで、連続した軌跡を”洗い流す”ことでしょう。クロス風の操縦中に本発明によるジャイログライダー続いシャント飛行軌道は約30%より多くの電力を生成するのに役立つ。
様々な物理パラメータ、寸法および数量を指定された数値は近似値でありもしそれとは反対の明細にステートメントがなければ、物理的なパラメーター、次元および量に割り当てられた数の値より高いかより低い値が、発明の範囲以内にあることが意図される。
本発明はその精神または本質的な特徴から逸脱することなく他の特定の形態で具現化することができる。説明した実施例では唯一のように例示し、限定的ではないすべての点で考慮する必要がある。本発明の範囲は、従って、前述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲で示される。特許請求の範囲の均等の意味および範囲内に入る全ての変更は、その範囲内に包含されることがある。

Claims (38)

  1. 発電機を含むジャイログライダー装置であって、
    前記ジャイログライダー装置は、フレーム、ローター、テザーを含み、
    前記ローターは、複数枚のローターブレードで構成され、前記ローターブレードが回転可能な状態で前記フレームに固定され、回転軸の周りで回転し、前記ジャイログライダー装置に揚力を与えるように適合し、前記ローターの経路から入って来る風により決まるローターピッチと、入って来る風により決まる前記ローターブレードの角度によって個々に決まるローターブレードピッチとを有し、
    前記テザーは、地球に最も近い場所に位置する第1の終端、及び上部に張り渡される第2の終端を有し、前記テザーは上部の第2の終端で前記ジャイログライダー装置にしっかりと固定され、張力の調整を適合させる張力マネージメント手段により構成され、
    前記張力マネージメント手段は、搭載張力計、風速センサ、コントローラ、キャプスタン、コンバータ、コネクタ、から構成され、
    前記搭載張力計は、前記テザーにかかっているか、または加えられている張力の測定に適合し、
    前記風速センサは、前記ジャイロセンサーが晒される風速を示すのに適合し、
    前記コントローラは、前記搭載張力計と前記風速センサからの入力受信に適合し、前記テザーにかかる張力を周期的にモニターするのに適合し、更に前記搭載張力計からの入力が前記ジャイログライダー装置と、前記ローターと、前記ローターブレードの配置構成から決まる形態と矛盾がないか決定するよう適合し、そして、前記テザーの出力状態を発生させ、
    前記コントローラは、前記テザーの出力状態を受け、前記テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲よりも著しく低いか著しく高い値を示す場合に、前記テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲に適合するように、選択的に前記ローターピッチをコントロールする第一のコントロール手段と、
    前記テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲よりも著しく低いか著しく高い値を示す場合、前記テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲に適合するように、選択的に前記ローターブレードピッチをコントロールする第二のコントロール手段を備え、
    前記キャプスタンは、前記テザーの出力状態を受け取るよう調整されており、更に、あらかじめ決められた範囲よりも進路が大きく低かったり、高かったりしたとき、前記テザーの最も近い第1の終端を、周期的に引き寄せたり送り出したりして、予定された系統的なオーダーになるように調整し、
    前記コンバータは、伝達可能型、貯蔵型のどちらか1つ、ないし両方、すなわち伝達貯蔵型、から成るグループから選択された1つの型に動力を供給するよう、回転エネルギーを前記キャプスタンから変換するよう適合し、
    前記コネクタは前記キャプスタンと前記コンバータを接続するよう適合する、
    ことを特徴とするジャイログライダー装置。
  2. 記ジャイログライダー装置は、前記テザーの上に実際に1つ以上ある他のジャイログライダー装置と空間で距離を隔てられることを特徴とする請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  3. 記テザーはスチール・ケーブル、合成ポリマーファイバー配合ロープ、超−高強度、超耐熱・耐炎ファイバー、およびカーボンナノチューブロープといった材料からなる材料グループから選定されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  4. 記キャプスタンはリール、スプールならびにシェイブから構成されるグループから選定されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  5. 記キャプスタンは、地面と水面から選択された地球表面に最も近くに固定されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  6. 記コンバータは、発電機、水力機関、モータジェネレータ、ならびにガス圧縮機から成るグループから選択されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  7. 記フレームは、舵、エレベーター、ならびにその両方から構成されるグループから選択されるピッチコントロール手段と共に供給されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  8. 記第一のコントロール手段と前記第二のコントロール手段はつながれることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  9. 記第一のコントロール手段は、サーボ制御で駆動されるピニオンギヤの経路を規定するトラックを構成する前記フレームを含み、前記ピニオンギヤは前記トラックに沿って動かされ、前記ローターピッチをコントロールするよう適合されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  10. 発電機を含むジャイログライダー装置であって、
    前記ジャイログライダー装置は、フレーム、マスト、ローター、テザーを含み、
    前記マストはフレームに固定され、
    前記ローターは、複数枚のローターブレードで構成され、回転可能な状態で前記マストに固定され、回転軸の周りで回転し、前記ジャイログライダー装置に揚力を与えるように適合し、前記ローターの経路から入って来る風により決まるローターピッチと、入って来る風により決まる前記ローターブレードの角度によって個々に決まるローターブレードピッチとを有し、
    前記テザーは、地球に最も近い場所に位置する第1の終端、及び上部に張り渡される第2の終端を有し、前記テザーは上部の第2の終端で前記ジャイログライダー装置にしっかりと固定され、張力の調整を適合させる張力マネージメント手段により構成され、
    前記張力マネージメント手段は、搭載張力計、風速センサ、コントローラ、キャプスタン、コンバータ、コネクタ、から構成され、
    前記搭載張力計は、前記テザーにかかっているか、または加えられている張力の測定に適合し、
    前記風速センサは、前記ジャイロセンサーが晒される風速を示すのに適合し、
    前記コントローラは、前記搭載張力計と前記風速センサからの入力受信に適合し、前記テザーにかかる張力を周期的にモニターするのに適合し、更に前記搭載張力計からの入力が前記ジャイログライダー装置と、前記ローターと、前記ローターブレードの配置構成から決まる形態と矛盾がないか決定するよう適合し、そして、前記テザーの出力状態を発生させ、
    前記コントローラは、前記テザーの出力状態を受け、前記テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲よりも著しく低いか著しく高い値を示す場合に、前記テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲に適合するように、選択的に前記ローターピッチをコントロールする第一のコントロール手段と、前記テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲よりも著しく低いか著しく高い値を示す場合、前記テザーの出力状態があらかじめ決められた範囲に適合するように、選択的に前記ローターブレードピッチをコントロールする第二のコントロール手段を備え、
    前記キャプスタンは、前記テザーの出力状態を受け取るよう調整されており、更に、あらかじめ決められた範囲よりも進路が大きく低かったり、高かったりしたとき、前記テザーの最も近い第1の終端を、周期的に引き寄せたり送り出したりして、予定された系統的なオーダーになるように調整し、
    前記コンバータは、伝達可能型、貯蔵型のどちらか1つ、ないし両方、すなわち伝達貯蔵型、から成るグループから選択された1つの型に動力を供給するよう、回転エネルギーを前記キャプスタンから変換するよう適合し、
    前記コネクタは前記キャプスタンと前記コンバータを接続するよう適合する、
    ことを特徴とするジャイログライダー装置。
  11. 記第一のコントロール手段は
    前記フレーム上に設けられたレールに沿って動くよう適合された少なくとも二個のピッチコントローラで、前記フレームは前記レールの長さがあらかじめ決められた長さになるよう前端部と後端部の開き角を調整するよう適合されており、前記レールはピニオンギヤの経路を決め、前記ピニオンギヤは前記レールに沿ってピッチコントローラを前後に動くよう適合されており、更に前記レールはスムースレール、歯付きレール、ならびに、前記テザーにより拘束されるときに前記フレームにあらかじめ決められた位置を提供するよう適合されているディテント付きスムースレールから構成されるグループの中から選択出来るよう適合されており、前記歯付きレールと、前記ディテントの前の前進の部分と前記ディテントの後ろの後退の部分は前記ディテントの前の前進の部分と前記ディテントの後ろの後退の部分と、前記テザーに拘束されたときフレームにあらかじめ定められた位置を提供するよう適合され;及び
    1つのロールコントローラは前記ピッチコントローラ間に伸びるトラック上で作動するように適合され前記フレームは、更に、あらかじめ決められた長さを確立するために右部分と左部分の角度を維持するように適合されていること、
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  12. 記フレームは、取り付けコントロールと通信設備にプラットフォームを提供するよう適合された取り付け構造とともに供給されることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  13. 記ローターと前記マストの間の摩擦低減のために提供されるベアリングであって、前記ベアリングは、前記マストの回転か回転不足に関して、しっかりと固定されるよう調整されたインナーレースと、回転するアウターレースの間に設けられたベアリングローラーと共に提供され、前記ベアリングはスラストベアリングとボールベアリングから成るグループから選択されることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  14. 記ローターと前記マストの間の摩擦低減のために提供されるベアリングであって、前記ベアリングは、前記マストの回転か回転不足に関して、しっかりと固定されるよう調整されたインナーレースと、回転するアウターレースの間に設けられたベアリングローラーに適合しており、前記ベアリングはスラストベアリングとボールベアリングから成るグループから選択されることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  15. 前記ジャイログライダー装置は、
    前記フレームはチューブの形にするのに適合され;
    ハブと前記ローターブレード間に、更にピボットを備える前記ローターで、前記ピボットは前記ハブの中心から広がる半径に対して傾斜している経路に沿って広がるように適合させられている;及び
    前記第一のコントロール手段とは、前記フレームとベアリングのインナーレースに固定されたブームを効果的に結合するアクチュエータに関するもので、前記アクチュエータは可動エレメントを有し、頑丈な容器で前記フレームに対して固定されており、前記アクチュエータは前記ローターピッチを調節するために前記可動エレメントを伸ばすことでブームを回転させるように適合されていること、
    を含むことを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  16. 記第一のコントロール手段とは、前記フレーム上のあらかじめ決められたピボットについて、ピッチを適合出来るピボット可能なプラットフォームから成るものをいい、前記プラットフォームには前端と後端があり、お互いはあらかじめ決められた間隔の空間で隔てられており、前記前端は、前記ピボットに隣接する領域にあり、前記後端は前記ピボットから遠くに広がるように適合させられており、前記フレームと効果的に結合されたバイアスエレメントと共に供給され、前記バイアスエレメントは前記プラットフォームを前記フレームに対し合するよう促すことを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  17. 記第二のコントロール手段とは、前記ローターに加え、更に、ハブと前記ローターブレード間にピボットを備える前記ローターで、前記ピボットは前記ハブの中心から広がる半径に対して傾斜している経路に沿って広がるように適合させられており、前記ローターブレードピッチをコントロールして前記ローターブレードのフラッピングを容易にすることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  18. 前記ジャイログライダー装置には前記ローターとマスト間の摩擦抵抗を減少させるために用いるベアリングを含み、前記ベアリングは、回転するインナーレースと前記マストの回転か回転不足に関してしっかりと固定されるよう調整されたアウターレースの間で作動するベアリングローラーを有する;コイルの形の発電機は、前記インナーレースとアウターレースに対して固定され、前記コイルはインナーレースに取り付けられた永久磁石によって生み出された磁場を通すように適合されており、前記発電機は前記ジャイログライダー装置と一緒に計器やコントロール機器に作動電力を供給するよう適合されていることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  19. 記ローターブレードの両端の極端に外側に置かれているジェットであって、前記ジェットは地上局からの遠隔操作によって動かされ、前記ジャイログライダー装置の飛行開始と着陸時のコントロールに適合することを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  20. 記第二のコントロール手段とは、ハブと前記ローターブレード間に更にピボットを備える前記ローターで、前記ピボットは前記ハブの中心から広がる半径に対して傾斜している経路に沿って広がるように適合させられており、前記ローターブレードピッチをコントロールして前記ローターブレードのフラッピングを容易にし、前記ローターブレードは前方の前縁方向角に傾けられるよう適合されることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  21. 記第一のコントロール手段は前記ローターに加え、更にハブと前記ローターブレード間に設けられたピボットから構成されている前記ローターを含み、前記ピボットは各々のローターブレードを前記ハブに固くあてがわれた1つのアンカーにしっかりと適合してそれと共に回転しており、ピンは、前記アンカーを通して、各々の前記ローターブレードを固定するトラニオン固定するよう適合されており、前記ピンは、更に、前記ハブの中心を通る半径に垂直方向に沿って広げるよう適合されることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  22. 記第一のコントロール手段は、前記ローターに加え、更にハブと前記ローターブレード間に設けられたピボットから構成されている前記ローターを含み、前記ピボットは各々のローターブレードを前記ハブに固くあてがわれた1つのアンカーにしっかりと適合してそれと共に回転しており、ピンは、前記アンカーを通して、各々の前記ローターブレードを固定するトラニオン固定するよう適合されており、前記ピンは更に、前方の前縁方向角に傾けられるよう適合されることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  23. 記第二のコントロール手段は
    前記ローターは、さらにハブと前記ローターブレードの間に設けられたピボットから構成されている;及び
    バイアス要素は前述のハブとローターブレードとをボラードやポストやボールなどから構成されるグループから選択されるアタッチメント手段で作用的に接続され、弾力性のある前記バイアス要素は、各々の前記ローターブレードを遠心力で上向きの位置にバイアスするよう適合されており、更にローターブレードピッチで受動的にコントロールするよう適合されること、
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  24. 記第二のコントロール手段は
    前記ローターは、更に、ハブと前記ローターブレードの間に設けられたピボットから構成されている;及び、
    バイアス要素は前記ハブとローターブレードとをボラードやポストやボールなどから構成されるグループから選択されるアタッチメント手段で作用的に接続され、弾力性のある前記バイアス要素は、各々の前記ローターブレードを遠心力で上向きの位置にバイアスするよう適合されており、サーボ制御のアクチュエータである前記バイアス要素は前記ローターブレードピッチを能動的にコントロールするよう適合されていること、
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  25. 記ジャイログライダー装置は脚を備え、前記脚は、伸長可能で、耐久があり、収納可能な構造の付属手段グループの中から選択され、前記フレームに取り付けられるよう適合されており、前記ジャイログライダーは前記脚でサポートされてデッキの上に離着陸するよう適合されており、前記デッキは適切なローターピッチとなる、あらかじめ定められた角度で前述のデッキに隣接したピボットの周りをピッチするよう適合されており、前記デッキはビル、塔、はしけ、ブイ、および船から成り立つグループの構造物から選択された頂上にあるターンテーブルの上に支持されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  26. 記ジャイログライダー装置は
    専用のスロットがある着陸固定具
    部端と末部端を有し記着陸固定具の前記末部端に、軸を中心に回転可能なように固定される2本のサポートアーム;
    を中心に回転可能なように前記基部端で前記サポートアームに固定される空洞のターンテーブル;
    記専用のスロットに架台で支えられるよう適合され、更に前記ローターピッチのコントロールのためにロールとピッチをするよう適合されており、記テザーを形成するように手綱結びで収束する第1と第2の手綱線;及び
    ル、塔、はしけ、ブイ、および船から成り立つグループから選択された構造物に強固に据え付けられており、記ターンテーブルの中央の下に位置し、前記テザーの第1端つながれている切り欠き滑車、
    を備えることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  27. ジャイログライダー装置は
    地上局から、前記ローターからそれぞれの前記フレームを選択的に取り外すように適合され更に収納用パッドで分離されて、互いが極めて近接して積み重ねられるよう適合されており、そして更に、各々のフレームをそのフレームに関連の前記ローターと共に移動させるよう適合される演出メカニズム;そして、
    前記ローターのハブに前記フレームを固定するために適合さに前記フレームを前記テザー上のあらかじめ定められた位置に選択的にしっかりと固定するよう適合されているキャプチャメカニズム、
    を備えることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  28. 記第一のコントロール手段は
    前記ジャイログライダー装置のピッチをコントロールするために、前記ジャイログライダー装置のピッチアームを下方に引っ張るか上方に緩め、前記ジャイログライダー装置の両サイドにある、どちらか1つのロールアームと前記ジャイログライダー装置のロールコントロール間の距離を広げたり縮めたりするよう適合されるコントローラ;及び
    前記ピッチアームの前端と前述のフレームの後部の部分でそれぞれ前記ピッチアームにつながれて、さらに前記コントローラにつなげられた第1のピッチコントロール線と第2のピッチコントロール線から成る1つのブライドル;そして、
    前記各々のロールアームに結合され、更に前記コントローラに結合されている第1のロールコントロールラインと第2のロールコントロールラインから成る1つのブライドル、
    を備えることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置
  29. 記第一のコントロール手段は
    歯付きトラック、自動揚水機、ライン、そして少なくとも1個のサーボローラと共に、前記フレームの下部に装着されるスマートメタルからなるグループから選択される、少なくとも1つのロールコントロール手段;
    のコントロールラインと第2のコントロールラインは、ブライドルから成り、基部端と末部端を有し、前記第1のコントロールラインと前記第2のコントロールラインの基部端はフレームの後部の終わりと前部の終わりにそれぞれ結合されており、前記第1のコントロールラインの基部端は、更に、前記サーボローラを介して前述の後部の終わりと結合されるよう適合されており、前記第2のコントロールラインの基端部は、更に他の前記サーボローラを介して前記前部の終わりに結合されるよう適合されており、結局2つの前記ロールコントロール手段;及び
    前記第1と第2のコントロールラインの末部端に接続され、前記第1のコントロールラインと前記第2のコントロールラインを引っ張ったり引き込んだり送り出したりしてピッチコントロールを作動させ更に前記ロールコントロールを作動させて前記フレームを左右方向に動かすことで前記第1と第2のコントロールラインを引っ張ったり緩めたりして前記サーボローラと一緒に作動するよう適合されている1つのコントローラ、
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  30. 記コントローはコンピュータ制御のコントロール機構と自動操縦装置から成るグループから選定されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  31. 前記ジャイログライダー装置は
    サーボローラーと共に前記フレームの下側に搭載された歯付きトラックそして、
    ントロールされた自由飛行のために重心(CoG)を変えるように前記トラック上を船首と船尾方向にスライドするよう適合されているバッテリを入れた重り箱、
    を備えることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  32. 前記ジャイログライダー装置は記ジャイログライダー装置の後部で接続された水平スタビライザーを持ち、前記スタビライザーはコントロールされた自由飛行のため、前記ローターのセンターオブ・プレッシャ(CoP)の吊り上げ力とつり合う下向きのカウンター力を供給するためのコントロール表面をもつことを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  33. 記キャプスタンはクラッチとフライホイールを介して前記コンバータに結合されており、前記クラッチとフライホイールは前記コンバータの入力回転数とトルクを調整するよう適合されていることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  34. 記キャプスタンはクラッチとフライホイールを介して前記コンバータに結合されており、前記クラッチとフライホイールは前記コンバータの入力回転数とトルクを調整するよう適合されていることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  35. 記コントローラは、前記ジャイログライダーに関連しているナビゲーションシステムに応じて前記ジャイログライダーをコントロールするよう適合されており、前記ナビゲーションシステムは、全地球側位システムと全標識探知器から成るグループから選択され、他の前記ジャイログライダー装置に関連している前記ナビゲーションシステムとの干渉を避けるように適合されることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  36. 記コントローラは、前記ジャイログライダー装置に関連しているナビゲーションシステムに応じて前記ジャイログライダーをコントロールするよう適合されており、前記ナビゲーションシステムは、全地球側位システムと全標識探知器から成るグループから選択され、他の前記ジャイログライダーに関連している前記ナビゲーションシステムとの干渉を避けるように適合されることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
  37. 前記ジャイログライダー装置
    前記ジャイログライダー装置の正常軸と前記ジャイログライダー装置の縦軸を含む地球の鉛直面との間の角度によって定義された前記ローターの背面角(バックアングル)を変える手段;及び
    ロスレンジ速度が誘発され、更に、前記ローター上に前記テザーの張力を生じさせる周囲の風よりも大きい風が引き起こされるので、前記ジャイログライダーの斜め前方からの風をうまく操縦するよう適合されている前記ジャイログライダー装置のシャンティングをマネージするための手段、
    を備えることを特徴とする、請求項1に記載のジャイログライダー装置。
  38. 前記ジャイログライダー装置
    前記ジャイログライダー装置の正常軸と、前記ジャイログライダー装置の縦軸を含む地球の鉛直面との間の角度によって定義された前述のローターの背面角(バックアングル)を変える手段;及び
    ロスレンジ速度が誘発され、更に、前記ローター上に前記テザーの張力を生じさせる周囲の風よりも大きい風が引き起こされるので、前記ジャイログライダー装置の斜め前方からの風をうまく操縦するよう適合されている前記ジャイログライダー装置のシャンティングをマネージするための手段、
    を備えることを特徴とする、請求項10に記載のジャイログライダー装置。
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