JP6512492B2 - Ｖｅｓｔａｐｌａｎ−滑空ヘリスタット - Google Patents

Description

本発明は、航空の分野に関する。

既知のハイブリッド航空機は特許文献１〜７に記載されている。ハイブリッド航空機は、ヘリコプタ、バルーン、航空機、及びグライダの属性の異なる組合せを特徴とする。特許文献１〜３、５の航空機は、ヘリコプタ及びエアロスタットの固有の特徴を有する。特許文献４のデバイスは、エアロスタット及びグライダの固有の特徴を組合せる。特許文献６の空中乗物は、エアロスタットの固有の特徴並びにヘリコプタ及び飛行機の調整可能な特徴を表す。図（特許文献７）は、エアロスタット及び飛行機の調整可能な特徴を有する構造を記載する。それらの全ては、特許文献５のデバイスを除いて、１０００ｋｇ以上の揚力を生成するために意図される。それらは全て、同じ欠点を有する：
−離陸及び着陸中の低い速度及び操縦性；
−離陸及び着陸は、保守スタッフの助けを借りて、特別な技術的機器を装備する飛行場で実施される；
−通常、駐機は、特別な機器及び閉じたエリアを必要とする；

特許文献６の航空機は、最大数の属性の観点から、特許請求されるデバイスに一致するため、プロトタイプとして選択される。

ロシア特許第２０５９５３０号明細書 ロシア特許第２０６６６６１号明細書 ロシア特許第２１０４２１４号明細書 ロシア特許第２１０４９０３号明細書 ロシア特許第２１０４９０３号明細書 ロシア特許第２１６０６８９号明細書 ロシア特許第２２５６５８４号明細書

特許請求の範囲の主題は、ヘリコプタ、エアロスタット、飛行機、及びグライダの調整可能な特徴を有するハイブリッド航空機（以降で、「ｖｅｓｔａｐｌａｎ」と呼ぶ）であり、水表面、硬質表面、及び異なる傾斜角度を有する構造上に配備される可能性がある。

特許請求されるデバイスは、ヘリコプタ、エアロスタット、飛行機、及びグライダの調整可能な特徴を、その構成要素：変形可能なエアロスタット、調整可能な半剛性懸垂保持システム、及び推力ベクトルの方向が垂直平面内で３６０°だけ変更される可能性があるプロペラを有するエンジンの使用を通して組合せる。これらの手段を制御することによって、特許請求されるデバイスの幾何形状、静的特性、及び動的特性が変更される可能性がある。これらの変更は、述べる航空機の特徴を実装する。同時に、デバイスは、以下の駐機条件：
−傾斜角度３０°を有する硬質地上表面上における；
−垂直軸から傾斜角度３０°を有する垂直剛性構造上における；
−水表面上における
に対してそのデザインを形成するエアロスタット、懸垂保持システム、及びエンジンの適合に基づいて種々の配備オプションを有する。

適合は、補助なしで長い間、デバイスを安定した条件で固定するために実施される。

特許請求されるデバイスは、種々の気候条件及び大気条件における個人空中乗物の年間運用の以下の問題：
−山、森林の、野原の、くぼ地の未整備離着陸場で駐機すること；
−都市エリアで：駐車場で；自動車にとって利用可能でない空き地及び芝生で；独立型ガレージの屋根で；多店舗建物及び構造の屋根及び壁で駐機すること；
−特別な技術的機器を適用することなく、また、保守スタッフの助けなしで、先に述べた配備場所、からの離陸／への着陸、及び、への最終進入／からのキャストオフ；
−空域における能動的な（エンジンを使用することによる）制御可能な移動及び操縦；
−空域における受動的な（エンジンを使用しない）制御可能な移動及び操縦
を解決する。

ｖｅｓｔａｐｌａｎデザインは、浮力ガスを有する２つの同一の剛性エンベロープからなる変形可能なエアロスタットを備える。エンベロープは、真っ直ぐな円筒をモデル化する剛性フレームを有する。円筒ベース−それはエーロフォイルの半分である。外側で、円筒ベースは、平坦円筒のベースを球状にするバルーンを有する。エンベロープは、セミエーロフォイルセクションの角点を通過する可動ライン上に位置する円筒ヒンジ、及び、プロファイルの他の側に位置する制御可能なロックによって互いに接続される。ロックがオープンされる場合、エンベロープは、ヒンジラインの周りに自由に回転する可能性がある；同時に、エンベロープの間に形成されるギャップの上で、フェアリングが開口する。ロック部分を接続しクローズすると、エンベロープは、ベースを有する真っ直ぐな円筒の形態を有する位置で固定されて、完全なエーロフォイルセクションを形成する。この場合、エアロスタットは、円筒翼を表し、円筒翼のプロファイル弦は、プロファイル高さ及び円筒高さより大きく、一方、プロファイル高さは円筒高さより小さい。前及び後の翼端は、損傷からエンベロープを保護するバンパーを搭載されている。下から、前及び後の翼部分内に、横梁が位置する。梁は、エンベロープのフレームに搭載される。梁は、梁に取付けられた懸垂保持スリングを有し、スリングの一端は、エンベロープの回転角度を制御するために意図される。他のスリングの端は、貨物／旅客キャビン内のコントロールに取付けられる。

下から、エアロスタットは、半剛性懸垂保持システム上に搭載された軸受プラットフォームを有する。懸垂保持システムは、複合材料から作られたエアロスタットエンベロープのコントロールスリング、剛性回転ラック、及び回転ラックのコントロールスリングからなる。回転ラックの下側端は、プラットフォーム垂直フレームの上側水平梁にヒンジ式に固定され、一方、回転ラックの上側端は、回転ラックを通過するエアロスタットエンベロープのヒンジのスピン軸を有する。ラックは、指定された角度で転回し、スリングであって、一端によって回転ラックに、また、他端によって貨物及び旅客キャビンに搭載される、スリングによって固定される。

軸受プラットフォームは、複合材料から作られ、水平格子フレームを表す。水平格子フレームの中央ライン上に、３つのギャップを有する固定垂直フレームが搭載される。２つの端ギャップは、プロペラ（各ギャップ内に１つのプロペラ）を有するエンジンを有する。エンジンは、エンジン推力ベクトルの方向が、ゼロ位置から両側に１８０°の角度に、プロファイル平面内で独立に変更されるように回転し、所定の位置に固定される。同様に、軸受プラットフォームは、以下の構成要素が設置されている：
−貨物／旅客キャビンは、中央開口内に搭載され、固定される。キャビンは、パイロット座席、貨物／旅客座席、並びに、エアロスタットのコントロール、回転ラック、及びエンジンを含む。パイロットに加えて、キャビンは、総重量が制限された状態で１人の旅客及び／又は１つの貨物を収容する可能性がある。
−軸受プラットフォームの下側表面に固定される、シャシ又は浮きの役を果たす隔離容器。

エアロスタット及び懸垂保持システムを変形し、エンジンの推力ベクトルの速度及び方向を変更して、ｖｅｓｔａｐｌａｎは、以下の能動的移動モード及び受動的移動モード：垂直離陸、水平キャストオフ、能動的直線飛行、ベクトル及び高さによる操縦、滑空飛行、平落ち着陸、ワンダリング、垂直着陸、水平進入にセットされる。

３０°傾斜を有する硬質水平表面上に配備するｖｅｓｔａｐｌａｎの場合、回転スタックは、軸受プラットフォームの水平フレームに垂直にかつ直角に搭載される。飛行高さは、軸受プラットフォームの隔離容器がベース表面と接触状態になるまで減少される。エアロスタットロックを外した後、エンベロープのバンパーがベース表面を押すまでエアロスタットエンベロープが転回されるべきである。その後、エンベロープは、コントロールスリングによってこの位置に固定されるべきであり、軸受プラットフォームは、ベース表面から突出するアンカーによって搭載されるべきである。同時に、エンベロープの間に形成される開口の上で、フェアリングが部分的に開口する。

水表面上に配備するｖｅｓｔａｐｌａｎの場合、回転ラックは、軸受プラットフォーム水平フレームに垂直にかつ直角に固定される。飛行高さは、軸受プラットフォームの隔離容器が水中に部分的に浸漬されるまで減少される。エアロスタットロックを外した後、エンベロープが軸受プラットフォーム水平フレームを押し、同時に、端及びバンパーを有するエンベロープが、水中に浸漬されるまで、エアロスタットエンベロープが転回されるべきである。その後、エンベロープは、コントロールスリングによってこの位置に固定されるべきである。同時に、エンベロープの間に形成されるギャップの上で、フェアリングが完全に開口する。

垂直軸から３０°の傾斜を有する垂直剛性構造に配備するｖｅｓｔａｐｌａｎの場合、回転ラックは、軸受プラットフォーム水平フレームに垂直にかつ直角に搭載される。前エンベロープバンパー上に前もって設置された係留フックは、ベース構造から突出するアンカーに留められる。エンベロープを転回して、プラットフォームは、軸受プラットフォーム及びベース構造が接触状態になるまで下げられ、ベース構造から突出する他のアンカーに取付けられる。

「初期（ｉｎｉｔｉａｌ）」位置： −エアロスタットは翼の形態で固定される； −回転ラックは、軸受プラットフォーム水平フレームに垂直にかつ直角に固定される； −エンジン推力ベクトルは、前縁に向かって、回転軸に平行に方向付けられるにおけるｖｅｓｔａｐｌａｎのプロファイル及び前平面を立証する図である。 「初期（ｉｎｉｔｉａｌ）」位置： −エアロスタットは翼の形態で固定される； −回転ラックは、軸受プラットフォーム水平フレームに垂直にかつ直角に固定される； −エンジン推力ベクトルは、前縁に向かって、回転軸に平行に方向付けられるにおけるｖｅｓｔａｐｌａｎのプロファイル及び前平面を立証する図である。 エンベロープの間のギャップフェアリングを示す図である。 スリンジチャネルを有するパイロットキャビン底部、スリンジコントロール用のウィンチ、及び軸受プラットフォームの下側表面上の半球の形態の隔離容器を有するｖｅｓｔａｐｌａｎ軸受プラットフォーム水平フレームの水平平面を示す図である。 重心がオフセットした状態で飛行中のｖｅｓｔａｐｌａｎのプロファイル平面を立証する図である。 水平の硬質表面上に配備されたｖｅｓｔａｐｌａｎのプロファイル平面を示す図である。 水表面上に配備されたｖｅｓｔａｐｌａｎのプロファイル平面を立証する図である。 ラグ、アンカーによって垂直壁上に配備されたｖｅｓｔａｐｌａｎのプロファイル平面及び水平表面上の着陸を示す図である。

変形可能なエアロスタットは、前エンベロープ１及び後エンベロープ２（図１、２参照）からなる。エンベロープは、複合材料から作られ、パラシュート織物で覆われた剛性フレームを有し、ヘリウムを有するガス嚢が内部に位置する。フレームは、エンベロープを真っ直ぐな円筒としてモデル化し、真っ直ぐな円筒のベースは、楕円であって、水平方向に偏長でありかつ端で丸みを付けられた、楕円の第１象限及び第２象限の形態を有する。円筒ベースの外側に、ヘリウムを充填され、平坦な円筒のベースにやや丸い形態に丸みを付ける容器が存在する。端は、アルミニウム合金でできたフレームの形態の前バンパー４及び後バンパー５を有する。バンパーは、フレームに強固に取付けられる。エンベロープは、ラインＡＡ’上に軸を有する円筒ヒンジ６、及び、前部分７．１及び後部分７．２からなる、エンベロープの他の側の制御可能な電気機械的ロック７によって接続される。ロックコントロールは、自動車ドアロックコントロールと同様にリモートで実施される。ロックがオープンである場合、エンベロープは、エンベロープの間に形成されるギャップの上にフェアリング開口を持って、ヒンジ軸６の周りに回転する可能性がある。（図３参照）。フェアリングは、２つの同一のパラシュート織物ストライプ８及び９からなり、ストライプのそれぞれは、一方の側で、適切なエンベロープに取付けられ、他の側で、そのストライプは、炭素繊維から作られる剛性フレーム１０の上側端に取付けられる。フレーム１０の下側端は、ヒンジ６の軸上でヒンジ式に固定される。エンベロープが互いにしっかり押付けられる場合、フェアリングは、エンベロープの間で折畳み位置になるよう押される。ロックがクローズである状態で、エンベロープは、半楕円を形成するベースを有する真っ直ぐな円筒の形態で固定され、半楕円を形成するベースは、前バンパー４及び後バンパー５によって保護される丸みを付けられた前端及び後端、及び、右と左の容器３を有する。この場合、エアロスタットは、プロファイル高さ（翼厚）及び円筒高さ（翼幅）より大きいプロファイル弦（翼長）を有する円筒翼を表し、プロファイル高さは円筒高さより小さい。エンベロープのフレーム上の翼部分の前にまた後ろに、横梁１１及び１２が位置し、横梁１１及び１２は、一端で前スリング１３及び後スリング１４が固定されており、前スリング１３及び後スリング１４は、ヒンジ６の軸の周りで翼又はそのエンベロープの部分を転回するためにデザインされる。スリング１３及び１４の他端は、フェアリング１７を有する貨物／旅客キャビン１６内のコントロール１５に取付けられる。

下から、エアロスタットは、半剛性懸垂保持システム上で懸架する軸受プラットフォームを有する。懸垂保持システムは、翼のスリング１３及び１４コントロール；回転ラック１８；回転ラックのスリング１９及び２０コントロ−ルからなる。回転ラックの下側端は、その軸がラインББ’上に位置するヒンジに取付けられ、軸受プラットフォーム垂直フレームの上側水平梁に搭載され、ヒンジ６の軸は、ラックの上側端を通過する。ラックは、指定された角度で転回し、前スリング１９及び後スリング２０によって固定され、前スリング１９及び後スリング２０は、一端で、回転ラックの上側端に取付けられ、他端で、キャビン１６内のコントロール２１に取付けられる。

軸受プラットフォームは、３つのギャップを有する固定垂直部２３を有する水平格子フレーム２２（図４参照）によって形成される。軸受プラットフォームの剛性は、斜材ケーブル２４及び２５によって確保される。垂直フレームの中央ギャップ内に、貨物／旅客キャビン１６が存在し、２つの端ギャップは、プロペラを有するパラモータ２６及び２７、膜式気化器、並びに電気スタータを有する。パラモータは、軸受内でラインＢＢ’上に位置するスピン軸上に設置される。パラモータは、これらの軸の周りに回転し、その推力ベクトル方向が、プロファイル平面内で３６０°だけ−１８０°から＋１８０°まで互いから独立して変更されるように所定の位置に固定される可能性がある。ゼロ位置は、プロペラの回転平面が垂直フレーム２３の平面に一致し、推力ベクトルがｖｅｓｔａｐｌａｎの前部分に向かって方向付けられるときの位置である。

貨物／旅客キャビン１６は、透明プラスチックでできた平坦透明側面、及び、上方に開口する透明プラスチックでできたフェアリングを有する。キャビン屋根の内側側面はダッシュボード２８を有する。キャビン底部（図４参照）は、パイロット座席２９、貨物及び旅客座席３０、エアロスタットコントロール１５及び回転ラックのコントロール２１及びエンジンの転回コントロール３１を有する。コントロール１５及び２１は、ウィンチであり、ウィンチを回転させることは、スリングの長さを変更し、また、エンベロープの回転角度又は回転ラック回転角度をそれぞれ変更する可能性がある。その他に、スリングのチャネル３８を通して、前スリングは前ウィンチに取付けられ、後スリングは後ウィンチに取付けられる。エンジン転回コントロール３１は、ステアリングホイールを表し、ギアケース及びキャッチロックは垂直フレーム２３の中央ギャップフレーム上に位置し、エンジン２６及び２７のハウジングのスピン軸に接続される。ｖｅｓｔａｐｌａｎの電気デバイスは、電池によって電力供給される。キャビンは、総重量が制限された状態で、１人のパイロット、１人の旅客及び／又は１つの貨物を収容する可能性がある。

硬いプラスチックから作られ、空気を充填された隔離容器３２は、水平フレーム２２の下側表面上に固定される。硬質表面上への配備中に、隔離容器３２はシャシとして役立ち、水上への配備中に、隔離容器３２は浮きの役を果たす。

エアロスタット及び懸垂保持システムを変形し、エンジンの推力ベクトルの速度及び方向を変更して、ｖｅｓｔａｐｌａｎは、以下の能動的（非ゼロのエンジンの推力ベクトルによる）移動モード及び受動的移動モード：垂直離陸、水平キャストオフ、能動的直線飛行、ベクトル及び高さによる操縦、滑空飛行、平落ち着陸、ワンダリング、垂直着陸、水平進入にセットされる。図５は、進入空気流抗力に起因するトルク補償のため重心が前縁に向かってオフセットした状態の能動的直線飛行モードにあるｖｅｓｔａｐｌａｎのプロファイル平面を立証する。

硬質表面上に配備するｖｅｓｔａｐｌａｎ（図６参照）の場合、回転スタック１８は、プラットフォームの水平フレームに垂直にかつ直角に搭載される。飛行高さは、隔離容器３２がベース表面と接触状態になるまで減少され、エアロスタットロックは外され、エアロスタットエンベロープは、バンパー４及び５がベース表面並びにスリング１３及び１４を押すまで下方に回転され、エンベロープはこの位置に搭載される。その後、軸受プラットフォームは、ロープ３３によってアンカーに取付けられる。同時に、エンベロープの間に形成される開口の上で、要素８、９、及び１０によって生成されるフェアリングが部分的に開口する。

水表面上に配備するｖｅｓｔａｐｌａｎ（図７参照）の場合、回転ラック１８は、軸受プラットフォーム水平フレームに垂直にかつ直角に搭載される。飛行高さは、隔離容器３２が水中に部分的に浸漬されるまで減少され、エアロスタットロック７は外され、エンベロープが水平フレームを押し、エンベロープの端及びバンパー４及び５を水中に浸漬するまで、エアロスタットエンベロープが転回されるべきである。同時に、エンベロープの間に形成されるギャップの上で、要素８、９、及び１０によって生成されるフェアリングが完全に開口する。

ラグ４１を有する垂直壁４０に配備するｖｅｓｔａｐｌａｎ（図８参照）の場合、回転ラック１８は、軸受プラットフォーム水平フレームに垂直にかつ直角に固定される。バンパー４上に前もって設置された係留フック３５は、ブラケット３６上の水平ロッドに留められ、前エンベロープを転回することによって、プラットフォームがラグ−建物の水平表面が始まる場所−を押すまで、プラットフォームが下げられるべきであり、その後、ラグは、垂直ロッドによってアンカーに取付けられるべきである。こうしたアンカー及びラグは、勤務場所又は居住場所に直接進入するため、多店舗建物のブラインド壁上に、例えば、防火壁上に搭載される可能性がある。

Claims (4)

1. ハイブリッド航空機であって、保守スタッフの助けを借りて配備された、剛性フレームを有するエアロスタット、懸垂保持システム、貨物／旅客キャビンを有する軸受プラットフォーム、コントロール、エンジン、電気機器、及び測定デバイスを備え、
   航空機は、前記エアロスタットが、円筒ヒンジによって接続され、固着要素を備える２つのエンベロープからなり、前記２つのエンベロープの回転を制御し、前記２つのエンベロープの回転が、前記エアロスタットを、変化させ、エーロフォイルセクションを有する翼（wing）の形態で又は開口フェアリングを有するΛ形状の形態で取付けることを可能にする点で異なり、前記懸垂保持システムは、剛性でかつ可撓性の接続部を含み、変形され、取付けられることが可能であり、前記エンジンは、前記プラットフォームの回転軸に対して−１８０度から＋１８０°に推力ベクトルの方向を設定する能力を持って設置され、前記デバイスを安定位置に配備し取付けることは、保守スタッフなしで、異なる表面及び構造上でパイロットによって実施される、ハイブリッド航空機。
2. 未整備の傾斜した硬質大地表面上に請求項１に記載のデバイスを配備するオプションであって、前記軸受プラットフォームが、前記ベース表面に接触し、再設置式アンカーに取付けられ、前記再設置式アンカーが前記ベース表面から突出することを特徴とし、前記エアロスタットエンベロープは、前記表面と接触状態になるまで下方に回転する、オプション。
3. 水表面上に請求項１に記載のデバイスを配備するオプションであって、前記軸受プラットフォームが水表面に接触することを特徴とし、前記エアロスタットエンベロープは、前記エアロスタットエンベロープの一部分が前記水中に浸漬されるまで下方に回転する、オプション。
4. 垂直平面から回転する垂直剛性構造上に請求項１に記載のデバイスを配備するオプションであって、係留フックが、更に、前エンベロープの端に設置され、前記エアロスタットのレベルで前記ベース構造から突出するアンカーに取付けられることを特徴とし、一方、前記軸受プラットフォームは、前記ベース構造に接触し、前記プラットフォームのレベルで前記ベース構造から突出する他のアンカーに強固に固定される、オプション。

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