(57)【要約】      （修正有）【課題】高められたヨー制御用の傾斜したローターを有する回転翼航空機を使用するシステム及び方法を提供する。【解決手段】回転翼航空機が、フレーム及びフレームに連結された複数のローターを有する。フレームは、ロール軸及びピッチ軸を有する。ローターのそれぞれが、ローターシャフトを含む。ローターのそれぞれのローターシャフトが、ロール軸とピッチ軸のうちの少なくとも一方に関して傾斜している。ローターのそれぞれのローターシャフトは、３度と１５度の間で傾斜していてよい。ローターのそれぞれは、同軸な同じ方向に回転するローターであってよい。ローターは、フレームの両側の対として配向されていてよい。各両側の対の両方のローターは、同じ方向に回転する。回転翼航空機は、それぞれが前方傾斜を有する、少なくとも２つの更なるローターを含んでよい。更なるローターのそれぞれは、同軸な逆方向に回転するローターであってよい。【選択図】図１
2020033000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール軸（５）及び前記ロール軸（５）に垂直なピッチ軸（６）を有するフレーム（７０）、並びに
前記フレーム（７０）に連結された複数のローター（１０、２０、３０、４０）であって、それぞれが、前記ロール軸（５）と前記ピッチ軸（６）のうちの少なくとも一方に関して傾斜しているローターシャフト（１３、２３、３３、４３）を含む、複数のローター（１０、２０、３０、４０）を備える、回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項２】
前記複数のローター（１０、２０、３０、４０）が、第１のローター（１０）、第２のローター（２０）、第３のローター（３０）、及び第４のローター（４０）を含む、少なくとも４つのローターである、請求項１に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項３】
前記複数のローター（１０、２０、３０、４０）のそれぞれの前記ローターシャフト（１３、２３、３３、４３）が、前記ロール軸（５）と前記ピッチ軸（６）のうちの少なくとも一方に関して３度と１５度の間で傾斜している、請求項２に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項４】
前記複数のローター（１０、２０、３０、４０）のそれぞれの前記ローターシャフト（１３、２３、３３、４３）が、前記ロール軸（５）に関して３度と１５度の間で傾斜している、請求項３に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項５】
前記複数のローター（１０、２０、３０、４０）のそれぞれの前記ローターシャフト（１３、２３、３３、４３）が、前記ピッチ軸（６）に関して３度と１５度の間で傾斜している、請求項４に記載の回転翼航空機（１、２００、４００）。
【請求項６】
前記少なくとも４つのローターのそれぞれが、ヨー軸（７）から延びる線と垂直に方向付けられた推力成分（２１０、２２０、２３０、２４０、４１０、４２０、４３０、４４０）を生成する、請求項４に記載の回転翼航空機（２００、４００）。
【請求項７】
前記複数のローター（１０、２０、３０、４０）のそれぞれの前記ローターシャフト（１３、２３、３３、４３）の前記傾斜が、固定されている、請求項６に記載の回転翼航空機（２００、４００）。
【請求項８】
前記回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）が、５００ポンド以上の総重量又は１００ポンドと１０００ポンドの間のペイロード容量を有する、請求項２から７のいずれか一項に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項９】
前記第１のローター（１０）及び前記第３のローター（３０）が、反時計回りに回転するように動作可能であり、前記第２のローター（２０）及び前記第４のローター（４０）が、時計回りに回転するように動作可能である、請求項２から８のいずれか一項に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項１０】
少なくとも２つの更なるローター（５０、６０）を更に備え、前記少なくとも２つの更なるローター（５０、６０）が、それぞれ、前記ピッチ軸（６）に関して傾斜しているローターシャフト（５３、６３）を含む、請求項９に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの更なるローター（５０、６０）のそれぞれの前記ローターシャフト（５３、６３）が、前記ピッチ軸（6）に関して３度と１５度の間の前方傾斜を有する、請求項１０に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの更なるローター（５０、６０）のそれぞれが、同軸な逆方向に回転するローター（５１、５２；６１、６２）である、請求項１０に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項１３】
前記複数のローター（１０、２０、３０、４０）のそれぞれが、同軸な同じ方向に回転するローター（１１、１２；２１、２２；３１、３２；４１、４２）である、請求項１２に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項１４】
前記少なくとも４つのローターが、ちょうど４つのローターであり、前記少なくとも２つの更なるローター（５０、６０）が、ちょうど２つの更なるローターであり、前記４つのローター（１０、２０、３０、４０）と前記２つの更なるローター（５０、６０）が、六角形パターンに配向されており、前記２つの更なるローター（５０、６０）が、前記ピッチ軸（６）に沿って整列している、請求項１３に記載の回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）。
【請求項１５】
回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）を操作する方法であって、
回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）の少なくとも４つのローター（１０、２０、３０、４０）であって、それぞれが、前記回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）のヨー軸（７）と非平行且つ非垂直な回転軸（１５、２５、３５、４５）を有し、前記少なくとも４つのローター（１０、２０、３０、４０）が、少なくとも２つの両側ローター対を含み、前記少なくとも２つの両側対のうちの第１の両側ローター対が、前記回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）のロール軸（５）とピッチ軸（６）の両方のそれぞれの反対側にある第１のローター（１０）と第３のローター（３０）を含み、前記少なくとも２つの両側対のうちの第２の両側ローター対が、前記ロール軸（５）と前記ピッチ軸（６）の両方のそれぞれの反対側にある第２のローター（２０）と第４のローター（４０）を含む、少なくとも４つのローター（１０、２０、３０、４０）に電力を供給すること、
前記第１の両側ローター対を反時計回りの方向に回転させ、前記第２の両側ローター対を時計回りの方向に回転させること、及び
ヨー操縦であって、前記第１の両側ローター対の回転速度を増加させ、前記増加した回転速度が前記第１の両側ローター対による推力を生成し、前記推力の成分（１１５、１１６、１３５、１３６、２１０、２３０、３１０、３３０、４１０、４３０、５１０、５３０）が前記ヨー軸（７）と非平行に方向付けられる、ヨー操縦を開始することを含む、方法。
【請求項１６】
前記推力の前記成分（２１０、２３０、４１０、４３０）が、前記ヨー軸（７）から延びる線と垂直に方向付けられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも４つのローター（１０、２０、３０、４０）のそれぞれが、同軸な同じ方向に回転するローター（１１、１２；２１、２２；３１、３２；４１、４２）である、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記回転翼航空機（１、２００、３００、４００、５００）の少なくとも２つの更なるローター（５０、６０）であって、それぞれが、前記ピッチ軸（６）に関して前方傾斜を有する回転軸（５５、６５）を含む、少なくとも２つの更なるローター（５０、６０）に電力を供給することを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの更なるローター（５０、６０）のそれぞれが、同軸な逆方向に回転するローター（５１、５２；６１、６２）である、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で説明される実施形態は、回転翼航空機に関する。特に、本開示は、高められたヨー制御用の傾斜したローターを有する回転翼航空機を使用するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転翼航空機は、ローターブレードとも称される回転翼から揚力を得る航空機である。４つ以上のローターを有する回転翼航空機は、愛好家の人気がますます高まっており、販売目的で開発されている。これらのマルチローター回転翼航空機は、一般的にサイズ及びペイロード容量が限られている。各個別のローターの推力を変更し、航空機の３つの主軸に沿った力及び３つの主軸の周りのモーメントを生成することによって、回転翼航空機の垂直方向及び前進方向（前向き方向）の速度を制御する。全てのローターの推力を共通の方向に変更することによって、揚力及び垂直方向の速度を制御する。回転翼航空機の異なる側部にあるローターの推力を選択的に異なる方向へ変更することによって、航空機の角度又は姿勢を制御する。この姿勢制御は、並進速度の制御にも使用される。通常のやり方としては、反対側の対称的な位置にあるローターの推力を選択的に異なる方向へ変更することによって、回転翼航空機の垂直軸の周りの角度制御、すなわちヨー制御を行うことができる。マルチローター回転翼航空機などの既知の回転翼航空機は、重い荷重の下で操縦することがより困難であり、より大きな回転翼航空機へ拡大するように設計することは望ましくないだろう。更に、既知の回転翼航空機の電力要件は、それらの移動範囲及びペイロード容量を制限し得る。例えば、ローターの慣性モーメントが増加すると、素早く回転速度を変更するためにより多くの電力が必要になり得る。結果として、バッテリなどの電源がより早く枯渇するか、又は回転翼航空機の操縦を行うのにより長い時間がかかる場合がある。既知の回転翼航空機には他の欠点もあるだろう。
【発明の概要】
【０００３】
本開示は、上述の問題や欠点の幾つかを克服し又は減らす方法及びシステムを対象とする。実施形態の全てが、同じ利点又は同一程度の利点を提供する訳ではない。
【０００４】
例示的な一実施形態は、フレーム及びフレームに連結された複数のローターを有する回転翼航空機である。フレームは、ロール軸及びピッチ軸を有する。ピッチ軸は、ロール軸に対して垂直である。複数のローターのそれぞれが、ローターシャフトを含む。複数のローターのそれぞれのローターシャフトが、ロール軸とピッチ軸のうちの少なくとも一方に関して傾斜している。複数のローターは、第１のローター、第２のローター、第３のローター、及び第４のローターを含む少なくとも４つのローターであってよい。
【０００５】
複数のローターのそれぞれのローターシャフトが、ロール軸とピッチ軸のうちの少なくとも一方に関して３度と１５度の間で傾斜していてよい。複数のローターのそれぞれのローターシャフトは、ロール軸に関して３度と１５度の間で傾斜していてよい。複数のローターのそれぞれのローターシャフトは、ピッチ軸に関して３度と１５度の間で傾斜していてよい。少なくとも４つのローターのそれぞれは、ヨー軸から延びる線と垂直に方向付けられた推力成分を生成することができる。第１のローターと第３のローターは、反時計回りに回転するように動作可能であり、第２のローターと第４のローターは、時計回りに回転するように動作可能である。複数のローターのそれぞれのローターシャフトの傾斜は、固定されていてよい。複数のローターのそれぞれは、１メートル（３．２８フィート）を超える直径を有してよい。回転翼航空機は、２２６．８キログラム（５００ポンド）以上の総重量を有してよい。回転翼航空機は、４５．４キログラムと３５４キログラムの間（１００〜１０００ポンド）のペイロード容量を支持するのに十分な揚力を生成することができる。
【０００６】
回転翼航空機は、少なくとも２つの更なるローターを含んでよい。少なくとも２つの更なるローターは、それぞれ、ピッチ軸に関して傾斜したローターシャフトを含む。少なくとも２つの更なるローターのそれぞれのローターシャフトは、ピッチ軸に関して３度と１５度の間の前方傾斜（前向きの傾斜）を有してよい。少なくとも２つの更なるローターのそれぞれは、同軸な逆方向に回転するローターであってよい。複数のローターのそれぞれは、同軸な同じ方向に回転するローターであってよい。少なくとも４つのローターは、ちょうど４つのローターであってよく、少なくとも２つの更なるローターは、ちょうど２つの更なるローターであってよい。４つのローターと２つの更なるローターは、六角形パターンに配向されていてよい。２つの更なるローターは、ピッチ軸に沿って整列していてよい。
【０００７】
例示的な一実施形態は、フレーム及びフレームに連結された少なくとも４つのローターを有する回転翼航空機である。フレームは、ヨー軸を有する。少なくとも４つのローターのそれぞれは、ヨー軸に対して非平行且つ非垂直な回転軸を有する。少なくとも４つのローターは、フレームの両側の対として配向されている。各両側の対の両方のローターは、同じ方向に回転するように動作可能である。少なくとも４つのローターのそれぞれは、ヨー軸から延びる線と垂直に方向付けられた推力成分を生成することができる。回転翼航空機は、少なくとも２つの更なるローターを含んでよい。少なくとも２つの更なるローターは、それぞれ、ピッチ軸に関して前方傾斜を有する回転軸を含んでよい。少なくとも２つの更なるローターのそれぞれの回転軸は、３度と１５度の間の前方傾斜を有してよい。少なくとも４つのローターのそれぞれの回転軸が、ロール軸に関して３度と１５度の間で傾斜していてよい。少なくとも４つのローターのそれぞれの回転軸は、ピッチ軸に関して３度と１５度の間で傾斜していてよい。少なくとも４つのローターのそれぞれは、同軸な同じ方向に回転するローターであってよい。少なくとも２つの更なるローターのそれぞれは、同軸な逆方向に回転するローターであってよい。
【０００８】
例示的な一実施形態は、フレーム及び複数のローターを有する回転翼航空機である。フレームは、ヨー軸を有する。複数のローターは、ヨー軸の周りで両側の対として配向されている。各両側の対の両方のローターは、同じ方向に回転するように動作可能である。各両側の対は、ヨー軸から延びる線と垂直に方向付けられた推力成分を生成するように傾斜している。回転翼航空機は、少なくとも２つの更なるローターを含んでよい。少なくとも２つの更なるローターは、それぞれ、ロール軸と平行に方向付けられた推力成分を生成するように傾斜していてよい。少なくとも２つの更なるローターのそれぞれは、同軸な逆方向に回転するローターであってよい。複数のローターのそれぞれは、同軸な同じ方向に回転するローターであってよい。
【０００９】
例示的な一実施形態は、回転翼航空機の少なくとも４つのローターに電力を供給することを含む、回転翼航空機を操作する方法である。少なくとも４つのローターは、それぞれ、回転翼航空機のヨー軸に対して非平行且つ非垂直な回転軸を有する。少なくとも４つのローターは、少なくとも２つの両側ローター対（両側の対）を含む。少なくとも２つの両側ローター対のうちの第１の両側ローター対は、回転翼航空機のロール軸とピッチ軸の両方のそれぞれの反対側にある第１のローターと第３のローターを含む。少なくとも２つの両側ローター対のうちの第２の両側ローター対は、ロール軸とピッチ軸の両方のそれぞれの反対側にある第２のローターと第４のローターを含む。該方法は、第１の両側ローター対を反時計回りに回転させ、第２の両側ローター対を時計回りに回転させて、ヨー操縦を開始する。ヨー操縦は、第１の両側ローター対の回転速度を増加させる。それらの回転速度を増加させることにより、ヨー軸と非平行に方向付けられた推力成分を有する推力が、第１の両側ローター対によって生成される。その推力成分は、ヨー軸から延びる線と垂直に方向付けられていてよい。少なくとも４つのローターのそれぞれは、同軸な同じ方向に回転するローターであってよい。該方法は、回転翼航空機の少なくとも２つの更なるローターに電力を供給することを含んでよい。少なくとも２つの更なるローターは、それぞれ、ピッチ軸に関して前方傾斜を有する回転軸を含む。少なくとも２つの更なるローターのそれぞれは、同軸な逆方向に回転するローターであってよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】傾斜したローターを有する回転翼航空機の一実施形態を示す。
【図２】図１の実施形態の上面図を示す。
【図３】図１の実施形態の前面図を示す。
【図４】図１の実施形態の側面図を示す。
【図５】傾斜したローターを有する回転翼航空機の概略的な表現である。
【図６】図１の実施形態の概略的な表現である
【図７】第１の構成にある回転翼航空機の概略的な表現である。
【図８】第２の構成にある回転翼航空機の概略的な表現である。
【図９】第３の構成にある回転翼航空機の概略的な表現である。
【図１０】第４の構成にある回転翼航空機の概略的な表現である。
【図１１】回転翼航空機を操作する方法の一実施形態のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示は、様々な変形を受け、代替的な形態を採るが、実施例として特定の実施形態が示されてきた。説明された特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態で独立に実現され得るか、又は、更なる詳細が図面及び以下の説明を参照しながら理解され得る、更なる他の実施形態と組み合わされてよい。しかし、本開示は、開示される特定の形態に限定されることを意図していないことが理解されるべきである。むしろ、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲内に含まれる全ての変形例、等価物、及び代替例をカバーすることが意図されている。
【００１２】
図１は、フレーム７０、１以上の支持体８０、及び複数のローターを有する、回転翼航空機１を示している。複数のローターは、少なくとも４つのローターを含む。少なくとも４つのローターは、それぞれ、ヨー制御のために、ローターによって生成される推力成分を非垂直方向に向けるように傾斜している。複数のローターのそれぞれの傾斜は、固定されていてよい。複数のローターは、２つの更なるローターなどの複数の更なるローターを含んでよい。複数の更なるローターは、それぞれ、回転翼航空機１の前方移動を支援するために、更なるローターによって生成される推力成分を非垂直方向に向けるように傾斜している。複数のローターは、第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、及び第４のローター４０を含む。例示目的で、第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、及び第４のローター４０は、集合的に複数のローター１０〜４０と称される。但し、他の実施形態は、４つを超える数のローターを含んでよい。複数の更なるローターは、第５のローター５０及び第６のローター６０を含む。例示目的で、第５のローター５０及び第６のローター６０は、集合的に複数の更なるローター５０〜６０と称される。但し、他の実施形態は、２つを超える数の更なるローターを含んでよい。複数のローター１０〜４０及び複数の更なるローター５０〜６０は、集合的に複数のローター１０〜６０と称される。
【００１３】
回転翼航空機１は、ロール軸５、ピッチ軸６、及びヨー軸７を含み、ロール軸５の方向に前方移動２するように操作され得る。ロール軸５、ピッチ軸６、及びヨー軸７は、当業者によって理解され得るように、回転翼航空機１の重心で交差する。１以上の支持体８０は、脚であってよく、飛行していないときに回転翼航空機１の重量を支持するように構成されている。１以上の支持体８０は、荷物、監視装備、科学的モニタリング機器、及び／又はカメラなどの、ペイロードに対する連結部を提供し得るが、それらに限定されるものではない。回転翼航空機１は、バッテリや制御モジュールなどの電源（図示せず）を含む。制御モジュールは、回転翼航空機１のロール、ピッチ、及びヨーを制御するために、複数のローター１０〜６０のうちの１以上に選択的に電力を供給する。電源及び制御モジュールは、フレーム７０内に包含されてよい。
【００１４】
複数のローター１０〜６０のうちの１以上は、同軸なローターであってよい。同軸なローターは、ローターの機械的な不具合の場合に、冗長な推力源を提供することができる。図１で示されているように、第１のローター１０は、同軸なローターであり、上側ローター１１、下側ローター１２、及び上側ローター１１と下側ローター１２を支持するローターシャフト１３を含む。第２のローター２０は、同軸なローターであり、上側ローター２１、下側ローター２２、及び上側ローター２１と下側ローター２２を支持するローターシャフト２３を含む。第３のローター３０は、同軸なローターであり、上側ローター３１、下側ローター３２、及び上側ローター３１と下側ローター３２を支持するローターシャフト３３を含む。第４のローター４０は、同軸なローターであり、上側ローター４１、下側ローター４２、及び上側ローター４１と下側ローター４２を支持するローターシャフト４３を含む。第５のローター５０は、同軸なローターであり、上側ローター５１、下側ローター５２、及び上側ローター５１と下側ローター５２を支持するローターシャフト５３を含む。第６のローター６０は、同軸なローターであり、上側ローター６１、下側ローター６２、及び上側ローター６１と下側ローター６２を支持するローターシャフト６３を含む。好適には、上側ローターと下側ローターのローターブレードが、固定されたピッチのローターブレードである。本明細書で使用される際に、「上側ローター」及び「下側ローター」という用語は、中央ハブにおいてローターシャフトに連結された、２ブレードローター、３ブレードローター、又は４ブレードローターなどの、マルチブレードローターを包含する。複数のローター１０〜６０は、フレーム７０に連結されている。フレーム７０は、第１の端部７５、第２の端部７６、前端部７７（図２で最も良く示されている）、及び後端部７８（図２で最も良く示されている）を含む。フレーム７０は、複数のローター１０〜４０を空間的に分離する複数のアーム７１、７２、７３、７４を含んでよい。第５のローター５０は、第１の端部７５でフレーム７０に連結されてよく、第６のローター６０は、第２の端部７６でフレーム７０に連結されてよい。
【００１５】
図２は、ヨー軸７に沿って見た場合の、回転翼航空機１の上面図を示している。複数のローター１０〜４０及び複数の更なるローター５０〜６０は、六角形パターンに配向されている。ロール軸５とピッチ軸６は、回転翼航空機１を４つの四分部９１〜９４に分割する。第１の四分部９１と第２の四分部９２は、前端部７７を有するピッチ軸６の片側にあり、第３の四分部９３と第４の四分部９４は、後端部７８を有するピッチ軸６の片側にある。第１の四分部９１と第４の四分部９４は、第１の端部７５を有するロール軸５の片側にある。第２の四分部９２と第３の四分部９３は、第２の端部７６を有するロール軸５の片側にある。第１のローター１０は第１の四分部９１に位置付けられ、第２のローター２０は第２の四分部９２に位置付けられ、第３のローター３０は第３の四分部９３に位置付けられ、且つ第４のローター４０は第４の四分部９４に位置付けられている。第１のローター１０と第２のローター２０は、ロール軸５から等距離に位置決めされている。第３のローター３０と第４のローター４０は、ロール軸５から等距離に位置決めされている。第５のローター５０と第６のローター６０は、ロール軸５から等距離に位置決めされている。第５のローター５０と第６のローター６０は、ピッチ軸６に沿って整列していてよい。第１のローター１０と第４のローター４０は、ピッチ軸６から等距離に位置決めされている。第２のローター２０と第３のローター３０は、ピッチ軸６から等距離に位置決めされている。ロール軸５は、前端部７７と後端部７８との間でフレーム７０の長さに沿って延在する。ピッチ軸６は、第１の端部７５と第２の端部７６との間でフレーム７０の幅に沿って延在する。ある実施形態では、フレーム７０の幅が、フレーム７０の長さよりも大きい。フレーム７０の長さより大きい幅は、第５のローター５０と第６のローター６０によって更なる安定性をもたらし得る。
【００１６】
図３は、ロール軸５に沿って見た場合の、回転翼航空機１の前面図を示している。第１のローター１０は回転軸１５を含み、第２のローター２０は回転軸２５を含み、第３のローター３０は回転軸３５を含み、第４のローター４０は回転軸４５を含み、第５のローター５０は回転軸５５を含み、且つ第６のローター６０は回転軸６５を含む。複数のローター１０〜４０のそれぞれのローターシャフト１３、２３、３３、４３は、ロール軸５に関して傾斜していてよい。別の言い方をすると、複数のローター１０〜４０のそれぞれの回転軸１５、２５、３５、４５は、ロール軸５に関して傾斜したときに、ロール軸５と垂直な平面内でヨー軸７に平行でもなければ垂直でもない。本明細書で説明される際に、ロール軸５に関する傾斜は、正の傾斜及び負の傾斜の両方を含む。ロール軸５に関する傾斜は、各ローターに対して個別に言及される。正の傾斜は、内向きの傾斜とも称される。というのも、上側ローターがロール軸５により近づけられるからである（ロール軸５とヨー軸７から形成される平面に向けて内向きになる）。負の傾斜は、外向きの傾斜とも称される。というのも、下側ローターがロール軸５により近づけられるからである（ロール軸５とヨー軸７から形成される平面に向けて内向きになる）。第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、及び第４のローター４０は、ロール軸５と垂直な平面内で角度α２だけ傾斜している。ある実施形態では、角度α２が、３度と１５度の間である。ある実施形態では、角度α２が、１５度より大きい。ある実施形態では、角度α２が、１０度と１５度の間である。ある実施形態では、角度α２が、３度と１０度の間である。第５のローター５０及び第６のローター６０のローターシャフト５３、６３は、ロール軸５と垂直な平面内でヨー軸７に平行であってよい。言い換えると、ロール軸５と垂直な平面内の角度α１は、ゼロ又は略ゼロであってよい。
【００１７】
図４は、ピッチ軸６に沿って見た場合の、回転翼航空機１の側面図を示している。複数のローター１０〜４０のそれぞれのローターシャフト１３、２３、３３、４３は、ピッチ軸６に関して傾斜していてよい。複数の更なるローター５０〜６０のそれぞれのローターシャフト５３、６３は、ピッチ軸６に関して傾斜していてよい。別の言い方をすると、複数のローター１０〜４０のそれぞれの回転軸１５、２５、３５、４５及び複数の更なるローター５０〜６０のそれぞれの回転の回転軸５５、６５は、ピッチ軸６に関して傾斜したときに、ピッチ軸６と垂直な平面内でヨー軸７に平行でもなければ垂直でもない。本明細書で説明される際に、ピッチ軸６に関する傾斜は、正の傾斜及び負の傾斜の両方を含む。ピッチ軸６に関する傾斜は、回転翼航空機１の全体に関するものとして言及される。正の傾斜は、前方傾斜とも称される。というのも、上側ローターが、ロール軸５の方向において前方移動２の方向に向けて位置決めされるからである。負の傾斜は、後方傾斜とも称される。というのも、下側ローターが、ロール軸５の方向において前方移動２の方向に向けて位置決めされるからである。
【００１８】
第５のローター５０及び第６のローター６０のローターシャフト５３、６３は、ピッチ軸６と垂直な平面内で角度β１だけ正に傾斜している。ある実施形態では、角度β１が、３度と１５度の間である。ある実施形態では、角度β１が、１５度より大きい。ある実施形態では、角度β１が、１０度と１５度の間である。ある実施形態では、角度β１が、３度と１０度の間である。第１のローター１０及び第２のローター２０のローターシャフト１３、２３は、ピッチ軸６と垂直な平面内で角度β２だけ傾斜している。ある実施形態では、角度β２が、３度と１５度の間である。ある実施形態では、角度β２が、１５度より大きい。ある実施形態では、角度β２が、１０度と１５度の間である。ある実施形態では、角度β２が、３度と１０度の間である。第３のローター３０及び第４のローター４０のローターシャフト３３、４３は、ピッチ軸６と垂直な平面内で角度β３だけ傾斜している。ある実施形態では、角度β３が、３度と１５度の間である。ある実施形態では、角度β３が、１５度より大きい。ある実施形態では、角度β３が、１０度と１５度の間である。ある実施形態では、角度β３が、３度と１０度の間である。
【００１９】
図１１は、回転翼航空機を操作する方法６００の一実施形態のフロー図である。方法６００は、動作６０５において、回転翼航空機の少なくとも４つのローターに電力を供給すること、及び、動作６１０において、少なくとも４つのローターを回転させることを含む。少なくとも４つのローターは、それぞれ、回転翼航空機のヨー軸に対して非平行且つ非垂直な回転軸を有する。少なくとも４つのローターは、少なくとも２つの両側ローター対（両側の対）を含む。少なくとも２つの両側ローター対のうちの第１の両側ローター対は、回転翼航空機のロール軸とピッチ軸の両方のそれぞれの反対側にある第１のローターと第３のローターを含む。少なくとも２つの両側ローター対のうちの第２の両側ローター対は、回転翼航空機のロール軸とピッチ軸の両方のそれぞれの反対側にある第２のローターと第４のローターを含む。動作６１０は、第１の両側ローター対を反時計回りに回転させ、第２の両側ローター対を時計回りに回転させることを含む。
【００２０】
少なくとも４つのローターのそれぞれは、同軸な同じ方向に回転するローターであってよく、動作６１０は、各同軸なローターのローターを、同軸なローターの回転軸の周りで同じ方向に回転させる。方法６００は、回転翼航空機の少なくとも２つの更なるローターに電力を供給することを含んでよい。少なくとも２つの更なるローターは、それぞれ、ピッチ軸に関して前方傾斜を有する回転軸を含む。少なくとも２つの更なるローターのそれぞれは、同軸な逆方向に回転するローターであってよく、動作６１０は、各逆方向に回転する同軸なローターのローターを、同軸なローターの回転軸の周りで逆方向に回転させる。
【００２１】
方法６００は、ヨー操縦を開始すること、ロール操縦を開始すること、及び／又はピッチ操縦を開始することを含んでよい。ロール操縦を開始するために、動作６１５において、プロセッサは、ロール操縦を開始するための要求が受信された時を決定する。ロール操縦を開始するための要求が左へロールするためのものである場合、動作６１６は、ロール軸の右側のローターの回転速度を増加させること、及び／又はロール軸の左側のローターの回転速度を低減させることを含む。ロール操縦を開始するための要求が右へロールするためのものである場合、動作６１７は、ロール軸の左側のローターの回転速度を増加させること、及び／又はロール軸の右側のローターの回転速度を低減させることを含む。回転翼航空機の非ロール制御特性を維持するために、この増加はこの低減と比例してよい。
【００２２】
ピッチ操縦を開始するために、動作６２０において、プロセッサは、ピッチ操縦を開始するための要求が受信された時を決定する。ピッチ操縦を開始するための要求がノーズをピッチダウンするためものである場合、動作６２１は、ピッチ軸の後側のローターの回転速度を増加させること、及び／又はピッチ軸の前側のローターの回転速度を低減させることを含む。ピッチ操縦を開始するための要求がノーズをピッチアップするためのものである場合、動作６２２は、ピッチ軸の前側のローターの回転速度を増加させること、及び／又はピッチ軸の後側のローターの回転速度を低減させることを含む。回転翼航空機の非ピッチ制御特性を維持するために、この増加はこの低減と比例してよい。
【００２３】
ヨー操縦を開始するために、動作６２５において、プロセッサは、ヨー操縦を開始するための要求が受信された時を決定する。ヨー操縦を開始するための要求が、反時計回りにヨーするものである場合、動作６２６は、時計回りのローターの回転速度を増加させること、及び／又は反時計回りのローターの回転速度を低減させることを含む。ヨー操縦を開始するための要求が、時計回りにヨーするものである場合、動作６２７は、反時計回りのローターの回転速度を増加させること、及び／又は時計回りのローターの回転速度を低減させることを含む。回転翼航空機の非ヨー制御特性を維持するために、この増加はこの低減と比例してよい。第１の両側ローター対が、反時計回りの方向に回転する場合、ヨー操縦は、時計回りにヨーするために、第１の両側ローター対の回転速度を増加させることを含む。それらの回転速度を増加させることにより、ヨー軸と非平行に方向付けられた推力成分を有する推力が、第１の両側ローター対によって生成される。その推力成分は、ヨー軸から延びる線と垂直に方向付けられていてよい。
【００２４】
例示目的で、回転翼航空機１は、方法６００で用いられてよいが、方法６００は、他の実施形態でも用いられてよい。そのような実施形態は、本明細書で説明される構成、実施例、及び配置を研究した後に、当業者によって理解され得る。図５は、回転翼航空機１の概略的な表現である。複数のローター１０〜４０は、フレーム７０の両側対（両側の対）として配向されている。第１のローター１０と第３のローター３０が、第１の両側ローター対を形成する。第２のローター２０と第４のローター４０が、第２の両側ローター対を形成する。複数のローター１０〜６０のそれぞれは、回転翼航空機１を持ち上げるための垂直な推力を生成する。回転翼航空機１のロールを制御するために、第２のローター２０及び第３のローター３０に対する第１のローター１０及び第４のローター４０の相対的な回転速度が変更される。回転翼航空機１のロール軸５の片側により多くの垂直な推力が生成されると、回転翼航空機１は、ロール軸５の周りでロールする。回転翼航空機１のピッチを制御するために、第３のローター３０及び第４のローター４０に対する第１のローター１０及び第２のローター２０の相対的な回転速度が変更される。ピッチ軸６の片側により多くの垂直な推力が生成されると、回転翼航空機１は、ピッチ軸６の周りでピッチする。
【００２５】
複数のローター１０〜６０のそれぞれは、ローターの回転とは反対のトルクを回転翼航空機１のフレーム７０上に生成する。第１のローター１０はロータートルク１１０を生成し、第２のローター２０はロータートルク１２０を生成し、第３のローター３０はロータートルク１３０を生成し、第４のローター４０はロータートルク１４０を生成し、第５のローター５０はロータートルク１５０を生成し、且つ第６のローター６０はロータートルク１６０を生成する。実施例によれば、第１のローター１０は、反時計回りに回転してよく、第１のローター１０の反時計回りの回転に反作用するために、第１のローター１０の回転によってフレーム７０上にかけられるロータートルク１１０は、フレーム７０の時計回りの回転をもたらし得る方向にある。ロータートルク１１０、ロータートルク１２０、ロータートルク１３０、ロータートルク１４０、ロータートルク１５０、及びロータートルク１６０の大きさは、それらのそれぞれのローターの回転速度に従って増加する。複数のローター１０〜４０のそれぞれが、同じ速度で回転しているときに、回転トルクは、対称であり回転翼航空機１をヨーしない。
【００２６】
回転翼航空機１のヨーを制御するために、第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）に対する第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）の相対的な回転速度が変更され、回転翼航空機１の角運動量を変化させる非対称なロータートルクを生成する。角運動量は保存されるので、回転翼航空機１は、システムを平衡させるためにヨーする。例えば、反時計回りに回転している第１のローター対の回転速度が減少した場合、及び時計回りに回転している第２のローター対の回転速度が増加した場合、回転翼航空機１の角運動量全体を平衡させるために、反時計回りの方向において回転翼航空機１の角速度が生成される。反時計回りに回転している第１のローター対の回転速度が増加した場合、及び時計回りに回転している第２のローターの回転速度が減少した場合、回転翼航空機１の角運動量全体を平衡させるために、時計回りの方向において回転翼航空機１の角速度が生成される。
【００２７】
ヨー動作の回転速度は、回転翼航空機の慣性モーメントに依存する。しかし、より大きな質量及び／又はより大きなローターブレードを有する回転翼航空機は、増加した慣性モーメントを有する。一般的に、より大きなローターは、回転動作を引き起こすためにより大量の電力を必要とする。回転速度における増加は、より小さいマルチローター回転翼航空機と比較して、より遅く実現され得る。更に、より大きな質量を有する回転翼航空機は、ヨー動作を引き起こすために回転翼航空機上に作用するより大きな力を必要とする。したがって、これらのローターの回転速度を増加させるために、より大量の電力が必要とされ、これらの回転翼航空機は、より遅くヨーすることになるだろう。例えば、２２６．８キログラム（５００ポンド）以上の総重量、１メートル以上のローター直径を有し、且つ／又は４５．４と３５４キログラムの間（１００〜１０００ポンド）のペイロード容量を支持するために十分な揚力を生成する回転翼航空機は、高められたヨー制御及び低減された電力消費から特に利益を有することができる。回転翼航空機の慣性モーメントが増加すれば、非傾斜ローターの回転によって生成される差動トルクは、回転翼航空機のヨーを制御することにおいて、より非効率となる。システムの電力消費が低減されると、回転翼航空機のペイロード容量及び／又は移動範囲が増加し得る。この構成、実施例、及び配置を研究した後で、当業者は、より小さい回転翼航空機も、ある程度利益を受けることができると理解するだろう。更に、当業者は、総重量、ローター直径、及び／又はペイロード容量が、所望の用途に対して選択可能であることを理解するだろう。例えば、ある用途は、同じペイロード容量を生成するために、更なるより小さいローターを使用することが可能であり、ある用途は、より大きな総重量を生成するがより制限されたペイロード容量を有する材料を使用することが可能であり、他の用途は、総重量に対するペイロード容量の最も高い比率を所望するだろう。
【００２８】
複数のローター１０〜４０は、ロール軸５に関して且つ／又はピッチ軸６に関して傾斜している。傾斜したローターにより、ヨー軸７に対して非平行且つ非垂直な推力成分がもたらされる。推力は、ヨー軸７に平行な揚力のための垂直推力成分、ロール軸５に平行な前方推力成分、及びピッチ軸６に平行な側方推力成分に分割され得る。垂直推力成分は、非傾斜ローターと比較して低減されるが、高められたヨー制御及び／又は前方移動のために、前方推力成分及び／又は側方推力成分が利用されてよい。側方推力成分及びピッチ軸６からの距離は、側方推力ベースのトルクを生成する。前方推力成分及びロール軸５からの距離は、前方推力ベースのトルクを生成する。複数のローター１０〜４０の傾斜の方向は、それらの回転方向に依存する。前方推力ベースのトルク及び側方推力ベースのトルクは、ヨー操縦が実行されるときに、ロータートルクを補足する方向に向けられる。前方推力ベースのトルク及び側方推力ベースのトルクは、複数のローター１０〜４０が、非傾斜ローターを有する回転翼航空機と同じレート（しかし、より低い回転速度）でヨーすることを可能にする。例えば、所望の時間にわたり毎秒要求された度合いでヨーレートを増加させるために、非傾斜ローターを有する回転翼航空機は、毎分１００回転（「RPM」）などの回転速度の変化を利用し得る。一方で、傾斜ローターを有する回転翼航空機は、６０RPMなどの回転数のより小さな変化を利用することができる。
【００２９】
図４及び図５を参照すると、第１のローター１０の前方推力成分１１５は、ローターシャフト１３の角度β２によって決定され、第２のローター２０の前方推力成分１２５は、ローター２３の角度β２によって決定され、第３のローター３０の前方推力成分１３５は、ローターシャフト３３の角度β３によって決定され、且つ第４のローター４０の前方推力成分１４５は、ローターシャフト４３の角度β３によって決定される。第５のローター５０の前方推力成分１５５は、ローターシャフト５３の角度β１によって決定され、第６のローター６０の前方推力成分１６５は、ローターシャフト６３の角度β１によって決定される。
【００３０】
図３及び図５を参照すると、第１のローター１０の側方推力成分１１６は、ローターシャフト１３の角度α２によって決定され、第２のローター２０の側方推力成分１２６は、ローターシャフト２３の角度α２によって決定され、第３のローター３０の側方推力成分１３６は、ローターシャフト３３の角度α２によって決定され、且つ第４のローター４０の側方推力成分１４６は、ローターシャフト４３の角度α２によって決定される。第５のローター５０の側方推力成分１５６は、ローターシャフト５３の角度α１によって決定され、第６のローター６０の側方推力成分１６６は、ローターシャフト６３の角度α１によって決定される。側方推力成分１１６、側方推力成分１２６、側方推力成分１３６、側方推力成分１４６、側方推力成分１５６、及び側方推力成分１６６は、それぞれ、回転翼航空機１への推力ベースのトルクを生成するために、ピッチ軸６からのそれらの距離を乗じられる。前方推力成分１１５、前方推力成分１２５、前方推力成分１３５、前方推力成分１４５、前方推力成分１５５、及び前方推力成分１６５は、それぞれ、回転翼航空機１への推力ベースのトルクを生成するために、ロール軸５からのそれらの距離を乗じられる。
【００３１】
第５のローター５０の前方推力成分１５５及び第６のローター６０の前方推力成分１６５は、回転翼航空機１の前方移動を支援するために、ロール軸５と平行に方向付けられる。更に、第５のローター５０及び第６のローター６０の配向は、前方速度を伴うノーズダウンの傾きを低減させることができる。第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）が、第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）と同じ速度で回転しているときに、ローターの第１の対と第２の対の推力成分は対称である。より具体的には、第１のローター対の側方推力成分１１６及び側方推力成分１３６は、第２のローター対の側方推力成分１２６及び側方推力成分１４６と平衡し、第１のローター対の前方推力成分１１５及び前方推力成分１３５は、第２のローター対の前方推力成分１２５及び前方推力成分１４５と平衡する。上述されたように、ヨー操縦のための制御が開始されたときに、第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）に対する第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）の相対的な回転速度が変更される。推力成分の大きさは、それらのそれぞれのローターの回転速度に従って増加する。
【００３２】
回転翼航空機１のヨーを制御することにおいて、複数のローター１０〜４０の推力成分は、複数のローター１０〜４０のロータートルクを補足し、回転翼航空機１をヨー軸７の周りで回転させる。反時計回りに回転している第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）の回転速度が減少し、且つ、時計回りに回転している第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）の回転速度が増加したときに、ロータートルク１１０及びロータートルク１３０が減少し、ロータートルク１２０及びロータートルク１４０が増加する。更に、側方推力成分１１６、側方推力成分１３６、前方推力成分１１５、及び前方推力成分１３５の大きさが増加し、側方推力成分１２６、側方推力成分１４６、前方推力成分１２５、及び前方推力成分１４５の大きさが減少する。非平衡な推力成分は、非対称なロータートルクを補足する回転翼航空機１上の非対称推力ベースのトルクを生成する。非対称推力ベースのトルクは、回転翼航空機１を反時計回りの方向に移動させる。
【００３３】
ある実施形態では、（図３で示されている）角度α２の大きさは、（図４で示されている）角度β２の大きさ及び角度β３の大きさと等しい。角度α２の大きさが、角度β２の大きさ及び角度β３の大きさと等しく、且つ、複数のローター１０〜４０のそれぞれが、重心から等しい距離に位置決めされているときに、ローターの対応する推力成分は、回転翼航空機１のヨー軸７及び重心から延びる線と垂直に方向付けられる。推力成分が、垂直に方向付けられているときに、推力ベースのトルクは、最大化され得る。ある実施形態において、複数のローター１０〜４０は、９０度刻みで角度的にオフセットすることができず、且つ／又は、回転翼航空機は、４つを超える数のローターを含み得ることが理解されよう。にもかかわらず、ローターは、未だ回転翼航空機の重心から延びる線と垂直に方向付けることができる。実施例によれば、更なるローターが、両側対としてフレーム７０の周りに位置決めされてよい。
【００３４】
傾斜角α１、α２、β１、β２、及びβ３の大きさは、所望の用途に対して選択することができる。例えば、より大きな傾斜角は、回転翼航空機を持ち上げるための垂直方向の推力を低減させる。ローターの角度α２、β２、及びβ３を大きくすることにより、揚力と垂直な推力を大きくすることができ、大きなペイロードを伴って、より速いヨー又はより大きな制御を可能にすることができる。角度β１を大きくすることにより、前方向きの更なる推力をもたらすことができる。更に、ローターの円板荷重を、所望の用途及びローターの傾斜に基づいて選択することができる。
【００３５】
図６は、回転翼航空機１のローターのレイアウトの一実施形態の概略的な表現を示している。第１のローター１０と第３のローター３０が、第１の両側ローター対を形成する。第１のローター１０は、両方とも同じ方向に回転する上側ローター１１と下側ローター１２を有する同軸な同じ方向に回転するローターである。第３のローター３０は、両方とも同じ方向に回転する上側ローター３１と下側ローター３２を有する同軸な同じ方向に回転するローターである。第１のローター１０と第３のローター３０は、両方とも同じ方向に回転する。第２のローター２０と第４のローター４０が、第２の両側ローター対を形成する。第２のローター２０は、両方とも同じ方向に回転する上側ローター２１と下側ローター２２を有する同軸な同じ方向に回転するローターである。第４のローター４０は、両方とも同じ方向に回転する上側ローター４１と下側ローター４２を有する同軸な同じ方向に回転するローターである。第２のローター２０と第４のローター４０は、両方とも同じ方向に回転する。第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）は、反時計回りの方向に回転に回転し、第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）は、時計回りの方向に回転し、又はその逆である。第５のローター５０は、逆方向に回転する上側ローター５１と下側ローター５２を有する同軸な逆方向に回転するローターである。第６のローター６０は、逆方向に回転する上側ローター６１と下側ローター６２を有する同軸な逆方向に回転するローターである。同軸な逆方向に回転する逆回転ローターは、ローターによって対称なトルクが生成されるように、ロータートルクを逆方向に生成する。（図５で示されている）同軸な逆方向に回転する第５のローター５０からのロータートルク１５０と同軸な逆方向に回転する第６のローター６０からのロータートルク１６０は、単一のローター又は同軸な同じ方向に回転するローターと比較して弱められ又は除去される。同軸な同じ方向に回転するローターは、同軸な逆方向に回転するローターと比較して低減されたローターノイズをもたらし得る。
【００３６】
図７は、回転翼航空機２００の概略的な表現である。回転翼航空機２００は、図１〜図６に関連して上述されたように、第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、第４のローター４０、第５のローター５０、及び第６のローター６０を含むが、一実施形態に従って設定された傾斜角α１、α２、β１、β２、及びβ３を有する。第１のローター１０と第３のローター３０が、第１のローター対を形成する。第２のローター２０と第４のローター４０が、第２のローター対を形成する。
【００３７】
図３及び図７を参照すると、第５のローター５０及び第６のローター６０の角度α１はゼロである。第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、及び第４のローター４０の角度α２は、外向きの傾斜である。図４及び図７を参照すると、第５のローター５０及び第６のローター６０の角度β１は、前方傾斜である。第１のローター１０及び第２のローター２０の角度β２は、後方傾斜である。第３のローター３０及び第４のローター４０の角度β３は、前方傾斜である。角度β２の大きさは、角度β３の大きさと等しくなることが好ましい。第１のローター１０は推力成分２１０を生成し、第２のローター２０は推力成分２２０を生成し、第３のローター３０は推力成分２３０を生成し、且つ第４のローター４０は推力成分２４０を生成する。第５のローター５０は推力成分２５０を生成し、第６のローター６０は推力成分２６０を生成する。推力成分２５０及び推力成分２６０は、回転翼航空機２００の前方移動を支援する。
【００３８】
回転翼航空機２００のヨーを制御することにおいて、複数のローター１０〜４０の推力成分は、複数のローター１０〜４０のロータートルクを補足し、回転翼航空機２００をヨー軸７の周りで回転させる。反時計回りに回転している第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）の回転速度が減少し、且つ、時計回りに回転している第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）の回転速度が増加したときに、ロータートルク１１０及びロータートルク１３０が減少し、ロータートルク１２０及びロータートルク１４０が増加する。更に、推力成分２２０及び推力成分２４０の大きさが増加し、推力成分２１０及び推力成分２３０の大きさが減少する。非平衡な推力成分は、非対称なロータートルクを補足する回転翼航空機２００上の非対称推力ベースのトルクを生成する。非対称推力ベースのトルクは、回転翼航空機２００を反時計回りの方向に移動させる。
【００３９】
図８は、回転翼航空機３００の概略的な表現である。回転翼航空機３００は、図１〜図６に関連して上述されたように、第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、第４のローター４０、第５のローター５０、及び第６のローター６０を含むが、一実施形態に従って設定された傾斜角α１、α２、β１、β２、及びβ３を有する。第１のローター１０と第３のローター３０が、第１のローター対を形成する。第２のローター２０と第４のローター４０が、第２のローター対を形成する。
【００４０】
図３及び図８を参照すると、第５のローター５０及び第６のローター６０の角度α１はゼロである。第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、及び第４のローター４０の角度α２は、外向きの傾斜である。図４及び図８を参照すると、第５のローター５０及び第６のローター６０の角度β１は、前方傾斜である。第１のローター１０及び第２のローター２０の角度β２はゼロである。第３のローター３０及び第４のローター４０の角度β３はゼロである。第１のローター１０は側方推力成分３１０を生成し、第２のローター２０は側方推力成分３２０を生成し、第３のローター３０は側方推力成分３３０を生成し、且つ第４のローター４０は側方推力成分３４０を生成する。第５のローター５０は前方推力成分３５０を生成し、第６のローター６０は前方推力成分３６０を生成する。前方推力成分３５０及び前方推力成分３６０は、回転翼航空機３００の前方移動を支援する。
【００４１】
回転翼航空機３００のヨーを制御することにおいて、複数のローター１０〜４０の側方推力成分は、複数のローター１０〜４０のロータートルクを補足し、回転翼航空機３００をヨー軸７の周りで回転させる。反時計回りに回転している第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）の回転速度が減少し、且つ、時計回りに回転している第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）の回転速度が増加したときに、ロータートルク１１０及びロータートルク１３０が減少し、ロータートルク１２０及びロータートルク１４０が増加する。更に、側方推力成分３２０及び側方推力成分３４０の大きさが増加し、側方推力成分３１０及び側方推力成分３３０の大きさが減少する。非平衡な側方推力成分は、非対称なロータートルクを補足する回転翼航空機３００上の非対称推力ベースのトルクを生成する。非対称推力ベースのトルクは、回転翼航空機３００を反時計回りの方向に移動させる。第５のローター５０は推力成分３５０を生成し、第６のローター６０は推力成分３６０を生成する。推力成分３５０及び推力成分３６０は、回転翼航空機３００の前方移動を支援する。
【００４２】
図９は、回転翼航空機４００の概略的な表現である。回転翼航空機４００は、図１〜図６に関連して上述されたように、第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、第４のローター４０、第５のローター５０、及び第６のローター６０を含む。回転翼航空機４００は、回転翼航空機１とは異なるが、ローターの回転が逆転され、一実施形態に従って傾斜角α１、α２、β１、β２、及びβ３が設定される。例示目的で、回転翼航空機４００は、ロール軸５を横断した回転翼航空機１の鏡像として示された。第１のローター１０と第３のローター３０が、第１のローター対を形成する。第２のローター２０と第４のローター４０が、第２のローター対を形成する。
【００４３】
図３及び図９を参照すると、第５のローター５０及び第６のローター６０の角度α１はゼロである。第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、及び第４のローター４０の角度α２は、内向きの傾斜である。図４及び図９を参照すると、第５のローター５０及び第６のローター６０の角度β１は、前方傾斜である。第１のローター１０及び第２のローター２０の角度β２は、前方傾斜である。第３のローター３０及び第４のローター４０の角度β３は、後方傾斜である。角度β２の大きさは、角度β３の大きさと等しくなることが好ましい。第１のローター１０は推力成分４１０を生成し、第２のローター２０は推力成分４２０を生成し、第３のローター３０は推力成分４３０を生成し、且つ第４のローター４０は推力成分４４０を生成する。第５のローター５０は推力成分４５０を生成し、第６のローター６０は推力成分４６０を生成する。推力成分４５０及び推力成分４６０は、回転翼航空機４００の前方移動を支援する。
【００４４】
回転翼航空機４００のヨーを制御することにおいて、複数のローター１０〜４０の推力成分は、複数のローター１０〜４０のロータートルクを補足し、回転翼航空機４００をヨー軸７の周りで回転させる。反時計回りに回転している第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）の回転速度が減少し、且つ、時計回りに回転している第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）の回転速度が増加したときに、ロータートルク１１０及びロータートルク１３０が減少し、ロータートルク１２０及びロータートルク１４０が増加する。更に、推力成分４２０及び推力成分４４０の大きさが増加し、推力成分４１０及び推力成分４３０の大きさが減少する。非平衡な推力成分は、非対称なロータートルクを補足する回転翼航空機４００上の非対称推力ベースのトルクを生成する。非対称推力ベースのトルクは、回転翼航空機４００を反時計回りの方向に移動させる。
【００４５】
図１０は、回転翼航空機５００の概略的な表現である。回転翼航空機５００は、図１〜図６に関連して上述されたように、第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、第４のローター４０、第５のローター５０、及び第６のローター６０を含む。回転翼航空機５００は、回転翼航空機１とは異なるが、ローターの回転が逆転され、一実施形態に従って傾斜角α１、α２、β１、β２、及びβ３が設定される。例示目的で、回転翼航空機５００は、ロール軸５を横断した回転翼航空機１の鏡像として示された。第１のローター１０と第３のローター３０が、第１のローター対を形成する。第２のローター２０と第４のローター４０が、第２のローター対を形成する。
【００４６】
図３及び図１０を参照すると、第５のローター５０及び第６のローター６０の角度α１はゼロである。第１のローター１０、第２のローター２０、第３のローター３０、及び第４のローター４０の角度α２は、内向きの傾斜である。図４及び図１０を参照すると、第５のローター５０及び第６のローター６０の角度β１は、前方傾斜である。第１のローター１０及び第２のローター２０の角度β２はゼロである。第３のローター３０及び第４のローター４０の角度β３はゼロである。第１のローター１０は側方推力成分５１０を生成し、第２のローター２０は側方推力成分５２０を生成し、第３のローター３０は側方推力成分５３０を生成し、且つ第４のローター４０は側方推力成分５４０を生成する。第５のローター５０は前方推力成分５５０を生成し、第６のローター６０は前方推力成分５６０を生成する。前方推力成分５５０及び前方推力成分５６０は、回転翼航空機５００の前方移動を支援する。
【００４７】
回転翼航空機５００のヨーを制御することにおいて、複数のローター１０〜４０側方推力成分は、複数のローター１０〜４０のロータートルクを補足し、回転翼航空機５００をヨー軸７の周りで回転させる。反時計回りに回転している第１の両側ローター対（第１のローター１０及び第３のローター３０）の回転速度が減少し、且つ、時計回りに回転している第２の両側ローター対（第２のローター２０及び第４のローター４０）の回転速度が増加したときに、ロータートルク１１０及びロータートルク１３０が減少し、ロータートルク１２０及びロータートルク１４０が増加する。更に、側方推力成分５２０及び側方推力成分５４０の大きさが増加し、側方推力成分５１０及び側方推力成分５３０の大きさが減少する。非平衡な側方推力成分は、非対称なロータートルクを補足する回転翼航空機５００上の非対称推力ベースのトルクを生成する。非対称推力ベースのトルクは、回転翼航空機５００を反時計回りの方向に移動させる。
【００４８】
条項１．
ヨー軸を有するフレーム、及び
前記フレームに連結され且つ前記フレームの両側の対として配向された少なくとも４つのローターを備え、
各両側の対のうちの両方のローターが、同じ方向に回転するように動作可能であり、前記少なくとも４つのローターのそれぞれが、前記ヨー軸に対して非平行且つ非垂直な回転軸を有する、回転翼航空機。
条項２．
前記少なくとも４つのローターのそれぞれが、前記ヨー軸から延びる線と垂直に方向付けられた推力成分を生成する、条項１に記載の回転翼航空機。
条項３．
少なくとも２つの更なるローターを更に備え、前記少なくとも２つの更なるローターが、それぞれ、ピッチ軸に関して前方傾斜を有する回転軸を含む、条項１に記載の回転翼航空機。
条項４．
前記少なくとも２つの更なるローターのそれぞれの前記回転軸が、３度と１５度の間の前方傾斜を有する、条項３に記載の回転翼航空機。
条項５．
前記少なくとも４つのローターのそれぞれの前記回転軸が、ロール軸に関して３度と１５度の間で傾斜している、条項３に記載の回転翼航空機。
条項６．
前記少なくとも４つのローターのそれぞれの前記回転軸が、前記ピッチ軸に関して３度と１５度の間で傾斜している、条項５に記載の回転翼航空機。
条項７．
前記少なくとも４つのローターのそれぞれが、同軸な同じ方向に回転するローターである、条項５に記載の回転翼航空機。
条項８．
前記少なくとも２つの更なるローターのそれぞれが、同軸な逆方向に回転するローターである、条項７に記載の回転翼航空機。
【００４９】
本開示は、特定の好適な実施形態に関して説明されてきたが、本明細書で説明された特徴及び利点の全てを提供しない実施形態を含む、当業者に明らかな他の実施形態も、本開示の範囲内にある。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその均等物を参照することによってのみ規定される。
【図１】
2020033000.tif 000003
【図２】
2020033000.tif 000004
【図３】
2020033000.tif 000005
【図４】
2020033000.tif 000006
【図５】
2020033000.tif 000007
【図６】
2020033000.tif 000008
【図７】
2020033000.tif 000009
【図８】
2020033000.tif 000010
【図９】
2020033000.tif 000011
【図１０】
2020033000.tif 000012
【図１１】
2020033000.tif 000013
【外国語明細書】
2020033000000001.pdf
2020033000000002.pdf
2020033000000003.pdf
2020033000000004.pdf