JP7341649B2 - 電動航空ビークルに電力を供給するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本開示は、広くには、ビークルに電力を供給するためのシステムおよび方法に関し、より詳細には、電動航空ビークルに電力を供給した後に投下することができる電力源のためのシステムおよび方法に関する。

電動航空ビークルは、電気推進システムを動力とする航空機である。典型的には、電動航空ビークルは、離陸の前に電気エネルギーを蓄えるエネルギー貯蔵装置を備える。次いで、エネルギー貯蔵装置は、蓄えた電気エネルギーを電気推進システムに供給し、電気推進システムは、電気エネルギーを使用して、電動航空ビークルを飛行させるための推力を生成する。

一例においては、航空ビークルの電気推進システム用の電力源が、電気エネルギーを蓄えるように構成された電気エネルギー貯蔵装置を有する本体を含む。さらに、電力源は、電気エネルギー貯蔵装置から航空ビークルの電気推進システムに電気エネルギーを供給するための電気エネルギー貯蔵装置に接続された複数の端子を含む。電力源は、本体から外へ延びる複数の飛行制御面をさらに含む。飛行制御面を、電力源の飛行姿勢を調整するように作動させることができる。さらに、電力源は、プロセッサを含む飛行制御システムを含み、飛行制御システムは、電力源が航空ビークルから投下されたときに電力源を目標位置へ飛行させるべく複数の飛行制御面を作動させるように構成される。

別の例においては、一方法が、電力源から航空ビークルの電気推進システムに電気エネルギーを供給することを含む。電気エネルギーを供給した後に、この方法は、電力源が航空ビークルから投下されたと判定することを含む。電力源が投下されたという判定に応答して、この方法は、電力源の複数の飛行制御面を作動させて、電力源を目標位置へ飛行させることを含む。この方法は、目標位置に電力源を着陸させることをさらに含む。

別の例においては、一方法が、航空ビークルの電気推進システムによって、航空ビークルに取り外し可能に結合した電力源から電気エネルギーを受け取ることと、電気推進システムによって、電力源から受け取った電気エネルギーを使用して、航空ビークルを飛行させるための推力を生成することとを含む。電力源から受け取った電気エネルギーを使用して推力を生成した後に、この方法は、航空ビークルの飛行中に航空ビークルから電力源を投下することを含む。

上述した特徴、機能、および利点を、種々の例において別個独立に達成することができ、あるいは以下の説明および図面を参照してさらなる詳細を見て取ることができるさらに別の例において、組み合わせることが可能である。

例示される例に特有であると考えられる新規な特徴が、添付の特許請求の範囲に記載される。しかしながら、例示される例、ならびにそれらの好ましい使用の態様、さらなる目的および説明は、本開示の例示の例の以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて検討することによって、最もよく理解されるであろう。

一例による航空ビークルに取り外し可能に結合した電力源の一部分の側面図を示している。 図1に示した電力源および航空ビークルの概略のブロック図を示している。 一例による電力源を動作させるための典型的なプロセスのフロー図を示している。 図3に示したプロセスにおいて使用することができる電力源を動作させるための典型的なプロセスのフロー図を示している。 図3に示したプロセスにおいて使用することができる電力源を動作させるための典型的なプロセスのフロー図を示している。 図3に示したプロセスにおいて使用することができる電力源を動作させるための典型的なプロセスのフロー図を示している。 一例による典型的なプロセスのフロー図を示している。 図7に示したプロセスにおいて使用することができる典型的なプロセスのフロー図を示している。 図7に示したプロセスにおいて使用することができる典型的なプロセスのフロー図を示している。 図9に示したプロセスにおいて使用することができる典型的なプロセスのフロー図を示している。 図7に示したプロセスにおいて使用することができる典型的なプロセスのフロー図を示している。 図7に示したプロセスにおいて使用することができる典型的なプロセスのフロー図を示している。 図7に示したプロセスにおいて使用することができる典型的なプロセスのフロー図を示している。

次に、開示される例を、添付の図面を参照して以下でさらに充分に説明するが、添付の図面には、開示される例のすべてではなく、一部が示されているにすぎない。実際に、いくつかの異なる例が説明され得るが、それらを本明細書に記載の例に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これらの例は、本開示を綿密かつ完全なものとし、本開示の技術的範囲を当業者に充分に伝えるために説明される。

本開示のシステムおよび方法は、航空ビークルに電力を供給するためのシステムおよび方法を提供する。上述したように、航空ビークルは、電気エネルギーを蓄え、電気推進システムに供給するためのエネルギー貯蔵装置を含むことができる。一般に、航空ビークルの飛行距離および／または飛行時間は、航空ビークルに搭載されたエネルギー貯蔵装置の重量および体積エネルギー密度によって制限され得る。

航空ビークルのエネルギー貯蔵容量を増加させることにより、より長い距離および／またはより長い時間の飛行を航空ビークルにとって可能にすることができる。例えば、航空ビークルは、エネルギー貯蔵容量を増加させるために、より大きなエネルギー貯蔵装置および／またはより多数のエネルギー貯蔵装置を備えることができる。しかしながら、航空ビークルにより大きいエネルギー貯蔵装置および／またはより多数のエネルギー貯蔵装置を備えることは、航空ビークルの重量および／または空気抵抗の増加という犠牲を伴う。典型的には、航空ビークルは、飛行の全期間にわたってこれらの不利益を被る。

本明細書に記載される典型的なシステムおよび方法は、電気推進システムを有する航空ビークル用の既存の電力源の少なくともいくつかの欠点に、有益に対処することができる。本明細書において説明される例においては、電力源が、航空ビークルに取り外し可能に結合する。電力源は、電気エネルギーを蓄えるためのエネルギー貯蔵装置を有する本体と、エネルギー貯蔵装置から航空ビークルの電気推進システムに電気エネルギーを供給するためのエネルギー貯蔵装置に接続された複数の端子とを含む。飛行の第1の部分において推進システムに電気エネルギーを供給した後に、航空ビークルは、電力源を投下し、飛行の第2の部分において（例えば、航空ビークルの別のエネルギー貯蔵装置に蓄えられた電気エネルギーを使用して）飛行を続けることができる。飛行の途中で電力源を投下することにより、航空ビークルの重量および空気抵抗が低減され、したがって飛行の第2の部分において、エネルギー効率が向上し、航空ビークルの飛行範囲が広がる。

いくつかの例において、電力源は、本体から外へ延びる複数の飛行制御面を含む。飛行制御面を、電力源の飛行姿勢を調整するように作動させることができる。電力源は、プロセッサを含む飛行制御システムをさらに含む。飛行制御システムは、電力源が航空ビークルから投下されたときに、電力源を目標位置へ飛行させるように飛行制御面を作動させることができる。目標位置は、例えば、空港、滑走路、ヘリパッド、ロケット打ち上げパッド、および／または公共のアクセスが制限された領域など、電力源を着陸させるための指定された場所であってよい。

電力源を航空ビークルから目標位置まで制御可能に飛行させることにより、電力源を回収して将来の飛行に再利用することができる。さらに、例えば、電力源を航空ビークルから目標位置まで制御可能に飛行させることにより、航空ビークルが電力源を投下するときの航空ビークルの位置に、柔軟性をもたらすことができる。例えば、電力源が飛行制御面を含む場合、電力源は、飛行制御面を持たない電力源よりも精密な制御により、より広い範囲にわたって飛行することができる。これにより、航空ビークルは、飛行制御面を持たない電力源によって達成されるよりも、目標位置から比較的離れた距離で電力源を投下することができる。これも、電力源を投下する場所および／または時期の選択における柔軟性を高める。

さらに、いくつかの例において、電力源は、着陸システムを含むことができる。着陸システムは、電力源が目標位置に着陸するときに電力源の損傷を低減する（または、最小限に抑える）ことができる。電力源に着陸システムを備えることにより、着陸システムを省略した電力源と比べて、電力源の再利用性を向上させることができ、電力源を有する航空ビークルの運用コストを低減することができる。

ここで図1を参照すると、一例による航空ビークル110に取り外し可能に結合した電力源100の一部分の斜視図が示されている。図1において、航空ビークル110は、固定翼の航空機である。したがって、図1において、航空ビークル110は、長手方向114に延びる胴体112と、長手方向114に対して横方向に胴体112から延びる翼116とを備える。航空ビークル110は、図1において固定翼の航空機として示されているが、他の例では、航空ビークル110は、ヘリコプタ、空気よりも軽いビークル、および／または宇宙船であってもよい。より一般的には、航空ビークル110は、空路によって移動することができる任意のビークルであってよい。

図1に示されるように、航空ビークル110は、電気推進システム118と、1つ以上の電力貯蔵部120とを含む。例として、電気推進システム118は、1つ以上の電動によるエンジン、タービン、プロペラ、および／またはロータを含むことができる。電力貯蔵部120は、電気推進システム118に電力を供給するための電気エネルギーを蓄えることができる。また、例として、電力貯蔵部120は、電気エネルギーを蓄え、電気推進システム118に供給することができる1つ以上のバッテリ、スーパーキャパシタ、および／または燃料電池を含むことができる。したがって、推進システム118は、電力貯蔵部120によって供給される電気エネルギーを使用して、航空ビークル110を空気中で移動させるための推力を生成することができる。

電力源100は、解除可能なカプラ122によって航空ビークル110のステーション（例えば、ハードポイント）に取り外し可能に結合する。解除可能なカプラ122は、飛行の第1の段階において電力源100を航空ビークル110に結合させ、飛行の第2の段階において電力源100を航空ビークル110から投下するためのパイロン、発射装置、ラック、放出装置ラック、および／または発射装置ラックを含むことができる。いくつかの実施形態において、解除可能なカプラ122は、電力源100を受動的に（すなわち、重力だけで）投下することができる。他の実施形態において、解除可能なカプラ122は、例えば、航空ビークル110からの電力源100の分離を助けるために電力源100に排出力を加える（例えば、電力源100にばね力を加える）ことによって、電力源100を積極的に投下することができる。

一例において、解除可能なカプラ122は、航空ビークル110のステーションに、電力源100上の複数のラグに解除可能に結合するためのラックを含むことができる。さらなる例または代替の例において、解除可能なカプラ122は、1つ以上の火薬（pyrotechnic charge）、空気圧装置、可動フック、分離ナット、壊れやすいナット、分離ボルト、ボルトカッター、ワイヤカッター、ケーブルカッター、分割スプール装置（例えば、可溶ワイヤおよび／または形状記憶合金ワイヤ）、ソレノイド作動ナット、マーマンバンド（marman band）、ピン押し具、および／またはピン引き具を含むことができる。電力源100と航空ビークル110とを切り離し可能に結合させるために使用される解除可能なカプラ122の種類を、例えば、電磁干渉の影響の受け易さ、解除の応答時間、解除の衝撃、発射時の荷重に耐える能力、予荷重を維持する能力、作動のための動力入力、重量、サイズ、温度感受性、および／または解除の信頼性を含む1つ以上の要因に基づいて決定することができる。

いくつかの例において、ステーションは、航空ビークル110の外面に配置される。例えば、図1において、ステーションは、航空ビークル110の翼116上にある。これに加え、あるいはこれに代えて、ステーションは、胴体112の外面（例えば、胴体112の下側）にあってもよい。図1は、翼116上の単一の電力源100を示しているが、航空ビークル110は、翼116、胴体112の反対側のもう1つの翼、および／または胴体112上に1つ以上の電力源100を含むことができる。

これに加え、あるいはこれに代えて、他の例においては、ステーションを、航空ビークル110の胴体112内または翼116内に配置することができる。例えば、航空ビークル110は、胴体112の貨物室内に1つ以上の電力源100を含むことができる。そのような例において、航空ビークル110は、電力源100の投下を容易にするために航空ビークル110の飛行中に開くことができる1つ以上のアクセスドアを含むことができる。

図1に示されるように、電力源100は、本体124と、複数の飛行制御面126と、着陸システム128とを含む。図1において、本体124は、固定翼の航空機の形態である。具体的には、本体124は、胴体130と、1対の翼132とを含む。さらに、本体124は、垂直尾翼134と、本体124の両側から延びる1対の水平尾翼136とを含む。

本体124は、図1においては固定翼の航空機の形態であるが、本体124は、他の例において他の形態を取ることができる。例えば、いくつかの例において、本体124は、航空ビークル110から目標位置までの電力源100の飛行を容易にすることができる空気力学的形状を有することができる。さらなる例または代替の例において、本体124は、航空ビークル110の形状に対して共形形状（conformal shape）を有することができ、さらには／あるいは本体124は、航空ビークル110の形状に対して非共形形状を有することができる。さらに、例えば、本体124は、他の例では、1つ以上のカナードおよび／または尾部を含むことができる。

飛行制御面126は、本体124から外側へ延びている。例えば、図1において、飛行制御面126は、電力源100の翼132および垂直尾翼134から延びている。飛行制御面126を、電力源100の飛行姿勢を調整するように作動させることができる。例として、飛行制御面126は、昇降舵、方向舵、エルロン、フラップ、スポイラー、前縁フラップ、前縁スラット、トリムタブ、翼、水平尾翼、垂直尾翼、ロータ（例えば、制御可能なピッチを有する）、および／またはパラフォイルを含むことができる。また、いくつかの例においては、飛行制御面126を、電力源100が飛行しているときに電力源100のピッチ、ロール、および／またはヨーを調整するように作動させることができる。

着陸システム128は、電力源100が目標位置に着陸するときに電力源100の損傷を低減する（または、最小限に抑える）ことができる。いくつかの例において、着陸システム128は、地面、水、雪、および／または航空母艦への電力源100の着陸を容易にすることができる。そのような例において、着陸システム128は、例えば、1つ以上の車輪、スキー、フロート、および／またはパラシュートを含むことができる。別の例において、着陸システム128は、目標位置のネットおよび／またはケーブルと係合して電力源100を停止させることができる1つ以上の拘束フックを含むことができる。別の例において、着陸システム128は、着陸時に電力源100の降下速度を低減または制限するためのオートローテーションの飛行モードをもたらすことができる1つ以上のロータを含むことができる。

電力源100に着陸システム128を備えることにより、着陸システム128を省略した電力源と比べて、電力源100の再利用性を向上させることができ、電力源100を有する航空ビークル110の運用コストを低減することができる。これらの利点にもかかわらず、電力源100は、他の例において着陸システム128を省略してもよい。

図1において、翼132、垂直尾翼134、水平尾翼136、飛行制御面126、および着陸システム128は、本体124から延びている。いくつかの例においては、これらの構成要素のうちの1つ以上を、（i）航空ビークル110による電力源100の投下までは本体124内に引き込まれ、（ii）航空ビークル110による電力源100の投下後に展開されて本体124から延びるように構成することができる。これにより、電力源100が航空ビークル110によって投下される前に効力の低減および動作効率の向上を促進することができる。

本体124は、航空ビークル110の電気推進システム118に電力を供給するための追加の電気エネルギーを蓄えることができるエネルギー貯蔵装置138を有する。一例において、本体124は、電気エネルギーを蓄えるための囲まれた空間を画定する1つ以上の内面を含むことができる。

図1に示されるように、電力源100は、電力源100が航空ビークル110から投下された後に電力源100を飛行させるための推力を生成するように動作することができる推進システム139を含むこともできる。例えば、いくつかの実施形態においては、電力源100を、エネルギー貯蔵装置138内に残る電気エネルギーの残存部分を有した状態で投下することができる。推進システム139は、エネルギー貯蔵装置138内の電気エネルギーの残存部分を使用して、目標位置への電力源100の飛行を助けるための推力を生成することができる。例として、推進システム139は、1つ以上のエンジン、タービン、プロペラ、および／またはロータを含むことができる。

図1は、推進システム139を有する電力源100を示しているが、電力源100は、他の例においては、推進システム139を省略することができる。例えば、他の例において、電力源100は、推進システム139によって生成される推力の助けを借りずに、目標位置まで飛行および／または滑空することができる。さらに、いくつかの例においては、電力源100を、エネルギー貯蔵装置138内に残る電気エネルギーの残存部分を有した状態、またはエネルギー貯蔵装置138内に電気エネルギーが残っていない状態（すなわち、エネルギー貯蔵装置138がすべての電気エネルギーを航空ビークル110の電気推進システム118に供給した後）で、投下することができる。

図2が、一例による電力源100および航空ビークル110のさらなる構成要素を含む概略のブロック図を示している。図2に示されるように、電力源100は、航空ビークル110の電気推進システム118に電力を供給するための第1の電気エネルギー240を蓄えるエネルギー貯蔵装置138を含む。

いくつかの例において、電力源100は、エネルギー貯蔵装置138から航空ビークル110の電気推進システム118に第1の電気エネルギー240を供給するためのエネルギー貯蔵装置138に接続された複数の端子242を含む。例えば、エネルギー貯蔵装置138がバッテリである例において、端子242は、バッテリのアノードに接続された第1の端子と、バッテリのカソードに接続された第2の端子とを含むことができる。

図2に示されるように、端子242は、航空ビークル110の電力供給システム246によって電気推進システム118に接続される。電力供給システム246は、エネルギー貯蔵装置138から電気推進システム118への第1の電気エネルギー240の流れを制御するための1つ以上のスイッチ、リレー、トランジスタ、および／または導体（例えば、ワイヤ）を含むことができる。

さらに、例えば、端子242は、航空ビークル110が出発場所から離れる前（すなわち、離陸する前）に、第1の電気エネルギー240によるエネルギー貯蔵装置138の充電を容易にすることができる。例えば、端子242は、充電場所においてエネルギー貯蔵装置138を外部電源に接続するための電気接点を提供することができる。一例として、外部電源は、充電場所における（例えば、配電網を介する）商用電力、風力発電システム、水力発電システム、および／または太陽光発電システムを含むことができる。

図2に示されるように、電力供給システム246は、電気推進システム118を航空ビークル110の電力貯蔵部120に接続することもできる。電力貯蔵部120は、電気推進システム118に電力を供給するための第2の電気エネルギー248を蓄えることができる。いくつかの例において、電力供給システム246は、電力貯蔵部120から電気推進システム118への第2の電気エネルギー248の流れの制御をさらに提供することができる。

図2に示されるように、電力供給システム246は、航空ビークル110のビークルコントローラー250と通信する。一般に、ビークルコントローラー250は、電力供給システム246の動作を制御し、さらには／あるいは以下でさらに説明される他の機能を提供するように構成されたコンピューティングデバイスである。例えば、ビークルコントローラー250は、エネルギー貯蔵装置138および／または電力貯蔵部120から電気推進システム118への電気エネルギーの流れの開始、停止、および／または速度の変更のための1つ以上の制御信号を電力供給システム246にもたらすことができる。

ビークルコントローラー250を、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを使用して実装することができる。例えば、ビークルコントローラー250は、1つ以上のプロセッサ252と、機械語命令または他の実行可能命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体（例えば、揮発性および／または不揮発性メモリ254）とを備えることができる。これらの命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されたとき、本明細書に記載の種々の動作を航空ビークル110に実行させる。したがって、ビークルコントローラー250は、データを受信し、そのデータをメモリ254に格納することもできる。

図1に関して上述したように、電力源100は、解除可能なカプラ122によって航空ビークル110に取り外し可能に結合する。図2は、解除可能なカプラ122を、航空ビークル110および電力源100とは別のものとして示しているが、本開示のいくつかの例においては、（i）航空ビークル110が、解除可能なカプラ122を含むことができ、（ii）電力源100が、解除可能なカプラ122を含むことができ、あるいは（iii）航空ビークル110および電力源100の各々が、解除可能なカプラ122のそれぞれの部分を含むことができる。一般に、解除可能なカプラ122は、解除可能なカプラ122によって航空ビークル110に結合した電力源100の機械的な解放をもたらすように動作することができる。例えば、解除可能なカプラ122は、第1の状態において電力源100を航空ビークル110に結合させることができ、第2の状態において電力源100を航空ビークル110から解放することができる。

一例において、解除可能なカプラ122は、電力供給システム246への電気的な接続のための1つ以上の接点を含むことができ、端子242は、1つ以上のフランジを含むことができる。解除可能なカプラ122が第1の状態にあるとき、クランプがフランジに結合することで、電力源100を航空ビークル110に機械的に結合させ、エネルギー貯蔵装置138を電力供給システム246に電気的に接続することができる。解除可能なカプラが第1の状態から第2の状態に作動するとき、解除可能なカプラ122のクランプが端子242のフランジから離れ、電力源100を航空ビークル110から投下することができる。別の例においては、解除可能なカプラ122が、フランジを含むことができ、端子242が、クランプを含むことができる。他の例も可能である。

いくつかの例において、解除可能なカプラ122は、ビークルコントローラー250と通信することができる。この構成において、ビークルコントローラー250は、解除可能なカプラ122を選択的に作動させて、電力源100を投下することができる。例えば、ビークルコントローラー250は、（例えば、有線または無線通信を介して）1つ以上のトリガ信号を解除可能なカプラ122に送信し、解除可能なカプラ122は、トリガ信号に応答して、第1の状態から第2の状態に作動して、電力源100を投下することができる。

これに加え、あるいはこれに代えて、他の例において、解除可能なカプラ122は、電力源100の飛行制御システム256と通信することができる。飛行制御システム256は、電力源100の動作を制御することができるコンピューティングデバイスである。以下でさらに詳細に説明されるように、飛行制御システム256は、電力源100が航空ビークル110から投下されたときに、電力源100を目標位置へ飛行させるように飛行制御面126を作動させることができる。さらに、飛行制御システム256が解除可能なカプラ122と通信する実装形態において、飛行制御システム256は、トリガ信号を（有線および／または無線通信を介して）解除可能なカプラ122に送信することができ、解除可能なカプラ122は、トリガ信号に応答して、第1の状態から第2の状態に作動して、電力源100を航空ビークル110から投下することができる。

ビークルコントローラー250と同様に、飛行制御システム256を、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを使用して実装することができる。例えば、飛行制御システム256は、1つ以上のプロセッサ258と、機械語命令または他の実行可能命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体（例えば、揮発性および／または不揮発性メモリ260）とを備えることができる。これらの命令は、1つ以上のプロセッサによって実行されたとき、本明細書に記載の種々の動作を電力源100に実行させる。したがって、飛行制御システム256は、データを受信し、そのデータをメモリ260に格納することもできる。

これに加え、あるいはこれに代えて、図2に示されるように、飛行制御システム256は、ビークルコントローラー250と通信することができる。この構成において、さらなる例または代替の例においては、飛行制御システム256が、ビークルコントローラー250によって解除可能なカプラ122を作動させることができ、さらには／あるいはビークルコントローラー250が、飛行制御システム256によって解除可能なカプラ122を作動させることができる。また、飛行制御システム256とビークルコントローラー250とを通信可能に接続することにより、本明細書に記載の航空ビークル110および／または電力源100の動作の堅牢性および性能を高める分散処理を提供することができる。

いくつかの例において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、航空ビークル110が（例えば、解除可能なカプラ122を作動させることによって）電力源100を投下することができる空中投下位置を決定することができる。いくつかの例において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、目標位置に基づいて空中投下位置を決定することができる。例えば、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、空中投下位置を、目標位置のしきい値距離の範囲内の位置となるように決定することができ、しきい値距離は、電力源100の最大飛行距離に関係する。このようにして、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、電力源100が航空ビークル110から投下されたときに目標位置まで飛行することができるように、空中投下位置を決定することができる（すなわち、航空ビークル110は電力源100を目標位置の到達可能距離の範囲内で投下することができる）。

電力源100の最大飛行距離は、例えば、（i）電力源100の高度、（ii）電力源100の滑空比、（iii）空中投下位置から目標位置までの距離、（iv）空中投下位置と目標位置との間の風条件（例えば、速度および／または方向）、ならびに／あるいは（v）エネルギー貯蔵装置138に残る第1の電気エネルギー240の量など、種々の要因に基づくことができる。したがって、いくつかの例において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、これらの要因のうちの1つ以上に基づいて空中投下位置を決定することができる。

いくつかの例において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、航空ビークル110の離陸の前に空中投下位置および／または目標位置を決定することができる。例えば、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、例えば、航空ビークル110が離陸する出発地、航空ビークル110が着陸する目的地、および／または出発地と目的地との間の飛行経路、などに関する飛行計画データを格納することができる。飛行計画データに基づいて、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、空中投下位置および／または目標位置を決定することができる。

他の例において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、航空ビークル110の離陸後に空中投下位置を決定することができる。例えば、一実施形態において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、電力源100の第1の電気エネルギー240の残量がしきい値量よりも少ないと判断した後に、空中投下位置および／または目標位置を決定することができる。しきい値量は、エネルギー貯蔵装置138内の第1の電気エネルギー240のすべて（すなわち、エネルギー貯蔵装置138に電気エネルギーが残っていない場合）であってよい。あるいは、しきい値量は、電力源100を空中投下位置から目標位置まで飛行させるように電力源100の推進システム139に電力を供給するための電気エネルギーの残存部分に関連することができる。

電力源100の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ないと判断するために、電力源100は、電力センサ262を含むことができる。図2に示されるように、電力センサ262は、エネルギー貯蔵装置138に動作可能に組み合わせられ、飛行制御システム256と通信する。電力センサ262は、エネルギー貯蔵装置138内の第1の電気エネルギー240の量を検知し、割り出された第1の電気エネルギー240の量を示すエネルギーレベル信号を飛行制御システム256にもたらすことができる。エネルギーレベル信号に応答して、飛行制御システム256は、割り出された第1の電気エネルギー240の量を電気エネルギーのしきい値量と比較して、電力源100の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ない時を判断することができる。一例として、電力センサ262は、エネルギー貯蔵装置138に蓄えられた電力の量を測定することができる電圧計を含むことができる。

電力源100の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ないと判断した後で、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、複数の候補位置の中から目標位置を選択することができる。複数の候補位置は、電力源100の着陸、回収、および／または充電のための施設、人員、および／または設備を有している所定の場所（例えば、飛行の離陸前に決定された場所）であってよい。一例において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、電力源100の高度、電力源100の滑空比、および／または電力源100から目標位置までの距離のうちの少なくとも1つに基づいて、目標位置を選択する。目標位置を選択した後に、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、選択された目標位置に基づいて空中投下位置を選択することができる。

さらなる例または代替の例において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、目標位置を示すユーザ入力に基づいて決定を行うことができる。例えば、図2において、航空ビークル110は、目標位置を示すユーザ入力を受信するためのユーザ入力／出力デバイス264を含む。例として、ユーザ入力／出力デバイス264は、マウスおよびキーボード、ジョイスティック、ボタンパネル、タッチスクリーンディスプレイ、専用ディスプレイデバイス、オーディオスピーカ、および／または音声認識インターフェースを含むことができる。

図2に示されるように、ユーザ入力／出力デバイス264は、ビークルコントローラー250と通信する。これに加え、あるいはこれに代えて、他の例において、ユーザ入力／出力デバイス264は、飛行制御システム256と通信することができる。そのような例において、電力源100は、ユーザ入力／出力デバイス264を含むことができ、さらには／あるいはユーザ入力／出力デバイス264は、航空ビークル110および電力源100の両方から分離していてもよい。

上述したように、航空ビークル110が電力源100を投下するとき、電力源100は、目標位置へ飛行するように動作可能である。電力源100を目標位置へ飛行させるために、飛行制御システム256は、プロセッサを含み、飛行制御面126を作動させるように構成される。例えば、図2において、飛行制御面126は、（例えば、有線および／または無線の通信リンクを介して）飛行制御システム256と通信する1つ以上のアクチュエータ266に連結される。例として、アクチュエータ266は、飛行制御面126を本体124に対して動かすための1つ以上の油圧装置、空気圧装置、および／または電気機械装置を含むことができる。この構成において、飛行制御システム256は、1つ以上の制御信号をアクチュエータ266に送信することができ、制御信号に応答して、アクチュエータ266が、飛行制御面126を動かして電力源100の飛行姿勢を調整することができる。

図2に示されるように、飛行制御システム256は、さらにナビゲーションセンサ268と通信する。ナビゲーションセンサ268は、電力源100の位置を割り出し、電力源100の位置を飛行制御システム256に知らせることができる。例えば、ナビゲーションセンサ268は、全地球測位システム（GPS）装置、慣性航法システム（INS）、視覚システム（例えば、カメラおよび画像解析プロセッサを含んでいる）、および／またはレーザ誘導システムを含むことができる。一例においては、ナビゲーションセンサ268によって割り出される位置を、電力源100の経度、緯度、および／または高度についての座標を含む座標の組によって定義することができる。別の例においては、ナビゲーションセンサ268によって割り出される位置を、1つ以上の基準点（例えば、目標位置および／または1つ以上の中間点）に対する電力源100の距離および／または方向によって定義することができる。他の例も可能である。

飛行制御システム256は、ナビゲーションセンサ268を用いて、電力源100の位置を割り出すことができる。飛行制御システム256は、割り出された電力源100の位置および目標位置に基づいて、飛行制御データを決定することができる。次いで、飛行制御システム256は、飛行制御データに基づいて、電力源100を目標位置へ飛行させるように飛行制御面126を作動させることができる。電力源100の位置に基づいて飛行制御データを決定し、飛行制御データを使用して飛行制御面126を作動させることによって、飛行制御システム256は、電力源100を航空ビークル110から目標位置まで制御可能かつ安全に航行させることができる。

一実施形態において、ナビゲーションセンサ268は、飛行制御システム256と通信するGPSデバイスであってよい。GPSデバイスは、電力源100のGPS座標一式を決定し、電力源100のGPS座標一式を飛行制御システム256にもたらすことができる。次いで、飛行制御システム256は、（i）電力源100のGPS座標一式、および（ii）目標位置のGPS座標一式に基づいて、飛行制御データを決定することができる。飛行制御データの決定に応答して、飛行制御システム256は、飛行制御データに基づいて複数の飛行制御面126を作動させ、電力源100を目標位置へ飛行させることができる。

いくつかの例において、飛行制御システム256は、電力源100を、空中投下位置から目標位置までの直接経路（例えば、直線に沿う）にて、直接的に飛行させることができる。いくつかの場合に、これは、電力源100に、他の経路よりも迅速かつ効率的に目標位置に到達することを電力源100にとって可能にすることができる目標位置への最短経路を提供することができる。

他の例において、飛行制御システム256は、電力源100に空中投下位置から目標位置までの迂回経路を飛行させることができる。例えば、飛行制御システム256は、空中投下位置から目標位置へ飛行するときに障害物（例えば、樹木、無線塔、山、風車、および／または建物）を避けるように電力源100を飛行させることができる。加えて、例えば、飛行制御システム256は、人口密集地域の上空の飛行を減らし（あるいは、最小限にし）、さらには／あるいは制限された空域の飛行を避ける経路に沿って、電力源100を飛行させることができる。さらなる場合において、飛行制御システム256は、電力源100が投下されたときに、電力源100を航空ビークル110が離陸した出発地に戻るように飛行させることができる。

いくつかの例において、電力源100は、電力源100を航空交通管制所および／または他の航空ビークルにとってより容易に検出できるようにすることができるインジケータシステム270を含むことができる。例えば、インジケータシステム270は、航空交通管制所および／または他の航空ビークルに対して電力源の位置を知らせるためのトランスポンダ、後方反射器、および／または点滅灯を含むことができる。インジケータシステム270は、航空交通の流れの整理および迅速な処理を手助けすることができ、電力源100の近くの他の航空ビークルのパイロットに情報を提供することができる。

運用時に、電力源100を、解除可能なカプラ122によって航空ビークル110に取り外し可能に結合させることができ、第1の電気エネルギー240を、航空ビークル110の離陸に備えて電力源100に供給することができる。いくつかの例において、航空ビークル110への電力源100の取り外し可能な結合は、航空ビークル110が電力源100を投下するまで（例えば、離陸時および飛行中など）電力源100が航空ビークル110に結合したままであるように、電力源100の本体124を航空ビークル110のステーションに機械的に結合させることを含むことができる。さらに、航空ビークル110への電力源100の取り外し可能な結合は、電力源100によって第1の電気エネルギー240を航空ビークル110の電気推進システム118に供給することができるように、電力源100の端子242を航空ビークル110の電力供給システム246に接続することを含むことができる。

電力源100を航空ビークル110に結合させ、第1の電気エネルギー240で充電した後に、航空ビークル110は、出発地から離陸し、飛行を開始することができる。飛行の第1の部分において、電力源100は、航空ビークル110の電気推進システム118に第1の電気エネルギー240を供給することができる。例えば、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、第1の電気エネルギー240をエネルギー貯蔵装置138から端子242を介して電気推進システム118に流すように、電力供給システム246を制御することができる。電気推進システム118は、第1の電気エネルギー240を使用して、出発地から空中投下位置へ飛行するための推力を生成することができる。上述したように、空中投下位置を、目標位置からしきい値距離未満とすることができ、しきい値距離は、電力源100の最大飛行距離に関係することができる。

上述したように、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、離陸前および／または離陸後に、目標位置および／または空中投下位置を決定することができる。いずれの場合も、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、目標位置および／または空中投下位置を記憶することができる。また、上述したように、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、電力源100の高度、電力源100の滑空比、空中投下位置から目標位置までの距離、エネルギー貯蔵装置138に残る電気エネルギーの量、およびユーザ入力／出力デバイス264から受け取ったユーザ入力からなるグループからの少なくとも1つの要因に基づいて、目標位置および／または空中投下位置を決定することができる。

いくつかの例において、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、航空ビークル110および電力源100が空中投下位置にある時を判断することができる。例えば、図2において、飛行制御システム256は、ナビゲーションセンサ268によって割り出される電力源100の位置を空中投下位置と比較して、電力源100が空中投下位置にある時を判断することができる。図2には示されていないが、航空ビークル110が、ビークルコントローラー250と通信するナビゲーションセンサを含むことができ、ビークルコントローラー250は、航空ビークル110のナビゲーションセンサによって割り出される位置に基づいて、航空ビークル110および電力源100が空中投下位置にある時を判断することができる。

空中投下位置への航空ビークル110の飛行に応答して、航空ビークル110は、電力源100を投下することができる。例えば、航空ビークル110および／または電力源100が空中投下位置にあるとするビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256の判断に応答して、ビークルコントローラー250および／または飛行制御システム256は、解除可能なカプラ122を作動させて、航空ビークル110から電力源100を投下することができる。いくつかの例において、航空ビークル110からの電力源100の投下は、解除可能なカプラ122を第1の状態から第2の状態に作動させること、および／または電力源100の端子242を電力供給システム246から切り離すことを含むことができる。

いくつかの例において、飛行制御システム256は、電力源100が航空ビークル110から投下されたと判定することができる。例えば、飛行制御システム256は、ナビゲーションセンサ268、ビークルコントローラー250、および／または解除可能なカプラ122からの1つ以上の信号に基づいて、電力源100が投下されたと判定することができる。

電力源100が投下されたとする飛行制御システム256の判定に応答して、飛行制御システム256は、電力源100の飛行制御面126および／または推進システム139を作動させて、電力源100を目標位置へ飛行させることができる。例えば、上述したように、飛行制御システム256は、（i）ナビゲーションセンサ268を使用して電力源100の位置を割り出し、（ii）割り出された電力源100の位置および目標位置に基づいて飛行制御データを決定し、（iii）飛行制御データに基づいて飛行制御面126および／または推進システム139を作動させて、電力源100を目標位置へ飛行させることができる。いくつかの例において、飛行制御システム256は、電力源100を目標位置へ飛行させながら、これらの動作を繰り返し実行することができる。さらに、いくつかの例において、飛行制御システム256は、空中投下位置と目標位置との間の1つ以上の中間点を決定し、電力源100が目標位置に到達するまで中間点から中間点へ飛行するように飛行制御面126および／または推進システム139を作動させることによって、飛行制御データを決定することができる。

電力源100が目標位置に到達すると、電力源100は、電力源100を目標位置に着陸させるために着陸システム128を使用することができる。いくつかの例において、目標位置は、目標位置における電力源100の着陸が出発場所における電力源100の着陸を含むように、出発位置であってもよい。他の例において、目標位置は、空中投下位置のしきい値距離の範囲内（すなわち、電力源100の最大飛行距離の範囲内）の位置であってもよい。

目標位置において、電力源100を回収し、別の飛行のために準備することができる。いくつかの例においては、目標位置において電力源100を回収した後に、電力源100を再び充電し、目標位置の別の航空ビークル110に結合させることができる。次いで、上述の動作を、電力源100を別の航空ビークル110に結合させた別の飛行について、繰り返すことができる。

他の例においては、目標位置において電力源100を回収した後に、電力源100を、目標位置から充電場所に輸送することができる。次いで、電力源100を、充電場所で再び充電し、別の航空ビークル110に結合させることができる。一実施形態においては、電力源100を、別のビークル（例えば、列車、トラック、飛行機、など）によって充電場所に運ぶことができる。別の実施形態において、電力源100は、充電場所に自ら移動することができる。例えば、目標位置において電力源100を回収した後に、電力源100を充電し、離陸させ、推進システム139および飛行制御面126を使用して目標位置から充電位置まで飛行させることができ、充電位置において電力源100を再び充電し、別の航空ビークル110に結合させることができる。

さらに、いくつかの例においては、航空ビークル110が電力源100を投下した後に、航空ビークル110は、電力貯蔵部120に蓄えられた第2の電気エネルギー248を使用して目的地まで飛行を続けることができる。したがって、航空ビークル110は、飛行の第1の部分において電力源100によって供給される第1の電気エネルギー240を使用し、飛行の第2の部分において電力貯蔵部120によって供給される第2の電気エネルギー248を使用することができる。飛行中に電力源100を投下することにより、航空ビークル110の重量および空気抵抗が低減され、したがって航空ビークル110の飛行範囲および／または飛行時間が延長される。

ここで図3を参照すると、一例による電力源を動作させるためのプロセス300のフロー図が示されている。図3に示されるように、ブロック310において、プロセス300は、電力源から航空ビークルの電気推進システムに電気エネルギーを供給することを含む。ブロック310における電気エネルギーの供給の後に、プロセス300は、ブロック312において、電力源が航空ビークルから投下されたと判定することを含む。電力源が投下されたというブロック312における判定に応答して、プロセス300は、ブロック314において、電力源の複数の飛行制御面を作動させて、電力源を目標位置へ飛行させることを含む。ブロック316において、プロセス300は、電力源を目標位置に着陸させることを含む。

図4から図6が、さらなる例によるプロセス300の追加の態様を示している。図4に示されるように、ブロック314において落下タンクの複数の飛行制御面を作動させて落下タンクを目標位置へ飛行させることは、（i）ブロック318においてナビゲーションセンサを使用して電力源の位置を割り出すこと、（ii）ブロック320において割り出された電力源の位置および目標位置に基づいて飛行制御データを決定すること、および（iii）ブロック322において飛行制御データに基づいて複数の飛行制御表面を作動させ、電力源を目標位置へ飛行させることを含むことができる。

図5に示されるように、プロセス300は、ブロック324において、ブロック312における電力源が投下されたという判定に応答して、電力源に蓄えられた電気エネルギーの残存部分を電力源の推進システムに供給することをさらに含むことができる。ブロック326において、プロセス300は、電力源の推進システムによって、電気エネルギーの残存部分を使用して、電力源を目標位置へ飛行させるための推力を生成することをさらに含むことができる。

図6に示されるように、ブロック310における電力源から航空ビークルの電気推進システムへの電気エネルギーの供給は、ブロック328において飛行機、ヘリコプタ、空気よりも軽いビークル、および宇宙船からなるグループのうちの少なくとも1つに電力源から電気エネルギーを供給することを含むことができる。

図7は、別の例によるプロセス700のフロー図を示している。図7に示されるように、プロセス700は、ブロック710において、航空ビークルの電気推進システムによって、航空ビークルに取り外し可能に結合した電力源から電気エネルギーを受け取ることを含む。ブロック712において、プロセス700は、電気推進システムによって、電力源から受け取った電気エネルギーを使用して、航空ビークルを飛行させるための推力を生成することを含む。ブロック712において電力源から受け取った電気エネルギーを使用して推力を生成した後に、プロセス700は、ブロック714において航空ビークルの飛行中に航空ビークルから電力源を投下することを含む。

図8から図13が、さらなる例によるプロセス700の追加の態様を示している。図8に示されるように、プロセス700は、ブロック716において、電力源の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ないと判断することをさらに含む。図8に示した例において、ブロック714における航空ビークルの飛行中の航空ビークルからの電力源の投下は、ブロック716における電力源の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ないという判断に応答することができる。図9に示されるように、ブロック716における電力源の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ないという判断は、ブロック718において電力源に電気エネルギーが残っていないと判断することを含むことができる。

図10に示されるように、プロセス700は、ブロック720において電力源を航空ビークルに結合させることも含むことができる。電力源は、電気エネルギー貯蔵装置を有する本体と、本体から外向きに延びる複数の飛行制御面とを含むことができる。複数の飛行制御面を、電力源の飛行姿勢を調整するように作動させることができる。電力源は、プロセッサを含む飛行制御システムをさらに含むことができ、飛行制御システムは、複数の飛行制御面を作動させるように構成される。

ブロック722において、プロセス700は、電力源を充電して、電気エネルギー貯蔵装置に電気エネルギーを蓄えることを含むことができる。ブロック714における航空ビークルからの電力源の投下後に、プロセス700は、ブロック724において、飛行制御システムによって複数の飛行制御面を作動させて電力源を目標位置へ飛行させることを含むことができる。ブロック726において、プロセス700は、電力源を目標位置に着陸させることを含む。

図11に示されるように、プロセス700は、ブロック728において目標位置で電力源を回収し、ブロック730において目標位置から充電場所に電力源を運び、ブロック732において充電場所で電力源を充電することをさらに含むことができる。ブロック730において電力源を充電場所に運んだ後に、プロセス700は、ブロック734において電力源を別の航空ビークルに結合させることを含むことができる。

図12に示されるように、ブロック712における推力の生成は、ブロック736において航空ビークルを出発地から空中投下位置へ飛行させることを含むことができ、ブロック714における航空ビークルからの電力源の投下は、ブロック738において空中投下位置にて電力源を投下することを含むことができ、ブロック726における目標位置での電力源の着陸は、ブロック740において出発地に電力源を着陸させることを含むことができる。

図13に示されるように、ブロック722における電力源の充電の後に、プロセス700は、ブロック742において出発地から航空ビークルを離陸させることを含むことができる。ブロック742における離陸の後に、プロセス700は、ブロック744において、空中投下位置を、電力源の高度、電力源の滑空比、空中投下位置から目標位置までの距離、および電気エネルギー貯蔵装置に残る電気エネルギーの量からなるグループからの少なくとも1つの因子に基づいて決定することを含むことができる。さらに、図13に示されるように、ブロック714における航空ビークルからの電力源の投下は、ブロック746において空中投下位置で電力源を投下することを含むことができる。

図3から図13に示したブロックはいずれも、プロセスにおける特定の論理機能または工程を実装するためにプロセッサによって実行することができる1つ以上の命令を含むモジュール、セグメント、またはプログラムコードの一部分を表すことができる。プログラムコードを、例えば、ディスクまたはハードドライブを含む記憶装置など、任意の種類のコンピュータ可読媒体またはデータ記憶装置に格納することができる。さらに、プログラムコードを、機械可読形式でコンピュータ可読記憶媒体上に符号化することができ、あるいは他の非一時的な媒体または製造物上に符号化することができる。コンピュータ可読媒体は、例えばレジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、およびランダムアクセスメモリ（RAM）などのデータを短時間にわたって記憶するコンピュータ可読媒体など、非一時的なコンピュータ可読媒体またはメモリを含むことができる。また、コンピュータ可読媒体は、例えば読み出し専用メモリ（ROM）、光学ディスクまたは磁気ディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（CD－ROM）など、補助または永続的な長期記憶装置などの非一時的な媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体は、任意の他の揮発性または不揮発性のストレージシステムであってもよい。コンピュータ可読媒体を、例えば、有形のコンピュータ可読記憶媒体と考えることができる。

さらに、本開示は、以下の条項による例を含む。

条項1．航空ビークルの電気推進システムのための電力源であって、
電気エネルギーを蓄える電気エネルギー貯蔵装置を有している本体と、
電気エネルギーを電気エネルギー貯蔵装置から航空ビークルの電気推進システムに供給するために電気エネルギー貯蔵装置に接続された複数の端子と、
本体から外へ延びており、電力源の飛行姿勢を調整するように作動させることができる複数の飛行制御面と、
プロセッサを含んでおり、電力源が航空ビークルから投下されたときに電力源を目標位置へ飛行させるべく複数の飛行制御面を作動させる飛行制御システムと
を備える電力源。

条項2．電気エネルギー貯蔵装置は、バッテリ、スーパーキャパシタ、および燃料電池からなるグループのうちの少なくとも1つを備える、条項1に記載の電力源。

条項3．複数の飛行制御面は、昇降舵、方向舵、エルロン、フラップ、スポイラー、前縁フラップ、前縁スラット、およびパラフォイルからなるグループのうちの少なくとも1つを備える、条項1に記載の電力源。

条項4．本体は、翼、水平尾翼、および垂直尾翼からなるグループのうちの少なくとも1つを備える、条項3に記載の電力源。

条項5．電力源を目標位置に着陸させるための着陸システムをさらに備え、
着陸システムは、車輪、スキー、フロート、ロータ、およびパラシュートからなるグループのうちの少なくとも1つを備える、条項1に記載の電力源。

条項6．飛行制御システムと通信する全地球測位システム（GPS）装置をさらに備えており、
GPS装置は、電力源のGPS座標一式を割り出すように構成され、
飛行制御システムは、（i）電力源のGPS座標一式、および（ii）目標位置のGPS座標一式に基づいて、飛行制御データを決定するように構成され、
飛行制御システムは、飛行制御データに基づいて複数の飛行制御面を作動させるように構成されている、
条項1に記載の電力源。

条項7．航空ビークルが電力源を投下した後に電気エネルギー貯蔵装置に残っている電気エネルギーの残存部分を使用して電力源を目標位置へ飛行させるための推力をもたらす推進システム
をさらに備え、
飛行制御システムは、推進システムを制御するように構成されている、
条項1に記載の電力源。

条項8．飛行制御システムは、電力源を航空ビークルから投下すべき空中投下位置を、電力源の高度、電力源の滑空比、および空中投下位置から目標位置までの距離からなるグループから選択される少なくとも1つの因子に基づいて決定するように構成されている、条項1に記載の電力源。

条項9．飛行制御システムは、電気エネルギー貯蔵装置に残っている電気エネルギーの量に基づいて空中投下位置を決定するようにさらに構成されている、条項8に記載の電力源。

条項10．電力源から航空ビークルの電気推進システムに電気エネルギーを供給するステップと、
電気エネルギーの供給後に、電力源が航空ビークルから投下されたと判断するステップと、
電力源が投下されたとの判断に応答して、電力源を目標位置へ飛行させるために電力源の複数の飛行制御面を作動させるステップと、
電力源を目標位置に着陸させるステップと
を含む方法。

条項11．電力源を目標位置へ飛行させるために電力源の複数の飛行制御面を作動させるステップは、
ナビゲーションセンサを使用して電力源の位置を割り出すステップと、
割り出した電力源の位置および目標位置に基づいて、飛行制御データを決定するステップと、
飛行制御データに基づいて、電力源を目標位置へ飛行させるために複数の飛行制御面を作動させるステップと
を含む、条項10に記載の方法。

条項12．電力源が投下されたとの判断に応答して、電力源に蓄えられた電気エネルギーの残存部分を電力源の推進システムに供給するステップと、
電気エネルギーの残存部分を使用して、電力源の推進システムによって、電力源を目標位置へ飛行させるための推力を生成するステップと
をさらに含む、条項10に記載の方法。

条項13．電力源から航空ビークルの電気推進システムに電気エネルギーを供給するステップは、飛行機、ヘリコプタ、空気よりも軽いビークル、および宇宙船からなるグループのうちの少なくとも1つに電力源から電気エネルギーを供給するステップを含む、条項10に記載の方法。

条項14．航空ビークルの電気推進システムによって、航空ビークルに取り外し可能に結合した電力源から電気エネルギーを受け取るステップと、
電気推進システムによって、電力源から受け取った電気エネルギーを使用して、航空ビークルを飛行させるための推力を生成するステップと、
電力源から受け取った電気エネルギーを使用した推力の生成後に、電力源を航空ビークルの飛行中に航空ビークルから投下するステップと
を含む方法。

条項15．電力源の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ないと判断するステップ
をさらに含んでおり、
電力源を航空ビークルの飛行中に航空ビークルから投下するステップは、電力源の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ないとの判断に応答する、
条項14に記載の方法。

条項16．電力源の電気エネルギーの残量がしきい値量よりも少ないと判断するステップは、電力源に電気エネルギーが残っていないと判断するステップを含む、条項15に記載の方法。

条項17．電気エネルギー貯蔵装置を有する本体と、
本体から外へ延びており、電力源の飛行姿勢を調整するように作動させることができる複数の飛行制御面と、
プロセッサを含んでおり、複数の飛行制御面を作動させる飛行制御システムと
を備える電力源を、航空ビークルに結合させるステップと、
電気エネルギー貯蔵装置に電気エネルギーを蓄えるために電力源を充電するステップと、
電力源の航空ビークルからの投下後に、飛行制御システムによって、電力源を目標位置へ飛行させるために複数の飛行制御面を作動させるステップと、
電力源を目標位置に着陸させるステップと
をさらに含む、条項14に記載の方法。

条項18．電力源を目標位置において回収するステップと、
電力源を目標位置から充電場所に運ぶステップと、
充電場所において電力源を充電するステップと、
電力源を充電場所に運んだ後に、電力源を別の航空ビークルに結合させるステップと
をさらに含む、条項17に記載の方法。

条項19．推力を生成するステップは、航空ビークルを出発地から空中投下位置へ飛行させるステップを含み、
電力源を航空ビークルから投下するステップは、電力源を空中投下位置において投下するステップを含み、
電力源を目標位置に着陸させるステップは、電力源を出発地に着陸させるステップを含む、
条項17に記載の方法。

条項20．電力源の充電後に、航空ビークルを出発地から離陸させるステップと、
離陸後に、空中投下位置を、電力源の高度、電力源の滑空比、および空中投下位置から目標位置までの距離からなるグループからの少なくとも1つの因子に基づいて決定するステップと
をさらに含み、
電力源を航空ビークルから投下するステップは、電力源を空中投下位置において投下するステップを含む、
条項17に記載の方法。

いくつかの例において、本明細書に記載の装置および／またはシステムの構成要素は、それらの構成要素がそのような性能を可能にするように（ハードウェアおよび／またはソフトウェアによって）実際に設定および構成されることで、そのような機能を実行するように構成されてよい。したがって、典型的な構成は、システムに機能を実行させるための命令を実行する1つ以上のプロセッサを含む。同様に、装置および／またはシステムの構成要素を、特定のやり方で動作させられたときなどに、機能の実行に合わせて配置または調整され、機能の実行が可能であり、あるいは機能の実行に適するように構成することができる。

種々の好都合な構成の説明は、例示および説明の目的で提示され、すべてを述べ尽くそうとするものでも、開示された形式の例への限定を意図するものでもない。多数の変更および変種が、当業者にとって明らかであろう。さらに、種々の好都合な例は、他の好都合な例と比較して異なる利点を説明することができる。選択された1つ以上の例は、例の原理および実際の応用を解説するとともに、種々の例の開示を想定される個々の用途に適した種々の変更と併せて当業者にとって理解可能にするために、選択されて説明されている。

100 電力源
110 航空ビークル
112 胴体
114 長手方向
116 翼
118 電気推進システム
120 電力貯蔵部
122 カプラ
124 本体
126 飛行制御面
128 着陸システム
130 胴体
132 翼
134 垂直尾翼
136 水平尾翼
138 エネルギー貯蔵装置
139 推進システム
240 電気エネルギー
242 端子
246 電力供給システム
248 電気エネルギー
250 ビークルコントローラー
252 プロセッサ
254 不揮発性メモリ
256 飛行制御システム
258 プロセッサ
260 不揮発性メモリ
262 電力センサ
264 出力デバイス
266 アクチュエータ
268 ナビゲーションセンサ
270 インジケータシステム

Claims (14)

1. 航空ビークル（110）の電気推進システム（118）のための電力源（100）であって、
   電気エネルギー（240）を蓄えるように構成されている電気エネルギー（240）貯蔵装置（138）を有している本体（124）と、
   前記電気エネルギー（240）を前記電気エネルギー（240）貯蔵装置（138）から前記航空ビークル（110）の前記電気推進システム（118）に供給するために前記電気エネルギー（240）貯蔵装置（138）に接続された複数の端子（242）と、
   前記本体（124）から外へ延びている複数の飛行制御面（126）であって、前記飛行制御面（126）は、前記電力源（100）の飛行姿勢を調整するように作動させることができる、飛行制御面（126）と、
   プロセッサ（258）を含んでおり、前記電力源（100）が前記航空ビークル（110）から投下されたときに前記電力源（100）を目標位置へ飛行させるべく前記複数の飛行制御面（126）を作動させるように構成されている飛行制御システム（256）と
   を備え、
   前記飛行制御システム（256）は、前記電力源（100）の前記電気エネルギー（240）の残量がしきい値量よりも少ないと判断した後で、複数の候補位置から１つの前記目標位置及び、少なくとも選択された前記目標位置に基づいて空中投下位置を選択することができるように構成された、電力源（100）。
2. 前記電気エネルギー（240）貯蔵装置（138）は、バッテリ、スーパーキャパシタ、および燃料電池からなるグループのうちの少なくとも1つを備え、
   前記複数の飛行制御面（126）は、昇降舵、方向舵、エルロン、フラップ、スポイラー、前縁フラップ、前縁スラット、およびパラフォイルからなるグループのうちの少なくとも1つを備え、
   前記本体（124）は、翼（132）、水平尾翼（136）、および垂直尾翼（134）からなるグループのうちの少なくとも1つを備え、
   前記電力源（100）は、前記電力源（100）を前記目標位置に着陸させるための着陸システム（128）をさらに備え、
   前記着陸システム（128）は、車輪、スキー、フロート、ロータ、およびパラシュートからなるグループのうちの少なくとも1つを備える、
   請求項1に記載の電力源（100）。
3. 前記飛行制御システム（256）と通信する全地球測位システム（GPS）装置（268）をさらに備えており、
   前記GPS装置（268）は、前記電力源（100）のGPS座標一式を割り出すように構成され、
   前記飛行制御システム（256）は、（i）前記電力源（100）の前記GPS座標一式、および（ii）前記目標位置のGPS座標一式に基づいて、飛行制御データを決定するように構成され、
   前記飛行制御システム（256）は、前記飛行制御データに基づいて前記複数の飛行制御面（126）を作動させるように構成されている、
   請求項1または2に記載の電力源（100）。
4. 前記航空ビークル（110）が前記電力源（100）を投下した後に前記電気エネルギー（240）貯蔵装置（138）に残っている前記電気エネルギー（240）の残存部分を使用して前記電力源（100）を前記目標位置へ飛行させるための推力をもたらすように構成されている推進システム（139）
   をさらに備え、
   前記飛行制御システム（256）は、前記推進システム（139）を制御するように構成されている、
   請求項1から3のいずれか一項に記載の電力源（100）。
5. 前記飛行制御システム（256）は、前記電力源（100）を前記航空ビークル（110）から投下すべき空中投下位置を、前記電力源（100）の高度、前記電力源（100）の滑空比、および前記空中投下位置から前記目標位置までの距離からなるグループから選択される少なくとも1つの因子に基づいて決定するように構成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力源（100）。
6. 電力源（100）から航空ビークル（110）の電気推進システム（118）に電気エネルギー（240）を供給するステップと、
   前記電気エネルギー（240）の供給後に、前記電力源（100）が前記航空ビークル（110）から投下されたと判断するステップと、
   前記電力源（100）の前記電気エネルギー（240）の残量がしきい値量よりも少ないと判断した後で、複数の候補位置から１つの目標位置及び、少なくとも選択された前記目標位置に基づいて空中投下位置を選択するステップと、
   前記電力源（100）が投下されたとの判断に応答して、前記電力源（100）を前記目標位置へ飛行させるために前記電力源（100）の複数の飛行制御面（126）を作動させるステップと、
   前記電力源（100）を前記目標位置に着陸させるステップと
   を含む方法。
7. 前記電力源（100）を前記目標位置へ飛行させるために前記電力源（100）の前記複数の飛行制御面（126）を作動させるステップは、
   ナビゲーションセンサ（268）を使用して前記電力源（100）の位置を割り出すステップと、
   前記割り出した前記電力源（100）の位置および前記目標位置に基づいて、飛行制御データを決定するステップと、
   前記飛行制御データに基づいて、前記電力源（100）を前記目標位置へ飛行させるために前記複数の飛行制御面（126）を作動させるステップと
   を含む、請求項6に記載の方法。
8. 前記電力源（100）が投下されたとの判断に応答して、前記電力源（100）に蓄えられた前記電気エネルギー（240）の残存部分を前記電力源（100）の推進システム（139）に供給するステップと、
   前記電気エネルギー（240）の前記残存部分を使用して、前記電力源（100）の前記推進システム（139）によって、前記電力源（100）を前記目標位置へ飛行させるための推力を生成するステップと
   をさらに含む、請求項6または7に記載の方法。
9. 航空ビークル（110）の電気推進システム（118）によって、前記航空ビークル（110）に取り外し可能に結合した電力源（100）から電気エネルギー（240）を受け取るステップと、
   前記電気推進システム（118）によって、前記電力源（100）から受け取った前記電気エネルギー（240）を使用して、前記航空ビークル（110）を飛行させるための推力を生成するステップと、
   前記電力源（100）から受け取った前記電気エネルギー（240）を使用した前記推力の生成後に、前記電力源（100）を前記航空ビークル（110）の飛行中に前記航空ビークル（110）から投下するステップと
   前記電力源（100）に、前記電力源（100）の前記電気エネルギー（240）の残量がしきい値量よりも少ないと判断した後で、複数の候補位置から１つの目標位置及び、少なくとも選択された前記目標位置に基づいて空中投下位置を選択させるステップと、
   前記電力源（100）を、前記目標位置へ飛行させるステップと、を含む、方法。
10. 前記電力源（100）の前記電気エネルギー（240）の残量がしきい値量よりも少ないと判断するステップをさらに含み、
    前記電力源（100）を前記航空ビークル（110）の飛行中に前記航空ビークル（110）から投下するステップは、前記電力源（100）の前記電気エネルギー（240）の残量が前記しきい値量よりも少ないとの判断に応答する、請求項9に記載の方法。
11. 前記電力源（100）を、前記航空ビークル（110）に結合させるステップであって、前記電力源（100）は、
    電気エネルギー（240）貯蔵装置（138）を有する本体（124）と、
    前記本体（124）から外へ延びている複数の飛行制御面（126）であって、前記複数の飛行制御面（126）は、前記電力源（100）の飛行姿勢を調整するように作動させることができる、複数の飛行制御面（126）と、
    プロセッサ（258）を含んでおり、前記複数の飛行制御面（126）を作動させるように構成されている飛行制御システム（256）と
    を備える、前記電力源（100）を、前記航空ビークル（110）に結合させるステップと、
    前記航空ビークル（100）の飛行前に、前記電気エネルギー（240）貯蔵装置（138）に前記電気エネルギー（240）を蓄えるために前記電力源（100）を充電するステップと、をさらに含み、
    前記電力源（100）を、前記目標位置へ飛行させるステップは、
    前記電力源（100）の前記航空ビークル（110）からの投下後に、前記飛行制御システム（256）によって、前記電力源（100）を目標位置へ飛行させるために前記複数の飛行制御面（126）を作動させるステップと、
    前記電力源（100）を前記目標位置に着陸させるステップと
    をさらに含む、請求項9または10に記載の方法。
12. 前記電力源（100）を前記目標位置において回収するステップと、
    前記電力源（100）を前記目標位置から充電場所に運ぶステップと、
    前記電力源（100）を前記充電場所まで飛行させた後、前記充電場所において前記電力源（100）を再充電するステップと、
    前記電力源（100）を前記充電場所に運んだ後に、前記電力源（100）を別の航空ビークル（110）に結合させるステップと
    をさらに含む、請求項11に記載の方法。
13. 推力を生成するステップは、前記航空ビークル（110）を出発地から空中投下位置へ飛行させるステップを含み、
    前記電力源（100）を前記航空ビークル（110）から投下するステップは、前記電力源（100）を前記空中投下位置において投下するステップを含み、
    前記電力源（100）を目標位置に着陸させるステップは、前記電力源（100）を前記出発地に着陸させるステップを含む、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記電力源（100）の充電後に、前記航空ビークル（110）によって、出発地から離陸するステップと、
    離陸後に、空中投下位置を、前記電力源（100）の高度、前記電力源（100）の滑空比、前記空中投下位置から前記目標位置までの距離、および前記電気エネルギー（240）貯蔵装置（138）に残っている前記電気エネルギー（240）の量からなるグループからの少なくとも1つの因子に基づいて決定するステップと
    をさらに含み、
    前記電力源（100）を前記航空ビークル（110）から投下するステップは、前記電力源（100）を前記空中投下位置において投下するステップを含む、
    請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。

Images