JP5666431B2 - 対の二重反転垂直軸プロペラを備えるフライングマシン - Google Patents
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Description
ユーザがプラットフォーム上に立ち、プラットフォームの下に、地表からプラットフォームを持上げる揚力を生成するプロペラが搭載されるフライングプラットフォームを備えるフライングマシンを提供することが提案されてきた。プラットフォームは、ユーザが把持する周縁ハンドレールを備え、ユーザは、プラットフォームの傾きを制御して、プラットフォームの進む方向を制御するために、自分の体重のかけ方を調整する。こうしたフライングプラットフォームは、Arthur Robertson等による米国特許第2953321号に提案されている。こうしたプラットフォームはまた、1940年代および1950年代にCharles Zimmermanによって提案された。
本出願は、先に提案された非常に基本的なフライングプラットフォームが現実の世界で非実用的であることおよびフライングプラットフォームの問題を解決することに関する研究に由来している。
好ましくは、マシンは、2つのモータを備える。
好ましくは、2つのモータは、モータからの出力駆動力をプロペラに伝達するように働く単一の駆動手段に接続される。
好ましくは、ハンドルバーは、プロペラの回転軸から一方向において横方向に離間し、座席は、プロペラの回転軸から対向方向において横方向に離間する。
好ましくは、マシンに対するハンドルバーの回転は、マシンのヨーを制御する。
好ましくは、ハンドルバーは、テールロータの回転速度を制御するように働く。
好ましくは、ハンドルバーは、トルク反作用を誘発するために、それぞれの二重反転プロペラのブレードのコレクティブピッチにおける差を制御する。
ハンドルバーは、別法としてまたは付加的に、マシンのヨーを制御するために、プロペラの相対的な回転速度を制御してもよい。
好ましくは、ハンドルバーは、ツイストグリップを備え、ツイストグリップの回転は、生成される揚力を制御するために、少なくとも1つのプロペラのブレードのコレクティブピッチを制御する。
一実施形態では、1つのスワッシュプレートの動きを他のスワッシュプレートに伝達する伝達スワッシュプレートが存在する。
好ましくは、スカートは、複数の垂直に離間したリングを備え、リング間の隙間は、使用中に、プロペラに空気を供給するダクトとして機能する。
好ましくは、マシンのベースは、飛行中でないときに、マシンが載る複数のランナを備える。
好ましくは、ハブは、マシンのベースのソケット内に回転可能に搭載されたボールを備える。
一実施形態では、マシンは、テールロータを備え、ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するためにテールロータを制御するように働く。
別の実施形態では、ハンドルバーは、マシンをヨーイングさせるトルク反作用を誘発するために二重反転プロペラの特性を変えるように働く。
好ましくは、ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために、1つのプロペラだけのブレードのコレクティブピッチを制御する。
好ましくは、ハンドルバーは、ツイストグリップを備え、ツイストグリップの回転は、生成される揚力を制御するために、少なくとも1つのプロペラのブレードのコレクティブピッチを制御する。
一実施形態では、1つのスワッシュプレートの動きを他のスワッシュプレートに伝達する伝達スワッシュプレートが存在する。
一実施形態では、1つのスワッシュプレートの動きを他のスワッシュプレートに伝達する伝達スワッシュプレートが存在する。
好ましくは、ヨー制御機構は、マシンのヨーを制御するために、1つのプロペラだけのコレクティブピッチを制御する。
好ましくは、ヨー制御機構は、プロペラのブレードのコレクティブピッチを変えるように働くコレクティブピッチ機構を備え、その機構は、プロペラブレードに連結したスワッシュプレートを備え、プロペラブレードに対するスワッシュプレートの動きは、プロペラブレードのピッチを変えるように、プロペラブレードをその長手軸を中心に回転させる。
好ましくは、各スワッシュプレートの動きは、各アクチュエータによって制御され、1つのプロペラのブレードのコレクティブピッチが、他のプロペラのブレードのコレクティブピッチと独立に制御される。
最も好ましくは、各ブレードピッチ制御機構は、各サーボによって制御される。
好ましくは、各プロペラは、各駆動軸によって駆動され、駆動軸は同軸であり、駆動軸の少なくとも1つの駆動軸は、ブレードピッチ制御機構の少なくとも1つが、その駆動軸内に収容されるように中空である。
荷重搬送コンテナは、負傷者を搬送するストレッチャを備えてもよい。
好ましくは、移動可能に搭載されたエアロフォイルは、マシンを横切って延在する水平軸を中心に回転するように搭載される。
好ましくは、第1の組の移動可能エアロフォイルは、マシンの前部に設けられ、第2の組はマシンの後部に設けられる。
本発明は、種々の方法で実施されてもよいが、実施形態は、ここで、添付図面を参照して単に例として述べられるであろう。
図7を参照して、上側および下側プロペラ5、7のブレード5A、7Aのピッチが、単一アクチュエータを介して同時に制御されるコレクティブピッチ機構81が示される。
地表にあるとき、マシン1は、中央ボール33を使用してマシンを移動させることによって動き回ってもよい。ボール33は、地表上で摺動するように、低摩擦材料から形成され得、または、マシン1の多方向運動を可能にするために、マシン1のベースにおいてソケット内に回転可能に搭載され得る。
図18を参照して、改良型ピッチ制御機構140は、独立したサーボを介して、ロータブレード5A、7Aの各組のコレクティブピッチおよびサイクリックピッチの独立した制御を可能にする。
サーボ193は、上側スワッシュプレート187を上下に移動させるように制御され得、この運動は、下側ロータ7のブレード7Aのピッチをコレクティブにまたはサイクリックに調整するために、回転する下側スワッシュプレート183に伝達される。
上側スワッシュプレート211は、制御ロッド支持体215を介して、端部キャップ209上に搭載される各直線プッシュ/プルサーボ219まで内側軸149の内部を上に延びる上側制御ロッド213に接続される。
ここで図19〜24を参照して、改良型フライングマシン200は、上述したマシン1の固定したエアロフォイルリング27の前部および後部セクションを置換える細長い調整可能エアロフォイル221を備える。調整可能エアロフォイル221はそれぞれ、各エアロフォイル221の圧力中心223に配置される各水平軸を中心に回転するために、固定したエアロフォイルリング27上に搭載される。
中立位置では、前部および後部の組のエアロフォイル221は、全体が矢印223で示される方向に、すなわち、マシンの長手軸に平行な方向に空気を流す。この中立位置は、ホバリングおよび低速飛行のために使用されることになる。
もちろん、エアロフォイル221の前部および後部の組は、エアロフォイル221の前部の組または後部の組だけが移動するように独立に制御されてもよい。そのため、生成される揚力のかなりの微細調整が可能である。エアロフォイル221の角度は、より大きなまたはより小さな揚力が必要とされるというマシンに対するオペレータによる入力に応答して自動的に制御されることが想定される。
プロペラ5、7の速度およびブレードピッチ、サーボ193、219、移動可能エアロフォイル221、および設けられる場合プッシャファン組立体231は、適した有線または無線コントローラによって機械的にまたは電気的に制御されてもよい。
コントローラは、マシンが降下しているとジャイロが検知する方向に追従するようにマシンを移動させために、プロペラ5、7の速度およびブレードピッチ、サーボ193、219、移動可能なエアロフォイル221、およびプッシャファン組立体231のうちの少なくとも1つを効率的に制御しており、したがって、マシンの下に戻るように重心がシフトされる。
空気流調整手段は、プロペラ5、7に対して任意の適した位置に位置し得る。こうした位置は、たとえば、上側プロペラ5の上、下側プロペラ7の下、またはプロペラ5と7との間を含む。
Claims (27)
- 2つの垂直軸二重反転プロペラの上に少なくとも1つのモータを備えるフライングマシンであって、前記プロペラのブレードは、前記モータによって前記プロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、前記プロペラは、共通の回転軸を共有し、且つ外周縁部を有し、前記プロペラの前記外周縁部の半径方向内側の位置で、前記プロペラの上のマシン上に共に搭載された座席とハンドルバーを備え、前記プロペラは、周縁スカートによって囲まれていて、前記スカートにおける複数のダクトが、使用中に、前記プロペラに空気を供給し、
前記スカートは、複数の垂直に離間したリングを備え、前記リング間の隙間は、使用中に、前記プロペラに空気を供給する前記ダクトとして機能する、マシン。 - 前記プロペラは、使用中に各プロペラが同じ揚力を生成するように、各プロペラに入る空気流の如何なる差をも調節するよう、前記プロペラの特性が変えられるように構成される請求項1に記載のマシン。
- 変えられ得るのは、前記プロペラブレードのピッチである請求項1に記載のマシン。
- 2つのモータを備える請求項1から3のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記2つのモータは、前記モータからの出力駆動力を前記プロペラに伝達するように働く単一駆動手段に接続される請求項4に記載のマシン。
- 前記モータはそれぞれ、他方のモータ無しに、一方のモータが前記駆動手段を駆動することを可能にするように働く各一方向クラッチを介して前記駆動手段に接続される請求項5に記載のマシン。
- 前記ハンドルバーは、前記プロペラの回転軸から予め定める一方向において横方向に離間し、前記座席は、前記プロペラの前記回転軸から前記一方向とは対向する方向において横方向に離間する請求項1から6のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記ハンドルバーの少なくとも一部の動きは、マシンのヨーを制御するように働く請求項1から7のいずれか1項に記載のマシン。
- マシンに対する前記ハンドルバーの回転は、マシンのヨーを制御する請求項8に記載のマシン。
- テールロータを備え、前記ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために前記テールロータを制御するように働く請求項8または請求項9に記載のマシン。
- 前記ハンドルバーは、前記テールロータの回転速度を制御するように働く請求項10に記載のマシン。
- 前記ハンドルバーは、マシンをヨーイングさせるトルク反作用を誘発するために前記二重反転プロペラの特性を変えるように働く請求項8、9、または11のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記ハンドルバーは、前記トルク反作用を誘発するために、各二重反転プロペラのブレードのコレクティブピッチ間の差を制御する請求項12に記載のマシン。
- 前記ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために、1つのプロペラだけのブレードのコレクティブピッチを制御する請求項13に記載のマシン。
- 前記ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために、前記プロペラの相対的な回転速度を制御する請求項10から14のいずれか1項に記載のマシン。
- 少なくとも1つのスロットルレバーを備え、前記少なくとも1つのスロットルレバーの動きは、前記モータの速度を制御する請求項1から15のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記ハンドルバーは、ツイストグリップを備え、前記ツイストグリップの回転は、生成される揚力を制御するために、少なくとも1つのプロペラのブレードのコレクティブピッチを制御する請求項1から16のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記プロペラのブレードのコレクティブピッチを変えるように働くコレクティブピッチ機構を備え、前記機構は、前記プロペラのブレードに連結したスワッシュプレートを備え、前記プロペラブレードに対する前記スワッシュプレートの動きは、前記プロペラブレードのピッチを変えるように、前記プロペラブレードをその長手軸を中心に回転させる請求項1から17のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記スワッシュプレートは、前記プロペラの回転軸に平行な方向に直線状に動くように構成され、この直線運動は、前記スワッシュプレートを前記ブレードに連結するリンク機構によって前記ブレードの回転運動に変換される請求項18に記載のマシン。
- 各プロペラは、各スワッシュプレートに関連する請求項18または19に記載のマシン。
- 1つのスワッシュプレートの動きを他のスワッシュプレートに伝達する伝達スワッシュプレートを備える請求項20に記載のマシン。
- アクチュエータは、1つのスワッシュプレートの動きを実施するために設けられ、前記スワッシュプレートの動きは、両方のプロペラのブレードのコレクティブピッチが1つのアクチュエータによって同時に制御されるように、前記伝達スワッシュプレートによって他のスワッシュプレートに伝達される請求項21に記載のマシン。
- 各スワッシュプレートの動きは、1つのプロペラのブレードのコレクティブピッチが、他のプロペラのブレードのコレクティブピッチと独立に制御されるように、各アクチュエータによって制御される請求項20に記載のマシン。
- 前記リングは、エアロフォイル形状横断面である請求項1に記載のマシン。
- マシンのベースは、飛行中でないときに、マシンが載る複数のランナを備える請求項1から24のいずれか1項に記載のマシン。
- マシンのベースは、飛行中でないときに、マシンの動きを容易にする中央に搭載されたハブを備える請求項1から25のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記ハブは、マシンのベースのソケット内に回転可能に搭載されたボールを備える請求項26に記載のマシン。
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