JP7093467B2 - 電気チルトロータ航空機 - Google Patents
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Description
[0035]図1A~1Bに示されるように、チルトロータ航空機100は、機体と、当該機体に結合された複数の推進アセンブリとを具える。航空機100は、複数の推進アセンブリ120がホバー構成で配置されるホバーモードと、複数の推進アセンブリ120が前進構成で配置される前方モードとの間で動作可能である。ホバー構成は、ホバーモードでの航空機100の動作中における、複数の推進アセンブリ120の各プロペラ122の、複数の推進アセンブリ120のそれぞれ他のプロペラ122および機体110に対する位置を規定し、前進配置は同様に、前進モードで動作中の各プロペラ122のそれぞれ他のプロペラ122および機体110に対する相対位置を規定する。機体110は、左翼112、右翼114、胴体116、および尾翼118を具え、ここで左翼と右翼は胴体116に結合され、尾翼118の前方の間に配置される。各推進アセンブリ120は、プロペラ、チルト機構、および電気モータを具える。各推進アセンブリ120は、好ましくは関連するチルト機構124によって、あるいは他の任意の適切な方法で、以下でさらに詳述するように、ホバー構成と前進構成との間で動作可能である。チルトロータ航空機100は、さらに、電源、飛行操縦翼面142およびアクチュエータ、ならびに任意の他の適切な構成要素を具えることができる。
[0043]チルトロータ航空機100およびその一態様は、いくつかの利点および/または利点を提供することができる。
[0049]図1A~1Bに示されるように、チルトロータ航空機100は、機体110と、当該機体110に結合された複数の推進アセンブリ120とを具える。航空機100は、複数の推進アセンブリ120がホバー構成で配置されるホバーモードと、複数の推進アセンブリ120が前進構成で配置される前進モードとの間で動作可能である。ホバー構成は、ホバーモードでの航空機100の動作中に、複数の推進アセンブリ120の各プロペラ122の、複数の推進アセンブリ120の他の各プロペラ122および機体110に対する位置を規定し、前進構成は同様に、前進モードでの動作中の各プロペラ122の他の各プロペラ122および機体110に対する相対位置を規定する。機体110は、左翼112、右翼114、胴体116、および尾翼118を具え、左翼と右翼は胴体116に結合され、尾翼118の前方の間に配置される。各推進アセンブリ120は、プロペラ、チルト機構、および電気モータを具える。各推進アセンブリ120は、好ましくは関連するチルト機構124によって、あるいは他の任意の適切な方法で、以下に詳述するように、ホバー構成と前進構成との間で動作可能である。チルトロータ航空機100は、さらに、電源、飛行操縦翼面142およびアクチュエータ、ならびに任意の他の適切なコンポーネントおよび/または構成要素を具えることができる。
[0050]機体110は、様々な構造的応力(例えば、空力、重力、推進力、外点力、分布力、および体積力など)の影響下で、動作中にそれ自体および航空機100の他の部分を構造的に支持するように機能する。機体110はまた、1人または複数のパイロット、1人または複数の乗客、および/または任意の適切な量およびタイプの貨物を収容するように適合された1つまたは複数の内部管腔(例えば、3次元領域)を画定するように機能し得る。機体110は、1つまたは複数の推進アセンブリ取り付け点を定義するように機能し得る。機体110は、アルミニウム合金、鋼合金、複合材料、およびその他の適切な材料など、航空構造に適したさまざまな材料で構成することができる。機体110およびその構成要素または部分(例えば、胴体116、翼、尾翼118、操縦翼面など)はまた、エアロウェット動作に適した様々な材料でコーティング(例えば、カバー、パネル貼り、クラッドなど)することができ、それにはアルミニウム、任意の適切なコーティング(例えば、塗料、低摩擦コーティングなど)を有するパネル、炭素繊維、複合材料、および任意の他の適切な材料などが含まれる。
チルトロータ航空機100は、対応する複数の推進アセンブリ取り付け箇所で機体110に結合された複数の推進アセンブリ120を具える。各推進アセンブリ120は、好ましくはプロペラ、チルト機構、および電気モータを具える。推進アセンブリ120は、プロペラ、チルト機構、電気モータ、およびプロペラ122およびその電気機械駆動に関連する任意の他の適切な構成要素を収容および併置するように機能する。チルトロータ航空機100は、好ましくは偶数個の推進アセンブリ120を具え、より好ましくは6つの推進アセンブリ120を具える。しかしながら、チルトロータ航空機100は、追加的または代替的に、奇数個の推進アセンブリ120、8つの推進アセンブリ120、および任意の他の適切な数の推進アセンブリ120を具えてもよい。
いくつかの変形例では、チルト機構124は、推進アセンブリ120全体を機体110に結合し、ホバー構成と前進構成との間で推進アセンブリ120全体を遷移(例えば、回転、再配置など)する。他の変形例では、チルト機構124は、推進アセンブリ120の一部(例えば、プロペラ122および電気モータ、プロペラのみなど)をホバー構成と前進構成との間で遷移させる。しかしながら、チルト機構124は、追加的または代替的に、推進アセンブリ120の任意の適切な部分をホバー構成と前進構成との間で移行させることができる。
[0086]電源130は、推進アセンブリ120およびそれに結合された航空機100の他の任意の電動コンポーネント(例えば、電動リンケージ、飛行操縦翼面アクチュエータ、および任意の他の電気アクチュエータ、センサ、変換器、ディスプレイなど)に電力を供給するように機能する。電源130は、好ましくは、1つまたは複数の電池を含むが、追加的または代替的に、発電機(例えば、燃焼駆動発電機、燃料電池、太陽光発電機など)を含むことができる。発電機を具える態様では、電源130は、発電機に電力を供給するための燃料(例えば、搭載燃料タンクに含まれる)を含み得る。電源130は、好ましくは、航空機100上で推進アセンブリ120の遠位に搭載され、適切な電気接続機構(例えば、配電システム)によって電力を必要とする構成要素に電気的に接続される。しかしながら、電源130は、追加的または代替的に、電気モータ126アセンブリに、したがって推進アセンブリ120に統合することができ、したがって、運用中にチルト機構124の変形に従ってそれと連結され得る。さらに別の代替の変形例では、電源130は、電動部品に対して(例えば、分散方式で、集中方式でなど)航空機100に他の態様で適切に配置され、他の任意の適切な方法でそれらに接続されてもよい。
[0088]チルトロータ航空機100は、飛行制御および操作を容易にするための様々な飛行制御要素を具えることができ、これには操縦翼部142および制御アクチュエータを含み得る。例えば、チルトロータ航空機100は、着陸装置(例えば、格納式着陸装置、固定着陸装置)、飛行操縦翼面(例えば、フラップ、エレベータ、アイレロン、ラダー、ラダーベータ、スポイラー、スラット、エアブレーキなど)、飛行計器(例えば、高度計、空速計および測定装置、垂直速度計および測定装置、コンパス、姿勢指示器および測定装置、方位計および測定装置、方向指示器および測定装置、飛行指示器システム、ナビゲーションシステム、およびその他適切な機器)、およびその他の適切なコンポーネントを具え得る。様々な構成要素は、任意の適切な方法で航空機100に結合することができる。例えば、飛行操縦翼面142は、翼および尾翼の一部に連結され、および/またはそれらによって規定され得る。飛行計器は、航空機100のコックピット内および/または遠隔操作場所(例えば、遠隔操作施設、遠隔水先案内場所など)に配置することができる。着陸装置は、航空機100の底部に配置することができる。
[0089]特定の実施例では、航空機100は、左翼112、右翼114、胴体116、および尾翼118を有する機体110を具える。本例の機体110は、ヨー軸10、ピッチ軸30、およびロール軸20を規定する。航空機100は、(例えば、様々な推進アセンブリの取り付け箇所で)機体110に結合された複数の推進アセンブリ120を具える。各推進アセンブリ120は、電気モータ、当該電気モータに結合されたプロペラ122、および推進アセンブリ120を機体110に接続し、推進アセンブリ120を前進構成とホバー構成との間で変換するチルト機構124を具える。各プロペラ122は、ディスク領域、当該ディスク領域の中心にあるハブ、およびディスク領域を囲む(例えば、ハブから離れて延びる)ディスク平面を規定する。各推進アセンブリ120は、前進構成とホバー構成との間で動作可能であり、ディスク面は、前進構成ではロール軸20に垂直であり、ディスク面は、ホバー構成ではヨー軸10に垂直である。この例では、複数の推進アセンブリ120は、左翼112に結合された左の外側推進アセンブリ120、当該左の外側推進アセンブリ120と胴体116との間の左翼112に結合された左の内側推進アセンブリ120、右翼114に結合された右の外側推進アセンブリ120、当該右の外側推進アセンブリ120と胴体116との間の右翼114に結合された右の内側推進アセンブリ120、尾翼118の左側に結合された左の後部推進アセンブリ120、および尾翼118の右側に結合された右の後部推進アセンブリ120とを具える。本例では、互いに対するプロペラの位置は、航空機100の前進構成とホバー構成との間で異なる(例えば、図17A~Cに例として示されるように、左の内側推進アセンブリ120のハブは、左の外側推進アセンブリ120のハブから、前進構成において第1の距離だけ離れ、ホバー構成において第2の距離だけ離れており、これは他の推進アセンブリのそれぞれについても同様である)。
Claims (11)
- 航空機において、
・左翼、右翼、胴体、および尾翼を有する機体であって、ヨー軸、ピッチ軸、およびロール軸を規定する機体と、
・前記機体に結合された複数の推進アセンブリとを具え、各推進アセンブリは、
o電気モータと、
o当該電気モータに連結されたプロペラであって、ディスク領域、当該ディスク領域の中心にあるハブ、および前記ディスク領域を囲むディスク平面を規定するプロペラと、
o前記推進アセンブリを前記機体に接続するとともに、前記推進アセンブリを前進構成とホバー構成との間で変換するチルト機構であって、前記前進構成において前記ディスク平面は前記ロール軸に垂直であり、前記ホバー構成において前記ディスク平面は前記ヨー軸に垂直である、チルト機構とを具え、
・前記複数の推進アセンブリは、
o前記左翼に連結された左の外側推進アセンブリ、
o前記左の外側推進アセンブリと前記胴体の間の前記左翼に連結された左の内側推進アセンブリ、
o前記右翼に結合された右の外側推進アセンブリ、
o前記右の外側推進アセンブリと前記胴体の間の前記右翼に連結された右の内側推進アセンブリ、
o前記尾翼の左側に連結された左の後部推進アセンブリ、および
o前記尾翼の右側に結合された右の後部推進アセンブリを具え、
・前記複数の推進アセンブリは、前進構成およびホバー構成の間で変形可能であり、前記複数の推進アセンブリのそれぞれが前記前進構成では前進配置となり、前記複数の推進アセンブリのそれぞれが前記ホバー構成ではホバー配置となり、前記前進構成では前記左の内側推進アセンブリのハブが前記左の外側推進アセンブリのハブから第1の距離だけ離れ、前記ホバー構成では前記左の内側推進アセンブリのハブが前記左の外側推進アセンブリのハブから前記第1の距離より大きな第2の距離だけ離れることを特徴とする航空機。 - 前記電気モータが固定子と回転子を具え、前記プロペラの一部が前記電気モータの回転子を含む、請求項1に記載の航空機。
- 前記左の内側推進アセンブリおよび前記右の内側推進アセンブリのチルト機構はそれぞれ、前記ホバー構成において、前記電気モータおよび前記プロペラをそれぞれ前記左翼および前記右翼から離れるように変位させるリンケージを具える、請求項1に記載の航空機。
- 前記左の外側推進アセンブリおよび前記右の外側推進アセンブリのチルト機構がそれぞれ、前記前進構成とホバー構成との間で、それぞれ前記左の外側推進アセンブリおよび前記右の外側推進アセンブリを回転させるピボットを具える、請求項1に記載の航空機。
- 前記左の後部推進アセンブリおよび前記右の後部推進アセンブリのチルト機構がそれぞれ、前記前進構成とホバー構成との間で、前記左の後部推進アセンブリおよび前記右の後部推進アセンブリをそれぞれ回転させるピボットを具える、請求項1に記載の航空機。
- 前記尾翼が前方に掃引されたビーテールを具え、前記左の後部推進アセンブリは、前記前方に掃引されたビーテールの左側の最も前方領域に連結され、前記右の後部推進アセンブリは、前記前方に掃引されたビーテールの右側の最も前方領域に連結されている、請求項5に記載の航空機。
- 前記ホバー構成において、少なくとも3つの推進アセンブリがピッチ軸の各側およびロール軸の各側に配置されている、請求項1に記載の航空機。
- 前記複数の推進アセンブリの各プロペラが囲われていない、請求項1に記載の航空機。
- 前記ホバー構成において、前記左の内側推進アセンブリおよび前記右の内側推進アセンブリのディスク領域は第1の平面に含まれ、前記左の外側推進アセンブリおよび前記右の外側推進アセンブリのディスク領域は、前記第1の平面から前記ヨー軸に沿って上方に変位した第2の平面に含まれ、前記左の後部推進アセンブリおよび前記右の後部推進アセンブリのディスク領域は、前記第2の平面から前記ヨー軸に沿って上方に変位した第3の平面に含まれる、請求項1に記載の航空機。
- 前記前進構成において、前記左の内側推進アセンブリおよび前記右の内側推進アセンブリのディスク領域は第1の平面に含まれ、前記左の外側推進アセンブリおよび前記右の外側推進アセンブリのディスク領域は前記第1の平面から前記ロール軸に沿って後方に変位した第2の平面に含まれ、前記左の後部推進アセンブリおよび前記右の後部推進アセンブリのディスク領域は、前記第2の平面から前記ロール軸に沿って後方に変位した第3の平面に含まれる、請求項1に記載の航空機。
- 前記左翼および前記右翼が前方に掃引されており、さらに、前記左翼から前方に延在し、前記左の内側推進アセンブリに連結された左の内側パイロンと、前記右翼から前方に延長し、前記右の内側推進アセンブリに連結された右の内側パイロンとを具える、請求項10に記載の航空機。
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