KR20080077968A - 지붕 및 바닥 흐름 - Google Patents

Abstract

덕트 기류 방식의 탈것은 종축을 구비하고, 상기 종축의 일측에 제 1 조종실을 포함하며, 상기 제 1 조종실에 인접한 아래에 중심부를 포함하는 동체와, 동체에 장착되고, 제 1 기류 덕트를 통과한 기류 주변에 힘을 가하는 제 1 공기 발동기(air mover)를 포함하는 상기 제 1 기류 덕트, 및 동체에 장착되고, 제 2 기류 덕트를 통과한 기류 주변에 힘을 가하는 제 2 공기 발동기를 포함하는 상기 제 2 기류 덕트를 포함하고, 상기 중심부의 외측 상부 및 하부 표면들은 상기 중심부 위의 기류를 통해 공기역학적인 양력의 생성을 증가시키고, 상기 제 1 기류 덕트를 빠져나오는 기류의 저항을 감소시키도록 공기역학적으로 형성된다.

탈것, 수직 이착륙기, 덕트, 기류, 페이로드

Description

지붕 및 바닥 흐름{ROOF AND FLOOR FLOWS}

본 발명은 탈것(vehicles)에 관한 것으로서, 구체적으로는 개량된 공기역학적 특성들을 갖는 페이로드 실(payload cabins)을 구비한 수직 이착륙(VTOL)기에 관한 것이다.

수직 이착륙기는 탈것을 공중에 지탱하는데 필요한 양력을 얻기 위해 프로펠러나 로터로부터 발생하는 하향의 추진력에 직접 의존한다. 여러 가지 다른 형태의 수직 이착륙기가 제안되어 왔고, 공중을 맴돌 때의 기체의 중량은 지상에 수직인 회전축을 갖는 로터나 프로펠러에 의해 직접 유지된다. 다른 형태의 수직 이착륙기들은 다수의 프로펠러에 의존하고, 이 프로펠러들은 노출되어 있거나(예를 들면, 비덕트형 팬(unducted fans)), 또는 원형의 공동, 덮개(shrouds), 덕트 또는 다른 형태의 엔진실 내부에 설치되고(예를 들면, 덕트형 팬(ducted fans)), 덕트의 내부에서 공기의 흐름이 발생한다. 일부 수직 이착륙기(예를 들면, V-22)들은 동체(胴體)에 대해 완전히 회전 가능한(대략 90도까지) 회전축을 구비한 프로펠러를 사용한다. 이들 탈것들은 통상 수직 이착륙을 위해 지상에 수직인 프로펠러 축을 구비 하며, 통상적인 비행을 위해 프로펠러 축을 전방으로 기울인다. 다른 탈것들은 거의 수평인 축을 구비한 프로펠러를 사용하지만, 직접 위를 향한 양력을 발생시키기 위해 흐름의 전부 또는 일부를 편향시키는 공기 역학적 디플렉터(deflectors)들이 프로펠러 뒤에 설치된다.

지금까지 많은 수직 이착륙기가 제안되어 왔고, 통상 덕트의 내부에 장착되는 2개 또는 4개의 프로펠러가 수직 이착륙기의 주요 페이로드 실의 앞쪽과 뒤쪽에 위치된다. 전형적인 한 예가 Piasecki VZ-8 '플라잉 짚(Flying Jeep)'으로서, 2개의 큰 덕트를 구비하고, 조종사가 덕트 사이의 중심 공간에서 탈것의 양측에 위치한다. 유사한 배치가 Chrysler VZ6 및 CityHawk 플라잉 카(flying car)에 사용되었다. 또한, Bensen 'Flying Bench'도 유사한 배치를 사용한다. Curtiss Wright VZ-7 및 Moller Skycar는 2개 대신 4개의 추력기(thruster)를 사용하고, 이 중 2개는 조종사와 페이로드의 각 측면(전방 및 후방)에 위치되고, 남은 2개는 탈것의 무게 중심에 인접한 탈것의 중심에 고정된다.

본 발명은 탈것의 다른 특징들과 더불어 부가적인 블리스터(blisters)를 구비하거나 또는 구비하지 않은 상태에서 공기 역학적 특성 및 기류 특성을 개량한 페이로드 실 바닥 및 지붕 구조의 탈것을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 종축 및 횡축을 구비한 동체; 횡축의 각 측면에서 동체에 설치된 적어도 하나의 양력 생성 프로펠러; 양력 생성 프로펠러 사이에서 동체에 형성되고, 실질적으로 종축과 일직선으로 배열된 조종실; 및 양력 생성 프로펠러 사이의 동체에서 조종실의 양측에 형성된 한 쌍의 페이로드 실을 포함하는 탈것이 제공된다.

이하에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예의 다른 특징들에 따르면, 각각의 페이로드 실은 페이로드 실에 통로를 제공하는 개방 위치 및 페이로드 실을 덮는 폐쇄 위치로 전개(展開) 가능한 커버를 포함한다. 기술되는 일부 실시예들에서, 각 페이로드 실의 커버는 각 페이로드 실의 바닥에서 동체의 종축에 평행한 축을 따라 동체에 회동가능하게 장착되어, 커버가 개방 위치로 회동되면 각 페이로드 실의 페이로드 또는 그 일부를 지지하는 지지체로서의 역할도 한다.

이하에 기술되는 다양한 실시예들에서, 양력 프로펠러들은 덕트를 갖거나 덕트를 갖지 않은 것이고, 동체는 종축의 각 측면에 한 쌍의 양력 생성 프로펠러를 구비하고, 동체의 후방 단부에는 수직 안정판 또는 수평 안정판이 설치된다.

또한 이하에 기술되는 여러 바람직한 실시예들에서, 동체는 종축의 양측에서 동체의 후방 단부에 한 쌍의 추진 프로펠러를 더 구비한다. 기술되는 실시예들에서, 동체는 각각 양력 생성 프로펠러들과 추진 프로펠러들 중 하나를 구동하는 2개의 엔진을 더 구비하고, 2개의 엔진은 공용의 전동장치에 함께 기계적으로 결합된다. 바람직한 일 실시예에서, 2개의 엔진은 종축의 양측에서 동체에 형성된 파일론(pylon) 안의 엔진실에 위치된다. 기술되는 또 다른 실시예에서, 2개의 엔진은 동체의 종축과 일진선상에 배열되고 조종실 아래에 있는 공용의 엔진실에 위치된다.

기술되는 바람직한 일 실시예에서, 탈것은 수직 이착륙기(VTOL)이며, 양력을 향상시키기 위해 각각 페이로드 실들 중 하나의 아래에서 격납된 수납 위치 및 연장된 전개 위치로 회동가능하게 장착되는 한 쌍의 짧은 날개(stub wing)를 포함한다. 기술되는 또 다른 실시예에서, 탈것은 동체 아래에서 연장되는 가요성 스커트(skirt)를 포함하여, 탈것을 지상 또는 수상에서의 이동을 위한 호버크래프트(hovercraft)로 전환하거나 사용할 수 있다. 기술되는 또 다른 실시예에서, 탈것은 탈것을 전지형차(全地形車)(ATV : all terrain vehicle)로 전환하기 위해 동체의 후방 단부에 부착된 큰 바퀴들을 포함한다.

이하에서 더 구체적으로 기술되는 것처럼, 앞에서의 특징들에 따라 구성된 탈것은 수직 이착륙기의 일반적인 기능들 이외에도 다수의 다른 기능들을 편리하게 수행할 수 있는 비교적 간단하고 저비용의 구성일 수 있다. 따라서, 앞에서의 특징들은 하나의 업무로부터 다른 업무로 전환할 때, 탈것의 기본 구조를 크게 변경할 필요없이, 탈것을 무기 설치대(weapons platform); 승객의 수송, 무기, 및/또는 화물; 부상자 후송 등의 역할을 포함하는 여러 가지 업무를 위해 여러 가지 용도를 가진 탈것으로 구성할 수 있다.

이하에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예들의 또 다른 특징에 따르면, 탈것 배치의 변형예가 기술되고, 이 탈것은 그 중앙에 조종실을 설치하기에는 부족한 공간을 갖는 비교적 작은 크기이고, 그래서 조종실은 탈것의 일측에 설치되며, 이로 인해 2개의 양력 생성 프로펠러 사이에 나머지 공간에 큰 하나의 페이로드 실을 생성한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 또 다른 특징들에 따르면, 탈것 배치의 변형예가 기술되고, 이 탈것은 적절하게 탑재된 컴퓨터를 통해 조종되거나 지상으로부터의 원격 제어되는 무인기로 사용하기 위해 조종사 덮개가 없다.

여기서 기술되는 모범적인 실시예들의 또 다른 특징에 따르면, 덕트 기류 방식의 탈것은 종축을 구비하고, 상기 종축의 일측에 제 1 조종실을 포함하며, 상기 제 1 조종실에 인접한 아래에 중심부를 포함하는 동체; 동체에 장착되고, 제 1 기류 덕트를 통과한 주변에 힘을 가하는 제 1 공기 발동기(air mover)를 포함하는 상기 제 1 기류 덕트, 및 동체에 장착되고, 제 2 기류 덕트를 통과한 기류 주변에 힘을 가하는 제 2 공기 발동기를 포함하는 상기 제 2 기류 덕트를 포함하고; 상기 중심부의 외측 상부 및 하부 표면들은 (a)상기 중심부 위의 기류를 통해 공기역학적인 양력의 생성을 증가시키고, (b)상기 제 1 기류 덕트를 빠져나오는 기류의 저항을 감소시키도록 공기역학적으로 형성된다.

본 발명의 또 다른 특징들 및 이점들이 이하의 명세서로부터 분명해질 것이다. 이러한 것들 중 일부는 단일 또는 다수의 덕트형 팬 및 수직 이착륙기에 적용될 수 있는 독특한 특징들을 기술한다.

본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 예시적인 목적으로서만 여기에 기술된다.

도 1은 2개의 덕트형 팬을 구비한 본 발명에 따라 구성되는 수직 이착륙기의 한 형태를 도시한다;

도 2는 4개의 덕트형 팬을 구비한 구조의 변형예를 도시한다;

도 3은 개방형 프로펠러(free propeller) 즉, 비 덕트형 팬을 구비한 도 1과 유사한 구조를 도시한다;

도 4는 개방형 프로펠러를 구비한 도 2와 유사한 구조를 도시한다;

도 5는 도 1과 유사하지만, 하나의 프로펠러 대신에 탈것의 각 단부에 형성된 타원 형상의 덕트 하나에 나란히 장착되는 2개의 프로펠러를 포함하는 구조를 도시한다;

도 6a, 6b 및 6c는 각각 본 발명에 따라 구성되는 다른 수직 이착륙기를 도시한 측면도, 평면도 및 배면도이고, 양력 생성 프로펠러 이외에도 추진 프로펠러(pusher propeller)를 포함한다;

도 7은 도 6a 내지 6c의 탈것의 구동 시스템을 도시한 도면이다;

도 8은 도 6a 내지 6c 및 도 7에 따라 구성되는 탈것의 묘화(妙畵)도이다;

도 8a 내지 8d는 도 8의 탈것에 의해 달성될 수 있는 여러 가지 업무 및 임무의 예를 도시한다;

도 9a 및 9b는 각각 본 발명에 따라 구성되는 다른 수직 이착륙기를 도시한 측면도 및 평면도이다;

도 10은 도 9a 및 9b의 탈것의 구동 시스템을 도시한 도면이다;

도 11a 및 11b는 각각 도 6a 내지 10 중 어느 하나에 따라 구성되는 수직 이착륙기를 도시한 측면도 및 평면도이고, 이 도면들에서는 격납되는 수납 위치에 나 타나는 전개 가능한 짧은 날개를 구비한다;

도 11c 및 11d는 도 11a 및 11b에 대응되는 도면들이고, 확장된 위치로 전개된 짧은 날개(stub wing)를 도시한다;

도 12는 도 6a 내지 10 중 어느 하나에 따라 구성되는 탈것의 배면 사시도이고, 지상 또는 수상에서의 이동을 위해 탈것을 호버크래프트(hovercraft)로 변경하기 위한 하부 스커트(lower skirt)를 구비한다;

도 13은 도 6a 내지 10 중 어느 하나에 따라 구성되는 탈것의 배면 사시도이고, 전지형차(全地形車)(ATV : all terrain vehicle)로서의 작동을 위해 수직 이착륙기를 변경하기 위한 큰 바퀴들을 구비한다;

도 14a 내지 14e는 탈것 배치의 변형예를 나타낸 묘화도이고, 탈것은 비교적 소형이며, 탈것의 일측에 설치된 조종석을 구비한다. 다양한 페이로드 가능성의 변형예를 나타낸다;

도 15는 도 14a 내지 14e의 구성에 따라 전형적으로 구성된 탈것의 묘화도이고, 지상 또는 수상에서의 이동을 위해 탈것을 호버크래프트로 변경하기 위한 하부 스커트를 구비한다;

도 16a 내지 16d는 여러 페이로드 배치를 갖는 도 14a 내지 14e의 탈것의 평면도이다;

도 17은 탈것의 다양한 추가적인 특징들 및 내부 배치의 세부사항을 나타낸 도 16a의 탈것의 투시 전면도이다;

도 18은 탈것의 다양한 추가적인 특징들 및 내부 배치의 세부사항을 나타낸 도 16b의 탈것의 종단면도이다;

도 19는 도 16 내지 18의 탈것과 유사한 설계를 갖지만 조종실이 없는 무인기의 묘화도이다;

도 20은 도 19와는 약간 다른 엔진 배치를 갖는 선택적인 무인기의 다른 묘화도이다;

도 21은 고속 비행을 위해 확장 가능한 날개를 구비한 도 16b의 탈것을 나타낸 평면도이다;

도 22a 및 22b는 각각 증가된 페이로드 능력을 갖도록 복수의 양력 팬을 구비한 수직 이착륙기를 나타낸 측면도 및 평면도이다;

도 23은 도 14 내지 도 19의 탈것에 사용된 동력 전달 시스템의 개략도이다;

도 24는 도 20의 탈것에 사용된 동력 전달 시스템의 개략도이다;

도 25a 내지 25c는 단일 덕트 무인기의 개략적인 종단면 및 설계 세부사항의 변형예를 나타낸다;

도 26은 긴급 구조 시스템에 기초하는 램-에어-'패러글라이더'(ram-air-'parawing')의 묘화도이다;

도 27은 측면들로부터 엔진에 의해 차폐되는 양력 덕트에 추가적인 공기를 공급하는 선택적인 수단을 나타낸다;

도 28a 내지 28e는 도 14b, 14c 및 16b에서 기술된 탈것의 구조 객실 내의 의료 요원을 더 상세하게 나타낸 개략적인 평면도이다;

도 29는 도 14 내지 18에 기술된 탈것의 조종실 영역에 일부 선택적인 추가 부분을 나타낸 측면도이다;

도 30a 내지 30d는 도 18에 도시된 것과 일반적으로 유사한 탈것을 나타내지만, 5명의 승무원 또는 전투원의 수송을 가능하게 하는 객실 배치 형상을 포함하는 다양한 요소를 위한 내부 배치들의 변형예를 나타낸다;

도 31은 도 30a 내지 30d에 도시된 것과 일반적으로 유사한 탈것의 평면도를 나타내지만, 9명의 승무원 또는 전투원을 위해 동체가 길게 연장되어 있다;

도 32a 내지 32e는 전방 비행 중에 탈것의 모멘텀 저항(momentum drag)을 최소화하기 위해 도 1 내지 21 및 30, 31에 기술된 탈것의 전방 덕트형 팬의 벽에 외부 기류가 침투할 수 있도록 하는 수단을 나타낸다;

도 33a 내지 33e는 전방 비행 중에 탈것의 모멘텀 저항을 최소화하기 위해 도 1 내지 21 및 30, 31에 기술된 탈것의 후방 덕트형 팬의 벽을 외부 기류가 통과하여 배출되도록 하는 수단을 나타낸다;

도 34는 전방 비행 중에 수직 이착륙기의 모멘텀 저항을 최소화하기 위해 후방으로의 속도 성분을 통해 내부 기류가 직접 배출되도록 하는 수단을 나타낸다;

도 35a 내지 35c는 전방 비행 중에 탈것의 모멘텀 저항을 최소화하기 위해 도 1 내지 21 및 30, 31에 기술된 탈것의 전방 덕트형 팬의 벽에 외부 기류가 침투하고 내부 기류가 후방 덕트형 팬의 벽을 통과하여 배출되도록 하는 추가적인 선택 수단들을 나타낸다;

도 36은 본 발명에 따라 구성되는 2개의 덕트를 가진 수직 이착륙기의 한 형태의 측면도이다;

도 37은 도 36의 나타낸 탈것의 평면도이다;

도 38은 도 36에 나타낸 탈것의 정면도이다;

도 39는 도 38의 선 39-39를 따라 절개된 종단면을 나타낸다;

도 40은 도 36의 탈것의 단면 외측 경계선 주변의 2차원 기류 패턴을 나타낸다;

도 41은 도 36의 탈것 중심부의 상부 표면에 어떻게 흡입이 이루어지는지를 나타낸다;

도 42는 도 36의 탈것의 중심부와 유사한 상부 표면의 전형적인 압력 계수 분포를 나타낸다;

도 43은 고속에서 외부의 공기 역학적인 블리스터가 탈것에 어떻게 추가적인 흡인력 및 여분의 양력을 제공하는지를 나타낸다;

도 44는 도 43에 나타낸 블리스터의 예시적인 치수 관계를 나타낸다;

도 45는 도 36의 탈것 중심부의 상부 표면에 추가된 블리스터의 전형적인 압력 계수 분포를 나타낸다;

도 46은 더 뚜렷한 전방 단부를 갖도록 블리스터를 형성함으로써, 블리스터의 결과로서 생기는 흡인력의 방향 및 크기가 어떻게 감소된 저항을 갖는 높은 양력을 얻도록 조정될 수 있는지를 나타낸다;

도 47은 도 46에 나타낸 블리스터의 예시적인 치수 관계를 나타낸다;

도 48은 도 36의 탈것 중심부의 상부 표면에 블리스터가 추가될 때, 도 46의 것과 유사한 블리스터의 전형적인 압력 계수 분포를 나타낸다;

도 49는 블리스터의 결과로서 생기는 양력 벡터가 전방으로 이동함으로써, 탈것의 수평 안정판으로부터 어떻게 추가적인 유용한 양력을 결합시킬 수 있는지를 나타낸다;

도 50은 도 46의 블리스터의 외측 한계를 따라 내부의 조종실 지붕이 상승되고, 탈것의 하측의 흐름을 향상하도록 조종실 바닥의 재형성을 가능하게 하는 적용을 나타낸다;

도 51은 재형성된 조종실 바닥의 형상과 관련된 추가적인 설명을 통해, 두 조종사 모두 전방을 향하도록 되어 있는, 도 50의 것과 다른 조종실 배치를 나타낸다;

도 52는 도 36의 탈것의 전체 중심 단면이 거의 평평한 하부 표면을 갖는 에어포일(airfoil) 형상으로 형성된 적용을 나타낸다;

도 53은 도 52에 나타낸 블리스터의 예시적인 치수 관계를 나타낸다;

도 54는 도 36의 탈것의 전체 중심 단면이 거의 오목한 하부 표면을 갖는 에어포일 형상으로 형성된 적용을 나타낸다;

도 55는 도 54에 나타낸 블리스터의 예시적인 치수 관계를 나타낸다;

도 56 및 57은 도 40 및 도 52의 탈것의 양력 팬을 통과하여 배출되는, 자유 흐름 속도에 대한 유도 속도의 크기뿐만 아니라, 양력 팬을 통과하는 자유 흐름 속도에 대한 유도 속도의 크기가 중심 단면 주변을 흐르는 유선(流線)들의 형상에 미치는 영향을 나타낸다.

후술되는 도면 및 상세한 설명은 현재 바람직한 실시예라고 간주되는 것을 포함하고, 주로 본 발명의 개념적인 측면 및 그 여러 가지의 가능한 실시예들을 이해하기 위한 목적으로 제공되는 것이다. 명확함 및 간결함을 위해 관련 기술 및 설계를 이용하고, 당업자가 기술된 발명을 이해하고 실시할 수 있도록 하기 위해 필요한 것보다 더 상세한 것은 제공하지 않는다. 기술된 실시예들은 예시적인 목적만을 위한 것이고, 본 발명은 여기에 기술된 것 이외의 다른 형태들 및 응용으로 실시 가능하다.

앞에서 나타낸 것처럼, 본 발명은 탈것의 다른 특징들과 더불어, 페이로드 실 지붕 및 바닥 형상 또는 추가적인 블리스터의 공기역학적 특성 및 기류 특성을 개량한 새로운 구조의 탈것을 제공한다.

이러한 탈것의 기본 구조가 도 1에 도시되고, 이를 일반적으로 참조부호 10으로 표시한다. 탈것은 종축 La 및 횡축 Ta를 갖는 동체(11)를 포함한다. 탈것(10)은 또한 종축 La를 따라 동체(11)의 양단부 즉, 횡축 Ta의 양측에 설치된 2개의 양력 생성 프로펠러(12a, 12b)를 포함한다. 양력 생성 프로펠러(12a, 12b)는 동체를 관통하여 수직으로 연장되고, 공기를 하방으로 추진하여, 상방으로의 양력을 생성하도록 수직축에 대해 회전할 수 있는 덕트형 팬 추진 유닛이다.

탈것(10)은 또한 양력 생성 프로펠러(12a, 12b) 사이의 동체(11)에 형성되고, 동체의 종축(La) 및 횡축(Ta)과 실질적으로 일직선상에 배열되는 조종실(13)을 포함한다. 조종실(13)은 예를 들면 도 6a에 도시된 것처럼, 한 명의 조종사 또는 두 명(또는 그 이상)의 조종사를 수용할 수 있는 크기를 갖는다.

도 1에 도시된 탈것(10)은 또한 조종실(13)의 양측에 횡방향으로, 양력 생성 프로펠러(12a, 12b) 사이의 동체(11)에 형성된 한 쌍의 페이로드 실(14a, 14b)을 포함한다. 도 6a 내지 6c 및 도 8a 내지 8d의 묘화도에 관해서 이하에 더 구체적으로 기술되는 것처럼, 도 1에 도시된 페이로드 실(14a, 14b)은 실질적으로 동체(11)와 동일 평면상에 놓인다. 또한 이하에서, 특히 도 8a 내지 8d의 묘화도 관해서 기술되는 것처럼, 도 1(그리고 이후의 도면에서)에 도시된 것처럼 구성될 때, 특히 도 1의 페이로드 실(14a, 14b)에 대응하는 페이로드 실이 제공될 때, 탈것을 통해 매우 다양한 업무 및 임무를 달성할 수 있다.

도 1에 도시된 탈것(10)은 또한 동체(11)의 양단부에 장착된 전방 착륙 기어(15a) 및 후방 착륙 기어(15b)를 포함한다. 도 1에서, 착륙 기어는 비 격납식이만, 후술되는 실시예들에서와 같이 격납식이 될 수도 있다. 종축(La)의 양단부에서 동체(11)의 후방 단부에 설치된 수직 안정판(16a, 16b)으로 도시된 것처럼, 원한다면 공기역학적 안정판들이 설치될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 다른 탈것의 구조를 도시한다. 도 2의 탈것은 일반적으로 참조부호 20으로 표시되고, 동체(21)는 그 횡축의 각 측면에 한 쌍의 양력 생성 프로펠러를 구비한다. 따라서, 도 2에 도시된 것처럼, 탈것은 동체(21)의 전방 단부에 한 쌍의 양력 생성 프로펠러(22a, 22b)를 포함하고, 동체의 후방 단부에 또 다른 한 쌍의 양력 생성 프로펠러(22c, 22d)를 포함한다. 도 2에 도시된 양력 생성 프로펠러(22a 내지 22d)는 또한 팬 추진 유닛에 덕트형다. 그러나, 팬 추진 유닛들은 동체에 형성된 대신에, 동체의 횡방향으로 돌출된 장착 구조체(21a 내지 21d)에 장착된다.

도 2에 도시된 탈것(20)은 또한 두 쌍의 양력 생성 날개(22a, 22d) 및 (22c, 22d) 사이의 동체(21)에 형성된 조종실(23)을 포함한다. 도 1의 조종실(13)의 경우처럼, 도 2의 조종실(23)은 또한 실질적으로 동체(21)의 종축(La) 및 횡축(Ta)과 실질적으로 일직선상에 배열된다.

도 2에 도시된 탈것(20)은 또한 조종실(23)에 횡방향으로, 두 쌍의 양력 생성 프로펠러(22a 내지 22d) 사이의 동체(21)에 형성된 한 쌍의 페이로드 실(24a, 24b)을 포함한다. 그러나 도 2에서, 페이로드 실은 도 1에 도시된 것처럼 동체와 일체로 형성되지 않고, 오히려 동체의 양측에 횡방향으로 돌출되도록 동체에 부착된다. 따라서, 페이로드 실(24a)은 동체의 측면에서 양력 생성 프로펠러(22a, 22c)와 실질적으로 일직선상에 배열되고, 페이로드 실(24b)은 동체의 측면에서 양력 생성 프로펠러(22b, 22d)와 실질적으로 일직선상에 배열된다.

도 2에 도시된 탈것(20)은 또한 전방 착륙 기어(25a) 및 후방 착륙 기어(25b)를 포함하지만, 동체의 후방 단부에 종축과 일직선상에 배열되는 단 하나의 수직 안정판(26)을 포함한다. 도 2에 도시된 탈것(20)은 또한 도 1에서 16a 및 16b로 도시된 것과 같이, 한 쌍의 수직 안정판을 포함할 수 있고, 또는 이러한 공기역학적 안정판 없이 구성될 수도 있음은 자명할 것이다.

도 3은 또한 전방 양력 생성 프로펠러(32a)를 장착하기 위한 전방 장착 구조 체(31a) 및 후방 양력 생성 프로펠러(32b)를 장착하기 위한 후방 장착 구조체(31b)를 구비한 매우 간단한 구조의 동체를 포함하는 탈것(30)을 도시한다. 두 프로펠러들은 비덕트형 즉, 개방형 프로펠러이다. 동체(31)는 그 중심에 조종실(33)이 형성되고, 조종실의 양측에 횡방향으로 2개의 페이로드 실(34a, 34b)을 구비한다.

도 3에 도시된 탈것(30)은 또한 전방 착륙 기어(35a) 및 후방 착륙 기어(35b)를 포함하지만, 단순화를 위해 도 1의 수직 안정판(16a, 16b)에 대응하는 공기역학적 안정판을 포함하지는 않는다.

도 4는 일반적으로 참조부호 40으로 표시된 도 2와 유사한 구조의 탈것을 도시하지만, 장착 구조체(41a 내지 41d)를 이용하여 그 전방 단부에 한 쌍의 덕트 없는 프로펠러(42a, 42b)와, 그 후방 단부에 한 쌍의 비덕트형 프로펠러(42c, 42d)를 각각 장착한 동체(41)를 포함한다. 탈것(40)은 또한 동체의 중심에 있는 조종실(43), 조종실의 횡방향으로 있는 한 쌍의 페이로드 실(44a, 44b), 전방 착륙 기어(45a), 후방 착륙 기어(45b), 및 동체(41)의 후방 단부에 종축과 일직선상으로 배열되는 수직 안정판(46)을 포함한다.

도 5는 일반적으로 참조부호 50으로 표시되고, 전방 단부에 한 쌍의 양력 생성 프로펠러(52a, 52b)와, 후방 단부에 다른 한 쌍의 양력 생성 프로펠러(52c, 52d)를 장착한 동체(51)를 포함하는 탈것을 도시한다. 각 쌍의 양력 생성 프로펠러 ((52a, 52b)와 (52c, 52d))는 동체의 각 단부에 있는 일반적인 타원형상의 덕트(52e, 52f)에 각각 수납된다.

도 5에 도시된 탈것(50)은 또한 동체(51)의 중심에 형성된 조종실(53), 조종 실(53)의 횡방향으로 있는 한 쌍의 페이로드 실(54a, 54b), 전방 착륙 기어(55a), 후방 착륙 기어(55b), 및 동체(51)의 후방 단부에 설치된 수직 안정판(56a, 56b)을 포함한다.

도 6a, 6b 및 6c는 각각 본 발명에 따라 구성되는 또 다른 탈것의 측면도, 평면도, 및 배면도이다. 도 6a 내지 6c에 도시된 탈것은 또한 일반적으로 참조부호 60으로 표시되고, 그 전방 단부 및 후방 단부에 각각 양력 생성 프로펠러(62a, 62b)를 장착한 동체(61)를 포함한다. 바람직하게는, 후자의 프로펠러들은 도 1과 같이 유닛에 덕트되어 있다.

탈것(60)은 동체(61)의 중심에 있는 조종실(63), 동체 및 조종실의 횡방향으로 있는 한 쌍의 페이로드 실(64a, 64b), 전방 착륙 기어(65a), 후방 착륙 기어(65b), 및 안정판을 더 포함하고, 이 경우에 안정판은 동체(61)의 후방 단부를 가로질러 연장되는 수평 안정판(66)이다.

도 6a 내지 6c에 도시된 탈것(60)은 또한 수평 안정판(66)의 양단부에서 동체(61)의 후방 단부에 장착된 한 쌍의 추진 프로펠러(67a, 67b)를 포함한다. 특히 도 6c에 도시된 것처럼, 동체(61)의 후방 단부는 수평 안정판(66)과 더불어 2개의 추진 프로펠러(67a, 67b)를 장착하기 위해 한 쌍의 파일론(pylon)(61a, 61b)으로 형성된다.

바람직하게는, 2개의 추진 프로펠러(67a, 67b)는 탈것이 더 높은 수평 속도에 도달할 수 있도록 하는 가변 피치 프로펠러(variable-pitch propellers)이다. 수평 안정판(66)은 덕트형 팬(62a, 62b)에 의한 피칭 모멘트(pitching moment)를 조정하기 위해 사용되고, 이로 인해 탈것이 고속 비행 중에 수평을 유지할 수 있다.

각각의 추진 프로펠러(67a, 67b)는 각 파일론(61a, 61b)에 내장된 엔진에 의해 구동된다. 2개의 엔진은 바람직하게는 터보축 엔진(turbo-shaft engine)이다. 따라서, 각 파일론은 각 파일론의 전방 단부에 공기 흡입구(68a, 68b) 및 각 파일론의 후방 단부에 공기 배출구(미도시)가 형성된다.

도 7은 2개의 덕트형 팬(62a, 62b)과 마찬가지로 추진 프로펠러(67a, 67b)를 구동하기 위한 탈것 내부의 구동 시스템을 개략적으로 도시한다. 구동 시스템은 일반적으로 참조부호 70으로 표시되고, 두 개의 엔진(71a, 71b)을 포함하며, 각 엔진은 2개의 파일론(61a, 61b)의 내부에 있는 엔진실에 각각 내장되어 있다. 각 엔진(71a, 71b)은 오버 런닝 클러치(over-running clutch)(72a, 72b)에 의해 기어박스(73a, 73b)에 연결된다. 기어 박스(73a, 73b)의 일측은 각각의 추진 프로펠러(67)에 연결되고, 타측은 동체의 양단부에 있는 2개의 덕트형 팬(62a, 62b)에 연결하기 위한 전동 장치에 연결된다. 따라서, 도 7에 개략적으로 도시된 것처럼, 후자의 전동장치는 후방 덕트형 팬(62b)의 구동을 위한 후방 기어 박스(75b) 및 전방 덕트형 팬(62a)의 구동을 위한 전방 기어 박스(75a)와 연결되는 추가적인 기어 박스(74a, 74b)를 포함한다.

도 8은 탈것(60)이 채용하고 있는 외관의 예를 묘화적으로 도시한다. 도 8의 묘화도에서, 도 6a 내지 6c의 상술한 부분들과 대응하는 탈것의 부분들은 이해를 용이하게 하기 위해 동일한 참조부호로 표시된다. 그러나, 도 8에서는 이러한 탈것 에 제공될 수 있는 다수의 추가적인 특징들을 도시한다.

따라서, 도 8에 도시된 것처럼, 동체(61)의 전방 단부에는 참조부호 81로 도시된 것처럼 안정적인 시야 확보 및 전방 감시 적외선(FLIR: Forward Looking Infra-Red) 유니트가 설치될 수 있고, 참조부호 82로 도시된 것처럼 각 페이로드 실의 전방 단부에 총이 설치될 수 있다. 또한, 각 페이로드 실은 페이로드 실의 통로를 제공하는 개방 위치 및 동체(61)에 대하여 페이로드 실을 덮는 폐쇄 위치로 전개 가능한 커버(83)를 포함한다.

도 8에서, 각 페이로드 실의 커버(83)는 각 페이로드 실의 바닥에서 동체의 종축과 평행한 축(84)을 따라 동체(61)에 회동 가능하게 장착된다. 폐쇄 상태일 때, 커버(83)는 동체(61)의 외부 표면과 일치되고 동일 평면상에 놓인다. 커버(83)가 개방 상태로 회동되면, 커버는 각 페이로드 실의 페이로드 또는 그 일부를 지지하기 위한 지지체로서의 역할을 한다.

후자의 특징은 2개의 페이로드 실의 회동 가능한 커버(83)에 의해 특별히 가능해지는 탈것의 다양한 업무 능력을 도시하는 도 8a 내지 8d에 더 구체적으로 도시된다. 따라서, 도 8a는 총 또는 탄약(85a)을 장착하거나 수송하는데 사용되는 페이로드 실을 도시하고; 도 8b는 사람이나 군대(85b)를 수송하기 위한 페이로드 실의 사용을 도시하고; 도 8c는 화물(85c)을 수송하기 위한 페이로드 실의 사용을 도시하며; 도 8d는 부상자(85d)를 후송하기 위한 페이로드 실의 사용을 도시한다. 다른 많은 업무 또는 임무도 가능할 것이다.

도 9a 및 9b는 일반적으로 참조부호 90으로 표시되고, 각각 상술한 탈것(60) 으로부터 다소 변경된 구조의 또 다른 탈것을 도시한 측면도 및 평면도이다. 따라서, 도 9a 및 9b에 도시된 탈것(90)은 또한 동체(91), 동체의 양단부에 있는 한 쌍의 덕트형 팬 형태의 양력 생성 프로펠러(92a, 92b), 동체의 중심에 있는 조종실(93), 및 조종실(93)의 횡방향으로 있는 한 쌍의 페이로드 실(94a, 94b)을 포함한다. 탈것(90)은 전방 착륙 기어(95a), 후방 착륙 기어(95b), 수평 안정판(96), 및 동체(91)의 후방 단부에 있는 한 쌍의 추진 프로펠러(97a, 97b)를 더 포함한다.

도 10은 탈것(90)의 구동 시스템을 개략적으로 도시한다. 따라서, 도 10에 도시된 것처럼, 탈것(90)은 또한 탈것(60)의 경우처럼, 2개의 덕트형 팬(92a, 92b) 및 2개의 추진 프로펠러(97a, 97b)를 각각 구동하기 위한 2개의 엔진(101a, 101b)을 포함한다. 그러나, 탈것(60)의 경우 2개의 파일론(61a, 61b) 내부의 분리된 엔진실에 2개의 엔진이 위치되는 반면, 도 9a 및 9b에 도시된 탈것(90)의 경우 두 엔진은 도 9a의 참조부호 100으로 개략적으로 도시된 것처럼 조종실(93) 하부의 공용 엔진실에 내장된다. 두 엔진(101a, 101b)(도 10 참조)은 도 7과 마찬가지로 터보축 엔진일 수 있다. 이러한 목적 때문에, 동체(91)의 중심부는 조종실(93)의 전방에 한 쌍의 공기 흡입구(98a, 98b)가 형성되고, 조종실의 후방에 한 쌍의 공기 배출구(99a, 99b)가 형성된다.

도 10에 도시된 것처럼, 2개의 엔진(101a, 101b)은 오버-런닝 클러치(102a, 102b)를 통해 한 쌍의 유압 펌프(103a, 103b)를 구동하고, 이어서 2개의 추진 프로펠러(97a, 97b)의 구동부(104a, 104b)를 구동한다. 두 엔진(101a, 101b)은 또한 2개의 덕트형 팬(92a, 92b)의 구동부(106a, 106b)를 각각 구동하는 구동축(105)과 결합된다.

도 11a 내지 11d는 일반적으로 참조부호 110으로 표시되고, 도 6a 내지 6c, 7, 8, 및 8a 내지 8d에 관해서 상술된 탈것(60)과 기본적으로 같은 구조이며, 이해를 용이하게 하기 위해 대응하는 구성 요소들은 동일한 참조부호로 표시된다. 그러나, 도 11a 내지 11d에 도시된 탈것(110)은 일반적으로 참조부호 111a, 111b로 표시되고, 덕트형 팬(62a, 62b)에 의해 생성되는 양력을 향상시키기 위해 페이로드 실(64a, 64b) 중 하나의 아래의 도 11a 및 11b에 도시된 수납 위치 또는 도 11c 및 11d에 도시된 확장된 전개 위치에서 각각 동체(61)에 회동 가능하게 장착되는 2개의 짧은 날개를 구비한다. 각각의 짧은 날개(111a, 111b)는 유압 또는 전기 모터(미도시)에 의해 구동되는 액추에이터(112a, 112b)를 통해 작동된다. 따라서, 저속 비행시에 짧은 날개(111a, 111b)는 도 11a 및 11b에 도시된 것처럼 수용 위치로 회동 가능하지만, 고속 비행시에는 덕트형 팬(61a, 61b)에 의해 생성되는 양력을 향상시키기 위해 도 11c 및 11d에 도시된 것처럼 확장 또는 전개 위치로 회동 가능하다. 따라서, 덕트형 팬의 날개는 전체 양력의 일부만을 생성하는 저 피치(low pitch) 상태이다.

참조부호 115a, 115b로 도시된 전방 및 후방 착륙 기어는 또한 도 11c 및 11d에 도시된 것처럼 고속 비행을 가능하게 하기 위해 수용 위치로 회동 가능하다. 이러한 경우, 동체(61)의 전방 단부는 격납 상태일 때 착륙 기어를 수용하도록 크게 형성되는 것이 바람직하다. 도 11a 내지 11d에 도시된 탈것(110)은 또한 회전 제어를 위해 참조부호 116a, 116b(도 11d 참조)으로 도시된 것처럼 보조 날개를 포 함한다.

도 12는 도 6a 내지 6d에 도시된 탈것(60)과 같은 탈것이 어떻게 지상 또는 수상을 이동하기 위해 호버크래프트로 변환되는지를 도시한다. 따라서, 도 12에 도시된 탈것은 일반적으로 참조부호 120으로 표시되고, 도 6a 내지 6d에 관해서 상술한 것과 기본적으로 동일한 구조를 갖으며, 대응되는 구성요소들은 동일한 참조부호로 표시된다. 그러나, 도 12에 도시된 탈것(120)은 착륙 기어의 바퀴(65a, 65b, 6a 내지 6d)가 제거되거나 접을 수 있거나, 그렇지 않으면 격납되고, 그 대신에 스커트(121)가 동체(61)의 하단부에 구비된다. 덕트형 팬(62a, 62b)은 호버크래프트와 마찬가지로 탈것이 지상 또는 수상에서 떠다니도록 하기 위한 충분한 압력을 생성할 수 있는 매우 낮은 동력으로 작동될 수 있다. 가변 피치 추진 프로펠러(67a, 67b)는 희망하는 만큼 개별적으로 각 프로펠러의 피치를 변경하여 조종 제어는 물론 전방 및 후방 운동을 제공할 수 있다.

본 발명에 따라 구성된 탈것은 또한 지상에서의 이동을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 착륙 기어의 전방 및 후방 바퀴는 탈것에 내장되어 있는 전기 또는 유압 모터에 의해 구동될 수 있다.

도 13은 이러한 탈것이 어떻게 전지형차(全地形車)(ATV : all terrain vehicle)로서 사용될 수 있는지를 도시한다. 도 13에 도시된 탈것은 일반적으로 참조부호 130으로 표시되고, 도 6a 내지 6d에 도시된 탈것(60)과 기본적으로 동일한 구조이며, 따라서 이해를 용이하게 하기 위해 대응되는 구성요소들은 동일한 참조부호로 표시된다. 그러나 도 13에 도시된 탈것(130)에서, 탈것의 2개의 후방 바퀴 는 2개(또는 4개)의 더 큰 바퀴로 교체되어, 탈것 당 총 바퀴의 수는 4개(또는 6개)가 된다. 따라서, 도 13에 도시된 것처럼, 전방 착륙 기어의 전방 바퀴(예를 들면 도 6c의 65a)는 계속 유지되지만, 후방 바퀴는 탈것이 전 지형을 이동할 수 있도록 하기 위해 2개의 큰 바퀴(135a)(또는 추가적인 한 쌍의 바퀴;미도시)로 대체된다.

탈것이 도 13에 도시된 것처럼 전지형차(ATV)로서 사용되면, 전방 바퀴(65a) 또는 후방 바퀴가 방향을 정하는 역할을 함과 동시에, 추진 프로펠러(67a, 67b) 및 주 양력 팬(62a, 62b)의 접속이 끊어지지만, 원한다면 이륙을 위해 동력을 끌어올릴 수 있다. 또한 도 12에 도시된 호버크래프트 변환에 대해서도 마찬가지로 적용된다.

따라서, 이와 같은 본 발명은 1개의 업무 또는 임무에서부터, 탈것을 변환하는데 있어서 최소한의 변경을 통해 많은 다른 업무들 및 임무들뿐만 아니라 매우 다양한 수직 이착륙 기능을 수행할 수 있는 비교적 간단한 구조의 실용적인 탈것을 제공한다는 것을 알 수 있다.

도 14a 내지 14e는 탈것 배치의 변형예의 묘화도이고, 탈것은 비교적 소형이며, 탈것의 일측에 설치된 조종실을 구비한다. 여러 가지 선택적인 페이로드의 가능성들이 도시된다.

도 14a는 특별한 페이로드이 설치되지 않은 기본적인 형태의 탈것을 도시한다. 탈것의 전체 설계 및 구성요소들의 배치는 도 8에 도시된 구성에 의한 페이로드 실 중 하나의 공간을 차지하는 도 14의 배치에서의 조종실을 제외하고는 도 8에 기술된 '더 큰' 탈것의 설계 및 배치와 유사하다. 도 14a의 조종실 배치는 조종실 반대측에 페이로드으로 이용가능한 전체 부피를 증가시켜서, 다른 페이로드 공간으로 사용하기 위해 도 8의 배치에서의 조종실이 차지하는 공간을 개방한다. 도 14의 탈것의 엔진들, 구동축들, 및 기어박스들의 기계적인 배치는 도 7에 관해서 기술된 것과 동일하다.

도 14b는 도 14a의 기본적인 형태의 탈것이 어떻게 환자를 후송하는데 이용될 수 있는지를 도시한다. 단일의 페이로드 실은 승무원을 보호하고, 빛이 들어갈 수 있는 투명한 영역을 포함할 수 있는 커버와 측면 도어를 선택적으로 구비한다. 환자는 탈것의 종축에 대략 수직으로 놓이고, 탈것이 작은 사이즈임에도 불구하고환자의 발이 조종사의 좌석 부분을 방해하지 않고 탈것 내로 충분히 이동할 수 있도록 약간 경사진 각도로 들것에 눕혀진다. 탈것의 외측 근처에 의료 요원을 위한 공간이 제공된다.

도 14c는 비행을 위해 닫혀진 커버와 측면 도어를 구비한 도 14b의 탈것을 도시한다.

도 14d는 도 14a의 기본적인 형태의 탈것이 어떻게 전력선 관리와 같은 여러 가지 실용적인 작업을 실시하기 위해 사용될 수 있는지를 도시한다. 도 14d에 도시된 예에서, 송전선을 향해 외측을 향하고 있는 작업자를 위한 좌석이 구비된다. 설명을 위해, 작업자가 도구를 사용하여 전선에 플라스틱 공을 설치하고 있는 모습이 도시되어 있다. 설치되지 않은 공의 절반과 추가적인 장비가 작업자 뒤의 개방된 공간에 놓여질 수 있다. 유사한 적용예로서, 교량의 점검과 보수, 안테나 수리, 창 문 청소, 및 다른 작업들을 위한 그 밖의 실용적인 장비가 더 포함될 수 있다. 도 14d의 실용적인 형태가 수행할 수 있는 매우 중요한 임무의 하나는, 손이 미치는 범위 내에 탈것이 떠있는 동안 생존자들이 플랫폼에 올라설 수 있도록 작업자가 도와줌으로써, 고층 빌딩에서 생존자들을 구출하는 것이다.

도 14e는 도 14a의 기본적인 형태의 탈것이 예를 들면 통근, 관측, 경찰 업무의 수행, 또는 다른 목적을 위해 어떻게 편안한 밀폐형 객실 내에서 사람을 수송할 수 있는지를 도시한다.

도 15는 도 14의 구성에 따라 전형적으로 구성된 탈것의 묘화도이지만, 지상 또는 수상에서의 이동을 위해 탈것을 호버크래프트로 변경하기 위한 가요성 스커트를 하부에 구비하고 있다. 도 15에 도시된 탈것은 도 14e에 적용된 것과 유사하지만, 도 14에 도시된 적용예 중 어느 것에도 설치될 수 있다.

도 14 및 15는 좌측에 조종실을 구비하고 우측에 페이로드 실을 구비하고 있는 탈것을 도시하지만, 우측에 조종실을 구비하고 좌측에 페이로드 실을 구비한 것과 같은 선택적인 배치도 가능하다. 도 14 및 15에 제공된 모든 설명은 이러한 선택적인 구성에도 적용된다.

도 16은 도 14a 내지 14e의 여러 페이로드 배치를 갖는 탈것의 4개의 평면도이다.

도 16a는 탈것의 우측에 비어있는 플랫폼을 갖는 기본적인 형태의 탈것이다. 도 16b는 구출 모듈로서 형성될 때의 우측 객실의 배치를 도시한다. 도 16c는 두 명의 관측자 또는 승객을 수송하기 위한 우측 객실로의 변환을 도시한다. 도 16d는 주로 조종사의 교육 목적을 위해 두 개의 기능적인 조종실을 갖는다. 희망에 따라,탈것의 우측에 조종실을 갖고 좌측에 다양한 임무의 페이로드 실을 갖는 유사한 배치들이 구성될 수 있다.

도 17은 도 16a의 탈것의 투시 정면도로서, 탈것의 여러 가지 추가적인 특징들 및 내부 배치의 세부사항을 도시한다. 탈것의 외피는 참조부호 1701로 표시된다. 전방 덕트형 팬(1703)은 탈것이 회전 및 횡방향으로의 수평 이동을 하도록 함께 사용되는 일렬의 흡입구 날개(1718) 및 일렬의 배출구 날개(1717)를 갖는다. 일 예로서, 상세도 A는 탈것의 우측에 가장 가까운 최초의 5개의 날개를 도시한다. 이 날개들은 A5 ~ A1의 각도로 장착된 것으로 도시되고, 이 날개들은 거의 수직으로 장착된 5번째 날개로부터 순차적으로 증가하여 도면에서 각도 A1으로서 도시된 15도의 경사가 된다. 처음 열의 날개들을 순차적으로 편향시킨 설치는 그 익현선(chord line)을 국소적인 입사류(incoming flow)의 유선에 정렬시킨다. 이는 날개의 기본 설치 각도 주변에서 편향되는 양방향으로의 날개의 전체 운동을 방해하지는 않는다. 이와 유사하게 날개들의 반대칭 배치가, 도시된 덕트(탈것의 좌측)의 반대측에 사용된다. 마찬가지로 후방 덕트의 흡입구에 부착된 날개들 또한 덕트를 따라 각각의 횡방향 위치에서 국소적인 유입 각도로 날개를 돌리도록 요구되는 만큼 기울여지고, 그 각도는 각 날개의 종방향 길이에 걸쳐 평균적인 것이 바람직하다. 이러한 날개들의 독특한 구성은 입사류의 공기역학적 작용의 결과 및 공학적인 제한에 따라 각도를 변경할 수도 있다. 이러한 구성은 또한 단일 도는 복수의 덕트형 팬을 갖는 탈것에 설치되는 어떠한 열의 흡입구 날개 또는 배출구 날개에도 사 용될 수 있다.

탈것(1708)의 우측 엔진은 그 내피(1702)의 내부에서 공기 흡입구(1709)의 아래에 장착된 것으로 도시된다. 이 우측 엔진은 90도의 기어 박스(1710)에 연결되고, 기어 박스는 축(미도시)을 통해 90도의 하부 기어 박스(1720)에 연결된다. 거기로부터, 수평축을 통해, 양력 생성 로터(1716)도 지지하는 주 기어 박스(1721)에 동력이 전달된다. 좌측 엔진에도 마찬가지의 배치가 사용될 수 있다(미도시). 조종실(1706)은 조종사(1711)가 조종실에 출입할 수 있도록 외부 패널(1713)이 힌지된 투명한 상부(덮개)를 갖는다. 조종석(1712)은 통상의 것이거나, 필요에 따라 덮개를 통하여 조종실로부터 조종사가 빠르게 탈출할 수 있도록 로켓 발사식 탈출 좌석일 수 있다. 조종사의 조종 장치(1714)는 탈것의 비행 제어 시스템에 연결된다. 탈것의 우측 착륙 기어 바퀴(1719)는 지상에 접촉되어 있는 것으로 도시되어 있고, 좌측 착륙 기어 바퀴(1715)는 경우에 따라 고속 비행시의 저항을 감소시키기 위해 동체 내부에 격납된 것으로 도시되어 있다. 탈것의 2개의 추진 팬(1704, 1705)은 일반적으로 상기 팬들의 상부 및 그 사이를 가로지르고 있는 날개/안정판(1707)을 따라 후방부에 장착된 것으로 도시된다.

도 18은 도 16b의 탈것의 종단면으로서, 탈것의 여러 가지 추가적인 특징들 및 내부 배치 세부사항을 도시한다. 외피(1801)는 탈것의 전체를 덮고 있고, 엔진의 덮개(1825)로 연결된다. 외피의 내부에는 전방 덕트(1802) 및 후방 덕트(1803)가 장착되고, 이 덕트들의 내부에는 전방 주 양력 프로펠러(1814) 및 후방 주 양력 프로펠러(1813)가 장착된다. 바람직하게는, 덕트들과 프로펠러들은 고속의 입사 기 류를 잘 받아들일 수 있도록, 탈것의 내부에 정적으로 배치되어 수직면에 대해 전방으로 기울어지고(다른 값들도 이용될 수 있지만, 일반적으로 5 ~ 10도), 탈것의 횡축을 따라 회전한다. 전방 덕트(1802)는 그 흡입구에 종방향 날개(1809)의 열들을 갖으며, 배출구에도 종방향 날개(1810)의 열들을 갖는다. 이 날개들은 탈것의 회전 및 횡방향으로의 수평 이동을 제어하기 위해 사용된다. 이와 유사한 종방향 날개들(1811, 1812)의 세트가 후방 덕트(1803)의 흡입구 및 배출구에 각각 장착된다. 선택적으로, 횡방향으로 장착되는 추가적인 날개들이 전방 및 후방 덕트의 배출구에 장착될 수 있고, 이들은 각각 참조부호 1805 및 1804로 표시된다. 이 날개들은 탈것의 다양한 비행 형태에 대하여 참조부호 1815로 도시된 것처럼, 이동 가능하고, 덕트로부터 배출되는 공기를 편향시키기 위해 사용된다. 도 18은 육안으로 참조할 수 있도록 조종실, 및 좌측 엔진과 추진 팬의 설치를 그대로 두었지만, 일반적으로 오른쪽 방향에서 본 탈것의 중심을 통과하는 단면이다. 탈것(1807)의 중심 동체 면의 하부 영역(1808)은 주 연료 탱크로서의 역할을 한다. 전방으로부터 후방측까지의 이 동체의 외형은 두 덕트(1802, 1803)의 형상적 필요성을 만족시키도록 성형된다. 중앙 동체의 하부는, 고속 비행시에 전방 덕트(1802)로부터 배출되는 흐름을 완화시켜 이 흐름이 탈것 주변의 전체 기류와 정렬되도록 하는 절단부(cutout,1806)를 갖는다. 중앙 동체(1808)의 상부(1807)는, 후방 덕트(1803)로 유입되는 공기를 가속시키기 위해 적당하게 만곡되어 있고, 이것으로 인해 동체의 상부에 저압 영역이 생성되고, 주 양력 프로펠러(1813, 1814)의 양력 생성 부담을 일부분 경감시킨다. 이 중앙 동체의 상부(1807)는 또한 지상에 안전하게 착륙하거 나 추진 팬의 추진으로 전방으로의 비행을 계속하도록, 긴급 상황시에 사용되는 낙하산(parachute/parafoil)의 장착을 용이하게 할 수 있다. 조종사(1818)는, 통상적이거나, 또는 필요에 따라 덮개를 통해 조종실로부터 조종사의 빠른 탈출이 용이하도록 하는 로켓 발사식 탈출 좌석일 수 있는 좌석(1831)에 앉아 있는 상태로 도시된다. 조종사의 조종 장치(1819)는 탈것의 비행 제어 시스템에 연결된다. 또한 도 18에는, 탈것에 사용되는 2개의 엔진 중 하나가 도시되고, 이 엔진은 덮개(1825)의 내부에서 공기 흡입구(1824) 아래에 장착되고, 참조부호 1826으로 표시된다. 90도 기어 박스(1823)는 축을 통해 엔진(1826)으로부터의 회전 동력을 하부 기어 박스로 전달한다. 그리고 나서, 이 하부 기어 박스(기어 박스, 축은 도시되어 있지 않음)는 프로펠러(1813)도 지지하는 후방의 주 양력 프로펠러 기어 박스(1822)에 연결된다. 상호 연결축 메카니즘(미도시)은 또한 전방의 주 양력 프로펠러도 지지하는 전방 기어 박스(1823)에 동력을 분배한다. 또한 도 18은 추진 팬(1827) 중 하나와, 추진 팬들의 상부 및 그 사이에 장착된 안정판(1828)을 관통한 단면을 보여준다. 만곡선(1830)이 엔진 덮개(1825)의 평탄한 선에 파단부(break)를 형성하고, 덮개(1825) 안에 깊숙히 있는 절단부(cutout)를 위한 전방 경계선을 형성하고 있음을 알 수 있다. 절단부는 외부 공기가 추진 팬을 향하도록 하는데 이용된다. 만곡선(1830)의 일반적인 형상은 또한 도 16의 평면도 중 어느 하나일 수 있다. 전방 덕트(1802)의 전방 단부는 일반적으로 덕트(1802)의 전방 1/4 원을 가로지르는 선택적인 전방 대면 원주 슬롯(1829)을 구비할 수 있다. 이 슬롯은 고압인 흐름의 영역(정체점 부근)에서, 입사류와 대면한다. 슬롯으로 유입되는 공기는 일반적으로 수축하고 있는 기하학적인 내부 형상으로 인해 가속되고, 덕트 내부의 흐름보다 더 빠른 공기 속도로 2번째 내부 슬롯(1830)을 통과하고, 일반적으로 덕트(1802)의 내벽과 접선 방향을 이룬다. 이러한 슬롯 및 덕트 내부로부터의 빠른 기류에 의해 생성되는 결과로서의 저압 영역은 덕트의 외부(상부) 가장자리를 흐르는 공기에 영향을 미치고, 후자의 흐름이 덕트 내부 표면에 부착되도록 하는 흡인력을 제공하며, 고속시에 흐름이 분리되는 것을 방지한다. 슬롯(1829, 1830)의 두 번째 역할은 추가적인 개구를 통하여 덕트(1802)를 흐르는 기류의 일부를 방향 지어주고, 이로 인해 덕트 가장자리 위를 흐르는 공기의 양을 감소시키고, 따라서 고속 비행시에 전방 덕트에 의해 생성되는 (탈것에 부작용을 미치는)전체 피칭 모멘트를 감소시킨다. 슬롯(1829)은 또한 비행 속도가 증가하는 경우에만 바이패스 기류의 개방을 용이하게 하는 1개 또는 복수의 도어를 구비할 수 있다. 사용시에, 이러한 1개 또는 복수의 도어는 액추에이터나 메카니즘을 통해 외부로 작동할 수 있고, 선택적으로는 스프링이 장착된 1개 또는 복수의 도어가 자동으로 작동되도록 하기 위해, 필요에 따라 덕트의 내부 및 외부 사이의 압력 분포 및 차이를 이용할 수 있다. 착륙 기어 바퀴(1821, 1820)는 착륙 기어가 펼쳐진 위치에 도시된다. 도시하진 않았지만, 선택적으로, 고속 비행시에 저항이 감소되도록 동체 외피(1801)안으로 4개의 모든 착륙 기어를 격납시킬 수 있다.

도 19는 무인기의 묘화도이다. 도면에서 조종사 덮개가 없는 탈것의 외피(1901)가 분명하게 도시된다. 또한 종방향으로 장착된 흡입구 날개의 열들을 갖는 전방 덕트(1909)가 보인다. 우측 엔진 덮개(1903)는, 일반적으로 엔진 덮 개(1903)의 위쪽 및 앞쪽에 인접하게 설치된 흡입구(1904)와 함께 도시된다. 좌측 엔진 덮개(1902) 및 좌측 엔진 흡입구(1905)에서도 마찬가지의 배치를 볼 수 있다. 2개의 추진 팬(1906, 1907)이 도시되고, 이들 사이에 걸쳐진 안정판(1902)이 함께 도시된다. 탈것에 고정된 활주식 착륙 기어가 참조부호 1910으로 표시되고, 관측 시스템의 전형적인 묘화적 설치가 참조부호 1911로 표시된다.

도 20은 또한 도 19의 것과는 약간 다른 엔진 설치를 갖는 선택적인 무인기의 묘화도이다. 여기서, 도 19의 것과 마찬가지의 방법으로, 동체 외피(2001) 역시 조종실이 없다. 그러나, 탈것의 엔진은 참조부호 2006으로 개략적으로 표시된 영역에서 동체의 내부에 장착된다. 공기 흡입구(2005)는 엔진에 공기를 공급한다. 2개의 추진 팬(2006, 2007)과 안정판(2008)이 사용된다. 전방 덕트(2002) 및 후방 덕트(2003)는 종방향으로 장착된 날개들을 갖는다. 관측 시스템의 전형적인 묘화적 설치가 참조부호 2009로 표시된다. 탈것에 고정된 활주식 착륙 기어가 참조부호 2010으로 표시된다.

도 21은 고속 비행을 위해 확장 가능한 날개를 구비한 도 16의 탈것을 도시한 평면도이다. 우측 날개는 확장된 위치에서는 참조부호 2101로 표시되고, 동체 아래에 접혀진 때에는 2102로 표시된다. 액추에이터(2103)는 필요에 따라 날개를 확장하거나 격납하기 위해 사용된다. 도면에서 분명하게 나타난 것처럼, 좌측 날개도 마찬가지이다.

도 22a 및 22b는 각각 수직 이착륙기를 도시한 측면도 및 평면도로서, 2개의 양력 덕트형 팬을 통해 증가된 페이로드을 운반하는 것이 가능하도록, 세로로 배치 되고 공용의 샤시(chassis)에 모두가 연결되는 복수의 양력 생성 팬을 채용한다. 참조부호 2001로 표시된 샤시는 양력을 생성하기 위해 다수의 덕트형 팬(2002)을 내장한다. 팬들은 고속 비행을 달성하기 위해 도 22a에 도시된 것처럼 전방으로 약간 기울어질 수 있다. 길게 연장된 2개의 객실(2003, 2004)은 승객 또는 화물을 수용하기 위해 덕트형 팬의 양측에 위치되는 것이 바람직하다. 조종사(2005)는 좌측 객실(2004)과 같은 객실 중 하나의 전방 단부에 있는 조종실(2006)에 앉을 수 있다. 2개의 엔진(2012)은 객실의 후방에 위치되고, 공기 흡입구(2013)를 갖는다. 덮개에 둘러싸여 있는 2개의 가변 피치 추진 팬(2014)은 객실의 후방에 장착된다. 안정판(2015)은 전방으로의 비행시에 하강 조정 모멘트(nose-down trimming moments)를 용이하게 하기 위해 추진 팬들의 사이에 장착된다. 다수의 흡입구 회전, 편요(偏搖) 및 측면력 제어 날개(2007)는 덕트의 출구에서 유사한 날개(2008)에 의해 보조되고, 모든 덕트에 종방향으로 장착되는 것이 바람직하다. 덕트로부터 배출되는 흐름의 마찰 손실 및 흐름의 분리를 감소시키기 위해 횡방향으로 장착되는 유도 날개(2009)가 또한 장착될 수 있다. 외부 공기가 상부로부터의 유입물과 혼합될 수 있도록 측면 개구(2016)가 부가적으로 설치될 수 있어, 객실이 덕트형 팬의 흡입구에 설치된 날개들의 제어 유효성뿐만 아니라 덕트형 팬의 추진력 증강에 미칠 수 있는 충격을 감소시킬 수 있다. 가변 피치 팬(로터)(2010)이 각 덕트에 장착된다. 바람직하게는, 팬들 중 절반(또는, 도 22에 도시된 것과 유사한 탈것의 경우로서, 홀수의 양력 덕트형 팬을 갖는 경우에는 가능한 한 절반에 가깝게)은 나머지 팬들과 반대방향으로 회전한다. 복수의 착륙 기어(2011)는 지상에 탈것을 지지하고, 착 륙시의 충격을 감소시키는 역할을 한다. 착륙 기어에 채용된 바퀴들 중 일부는 동력화되거나, 선택적으로는 가변 피치 추진 팬들을 사용하여 전방으로의 지상 이동을 할 수 있다.

도 23은 도 14 내지 19에 도시된 탈것에 나타낸 것과 같이 2개의 양력 팬 및 2개의 추진 팬에 각각의 후방 장착 엔진으로부터의 동력을 전달하기 위한 동력 분배 시스템의 선택적인 배치를 도시한다. 도시된 것처럼, 2개의 엔진(2303)은 일련의 축 및 기어박스를 통해 2개의 주 양력 로터 및 2개의 추진 팬을 구동하는데 사용되는 것이 바람직하다. 각 엔진의 동력 인출 장치(PTO)는 단축(2315)을 통해 각각 참조부호 2302 및 2301로 표시된 좌측 및 우측의 후방 전동장치에 연결된다. 이들 전동장치로부터, 동력은 대각선 방향의 축(2304)을 통해 후방 추진 프로펠러들에 분배되고, 수평으로 장착된 2개의 축(2306)을 통해 후방 로터 기어 박스(2307)에 분배된다. 2개의 주 양력 로터는 지지 플랜지(2308)를 통해 각 기어박스들에 연결된다. 2개의 주 양력 로터에 상호 연결되는 축은 참조부호 2309 및 2312로 표시된 두 개의 부분으로 분할되고, 가요성 조인트를 통해 중앙 기어 박스(2310)에 연결된다. 이 중앙 기어 박스는 주로 평행하게 회전 중심을 이동시키고, (즉, 그 길이를 따라 장착된 홀수의 평면 기어를 채용)회전 방향에 영향을 미치지 않으면서 양쪽의 축(2309, 2312)에 연결된다. 중앙 기어 박스(2310)의 적어도 하나의 중간 기어는 참조부호 2311로 표시된 외부로 개방된 축을 갖고, 기어 박스(2310) 면의 어느 측에 있는 부속품을 동력화 시킬 수 있으며, 그 결과 회전 방향이 반대로 된다(로터는 미도시). 로터들은 탈것의 토크 불균형을 제거하기 위해 반대방향으로 회전하는 것이 바람직하다.

도 24는 도 9 및 20의 전형적인 탈것에 도시된 것과 같이, 중앙에 장착된 엔진 또는 '트윈-팬(twin-pack)'을 형성하는 2개의 엔진으로부터의 동력을 2개의 양력 팬 및 2개의 추진 팬에 전달하기 위한 동력 분배 시스템의 선택적인 배치를 도시한다. 도시된 것처럼, 참조부호 2401로 표시된 엔진은 일련의 축 및 기어박스를 통해 2개의 주 양력 로터 및 2개의 추진 팬을 구동하기 위해 사용된다. 참조부호 2408로 표시된 엔진의 동력 인출 장치(PTO)는 단축을 통해 참조부호 2402로 표시된 중앙 전동장치에 연결된다. 참조부호 2409로 표시된 같은 축의 연장부분은 참조부호 2410으로 표시된 전방 양력 팬 기어 박스에 직접 동력을 전달한다. 중앙 전동장치(2402)로부터, 동력은 참조부호 2406으로 표시된 축을 통해 후방 양력 팬 기어 박스에 분배되고, 수평으로 장착된 2개의 축(2403)을 통해 참조부호 2404로 표시된 각도를 갖는 2개의 기어 박스에 분배된다. 각도를 갖는 기어박스들로부터, 2개의 비스듬한 축(2405)은 후방 추진 지지 기어 박스(2405)에 동력을 전달한다. 또한 중앙 전동장치(2402)는 부속품을 동력화 시킬 수 있도록 개방되어 있는 추가적인 축을 구비할 수 있다(로터는 미도시). 로터는 탈것의 토크 불균형을 제거하기 위해 반대 방향으로 회전하는 것이 바람직하다.

도 25a는 선택적인 단일 덕트 무인기의 개략적인 단면 및 설계 세부사항을 도시한다. 탈것은 참조부호 2502로 표시된 엔진을 포함하고, 이는 다른 추진력 수단도 가능하지만, 도 25a에 개략적으로 도시된 것과 같이 터보축 기술에 기초할 수 있다. 참조부호 2501로 표시된 원주 덕트는 참조부호 2504으로 표시된 로터(양력 팬)를 둘러싼다. 덕트(2501)는 또한 비행 제어 및 통신 장비와 더불어 임무 기간 동안 필요한 연료를 내장할 수 있다. 펌프를 구비한 연료탱크는 참조부호 2505로 표시된다. 참조부호 2503으로 표시된 기어박스는 팬(2504)에 요구되는 속도와 일치되도록 엔진 축의 회전 속도를 감소시키는데 사용된다. 두 층의 날개(2506, 2508)는 탈것의 회전, 피치, 편요, 횡방향 및 종방향 이동을 제어하기 위해 사용된다. 날개 층들은 도 25c에 설명될 다수의 평면에 배치되는 것이 바람직하다. 비디오 카메라로 구성된 페이로드은 통상적으로 참조부호 2512로 표시된 투명한 구형상 공간에 내장된다.

도 25b는 양력 팬 배치의 변형예를 도시하고, 2개의 로터(2510, 2511)는 탈것에 구비된 참조부호 2504와 같은 하나의 팬의 토크 효과를 소거하기 위해 반대방향으로 회전한다. 참조부호 2509로 표시된 약간 더 큰 기어박스는 동심축을 통해 2개의 로터가 반대방향으로 회전되도록 사용된다.

도 25c는 덕트 흡입구의 날개들의 다른 배치를 도시한다. 도 25a에서 화살표 "A"로 개략적으로 도시하였으나, 이는 날개(2508)의 바닥(배출)층에 대하여 전형적이다. 도 25c의 배치는 다수의 가능한 것들을 도시하지만, 많은 추가적인 배치들도 가능하다. 참조부호 2513 ~ 2519로 표시된 도 25b의 평면상의 날개 배치에 있어서의 공통 원리는, 전형적으로 날개의 절반이 나머지 날개의 절반에 대해 한 각도(전형적으로는 90도지만, 다른 각도들도 가능)로 방향지어져 있다는 것이고, 따라서, 도 25a에 참조부호 2506으로 표시된 흡입구 날개 또는 도 25a에 참조부호 2508로 표시된 배출구 날개가 되는, 날개들의 평면에 있어서 어떠한 방향 및 크기에서의 단일 등가력을 만드는 힘 성분의 어떠한 조합도 생성할 수 있다. 도면에서 참조부호 2516으로 표시된 사각형 패턴, 참조부호 2517로 표시된 교차 패턴, 및 참조부호 2518로 표시된 직물 패턴과 같은 다양한 날개 구성이 가능하다.

도 26은 긴급 구조 시스템에 기초하는 램-에어-'패러글라이더'(ram-air-'parawing')의 묘화도이다. 긴급상황에서, 또는 원거리용과 같은 다른 목적을 위해, 참조부호 2601로 표시된 덕트형 팬을 갖는 탈것(유인기 또는 무인기)은 양력을 생성하기 위해 양력 팬(2606)에 의존할 필요가 없지만, 대신에 참조부호 2605로 묘화된 양력 생성 램-에어 '패러글라이더'를 펼칠 수 있다. 선택적으로, '패러글라이더'는 참조부호 2607로 개략적으로 표시된 조종 케이블의 사용을 통해 조종될 수 있다. 참조부호 2602로 표시된 탈것의 추진 팬이 작동하는 경우에, 탈것은 수평비행으로 목적지에 도달할 수 있다. 목적지에 도착하자마자, 탈것은 '패러글라이더'를 펼치고 양력 팬(2606)을 이용하여 계속 비행할 수 있고, 또는 아직 탈것에 부착되어 있는 '패러글라이더(2605)'를 이용하여 착륙하는 것을 선택할 수 있다. 선택적으로, 추진 팬(2602)이 충분한 추진력을 생성하지 못하는 경우에, '패러글라이더(2605)'는 탈것을, 바람직하게는 구형상의 '표준' 낙하산을 충분히 넘는 활공비로 활공시켜 착륙시킬 것이다.

도 27은 도 1,5,6,8,9, 및 11 내지 22에 기술된 탈것의 전형적인 후방 양력 팬의 측면으로부터 엔진 또는 공기역학적 표면에 의해 차폐되는 양력 덕트에 추가적인 공기를 공급하는 선택적인 수단을 도시한다. 도 27에서, 참조부호 2703으로 표시된 양력 생성 덕트형 팬은 엔진(2702) 주변의 공기로부터 부분적으로 차폐되는 것이 바람직하다. 참조부호 2074 및 2075로 표시된 공기의 개구는 측면으로부터 통로(2706)를 통해 외부공기가 유입(2707)되도록 하고, 덕트형 팬(2703)에 대해 비교적 방해받지 않는 흐름 상태를 만드는 상부(2708)로부터 유입되는 공기(2703)와 결합되도록 한다. 개구(2704, 2705)를 배치하는 것에 의해, 덕트형 팬의 추진력 증강에 따른 엔진의 충격과 함께 날개의 제어 효과가 최소화된다. 바람직하게는, 개구(2704, 2705)의 배출부는 덕트형 팬(2703)의 턱트의 상부 가장자리와 만나 실질적으로 일직선상에 배열된다.

도 28a 내지 28e는 도 14b, 14c 및 16b에 기술된 탈것의 구조 객실 내의 의료 요원을 더 상세하게 나타낸 개략적인 평면도이다. 도 28a는 객실이 탈것에 대하여 어떻게 배치되어 있는지를 개략적으로 도시한다. 도 28b는 참조부호 2802로 표시된 의료 요원이 테이블(2801)에 팔을 걸치고 전방을 향해 앉아있는 것을 도시하고 있다. 도 28c는 좌석의 중간 위치에 있는 의료 요원을 도시하고, 의료 요원은 테이블(2801) 상의 레일을 따라 자유롭게 이동할 수 있고 어떤 중간 위치에서도 고정될 수 있는 들것에 누워있는 참조부호 2803으로 표시된 환자의 흉부 및 복부에 쉽게 손을 뻗을 수 있다. 도 28d는 맨 끝의 회전 위치(2805)에 있는 의료 요원을 도시하고, 환자의 기도를 확보하기 위한 절차가 필요할 때, 의료 요원이 뒤에서 환자의 머리에 손을 뻗을 수 있도록 환자의 들것이 맨 끝의 '내부 객실' 위치로 이동한다. 도 28e는 의료 요원에 의해 사용될 수 있는 회전 의자(2806)의 개략도이다. 또한 도 28e에 개략적으로 도시된 환자의 들것(2807)은 다른 수의 바퀴 또는 롤러가 사용될 수도 있지만, 4개의 바퀴 또는 롤러(2814)에 의해 안내되어 가이드 레 일(2810)을 따라 이동이 가능하다. 도 28b의 참조부호 2802에 표시된 것처럼, 의료 요원이 전방을 향하고 있을 때, 그리고 예를 들면 환자가 탑승하고 있지 않을 때, 도 28e의 좌석(2806)은 참조부호 2811로 표시된 것처럼 제일 우측 위치로 선회한다. 도 28a에 묘화된 것처럼 정상적으로 들것에 환자가 실려있으면, 개략적으로 도 28e의 참조부호 2808과 같이 도시된다. 이 위치에서, 의료 요원(2802)은 좌석(2806) 상에서 중간 위치(2813)로 선회하고, 환자의 흉부 및 복부에 접근한다. 이 좌석 위치는 참조부호 2804로서 도 28c에 묘화된 의료 요원의 위치와 대응한다. 의료 요원이 뒤에서 환자(2803)의 머리에 손을 뻗어야 할 필요가 있으면, 들것(2807)은 레일(2810)을 따라 이동하고, 참조부호 2805로서 도 28c에 도시된 의료 요원은 참조부호 2812로서 도 28e에 개략적으로 도시된 것처럼 제일 좌측 위치로 좌석(2806)을 선회시킨다.

도 29는 도 14 내지 18에 기술된 탈것의 조종실 영역에 있는 다양한 선택적인 추가물의 측면도이다. 참조부호 2901로 표시된 조종사가, 조종사의 뒤의 승무원 또는 승객을 위한 추가 객실과 함께 도시된다. 또한 의료 요원(2903)이 도시되고, 객실 테이블(2905) 위 끝의 '내부 객실' 위치(2904)에 누워 있는 환자가 도시된다. 참조부호 2906으로 표시된 조종실 바닥은 객실로부터 조종실을 구분하기 위해 밀폐될 수 있다.

도 30a 내지 30d는 일반적으로 도 18에 도시된 것과 유사하지만, 5명의 승객 또는 전투원을 수송할 수 있는 객실 배치 형상을 포함하는 다양한 구성요소를 위한 선택적인 내부 배치들을 도시한다. 도 30a는 각 탑승자의 위치를 개략적으로 도시 한 평면도이다. 도 30b는 탈것 내부의 장비 및 승객의 배치를 도시한 종단면도이고, 도 30c 및 30d는 탈것의 부분적인 횡단면도이다. 전형적인 승객 또는 전투원(3002)이 도 30c에 도시된다. 객실(3001)의 상면은 탈것의 중앙부에 승객 또는 전투원을 수용하기 위해 도 18의 것보다 상부로 올라가 있다. 단일의 주 전동장치 유닛(3004)은 도 18의 것과는 다른 동력전달장치로서 도시된다. 동력은 엔진(3003)으로부터 주 전동장치 유닛(3004)으로 전달된다. 제1의 각축(角軸)(3005)은 후방 추진 팬(3009)에 동력을 전달하고, 제2의 거의 수평인 축(3006)은 후방 양력 로터 기어박스(3010)에 동력을 전달한다. 이 축(3006)은 후방 양력 로터 기어박스(3010)를 기계적으로 지지하는 날개 형상 하우징(3008)의 내부에 내장된다. 중앙 동체의 2차 전동장치(3007)는 각각의 주 양력 로터 기어박스(3010, 3011)에 연결되고, 또한 보조 장비를 위한 부속장치에 내장된다.

도 31은 도 30a 내지 30d에 도시된 것과 일반적으로 유사하지만, 9명의 승객 또는 전투원을 수용하기 위해 동체가 길게 형성된 탈것의 상면을 도시한다.

도 32a 내지 32g는 전방 비행 중에, 도 1 내지 21, 30 및 31에 기술된 탈것의 전방 덕트형 팬의 전방향 면(3201)에 외부 기류가 침투하도록 하기 위한 방법을 도시한다. 기류 침투를 위해 사용될 수 있는 하나의 구성이 도 32b에 도시되고, 실질적으로 도 32a의 전방 단부에 역시 도시된다. 공기의 소통을 가능하게 하기 위해 실질적으로 수직인 개방 슬롯들(3204)의 열들이 상부 가장자리(3202) 및 하부 링(3205)을 포함하는 나머지 덕트 구조와 함께 도시된다. 날개 형상의 수직 지지체(3203)는 구조를 안정화시키고, 덕트 내부의 팬을 보호하는 역할을 한다. 슬 롯(3204)은 항상 개방되어 있다. 기류 침투를 위한 두 번째 구성이 도 32c에 도시되고, 전방 덕트의 전체 전방 벽은 부가적인 중앙 지지체(3207)를 구비한 실질적으로 직사각형인 두 개의 개구(3206)를 얻기 위해 절단된다. 도 32b의 방법에서 발전된 추가적인 옵션이 도 32d 및 32e에 도시되고, 외부에서 작동되는 회전 밸브(3208)가 각 슬롯(3204)의 내부에 장착된다. 탈것이 공중에 떠 있을 때, 슬롯들은 도 32e에 도시된 것처럼 밸브들에 의해 폐쇄된다. 탈것이 전방 비행 중이고 덕트 내로의 공기의 흐름이 바람직할 때, 외부에서 작동되는 밸브들(3208)은 도 32d에 도시된 것처럼 '개방' 위치로 회전하고, 기류(3209)는 슬롯들을 통과하여 자유롭게 흐른다. 도 32d 및 32e의 개념의 변형예가 도 32f 및 32g에 도시되고, 각각의 수직 지지체(3203)는, 다수의 수직 지지체들이 다수의 수직축(3210) 주변을 회전하고 도 32g에 도시된 위치가 되도록 하는 힌지들에 의해, 상부 가장자리(3202) 및 하부 링(3205)에 부착되고, 다수의 슬롯들(3204)은 외부 기류에 대해 폐쇄된다.

도 33a 내지 33e는 전방 비행 중에, 도 1 내지 21, 30 및 31에 기술된 탈것의 후방 덕트형 팬의 벽들을 통하여 내부 기류가 배출되도록 하기 위한 선택적인 방법을 도시한다. 기류 배출을 위한 하나의 구성이 도 33b에 도시되고, 실질적으로 도 33a에 도시된 탈것의 후방 단부에 역시 도시된다. 공기 배출을 위해 실질적으로 수직인 개방 슬롯들(3304)의 열들이 상부 가장자리(3302) 및 하부 링(3305)을 포함하는 나머지 덕트 구조와 함께 도시된다. 날개 형상의 수직 지지체(3303)는 구조를 안정시키고, 덕트 내부의 팬을 보호하는 역할을 한다. 슬롯들(3304)은 바람직하게는 항상 개방되어 있다. 기류를 배출하기 위한 두 번째 가능한 옵션이 도 33c에 도 시되고, 후방 덕트의 전체 후방 벽은 부가적인 중앙 지지체(3307)를 구비한 실질적으로 직사각형인 두 개의 개구(3306)를 얻기 위해 절단된다. 도 33b의 방법으로부터 발전된 추가적인 옵션이 도 33d 및 33e에 도시되고, 외부에서 작동되는 회전 밸브들(3308)이 각 슬롯(3304) 내부에 장착된다. 탈것이 공중에 떠 있을 때, 슬롯들은 도 33e에 도시된 것처럼 밸브들에 의해 폐쇄된다. 탈것이 전방 비행 중이고 덕트 벽을 통한 공기의 배출이 바람직하면, 외부에서 작동되는 밸브들(3308)은 도 33d에 도시된 것처럼 '개방' 위치로 회전하고, 기류(3309)는 슬롯들을 통과하여 자유롭게 흐른다. 도 33d 및 33e의 개념의 변형예가 도 33f 및 33g에 도시되고, 각각의 수직 지지체(3303)는, 다수의 수직 지지체들이 다수의 수직축(3310) 주변을 회전하고 도 33g에 도시된 위치가 되도록 하는 힌지들에 의해, 상부 가장자리(3302) 및 하부 링(3305)에 부착되고, 다수의 슬롯들(3304)은 외부 기류에 대해 폐쇄된다.

도 34a 내지 34b는 전방 비행 중에 탈것의 모멘텀 저항을 최소화하기 위해, 내부 기류가 후방의 속도 성분을 가지고 배출되도록 하기 위한 방법의 변형예를 도시한다. 도시된 것처럼, 전방 덕트(3401)의 하부 전방부는 원형의 전방 덕트 벽을 따라 순차적으로 증가하는 각도로 뒤쪽으로 만곡되고, 중앙부에서 최대의 각도를 갖는다. 이 곡률은 수직면으로 덕트의 주변 전체에서 변화되고, 공중에 떠 있을 때, 중앙에서 수직면으로부터 30 ~ 45도의 각도로 후방으로 기울어지며 덕트의 측면을 향하여 순차적으로 감소된다. 이와 마찬가지로, 하부 전방의 중앙 동체(3402), 중앙 동체의 하부 후방부(3403), 및 후방 덕트의 하부 후방부(3404)는 탈것의 전방 비행 시에, 덕트로부터 배출되는 흐름이 더 양호하게 입사류와 정렬되 도록 뒤쪽으로 만곡되어 있다. 상기한 덕트 출구의 기하학적인 형성은 도 34a에서와 같이 고정(즉, 덕트의 형태로 만들어짐)될 수 있고, 또는 선택적으로 도 34b에 도시된 것처럼 덕트의 가요성 하부와 같은 가변 형상이 될 수 있다. 상기 하부 덕트 부분의 형상의 형상적인 변화를 얻는 다양한 방법이 이용가능하다. 도 34b에 도시된 하나의 옵션은 가요성의 또는 분할되는 하부 부분(3406)이 부착되는 덕트(3405)의 상부 고정 부분을 도시한다. 가요성 푸시풀 케이블(push-pull cable)(3407)의 외부 슬리브(3408)는 가요성의 또는 분할되는 하부 부분(3406)의 바닥에 연결되고, 이로 인해 동체의 내부에 장착되는 하나의 액추에이터(3409) 또는 부가적으로 참조부호 3409 및 3410으로 개략적으로 도시된 두 개의 액추에이터가 케이블(3407)을 끌어당기고, 이로 인해 필요에 따라 덕트의 외형에 영향을 미친다. 중앙 동체의 하부 후방부(3404)는 설명한 것처럼 전방 덕트(3401)의 하부 전방부와 마찬가지로 뒤쪽으로 이동하지만, 후방 덕트 하부 부분이 후방으로 이동하는 것은, 도 34b의 경우처럼 동체의 내부로부터 액추에이터(들)를 통해 끌어당기는 것보다는 가요성 푸시풀 케이블을 미는 것을 포함한다는 차이가 있다.

도 35a 내지 35c는 전방 비행 중에 탈것의 모멘텀 저항을 최소화하기 위해, 도 1 내지 21, 30 및 31에 기술된 탈것의 전방 덕트형 팬의 벽들을 외부 기류가 침투되도록 하고, 후방 덕트형 팬의 벽들을 통해 내부 기류가 배출되도록 하기 위한 방법의 추가적인 변형예를 도시한다. 도 35a에 도시된 것처럼, 전방 덕트의 전방부는 상부 부분(3501), 입사류의 개구(3502), 및 하부 링(3506)을 포함한다. 마찬가지로, 후방 덕트의 후방부는 상부 부분(3504), 입사류의 개구(3505), 및 하부 링(3506)을 포함한다. 부가적인 중앙 지지체(3509, 3510)가 하부 링들(3503, 3506)을 지지하기 위해 후방 및 전방 덕트에 각각 구비된다. 도 35b 및 35c는 부가적인 흐름 차단기(3507)를 구비한 전방 덕트를 통하는 단면을 확대 도시한다. 흐름 차단기(3507)는 바람직하게는 전방 비행 시에 상부 가장자리로 미끄러져 오르고, 공중에 떠있을 때 흐름을 차단하도록 후방으로 미끄러져 내려가는 강성의 만곡된 벽이다.

도 35c는 탈것이 저속 비행 또는 공중에 떠 있을 때에, 외부 기류를 차단하기 위해 링(3506) 또는 다른 유사한 수단을 하부 링에 결합시키고, 덕트 출구에 덕트 하부의 직선 원통형 형상을 유지하기 위해 액추에이터들 또는 도시되지 않은 다른 수단을 통하여 어떻게 흐름 차단기(3507)가 기계적으로 내려지는지를 도시한다. 유사한 배치가 후방 덕트의 후방 단부에 적용될 수 있다. 흐름 차단기(3507)는 각 덕트에 하나로 될 수 있고, 또는 추가적인 수직 지지체(3509, 3510)를 사용하는 경우처럼, 두 개로 분할될 수 있다.

도 36 내지 41에 도시된 탈것은 전방에 덕트형 팬 양력 생성 유닛(3601)을 구비하고, 후방에 제 2의 유사한 양력 생성 유닛(3602)을 구비한 수직이착륙기이다. 또한, 탈것은 후방에 위치된 2개의 덕트형 팬 추진기(3603, 3604), 및 탈것에 피치 안정성을 제공하기 위한 수평 안정판(3605)을 구비하고, 또한 플랩 편향을 통해 추가적인 양력을 생성하기 위한 이동 가능한 플랩(3606)을 구비한다. 안정판(3605)은 또한 참조부호 3707에 도시된 축 주변의 유닛과 같이 선택적으로 회동될 수 있다. 선택적으로 또는 이동 가능한 플랩 및 회동 가능한 안정판 이외에도, 이들은 공기 흡입 또는 송풍, 압전기, 또는 다른 액추에이터들이나 유체공학적인 제어와 같이 흐름을 제어하는 다른 공기 역학적 수단이 될 수 있다. 도 36 내지 41의 탈것은 또한 탈것의 중심부를 차지하고, 실질적으로 조종실(3609)의 측면 아래에 있는 객실(3608)과 같은 공간을 구비한다. 도 38에 39-39로 표시된 종단면은 (착륙 기어를 제외하고) 도 39에 도시된다.

도 39는 도 38으로부터 종단면 39-39를 도시하고, 전방 양력 팬 덕트(3610), 후방 양력 팬 덕트(3611) 및 전방을 향해 있는 승객(3612), 후방을 향해 있는 승객(3613) 및 탈것의 탑승자들을 위한 충분한 공간과 머리가 닿지 않을 정도의 틈을 제공하는 객실 높이 h(3614)가 예로써만 도시된 중앙 객실(3608)을 도시한다. 참조부호 3615 및 3616으로 표시된 객실(3608)의 외측 상부 및 하부 벽은 각각 실질적으로 일정한 객실 높이를 제공하도록 기능적으로 구성되고, 이것으로 인해 상기 객실의 지붕(3615) 및 바닥(3616)에 모두 실질적으로 탈것의 종축과 일직선상으로 배열되는 비교적 평평한 표면, 바람직하게는 저항을 줄이기 위해 비행 중에 실질적으로 기류선과 평행한 비교적 평평한 표면이 형성된다.

도 40은 전방 비행 중에 객실(3608) 주변의 기류를 도시한다. 유선(流線)(3617)으로 개략적으로 도시된 탈것으로부터 떨어져 있는 기류가 탈것에 의해 방해를 받지 않는 반면, 인접해 있는 유선들은 탈것의 형상과 전방 및 후방 양력 팬의 작용에 의해 영향을 받는다. 이들은 전방 덕트로 들어가는 공기(참조부호 3618로 개략적으로 도시됨)와, 객실(3608) 위를 흘러서 후방 덕트로 들어가는 공기(참조부호 3619에 개략적으로 도시됨)를 포함한다. 정체점(참조부호 3620으로 개 략적으로 도시됨)이 항상 존재하고, 이 정체점에서 끝나는 유선 아래의 모든 공기는 전방 양력 덕트(3610) 안으로 흐르고, 이 정체점에서 끝나는 유선 위의 모든 공기는 객실 지붕 위를 흐르며, 지붕 위를 흐르는 공기 중 일부는 후방으로 계속 흐르고 일부는 후방 양력 덕트(3611) 안으로 흐른다. 전방 덕트로부터의 흐름이 배출되는 곳에서 탈것의 외형이 갑작스럽게 변화되기 때문에, 이 흐름은 회전하거나 객실 바닥에 부착되어 잔존하지 않는다. 대신에, 참조부호 3621로 도시된 영역에서 흐름은 하방으로의 운동을 계속하고, 탈것으로부터 떨어져 있는 곳에서만 입사되는 자유 흐름(free-stream flow)과 스스로 정렬되도록 점차 뒤쪽으로 방향을 바꾼다. 객실(3608)의 바닥으로부터의 이러한 흐름의 분리는 상당한 저항을 유발하고, 특히 전방의 순항 비행 중에 완전한 탈것을 위해 모멘텀 저항이 증가한다. 도 40에 기술된 흐름 패턴은 중앙 단면 39-39에 한정되지 않지만, 일반적으로 탈것의 객실 폭을 가로질러 보급되고, 본질적으로 탈것의 측면에 넘쳐 흐르지 않는 상태의 2차원 흐름을 생성한다. 이는 주 기여자인 후방 팬을 포함하는 양력 팬들의 흡입 효과에 의해 현저하게 나타난다. 중앙 단면으로부터의 넘쳐 흐름이 발생하지 않는 것에 대한 부가적인 기여 인자가 도 36 내지 39에 도시된 돌출된 측면 덮개 또는 조종석(3609, 3622)이다. 그러나, 측면의 넘쳐 흐름이 없는 상태의 2차원 흐름은 도 36 내지 39에 도시된 탈것과 닮은 돌출되거나 상승된 측면 덮개 또는 지붕 형상을 구비하지 않은 탈것에도 보급되고, 본 발명은 그러한 탈것들에도 적용된다. 또한, 도 40의 흐름은 분리가 없는 상태로 객실 뒤편에서조차도 표면에 완전히 부착된 것으로 도시되어 있다. 분리 형상은 탈것의 표면에 흐름을 부착하는 흡인력이 생성되도 록 작동하는 후방 팬이 없이도 고속 비행시에 없을 것이다.

도 41은 탈것의 외측 표면에 인접한 국소적인 공기 압력을 갖는 객실 지붕 위를 흐르는 유선의 영향을 도시한다. 참조부호 4101 및 4102는 객실(3608) 전방의 만곡된 단부 위에서 기류의 가속에 의해 생성된 2개의 전형적인 저압 영역이고, 객실의 만곡된 후방 단부 주변을 흐르는 것처럼 공기가 가속되면 한번 더 생성된다. 객실의 지붕은 실질적으로 평평하기 때문에, 객실 바로 위의 영역은 공기 압력의 실질적인 변화가 없다. 저압 영역(4101, 4102)의 결과에 따라, 일부 추가적인 공기 역학적 양력의 그물 효과(net effect)와 함께, 탈것의 외측 표면의 공기에 의해 작동하는 2개의 결과로서의 흡인력(개략적으로 참조부호 4103 및 4104로 도시됨)이 발생한다.

도 42는 도 36의 탈것의 중심부의 상부와 마찬가지로 참조부호 4201로 도시된 평평한 상부 표면에서의 압력 계수 분포의 나비아 스트로크(Navier-Stroke) 해석 결과를 도시한다. 도시된 것처럼, 참조부호 4202의 절대값으로 도시된 낮은 부압 피크(a low negative pressure peak)가 상부 표면의 전방 단부에 형성되고, 평평한 표면에서 중간 정도의 압력으로 감소되며, 흐름이 양력 팬을 향해 하강하여 지붕의 후방 곡선을 만드는 것처럼, 높은 흡인력(Cp)으로 다시 증가된다. 후방 양력 팬으로 진입하기 전에 탈것의 표면에 빠르게 재부착되기는 하지만, 국부적인 흐름의 분리에 의해 발생하는 부드럽게 이어진 Cp 곡선의 약간의 요동이 참조부호 4203으로 표시된다.

도 43은 볼록한 표면 구성 또는 "블리스터(blister)"가 실질적으로 평평한 지붕 외곽(4302)의 상부에 추가된 외측 지붕선의 변형예를 도시한다(지붕 외곽(4302)은 도 39의 지붕(3615)의 형상과 동일하거나 실질적으로 동일하다). 블리스터 및 외측 표면이 연속적으로 볼록하기 때문에, 탈것에 추가적인 양력을 제공하는 추가적인 흡인력(4304)과 함께, 참조부호 4303으로 개략적으로 도시된 새로운 저압 영역이 즉시 생성된다. 저압 영역(4303) 및 모든 결과로서의 힘들은 단지 객실 지붕위의 블리스터(4301)의 추가를 통해 얻어진 추가적인 양력에 의한 메카니즘을 도시하기 위해 개략적으로 도시된다. 블리스터(4301)의 형상과 관련된 일부 특성들이 도 44에 참조부호 4401로 도시된다. 실질적으로 일정한 상방의 원호 형상이 실질적으로 C ~ = 1/2A가 되는 중간점에서 생기는 최대 두께와 함께 반경 R로 그려지고, 실질적으로 B/A ~ = 0.20 ~ 0.40의 범위에 있는 최대 두께 B와 길이 A 사이의 비율을 얻기 위한 R값이 도시된다.

도 45는 도 43의 블리스터(4301)의 상부와 마찬가지로 참조부호 4501로 표시된 만곡된 상부 표면에서의 압력 계수 분포의 나비아 스트로크 해석 결과를 도시한다. 원래의 평평한 객실 지붕은 참조부호 4502로 도시된다. 도시된 것처럼, 참조부호 4503의 절대값으로 도시된 낮은 부압은 상부 표면의 전방 단부에서부터 형성되도록 시작되지만, 도 42의 압력 계수와는 다르게, 높은 흡인력(Cp)으로 증가되어 대략 블리스터의 가장 높은 부분 위에서 최대값에 도달한다. 도 42에서와 같이, 후방 양력 팬으로 진입하기 전에 여기에서도 또한 탈것의 표면에 빠르게 재부착되기는 하지만, 도 42의 것보다는 더 두드러진, 국부적인 흐름의 분리에 의해서 역시 발생하는 부드럽게 이어진 Cp 곡선의 약간의 요동이 여기에서도 역시 참조부호 4504으로 표시된다.

도 46은 도 43의 블리스터(4301)와 같이 실질적으로 대칭은 아니지만, 의도적인 전방 경사를 갖는 블리스터(4601)의 형상의 변형예를 도시하며, 이 블리스터는 입사되는 공기와 인접한 블리스터 외측 표면의 곡률 반경이 더 작고, 이로 인해 블리스터(4601)의 전방을 향한 곡률은 후방 부분의 곡률보다 더 가파르고 덜 점진적이다. 그 결과, 블리스터(4601)의 전방 부분 위의 공기의 가속이 더 빨라지고, 참조부호 4602로 도시된 저압 영역은 탈것의 동체의 같은 크기를 갖는 부분에서 작용하는 동안 보통의 평평한 지붕에서보다 더 낮은 압력을 갖고, 이로 인해 도 43의 대칭적인 블리스터와는 다르지만 참조부호 4603으로 개략적으로 도시된 더 강한 양력을 생성하고, 또한 이 결과적인 전방으로의 기울어짐은 양력 성분뿐 아니라 비행 방향으로의 양(陽)의 추진력 성분이 생성되도록 한다. 저압 영역의 형상과 합력의 크기 및 방향은 단지 실질적으로 평평한 보통의 객실 지붕의 상부에 블리스터가 존재함으로써 생성되는 저압 영역을 통해 얻어진 부가적인 양력에 의한 메카니즘을 도시하기 위해 개략적으로 도시된 것이다.

도 47의 참조부호 4701에는 블리스터(4601)의 형상과 관련된 일부 특성들이 도시된다. 실질적으로 B/A ~ = 0.20 ~ 0.40인 범위에 있는 최대 두께 B와 길이 A 사이의 희망 비율을 획득함과 동시에, 전방 가장자리로부터의 거리가 실질적으로 C = 0.2A ~ 0.3A인 범위에서 생기는 최대 두께를 얻을 수 있는 전형적인 값들과 함께, 전방 영역 단면의 곡률 반경 R보다 작은 일정하지 않은 상방의 원호 형상이 그려진다.

도 48은 도 46의 블리스터(4601)의 상부와 마찬가지로 참조부호 4801로 표시된 만곡된 상부 표면에서의 압력 계수 분포의 나비아 스트로크 해석 결과를 도시한다. 원래의 평평한 객실 지붕은 참조부호 4802로 도시된다. 도시된 것처럼, 참조부호 4803의 절대값으로 도시된 낮은 부압은 상부 표면의 전방 단부에서부터 형성되도록 시작되고 가파르게 상승되며, 대략 블리스터의 가장 높은 부분 위에서 최대값에 도달한다. 도 42 및 45에서와 같이, 후방 양력 팬으로 진입하기 전에 여기에서도 또한 탈것의 표면에 빠르게 재부착되기는 하지만, 국부적인 흐름의 분리에 의해서 역시 발생하는 부드럽게 이어진 Cp 곡선의 약간의 요동이 여기에서도 역시 참조부호 4808로 표시된다.

도 49는 도 43에서 참조부호 4301로 도시된 실질적으로 대칭인 블리스터 형상과 관련하여, 도 46의 참조부호 4601로 도시된 것과 유사한 전방으로 기울어진 블리스터가 또한 어떻게 블리스터를 통해 지붕에 작용하는 그물 양력(L1)을 향해 이동하는 효과를 갖는지를 도시한다. 자유 물체와 같이 회전하는 탈것 주변에 참조부호 4902로 도시된 탈것의 무게중심은 실질적으로 탈것의 중심에 위치하고, 참조부호 4903으로 도시된 양력(L1)의 작용선과 무게중심(4902) 사이에서 참조부호 e1으로 도시된 편심이 생긴다. 그 결과, 블리스터의 전방 양력선 위치의 결과에 따라, 피치 내에서 탈것의 균형을 유지하기 위해 방해받을 필요가 있는 노즈-양력(nose-lifting) 피칭 모멘트가 발생한다. 참조부호 L2로 도시된 추가적인 양력은 참조부호 4904로 도시된 수평 안정판에 의해 쉽게 발생할 수 있고, 무게 중심(4902)과 관련된 L2의 편심(e2)과 함께 L1에 의해 발생되는 피칭 모멘트와 평형 을 이룰 수 있다. 탈것의 무게중심 주변에 요구되는 모멘트 균형을 유지하는 전방으로 경사진 블리스터(4601)와 같은 방해물이 없었다면, 수평판(4904)이 양력을 생성하기 위해 사용될 수 없었다는 것을 상기한다면, 추가적인 양력(L2)이 탈것에 즉시 작용하는 유익한 결과는 비행 중에 양력을 더 증가시키는 것이다.

도 50은 도 46에 참조부호 4601로 도시된 전방으로 경사진 블리스터가 참조부호 5001에 도시된 블리스터의 형상에 실질적으로 변형된 객실 지붕을 효과적으로 생성하기 위해 중공으로 만들어진 경우, 후방을 향한 승객(5002)이 어떻게 전방을 향한 승객(5003)에 비하여 높이 위치될 수 있는지를 도시하며, 참조부호 5004로 도시되고 도 51에서 더 설명되는 방식으로 객실의 바닥을 재구성할 수 있는 추가의 이점이 존재하기 때문에, 전방 덕트의 출구로부터 공기의 부드러운 배출(참조부호 5005로 도시됨)을 제공하며 비행중의 저항, 특히 탈것의 모멘텀 저항을 감소시킨다.

도 51은 본 발명이 후방을 향한 승객에 제한되지 않고, 참조부호 5101 및 5102로 도시된 승객 모두가 전방을 향해 있거나 또는 사실상 객실 내의 어떠한 중간 위치에 앉아 있을 수 있다는 것을 도시한다. 여기에 예로써 기술된 승객들은 화물 또는 다른 어떤 객실이나 페이로드 실 기능 또는 내용물로 대체될 수 있다. 또한 도 51에서 더 설명되는 재구성된 바닥의 형상은 도 50 및 51과 공통된다. 전방 덕트의 내부 표면은 프로펠러 날개들의 끝(개략적으로 참조부호 5103으로 도시됨)에서부터, 객실의 외부 경계가 참조부호 5104로 표시된 지점에서 후방으로 만곡되기 시작하고, 작은 각도로 후방으로 연장되며, 실질적으로 객실의 전방 단부의 뒤 쪽인 참조부호 5105로 표시된 지점에서 원래의 평평한 객실 바닥과 합쳐진다. 참조부호 5104로 표시된 부분에 인접한 시작점에서의 곡률 반경은 작고(즉, 비교적 날카로운 모퉁이), 참조부호 5105로 표시된 부분 측으로의 비교적 평평한(큰 곡률 반경) 하향의 경사가 뒤따른다. 객실 바닥을 위해 선택된 일정한 원호 형상보다는, 이러한 비교적 평평한 경사의 바닥이 다음의 두 효과를 얻는다: (a) 참조부호 5104로 표시된 부분에 인접한 윤곽의 비교적 날카로운 곡선은 탈것이 공중에 떠있을 때, 객실의 전방 바닥 표면으로부터 흐름의 빠른 분리를 용이하게 해주고, 이로 인해 어떠한 흐름의 뒤틀림 또는 프로펠러 아래에서 동체와의 원치않은 상호 작용이 발생하지 않는다. (b) 전방 비행시, 흐름이 부착된 상태에서, 참조부호 5104로 표시된 부분과 참조부호 5105로 표시된 부분 사이의 비교적 평평한 비스듬한 표면은 부정적인 양력을 낳을 수 있고, 실질적으로 동일한 곡률의 외곽을 갖는 표면에서의 저압 및 흡인력의 성장을 방지한다.

L1/L2의 비는 실질적으로 0.30 ~ 0.60의 범위에 있고, 만약 날카로운 모퉁이를 피하기 위한 국부적인 밴드(bend)만이 다른 평평한 바닥의 전방 단부에 도입되는 경우(즉, L1/L2=1), 참조부호 5104로 표시된 부분 및 참조부호 5105로 표시된 부분 사이의 재구성된 비스듬한 객실 바닥선은 실질적으로 더 길다.

도 52는 참조부호 5201로 표시된 상부 객실 지붕 또한 실질적으로 도 46의 형태로 만곡되지만, 참조부호 5202로 도시된 객실 영역의 바닥이 실질적으로 평평한, 객실 형상의 변형예를 도시한다. 도 50, 51에 도시된 승객들을 수용하기에 아주 적당하지는 않지만, 평평한 바닥 형상은 화물 또는 탈것의 무인 적용, 또는 대 형의 탈것을 위한 것과 같은 다른 적용을 위해 사용될 수도 있고, 객실 형상은 또한 승객을 위해 머리 위의 공간을 충분히 높게 제공할 수 있다. t/c의 비는 실질적으로 t/c ~ = 0.30 ~ 0.50의 범위에 있는 상태로, 평평한 바닥의 객실 형상이 도 53의 참조부호 5301에 개략적으로 도시된다. 도 50에 참조부호 5004로 도시된 만곡된 바닥 위의 평평한 바닥(5202)의 주요 공기역학적 이점은, 전방 비행시에 양호한 양력 대 저항의 비를 얻은 상태에서 하방으로의 흡인력이 생성되는 것을 방지한다는 것이다.

도 54는 참조부호 5410로 도시된 바닥이 오목한 객실 바닥 형상의 다른 변형예를 도시한다. 바닥의 오목함은 이용 가능한 객실의 내부 높이 및 유용한 공간을 더 감소시킨다는 단점을 갖는 반면, 객실 바닥에서의 정압을 증가시키고, 잠재적으로는 도 52의 평평한 바닥 위의 양력 대 저항비를 더 개선하는 공기역학적 장점을 갖는다. 오목한 바닥을 갖는 객실의 형상이 개략적으로 도 55의 참조부호 5502로 도시되고, t/c의 비는 실질적으로 t/c ~ = 0.30 ~ 0.50인 범위와 같이 앞에서와 같으며, 단면의 오목비 s/c는 실질적으로 s/c ~ = 0.05 ~ 0.15의 범위에 있다.

도 56 및 57은 탈것의 양력 팬들을 통과하여 배출될 뿐만 아니라, 중심 단면 주변을 흐르는 유선 형상의 자유 흐름 속도와 관련된 유도 속도의 크기의 영향을 도시하고, 도 56은 도 40의 객실 형상을 갖는 탈것을 나타내고, 도 57은 고 52의 객실 형상을 갖는 탈것을 나타낸다. 도 56에서 참조부호 5601은 후방 팬(개략적으로 참조부호 5603으로 도시됨)의 날개(개략적으로 참조부호 5602으로 도시)들을 통해 흐르는 높은 유도 속도를 나타낸다. 도 57에서는, 참조부호 5701로 표시된 더욱 작은 유도 속도가 팬을 통과하여 흐른다. 예를 들어, 만약 참조부호 5702로 개략적으로 표시된 객실 지붕의 부가적인 양력이 고속에서 발생한다면, 이는 총 양력을 동일하게 유지하도록 요구될 것이고, 탈것 무게에 상응하는 (양력의) 증가 없이, 팬들의 양력 부담 감소의 동반을 초래한다. 따라서 팬 날개들을 통과하는 유도 속도가 감소된다. 도 56 및 57 사이의 유도 속도의 변화가 본질적으로 동일한 비행 속도에서 이루어지기 때문에, 도시된 대기 속도 벡터 그림으로부터 자유 흐름 속도(5604, 5603)의 크기가 변하지 않고, 높고 낮은 유도 속도의 경우를 위해 수직의 유도 성분이 각각 5605 및 5704로 도시되며, 도 57에 비해 도 56에서 상당히 더 작은 각도를 갖는 결과 흐름의 모남(angularity)이 초래됨을 알 수 있다. 이러한 탈것 주변의 흐름 습성은 탈것이 공기를 통과하여 이동할 때의 전체 저항의 모멘텀 저항 성분을 줄여주고, 또한, 팬들에 의해 하중의 일부가 덜어지는 동안, 도 43 내지 55에 도시된 장치들의 실시를 통해 가능한 객실 지붕 및 안정판의 비행 양력 생성의 이점을 나타내는 유익한 효과를 갖는다. 도 56 및 57에 도시된 것 이외에도 유선 형상 및 배치 영역에 관한 이점들은 다른 중심부 형상들에도 적용이 가능하다.

본 발명은 여러 바람직한 실시예들에 대하여 기술되었지만, 이것들은 단지 예시적인 목적을 위해 설명되었으며, 본 발명의 다른 다수의 변형, 수정 및 응용이 가능함은 당연할 것이다.

본 출원은 2005년 11월 1일에 출원된 미국 가출원 제60/731,924호의 우선권을 주장하고, 그 전체가 참조로서 본 출원에 포함된다.

Claims (18)

1. 종축을 구비하고, 상기 종축의 일측에 제 1 조종실을 포함하며, 상기 제 1 조종실에 인접한 아래에 중심부를 포함하는 동체;

   동체에 장착되고, 제 1 기류 덕트를 통과한 기류 주변에 힘을 가하는 제 1 공기 발동기(air mover)를 포함하는 상기 제 1 기류 덕트, 및 동체에 장착되고, 제 2 기류 덕트를 통과한 기류 주변에 힘을 가하는 제 2 공기 발동기를 포함하는 상기 제 2 기류 덕트를 포함하고,

   상기 중심부의 외측 상부 및 하부 표면들은 (a)상기 중심부 위의 기류를 통해 공기역학적인 양력의 생성을 증가시키고, (b)상기 제 1 기류 덕트를 빠져나오는 기류의 저항을 감소시키도록 공기역학적으로 형성된 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 중심부의 외측 상부 표면은 볼록하게 형성되고, 상기 중심부의 외측 하부 표면은 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 종축의 반대편 측에 제 2 조종실을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 조종실은 상기 중심부 위로 연장되어 상기 중심부에 의해 생성된 양력이 증가되도록 공 기가 상기 제 1 및 제 2 조종실 사이의 상기 중심부의 상기 상부 표면 위를 통과하는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 중심부의 상부 표면은 볼록한 표면 형상을 갖고, 이것에 의해 상기 동체 위에 저압의 공기역학적인 양력 영역을 생성하는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 볼록한 표면 형상은 실질적으로 동일한 반경의 원호 형상에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 볼록한 표면 형상은 제 1 반경에 의해 한정되는 전방의 만곡부 및 제 1 반경보다 큰 제 2 반경에 의해 한정되는 후방의 만곡부를 구비한 비대칭인 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 동체의 상기 중심부는 객실 페이로드 공간을 포함하고, 상기 볼록한 표면 형상은 중공이며 상기 객실의 지붕의 적어도 일부를 형성하는 것을 특징으로 하 는 덕트 기류 방식의 탈것.
8. 제 5 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 외측 하부 표면은 실질적으로 평평한 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
9. 제 4항에 있어서,

   상기 외측 하부 표면의 적어도 일부는 실질적으로 평평하고, 상기 덕트들 중 전방의 덕트를 향한 방향으로 위쪽으로 기울어진 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
10. 제 4항에 있어서,

    상기 중심부가 에어포일 형상의 단면을 갖도록, 상기 외측 하부 표면은 오목하고, 이로 인해 상기 동체 아래의 정압이 증가하는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
11. 제 1항에 있어서,

    상기 제 1 기류 덕트는 제 1 조종실의 전방에 있고, 상기 제 2 기류 덕트는 제 1 조종실의 후방에 있는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 기류 덕트는 상기 종축에 축방향으로 일직선상에 배열되는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
13. 제 1 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 및 제 2 기류 덕트의 각 덕트 축들은 실질적으로 서로 평행하고, 기울어진 방향으로 힘 성분을 제공하기 위해 동체의 전방으로 기울어진 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
14. 제 1항에 있어서,

    상기 전방 및 후방 덕트의 흡입 단부 사이를 가로질러 복수의 제어 날개가 배치되고, 상기 날개들 중 적어도 일부는 실질적으로 상기 종축과 일직선상으로 배열되는 스팬와이즈 축들(spanwise axes)을 갖는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
15. 제 14항에 있어서,

    상기 복수의 제어 날개들 중 적어도 일부는 또한 상기 덕트의 유체 출구 단부의 적어도 일부를 수평으로 가로질러 배치되는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
16. 제 14항에 있어서,

    상기 제어 날개들은 상기 제 1 및 제 2 덕트들을 통과한 주요 유체 흡입 기류 방향을 향하여 위치된 선단을 구비한 에어포일 형상의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
17. 제 16항에 있어서,

    상기 에어포일 형상의 날개들 중 적어도 일부는 각각 예상되는 덕트 기류 벡터의 위치들이 대략 날개 스팬와이즈 축을 따라 각각 다른 위치에 매치되도록 방향 지어진 그의 스팬와이즈 축을 따라 변하기 쉽게 방향 지어진 익현선을 갖는 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.
18. 제 14항에 있어서,

    상기 날개들의 익현선들은 상기 제 1 및 제 2 덕트들 사이의 날개의 위치를 결정하는 수단으로서, 순차적으로 변화하는 각도로 방향 지어진 것을 특징으로 하는 덕트 기류 방식의 탈것.

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