JP6516888B2 - 少なくとも２つのロータアセンブリ及びシュラウドを備えた推力発生ユニット - Google Patents

Description

本発明は、所定の方向に推力を発生するための推力発生ユニット（ｔｈｒｕｓｔ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｕｎｉｔ）に関し、この推力発生ユニットは少なくとも２つのロータアセンブリ（ｒｏｔｏｒ ａｓｓｅｍｂｌｙ）とシュラウド（ｓｈｒｏｕｄｉｎｇ）とを含む。本発明は更に、所定の方向に推力を発生するための少なくとも１つの推力発生ユニットを備えたマルチロータ航空機（ｍｕｌｔｉｒｏｔｏｒ ａｉｒｃｒａｆｔ）に関し、この推力発生ユニットは少なくとも２つのロータアセンブリとシュラウドとを含む。

様々な従来のマルチロータ航空機は、例えば、ＥＰ２５５１１９０Ａ１、ＥＰ２５５１１９３Ａ１、ＥＰ２５５１１９８Ａ１、ＥＰ２２３４８８３Ａ１、ＷＯ２０１５／０２８６２７Ａ１、ＵＳＤ６７８１６９Ｓ、ＵＳ６５６８６３０Ｂ２、ＵＳ８３９３５６４Ｂ２、ＵＳ７８５７２５３Ｂ２、ＵＳ７９４６５２８Ｂ２、ＵＳ８７３３６９０Ｂ２、ＵＳ２００７／００３４７３８Ａ１、ＵＳ２０１３／０１１８８５６Ａ１、ＤＥ１０２０１３１０８２０７Ａ１、ＧＢ９０５９１１、及びＣＮ２０１３０６７１１Ｕという文献から知られている。その他のマルチロータ航空機も、例えば、ボーイングＣＨ−４７タンデムロータヘリコプタ、ベルＸＶ−３ティルトロータ航空機、ダクテッドロータ付きベルＸＶ−２２クワッドティルト、並びにいわゆるドローン、詳細には、例えば、ＵＳ２０１５／０１２７２０９Ａ１、ＤＥ１０２００５０２２７０６Ａ１、及びＫＲ１０１４５１６４６Ｂ１という文献に記載されているような、いわゆるクワッドドローンなどの最新技術から知られている。更に、例えば、Ｓｋｙｆｌｙｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨによるスカイフライヤＳＦ ＭＫ ＩＩ及び映画アバターに登場したマルチコプタなど、マルチロータ航空機の研究及びフィクションも存在する。

これらの従来のマルチロータ航空機のそれぞれは、マルチロータ航空機の動作中に所定の方向に推力を発生するために設けられた２つ以上の推力発生ユニットを装備している。一般に、それぞれの推力発生ユニットは、１つ以上のロータ又はプロペラを含み、通常、特定の飛行条件のために設計される。一例として、飛行機のプロペラとして設計された推力発生ユニットは巡航条件においてその最適値で動作し、複合ヘリコプタのプロペラとして設計された推力発生ユニットはむしろホバリング又は前進飛行条件のために最適化され、例えば、いわゆるＦｅｎｅｓｔｒｏｎ（登録商標）テイルロータを実現する推力発生ユニットは特にホバリング条件のために設計されている。

これらの例のいずれでも、それぞれの推力発生ユニットは、軸方向気流条件において、即ち、少なくともロータ軸、重ねて言えば、所与の１つ以上のロータ又はプロペラの回転軸にほぼ沿って向けられた気流方向、従って、軸方向気流方向と呼ばれる気流方向において動作するために最適化される。しかしながら、それぞれの推力発生ユニットが横向き気流条件において、即ち、所与の１つ以上のロータ又はプロペラのロータ軸に対して横向きに向けられた気流方向、従って、非軸方向気流方向と呼ばれる気流方向において動作する場合、推力発生ユニットのそれぞれの効率は、通常、大幅に減少する。

一例として、２つ以上の推力発生ユニットを備えたマルチロータ航空機の動作の場合、推力発生ユニットは、例えば、垂直離陸フェーズ中に、軸方向気流条件にさらされることになる。その後、推力発生ユニットによって発生されたそれぞれの推力ベクトルは、例えば、それに応じて推力発生ユニットを回転させることにより、所定の方向に傾斜させることができ、その結果、マルチロータ航空機は速度を獲得し、推力発生ユニットが横向き気流条件にさらされる前進飛行に転換するような以前のホバリング条件を離れる。しかしながら、横向き気流条件では、軸方向気流条件において有益であるそれぞれのダクト又はシュラウドが、比較的大量の抗力を発生することによって不利益をもたらしている。換言すれば、ホバリング時にダクト又はシュラウドによって提供される根本的な利点が前進飛行では不利点になり、これは前進飛行においてマルチロータ航空機のそれぞれの前進速度を増すにつれて増加する。

更に、軸方向気流条件において、ダクテッドロータ又はプロペラ、即ち、ダクト又はシュラウドが設けられたロータ又はプロペラは、匹敵する全体寸法、即ち、直径及び平均翼弦を有する同等の隔離型又は非ダクテッドロータ又はプロペラ、即ち、ダクト又はシュラウドのないロータ又はプロペラより約２５％〜５０％効率的であることに留意されたい。換言すれば、ダクト又はシュラウドの存在は、一定の必要出力で所与の推力発生ユニットのそれぞれの発生推力を増加する。従って、従来の推力発生ユニットには、関連のダクト又はシュラウド内に完全に封入されている１つ以上のロータ又はプロペラが頻繁に設けられる。この古典的な構成は、ダクト又はシュラウドからも推力を発生するためにそれぞれのロータ又はプロペラ誘導速度を使用する。

一般に、ダクト又はシュラウドは、ロータ又はプロペラのそれぞれの空気力学及び性能を改善するために、ロータ又はプロペラの周りに配置された、封入環状表面によって規定される。従来のダクト又はシュラウドは、通常、回転不能であり、即ち、傾斜させることができず、所与のロータ又はプロペラが完全にその中に封入されるように選択された高さを有する。

しかしながら、ダクト又はシュラウドは、関連のロータ又はプロペラを封入するために特定の高さ又は長さを備えていなければならず、従って、比較的大きいサイズになるので、ダクト又はシュラウドは、そのサイズのためにマルチロータ航空機の総重量を増加し、根本的な推力ベクトル方向の調節のためにダクト又はシュラウドを傾斜させることができないので、例えば、前進飛行中に、即ち、横向き気流条件において抗力を更に増加する。また、比較的大きいサイズは、風及び／又は突風が作用する可能性のある比較的大きい突出表面をもたらす。これは、それぞれのマルチロータ航空機について過出力の必要性を増すことになる。更に、２つ以上のロータ又はプロペラが、例えば、互いの上に同軸状に位置決めされる場合、これらのロータ又はプロペラを封入するために設けられた所与のダクト又はシュラウドは、更に大きい高さを必要とし、更に重くなるであろう。その上、通常、ロータ又はプロペラとダクト又はシュラウド表面との間の最小ギャップが要求されるので、従来のダクト又はシュラウドは、通常、能動的に回転せず、比較的堅く設計しなければならない。加えて、それぞれの推力発生ユニットの従来のダクト又はシュラウドは、異なる構成のロータ又はプロペラ、即ち、異なる傾斜、位置決め、及び／又はサイズ、重ねて言えば、直径を有するロータ又はプロペラを封入するのに適していない。

要約すれば、ダクト又はシュラウドを備えた従来の推力発生ユニットでは、軸方向気流条件における動作時に発生される推力ベクトルは、推力発生ユニットのそれぞれのロータ又はプロペラのロータ軸と位置合わせされ、動作時にロータ又はプロペラによって誘導された速度場の方向に逆らって向けられる。ロータ又はプロペラは、関連のロータ又はプロペラ平面又は円板を通る特定のマスフローを加速する。結果として生じるフロー加速は、空気がロータ又はプロペラ平面又は円板を横切る時に発生し、ダクト又はシュラウドのそれぞれのコレクタ領域の周りに圧力不足のエリアを形成し、その結果、追加の推力を発生する。この追加の推力の発生は、ダクト又はシュラウドを使用したことによる重要な利点であるが、ダクト又はシュラウドによって発生された追加の抗力のために、前進飛行時に、即ち、横向き気流条件において強力に不利益をもたらしている。この追加の抗力は、ダクト又はシュラウドの高さと幅の積によって規定されるそれぞれの前面面積に正比例している。従って、一例として、単一ダクト又はシュラウドに完全に組み込まれた２つのロータ又はプロペラを備えた二重反転ロータ又はプロペラ構成を有する推力発生ユニットの場合、追加の抗力は、単一ダクト又はシュラウドに完全に組み込まれた１つのロータ又はプロペラのみが設けられている推力発生ユニットと比較して、ほぼ二倍になる。

ＵＳ５１５０８５７Ａという文献には、１対の同軸多翼形二重反転ロータを取り囲むトロイダル胴体を有する無人航空機（ＵＡＶ）が記載されている。トロイダル胴体は、ダクト又はシュラウドを規定するものであり、高いホバリング効率を提供し、高い揚力を提供する圧力分布を発生するように構成されたエアロフォイルプロフィルを有する。エアロフォイルプロフィルは、対称形であり、前進並進飛行においてダクテッド回転式ＵＡＶによって経験される望ましくない機首上げ縦揺れモーメントを打ち消すように適合している。しかしながら、トロイダル胴体によって規定される対称形ダクト又はシュラウドは、前進飛行において、即ち、横向き気流条件において上記の不利点を呈する。

従って、本発明の一目的は、横向き気流条件において改善された空気力学及び性能を呈し、特にマルチロータ航空機で使用するための新しい推力発生ユニットを提供することである。

この目的は、所定の方向に推力を発生するための推力発生ユニットによって解決され、この推力発生ユニットは請求項１の特徴を含む。より具体的には、本発明により、所定の方向に推力を発生するための推力発生ユニットは、少なくとも２つのロータアセンブリと、少なくとも２つのロータアセンブリのうちの多くても１つを収容するシュラウドとを含む。シュラウドは、エアインレット領域（ａｉｒ ｉｎｌｅｔ ｒｅｇｉｏｎ）及びエアアウトレット領域（ａｉｒ ｏｕｔｌｅｔ ｒｅｇｉｏｎ）によって軸方向に区切られた円筒形のエアダクトを規定し、エアインレット領域は円筒形のエアダクトの円周方向に波形形状（ｕｎｄｕｌａｔｅｄ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を呈する。

「シュラウド（ｓｈｒｏｕｄｉｎｇ）」という用語は、同時に「ダクト」及び「シュラウド（ｓｈｒｏｕｄ）」という用語を包含するものとして理解しなければならないことに留意されたい。換言すれば、本発明に関連して、「シュラウド」という用語は交換可能にダクト又はシュラウドを指す。

有利なことに、本発明の推力発生ユニットは、横向き気流条件において、例えば、本発明の推力発生ユニットを使用する所与のマルチロータ航空機の前進飛行において、著しく低減された抗力をもたらすシュラウド付き複数ロータアセンブリ構成として実現される。この著しく低減された抗力は、シュラウドの全高を著しく低減できるように少なくとも２つのロータアセンブリのうちの多くても１つをシュラウド内に収容することだけなく、シュラウド自体の本発明の設計、特に円筒形のエアダクトの円周方向のエアインレット領域の波形形状にも起因する。

より具体的には、本発明のシュラウド及びすべての関連要素は、好ましくは、軸方向に非対称的であり、即ち、シュラウドのアジマスψにおいて非対称的である。換言すれば、シュラウドは、すべての関連要素に関する可変要因を基礎として設計され、即ち、以下の通りである。
・高さ対アジマスΨ
・エアインレット領域半径対アジマスΨ
・エアアウトレット領域半径対アジマスΨ及び／又は
・追加の揚力面の配置対アジマスΨ

特に、シュラウドの可変高は、シュラウドの高さが増加するにつれて根本的な効率が増加する垂直離陸及びホバリングと、シュラウドの高さが減少するにつれて根本的な抗力が減少する前進飛行との兼ね合いにおいて重大な利点を可能にするものであり、これはシュラウドのそれぞれの抗力領域を低減するものである。

更に、本発明の推力発生ユニットは、軸方向気流条件において、即ち、それぞれのマルチロータ航空機のホバリング飛行において、匹敵する性能を有しながら、２つのロータ又はプロペラアセンブリを完全に封入する単一シュラウドを有する従来のシュラウド付き推力発生ユニットより著しく低い重量を呈する。実際は、２つ以上の優先的二重反転ロータ又はプロペラアセンブリを完全に封入する単一シュラウドを有する従来のシュラウド付き推力発生ユニットは、例えば、本発明の推力発生ユニットなど、その他のものをシュラウドなしで、即ち、空気にさらされたままにしながら、２つ以上のロータ又はプロペラアセンブリのうちの１つのみを封入するかなり短いシュラウドを有する推力発生ユニットに比べ、同じ推力対出力の特性を提供することに留意されたい。これは、上述の追加の推力が、ダクト、重ねて言えば、シュラウド自体によるのではなく、シュラウドのみによって規定されるエアインレット領域によって発生されるという事実によるものである。その上、長短シュラウドを備えた少なくとも２つのロータ又はプロペラアセンブリによって誘導されたそれぞれの速度場は、エアインレット領域上に発生された圧力不足フィールドが長短シュラウド構成についても同じであるようになっている。これは、それぞれが最小化した高さを有する単一の関連シュラウドに封入される、複数のロータ又はプロペラアセンブリを特徴とする構成に同様に適用される。

好ましくは、本発明の推力発生ユニットのシュラウドは、本発明の推力発生ユニットを特徴とするマルチロータ航空機のホバリング及び前進飛行事例中に追加の上昇装置として使用され、従って、シュラウドに収容される少なくとも２つのロータアセンブリのうちの多くても１つのそれぞれの消費電力の低減を有益に可能にする。更に、シュラウドはその有効性を増加するので、有利なことに、その中に収容される少なくとも２つのロータアセンブリのうちの多くても１つの少なくとも根本的な直径の低減を可能にする。加えて、シュラウドは、その中に収容される少なくとも２つのロータアセンブリのうちの多くても１つについてシールド効果を有益に提供し、従って、有利なことに地上におけるそれぞれのロータ騒音範囲の低減を可能にする。

一態様により、本発明の推力発生ユニットには、その中に収容される少なくとも２つのロータアセンブリのうちの多くても１つを異物から保護するために、例えば、グリッドによって封入されることにより、異物保護を設けることができる。このような異物保護は、例えば、その手が回転部分に挟まれるのを防止することにより、個人による誤用及び事故を有益に防止し、それにより、本発明の推力発生ユニットの動作安全レベルの増加をもたらす。

有利なことに、２つ以上のロータ平面を単一の推力発生ユニットに結合することができるので、異なるロータ平面を規定する少なくとも２つのロータアセンブリを本発明の推力発生ユニットに設けることにより、これらのロータアセンブリは、互いの上に位置決めして、二重反転式に回転することができ、安全レベルの増加を提供し、関連のマルチロータ航空機の全体寸法の低減を可能にする推力発生ユニットをもたらし、その結果、比較的小さい航空機が得られる。好ましくは、本発明の推力発生ユニットの少なくとも２つのロータアセンブリは、そのそれぞれが関連のロータ平面又は表面を規定するものであり、同軸状に又は別々の個別ロータ軸により、互いの上に位置決めされ、互いに対して傾斜させることができる。更に、本発明の推力発生ユニットは、その二重反転ロータアセンブリの結果として個別にトルクを提供するために適合しており、これは、例えば、偏揺れに関して、本発明の推力発生ユニットを特徴とする所与のマルチロータ航空機を操縦するために使用することができる。

好ましい一実施形態により、円筒形のエアダクトは、円筒形のエアダクトの軸方向にエアアウトレット領域とエアインレット領域との間に規定され、円筒形のエアダクトの円周方向に変動する高さを呈し、円筒形のエアダクトの円周方向に変動する高さはエアインレット領域の波形形状を規定する。

更なる好ましい一実施形態により、円筒形のエアダクトは、円周方向に、前縁（ｌｅａｄｉｎｇ ｅｄｇｅ）及び正反対の後縁（ｔｒａｉｌｉｎｇ ｅｄｇｅ）と、ボードサイドラテラルショルダ（ｂｏａｒｄ ｓｉｄｅ ｌａｔｅｒａｌ ｓｈｏｕｌｄｅｒ）及び正反対のスターボードサイドラテラルショルダ（ｓｔａｒ ｂｏａｒｄ ｓｉｄｅ ｌａｔｅｒａｌ ｓｈｏｕｌｄｅｒ）と、を含み、ボードサイドラテラルショルダ及びスターボードサイドラテラルショルダはそれぞれ円筒形のエアダクトの円周方向に前縁と後縁との間に配置され、前縁における高さはボードサイドラテラルショルダ及び／又はスターボードサイドラテラルショルダにおける高さより小さい。

更なる好ましい一実施形態により、後縁における高さはボードサイドラテラルショルダ及び／又はスターボードサイドラテラルショルダにおける高さより小さい。

更なる好ましい一実施形態により、後縁における高さは前縁における高さより小さい。

更なる好ましい一実施形態により、ボードサイドラテラルショルダ及び／又はスターボードサイドラテラルショルダにおける高さは０．０５＊Ｄ〜０．５＊Ｄの範囲内で選択され、Ｄは円筒形のエアダクトの直径を規定する。

更なる好ましい一実施形態により、円筒形のエアダクトのエアインレット領域は、円筒形のエアダクトの円周方向に変動するエアインレット領域半径を呈し、エアインレット領域半径は前縁、後縁、ボードサイドラテラルショルダ、及びスターボードサイドラテラルショルダのうちの少なくとも２つの間で異なるものである。

更なる好ましい一実施形態により、円筒形のエアダクトのエアアウトレット領域は、円筒形のエアダクトの円周方向に変動するエアアウトレット領域半径を呈し、エアアウトレット領域半径は前縁、後縁、ボードサイドラテラルショルダ、及びスターボードサイドラテラルショルダのうちの少なくとも２つの間で異なるものである。

更なる好ましい一実施形態により、円筒形のエアダクトの後縁は、少なくとも本質的に開放され、補剛エレメント（ｓｔｉｆｆｅｎｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）が設けられる。

更なる好ましい一実施形態により、円筒形のエアダクトの後縁はフラップを装備している。

更なる好ましい一実施形態により、円筒形のエアダクトの前縁には、追加の揚力面が設けられる。

更なる好ましい一実施形態により、少なくとも２つのロータアセンブリのうちの第１のロータアセンブリは、円筒形のエアダクトの外側に、円筒形のエアダクトのエアインレット領域に隣接して配置され、シュラウドは少なくとも２つのロータアセンブリのうちの第２のロータアセンブリを収容する。

更なる好ましい一実施形態により、第１のロータアセンブリは第１のロータ軸を規定し、第２のロータアセンブリは第２のロータ軸を規定し、第１及び第２のロータ軸は同軸状に配置される。

更なる好ましい一実施形態により、第１及び第２のロータ軸は、−６０°〜＋６０°の範囲内に含まれる関連の傾斜角だけ傾斜している。

本発明は更に、上記のように構成された少なくとも１つの推力発生ユニットを含むマルチロータ航空機に関する。

有利なことに、本発明の推力発生ユニットのシュラウドは、本発明の推力発生ユニットを特徴とする本発明のマルチロータ航空機のそれぞれの全体寸法の低減を可能にする。更に、シュラウド付き推力発生ユニットに接近する個人は負傷しないように保護され、例えば、バードストライク又はワイヤストライクなどの動作時の推力発生ユニットの異物損害は安全かつ確実に防止することができ、空中衝突の場合の関連のマルチロータ航空機の全体的な動作安全を改善することができる。

その上、それぞれの空気力学、音響、及び性能は、動作時のそれぞれのロータブレード荷重を低減すること、全体的な消費電力を低減すること、それぞれの放出雑音を低減すること、並びに本発明のマルチロータ航空機のホバリング及び前進飛行における機能を改善することにより、改善することができる。更に、推力発生ユニットの根本的な必要直径を低減することができる。更に、本発明のマルチロータ航空機の揚力はシュラウド自体によって改善され、本発明のマルチロータ航空機が必要とする全体的な出力を潜在的に低減する。

本発明の航空機は複数のロータアセンブリを備えたマルチロータ構造に関連して上述されているが、複数のプロペラアセンブリを備えたマルチプロペラ構造として又はマルチプロペラ及びマルチロータ構造として同様に実現できることに留意されたい。より具体的には、ロータは一般に完全に連結されているが、プロペラは一般に全く連結されていない。しかしながら、どちらも推力を発生するために、従って、本発明による推力発生ユニットを実現するために使用することができる。その結果として、本明細書でロータ又はロータ構造に言及する場合、プロペラ及びプロペラ構造への言及として同様に理解しなければならず、従って、本発明のマルチロータ航空機はマルチプロペラ航空機及び／又はマルチプロペラ及びマルチロータ航空機として同様に実現することができる。

換言すれば、本発明は、主として、個別に互いの上に位置決めされるように選択できるロータ／プロペラ平面を規定するロータ／プロペラと、そのロータ／プロペラのうちの多くても１つの回転部分を封入するためのシュラウドと、それぞれのロータ／プロペラを駆動する少なくとも１つの電気エンジンと、を備えた複数推力構成に関し、それぞれのエンジンは提供される安全レベルを増加するために隔離することができ、好ましくはバッテリと電気エンジンとの間に論理接続が存在し、この論理接続は故障の場合に安全レベルを増加する冗長設計を優先的に含み、好ましくは故障の場合に適切な安全レベルを備えたバッテリ冗長レイアウトが提供される。

有利なことに、本発明のマルチロータ航空機は、乗客の輸送のために設計され、特に、市街地での運航に適しており、そのための免許状が交付されるように適合している。これは、好ましくは飛行しやすいものであり、複数の冗長性を有し、当局の安全要求を満たし、設計の点で費用効果が高く、比較的低いノイズのみを発生する。好ましくは、本発明のマルチロータ航空機は、軽量設計及び固定入射角を備えた比較的小さいロータ直径を有し、それにもかかわらず緊急着陸の遂行のために適合しているが、これらのロータ特性は動作時に比較的低い慣性及び調整不能なトルクをもたらす。

一態様により、本発明のマルチロータ航空機はホバリング可能であり、分散推進系を含む。これは、更に好ましくは、マルチロータ航空機全体について飛行時間あたり約１＊１０^−７までの故障件数になる安全障害モードに関して、例えば、ＦＡＲ及びＥＡＳＡ規制などの当局の規制を満たすために数ある要件の中で必要である自転能力を備えて設計される。航空部門では、これらの安全レベルは典型的に、いわゆる設計保証レベル（ＤＡＬ）のＡ〜Ｄによって規定される。

好ましくは、本発明のマルチロータ航空機は、乗客を輸送するために必要な当局の規制の安全レベルを遂行する。これは優先的に、以下のものの組み合わせ及び相関関係によって達成される。
・推力発生ユニットあたり少なくとも２つの個別ロータアセンブリ
・冗長隔離バッテリレイアウト
・冗長電源及びハーネスレイアウト
・根本的な出力管理の物理的分離及び隔離
・冗長隔離電気エンジン、及び
・ロータアセンブリのピッチ制御及び／又はＲＰＭ制御

本発明の好ましい諸実施形態について添付図面に関連して以下の説明で概説する。これらの添付図面では、同一の又は同一機能のコンポーネント及び要素は同一の参照番号及び文字で表示され、その結果として、以下の説明では１回しか説明しない。

複数の模範的な推力発生ユニットを備えたマルチロータ航空機の斜視図を示している。 図１のマルチロータ航空機の平面図を示している。 前進飛行中の図１及び図２のマルチロータ航空機の側面図を示している。 図３のマルチロータ航空機の正面図を示している。 本発明によるシュラウドを備えた図１〜図４のマルチロータ航空機の推力発生ユニットの斜視図を示している。 図５の推力発生ユニットの正面図を示している。 図１〜図４のマルチロータ航空機の垂直離陸及び前進飛行中の図５及び図６の推力発生ユニットの部分的に透過的な側面図を示している。 図５〜図７のシュラウドの部分的に透過的な側面図を示している。 図８のシュラウドの斜視図を示している。 図８及び図９のシュラウドの平面図を示している。 図８〜図１０のシュラウドの模範的な断面を示している。 図１〜図４のマルチロータ航空機の垂直離陸及び前進飛行中の図５及び図６の推力発生ユニットの部分的に透過的な側面図を示している。 図１〜図４のマルチロータ航空機を制御するための模範的な制御方法を示す線図を示している。 第１の変形例による図８〜図１０のシュラウドの平面図を示している。 第２の変形例による図８〜図１０のシュラウドを備えた図５及び図６の推力発生ユニットの部分的に透過的な側面図を示している。 図１〜図４のマルチロータ航空機の垂直離陸中の図１５のシュラウドの平面図を示している。 図１〜図４のマルチロータ航空機の前進飛行中の図１５のシュラウドの平面図を示している。

図１は、本発明による航空機の機体２を備えたマルチロータ航空機１を示している。航空機の機体２は、以下マルチロータ航空機１の胴体とも呼ばれる支持構造を規定する。

胴体２は、縦方向１ａの広がりと、横方向１ｂの広がりと、を有し、好ましくは、マルチロータ航空機１が全体として乗客の輸送のために適合するように、少なくとも乗客の輸送のために適合している内容積２ａを規定する。内容積２ａは好ましくは、例えば、マルチロータ航空機１の運航に必要なエネルギ蓄積システムなどの動作及び電気機器を収容するために更に適合している。

乗客の輸送に適し、動作及び電気機器の収容にも適した、内容積２ａの模範的な構成は、当業者にとって容易に入手可能であり、一般に、乗客輸送に関する適用可能な当局の規制及び認可要件に準拠するように実現されることに留意されたい。従って、内容積２ａのこれらの構成は本発明の一部ではないので、簡潔かつ簡明にするために、これらについては詳細に説明しない。

一態様により、マルチロータ航空機１は複数の推力発生ユニット３を含む。好ましくは、複数の推力発生ユニット３は、少なくとも２つの、優先的に４つの推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを含む。推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、マルチロータ航空機１が空中でホバリング可能であるとともに前方又は後方方向に飛行可能であるように、動作時に推力（図３の９）を発生するために具体化される。

好ましくは、推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは構造的に胴体２に接続される。一例として、これは複数の構造支持部４によって達成される。より具体的には、推力発生ユニット３ａは好ましくは構造支持部４ａを介して、推力発生ユニット３ｂは構造支持部４ｂを介して、推力発生ユニット３ｃは構造支持部４ｃを介して、推力発生ユニット３ｄは構造支持部４ｄを介して、胴体２に接続され、構造支持部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは複数の構造支持部４を規定する。

好ましくは、推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのうちの少なくとも１つは、根本的な空気力学を改善し、運航上の安全を増すために、関連のシュラウドを含む。一例として、複数のシュラウドユニット６は４つの別々のシュラウド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによって示されている。例示的に、シュラウド６ａは推力発生ユニット３ａに、シュラウド６ｂは推力発生ユニット３ｂに、シュラウド６ｃは推力発生ユニット３ｃに、シュラウド６ｄは推力発生ユニット３ｄに、関連付けられている。

シュラウド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは単純な薄板金で作ることができる。しかしながら、一態様により、シュラウド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、例えば図５に関連して後述するような複雑な形状を有する。

更に、シュラウド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと胴体２との接続を補強するために、構造支持部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとともに胴体２に接続することができる。代替的に、シュラウド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄのみを胴体２に接続することもできる。

一態様により、推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのうちの少なくとも１つ、好ましくは、そのそれぞれ１つは、少なくとも２つのロータアセンブリを装備している。一例として、推力発生ユニット３ａは２つのロータアセンブリ７ａ、８ａを装備し、推力発生ユニット３ｂは２つのロータアセンブリ７ｂ、８ｂを装備し、推力発生ユニット３ｃは２つのロータアセンブリ７ｃ、８ｃを装備し、推力発生ユニット３ｄは２つのロータアセンブリ７ｄ、８ｄを装備している。ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは例示的に複数の上部ロータアセンブリ７を規定し、ロータアセンブリ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは例示的に複数の下部ロータアセンブリ８を規定する。

複数の上部及び下部ロータアセンブリ７、８は好ましくは複数のギアボックスフェアリング（ｇｅａｒｂｏｘ ｆａｉｒｉｎｇ）５により複数の構造支持部４に接続される。例示的に、上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、８ａはギアボックスフェアリング５ａにより構造支持部４ａに接続され、上部及び下部ロータアセンブリ７ｂ、８ｂはギアボックスフェアリング５ｂにより構造支持部４ｂに接続され、上部及び下部ロータアセンブリ７ｃ、８ｃはギアボックスフェアリング５ｃにより構造支持部４ｃに接続され、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄはギアボックスフェアリング５ｄにより構造支持部４ｄに接続される。

好ましくは、上部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのそれぞれ１つは関連の上部ロータ平面（図７の２１）を規定し、下部ロータアセンブリ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄのそれぞれ１つは関連の下部ロータ平面（図７の２２）を規定する。好ましくは、上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、それぞれシュラウド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄに収容される上部及び下部ロータアセンブリの対７ａ、８ａ；７ｂ、８ｂ；７ｃ、８ｃ；７ｄ、８ｄを規定し、従って、関連の上部及び下部ロータ平面（図７の２１、２２）はマルチロータ航空機１のシュラウド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの内側に位置する。

一態様により、マルチロータ航空機１は航空機動作構造（ａｉｒｃｒａｆｔ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）及び冗長セキュリティアーキテクチャ（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）を含む。航空機動作構造は好ましくは無故障動作モード（ｆａｉｌｕｒｅ−ｆｒｅｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｍｏｄｅ）でのマルチロータ航空機１の動作のために適合しており、冗長セキュリティアーキテクチャは好ましくは少なくとも航空機動作構造の故障の場合のマルチロータ航空機１の動作のために適合している。特に、冗長セキュリティアーキテクチャは、乗客輸送に関する適用可能な当局の規制及び認可要件に優先的に準拠するように設けられる。

好ましくは、航空機動作構造は上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄのうちの少なくとも第１の部分を含み、冗長セキュリティアーキテクチャは上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄのうちの少なくとも第２の部分を含む。優先的に、それぞれの推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、８ａ、７ｂ、８ｂ、７ｃ、８ｃ、７ｄ、８ｄのうちの第１のものは航空機動作構造に関連付けられ、第２のものは冗長セキュリティアーキテクチャに関連付けられる。一例として、上部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは航空機動作構造に関連付けられ、下部ロータアセンブリ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは冗長セキュリティアーキテクチャに関連付けられる。従って、少なくとも上部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの故障の場合、下部ロータアセンブリ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、例えば、その墜落を回避するために、マルチロータ航空機１を操作する。

しかしながら、上部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが航空機動作構造に関連付けられ、下部ロータアセンブリ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが冗長セキュリティアーキテクチャに関連付けられる上記の構成は、単に一例として記載されているものであり、本発明をそれに限定するためのものではないことに留意されたい。その代わりに、代替の関連付けも同様に可能であり、企図されている。例えば、ロータアセンブリ８ａ、８ｃ、７ｂ、７ｄが冗長セキュリティアーキテクチャに関連付けられる間に、ロータアセンブリ７ａ、７ｃ、８ｂ、８ｄを航空機動作構造に関連付けることができる。代替的に、上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄのすべてを航空機動作構造及び／又は冗長セキュリティアーキテクチャに関連付けることなどができる。このような代替の関連付けは当業者にとって容易に入手可能であるので、これらの関連付けは同様に企図され、本発明の一部であると見なされる。

図２は、胴体２に接続された推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを備えた図１のマルチロータ航空機１を示している。推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはそれぞれ、上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、８ａ；７ｂ、８ｂ；７ｃ、８ｃ；７ｄ、８ｄを含み、これらは好ましくは合同ロータ軸（図３及び図４の１２）により並列構成に配置される。優先的に、上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、８ａ；７ｂ、８ｂ；７ｃ、８ｃ；７ｄ、８ｄが合同ロータ軸（図３及び図４の１２）により積み重なる、即ち、互いの上に配置されるように、上部ロータアセンブリ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは下部ロータアセンブリ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄより上に配置される。しかしながら、例えば、軸方向にずらせたロータ軸など、代替の構成も同様に企図されている。

図２から更に分かるように、推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄはいずれも模範的に、胴体２に対して横に、即ち、その縦方向１ａに見て胴体２の左側又は右側に配置される。例示的に、図２に示されているように、左側は胴体２の下側に対応し、右側は上側に対応する。更に、胴体２は模範的に、横に配置された推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが少なくともほぼ台形形状を規定するように具体化される。

しかしながら、この模範的な配置は、単に一例として記載されているものであり、本発明をそれに限定するためのものではないことに留意されたい。その代わりに、その他の配置も可能であり、同様に企図されている。例えば、推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのうちの２つはそれぞれ、胴体２の前方部分及び後方部分などに配置することなどができる。

図３は、模範的な無故障動作モードにおける図１及び図２のマルチロータ航空機１を示している。この模範的な無故障動作モードでは、複数の推力発生ユニット３は、複数の上部及び／又は下部ロータアセンブリ７、８により推力発生気流方向９の気流を発生し、これはマルチロータ航空機１を地面１０から上昇させるのに適している。

複数の上部ロータアセンブリ７のそれぞれ１つは第１のロータ軸を規定し、複数の下部ロータアセンブリ８のそれぞれ１つは第２のロータ軸を規定する。好ましくは、第１及び第２のロータ軸はそれぞれ合同であり、即ち、同軸状に配置され、従って、複数の上部及び下部ロータアセンブリ７、８は複数の同軸状に配置されたロータ軸１２を規定する。例示的に、上部及び下部ロータアセンブリ７ｃ、８ｃは、一般にロータ軸１２ｃと呼ばれる第１及び第２の合同ロータ軸を規定し、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄは、一般にロータ軸１２ｄと呼ばれる第１及び第２の合同ロータ軸を規定する。

しかしながら、その他の構成も同様に企図されている。例えば、ロータ軸は互いに平行に配置することなどができる。

好ましくは、複数の推力発生ユニット３は、マルチロータ航空機１の操縦性を増し、前進飛行中のマルチロータ航空機１の縦方向１ａの全体的な傾斜を低減するために、複数の縦方向傾斜角１１だけマルチロータ航空機１の縦方向１ａに傾斜している。複数の縦方向傾斜角１１は例示的に、マルチロータ航空機１の垂直基準線１０ａと複数の同軸状に配置されたロータ軸１２との間に規定される。好ましくは、複数の縦方向傾斜角１１の可能な実現数は、設けられた推力発生ユニットの根本的な数に依存する。

より具体的には、一態様により、複数の推力発生ユニット３のうちの少なくとも１つは、マルチロータ航空機１の垂直基準線１０ａと複数の推力発生ユニット３のうちのこの少なくとも１つの第１及び第２の合同ロータ軸との間に規定された第１の縦方向傾斜角だけマルチロータ航空機１の縦方向１ａに傾斜している。第１の縦方向傾斜角は好ましくは−４５°〜＋８０°の範囲内に含まれ、優先的に７°になる。

例示的に、複数の推力発生ユニット３のうちの推力発生ユニット３ｃは、垂直基準線１０ａとロータ軸１２ｃとの間に規定された第１の縦方向傾斜角１１ａだけ傾斜しており、第１の縦方向傾斜角１１ａは好ましくは−４５°〜＋８０°の範囲内に含まれ、優先的に７°になる。しかしながら、図１及び図２の複数の推力発生ユニット３のうちの推力発生ユニット３ａも好ましくは第１の縦方向傾斜角１１ａだけ傾斜していることに留意されたい。

一態様により、複数の推力発生ユニット３のうちの少なくとも１つは、垂直基準線１０ａと複数の推力発生ユニット３のうちのこの少なくとも１つの第１及び第２の合同ロータ軸との間に規定された第２の縦方向傾斜角だけマルチロータ航空機１の縦方向１ａに傾斜している。第２の縦方向傾斜角も好ましくは−４５°〜＋８０°の範囲内に含まれ、優先的に７°になる。

例示的に、複数の推力発生ユニット３のうちの推力発生ユニット３ｄは、垂直基準線１０ａとロータ軸１２ｄとの間に規定された第２の縦方向傾斜角１１ｂだけ傾斜しており、第２の縦方向傾斜角１１ｂは好ましくは−４５°〜＋８０°の範囲内に含まれ、優先的に７°になる。しかしながら、図１及び図２の複数の推力発生ユニット３のうちの推力発生ユニット３ｂも好ましくは第２の縦方向傾斜角１１ｂだけ傾斜していることに留意されたい。

図４は、例示的に幅２ｂを含む、図３の胴体２を備えたマルチロータ航空機１を示している。この幅は、胴体２のそれぞれ最も外側の左側側面と右側側面との間でマルチロータ航空機１の縦方向１ａに直交して測定された最大距離として規定される。

マルチロータ航空機１はこの場合も模範的に無故障動作モードで示され、複数の推力発生ユニット３は複数の上部及び下部ロータアセンブリ７、８により推力発生気流方向９の気流を発生する。図３に関連して上述したように、上部及び下部ロータアセンブリ７ｃ、８ｃはロータ軸１２ｃを規定し、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄはロータ軸１２ｄを規定する。

更に、上部及び下部ロータアセンブリ７ａ、８ａは模範的に、一般にロータ軸１２ａと呼ばれる第１及び第２の合同ロータ軸を規定し、上部及び下部ロータアセンブリ７ｂ、８ｂは、一般にロータ軸１２ｂと呼ばれる第１及び第２の合同ロータ軸を規定する。ロータ軸１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは好ましくは、マルチロータ航空機１の全体的な複雑さ、システム重量、並びに幾何学的サイズを低減するように実現されることに留意されたい。

好ましくは、複数の推力発生ユニット３は、低減された突風感度を提供し、マルチロータ航空機１の操縦性を増すために、複数の横方向傾斜角１３だけマルチロータ航空機１の横方向１ｂに傾斜している。複数の横方向傾斜角１３は例示的に、マルチロータ航空機１の垂直基準線１０ａと複数の同軸状に配置されたロータ軸１２との間に規定される。好ましくは、複数の横方向傾斜角１３の可能な実現数は、設けられた推力発生ユニットの根本的な数に依存する。

より具体的には、一態様により、複数の推力発生ユニット３のうちの少なくとも１つは、マルチロータ航空機１の垂直基準線１０ａと複数の推力発生ユニット３のうちのこの少なくとも１つの第１及び第２の合同ロータ軸との間に規定された第１の横方向傾斜角だけマルチロータ航空機１の横方向１ｂに傾斜している。第１の横方向傾斜角は好ましくは−４５°〜＋８０°の範囲内に含まれ、優先的に５°になる。

例示的に、複数の推力発生ユニット３のうちの推力発生ユニット３ａは、垂直基準線１０ａとロータ軸１２ａとの間に規定された第１の横方向傾斜角１３ａだけ傾斜しており、第１の横方向傾斜角１３ａは好ましくは−４５°〜＋８０°の範囲内に含まれ、優先的に５°になる。しかしながら、図１及び図２の複数の推力発生ユニット３のうちの推力発生ユニット３ｃも好ましくは第１の横方向傾斜角１３ａだけ傾斜していることに留意されたい。

一態様により、複数の推力発生ユニット３のうちの少なくとも１つは、マルチロータ航空機１の垂直基準線１０ａと複数の推力発生ユニット３のうちのこの少なくとも１つの第１及び第２の合同ロータ軸との間に規定された第２の横方向傾斜角だけマルチロータ航空機１の横方向１ｂに傾斜している。第２の横方向傾斜角は好ましくは−４５°〜＋８０°の範囲内に含まれ、優先的に５°になる。

例示的に、複数の推力発生ユニット３のうちの推力発生ユニット３ｂは、垂直基準線１０ａとロータ軸１２ｂとの間に規定された第２の横方向傾斜角１３ｂだけ傾斜しており、第２の横方向傾斜角１３ｂは好ましくは−４５°〜＋８０°の範囲内に含まれ、優先的に５°になる。しかしながら、図１及び図２の複数の推力発生ユニット３のうちの推力発生ユニット３ｄも好ましくは第２の横方向傾斜角１３ｂだけ傾斜していることに留意されたい。

図５は、その模範的な構成を更に例示するために、その上部ロータアセンブリ７ｄ、その下部ロータアセンブリ８ｄ、そのギアボックスフェアリング５ｄ、及びそのシュラウド６ｄを備えた、これ以前の図の推力発生ユニット３ｄを示している。しかしながら、これ以前の図の推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃは好ましくは同様の構成を含み、従って、簡潔かつ簡明にするために、すべての推力発生ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを代表して推力発生ユニット３ｄのみについて説明することに留意されたい。

好ましくは、シュラウド６ｄは、単純なプレス加工され曲げられた薄板金で作ることができる支持構造１６により構成される。支持構造１６には優先的に、例えば、これ以前の図のマルチロータ航空機１のバッテリシステムのための貯蔵容量として使用できる内容積が設けられる。例示的に、シュラウド６ｄ、より具体的には支持構造１６は、多くても１つの、模範的に、下部ロータアセンブリ８ｄを収容する。例示的に、下部ロータアセンブリ８ｄは、動作時に推力を発生するために少なくとも２つの、模範的に、３つのロータブレード１９ａ、１９ｂ、１９ｃを含む。同様に、上部ロータアセンブリ７ｄも好ましくは、動作時に推力を発生するために少なくとも２つの、模範的に、３つのロータブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃを含む。

更に、好ましくは、動作時にロータブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、即ち、上部ロータアセンブリ７ｄを駆動するために少なくとも１つの第１のエンジン１４ａが設けられ、動作時にロータブレード１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、即ち、下部ロータアセンブリ８ｄを駆動するために少なくとも１つの第２のエンジン１４ｂが設けられる。少なくとも１つの第１のエンジン１４ａは好ましくは図１に関連して上述した航空機動作構造に関連付けられ、少なくとも１つの第２のエンジン１４ｂは好ましくは図１に関連して上述した冗長セキュリティアーキテクチャに関連付けられる。例示的に、少なくとも１つの第１及び第２のエンジン１４ａ、１４ｂはギアボックスフェアリング５ｄの内側に配置され、従って、それによって包含される。

少なくとも１つの第１及び第２のエンジン１４ａ、１４ｂとそれぞれロータブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１９ａ、１９ｂ、１９ｃとの間に任意選択で１つ以上のギアボックスを導入できることに留意されたい。１つ以上のギアボックスのこのような任意選択の導入により、少なくとも１つの第１及び第２のエンジン１４ａ、１４ｂの回転速度が増加するので、それらの動作効率を増すことができる。

タービン、ディーゼルエンジン、オットーモータ、電気エンジンなど、動作時にトルクを発生でき、動作時にロータブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、即ち、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄをそれぞれ回転させるためにこれらのロータブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１９ａ、１９ｂ、１９ｃにそれぞれ接続できる、任意の適切なエンジンにより、少なくとも１つの第１及び第２のエンジン１４ａ、１４ｂを実現できることに更に留意されたい。しかしながら、このようなエンジンは当業者にとって周知のものであり、本発明の一部ではないので、簡潔かつ簡明にするために、これらについてはより詳細に説明しない。

好ましくは、上部ロータアセンブリ７ｄは動作時に第１のロータ軸１２ｅの周りで第１の回転方向１５ａに回転するように適合している。同様に、下部ロータアセンブリ８ｄは動作時に、例示的に第２のロータ軸を規定するロータ軸１２ｄの周りで第２の回転方向１５ｂに回転するように適合している。例示的に、第１及び第２の回転方向１５ａ、１５ｂは好ましくは互いに対向している。

一態様により、第１及び第２のロータ軸１２ｅ、１２ｄは、例示的に第２のロータ軸１２ｄに対応するシュラウド６ｄのそれぞれの縦方向に対して関連の傾斜角２１ａ、２２ａだけ傾斜することができる。関連の傾斜角２１ａ、２２ａは好ましくは−６０°〜＋６０°の範囲内に含まれる。より具体的には、関連の傾斜角２１ａは好ましくは−１０°〜＋４５°の範囲内に含まれ、関連の傾斜角２２ａは好ましくは−５°〜＋５°の範囲内に含まれる。例示的に、第１のロータ軸１２ｅ、従って、上部ロータアセンブリ７ｄは第２のロータ軸１２ｄ、従って、下部ロータアセンブリ８ｄに対して模範的に約３０°の関連の傾斜角２１ａだけ傾斜している。

少なくとも上部ロータアセンブリ７ｄ、より具体的には、そのロータブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃには任意選択のピッチ変動１７を設けることができる。同様に、下部ロータアセンブリ８ｄ、即ち、そのロータブレード１９ａ、１９ｂ、１９ｃにもこのような任意選択のピッチ変動を設けることができる。この場合、図３及び図４の推力発生気流方向９の発生気流の制御は、ピッチ変動によるか、ＲＰＭ変動によるか、又はピッチ変動とＲＰＭ変動の組み合わせにより、動作時に達成することができる。

対照的に、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄにこのような任意選択のピッチ変動が設けられない場合、例えば、ロータブレード１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１９ａ、１９ｂ、１９ｃが固定ピッチブレードとして実現される場合、ピッチ変動による動作時の図３及び図４の推力発生気流方向９の発生気流の制御は実行することができない。この場合、動作時に上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄにより発生される図３及び図４の推力発生気流方向９の気流の制御にＲＰＭ変動のみを使用することができる。

好ましくは、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄのそれぞれ１つは個別にサイズ設定され、単純にするために以下Ｗとして指定される図４の胴体幅２ｂの０．０５〜６倍の範囲に及ぶ直径を含む。換言すれば、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄのそれぞれ１つの直径は好ましくは０．０５＊Ｗ〜６＊Ｗの範囲に及び、優先的に１．５＊Ｗになる。

一態様により、シュラウド６ｄは、例示的に支持構造１６によって放射状に区切られる円筒形のエアダクト２０を規定する。円筒形のエアダクト２０は好ましくはエアインレット領域２０ｅ及びエアアウトレット領域２０ｆによって軸方向に区切られる。好ましくは、第１のロータアセンブリ７ｄは、円筒形のエアダクト２０の外側に、好ましくは円筒形のエアダクト２０のエアインレット領域２０ｅに隣接して配置される。

エアダクト２０は一例としてのみ「円筒形の」エアダクトとして指定され、従って、本発明を限定するためのものではないことに留意されたい。換言すれば、エアダクトを「円筒形」に成形することはエアインレット領域２０ｅからエアアウトレット領域２０ｆまでエアダクト２０全体に沿って等しい半径であることを意味するが、代替の構成も同様に企図されている。例えば、エアダクト２０は、例えばエアインレット領域２０ｅよりエアアウトレット領域２０ｆの方がその半径が大きくなるなど、切頭体の形を呈することができる。従って、「円筒形のエアダクト」という表現はエアダクト２０のこのような代替構成も包含するものであることを理解されたい。

エアインレット領域２０ｅは好ましくは円筒形のエアダクト２０の円周方向に波形形状を呈する。より具体的には、この波形形状は、エアインレット領域２０ｅに沿って円筒形のエアダクト２０の円周方向に移動する時に、波形の動き、重ねて言えば、波形移動が実行されることを意味する。

例示的に、シュラウド６ｄ、即ち、円筒形のエアダクト２０は前縁２０ａ及び後縁２０ｂを呈する。明瞭にするためにのみ、前縁２０ａは、図１〜図４のマルチロータ航空機の前進飛行中に後縁２０ｂに対して上流位置に配置される、シュラウド６ｄ、即ち、円筒形のエアダクト２０のエッジであることに留意されたい。更に、シュラウド６ｄ、即ち、円筒形のエアダクト２０は優先的に、エアインレット領域２０ｅに位置するボードサイドラテラルショルダ２０ｃ及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄを呈する。

より具体的には、前縁２０ａは、シュラウド６ｄ、即ち、円筒形のエアダクト２０の円周方向に後縁２０ｂに対して正反対であり、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃはスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄに対して正反対である。更に、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄはそれぞれ、シュラウド６ｄ、即ち、円筒形のエアダクト２０の円周方向に前縁２０ａと後縁２０ｂとの間に配置される。

図６は、エアインレット領域２０ｅの波形形状を更に例示するために、その上部ロータアセンブリ７ｄ、その下部ロータアセンブリ８ｄ、及び円筒形のエアダクト２０を規定し、好ましくはエアインレット領域２０ｅ及びエアアウトレット領域２０ｆによって軸方向に区切られるそのシュラウド６ｄを備えた、図５の推力発生ユニット３ｄを示している。また、図６は、下部ロータアセンブリ８ｄに対して関連の傾斜角２１ａだけ上部ロータアセンブリ７ｄが傾斜していることも更に示している。

図７は、優先的にそれぞれのロータ軸１２ｅ、１２ｄの周りで回転する上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄを備えた、図５及び図６の推力発生ユニット３ｄの概略図を示している。好ましくは、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄは、必要な安全レベル及び満足のいく飛行機械挙動に到達するために、分離されたロータ平面２１、２２を規定する。例示的に、ロータ平面２１、２２は互いの上に配置される。優先的に、ロータ平面２１、２２間の所定の距離は０．０１＊ＤＲ〜２＊ＤＲの範囲内に含まれ、好ましくは０．１７＊ＤＲになり、ＤＲは第２のロータアセンブリ８ｄの直径を規定する。

上記のように、シュラウド６ｄは、エアインレット領域２０ｅ及びエアアウトレット領域２０ｆによって軸方向に区切られる円筒形のエアダクト２０を規定する。下部ロータアセンブリ８ｄはシュラウド６ｄの内側に配置され、上部ロータアセンブリ７ｄはシュラウド６ｄの外側、即ち、円筒形のエアダクト２０の外側に、好ましくは、エアインレット領域２０ｅに隣接して配置される。

推力発生ユニット３ｄの動作時に、エアインレット領域２０ｅは好ましくはエアコレクタ（ａｉｒ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ）として機能し、従って、単純かつ明瞭にするために以下「コレクタ２０ｅ」とも呼ばれる。エアアウトレット領域２０ｆは、必ずしもそうではないが、ディフューザ（ｄｉｆｆｕｓｏｒ）として具体化して機能することができ、従って、単純かつ明瞭にするために以下「ディフューザ２０ｆ」とも呼ばれる。

図７の部分（Ａ）は、軸方向気流条件における、即ち、図１〜図４のマルチロータ航空機１の垂直離陸及びホバリング中の推力発生ユニット３ｄの模範的な動作を示している。しかしながら、図５及び図６とは対照的に、ロータ軸１２ｅ、１２ｄは模範的に互いに同軸状に配置される。

例示的に、軸方向気流条件では、軸方向気流２３ａはコレクタ２０ｅを介して円筒形のエアダクト２０に入り、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄにより加速され、ディフューザ２０ｆを介して円筒形のエアダクト２０を出る。気流２３ａは同軸状に配置されたロータ軸１２ｅ、１２ｄに対して少なくともほぼ平行に向けられているので、これは「軸方向」気流と呼ばれることに留意されたい。

軸方向気流２３ａは単独で推力を発生し、シュラウド６ｄ、即ち、円筒形のエアダクト２０に対して作用することにより追加の推力を更に発生する。これは推力ベクトル２３によって示される全推力をもたらすことになり、それにより、図１〜図４のマルチロータ航空機１を上昇させることができるようになる。同じ推力レベルでは、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄを駆動するために図５及び図６の少なくとも１つの第１及び第２のエンジン１４ａ、１４ｂが必要とするそれぞれの出力量は、シュラウド６ｄなしで上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄを駆動するために必要になると思われる出力より著しく低くなることに留意されたい。

図７の部分（Ｂ）は、横向き気流条件における、即ち、図１〜図４のマルチロータ航空機１の前進飛行中の推力発生ユニット３ｄの模範的な動作を示している。ロータ軸１２ｅ、１２ｄは例示的に依然として部分（Ａ）により互いに同軸状に配置されるが、この場合、横向き気流２３ｂはコレクタ２０ｅを介して円筒形のエアダクト２０に入り、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄにより加速され、ディフューザ２０ｆを介して円筒形のエアダクト２０を出る。気流２３ｂは同軸状に配置されたロータ軸１２ｅ、１２ｄに対して少なくともほぼ横向きの方向に向けられているので、これは「横向き」気流と呼ばれることに留意されたい。

部分（Ｂ）による推力発生ユニット３ｄを備えた図１〜図２のマルチロータ航空機１の前進飛行を可能にするために、好ましくは、円筒形のエアダクト２０内の横向き気流２３ｂの制御にＲＰＭ変動が使用される。より具体的には、上部ロータアセンブリ７ｄは好ましくは、ロータ軸１２ｄの周りの下部ロータアセンブリ８ｄより高い回転速度でロータ軸１２ｅの周りで回転する。従って、図１〜図４のマルチロータ航空機１の前進飛行を可能にするために、依然として部分（Ａ）に示されている推力ベクトル２３によって示される全推力の根本的な方向は、部分（Ｃ）に示されているように向きを変えられることになる。

図７の部分（Ｃ）は、横向き気流条件における、即ち、本発明による図１〜図４のマルチロータ航空機１の前進飛行中の推力発生ユニット３ｄの他の模範的な動作を示しており、部分（Ｂ）による横向き気流２３ｂはコレクタ２０ｅを介して円筒形のエアダクト２０に入り、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄにより加速され、ディフューザ２０ｆを介して円筒形のエアダクト２０を出る。しかしながら、部分（Ｂ）とは対照的に、この場合、ロータ軸１２ｅは、図５及び図６に関連して上述したように、傾斜角２１ａだけ傾斜している。従って、図１〜図４のマルチロータ航空機１の強化された前進飛行条件を可能にするために、推力ベクトル２３は模範的に示されているように向きを変えられる。

図８は、好ましくはコレクタ２０ｅ及びディフューザ２０ｆによって軸方向に区切られ、前縁２０ａ、後縁２０ｂ、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ、及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄを含む、円筒形のエアダクト２０を規定するシュラウド６ｄを備えた、図５及び図６の推力発生ユニット３ｄの他の概略図を示している。しかしながら、単純かつ明瞭にするために、上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄの例示は省略されている。

一態様により、円筒形のエアダクト２０は、円筒形のエアダクト２０の円周方向に変動する、円筒形のエアダクト２０の軸方向にディフューザ２０ｆとコレクタ２０ｅとの間に規定された高さを呈する。この高さは、円筒形のエアダクト２０の円周方向に変動し、従って、図５に関連して上述したようにコレクタ２０ｅの波形形状を規定する。

より具体的には、前縁２０ａにおける高さ２４ａは好ましくはボードサイドラテラルショルダ２０ｃ及び／又はスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄにおける高さ２４ｃより小さい。更に、後縁２０ｂにおける高さ２４ｂは好ましくはボードサイドラテラルショルダ２０ｃ及び／又はスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄにおける高さ２４ｃより小さい。その上、後縁２０ｂにおける高さ２４ｂは好ましくは前縁２０ａにおける高さ２４ａより小さい。一態様により、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ及び／又はスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄにおける高さ２４ｃは０．０５＊Ｄ〜０．５＊Ｄの範囲内で選択され、Ｄは円筒形のエアダクト２０の直径、好ましくはその内径（図１０の２０ｇ）を規定する。

一態様により、円筒形のエアダクト２０のコレクタ２０ｅは、円筒形のエアダクト２０の円周方向に変動する半径を呈する。換言すれば、コレクタ２０ｅには、好ましくは、平らな上部エッジ、即ち、ディフューザ２０ｆから遠くを向いているエッジが設けられていないが、丸い上部エッジが設けられている。優先的に、コレクタ２０ｅの半径は、単純かつ明瞭にするために以下「コレクタ半径」とも呼ばれ、前縁２０ａ、後縁２０ｂ、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ、及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄのうちの少なくとも２つの間で異なっている。

好ましくは、前縁２０ａにおけるコレクタ半径２５ａは０．０１＊Ｄ〜０．２５＊Ｄの範囲内で選択され、後縁２０ｂにおけるコレクタ半径２５ｂは０〜０．２５＊Ｄの範囲内で選択され、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ及び／又はスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄにおけるコレクタ半径２５ｃは０．０１＊Ｄ〜０．２５＊Ｄの範囲内で選択される。すでに上述したように、Ｄは円筒形のエアダクト２０の直径、好ましくはその内径（図１０の２０ｇ）を規定する。

同様に、円筒形のエアダクト２０のディフューザ２０ｆは、円筒形のエアダクト２０の円周方向に変動する半径を呈することができる。換言すれば、ディフューザ２０ｆには、必ずしも平らな下部エッジ、即ち、コレクタ２０ｅから遠くを向いているエッジが例示されているように設けられるわけではなく、丸い下部エッジが設けられている。優先的に、ディフューザ２０ｆの半径は、単純かつ明瞭にするために以下「ディフューザ半径」とも呼ばれ、前縁２０ａ、後縁２０ｂ、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ、及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄのうちの少なくとも２つの間で異なっている。

好ましくは、前縁２０ａにおけるディフューザ半径２６ａは０〜０．１＊Ｄの範囲内で選択され、後縁２０ｂにおけるディフューザ半径２６ｂは０〜０．１＊Ｄの範囲内で選択され、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ及び／又はスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄにおけるディフューザ半径２６ｃは０〜０．１＊Ｄの範囲内で選択される。この場合も、すでに上述したように、Ｄは円筒形のエアダクト２０の直径、好ましくはその内径（図１０の２０ｇ）を規定する。

図９は、好ましくはコレクタ２０ｅ及びディフューザ２０ｆによって軸方向に区切られ、前縁２０ａ、後縁２０ｂ、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ、及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄを含む、円筒形のエアダクト２０を規定する図５〜図８のシュラウド６ｄを示している。一態様により、前縁２０ａには追加の揚力面２７が設けられている。

図１０は、前縁２０ａ、後縁２０ｂ、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ、及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄを含む、円筒形のエアダクト２０を規定する図５〜図８のシュラウド６ｄを示している。例示的に、円筒形のエアダクト２０の直径、より具体的にはその内径Ｄは参照符号２０ｇで示されている。更に、円筒形のエアダクト２０、即ち、シュラウド６ｄのアジマスΨは参照符号２０ｈで示されている。一例として、アジマスΨは、例示されているようにシュラウド６ｄの時計回り方向に規定され、後縁２０ｂにおいてΨ＝０になるように後縁２０ｂから回り始めるものと想定されている。

図１１は、好ましくはコレクタ２０ｅ及びディフューザ２０ｆによって軸方向に区切られ、前縁２０ａ、後縁２０ｂ、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ、及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄを含む、円筒形のエアダクト２０を規定するシュラウド６ｄの４つの模範的な断面を示している。それぞれの断面は、図１０の所与のアジマスΨにおけるシュラウド６ｄの断面図に対応する。

より具体的には、第１の断面図は、図１０の切断線Ａ−Ａの方向に見て、アジマスΨ＝１８０°におけるシュラウド６ｄの模範的な断面を示している。この第１の断面図は、図９の追加の揚力面２７が設けられたシュラウド６ｄの前縁２０ａを示している。一例として、コレクタ２０ｅは図８に関連して上述したように前縁２０ａに丸い上部エッジが設けられ、ディフューザ２０ｆは例示的に平らな下部エッジが設けられている。

第２の断面図は、図１０の切断線Ａ−Ａの方向に見て、アジマスΨ＝０°におけるシュラウド６ｄの模範的な断面を示している。この第２の断面図は、シュラウド６ｄの後縁２０ｂを示している。一例として、図８に関連して上述したように、コレクタ２０ｅは後縁２０ｂに丸い上部エッジが設けられ、ディフューザ２０ｆは丸い下部エッジが設けられている。

第３の断面図は、図１０の切断線Ｂ−Ｂの方向に見て、アジマスΨ＝９０°におけるシュラウド６ｄの模範的な断面を示している。この第３の断面図は、シュラウド６ｄのボードサイドラテラルショルダ２０ｃを示している。一例として、コレクタ２０ｅは図８に関連して上述したようにボードサイドラテラルショルダ２０ｃに丸い上部エッジが設けられ、ディフューザ２０ｆは例示的に平らな下部エッジが設けられている。

第４の断面図は、図１０の切断線Ｂ−Ｂの方向に見て、アジマスΨ＝２７０°におけるシュラウド６ｄの模範的な断面を示している。この第４の断面図は、シュラウド６ｄのスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄを示している。一例として、コレクタ２０ｅは図８に関連して上述したようにスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄに丸い上部エッジが設けられ、ディフューザ２０ｆは例示的に平らな下部エッジが設けられている。

図１２は、シュラウド６ｄと上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄを備えた、図７の部分（Ｃ）による図５及び図６の推力発生ユニット３ｄを示している。上部ロータアセンブリ７ｄは、動作時にロータ軸１２ｅの周りで回転し、ロータ平面２１を規定し、下部ロータアセンブリ８ｄは、動作時にロータ軸１２ｄの周りで回転し、ロータ平面２２を規定する。ロータ軸１２ｅは、上記のように、ロータ軸１２ｄに対して傾斜している。

より具体的には、図１２は、ＲＰＭ変動により推力発生ユニット３ｄを制御するための模範的な制御方法を示している。換言すれば、例えば、上部ロータアセンブリ７ｄが下部ロータアセンブリ８ｄの回転速度Ω１より高い回転速度Ω２で操作される場合、推力ベクトル２３は、参照符号２８で示されている関連の推力方向角（ｔｈｒｕｓｔ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ）εだけ模範的な基準面２８ａに対して傾斜している。図１２の左側に示されているように、関連の推力方向角εが９０°より小さい、即ち、ε＜９０°である限り、図１〜図４のマルチロータ航空機１は前進飛行で操作される。しかしながら、図１２の右側に示されているように、関連の推力方向角εが９０°に等しい、即ち、ε＝９０°である場合、図１〜図４のマルチロータ航空機１はホバリング又は垂直離陸で操作される。

しかしながら、この機能も上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄの特定の実施形態に依存することに留意されたい。より具体的には、必要な回転速度差は、例えば、上部及び下部ロータアセンブリ間のピッチ差又はロータ軸１２ｅとロータ軸１２ｄとの間の傾斜などに応じて変動する可能性がある。しかしながら、詳細な機能は、当業者にとって容易に入手可能であると見なされるので、本発明の主題ではない。従って、簡潔かつ簡明にするために、それについてより詳細な説明は省略されている。

図１３は、図１〜図４のマルチロータ航空機１の動作を示す模範的なＲＰＭオフセット制御線図２９を示している。線図２９は例示的に飛行モード軸２９ａと回転速度軸２９ｂを含む。

線図２９には２つのグラフ３０、３１が例示的に表されている。グラフ３０は図１２の上部ロータアセンブリ７ｄの回転速度Ω２を例示し、グラフ３１は図１２の下部ロータアセンブリ８ｄの回転速度Ω１を例示している。

図１〜図４のマルチロータ航空機１の動作が開始されると、矢印３２ａで示されるように、上部ロータアセンブリ７ｄは、好ましくは、下部ロータアセンブリ８ｄの回転速度Ω１より低い回転速度Ω２で操作される。従って、図１〜図４のマルチロータ航空機１は関連のホバリングモードで操作され、即ち、ホバリングする。

その後、上部ロータアセンブリ７ｄの回転速度Ω２は好ましくは増加され、下部ロータアセンブリ８ｄの回転速度Ω１は好ましくは低減される。次に、矢印３２ｂで示されるように、上部ロータアセンブリ７ｄが下部ロータアセンブリ８ｄの回転速度Ω１より高い回転速度Ω２で操作されると、図１〜図４のマルチロータ航空機１は関連の前進飛行モードで操作される。

図１４は、前縁２０ａ、後縁２０ｂ、ボードサイドラテラルショルダ２０ｃ、及びスターボードサイドラテラルショルダ２０ｄを含む、円筒形のエアダクト２０を規定する図５〜図１２のシュラウド６ｄを示している。しかしながら、図５〜図１２によるシュラウド６ｄの実施形態とは対照的に、この場合、円筒形のエアダクト２０の後縁２０ｂは少なくとも本質的に開放され、単に補剛エレメント３３が設けられているだけである。好ましくは、円筒形のエアダクト２０は、例えば、３０°〜６０°の所定の開口角（ｏｐｅｎｉｎｇ ａｎｇｌｅ）３３ａにわたって後縁２０ｂで開放されており、この角度は補剛エレメント３３の延長角（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ）に対応する。

図１５は、シュラウド６ｄと上部及び下部ロータアセンブリ７ｄ、８ｄを備えた、図７の部分（Ｃ）による図５及び図６の推力発生ユニット３ｄを示している。シュラウド６ｄは前縁２０ａと後縁２０ｂとを含む。上部ロータアセンブリ７ｄは、動作時にロータ軸１２ｅの周りで回転し、ロータ平面２１を規定し、下部ロータアセンブリ８ｄは、動作時にロータ軸１２ｄの周りで回転し、ロータ平面２２を規定する。

ロータ軸１２ｅは、上記のように、ロータ軸１２ｄに対して傾斜している。図１５では、この傾斜は水平基準面３４に対して明らかになっている。より具体的には、ロータ軸１２ｅは参照符号３４ａで示されている関連の傾斜角αだけ水平基準面３４に対して傾斜しており、ロータ軸１２ｄは例示的に、参照符号３４ｂで示されている関連の傾斜角βにより示されているように水平基準面３４に対して垂直である。

更に、一態様により、図５〜図１２によるシュラウド６ｄの実施形態とは対照的に、この場合、後縁２０ｂは、優先的にエアロフォイルとして設計されたフラップ３５を装備している。フラップ３５は、好ましくは関連の回転軸３５ｄの周りで回転可能であり、模範的なホバリング位置３５ａでは連続線で示されるとともに模範的な前進飛行位置３５ｂでは点線で示されている。

図１６は、後縁２０ｂにフラップ３５が設けられた図１５の推力発生ユニット３ｄのシュラウド６ｄを示している。例示的に、フラップ３５は、シュラウド６ｄの後縁２０ｂで延長角３５ｃにわたって広がり、即ち、延びている。一例として、フラップ３５は図１５のその模範的なホバリング位置３５ａに示されている。

図１７は、図１６によりシュラウド６ｄの後縁２０ｂで延長角３５ｃにわたって広がり、即ち、延びているフラップ３５が後縁２０ｂに設けられた図１５の推力発生ユニット３ｄのシュラウド６ｄを示している。一例として、この場合、フラップ３５は図１５のその模範的な前進飛行位置３５ｂに示されている。

最後に、本発明の上記の諸態様の変更も当業者の常識の範囲内であり、従って、同じく本発明の一部であると見なされることに留意されたい。

１ マルチロータ航空機
１ａ 航空機の縦方向
１ｂ 航空機の横方向
２ 航空機の機体
２ａ 航空機の機体の内容積
２ｂ 航空機の機体の幅
３ 推力発生ユニット
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 推力発生ユニット
４ 推力発生ユニットの構造支持部
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 推力発生ユニットの構造支持部
５ ギアボックスフェアリング
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ ギアボックスフェアリング
６ シュラウドユニット
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ シュラウド
７ 上部ロータアセンブリ
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 上部ロータアセンブリ
８ 下部ロータアセンブリ
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 下部ロータアセンブリ
９ 推力発生気流方向
１０ 地面
１０ａ 垂直基準線
１１ 縦方向傾斜角
１１ａ、１１ｂ 縦方向傾斜角
１２ ロータ軸
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ ロータ軸
１３ 横方向傾斜角
１３ａ、１３ｂ 横方向傾斜角
１４ａ 上部ロータアセンブリのエンジン
１４ｂ 下部ロータアセンブリのエンジン
１５ａ 上部ロータアセンブリの回転方向
１５ｂ 下部ロータアセンブリの回転方向
１６ 支持構造
１７ ピッチ変動
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 上部ロータアセンブリのロータブレード
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 下部ロータアセンブリのロータブレード
２０ エアダクト
２０ａ 前縁
２０ｂ 後縁
２０ｃ ボードサイドラテラルショルダ
２０ｄ スターボードサイドラテラルショルダ
２０ｅ コレクタ
２０ｆ ディフューザ
２０ｇ エアダクトの内径（Ｄ）
２０ｈ エアダクトのアジマス（Ψ）
２１ 上部ロータアセンブリのロータ平面
２１ａ 上面の傾斜角
２２ 下部ロータアセンブリのロータ平面
２２ａ 下面の傾斜角
２３ 推力ベクトル
２３ａ ホバリング気流方向
２３ｂ 前進飛行気流方向
２４ａ エアダクト前縁の全高（ＨＬ）
２４ｂ エアダクト後縁の全高（ＨＴ）
２４ｃ エアダクトラテラルショルダの全高（ＨＳ）
２５ａ エアダクト前縁におけるコレクタ半径（ＣＲＬ）
２５ｂ エアダクト後縁におけるコレクタ半径（ＣＲＴ）
２５ｃ エアダクトラテラルショルダにおけるコレクタ半径（ＣＲＳ）
２６ａ エアダクト前縁におけるディフューザ半径（ＤＲＬ）
２６ｂ エアダクト後縁におけるディフューザ半径（ＤＲＴ）
２６ｃ エアダクトラテラルショルダにおけるディフューザ半径（ＤＲＳ）
２７ 追加の揚力面
２８ 推力方向角（ε）
２８ａ 基準面
２９ ＲＰＭオフセット制御線図
２９ａ 飛行モード軸
２９ｂ 回転速度
３０ 上部ロータアセンブリの回転速度（Ω２）
３１ 下部ロータアセンブリの回転速度（Ω１）
３２ａ ホバリングモード
３２ｂ 前進飛行モード
３３ 補剛エレメント
３３ａ 補剛エレメントの延長角
３４ ロータアセンブリ傾斜基準面
３４ａ 上部ロータアセンブリ傾斜角（α）
３４ｂ 下部ロータアセンブリ傾斜角（β）
３５ フラップ
３５ａ フラップホバリング位置
３５ｂ フラップ前進飛行位置
３５ｃ フラップ延長角
３５ｄ フラップ回転軸

Claims (15)

1. 所定の方向（２３）に推力を発生するための推力発生ユニット（３ｄ）であって、
   少なくとも２つのロータアセンブリ（７ｄ、８ｄ）と、
   前記少なくとも２つのロータアセンブリ（７ｄ、８ｄ）のうちの多くても１つを収容するシュラウド（６ｄ）と、を含み、
   前記シュラウド（６ｄ）が、エアインレット領域（２０ｅ）及びエアアウトレット領域（２０ｆ）によって軸方向に区切られた円筒形のエアダクト（２０）を規定し、
   前記エアインレット領域（２０ｅ）が、前記円筒形のエアダクト（２０）の円周方向に波形形状を呈する、推力発生ユニット（３ｄ）。
2. 前記円筒形のエアダクト（２０）が、前記円筒形のエアダクト（２０）の円周方向に変動する、前記円筒形のエアダクト（２０）の軸方向に前記エアアウトレット領域（２０ｆ）と前記エアインレット領域（２０ｅ）との間に規定された高さ（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）を呈し、
   前記円筒形のエアダクト（２０）の前記円周方向に変動する前記高さ（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）が、前記エアインレット領域（２０ｅ）の前記波形形状を規定することを特徴とする、請求項１記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
3. 前記円筒形のエアダクト（２０）が、円周方向に、前縁（２０ａ）及び正反対の後縁（２０ｂ）と、ボードサイドラテラルショルダ（２０ｃ）及び正反対のスターボードサイドラテラルショルダ（２０ｄ）と、を含み、
   前記ボードサイドラテラルショルダ（２０ｃ）及び前記スターボードサイドラテラルショルダ（２０ｄ）が、それぞれ前記円筒形のエアダクト（２０）の前記円周方向に前記前縁（２０ａ）と前記後縁（２０ｂ）との間に配置され、
   前記前縁（２０ａ）における前記高さ（２４ａ）が、前記ボードサイドラテラルショルダ（２０ｃ）及び／又は前記スターボードサイドラテラルショルダ（２０ｄ）における前記高さ（２４ｃ）より小さいことを特徴とする、請求項２記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
4. 前記後縁（２０ｂ）における前記高さ（２４ｂ）が、前記ボードサイドラテラルショルダ（２０ｃ）及び／又は前記スターボードサイドラテラルショルダ（２０ｄ）における前記高さ（２４ｃ）より小さいことを特徴とする、請求項３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
5. 前記後縁（２０ｂ）における前記高さ（２４ｂ）が、前記前縁（２０ａ）における前記高さ（２４ａ）より小さいことを特徴とする、請求項３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
6. 前記ボードサイドラテラルショルダ（２０ｃ）及び／又は前記スターボードサイドラテラルショルダ（２０ｄ）における前記高さ（２４ｃ）が、０．０５＊Ｄ〜０．５＊Ｄの範囲内で選択され、
   Ｄが、前記円筒形のエアダクト（２０）の直径（２０ｇ）を規定することを特徴とする、請求項３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
7. 前記円筒形のエアダクト（２０）の前記エアインレット領域（２０ｅ）が、前記円筒形のエアダクト（２０）の前記円周方向に変動するエアインレット領域半径（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）を呈し、
   前記エアインレット領域半径（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ）が、前記前縁（２０ａ）、前記後縁（２０ｂ）、前記ボードサイドラテラルショルダ（２０ｃ）、及び前記スターボードサイドラテラルショルダ（２０ｄ）のうちの少なくとも２つの間で異なるものであることを特徴とする、請求項３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
8. 前記円筒形のエアダクト（２０）の前記エアアウトレット領域（２０ｆ）が、前記円筒形のエアダクト（２０）の前記円周方向に変動するエアアウトレット領域半径（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）を呈し、
   前記エアアウトレット領域半径（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）が、前記前縁（２０ａ）、前記後縁（２０ｂ）、前記ボードサイドラテラルショルダ（２０ｃ）、及び前記スターボードサイドラテラルショルダ（２０ｄ）のうちの少なくとも２つの間で異なるものであることを特徴とする、請求項３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
9. 前記円筒形のエアダクト（２０）の前記後縁（２０ｂ）が、少なくとも本質的に開放され、補剛エレメント（３３）が設けられることを特徴とする、請求項３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
10. 前記円筒形のエアダクト（２０）の前記後縁（２０ｂ）が、フラップ（３５）を装備していることを特徴とする、請求項３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
11. 前記円筒形のエアダクト（２０）の前記前縁（２０ａ）に追加の揚力面（２７）が設けられることを特徴とする、請求項３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
12. 前記少なくとも２つのロータアセンブリ（７ｄ、８ｄ）のうちの第１のロータアセンブリ（７ｄ）が、前記円筒形のエアダクト（２０）の外側に、前記円筒形のエアダクト（２０）の前記エアインレット領域（２０ｅ）に隣接して配置され、
    前記シュラウド（６ｄ）が、前記少なくとも２つのロータアセンブリ（７ｄ、８ｄ）のうちの第２のロータアセンブリ（８ｄ）を収容することを特徴とする、請求項１記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
13. 前記第１のロータアセンブリ（７ｄ）が、第１のロータ軸（１２ｄ）を規定し、
    前記第２のロータアセンブリ（８ｄ）が、第２のロータ軸（１２ｄ）を規定し、
    前記第１及び第２のロータ軸（１２ｄ）が、同軸状に配置されることを特徴とする、請求項１２記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
14. 前記第１及び第２のロータ軸（１２ｄ）が、−６０°〜＋６０°の範囲内に含まれる関連の傾斜角（２１ａ、２２ａ）だけ傾斜していることを特徴とする、請求項１３記載の推力発生ユニット（３ｄ）。
15. 請求項１〜１４の一項により構成された少なくとも１つの推力発生ユニット（３ｄ）を含む、マルチロータ航空機（１）。
    

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