(57)【要約】      （修正有）【課題】敏捷性と高効率を両立する無人航空機を提供する。【解決手段】無人航空機（「ＵＡＶ」）等の航空機は、航空機を６自由度（サージ、スウェイ、ヒーブ、ピッチ、ヨー、及び、ロール）のいずれかで移動させることができる複数の操縦推進機構を含む。航空機は、航空機をある高度に維持するのに十分な力を生成するように働く揚力推進機構を含んでもよい。【選択図】図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機装置であって、
前記航空機装置をある高度で維持するのに十分な揚力を生成するように構成された揚力推進機構と、
第１の操縦推進機構と、
第２の操縦推進機構と、
第３の操縦推進機構と、
第４の操縦推進機構と、
第５の操縦推進機構と、
第６の操縦推進機構と、を含み、  
前記第１の操縦推進機構、前記第３の操縦推進機構及び前記第５の操縦推進機構は、平面に並んで第１の方向に向けられており、
前記第２の操縦推進機構、前記第４の操縦推進機構及び前記第６の操縦推進機構は、前記平面に並んで、前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向に向けられており、
前記揚力推進機構は、前記平面に並んでいる、
航空機装置。
【請求項２】
前記揚力推進機構は、前記第１の方向に向けられている、請求項１に記載の航空機装置。
【請求項３】
前記第２の操縦推進機構は、第１の大きさと前記第１の方向を有する第１の力を生成し、前記第４の操縦推進機構は、前記第１の大きさと前記第２の方向を有する第２の力を生成し、前記第１の力と前記第２の力は、前記航空機装置を第３の方向にサージさせる第３の大きさと第３の方向とを有する合力を生じる、請求項１又は請求項２に記載の航空機装置。
【請求項４】
前記第２の操縦推進機構は、第１の大きさと前記第１の方向を有する第１の力を生成し、前記第４の操縦推進機構は、前記第１の大きさと前記第２の方向を有する第２の力を生成し、前記第６の操縦推進機構は、第２の大きさと第３の方向を有する第３の力を生成し、前記第１の力、前記第２の力及び前記第３の力は、前記航空機装置を第３の方向にスウェイさせる第３の大きさと前記第３の方向とを有する合力を生じる、請求項１又は請求項２に記載の航空機装置。
【請求項５】
前記第１の操縦推進機構、前記第２の操縦推進機構、前記第３の操縦推進機構、前記第４の操縦推進機構、前記第５の操縦推進機構及び前記第６の操縦推進機構は、それぞれ、前記航空機装置の中心部分の周囲に径方向に配置される、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の航空機装置。
【請求項６】
前記揚力推進機構は、前記航空機装置の中心部分にある、請求項５に記載の航空機装置。
【請求項７】
航空機装置であって、
前記航空機装置にかかる重力とほぼ等しく向きが反対の力を生成するように構成された揚力推進機構と、
第１の操縦推進機構と、
第２の操縦推進機構と、
第３の操縦推進機構と、
第４の操縦推進機構と、
第５の操縦推進機構と、
第６の操縦推進機構と、を含み、  
前記第１の操縦推進機構、前記第２の操縦推進機構、前記第３の操縦推進機構、前記第４の操縦推進機構、前記第５の操縦推進機構及び前記第６の操縦推進機構のうちの少なくとも１つは、水平に配置され、
前記第１の操縦推進機構、前記第２の操縦推進機構、前記第３の操縦推進機構、前記第４の操縦推進機構、前記第５の操縦推進機構及び前記第６の操縦推進機構のうちの少なくとも１つは垂直に配置され、
前記揚力推進機構は、前記水平に配置される、
航空機装置。
【請求項８】
前記第１の操縦推進機構、前記第２の操縦推進機構、前記第３の操縦推進機構、前記第４の操縦推進機構、前記第５の操縦推進機構及び前記第６の操縦推進機構は、それぞれ平面内にあり、前記航空機装置の中心部分の周りに径方向に伸びる、請求項７に記載の航空機装置。
【請求項９】
前記航空機装置の中心部分から伸びる第１のアームと、
前記航空機装置の中心部分から伸びる第２のアームと、
前記航空機装置の中心部分から伸びる第３のアームと、
前記航空機装置の中心部分から伸びる第４のアームと、
前記航空機装置の中心部分から伸びる第５のアームと、
前記航空機装置の中心部分から伸びる第６のアームと、をさらに含む請求項７又は請求項８に記載の航空機装置。
【請求項１０】
前記第１の操縦推進機構は、第１のアームの端に結合され、
前記第２の操縦推進機構は、第２のアームの端に結合され、
前記第３の操縦推進機構は、第３のアームの端に結合され、
前記第４の操縦推進機構は、第４のアームの端に結合され、
前記第５の操縦推進機構は、第５のアームの端に結合され、
前記第６の操縦推進機構は、第６のアームの端に結合される、請求項９に記載の航空機装置。
【請求項１１】
前記第１のアーム、前記第２のアーム、前記第３のアーム、前記第４のアーム、前記第５のアーム及び前記第６のアームのそれぞれが、前記航空機装置の中心部分から径方向に伸びる、請求項９又は請求項１０に記載の航空機装置。
【請求項１２】
前記第１のアーム、前記第２のアーム、前記第３のアーム、前記第４のアーム、前記第５のアーム及び前記第６のアームのそれぞれが、同じ平面にある、請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の航空機装置。
【請求項１３】
前記第１のアーム及び前記第２のアームが異なる平面にある、請求項９又は請求項１０に記載の航空機装置。
【請求項１４】
前記第１のアーム、前記第２のアーム、前記第３のアーム、前記第４のアーム、前記第５のアーム及び前記第６のアームのそれぞれが、前記航空機装置の中心部分から異なる方向に伸びる、請求項９又は請求項１０に記載の航空機装置。
【請求項１５】
航空機装置であって、
前記航空機装置をある高度で維持するのに十分な揚力を生成するように構成された揚力推進機構と、
第１の操縦推進機構と、
第２の操縦推進機構と、
第３の操縦推進機構と、
第４の操縦推進機構と、
第５の操縦推進機構と、を含み、
前記第１の操縦推進機構、前記第２の操縦推進機構及び前記第３の操縦推進機構は、第１の方向に向けられており、
前記第４の操縦推進機構及び前記第５の操縦推進機構は、前記第１の方向とは異なる第２の方向に向けられており、
前記揚力推進機構は、前記第１の方向に向けられている、
航空機装置。
【請求項１６】
前記第１の操縦推進機構、前記第２の操縦推進機構、前記第３の操縦推進機構、前記第４の操縦推進機構及び前記第５の操縦推進機構は、少なくともターボジェット、ターボファン、ジェットエンジンである請求項１５に記載の航空機装置。
【請求項１７】
さらに第６の操縦推進機構を含む、請求項１５又は請求項１６に記載の航空機装置。
【請求項１８】
前記航空機装置の飛行中に、前記第１の操縦推進機構、前記第２の操縦推進機構、前記第３の操縦推進機構、前記第４の操縦推進機構及び前記第５の操縦推進機構を、制御する推進機構コントローラの１つまたは複数を含む、請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載の航空機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年１２月２０日出願の米国特許出願第１５／３８４，８９９号「Ｓｉｘ  Ｄｅｇｒｅｅ  Ｏｆ  Ｆｒｅｅｄｏｍ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｗｉｔｈ  Ｏｆｆｓｅｔ  Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ」、及び、２０１６年３月１日出願の米国特許出願第１５／０５７，９１９号「Ｓｉｘ  Ｄｅｇｒｅｅ  Ｏｆ  Ｆｒｅｅｄｏｍ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ」の優先権を主張し、それぞれ、全体を参照により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
無人航空機（「ＵＡＶ」）、陸上及び水上／水中自動化車両等、無人機の使用は増加し続けている。例えば、ＵＡＶは、愛好家が建物、風景等の航空画像の取得に使用することが多い。同様に、無人の地上ユニットは、荷扱い施設で、施設内の在庫を自律的に運ぶために使用されることが多い。これらの車両には多くの有益な用途があるが、短所も多い。例えば、現行の設計の制限によって、無人航空機は、典型的に、敏捷性または効率のいずれかを求めて設計されるが、両方ではない。同様に、航空機は、ピッチ、ヨー、ロール、及び、ヒーブの４自由度でのみ動作するように設計される。
【０００３】
発明を実施するための形態は、添付図面を参照して記載する。図面において、参照番号の最も左の桁（複数可）は、参照番号が使用される図面を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】実施態様による、航空機の図である。
【図２】実施態様による、航空機をＸ方向にサージさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図３】実施態様による、航空機をＹ方向にスウェイさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図４】実施態様による、航空機をＺ方向にヒーブさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図５】実施態様による、航空機をピッチさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の推進機構の図である。
【図６】実施態様による、航空機をヨーイングさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の推進機構の図である。
【図７】実施態様による、航空機をロールさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図８】実施態様による、航空機の図である。
【図９】実施態様による、航空機をＸ方向にサージさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図１０】実施態様による、航空機をＺ方向にヒーブさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図１１】実施態様による、航空機をＹ方向にスウェイさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図１２】実施態様による、航空機をヨーイングさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構である。
【図１３】実施態様による、航空機をピッチさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図１４】実施態様による、航空機をロールさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図１５】実施態様による、操縦プロセスの例を示すフロー図である。
【図１６】実施態様による、無人航空機の制御システムの様々な構成要素を示すブロック図である。
【図１７】実施態様による、航空機の図である。
【図１８】実施態様による、航空機をＸ方向にサージさせる推力ベクトルを有する図１７に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図１９】実施態様による、航空機をＹ方向にスウェイさせる推力ベクトルを有する図１７に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図２０】実施態様による、航空機をＺ方向にホバリングさせる、またはヒーブさせる推力ベクトルを有する図１７に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図２１】実施態様による、航空機をピッチさせる推力ベクトルを有する図１７に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図２２】実施態様による、航空機をヨーイングさせる推力ベクトルを有する図１７に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【図２３】実施態様による、航空機をロールさせる推力ベクトルを有する図１７に示す航空機の操縦推進機構の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
実施態様を例として本明細書に記載するが、実施態様は記載の例または図に限らないことを当業者は認識されよう。図面及び図面に関する詳細な記載は、実施態様を開示の特定の形態に制限することを意図してはおらず、逆に、添付の請求項で規定される趣旨及び範囲に該当する全ての修正形態、同等の形態、及び、代替形態を含むことを意図していることを理解されたい。本明細書で使用する見出しは、構成上の目的のためだけであり、記載または請求項の範囲を制限するために使用する意図はない。本出願書で使用される場合、「ｍａｙ」という語は、強制的な意味（すなわち、ｍｕｓｔを意味する）のではなく、許容的な意味（すなわち、可能性を有することを意味する）で使用されている。同様に、「ｉｎｃｌｕｄｅ」「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」及び「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」は、制限的でなく、含むことを意味する。さらに、本明細書では、「ｃｏｕｐｌｅｄ」という語は、その接続が永続的（例えば、溶接）または一時的（例えば、ボルト締め）、直接または（例えば、媒介手段を通して）間接、機械的、化学的、光学的、または、電気的に一緒に接続された２つ以上の構成要素を指してよい。さらに、本明細書では、「水平」飛行は、地表（例えば、海面）と実質的に平行な方向に進む飛行を指し、「垂直」飛行は、地球の中心から実質的に径方向に進む飛行を指す。軌道は、「水平」及び「垂直」飛行ベクトルの両方の構成要素を含んでよいことを当業者は理解されよう。
【０００６】
本開示は、６自由度で動作するＵＡＶ（例えば、クワッドコプター、ヘックスコプター、ヘプタコプター、オクタコプター）等の航空機を記載する。詳細には、本明細書に記載するように、航空機は、３自由度の回転（ピッチ、ヨー、及び、ロール）のいずれかと、及び／または、３自由度の並進（サージ、ヒーブ、及び、スウェイ）のいずれかで効率的に回転してよい。例えば、航空機は、６つの操縦推進機構を含んでよく、６つの操縦推進機構は、６自由度のいずれか１つまたは複数で航空機を移動させるように独立して作動させることができる。同様に、ある実施態様においては、航空機は、揚力推進機構を含んでよく、揚力推進機構を使用して、航空機及び取り付けられた任意のペイロードを上昇させるのに十分な揚力を生成してよい。
【０００７】
揚力推進機構は、航空機の効率を向上させ、操縦推進機構がより広範囲の回転速度で動作して、航空機を操縦するのを可能にする。例えば、揚力推進機構は、操縦推進機構より大きいサイズであってよく、航空機と任意の予測ペイロードの質量に基づいて選択されてよい。一実施態様において、揚力推進機構は、航空機にかかる重力とほぼ等しく向きが反対の力を生成する時、揚力推進機構が最も効率的な範囲内で動作するように選択されてよい。
【０００８】
上昇モータは、操縦モータより大きくより効率の良いモータを用いて設計されてよく、上昇プロペラは、操縦プロペラより大きい直径を有してよい。上昇モータ及び上昇プロペラは、揚力と出力効率を航空機に与えるのが主な目的である。例えば、上昇モータ及び上昇プロペラは、航空機の機体の中心に向かって、及び／または、航空機のほぼ重心に配置されてよい。
【０００９】
比較すると、操縦モータは、より小さく、より敏捷性を有するモータを用いて構成されてよく、操縦プロペラは、航空機に高度な敏捷性と操縦性を与えるために設計されたより小さいプロペラであってよい。操縦モータは、航空機を操縦し、必要な時に、高い敏捷性を提供することが主な目的である。
【００１０】
輸送中、航空機は、コースの変更、障害物の回避、航行、上昇、下降等のために操縦を必要とすることが多い。例えば、航空機は、着陸時、離陸時、または、多くの物体のある地域（例えば、住宅街、通り等の過密地域）にいる時、その地域の空中を航行するように操縦しなければならない。クワッドコプターまたはオクタコプター等の現在の航空機は、４自由度（ピッチ、ヨー、ロール、及び、ヒーブ）に制限される。航空機がサージ及び／またはスウェイするように命じられる場合、航空機は、４自由度（ピッチ、ヨー、ロール、及び、ヒーブ）の１つまたは複数を利用して、命じられた操縦を行わなければならない。例えば、航空機が前方にサージするように命じられる場合、航空機は、推進機構からの推力が揚力と推力の両方を与えて航空機を前方に推進するように、前方にピッチしなければならない。
【００１１】
本明細書に記載の推進機構は、航空機を上昇させて、航空機を６自由度のいずれかで移動させることが可能なことに加えて、航空機を空中で任意の方向、任意の向きに航行させることができる。
【００１２】
本明細書では、「荷扱い施設」は、倉庫、配送センター、クロスドッキング施設、受注処理施設、梱包施設、出荷施設、レンタル施設、図書館、小売店、卸売り店、博物館、または、物資（在庫）扱いの１つまたは複数の機能を行うための他の施設もしくは施設の組み合わせを含んでよいが、これらに限らない。本明細書では、「配達場所」は、１つまたは複数の在庫物品（本明細書では、ペイロードとも呼ばれる）が配達され得る任意の場所を指す。例えば、配達場所は、個人の住宅、事業所、荷扱い施設内の場所（例えば、梱包ステーション、在庫保管場所）、または、ユーザまたは在庫が置かれる任意の場所等であってよい。在庫または物品は、航空機を用いて輸送できる任意の物理的な品物であってよい。例えば、本明細書で述べる航空機のペイロードによって運ばれる物品は、電子商取引ウェブサイトの顧客によって注文され、空中を航空機によって配達場所に配達されてよい。
【００１３】
図１は、実施態様による、航空機１００の図を示す。航空機１００は、航空機１００の機体と間隔を置いた６つの操縦モータ１０１−１、１０１−２、１０１−３、１０１−４、１０１−５、及び、１０１−６と、対応する操縦プロペラ１０４−１、１０４−２、１０４−３、１０４−４、１０４−５、及び、１０４−６とを含む。プロペラ１０４は、任意の形態のプロペラ（例えば、グラファイト、炭素繊維）であってよく、任意のサイズであってよい。例えば、操縦プロペラは、１０インチ〜１２インチの直径の炭素繊維プロペラであってよい。
【００１４】
一部の操縦プロペラの形態及び／またはサイズは、他の操縦プロペラと異なってよい。同様に、操縦モータ１０１は、直流（「ＤＣ」）ブラシレスモータ等、任意の形態のモータであってよく、対応する操縦プロペラを回転させるのに十分なサイズであってよい。同様に、ある実施態様においては、一部の操縦モータ１０１のサイズ及び／または種類は、他の操縦モータ１０１と異なってよい。ある実施態様においては、操縦モータは、操縦プロペラによって生成される力が、第１の方向に回転する時、正の力であり、第２の方向に回転する時、負の力であるように、両方向に回転してよい。あるいは、または、それに加えて、操縦プロペラのブレードのピッチは、可変であってよい。ブレードのピッチを変えることによって、操縦プロペラによって生成される力は、正の方向または負の方向のいずれかに変更されてよい。
【００１５】
操縦モータ１０１と対応する操縦プロペラとの各対は、本明細書では、操縦推進機構１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４、１０２−５、及び、１０２−６等、まとめて操縦推進機構１０２と呼ぶ。同様に、図１に示す例は、操縦推進機構１０２を操縦モータ１０１及び操縦プロペラ１０４を含むとして記載しているが、他の実施態様においては、他の推進形態が、操縦推進機構１０２として利用されてよい。例えば、航空機１００の操縦推進機構１０２の１つまたは複数は、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン等を利用して、航空機を操縦してよい。一般的に記載すると、本明細書では、操縦推進機構１０２は、単独で、及び／または、他の推進機構と組み合わせて航空機を操縦するのに十分な力を生成できる任意の形態の推進機構を含む。さらに、選択された実施態様において、推進機構（例えば、１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４、１０２−５、及び、１０２−６）は、個々の向きが動的に修正され得る（例えば、垂直の向きから水平の向きに変化され得る）ように構成されてよい。例えば、航空機が、水平方向に航行している場合、推進機構１０２−１、１０２−３、１０２−５の１つまたは複数が、向きを変えて、水平推力を与えて、航空機を水平に推進してよい。同様に、推進機構の１つまたは複数を他の方向に向けて、他の航行操縦に推力を与えてよい。
【００１６】
同様に、本明細書の例は、推進機構が両方向への力を生成できると記載しているが、ある実施態様においては、操縦機構は、一方向への力のみを生成してよい。しかしながら、操縦機構の向きは、正の方向、負の方向、及び／または、任意の他の方向に力を向けることができるように調整されてよい。
【００１７】
図に示すように、操縦推進機構１０２は、異なる角度に向けられてよい。図１に示すように、操縦推進機構１０２−１、１０２−３、及び、１０２−５は、操縦推進機構１０２−１、１０２−３、１０２−５のそれぞれによって生成される力が揚力推進機構によって生成される力とほぼ平行になるように、揚力推進機構とほぼ同じ方向に向けられる。操縦推進機構１０２−２、１０２−４、及び、１０２−６は、操縦推進機構１０２−２、１０２−４、１０２−６によって生成される力が揚力推進機構と操縦推進機構１０２−１、１０２−３、及び、１０２−５とによって生成される力とほぼ垂直になるように、揚力推進機構にほぼ垂直に向けられる。
【００１８】
記述を簡単にするために、揚力推進機構によって生成される力とほぼ平行な力を生成するように配置された操縦推進機構を、垂直配置操縦推進機構と呼ぶ。揚力推進機構によって生成される力とほぼ垂直な力を生成するように配置された操縦推進機構を、本明細書では、水平配置操縦推進機構と呼ぶ。
【００１９】
この例において、各操縦推進機構１０２は、ほぼ同じ平面、この例においては、Ｘ−Ｙ平面に、互いに約６０度の間隔で配置されており、それによって、操縦推進機構１０２は、航空機１００の周囲に互いにほぼ等しい距離で配置されている。しかしながら、他の実施態様においては、操縦推進機構間の間隔は異なってよい。例えば、垂直配置操縦推進機構１０２−１、１０２−３、及び、１０２−５は、それぞれ、ほぼ等しく１２０度の間隔を置いてよく、水平配置操縦推進機構１０２−２、１０２−４、及び、１０２−６もそれぞれ、ほぼ等しく１２０度の間隔を置いてよい。しかしながら、垂直配置操縦推進機構と水平配置操縦推進機構との間隔は等しくなくてよい。例えば、垂直配置操縦推進機構１０２−１、１０２−３、及び、１０２−５は、約ゼロ度、約１２０度、及び、約２４０度に位置してよく、水平配置操縦推進機構は、約１０度、約１３０度、及び、約２５０度に位置してよい。
【００２０】
他の実施態様においては、操縦推進機構は、他の配置を有してよい。同様に、他の実施態様においては、より少ないまたは追加の垂直配置操縦推進機構があってよい、及び／または、より少ないまたは追加の水平配置操縦推進機構があってよい。
【００２１】
操縦推進機構１０２に加えて、航空機１００は、１つまたは複数の上昇モータ１０８と、対応する上昇プロペラ１０６も含んでよい。上昇モータと対応する上昇プロペラとは、航空機が空中で航行できるように、航空機及び任意の係合されたペイロードを上昇させる力を生成するサイズ及び構成である。例えば、上昇プロペラは、２９インチ〜３２インチ直径の炭素繊維プロペラであってよい。
【００２２】
ある実施態様においては、上昇モータ１０８と対応する上昇プロペラ１０６とは、航空機１００にかかる重力とほぼ等しく向きが反対の力を生成できるようなサイズであってよい。例えば、航空機の質量が、ペイロード無しで２０．００キログラム（ｋｇ）である場合、航空機に作用する重力は１９６．２０ニュートン（Ｎ）である。航空機が０．００ｋｇと８．００ｋｇの間の質量を有するペイロードを運ぶように設計される場合、上昇モータ及び上昇プロペラは、１９６．００Ｎと２７５．００Ｎの間の力を生成する時、上昇モータが最も出力効率の良い範囲で動作するように、選択されてよい。
【００２３】
上昇プロペラ、上昇モータ、操縦プロペラ、及び、操縦モータを含む航空機に関する追加の情報は、２０１５年２月２日出願の同時係属の米国特許出願第１４／６１１，９８３号「ＭＡＮＥＵＶＥＲＩＮＧ  ＡＮ  ＵＮＭＡＮＮＥＤ  ＡＥＲＩＡＬ  ＶＥＨＩＣＬＥ  ＷＩＴＨＯＵＴ  ＣＯＮＳＩＤＥＲＩＮＧ  ＴＨＥ  ＥＦＦＥＣＴＳ  ＯＦ  ＧＲＡＶＩＴＹ」に記載されており、その内容全体を参照により本明細書に組み込む。
【００２４】
各上昇モータ１０８と対応する上昇プロペラ１０６とは、本明細書ではまとめて揚力推進機構と呼ぶ。同様に、図１に示す例は、上昇モータ１０８と上昇プロペラ１０６を含むとして揚力推進機構を記載しているが、他の実施態様においては、他の推進形態を揚力推進機構として利用してよい。例えば、航空機の揚力推進機構の１つまたは複数は、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン、及び／または同様のものを利用して、航空機を上昇させてよい。一般的に記載すると、揚力推進機構は、本明細書では、航空機及び任意の取り付けられたペイロードを、単独で、及び／または、他の推進機構と組み合わせて上昇させるのに十分な力を生成できる任意の形態の推進機構を含む。
【００２５】
上昇プロペラ１０６の角運動量に対抗するために、操縦プロペラ１０４の１つまたは複数は、上昇プロペラ１０６の角運動量の反対の方向に回転して、航空機１００が上昇プロペラ１０６の回転と共に回転するのを防いでよい。
【００２６】
航空機１００の機体または筐体は、同様に、グラファイト、炭素繊維、及び／または、アルミニウム等、任意の適切な材料であってよい。この例においては、航空機１００の機体は、上昇プロペラ１０６を囲む周囲シュラウド１１０と、航空機の中心部分から径方向に伸びる６つのアーム１０５−１、１０５−２、１０５−３、１０５−４、１０５−５、及び、１０５−６とを含む。この例においては、各アームは、中心部分に結合されて、中心部分を形成し、上昇モータ１０８も中心部分に取り付けられる。アーム１０５−１、１０５−２、１０５−３、１０５−４、１０５−５、及び、１０５−６の反対側の端に結合されるのは、上述のように、操縦推進機構１０２である。また、上述のように、異なる操縦推進機構間の間隔は、航空機１００の中心部分から伸びるアーム１０５の１つまたは複数の位置を変えることによって変更してよい。
【００２７】
図１に示す実施態様は、航空機１００の中心部分から径方向に伸びて、航空機のフレームまたは機体を形成する６つのアーム１０５を含むが、他の実施態様においては、より少ないまたは追加のアームがあってよい。例えば、航空機は、支持アームを含んでよく、支持アームは、アーム１０５間に伸びて、航空機に追加の支持を提供、及び／または、ペイロード係合機構１１２を支持する。航空機のアーム１０５、シュラウド１１０、及び／または、ペイロード係合機構１１２は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタン、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）等を含むが、これらに限らない任意の種類の材料から形成されてよい。
【００２８】
前述のように、航空機１００の図示の構成において、操縦推進機構１０２−１、１０２−３、及び、１０２−５の３つは、垂直に配置されており、操縦推進機構１０２−２、１０２−４、及び、１０２−６の３つは、水平に配置されている。このような構成を用いて、航空機１００を空中で任意の方向に任意の向きで航行させることができる。
【００２９】
例えば、航空機１００は、図２〜図７に関して記載する機首方位及び方向で航行してよい。図中、操縦推進機構１０２−６は、機首方位の方向にあり、航空機１００の向きは、揚力推進機構及び操縦推進機構１０２−１、１０２−３、及び、１０２−５が航空機に作用する重力と反対向きの鉛直力を生成するように向けられているとして示されている。しかしながら、他の実施態様においては、航空機は、空中で任意の他の機首方位で航行されてよい。同様に、航空機は、任意の向きを有してよい。例えば、航空機は、揚力推進機構が航空機に作用する重力に対してほぼ垂直に配置されるように、ほぼ垂直に配置されてよい。このような向きにおいては、揚力推進機構、及び／または、操縦推進機構１０２−１、１０２−３、及び、１０２−５は、力を生成する時、航空機１００に作用する重力に対してほぼ垂直な力を生成する。同様に、操縦推進機構１０２−２、１０２−４、及び、１０２−６を使用して、航空機に作用する重力と反対向きの力を生成して、航空機の高度を維持してよい。他の向きでは、揚力推進機構及び／または操縦推進機構の１つまたは複数の組み合わせを使用して、ある高度に航空機を維持する揚力を生成し、且つ、空中で航空機１００を操縦する他の力を生成してよい。
【００３０】
ある実施態様においては、ペイロード係合機構１１２は、アーム１０５の１つまたは複数に結合されてよく、ペイロードを選択的に係合及び／または開放するように構成されてよい。アーム１０５の１つまたは複数に結合、及び／または、アーム１０５の１つまたは複数内に含まれるのは、航空機制御システム１１１と、バッテリ等の１つまたは複数の電源モジュール１１８もある。この例においては、航空機制御システム１１１は、アーム１０５−５内に取り付けられ、電源モジュール１１８は、アーム１０５−３に取り付けられる。航空機制御システム１１１は、図１６に関して以下に詳細に述べるように、航空機１００の動作、ルーティング、航法、通信、上昇モータコントロール、操縦モータコントロール、及び／または、ペイロード係合機構１１２を制御する。
【００３１】
電源モジュール（複数可）１１８は、航空機１００に取り外し可能に取り付けられてよい。航空機の電源モジュール（複数可）１１８は、バッテリ電力、太陽光発電、ガス発電、超コンデンサ、燃料電池、代替電力源、または、これらの組み合わせの形態であってよい。電源モジュール（複数可）１１８は、航空機制御システム１１１、推進機構、及び、ペイロード係合機構に結合され、これらに電力を供給する。
【００３２】
ある実施態様においては、電源モジュールの１つまたは複数は、自律的に取り外すことができるように、及び／または、他の電源モジュールと交換できるように構成されてよい。例えば、航空機が、配達場所、中継場所、及び／または、荷扱い施設に着陸した時、航空機は、その場所で、電源モジュールを再充電する充電部材と係合してよい。
【００３３】
上記のように、航空機１００は、ペイロード係合機構１１２も含んでよい。ペイロード係合機構は、物品、及び／または、物品を入れる容器を係合及び解放するように構成されてよい。この例においては、ペイロード係合機構は、航空機１００の機体の下に配置される。ペイロード係合機構１１２は、物品、及び／または、物品を含む容器をしっかりと係合及び解放するのに十分な任意のサイズであってよい。他の実施態様においては、ペイロード係合機構は、物品（複数可）を含む容器として働いてよい。ペイロード係合機構は、（有線または無線通信を介して）航空機制御システム１１１と通信し、航空機制御システム１１１によって制御される。
【００３４】
図２〜図７は、図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。説明を助けるように、航空機の他の構成要素は、図２〜図７では省略しており、操縦推進機構の１つまたは複数によって生成され得る異なる力は、ベクトルによって表す。図に示す力は、生成される時、航空機を、サージ（図２）、スウェイ（図３）、ヒーブ（図４）、ピッチ（図５）、ヨーイング（図６）、及び、ロール（図７）させる。操縦推進機構の１つまたは複数によって生成される力に加えて、航空機は、上述し、図１に示した揚力推進機構によって生成される力によって上昇させられてよい。例えば、揚力推進機構を使用して、重力によって航空機に作用する力とほぼ等しく向きが反対の力を生成することによって、航空機が所与の高度にとどまるようにしてよい。そして、上記のように、操縦推進機構を使用して、航空機を６自由度の１つまたは複数で移動させてよい。
【００３５】
図２は、実施態様による、航空機をＸ方向にサージさせる推力ベクトル２０３を有する図１に示す航空機の操縦推進機構２０２の図である。図２に示す操縦推進機構２０２は、図１に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構２０２は、ほぼ同じ平面、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にある。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図２は、航空機２００の機首方位を示す。
【００３６】
航空機２００の構成において、航空機２００をＸ方向にサージさせるために、水平配置操縦推進機構２０２−２及び２０２−４は、ほぼ等しい大きさの力を生成する。力２０３−２及び２０３−４は、それぞれ、Ｘ成分及びＹ成分を有する。力２０３−２及び２０３−４のＹ成分は、互いに打ち消し合い、力２０３−２及び２０３−４のＸ成分は、合わさって、航空機２００を、航空機２００の機首方位に一致するＸ方向にサージさせる。
【００３７】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構２０２−１、２０２−３、２０２−５、及び、２０２−６は、何も力を生成しなくてよい。Ｘ方向のサージに加えて、他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構２０２の１つまたは複数は、同様に、力を生成してよく、及び／または、力２０３−２または２０３−４の１つを大きくまたは小さくすることによって、Ｚ軸を中心に航空機をヨーイングさせてよい。
【００３８】
図３は、実施態様による、航空機をＹ方向にスウェイさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。図３に示す操縦推進機構３０２は、図１に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構３０２は、ほぼ同じ平面、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にある。同様に、航空機は任意の方向に航行してよいが、図３は、航空機３００の機首方位を示す。
【００３９】
航空機３００の構成においては、航空機３００をＹ方向にスウェイさせるために、水平配置操縦推進機構３０２−６は、Ｙ方向の力３０３−６を生成する。同様に、操縦推進機構３０２−２及び３０２−４は、力３０３−２及び３０３−４を生成し、その力が合計されると、操縦推進機構３０２−６によって生成された力３０３−６の大きさとほぼ等しい大きさを有するＹ方向の合力を有する。力３０３−２及び３０３−４は、それぞれ、Ｘ成分とＹ成分を有する。力３０３−２及び３０３−４のＸ成分は、互いに打ち消し合い、力３０３−２及び３０３−４のＹ成分は合成されて、力３０３−６のＹ成分と等しくなり、航空機３００をＹ方向にスウェイさせる。
【００４０】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構３０２−１、３０２−３、及び、３０２−５は、何の力も生成しなくてよい。Ｙ方向へのスウェイに加えて他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構３０２の１つまたは複数が、同様に、力を生成してよい、及び／または、力３０３−２、３０３−４、及び／または、３０３−６の１つをより大きくまたは小さくして、Ｚ軸を中心に航空機をヨーイングさせてよい。
【００４１】
図４は、実施態様による、航空機をＺ方向にヒーブさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。図４に示す操縦推進機構４０２は、図１に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構４０２は、ほぼ同じ平面、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にある。同様に、航空機は任意の方向に航行してよいが、図４は、航空機４００の機首方位を示す。
【００４２】
航空機４００の構成において、航空機４００をＺ方向にヒーブさせるために、垂直配置操縦推進機構４０２-１、４０２−３、及び、４０２−５は、ほぼ等しいＺ方向の力４０３−１、４０３−３、及び、４０３−５を生成する。各操縦推進機構は、上記のように、垂直に配置されているので、生成される力は、Ｚ成分のみを有する。
【００４３】
航空機をＺ方向にヒーブさせることを使用して、例えば、揚力推進機構によって維持される航空機の高度を増減させてよい。例えば、揚力推進機構が、航空機４００に作用する重力とほぼ等しく向きが反対の力を生成し、垂直配置操縦推進機構が、図４に示すように、正の鉛直力を生成する場合、揚力推進機構と力４０３−１、４０３−３、及び、４０３−５との結果として航空機に作用する合力は、航空機に作用する重力より大きいので、航空機の高度は上昇する。同様に、揚力推進機構が、航空機４００に作用する重力とほぼ等しく向きが反対の力を生成し、垂直配置操縦推進機構４０２-１、４０２−３、及び、４０２−５が、負の鉛直力を生成する場合、負の鉛直力と航空機に作用する重力との結果として航空機に作用する合力は、揚力推進機構によって生成される力より大きいので、航空機の高度は低下する。
【００４４】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構４０２−２、４０２−４、及び、４０２−６は、何の力も生成しなくてよい。Ｚ方向のヒーブに加えて、他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構４０２の１つまたは複数は、同様に、力を生成してよい、及び／または、力４０３−１、４０３−３、または、４０３−５の１つをより大きくまたは小さくすることによって、航空機をピッチ及び／またはロールさせてよい。
【００４５】
図５は、実施態様による、Ｙ軸を中心に航空機をピッチさせる推力ベクトル５０３を有する図１に示す航空機の操縦推進機構５０２の図である。図５に示す操縦推進機構５０２は、図１に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構５０２は、ほぼ同じ平面、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にある。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図５は、航空機５００の機首方位を示す。
【００４６】
航空機５００の構成において、図に示された機首方位の方向に配置された航空機の部分が、正のＺ方向に動くように航空機５００をピッチさせるために、垂直配置操縦推進機構５０２−１、５０２−３、及び、５０２−５は、Ｚ方向に力を生成する。詳細には、操縦推進機構５０２−１及び５０２−５は、ほぼ等しい大きさの鉛直力５０３−１及び５０３−５を生成し、操縦推進機構５０２−３は、力５０３−１または５０３−５のほぼ２倍の大きさの力を生成する。力５０３−１及び５０３−５は、正のＺ方向であり、力５０３−３は、負のＺ方向である。力５０３−１、５０３−３、及び、５０３−５を合計すると、Ｙ軸を中心に航空機をピッチさせる回転力またはモーメントを生じて、機首方位の方向に配置された航空機の部分が正のＺ方向に動く。
【００４７】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構５０２−２、５０２−４、及び、５０２−６は、何の力も生成しなくてよい。ピッチに加えて他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構５０２の１つまたは複数が、同様に、力を生成してよい、及び／または、力５０３−１または５０３−５の１つをより大きくまたは小さくすることによって、航空機をロールさせてよい。
【００４８】
図６は、実施態様による、Ｚ軸を中心に航空機をヨーイングさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。図６に示す操縦推進機構６０３は、図１に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構６０２は、ほぼ同じ平面、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にある。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図６は、航空機６００の機首方位を示す。
【００４９】
航空機６００の構成において、航空機６００をヨーイングさせるために、水平配置操縦推進機構６０２−２、６０２−４、及び、６０２−６は、ほぼ等しい大きさの力を生成する。力６０３−６は、操縦推進機構６０２−６の配置のためにＹ成分のみを含む。力６０３−２及び６０３−４は、それぞれ、Ｘ成分とＹ成分を含む。しかしながら、操縦推進機構６０２−２、６０２−４の配置のために、２つの力６０３−２、６０３−４のＸ成分は互いに打ち消し合う。結果として生じるＹ方向の力は、Ｚ軸を中心に航空機６００をヨーイングさせる。
【００５０】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構６０２−１、６０２−３、及び、６０２−５は、何の力も生成しなくてよい。ヨーに加えて他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構６０２の１つまたは複数は、同様に、力を生成してよい、及び／または、力６０３−２、６０３−４、または、６０３−６の１つをより大きくまたは小さくすることによって、航空機をスウェイ及び／またはサージさせてよい。
【００５１】
図７は、実施態様による、Ｘ軸を中心に航空機をロールさせる推力ベクトルを有する図１に示す航空機の操縦推進機構の図である。図７に示す操縦推進機構７０３は、図１に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構７０２は、ほぼ同じ平面、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にある。同様に、航空機は任意の方向に航行してよいが、図７は、航空機７００の機首方位を示す。
【００５２】
航空機７００の構成において、Ｘ軸を中心に航空機７００をロールさせるために、垂直配置操縦推進機構７０２−１及び７０２−５は、大きさがほぼ等しく、向きが反対の力７０３−１及び７０３−５を生成する。２つの力は等しく、Ｚ方向で向きが反対なので、合力は、Ｘ軸を中心に航空機をロールさせる。
【００５３】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構７０２−２、７０２−３、７０２−４、及び、７０２−６は、何の力も生成しなくてよい。Ｘ方向へのサージに加えて他の動きが命じられる場合、操縦推進機構７０２の１つまたは複数は、同様に、ロールに加えて、航空機による他の操縦を引き起こす力を生成する。
【００５４】
図８は、実施態様による、航空機８００の図を示す。航空機８００は、航空機８００の機体と間隔を置いた６つの操縦モータ８０１−１、８０１−２、８０１−３、８０１−４、８０１−５、及び、８０１−６と、対応する操縦プロペラ８０４−１、８０４−２、８０４−３、８０４−４、８０４−５、及び、８０４−６とを含む。プロペラ８０４は、任意のサイズの任意の形態（例えば、グラファイト、炭素繊維）のプロペラであってよい。例えば、操縦プロペラは、１０インチ〜１２インチの直径の炭素繊維プロペラであってよい。
【００５５】
一部の操縦プロペラの形態及び／またはサイズは、他の操縦プロペラと異なってよい。同様に、操縦モータ８０１は、直流（「ＤＣ」）ブラシレスモータ等、任意の形態のモータであってよく、対応する操縦プロペラを回転させるのに十分なサイズであってよい。同様に、ある実施態様においては、一部の操縦モータ８０１のサイズ及び／または種類は、他の操縦モータ８０１と異なってよい。ある実施態様においては、操縦モータは、操縦プロペラによって生成される力が、第１の方向に回転する時、正の力、または、第２の方向に回転する時、負の力となるように、両方向に回転されてよい。
【００５６】
操縦モータ８０１と対応する操縦プロペラの各対は、本明細書では、まとめて、操縦推進機構８０２−１、８０２−２、８０２−３、８０２−４、８０２−５、及び、８０２−６等、操縦推進機構８０２と呼ぶ。同様に、図８に示す例は、操縦推進機構８０２を操縦モータ８０１と操縦プロペラ８０４を含むとして記載するが、他の実施態様においては、他の推進形態が、操縦推進機構８０２として利用されてよい。例えば、航空機８００の操縦推進機構８０２の１つまたは複数は、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン等を利用して、航空機を操縦してよい。一般的に記載すると、本明細書では、操縦推進機構８０２は、単独で、及び／または、他の推進機構と組み合わせて、航空機を操縦するのに十分な力を生成できる任意の形態の推進機構を含む。
【００５７】
同様に、本明細書の例は、推進機構は両方向の力を生成できると記載するが、ある実施態様においては、操縦機構は、一方向の力のみを生成してよい。しかしながら、操縦機構の向きは、力を正の方向、負の方向、及び／または、任意の他の方向に向けることができるように、調整されてよい。
【００５８】
図１〜図７に関して記載した航空機と比較して、航空機８００は、異なる平面にあって、航空機８００の中心部分から異なる方向に伸びる操縦推進機構８０２を含む。例えば、操縦推進機構８０２−１、８０２−３、８０２−４、及び、８０２−６は、Ｘ−Ｙ平面にあるが、操縦推進機構８０２−２及び８０２−５は、Ｚ軸に沿って、Ｘ−Ｙ平面の外にある。航空機８００は、任意の方向に飛行するように向けることができるが、図８〜図１４に関して記述するために、上側及び機首方位を有する航空機８００を指す。詳細には、航空機８００は、図８〜図１４において機首方位の矢印によって示すように、Ｘ方向に機首方位を有するとして述べる。同様に、航空機は、Ｚ軸に対応する最上部または上側を有するとして述べる。詳細には、航空機は、操縦推進機構８０２−２が、航空機８００の最上部または上側にあるとみなされ、操縦推進機構８０２−１が航空機８００の前側にあるとみなされるように、図８〜図１４に関して記載される。
【００５９】
図に示すように、一部の操縦推進機構８０２が異なる平面にあることに加えて、操縦推進機構８０２は、異なる角度に向けられてよい。図８に示すように、操縦推進機構８０２−３及び８０２−６は、操縦推進機構８０２−３及び８０２−６のそれぞれによって生成される力が、上昇プロペラ８０６を含む揚力推進機構によって生成される力とほぼ平行になるように、揚力推進機構とほぼ同じ方向に向けられる。操縦推進機構８０２-１及び８０２−４は、操縦推進機構８０２−１及び８０２−４によって生成される力が、揚力推進機構と操縦推進機構８０２−３及び８０２−６とによって生成される力に対してほぼ垂直になるように、揚力推進機構に対して約９０度に向けられるが、同じ平面にある。同様に、操縦推進機構８０２−２及び８０２−５は、揚力推進機構に対してほぼ垂直、操縦推進機構８０２−１、８０２−３、８０２−４、及び、８０２−６に対してほぼ垂直、且つ、Ｘ−Ｙ平面の外にある。
【００６０】
記述を簡単にするために、揚力推進機構によって生成される力とほぼ平行な力を生成するように配置された操縦推進機構を、垂直配置操縦推進機構と呼ぶ。揚力推進機構によって生成される力にほぼ垂直な力を生成するように配置された操縦推進機構を、本明細書では、水平配置操縦推進機構と呼ぶ。
【００６１】
この例において、各操縦推進機構８０２は、互いに対して直角に位置し、立方体の中心部分から伸び、各操縦推進機構は、６面の立方体の外面上にあり、揚力推進機構は立方体の中心部分にある。
【００６２】
他の実施態様においては、操縦推進機構は、他の配置を有してよい。同様に、他の実施態様においては、より少ないまたは追加の垂直配置操縦推進機構、及び／または、より少ないまたは追加の水平配置操縦推進機構を含んでよい。
【００６３】
操縦推進機構８０２に加えて、航空機８００は、１つまたは複数の上昇モータ、及び、対応する上昇プロペラ８０６も含んでよい。上昇モータ及び対応する上昇プロペラは、航空機が空中で航行できるように、航空機及び任意の係合されたペイロードを上昇させる力を生成するサイズ及び構成である。例えば、上昇プロペラは、１２インチ〜２２インチ直径の炭素繊維プロペラであってよい。
【００６４】
ある実施態様においては、上昇モータ及び対応する上昇プロペラは、航空機８００にかかる重力とほぼ等しく向きが反対の力を生成できるようなサイズであってよい。例えば、航空機の質量が、ペイロード無しで、９０．００キログラム（ｋｇ）の場合、航空機に作用する重力は、８９６．２０ニュートン（Ｎ）である。航空機が０．００ｋｇと８．００ｋｇの間の質量を有するペイロードを運ぶように設計される場合、８９６．００Ｎと９７５．００Ｎの間の力を生成する時、上昇モータが最大の出力効率範囲で動作するように、上昇モータと上昇プロペラが選択されてよい。
【００６５】
各上昇モータ及び対応する上昇プロペラ８０６は、本明細書では、まとめて揚力推進機構と呼ばれる。同様に、図８に示す例は、上昇モータ及び上昇プロペラ８０６を含むとして揚力推進機構を記載するが、他の実施態様においては、他の推進形態が、揚力推進機構として利用されてよい。例えば、航空機の揚力推進機構の１つまたは複数は、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン等を利用して、航空機を上昇させてよい。一般的に記載すると、揚力推進機構は、本明細書では、単独で、及び／または、他の推進機構と組み合わせて、航空機及び任意の取り付けられたペイロードを上昇させるのに十分な力を生成できる任意の形態の推進機構を含む。
【００６６】
上昇プロペラ８０６の角運動量に対抗するために、操縦プロペラ８０４−６及び／または８０４−３の１つまたは複数は、上昇プロペラ８０６の角運動量の反対の向きに回転して、航空機８００が上昇プロペラ８０６の回転と共に回転するのを防止してよい。あるいは、または、それに加えて、操縦推進機構８０２−１及び８０２−４の１つまたは複数は、揚力推進機構によって生成される回転力に対抗し、打ち消す力を生成してよい。
【００６７】
航空機８００の機体または筐体は、同様に、グラファイト、炭素繊維、及び／または、アルミニウム等、任意の適切な材料であってよい。この例において、航空機８００の機体は、上昇プロペラ８０６を囲む周囲シュラウド８１０と、航空機８００の中心部分から互いに対して約９０度で伸びる６つのアーム８０５−１、８０５−２、８０５−３、８０５−４、８０５−５、及び、８０５−６とを含む。この例においては、各アームは、中心部分に結合されて中心部分を形成し、上昇モータも中心部分に取り付けられる。アーム８０５−１、８０５−２、８０５−３、８０５−４、８０５−５、及び、８０５−６の反対側の端に結合されるのは、上記のように、操縦推進機構８０２である。
【００６８】
図８に示す実施態様は、航空機８００の中心部分から伸びて航空機のフレームまたは機体を形成する６つのアーム８０５を含むが、他の実施態様においては、より少ないまたは追加のアームがあってよい。例えば、航空機は、支持アームを含んでよく、支持アームは、アーム８０５間に伸びて航空機に追加の支持を提供、及び／または、ペイロード係合機構を支持する。航空機のアーム８０５、シュラウド８１０、及び／または、ペイロード係合機構は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタン、ケブラー等を含むが、これらに限らない任意の種類の材料から形成されてよい。
【００６９】
上記のように、図に示す航空機８００の構成においては、操縦推進機構８０２−３及び８０２−６の２つが、垂直に配置されており、操縦推進機構８０２−１、８０２−２、８０２−３、及び、８０２−５の４つが水平に配置されている。このような構成を用いて、航空機８００を空中で任意の方向に任意の向きで航行させることができる。
【００７０】
例えば、航空機８００は、図９〜図１４に関して記載した機首方位及び方向で航行してよく、ここで、操縦推進機構８０２−１は、機首方位の方向にあるとして示されており、航空機８００は、操縦推進機構８０２−２が航空機８００の最上部にあるとみなされるように向いている。しかしながら、他の実施態様においては、航空機は、空中で任意の他の機首方位で航行されてよい。同様に、航空機は、任意の向きを有してよい。例えば、航空機は、揚力推進機構が航空機に作用する重力にほぼ垂直に配置されるように向けられた任意の方向に回転できる。このような向きでは、揚力推進機構及び／または操縦推進機構８０２−４及び８０２−６は、力を生成する時、航空機８００に作用する重力にほぼ垂直な力を生成する。同様に、操縦推進機構８０２−１、８０２−２、８０２−３、及び、８０２−５を使用して航空機に作用する重力と向きが反対の力を生成して航空機の高度を維持してよい。他の向きでは、揚力推進機構及び／または操縦推進機構の１つまたは複数の組み合わせを使用して、航空機をある高度に維持する揚力を生成し、且つ、航空機８００を空中で操縦する他の力を生成してよい。
【００７１】
アーム８０５の１つまたは複数に結合、及び／または、アーム８０５の１つまたは複数内に含まれるのは、航空機制御システム８１１と、バッテリ等の１つまたは複数の電源モジュール８１８とである。この例において、航空機制御システム８１１は、アーム８０５−２内に取り付けられ、電源モジュールは、アーム８０５−５内に取り付けられる。航空機制御システム８１１は、図１６に関して以下にさらに詳細に述べるように、航空機８００の動作、ルーティング、航法、通信、上昇モータコントロール、操縦モータコントロール、及び／または、ペイロード係合機構を制御する。
【００７２】
電源モジュール（複数可）８１８は、航空機８００に取り外し可能に取り付けられてよい。航空機の電源モジュール（複数可）８１８は、バッテリ電力、太陽光発電、ガス発電、超コンデンサ、燃料電池、代替電力源、または、これらの組み合わせの形態であってよい。電源モジュール（複数可）８１８は、航空機制御システム８１１、推進機構、及び、ペイロード係合機構に結合され、それらに電力を提供する。
【００７３】
ある実施態様においては、電源モジュールの１つまたは複数は自律的に取り外しできるように、及び／または、他の電源モジュールと置き換えることができるように、構成されてよい。例えば、航空機が、配達場所、中継場所、及び／または、荷扱い施設に着陸すると、航空機は、その場所で、電源モジュールを再充電する充電部材と係合してよい。
【００７４】
図９〜図１４は、図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。説明を助けるために、航空機の他の構成要素は、図９〜図１４から省略されており、操縦推進機構の１つまたは複数によって生成され得る異なる力は、ベクトルによって表される。図に示す力は、生成される時、航空機を、サージ（図９）、ヒーブ（図１０）、スウェイ（図１１）、ヨーイング（図１２）、ピッチ（図１３）、及び、ロール（図１４）させる。図に示す力は、ベクトルで表され、航空機に作用している力の方向を示す。
【００７５】
操縦推進機構の１つまたは複数によって生成される力に加えて、航空機は、上述し、図８に示す揚力推進機構によって生成される力によって上昇させられてよい。例えば、航空機がある高度にとどまるように、揚力推進機構を使用して、重力によって航空機に作用する力とほぼ等しく向きが反対の力を生成してよい。そして、操縦推進機構を使用して、上記のように、航空機を６自由度の１つまたは複数で移動させてよい。
【００７６】
図９は、実施態様による、航空機をＸ方向にサージさせる推力ベクトル９０３を有する図８に示す航空機の操縦推進機構９０２の図である。図９に示す操縦推進機構９０２は、図８に示す操縦推進機構に対応する。この構成において、操縦推進機構９０２−２及び９０２−５は、Ｘ方向に正の力または負の力を生成するのに使用できるように、両方とも、水平に配置され、同じ方向に向けられている。
【００７７】
航空機９００の構成において、航空機９００をＸ方向にサージさせるために、水平配置操縦推進機構９０２−２及び９０２−５は、大きさと方向がほぼ等しい力を生成する。操縦推進機構は両方ともＸ方向に配置されているので、生成される力９０３−２及び９０３−５は、Ｘ成分のみを有する。力９０３−２及び９０３−５は、航空機９００の機首方位に一致するＸ方向に航空機９００をサージさせる。
【００７８】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構９０２−１、９０２−３、９０２−４、及び、９０２−６は、何の力も生成しなくてよい。Ｘ方向のサージに加えて他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構９０２の１つまたは複数は、同様に、力を生成してよい、及び／または、力９０３−２または９０３−５の１つをより大きくまたは小さくすることによって、Ｙ軸を中心に航空機をピッチさせてよい。
【００７９】
図１０は、実施態様による、航空機をＺ方向にヒーブさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。図１０に示す操縦推進機構１００２は、図８に示す操縦推進機構に対応する。この構成において、操縦推進機構１００２−３及び１００２−６は、Ｚ方向に正の力または負の力を生成するのに使用できるように、両方とも、垂直方向に配列され、同じ方向を向けられている。
【００８０】
航空機１０００の構成において、航空機１０００をＺ方向にヒーブさせるために、垂直配置操縦推進機構１００２−３及び１００２−６は、大きさ及び方向がほぼ等しい力を生成する。操縦推進機構は両方ともＺ方向に配置されているので、生成される力１００３−３及び１００３−６は、Ｚ成分のみを有する。これらの力１００３−３及び１００３−６は、航空機１０００をＺ方向にヒーブさせる。
【００８１】
航空機１０００をＺ方向にヒーブさせることを使用して、例えば、図８に関して上述した揚力推進機構によって維持される航空機の高度を増減してよい。例えば、揚力推進機構が、航空機１０００に作用する重力とほぼ等しく向きが反対の力を生成し、垂直配置操縦推進機構１００２−３及び１００２−６が、図１０に示すように、正の鉛直力を生成する場合、揚力推進機構と力１００３−３及び１００３−６との結果として航空機に作用する合力は、航空機に作用する重力より大きいので、航空機の高度は上昇する。同様に、揚力推進機構が、航空機１０００に作用する重力とほぼ等しく向きが反対の力を生成し、垂直配置操縦推進機構１００２−３及び１００２−６が負の鉛直力を生成している場合、操縦推進機構からの負の鉛直力と重力との結果として航空機に作用する合力は、揚力推進機構によって生成される力より大きいので、航空機の高度は低下する。
【００８２】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構１００２−１、１００２−２、１００２−４、及び、１００２−５は、何の力も生成しなくてよい。Ｚ方向のヒーブに加えて、他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構１００２の１つまたは複数は、同様に、力を生成してよい、及び／または、力１００３−３または１００３−６の１つを大きくまたは小さくすることによって、Ｘ軸を中心に航空機をロールさせてよい。
【００８３】
図１１は、実施態様による、航空機をＹ方向にスウェイさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。図１１に示す操縦推進機構１１０３は、図８に示す操縦推進機構に対応する。操縦推進機構は両方ともＹ方向に配置されるので、生成される力１１０３−１及び１１０３−４は、Ｙ成分のみを有する。これらの力１１０３−１及び１１０３−４は、航空機１１００をＹ方向にスウェイさせる。
【００８４】
航空機１１００の構成において、航空機１２００をＹ方向にスウェイさせるために、水平配置操縦推進機構１１０２−１及び１１０２−４は、大きさ及び方向がほぼ等しいＹ方向の力１１０３−１及び１１０３−４を生成する。これらの力１１０３−１及び１１０３−４は、航空機１１００をＹ方向にスウェイさせる。
【００８５】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構１１０２−２、１１０２−３、１１０２−５、及び、１１０２−６は、何の力も生成しなくてよい。Ｙ方向のスウェイに加えて、他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構１１０２の１つまたは複数は、同様に、力を生成してよい、及び／または、力１１０３−１または１１０３−４の１つを大きくまたは小さくすることによって、Ｚ軸を中心に航空機をヨーイングさせてよい。
【００８６】
図１２は、実施態様による、Ｚ軸を中心に航空機をヨーイングさせる推力ベクトル１２０３を有する図８に示す航空機の操縦推進機構１２０２の図である。図１２に示す操縦推進機構１２０２は、図８に示す操縦推進機構に対応する。操縦推進機構は両方ともＹ方向に配置されているので、生成される力１２０３−１及び１２０３−４は、Ｙ成分のみを有する。これらの力１２０３−１及び１２０３−４は、Ｚ軸を中心に航空機１２００をヨーイングさせる。
【００８７】
航空機１２００の構成において、Ｚ軸を中心に航空機１２００をヨーイングさせるために、水平配置操縦推進機構１２０２−１及び１２０２−４は、大きさがほぼ等しく、向きが反対のＹ方向の力を生成する。相反する向きの力１２０３−１及び１２０３−４によって、Ｚ軸を中心に航空機１２００はヨーイングする。
【００８８】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構１２０２−２、１２０２−３、１２０２−５、及び、１２０２−６は、何の力も生成しなくてよい。ヨーイングに加えて、他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構１２０２の１つまたは複数は、同様に、力を生成してよい。
【００８９】
図１３は、実施態様による、Ｙ軸を中心に航空機をピッチさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。図１３に示す操縦推進機構１３０３は、図８に示す操縦推進機構に対応する。操縦推進機構１３０２−２及び１３０２−５は両方ともＸ方向に配置されているので、生成される力１３０３−２及び１３０３−５は、Ｘ成分のみを有する。これらの力１３０３−２及び１３０３−５は、Ｙ軸を中心に航空機１３００をピッチさせる。
【００９０】
航空機１３００の構成において、Ｙ軸を中心に航空機１３００をピッチさせるために、水平配置操縦推進機構１３０２−２及び１３０２−５は、大きさがほぼ等しく、向きがが反対の力を生成する。相反する向きの力１３０３−２及び１３０３−５によって、Ｙ軸を中心に航空機１３００は下方にピッチする。
【００９１】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構１３０２−１、１３０２−３、１３０２−４、及び、１３０２−６は、何の力も生成しなくてよい。ヨーに加えて、他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構１３０２の１つまたは複数は、同様に、力を生成してよい。
【００９２】
図１４は、実施態様による、Ｘ軸を中心に航空機をロールさせる推力ベクトルを有する図８に示す航空機の操縦推進機構の図である。図１４に示す操縦推進機構１４０３は、図８に示す操縦推進機構に対応する。操縦推進機構１４０２−３及び１４０２−６は両方ともＺ方向に配置されているので、生成される力１４０３−３及び１４０３−６は、Ｚ成分のみを有する。これらの力１４０３−３及び１４０３−６は、Ｘ軸を中心に航空機１４００をロールさせる。
【００９３】
航空機１４００の構成において、Ｘ軸を中心に航空機１４００をロールさせるために、垂直配置操縦推進機構１４０２−３及び１４０２−６は、大きさがほぼ等しく向きが反対の力１４０３−３及び１４０３−６を生成する。２つの力は、大きさが等しく、Ｚ方向に向きが反対なので、合力は、Ｘ軸を中心に航空機をロールさせる。
【００９４】
航空機の他の動きが命じられない場合、他の操縦推進機構１４０２−１、１４０２−２、１４０２−４、及び、１４０２−５は、何の力も生成しなくてよい。Ｘ軸を中心にしたロールに加えて、他の動きが命じられる場合、他の操縦推進機構１４０２の１つまたは複数は、同様に、ロールに加えて、航空機に他の操縦をさせる力を生成してよい。
【００９５】
図１５は、実施態様による、操縦プロセス１５００の例を示すフロー図である。図１５のプロセスの例と、本明細書で述べる他の各プロセスとは、ハードウェア、ソフトウェア、または、それらの組み合わせで実施されてよい。ソフトウェアの文脈においては、記載の動作は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されると、列挙された動作を行う１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令を表す。一般的に、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を実行、または、特定の抽象データ型を実施するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。
【００９６】
コンピュータ可読媒体は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含んでよく、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、ハードドライブ、フロッピーディスケット、光学ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気もしくは光学カード、ソリッドステートメモリデバイス、または、電子命令の記憶に適した他の種類の記憶媒体を含んでよい。さらに、ある実施態様においては、コンピュータ可読媒体は、（圧縮された、または、圧縮されていない形態の）一時的なコンピュータ可読信号を含んでよい。コンピュータ可読信号の例は、搬送波を用いて変調されていてもいなくても、インターネットまたは他のネットワークを通してダウンロードされた信号を含む、コンピュータプログラムをホストまたは実行するコンピュータシステムにアクセスするように構成できる信号を含むが、これに限らない。最後に、動作が記載される順番は、制限と解釈されることを意図しておらず、任意の数の記載の動作は、任意の順番で、及び／または、並列に組み合わせて、ルーチンを実施できる。
【００９７】
操縦プロセス１５００の例は、１５０２におけるように、操縦を含む航空コマンドを受信することによって開始する。操縦は、航空機の現在の飛行の態様を変更または変える任意のコマンドであってよい。例えば、操縦は、上昇もしくは下降（ヒーブ）、速度を上下（サージ）、左右への動き（スウェイ）、ピッチ、ヨー、ロール、及び／または、これらの任意の組み合わせであってよい。
【００９８】
命じられた操縦に基づいて、プロセスの例は、１５０３におけるように、操縦の実行に使用する操縦推進機構を決定する。上記のように、航空機は、揚力推進機構を含んでよく、揚力推進機構を使用して、航空機をある高度に維持する揚力を生成してよい。同様に、航空機は、図１〜図１４及び図１７〜図２３に関して本明細書で述べたように複数の操縦推進機構を含んでよく、複数の操縦推進機構を選択的に使用して、航空機に６自由度のいずれかで１つまたは複数の操縦を実行させる推力を生成してよい。
【００９９】
操縦の実行に使用する操縦推進機構を決定することに加えて、各操縦推進機構によって生成される推力の大きさと方向は、１５０４におけるように、決定される。上記のように、ある実施態様においては、操縦推進機構は、配置される両方向に力を生成するように構成されてよい。あるいは、または、それに加えて、操縦推進機構は、操縦推進機構によって生成される力が異なる方向に向けられるように、２つ以上の位置の間で回転可能なように構成されてよい。
【０１００】
命じられた操縦の生成に使用すると決定された操縦推進機構と、これらの操縦推進機構によって生成される力の決定された大きさ及び方向とに基づいて、１５０６におけるように、力を生成させると決定された操縦推進機構に命令が送信される。
【０１０１】
図１６は、実施態様による、航空機制御システム１６００の例を示すブロック図である。様々な例において、ブロック図は、本明細書で述べる様々なシステム及び方法を実施するために使用され得る、及び／または、本明細書で述べる航空機の動作を制御するために使用され得る航空機制御システム１６００の１つまたは複数の態様を示してよい。図示の実施態様において、航空機制御システム１６００は、１つまたは複数のプロセッサ１６０２を含み、プロセッサ１６０２は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１６１０を介して、メモリ、例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０に結合される。航空機制御システム１６００は、電子速度制御装置（ＥＳＣ）等の推進機構コントローラ１６０４、電源モジュール１６０６、及び／または、航法システム１６０７も含む。航空機制御システム１６００は、ペイロード係合コントローラ１６１２、ネットワークインタフェース１６１６、及び、１つまたは複数の入力／出力装置１６１７をさらに含む。
【０１０２】
様々な実施態様において、航空機制御システム１６００は、１つのプロセッサ１６０２を含むユニプロセッサシステム、または、数個のプロセッサ１６０２（例えば、２つ、４つ、８つ、または、他の適切な数）を含むマルチプロセッサシステムであってよい。プロセッサ（複数可）１６０２は、命令を実行できる任意の適切なプロセッサであってよい。例えば、様々な実施態様において、プロセッサ（複数可）１６０２は、ｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ、ＳＰＡＲＣ、もしくは、ＭＩＰＳ  ＩＳＡ、または、任意の他の適切なＩＳＡ等、様々な命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）のいずれかを実施する汎用または組み込みプロセッサであってよい。マルチプロセッサシステムにおいて、各プロセッサ（複数可）１６０２は、通常、同じＩＳＡを実施してよいが、必ずしも同じＩＳＡを実施しなくてもよい。
【０１０３】
非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０は、プロセッサ（複数可）１６０２によってアクセス可能な実行可能命令、データ、飛行経路、飛行制御パラメータ、重心情報、及び／または、データ項目を記憶するように構成されてよい。様々な実施態様において、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同期ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性／フラッシュタイプメモリ、または、任意の他の種類のメモリ等、任意の適切なメモリ技術を使用して実施されてよい。図示の実施態様において、本明細書に記載の機能等、所望の機能を実施するプログラム命令及びデータは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０内に、それぞれ、プログラム命令１６２２、データストレージ１６２４、及び、フライトコントロール１６２６として記憶されて示される。他の実施態様においては、プログラム命令、データ、及び／または、フライトコントロールは、受信されてよく、送信されてよく、または、非一時的媒体等の異なる種類のコンピュータアクセス可能媒体に、または、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０もしくは航空機制御システム１６００とは別個の類似の媒体に、記憶されてよい。一般的に言うと、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、航空機制御システム１６００にＩ／Ｏインタフェース１６１０を介して結合された、磁気もしくは光学媒体、例えば、ディスクもしくはＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭ等、記憶媒体またはメモリ媒体を含んでよい。非一時的コンピュータ可読媒体を介して記憶されたプログラム命令及びデータは、電気、電磁気、または、デジタルの信号等、伝送媒体または信号によって送信されてよく、伝送媒体または信号は、ネットワークインタフェース１６１６を介して実施され得るような、ネットワーク及び／または無線リンク等、通信媒体を介して伝達されてよい。
【０１０４】
一実施態様において、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０は、プロセッサ（複数可）１６０２と、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０、任意の周辺装置、ネットワークインタフェース、または、入力／出力装置１６１７等、他の周辺インタフェースとの間で、Ｉ／Ｏトラフィックを調整するように構成されてよい。ある実施態様においては、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０は、任意の必要なプロトコル、タイミング、または、他のデータ変換を行って、１つの構成要素（例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０）からのデータ信号を他の構成要素（例えば、プロセッサ（複数可）１６０２）が使用するのに適切なフォーマットに変換してよい。ある実施態様においては、I／Ｏインタフェース１６１０は、例えば、ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト（ＰＣＩ）バス規格またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）規格の変形等、様々な種類の周辺バスを通して取り付けられた装置へのサポートを含んでよい。ある実施態様においては、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０の機能は、例えば、ノースブリッジ及びサウスブリッジ等、２つ以上の個別の構成要素に分割されてよい。また、ある実施態様においては、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０へのインタフェース等、Ｉ／Ｏインタフェース１６１０の機能の一部または全ては、プロセッサ（複数可）１６０２に直接、組み込まれてよい。
【０１０５】
推進機構コントローラ１６０４は、航法システム１６０７と通信し、各揚力推進機構及び／または操縦推進機構の回転速度を調整して、航空機を安定させる、及び／または、１つまたは複数の操縦を行い、航空機を飛行経路に沿うように導く。
【０１０６】
航法システム１６０７は、全地球測位システム（ＧＰＳ）、屋内測位システム（ＩＰＳ）、または、航空機１００をある場所まで、及び／または、ある場所から航行させるのに使用できる他の類似のシステム及び／またはセンサを含んでよい。ペイロード係合コントローラ１６１２は、物品を係合及び／または開放するのに使用されるアクチュエータ（複数可）またはモータ（複数可）（例えば、サーボモータ）と通信する。
【０１０７】
ネットワークインタフェース１６１６は、航空機制御システム１６００と、他のコンピュータシステム（例えば、リモートコンピューティングリソース）等、ネットワークに取り付けられた他の装置、及び／または、他の航空機の航空機制御システムとデータをやり取りするのを可能にするように構成されてよい。例えば、ネットワークインタフェース１６１６は、航空機と、１つまたは複数のリモートコンピューティングリソースで実施される航空機制御システムとの無線通信を可能にしてよい。無線通信のために、航空機のアンテナ、または、他の通信構成要素を利用してよい。他の例として、ネットワークインタフェース１６１６は、多数の航空機間で無線通信を可能にしてよい。様々な実施態様において、ネットワークインタフェース１６１６は、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク等、無線一般データネットワークを介して通信をサポートしてよい。例えば、ネットワークインタフェース１６１６は、セルラー通信ネットワーク、衛星ネットワーク等の、テレコミュニケーションネットワークを介して通信をサポートしてよい。
【０１０８】
入力／出力装置１６１７は、ある実施態様においては、１つまたは複数のディスプレイ、撮像装置、熱センサ、赤外線センサ、飛行時間センサ、加速度計、圧力センサ、天候センサ等を含んでよい。複数の入力／出力装置１６１７が存在してよく、航空機制御システム１６００によって制御されてよい。これらのセンサの１つまたは複数を利用して、着陸を支援し、飛行中に障害物を回避してよい。
【０１０９】
図１６に示すように、メモリは、プログラム命令１６２２を含んでよく、プログラム命令１６２２は、本明細書に記載のルーチン及び／またはサブルーチンを実施するように構成されてよい。データストレージ１６２４は、飛行経路の決定、着陸、物品を解放する場所の識別、操縦の実行に利用する操縦推進機構の決定ために提供され得るデータ項目を保持する様々なデータストアを含んでよい。様々な実施態様において、１つまたは複数のデータストアに含まれるとして本明細書に示されるパラメータ値及び他のデータは、記載されていない他の情報と組み合わされてよい、または、より多い、少ない、もしくは、異なるデータ構造に、異なるように分けられてよい。ある実施態様においては、データストアは、物理的に１つのメモリに置かれてよい、または、２つ以上のメモリに分散されてもよい。
【０１１０】
航空機制御システム１６００は、単に例示的なものであり、本開示の範囲を制限する意図はないことを当業者は理解されよう。特に、コンピューティングシステム及び装置は、記載の機能を行うことができるハードウェアまたはソフトウェアの任意の組み合わせを含んでよい。航空機制御システム１６００は、図示されていない他の装置にも接続されてよい、あるいは、スタンドアロンシステムとして働いてよい。さらに、図示の構成要素によって提供される機能は、ある実施態様においては、より少ない構成要素で組み合わされてよい、または、追加の構成要素に分散されてよい。同様に、ある実施態様においては、図示の一部の構成要素の機能は、提供されなくてもよい、及び／または、他の追加の機能が利用可能であってよい。
【０１１１】
様々な項目が、使用中、メモリまたはストレージに記憶されるとして示されているが、これらの項目またはその一部は、メモリ管理とデータ整合性のために、メモリと他の記憶装置との間で転送されてよいことも当業者は理解されよう。あるいは、他の実施態様においては、ソフトウェア構成要素の一部または全ては、他の装置のメモリで実行して、図示の航空機制御システム１６００と通信してよい。システム構成要素またはデータ構造の一部または全ては、コンピュータアクセス可能な非一時的媒体、または、適切なドライブによって読まれる携帯品に（例えば、命令または構造化データとして）記憶されてもよく、その様々な例を本明細書に記載する。ある実施態様においては、航空機制御システム１６００とは別のコンピュータアクセス可能な媒体に記憶された命令は、無線リンク等の通信媒体を介して伝達される電気、電磁気、または、デジタルの信号等、伝送媒体または信号を介して、航空機制御システム１６００に送信されてよい。様々な実施態様は、上記記載に従って実施される命令及び／またはデータを受信、送信、または、コンピュータアクセス可能な媒体に記憶することをさらに含んでよい。従って、本明細書に記載に技術は、他の航空機制御システム構成を用いて実践されてよい。
【０１１２】
図１７は、実施態様による、他の航空機１７００の図を示す。航空機１７００は、航空機１７００の機体と間隔を置いた６つの操縦モータ１７０１−１、１７０１−２、１７０１−３、１７０１−４、１７０１−５、及び、１７０１−６と、対応する操縦プロペラ１７０４−１、１７０４−２、１７０４−３、１７０４−４、１７０４−５、及び、１７０４−６とを含む。プロペラ１７０４は、任意の形態のプロペラ（例えば、グラファイト、炭素繊維）で、任意のサイズであってよい。例えば、操縦プロペラは、１０インチ〜１２インチの直径の炭素繊維プロペラであってよい。
【０１１３】
一部の操縦プロペラの形態及び／またはサイズは、他の操縦プロペラと異なってよい。同様に、操縦モータ１７０１は、ＤＣブラシレスモータ等の任意の形態のモータであってよく、対応する操縦プロペラを回転させるのに十分なサイズであってよい。同様に、ある実施態様においては、一部の操縦モータ１７０１のサイズ及び／または種類は、他の操縦モータ１７０１と異なってよい。ある実施態様においては、操縦モータは、操縦プロペラによって生成される力が、第１の方向に回転する時、正の力になり、または、第２の方向に回転する時、負の力になり得るように、両方向に回転してよい。あるいは、または、これに加えて、操縦プロペラのブレードのピッチは、可変であってよい。ブレードのピッチを変えることによって、操縦プロペラによって生成される力は、正の方向または負の方向のいずれにも変更し得る。
【０１１４】
操縦モータ１７０１及び対応する操縦プロペラ１７０４の各対は、本明細書では、まとめて、操縦推進機構１７０２−１、１７０２−２、１７０２−３、１７０２−４、１７０２−５、及び、１７０２−６等、操縦推進機構１７０２と呼ばれる。同様に、図１７に示す例は、操縦推進機構１７０２を操縦モータ１７０１及び操縦プロペラ１７０４を含むとして、記載するが、他の実施態様においては、他の推進形態が、操縦推進機構１７０２として利用されてよい。例えば、航空機１７００の操縦推進機構１７０２の１つまたは複数は、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン等を利用して、航空機を操縦してよい。一般的に記載すると、操縦推進機構１７０２は、本明細書では、単独で、及び／または、他の推進機構と組み合わせて、航空機を操縦するのに十分な力を生成できる任意の形態の推進機構を含む。さらに、選択された実施態様において、推進機構（例えば、１７０２−１、１７０２−２、１７０２−３、１７０２−４、１７０２−５、及び、１７０２−６）は、個々の向きが、動的に修正（例えば、垂直の向きから水平の向きに変更）されてよいように、または、垂直と水平の間の任意の位置であるように構成されてよい。例えば、航空機が、水平方向に航行している場合、推進機構１７０２の１つまたは複数は、航空機を水平方向に推進する水平推力を提供するように向きを変えてよい。同様に、推進機構の１つまたは複数は、他の航行操縦に推力を提供するように他の方向に向けられてよい。
【０１１５】
同様に、本明細書の例は、推進機構は両方向に力を生成できると記載しているが、ある実施態様においては、操縦機構は、一方向だけに力を生成してよい。しかしながら、操縦機構の向きは、正の方向、負の方向、及び／または、任意の他の方向に力を向けることができるように、調整されてよい。
【０１１６】
図に示すように、操縦推進機構１７０２は、異なる角度に向けられてよい。図１７に示すように、操縦推進機構は全て、垂直配置に対してある角度をなして向けられる。例えば、そして、記述のために、上記のように、垂直に配置された（すなわち、ほぼ鉛直方向の揚力を生成するように向けられた）推進機構にゼロ度を割り当てて、図１７に示す操縦推進機構は、各モータアーム１７０５を中心に回転する時、いずれかの方向に垂直から約３０度に向けられる。さらに、操縦推進機構の向きの方向は、操縦推進機構の対が、互いに向き合うようであってよい。例えば、図１７に示すように、操縦推進機構１７０２−１は、第１のモータアーム１７０５−１を中心に第１の方向に約３０度向けられ、操縦推進機構１７０２−６は、第６のモータアーム１７０５−６を中心に第２の方向に約３０度向けられ、第２の方向は第１の方向と反対なので、２つの操縦推進機構１７０２−１、１７０２−６は、部分的に向き合って、第１の操縦推進機構対１７０６−１を形成する。同様に、操縦推進機構１７０２−３は、第３のモータアーム１７０５−３を中心に第１の方向に約３０度向けられ、操縦推進機構１７０２−２は、第２のモータアーム１７０５−２を中心に第２の方向に約３０度向けられ、それによって、２つの推進機構１７０２−３、１７０２−２は、部分的に向き合って、第２の推進機構対１７０６−２を形成する。最後に、操縦推進機構１７０２−５は、第５のモータアーム１７０５−５を中心に第１の方向に約３０度向けられ、操縦推進機構１７０２−４は、第４のモータアーム１７０５−４を中心に第２の方向に約３０度向けられ、それによって、２つの推進機構１７０２−４、１７０２−５は、部分的に向き合って、第３の推進機構対１７０６−３を形成する。
【０１１７】
上述し、図１７に示した例は、各モータアーム１７０５を中心に操縦推進機構を約３０度回転させることを述べたが、他の実施態様においては、操縦推進機構の向きは、３０度より大きくてもよく、小さくてもよい。ある実施態様においては、航空機１７００の操縦性の重要性が高い場合、操縦推進機構の向きは、３０度より大きくてよい。例えば、各操縦推進機構は、各モータアーム１７０５を中心に垂直の向きから第１または第２のいずれかの方向に約４５度に向けられてよい。一方、揚力の重要性が高い場合、推進機構１７０２の向きは、３０度より小さくてよい。例えば、各操縦推進機構は、各モータアーム１７０５を中心に垂直の向きから約１０度に向けられてよい。
【０１１８】
ある実施態様においては、ある推進機構の向きは、他の推進機構１７０２と異なってよい。例えば、推進機構１７０２-１、１７０２−３、及び、１７０２−５は、それぞれ、第１の方向に約１５度向けられてよく、推進機構１７０２−２、１７０２−４、及び、１７０２−６は、第２の方向に約２５度向けられてよい。さらに他の例においては、ある操縦推進機構対は、他の操縦推進機構対と異なる向きを有してよい。例えば、操縦推進機構１７０２−１及び１７０２−６は、それぞれ、互いの方に第１の方向と第２の方向に約３０度向けられてよく、操縦推進機構１７０２−３及び１７０２−２は、それぞれ、互いの方に第１の方向及び第２の方向に約４５度向けられてよく、操縦推進機構１７０２−５及び１７０２−４は、それぞれ、互いの方に第１の方向と第２の方向に約４５度に向けられてよい。
【０１１９】
以下に述べるように、操縦推進機構を対にして、図に示すように、互いの方に部分的に向けることによって、操縦推進機構対によって生成される横方向または水平方向の力が、同量の力を生成する時、打ち消し合って、操縦推進機構対からの力の和は、ほぼ鉛直方向（Ｚ方向）のみになる。同様に、以下で考察するように、対のうちの１つの推進機構が２つ目の推進機構より大きい力を生成する場合、横方向または水平方向の力は、Ｘ方向及び／またはＹ方向になる。推進機構対の１つまたは複数から生成される水平力は、航空機のピッチを変えずに航空機が水平方向に並進及び／またはヨーイングするのを可能にする。複数の操縦推進機構対１７０６によって横方向の力を生成することによって、航空機１７００を６自由度（サージ、スウェイ、ヒーブ、ピッチ、ヨー、及び、ロール）のいずれかで独立的に動作させる。結果として、航空機１７００の安定性及び操縦性が向上する。
【０１２０】
この例において、各操縦推進機構１７０２は、ほぼ同じ平面に、この例においては、Ｘ−Ｙ平面に位置し、操縦推進機構１７０２が互いに対してほぼ等しい距離で、航空機１７００の周囲に位置するように、互いに約６０度の間隔を置いている。例えば、第１の操縦推進機構１７０２−１は、Ｘ軸から約３０度のＸ−Ｙ平面に位置してよく、第２の操縦推進機構１７０２−２は、Ｘ軸から約９０度のＸ−Ｙ平面に位置してよく、第３の推進機構１７０２−３は、Ｘ軸から約１５０度のＸ−Ｙ平面に位置してよく、第４の操縦推進機構１７０２−４は、Ｘ軸から約２１０度のＸ−Ｙ平面に位置してよく、第５の操縦推進機構１７０２−５は、Ｘ軸から約２７０度のＸ−Ｙ平面に位置してよく、第６の操縦推進機構１７０２−６は、Ｘ軸から約３３０度のＸ−Ｙ平面に位置してよい。
【０１２１】
他の実施態様においては、操縦推進機構間の間隔は、異なってよい。例えば、操縦推進機構１７０２−１、１７０２−３、及び、１７０２−５は、第１の方向に向けられており、それぞれ、等しく、約１２０度の間隔を置いてよく、操縦推進機構１７０２−２、１７０２−４、及び、１７０２−６は、第２の方向に向けられており、これらも、それぞれ、等しく、約１２０度の間隔を置いてよい。しかしながら、第１の方向に向けられた操縦推進機構と第２の方向に向けられた操縦推進機構との間の間隔は、等しくなくてもよい。例えば、第１の方向に向けられた操縦推進機構１７０２−１、１７０２−３、及び、１７０２−５は、航空機の周囲にＸ軸に対して約ゼロ度、約１２０度、及び、約２４０度で、Ｘ−Ｙ平面に位置してよく、第２の方向に向けられた操縦推進機構１７０２−２、１７０２−４、及び、１７０２−６は、航空機１７００の周囲にＸ軸に対して約１０度、約１３０度、及び、約２５０度で、Ｘ−Ｙ平面に位置してよい。
【０１２２】
他の実施態様においては、操縦推進機構は、他の配置を有してよい。同様に、他の実施態様においては、より少ないまたは追加の操縦推進機構があってよい。同様に、ある実施態様においては、操縦推進機構の全てがＸ−Ｙ平面に配置されなくてもよい。
【０１２３】
プロペラ１７０４の角運動量に対抗するために、ある実施態様においては、操縦プロペラ１７０４は、１つおきに、反対方向に回転してよい。例えば、一実施態様においては、操縦プロペラ１７０４−１、１７０４−３、及び、１７０４−５は、時計回りに回転してよく、操縦プロペラ１７０４−２、１７０４−４、及び、１７０４−６は、反時計回りに回転してよい。他の実施態様においては、操縦プロペラ１７０４−１、１７０４−３、及び、１７０４−５は、反時計回りに回転してよく、操縦プロペラ１７０４−２、１７０４−４、及び、１７０４−６は、時計回りに回転してよい。
【０１２４】
ある実施態様においては、図１に関して前述したように、航空機１７００は、１つまたは複数の揚力推進機構も含んでよい。揚力機構は、航空機が空中で航行できるように、航空機及び任意の係合されたペイロードを上昇させる力を生成するサイズ及び構成である。他の実施態様においては、操縦推進機構１７０２は、別個の揚力推進機構を必要とせずに、航空機に揚力と操縦性を提供するように構成されてよい。このような構成においては、操縦推進機構１７０２は、６つの操縦推進機構１７０２−１、１７０２−２、１７０２−３、１７０２−４、１７０２−５、及び、１７０２−６が、航空機及び任意の取り付けられたペイロードを空中で航行させ、前述の６自由度のいずれかで操縦するのに十分な力を生成できる。同様に、操縦推進機構は、操縦推進機構のいずれか１つが、動作中に故障した場合でも、航空機が、残りの操縦推進機構１７０２を用いて４自由度（ヒーブ、ピッチ、ヨー、及び、ロール）のいずれかで安全に動作できるように、さらに冗長性を求めて構成されてよい。
【０１２５】
航空機１７００の機体または筐体は、同様に、グラファイト、炭素繊維、及び／または、アルミニウム等、任意の適切な材料であってよい。この例において、航空機１７００の機体は、周囲シュラウド１７１０と、航空機の中心部分から径方向に伸びる６つのアーム１７０５−１、１７０５−２、１７０５−３、１７０５−４、１７０５−５、及び、１７０５−６とを含む。この例において、各アームは、中心部分に結合され、中心部分を形成する。アーム１７０５−１、１７０５−２、１７０５−３、１７０５−４、１７０５−５、及び、１７０５−６の反対側に結合されるのは、前述のように、操縦推進機構１７０２である。また、上記のように、異なる操縦推進機構間の間隔は、航空機１７００の中心部分から伸びるアーム１７０５の１つまたは複数の位置を変えることによって変更してよい。
【０１２６】
図１７に示す実施態様は、航空機１７００の中心部分から径方向に伸びて、航空機のフレームまたは機体を形成する６つのアーム１７０５を含むが、他の実施態様においては、より少ないまたは追加のアームがあってよい。例えば、航空機は、アーム１７０５間に伸びる支持アームを含んでよく、支持アームは、航空機に追加の支持を提供、及び／または、ペイロード係合機構１７１２を支持する。航空機のアーム１７０５、シュラウド１７１０、及び／または、ペイロード係合機構１７１２は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタン、ケブラー等を含むが、これらに限らない任意の種類の材料で形成されてよい。
【０１２７】
前述のように、航空機１７００の図示の構成においては、操縦推進機構１７０２−１、１７０２−３、及び、１７０２−５の３つは、各モータアームを中心に垂直の向きに対して第１の方向に向けられ、操縦推進機構１７０２−２、１７０２−４、及び、１７０２−６の３つは、各モータアームを中心に第１の方向と反対の第２の方向に向けられる。このような構成を用いて、航空機１７００を空中で任意の方向に任意の向きで航行させることができる。同様に、航空機１７００は、６自由度のいずれかで、他の自由度のいずれかで動作する必要なく、航行できる。例えば、航空機１７００は、Ｘ軸を中心にロールする必要もなく、Ｙ方向にスウェイできる。
【０１２８】
ある実施態様においては、ペイロード係合機構１７１２は、アーム１７０５の１つまたは複数に結合されてよく、ペイロードを選択的に係合及び／または開放するように構成されてよい。アーム１７０５の１つまたは複数に結合、及び／または、アーム１７０５の１つまたは複数内に含まれるのは、航空機制御システム１７１１と、バッテリ等の１つまたは複数の電源モジュール１７１８もある。この例において、航空機制御システム１７１１は、アーム１７０５−５内に取り付けられ、電源モジュール１７１８は、アーム１７０５−３に取り付けられる。航空機制御システム１７１１は、図１６に関してより詳細に述べたように、航空機１７００の動作、ルーティング、航法、通信、操縦推進機構、及び／または、ペイロード係合機構１７１２を制御する。
【０１２９】
電源モジュール（複数可）１７１８は、航空機１７００に取り外し可能に取り付けられてよい。航空機の電源モジュール（複数可）１７１８は、バッテリ電力、太陽光発電、ガス発電、超コンデンサ、燃料電池、代替電力源、または、これらの組み合わせの形態であってよい。電源モジュール（複数可）１７１８は、航空機制御システム１７１１、推進機構、及び、ペイロード係合機構１７１２に結合され、それらに電力を供給する。
【０１３０】
ある実施態様においては、電源モジュールの１つまたは複数は、自律的に取り外しできるように、及び／または、他の電源モジュールで置き換えることができるように、構成されてよい。例えば、航空機が、配達場所、中継場所、及び／または、荷扱い施設に着陸すると、航空機は、その場所で、電源モジュールを再充電する充電部材に係合してよい。
【０１３１】
上記のように、航空機１７００は、ペイロード係合機構１７１２も含んでよい。ペイロード係合機構は、物品、及び／または、物品を入れた容器を係合及び解放するように構成されてよい。この例において、ペイロード係合機構は、航空機１７００の機体の下に置かれる。ペイロード係合機構１７１２は、物品、及び／または、物品を入れた容器をしっかりと係合及び解放するのに十分な任意のサイズであってよい。他の実施態様においては、ペイロード係合機構は、物品（複数可）を含む容器として働いてよい。ペイロード係合機構は、（有線または無線通信を介して）航空機制御システム１７１１と通信し、航空機制御システム１７１１によって制御される。
【０１３２】
図１８〜図２３は、頭上から見た、または、トップダウンの視点の図１７に示す航空機の操縦推進機構の図である。説明を助けるために、航空機の他の構成要素は、図１８〜図２３から省略しており、操縦推進機構の１つまたは複数によって生成され得るＸ方向またはＹ方向の異なる力は、ベクトルによって表される。記述のために、Ｚ方向に生成される力、または、操縦推進機構による力のＺ成分は、図１８〜図２３から省略されている。別段の記載のない限り、操縦推進機構によって生成される力のＺ成分の和は、航空機に作用する重力に等しく、向きが反対なので、航空機の高度は、実質的に変わらないままである。
【０１３３】
理解されるように、航空機の高度または鉛直位置は、操縦推進機構によって生成される力を、その力のＺ成分の和が、航空機に作用する重力より（高度を上げるためには）大きく、（高度を下げるためには）小さくするようにさらに変更することによって、上昇または下降させてよい。
【０１３４】
図に示す力は、生成される時、航空機をＸ方向にサージ（図１８）、Ｙ方向にスウェイ（図１９）、ホバリング（図２０）、ピッチ（図２１）、ヨーイング（図２２）、及び、ロール（図２３）させる。
【０１３５】
以下の例は、力の成分を合計して、正味の力及び／またはモーメントの大きさ及び方向を決定することを述べるが、記述は説明のためのみであることは理解されよう。図示の航空機の正味の力及びモーメントは、図１６に関して述べた制御システム等の制御システムによって、航空機の構成に基づいて決定されてよい。例えば、影響行列を利用して、各推進機構によって生成される特定の力または推力を所与として、航空機の正味の力（または、正味の力の成分）とモーメントを決定してよい。同様に、逆の影響行列を利用して、所望の力、または、正味の力の成分及びモーメントを所与として、各推進機構に必要な力または推力を決定してよい。
【０１３６】
図１７に示す航空機を参照する。推進機構が各モータアームを中心に交互方向に約３０度に向けられており、推進機構が、航空機の中心から１半径に位置すると仮定し、６つの推進機構のそれぞれの推力を所与として、以下の影響行列を使用して、正味の力のＸ成分、Ｙ成分、及び、Ｚ成分と、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸を中心としたモーメントとを決定してよい。
【表１】
2020179851.tif 000003
【０１３７】
同様に、以下の逆の影響行列を使用して、所望の正味の力の成分とモーメントを所与として、６つの推進機構のそれぞれの推力を決定してよい。
【表２】
2020179851.tif 000004
【０１３８】
図１８は、実施態様による、航空機をＸ方向にサージさせる推力ベクトル１８０３を有する図１７に示す航空機の操縦推進機構１８０２の図である。図１８に示す操縦推進機構１８０２は、図１７に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構１８０２は、ほぼ同じ平面に、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にあり、上記のように、対１８０６になるように向けられる。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図１８は、航空機１８００の機首方位を示す。
【０１３９】
航空機１８００の構成において、航空機１８００をＸ方向にサージさせるために、操縦推進機構１８０２−１、１８０２−３、１８０２−４、及び、１８０２−６は、この例においては第１の大きさと呼ぶ、ほぼ等しい大きさの力１８０３−１、１８０３−３、１８０３−４、及び、１８０３−６を生成する。同様に、操縦推進機構１８０２−２及び１８０２−５は、それぞれ、ここでは第２の大きさと呼ぶ、等しい大きさの力１８０３−２及び１８０３−５を生成する。第２の大きさの力１８０３−２及び１８０３−５は、第１の大きさの力１８０３−１、１８０３−３、１８０３−４、及び、１８０３−６より小さい。力１８０３−１、１８０３−２、１８０３−３、１８０３−４、１８０３−５、及び、１８０３−６は、それぞれ、Ｘ成分、Ｙ成分、及び、Ｚ成分を有する。上記のように、図示の例の力１８０３−１、１８０３−２、１８０３−３、１８０３−４、１８０３−５、及び、１８０３−６のＺ成分の和は、航空機に作用する重力と等しく、向きは反対である。従って、説明と図を簡単にするために、力のＺ成分は、記述及び図１８から省略した。
【０１４０】
第１の方向の第１の操縦推進機構１８０２−１の向きによって、また、第１の操縦推進機構１８０２−１が、第１の大きさを有する第１の力１８０３−１を生成しているので、第１の力１８０３−１は、正のＸ成分１８０３−ｌｘと負のＹ成分１８０３−ｌｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第６の操縦推進機構１８０２−６の向きによって、また、第６の操縦推進機構１８０２−６が、第１の大きさを有する第６の力１８０３−６を生成するので、第６の力１８０３−６は、正のＸ成分１８０３−６ｘと正のＹ成分１８０３−６ｙを含む方向を有する。さらに、力１８０３−１と１８０３−６の両方は、ほぼ等しい大きさであり、操縦推進機構の向きは両方とも約３０度であるが反対方向なので、各Ｘ成分の大きさはほぼ等しく、Ｘ成分の方向は同じで、各Ｙ成分の大きさはほぼ等しく、Ｙ成分の方向は反対である。力１８０３−１と１８０３−６を合計すると、第１の操縦推進機構対１８０６−１の合力１８０７−１は、第３の大きさと、Ｘ成分１８０３−ｌｘとＸ成分１８０３−６ｘの和である正のＸ成分を有し、正のＹ成分１８０３−６ｙと負のＹ成分１８０３−ｌｙの和は互いに打ち消し合うのでＹ成分を有さない。
【０１４１】
操縦推進機構１８０２−２と１８０２−３からなる第２の対１８０６−２については、第１の方向の第３の操縦推進機構１８０２−３の向きによって、また、第３の操縦推進機構１８０２−３が、第１の大きさを有する第３の力１８０３−３を生成しているので、第３の力１８０３−３は、正のＸ成分１８０３−３ｘと正のＹ成分１８０３−３ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第２の操縦推進機構１８０２−２の向きによって、また、第２の操縦推進機構１８０２−２が、第２の大きさを有する第２の力１８０３−２を生成しているので、第２の力１８０３−２は、負のＸ成分１８０３−２ｘと正のＹ成分１８０３−２ｙを含む方向を有する。力１８０３−３と１８０３−２を合計すると、第２の操縦推進機構対１８０６−２の合力１８０７−２は、第４の大きさと、大きい正のＸ成分１８０３−３ｘと小さい負のＸ成分１８０３−２ｘとの差である正のＸ成分１８０７−２ｘと、正のＹ成分１８０３−３ｙと正のＹ成分１８０３−２ｙの和である正のＹ成分１８０７−２ｙとを有する。
【０１４２】
操縦推進機構１８０２−５及び１８０２−４からなる第３の対１８０６−３に関して、第１の方向の第５の操縦推進機構１８０２−５の向きによって、また、第５の操縦推進機構１８０２−５が、第２の大きさを有する第５の力１８０３−５を生成しているので、第５の力１８０３−５は、負のＸ成分１８０３−５ｘと負のＹ成分１８０３−５ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第４の操縦推進機構１８０２−４の向きによって、また、第４の操縦推進機構１８０２−４が、第１の大きさを有する第４の力１８０３−４を生成しているので、第４の力１８０３−４は、正のＸ成分１８０３−４ｘと、負のＹ成分１８０３−４ｙを含む方向を有する。力１８０３−５と１８０３−４を合計すると、第３の操縦推進機構対１８０６−３の合力１８０７−３は、第４の大きさと、大きい方の正のＸ成分１８０３−４ｘと小さい方の負のＸ成分１８０３−５ｘとの差である正のＸ成分１８０７−３ｘと、負のＹ成分１８０３−５ｙと負のＹ成分１８０３−４ｙとの和である負のＹ成分１８０７−３ｙとを有する。
【０１４３】
第３の操縦推進機構対１８０６−３に対する第２の対１８０６−２の位置によって、また、両方の対が同様の力を生成しているので、合力１８０７−２及び１８０７−３は、ほぼ同じ大きさである第４の大きさと、同じ方向を有するほぼ同じ大きさのＸ成分と、反対方向のほぼ等しい大きさのＹ成分とを有する。
【０１４４】
最後に、３つの合力１８０７−１、１８０７−２、及び、１８０７−３を合計すると、正味の力１８０９は、第５の大きさと、第１の合力１８０７−１、第２の合力１８０７−２、及び、第３の合力１８０７−３のＸ成分１８０７−ｌｘ、１８０７−２ｘ、及び、１８０７−３ｘの和である大きさを有する正のＸ成分とを有し、第１の合力１８０７−１は、Ｙ成分を有さず、第２の合力１８０７−２と第３の合力１８０７−３の反対向きのＹ成分１８０７−２ｙと第３の合力１８０７−３ｙの大きさが互いに打ち消し合うので、Ｙ成分を有さない。正味の力１８０９は、第５の大きさと、正のＸ成分を有し、Ｙ成分を有さないので、正味の力１８０９は、航空機１８００を正のＸ方向にサージさせる。
【０１４５】
図１９は、実施態様による、航空機をＹ方向にスウェイさせる推力ベクトル１９０３を有する図１７に示す航空機の操縦推進機構１９０２の図である。図１９に示す操縦推進機構１９０２は、図１７に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構１９０２は、ほぼ同じ平面に、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にあり、上記のように、対１９０６になるように向けられている。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図１９は、航空機１９００の機首方位を示す。
【０１４６】
航空機１９００の構成において、航空機１９００をＹ方向にスウェイさせるために、第１の操縦推進機構１９０２−１は、第１の大きさの第１の力１９０３−１を生成し、第２の操縦推進機構１９０２−２は、第２の大きさの第２の力１９０３−２を生成し、第３の操縦推進機構１９０２−３は、第３の大きさの第３の力１９０３−３を生成し、第４の操縦推進機構１９０２−４は、第４の大きさの第４の力１９０３−４を生成し、第５の操縦推進機構１９０２−５は、第５の大きさの第５の力１９０３−５を生成し、第６の操縦推進機構１９０２−６は、第６の大きさの第６の力１９０３−６を生成する。
【０１４７】
力１９０３−１、１９０３−２、１９０３−３、１９０３−４、１９０３−５、及び、１９０３−６は、それぞれ、Ｘ成分、Ｙ成分、及び、Ｚ成分を有する。上記のように、図示の例の力１９０３−１、１９０３−２、１９０３−３、１９０３−４、１９０３−５、及び、１９０３−６のＺ成分の和は、航空機に作用する重力に等しく、向きは反対である。従って、説明と図を簡単にするために、力のＺ成分は、記述と図１９から省略した。
【０１４８】
第１の方向の第１の操縦推進機構１９０２−１の向きによって、また、第１の操縦推進機構１９０２−１が、第１の大きさを有する第１の力１９０３−１を生成しているので、第１の力１９０３−１は、正のＸ成分１９０３−ｌｘと負のＹ成分１９０３−ｌｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第６の操縦推進機構１９０２−６の向きによって、また、第６の操縦推進機構１９０２−６が、第６の大きさを有する第６の力１９０３−６を生成しているので、第６の力１９０３−６は、正のＸ成分１９０３−６ｘと正のＹ成分１９０３−６ｙを含む方向を有する。力１９０３−１と１９０３−６を合計すると、第１の操縦推進機構対１９０６−１の合力１９０７−１は、第７の大きさと、Ｘ成分１９０３−ｌｘとＸ成分１９０３−６ｘの和である正のＸ成分１９０７−ｌｘと、大きい方の正のＹ成分１９０３−６ｙと小さい方の負のＹ成分１９０３−ｌｙとの差である正のＹ成分１９０７−ｌｙとを有する。
【０１４９】
操縦推進機構１９０２-２と１９０２−３からなる第２の対１９０６−２に関して、第１の方向の第３の操縦推進機構１９０２−３の向きによって、また、第３の操縦推進機構１９０２−３が、第３の大きさを有する第３の力１９０３−３を生成しているので、第３の力１９０３−３は、正のＸ成分１９０３−３ｘと正のＹ成分１９０３−３ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第２の操縦推進機構１９０２−２の向きによって、また、第２の操縦推進機構１９０２−２が、第２の大きさを有する第２の力１９０３−２を生成しているために、第２の力１９０３−２は、負のＸ成分１９０３−２ｘと正のＹ成分１９０３−２ｙを含む方向を有する。力１９０３−３と１９０３−２を合計すると、第２の操縦推進機構対１９０６−２の合力１９０７−２は、第８の大きさと、大きい方の負のＸ成分１９０３−２ｘと小さい方の正のＸ成分１９０３−３ｘとの差である負のＸ成分１９０７−２ｘと、正のＹ成分１９０３−３ｙと正のＹ成分１９０３−２ｙとの和である正のＹ成分１９０７−２ｙとを有する。
【０１５０】
操縦推進機構１９０２-５と１９０２−４からなる第３の対１９０６−３に関して、第１の方向の第５の操縦推進機構１９０２−５の向きによって、また、第５の操縦推進機構１９０２−５が、第５の大きさを有する第５の力１９０３−５を生成しているので、第５の力１９０３−５は、負のＸ成分１９０３−５ｘと負のＹ成分１９０３−５ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第４の操縦推進機構１９０２−４の向きによって、また、第４の操縦推進機構１９０２−４が、第４の大きさを有する第４の力１９０３−４を生成しているので、第４の力１９０３−４は、正のＸ成分１９０３−４ｘと負のＹ成分１９０３−４ｙを含む方向を有する。力１９０３−５と１９０３−４を合計すると、第３の操縦推進機構対１９０６−３の合力１９０７−３は、第９の大きさと、大きい方の負のＸ成分１９０３−５ｘと小さい方の正のＸ成分１９０３−４ｘとの差である負のＸ成分１９０７−３ｘと、負のＹ成分１９０３−５ｙと負のＹ成分１９０３−４ｙの和である負のＹ成分１９０７−３ｙとを有する。
【０１５１】
操縦構成要素の３つの対１９０６−１、１９０６−２、及び、１９０６−３の位置によって、合力１９０７−１、１９０７−２、及び、１９０７−３の和は、第１０の大きさと、正のＹ成分を有し、Ｘ成分を有さない正味の力１９０９となる。例えば、合力のＸ成分１９０７−ｌｘ、１９０７−２ｘ、及び、１９０７−３ｘを合計すると、２つの負のＸ成分１９０７−２ｘと１９０７−３ｘが合成されて、正のＸ成分１９０７−ｌｘを打ち消し、正味の力１９０９のＸ成分は無くなる。同様に、２つの正のＹ成分１９０７−ｌｙと１９０７−２ｙの和は、負のＹ成分１９０７−３ｙより大きいので、合力のＹ成分の全ての和は、正味の力１９０９に正のＹ成分を与えて、航空機１９００は、正のＹ方向にスウェイする。
【０１５２】
図２０は、実施態様による、航空機をＺ方向にホバリング、上昇、または、下降させる推力ベクトル２００３を有する図１７に示す航空機の操縦推進機構２００２の図である。図２０に示す操縦推進機構２００２は、図１７に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構２００２は、ほぼ同じ平面に、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にあり、上記のように、対２００６になるように向けられている。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図２０は、航空機２０００の機首方位を示す。
【０１５３】
航空機２０００の構成において、航空機２０００をＺ方向にホバリング、上昇、または、下降させるために、第１の操縦推進機構２００２−１、第２の操縦推進機構２００２−２、第３の操縦推進機構２００２−３、第４の操縦推進機構２００２−４、第５の操縦推進機構２００２−５、及び、第６の操縦推進機構２００２−６は全て、この例において第１の大きさと呼ぶ、ほぼ等しい大きさの力２００３を生成する。
【０１５４】
力２００３−１、２００３−２、２００３−３、２００３−４、２００３−５、及び、２００３−６のそれぞれは、Ｘ成分、Ｙ成分、及び、Ｚ成分を有する。上記のように、航空機がホバリングを維持する実施態様においては、図示の例の力２００３−１、２００３−２、２００３−３、２００３−４、２００３−５、及び、２００３−６のＺ成分の合計は、航空機に作用する重力に等しく、向きは反対である。航空機が上昇しようとする場合、各操縦推進機構によって生成される力は、Ｚ方向の力の和が重力より大きくなるように、等しい量だけ増加する。一方、航空機が下降しようとする場合、各操縦推進機構によって生成される力は、Ｚ方向の力の和が重力より小さくなるように、等しい量だけ減らされる。説明と図示が簡単なように、力のＺ成分は、記述及び図２０から省略した。図２０に関する記述は、正味の力２００９がＺ成分のみを有するように、和のＸ成分とＹ成分が、どのように打ち消し合うかを示す。
【０１５５】
第１の方向の第１の操縦推進機構２００２−１の向きによって、また、第１の操縦推進機構２００２−１が、第１の大きさを有する第１の力２００３−１を生成しているので、第１の力２００３−１は、正のＸ成分２００３−ｌｘと負のＹ成分２００３−ｌｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第６の操縦推進機構２００２−６の向きによって、また、第６の操縦推進機構２００２−６が、第１の大きさを有する第６の力２００３−６を生成しているので、第６の力２００３−６は、正のＸ成分２００３−６ｘと正のＹ成分２００３−６ｙを含む方向を有する。さらに、第６の力２００３−６と第１の力２００３−１は、同じ第１の大きさを有し、反対方向なので、各Ｘ成分、各Ｙ成分の大きさは、同じである。同様に、各Ｘ成分の方向は同じで、各Ｙ成分の方向は反対である。力２００３−１と２００３−６を合計すると、第１の操縦推進機構対２００６−１の合力２００７−１は、第２の大きさと、Ｘ成分２００３−ｌｘとＸ成分２００３−６ｘの和である正のＸ成分とを有し、反対向きのＹ成分２００３−ｌｙと２００３−６ｙが互いに打ち消し合うので、Ｙ成分を有さない。
【０１５６】
操縦推進機構２００２−２と２００２−３からなる第２の対２００６−２については、第１の方向の第３の操縦推進機構２００２−３の向きによって、また、第３の操縦推進機構２００２−３が、第１の大きさを有する第３の力２００３−３を生成しているので、第３の力２００３−３は、正のＸ成分２００３−３ｘと正のＹ成分２００３−３ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第２の操縦推進機構２００２−２の向きによって、また、第２の操縦推進機構２００２−２が、第１の大きさを有する第２の力２００３−２を生成しているので、第２の力２００３−２は、負のＸ成分２００３−２ｘと正のＹ成分２００３−２ｙを含む方向を有する。力２００３−３と２００３−２を合計すると、第２の操縦推進機構対２００６−２の合力２００７−２は、第３の大きさと、大きい方の負のＸ成分２００３−２ｘと小さい方の正のＸ成分２００３−３ｘとの差である負のＸ成分２００７−２ｘと、正のＹ成分２００３−３ｙと正のＹ成分２００３−２ｙの和である正のＹ成分２００７−２ｙとを有する。
【０１５７】
操縦推進機構２００２-５と２００２−４からなる第３の対２００６−３に関しては、第１の方向の第５の操縦推進機構２００２−５の向きによって、また、第５の操縦推進機構２００２−５が、第１の大きさを有する第５の力２００３−５を生成しているので、第５の力２００３−５は、負のＸ成分２００３−５ｘと負のＹ成分２００３−５ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第４の操縦推進機構２００２−４の向きによって、また、第４の操縦推進機構２００２−４が、第１の大きさを有する第４の力２００３−４を生成しているので、第４の力２００３−４は、正のＸ成分２００３−４ｘと負のＹ成分２００３−４ｙを含む方向を有する。力２００３−５と２００３−４を合計すると、第３の操縦推進機構対２００６−３の合力２００７−３は、第３の大きさと、大きい方の負のＸ成分２００３−５ｘと小さい方の正のＸ成分２００３−４ｘとの差である負のＸ成分２００７−３ｘと、負のＹ成分２００３−５ｙと負のＹ成分２００３−４ｙの和である負のＹ成分２００７−３ｙとを有する。
【０１５８】
操縦構成要素の３つの対２００６−１、２００６−２、及び、２００６−３の位置によって、合力２００７−１、２００７−２、及び、２００７−３の和は、Ｘ成分もＹ成分も有さない正味の力２００９となる。詳細には、正のＹ成分２００７−２ｙは、負のＹ成分２００７−３ｙと、同じ大きさで反対の方向を有するので、打ち消し合う。同様に、負のＸ成分２００７−２ｘと２００７−３ｘは、それぞれ、正のＸ成分２００７−ｌｘの約半分で、合成されると、３つのＸ成分は打ち消し合う。操縦推進機構２００２から生成される力２００３の正の成分の和が、重力と等しく、向きが反対の場合、航空機２０００は、ホバリングする。一方、力２００３の正のＺ成分の和が、重力より大きい場合、航空機２０００は、負のＺ方向（すなわち、ほぼ正の鉛直方向）にヒーブする。一方、力２００３のＺ成分の和が、重力より小さい場合、航空機２０００は、負のＺ方向（すなわち、ほぼ負の鉛直方向）にヒーブする。
【０１５９】
図２１は、実施態様による、Ｙ軸を中心に航空機をピッチさせる推力ベクトル２１０３を有する図１７に示す航空機の操縦推進機構２１０２の図である。図２１に示す操縦推進機構２１０２は、図１７に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構２１０２は、ほぼ同じ平面に、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にあり、上記のように、対２１０６になるように向けられる。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図２１は、航空機２１００の機首方位を示す。
【０１６０】
航空機２１００の構成において、Ｙ軸を中心に航空機２１００をピッチさせるために、第１の操縦推進機構２１０２−１と第６の操縦推進機構２１０２−６は、ほぼ同じ第１の大きさを有する第１の力２１０３−１と第６の力２１０３−６を生成する。第３の操縦推進機構２１０２−３と第４の操縦推進機構２１０４−２は、第１の大きさより大きい、ほぼ同じ第２の大きさを有する第３の力２１０３−３と第４の力２１０３−４を生成する。第２の操縦推進機構２１０２−２と第５の操縦推進機構２１０２−５は、第１の大きさより大きく、第２の大きさより小さい、ほぼ同じ第３の大きさを有する第２の力２１０３−２と第５の力２１０３−５を生成する。
【０１６１】
力２１０３−１、２１０３−２、２１０３−３、２１０３−４、２１０３−５、及び、２１０３−６は、それぞれ、Ｘ成分、Ｙ成分、及び、Ｚ成分を有する。この例において、航空機２１００をＸ方向にサージ、Ｙ方向にスウェイ、Ｚ方向にヒーブさせることなしに、Ｙ軸を中心に前方にピッチさせるために、操縦推進機構によって生成される全ての力のＸ成分の和は打ち消し合い、操縦推進機構によって生成される全ての力のＹ成分の和は、打ち消し合い、且つ、操縦推進機構によって生成される全ての力のＺ成分と重力の和は、打ち消し合う。しかしながら、以下に詳細に述べるように、力は、航空機２１００の原点２１１１または重心からある距離をおいた所で生成され、第２の推進機構対２１０６−２からの合力２１０７−２のＺ成分の大きさと、第３の推進機構２１０６−３からの合力２１０７−３のＺ成分の大きさとは、第１の操縦推進機構対２１０６−１からの合力２１０７−１のＺ成分の大きさより大きく、力のＺ成分の大きさの差と、原点２１１１からのオフセットによって、Ｙ軸を中心にしたモーメントを生じて、Ｙ軸を中心に航空機を前方にピッチさせる。第１の推進機構対２１０６−１のＺ成分と比較して、第２の推進機構対２１０６−２と第３の推進機構対２１０６−３のＺ成分の合成の差が大きくなればなるほど、Ｙ軸を中心としたモーメントは大きくなり、航空機は、Ｙ軸を中心により大きくピッチする。説明と図を簡単にするために、個々の力のＺ成分は、記述と図２１から省略した。
【０１６２】
第１の方向の第１の操縦推進機構２１０２−１の向きによって、また、第１の操縦推進機構２１０２−１が、第１の大きさを有する第１の力２１０３−１を生成しているので、第１の力２１０３−１は、正のＸ成分２１０３−ｌｘと負のＹ成分２１０３−ｌｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第６の操縦推進機構２１０２−６の向きによって、また、第６の操縦推進機構２１０２−６が、第１の大きさを有する第６の力２１０３−６を生成しているので、第６の力２１０３−６は、正のＸ成分２１０３−６ｘと正のＹ成分２１０３−６ｙを含む方向を有する。さらに、第６の力２１０３−６と第１の力２１０３−１は、同じ第１の大きさを有し、反対の方向に向けられるので、各Ｘ成分と各Ｙ成分の大きさは、同じである。同様に、各Ｘ成分の方向は同じであり、各Ｙ成分の方向は反対である。力２１０３−１と２１０３−６を合計すると、第１の操縦推進機構対２１０６−１の合力２１０７−１は、第４の大きさと、Ｘ成分２１０３−ｌｘとＸ成分２１０３−６ｘの和である正のＸ成分２１０７−ｌｘとを有し、反対向きのＹ成分２１０３−ｌｙと２１０３−６ｙが互いに打ち消し合うので、Ｙ成分を有さない。さらに、第１の対２１０６−１の合力２１０７−１は、力２１０３−１と２１０３−６の正のＺ成分の和である正のＺ成分に第５の大きさを有するＺ成分２１０７−ｌｚを有する。
【０１６３】
操縦推進機構２１０２−２と２１０２−３からなる第２の対２１０６−２について、第１の方向の第３の操縦推進機構２１０２−３の向きによって、また、第３の操縦推進機構２１０２−３が、第２の大きさを有する第３の力２１０３−３を生成しているので、第３の力２１０３−３は、正のＸ成分２１０３−３ｘと正のＹ成分２１０３−３ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第２の操縦推進機構２１０２−２の向きによって、また、第２の操縦推進機構２１０２−２が、第３の大きさを有する第２の力２１０３−２を生成しているので、第２の力２１０３−２は、負のＸ成分２１０３−２ｘと正のＹ成分２１０３−２ｙを含む方向を有する。力２１０３−３と２１０３−２を合計すると、第２の操縦推進機構対２１０６−２の合力２１０７−２は、第６の大きさと、大きい方の負のＸ成分２１０３−２ｘと小さい方の正のＸ成分２１０３−３ｘとの差である負のＸ成分２１０７−２ｘと、正のＹ成分２１０３−３ｙと正のＹ成分２１０３−２ｙの和である正のＹ成分２１０７−２ｙとを有する。さらに、第２の対２１０６−２の合力２１０７−２は、第１の合力２１０７−１のＺ成分２１０７−ｌｚの第５の大きさより大きい正のＺ成分の第７の大きさを有するＺ成分を有する。
【０１６４】
操縦推進機構２１０２−５と２１０２−４からなる第３の対２１０６−３に関して、第１の方向の第５の操縦推進機構２１０２−５の向きによって、また、第５の操縦推進機構２１０２−５が、第３の大きさを有する第５の力２１０３−５を生成しているので、第５の力２１０３−５は、負のＸ成分２１０３−５ｘと負のＹ成分２１０３−５ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第４の操縦推進機構２１０２−４の向きによって、また、第４の操縦推進機構２１０２−４が、第２の大きさを有する第４の力２１０３−４を生成しているので、第４の力２１０３−４は、正のＸ成分２１０３−４ｘと負のＹ成分２１０３−４ｙを含む方向を有する。力２１０３−５と２１０３−４を合計すると、第３の操縦推進機構対２１０６−３の合力２１０７−３は、第６の大きさと、大きい方の負のＸ成分２１０３−５ｘと小さい方の正のＸ成分２１０３−４ｘとの差である負のＸ成分２１０７−３ｘと、負のＹ成分２１０３−５ｙと負のＹ成分２１０３−４ｙの和である負のＹ成分２１０７−３ｙとを有する。さらに、第３の対２１０６−３の合力２１０７−３は、第１の合力２１０７−１のＺ成分２１０７−ｌｚの第５の大きさより大きい正のＺ成分の第７の大きさを有するＺ成分２１０７−３を有する。
【０１６５】
操縦構成要素の３つの対２１０６−１、２１０６−２、及び、２１０６−３の位置によって、合力２１０７−１、２１０７−２、及び、２１０７−３の和は、Ｘ成分もＹ成分も有さない正味の力となる。詳細には、正のＹ成分２１０７−２ｙは、負のＹ成分２１０７−３ｙと、同じ大きさで反対方向なので、打ち消し合う。同様に、負のＸ成分２１０７−２ｘと２１０７−３ｘは、それぞれ、正のＸ成分２１０７−ｌｘの約半分で、合成されると、３つのＸ成分は打ち消し合う。同様に、合力２１０７−１、２１０７−２、及び、２１０７−３のＺ成分の大きさの和は、航空機１９００に作用する重力に等しく向きが反対である。しかしながら、第２の操縦推進機構対２１０６−２と、第３の操縦推進機構対２１０６−３からの合力２１０７−２と２１０７−３のＺ成分２１０７−２ｚと２１０７−３ｚの第７の大きさは、それぞれ、第１の操縦推進機構対２１０６−１の合力２１０７−１のＺ成分２１０７−ｌｚの第５の大きさより大きく、これらの力は、原点２１１１から距離を置いているので、Ｙ軸を中心としたモーメント２１０９−Ｐは、Ｙ軸を中心に航空機１９００を前方にピッチさせる。
【０１６６】
図２２は、実施態様による、Ｚ軸を中心に航空機をヨーイングさせる推力ベクトル２２０３を有する図１７に示す航空機の操縦推進機構２２０２の図である。図２２に示す操縦推進機構２２０２は、図１７に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構２２０２は、ほぼ同じ平面に、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にあり、上記のように、対２２０６になるように向けられる。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図２２は、航空機２２００の機首方位を示す。
【０１６７】
航空機２２００の構成において、Ｚ軸を中心に航空機２２００をヨーイングさせるために、第１の操縦推進機構２２０２−１、第３の操縦推進機構２２０２−３、及び、第５の操縦推進機構２２０２−５は、それぞれ、ほぼ同じ第１の大きさを有する第１の力２２０３−１、第３の力２２０３−３、及び、第５の力２２０３−５を生成する。同様に、第２の操縦推進機構２２０２−２、第４の操縦推進機構２２０４−４、及び、第６の操縦推進機構２２０２−６は、それぞれ、第１の大きさより大きい、ほぼ同じ第２の大きさを有する第２の力２２０３−２、第４の力２２０３−４、及び、第６の力２２０３−６を生成する。
【０１６８】
力２２０３−１、２２０３−２、２２０３−３、２２０３−４、２２０３−５、及び、２２０３−６は、それぞれ、Ｘ成分、Ｙ成分、及び、Ｚ成分を有する。この例において、Ｘ方向にサージ、Ｙ方向にスウェイ、Ｚ方向にヒーブすることなしに、Ｚ軸を中心に航空機２２００をヨーイングさせるために、操縦推進機構によって生成される全ての力のＸ成分の和は打ち消し合い、操縦推進機構によって生成される全ての力のＹ成分の和は打ち消し合い、操縦推進機構によって生成される全ての力のＺ成分と重力の和は、打ち消し合う。しかしながら、以下で詳細に述べるように、力は、航空機２２００の原点２２１１または重心からある距離を置いた所で生成されるので、操縦推進機構の対２２０６−１、２２０６−２、及び、２２０６−３の合力２２０７−１、２２０７−２、及び、２２０７−３は、Ｚ軸を中心に反時計回りのモーメントを起こして、Ｚ軸を中心に航空機を反時計回りにヨーイングさせる。
【０１６９】
第１の方向の第１の操縦推進機構２２０２−１の向きによって、また、第１の操縦推進機構２２０２−１が、第１の大きさを有する第１の力２２０３−１を生成しているので、第１の力２２０３−１は、正のＸ成分２２０３−ｌｘと負のＹ成分２２０３−ｌｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第６の操縦推進機構２２０２−６の向きによって、また、第６の操縦推進機構２２０２−６が、第２の大きさを有する第６の力２２０３−６を生成しているので、第６の力２２０３−６は、正のＸ成分２２０３−６ｘと正のＹ成分２２０３−６ｙを含む方向を有する。力２２０３−１と２２０３−６を合計すると、第１の操縦推進機構対２２０６−１の合力２２０７−１は、第３の大きさと、正のＸ成分２２０３−ｌｘと正のＸ成分２２０３−６ｘの和である正のＸ成分２２０７−ｌｘと、大きい方の正のＹ成分２２０３−６ｙと小さい方の負のＹ成分２２０３−ｌｙとの差である正のＹ成分２２０７−ｌｙとを有する。
【０１７０】
操縦推進機構２２０２−２と２２０２−３からなる第２の対２２０６−２については、第１の方向の第３の操縦推進機構２２０２−３の向きによって、また、第３の操縦推進機構２２０２−３が、第１の大きさを有する第３の力２２０３−３を生成しているので、第３の力２２０３−３は、正のＸ成分２２０３−３ｘと正のＹ成分２２０３−３ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第２の操縦推進機構２２０２−２の向きによって、また、第２の操縦推進機構２２０２−２が、第２の大きさを有する第２の力２２０３−２を生成しているので、第２の力２２０３−２は、負のＸ成分２２０３−２ｘと正のＹ成分２２０３−２ｙを含む方向を有する。力２２０３−３と２２０３−２を合計すると、第２の操縦推進機構対２２０６−２の合力２２０７−２は、第４の大きさと、大きい方の負のＸ成分２２０３−２ｘと小さい方の正のＸ成分２２０３−３ｘとの差である負のＸ成分２２０７−２ｘと、正のＹ成分２２０３−３ｙと正のＹ成分２２０３−２ｙの和である正のＹ成分２２０７−２ｙとを有する。
【０１７１】
操縦推進機構２２０２−５と２２０２−４からなる第３の対２２０６−３に関して、第１の方向の第５の操縦推進機構２２０２−５の向きによって、また、第５の操縦推進機構２２０２−５が、第１の大きさを有する第５の力２２０３−５を生成しているので、第５の力２２０３−５は、負のＸ成分２２０３−５ｘと負のＹ成分２２０３−５ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第４の操縦推進機構２２０２−４の向きによって、また、第４の操縦推進機構２２０２−４は、第２の大きさを有する第４の力２２０３−４を生成しているので、第４の力２２０３−４は、正のＸ成分２２０３−４ｘと負のＹ成分２２０３−４ｙを含む方向を有する。力２２０３−５と２２０３−４を合計すると、第３の操縦推進機構対２２０６−３の合力２２０７−３は、第４の大きさと、大きい方の正のＸ成分２２０３−４ｘと小さい方の負のＸ成分２２０３−５ｘとの差である正のＸ成分２２０７−３ｘと、負のＹ成分２２０３−５ｙと負のＹ成分２２０３−４ｙの和である負のＹ成分２２０７−３ｙとを有する。
【０１７２】
操縦構成要素の３つの対２２０６−１、２２０６−２、及び、２２０６−３の位置によって、合力２２０７−１、２２０７−２、及び、２２０７−３の和は、Ｘ成分もＹ成分も有さない正味の力となる。同様に、正味の力のＺ成分は、重力によって打ち消される。正のＹ成分２２０７−ｌｙと正のＹ成分２２０７−２ｙは、負のＹ成分２２０７−３ｙを打ち消す。同様に、正のＸ成分２２０７−ｌｘと正のＸ成分２２０７−３ｘは、負のＸ成分２２０７−２ｘを打ち消す。同様に、合力２２０７−１、２２０７−２、及び、２２０７−３のＺ成分の大きさの和は、航空機２２００に作用する重力と等しく、向きは反対である。しかしながら、合力２２０７−１、２２０７−２、及び、２２０７−３は、航空機２２００の原点２２１１または重心からある距離だけ離れているので、これらの力は、Ｚ軸を中心にしたモーメント２２０９−Ｙを生成することによって、Ｚ軸を中心に航空機２２００をヨーイングさせる。
【０１７３】
図２３は、実施態様による、Ｘ軸を中心に航空機をロールさせる推力ベクトル２３０３を有する図１７に示す航空機の操縦推進機構２３０２の図である。図２３に示す操縦推進機構２３０２は、図１７に示す操縦推進機構に対応する。上記のように、各操縦推進機構２３０２は、ほぼ同じ平面に、この例においては、Ｘ−Ｙ平面にあり、上記のように、対２３０６になるように向けられている。同様に、航空機は、任意の方向に航行してよいが、図２３は、航空機２３００の機首方位を示す。
【０１７４】
航空機２３００の構成において、Ｘ軸を中心に航空機２３００をロールさせるために、第１の操縦推進機構２３０２−１、第２の操縦推進機構２３０２−２、及び、第３の操縦推進機構２３０２−３は、ほぼ同じ第１の大きさを有する第１の力２３０３−１、第２の力２３０３−２、及び、第３の力２３０３−３を生成する。第４の操縦推進機構２３０２−４、第５の操縦推進機構２３０２−５、及び、第６の操縦推進機構２３０２−６は、第１の大きさより小さい、ほぼ同じ第２の大きさを有する第４の力２３０３−４、第５の力２３０３−５、及び、第６の力２３０３−６を生成する。
【０１７５】
力２３０３−１、２３０３−２、２３０３−３、２３０３−４、２３０３−５、及び、２３０３−６は、それぞれ、Ｘ成分、Ｙ成分、及び、Ｚ成分を有する。この例において、Ｘ方向にサージ、Ｙ方向にスウェイ、Ｚ方向にヒーブさせることなく、Ｘ軸を中心に航空機２３００をロールさせるために、操縦推進機構によって生成される全ての力のＸ成分の和は打ち消し合い、操縦推進機構によって生成される全ての力のＹ成分の和は、打ち消し合い、操縦推進機構によって生成される全ての力のＺ成分と重力の和は、打ち消し合う。しかしながら、以下に詳細に述べるように、力は、原点から距離を置いて生成され、力２３０３−１、２３０３−２、及び、２３０３−３のＺ成分の大きさは、力２３０３−４、２３０３−５、及び、２３０３−６のＺ成分の大きさより大きいので、力のＺ成分の大きさの差と原点２３１１からのオフセットによって、Ｘ軸を中心としたモーメントを生じさせ、Ｘ軸を中心に航空機２３００をロールさせる。第１の力２３０３−１、第２の力２３０３−２、及び、第３の力２３０３−３のＺ成分の合成の大きさが、第４の力２３０３−４、第５の力２３０３−５、及び、第６の力２３０３−６のＺ成分の大きさと比較して大きければ大きいほど、モーメントは大きくなり、航空機はＸ軸を中心により大きくロールする。説明と図を簡単にするために、個々の力のＺ成分は、記述と図２３から省略した。
【０１７６】
第１の方向の第１の操縦推進機構２３０２−１の向きによって、また、第１の操縦推進機構２３０２−１が、第１の大きさを有する第１の力２３０３−１を生成しているので、第１の力２３０３−１は、正のＸ成分２３０３−ｌｘと負のＹ成分２３０３−ｌｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第６の操縦推進機構２３０２−６の向きによって、また、第６の操縦推進機構２３０２−６が、第２の大きさを有する第６の力２３０３−６を生成しているので、第６の力２３０３−６は、正のＸ成分２３０３−６ｘと正のＹ成分２３０３−６ｙを含む方向を有する。力２３０３−１と２３０３−６を合計すると、第１の操縦推進機構対２３０６−１の合力２３０７−１は、第３の大きさと、Ｘ成分２３０３−ｌｘとＸ成分２３０３−６ｘの和である正のＸ成分２３０７−ｌｘと、大きい方の負のＹ成分２３０３−ｌｙと小さい方の正のＹ成分２３０３−６ｙとの差である負のＹ成分２３０７−ｌｙとを有する。さらに、第１の対２３０６−１の合力２３０７−１は、正のＺ方向の第４の大きさを有する正のＺ成分２３０７−ｌｚを有する。
【０１７７】
操縦推進機構２３０２−２と２３０２−３からなる第２の対２３０６−２について、第１の方向の第３の操縦推進機構２３０２−３の向きによって、また、第３の操縦推進機構２３０２−３が、第１の大きさを有する第３の力２３０３−３を生成しているので、第３の力２３０３−３は、正のＸ成分２３０３−３ｘと正のＹ成分２３０３−３ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第２の操縦推進機構２３０２−２の向きによって、また、第２の操縦推進機構２３０２−２が、第１の大きさを有する第２の力２３０３−２を生成しているので、第２の力２３０３−２は、負のＸ成分２３０３−２ｘと正のＹ成分２３０３−２ｙを含む方向を有する。力２３０３−３と２３０３−２を合計すると、第２の操縦推進機構対２３０６−２の合力２３０７−２は、第５の大きさと、大きい方の負のＸ成分２３０３−２ｘと小さい方の正のＸ成分２３０３−３ｘの差である負のＸ成分２３０７−２ｘと、正のＹ成分２３０３−３ｙと正のＹ成分２３０３−２ｙの和である正のＹ成分２３０７−２ｙとを有する。さらに、第２の対２３０６−２の合力２３０７−２は、第１の合力２３０７−１の第４の大きさ２３０７−ｌｚより大きい正のＺ方向の第６の大きさを有する正のＺ成分２３０７−２ｚを有する。
【０１７８】
操縦推進機構２３０２−５と２３０２−４からなる第３の対２３０６−３に関して、第１の方向の第５の操縦推進機構２３０２−５の向きによって、また、第５の操縦推進機構２３０２−５が、第２の大きさを有する第５の力２３０３−５を生成しているので、第５の力２３０３−５は、負のＸ成分２３０３−５ｘと負のＹ成分２３０３−５ｙを含む方向を有する。同様に、第２の方向の第４の操縦推進機構２３０２−４の向きによって、また、第４の操縦推進機構２３０２−４は、第２の大きさを有する第４の力２３０３−４を生成しているので、第４の力２３０３−４は、正のＸ成分２３０３−４ｘと負のＹ成分２３０３−４ｙを含む方向を有する。力２３０３−５と２３０３−４を合計すると、第３の操縦推進機構対２３０６−３の合力２３０７−３は、第７の大きさと、大きい方の負のＸ成分２３０３−５ｘと小さい方の正のＸ成分２３０３−４ｘとの差である負のＸ成分２３０７−３ｘと、負のＹ成分２３０３−５ｙと負のＹ成分２３０３−４ｙとの和である負のＹ成分２３０７−３ｙとを有する。さらに、第３の対２３０６−３の合力２３０７−３は、第６の大きさより小さい正のＺ方向の第８の大きさを有するＺ成分を有する。
【０１７９】
操縦構成要素の３つの対２３０６−１、２３０６−２、及び、２３０６−３の位置によって、合力２３０７−１、２３０７−２、及び、２３０７−３の和は、Ｘ成分もＹ成分も有さない正味の力となる。詳細には、正のＹ成分２３０７−２ｙは、負のＹ成分２３０７−ｌｙ及び２３０７−３ｙと打ち消し合う。同様に、負のＸ成分２３０７−２ｘと２３０７−３ｘのそれぞれは、正のＸ成分２３０７−ｌｘを打ち消す。同様に、合力２３０７−１、２３０７−２、及び、２３０７−３のＺ成分の大きさの和は、航空機１９００に作用する重力に等しく、向きは反対である。しかしながら、第１の力２３０３−１、第２の力２３０３−２、及び、第３の力２３０３−３のＺ成分の和は、第４の力２３０３−４、第５の力２３０３−５、及び、第６の力２３０３−６のＺ成分の和より大きく、これらの力は、原点からある距離だけ離れているので、Ｘ軸を中心としたモーメント２３０９−Ｒによって、Ｘ軸を中心に航空機２３００をロールさせる。
【０１８０】
本明細書に開示の実施態様は、航空機をある高度に維持するのに十分な揚力を生成するように構成された揚力推進機構の１つまたは複数と、第１の操縦推進機構と、第２の操縦推進機構と、第３の操縦推進機構と、第４の操縦推進機構と、第５の操縦推進機構と、第６の操縦推進機構とを含む航空機装置を含んでよい。第１の操縦推進機構、第３の操縦推進機構、及び、第５の操縦推進機構は、平面に並んで、第１の方向に向けられてよく、第２の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、及び、第６の操縦推進機構は、平面に並んで、第１の方向にほぼ垂直な第２の方向に向けられてよい。
【０１８１】
任意選択で、揚力推進機構は、平面にあってよく、第１の方向に向けられてよい。任意選択で、第２の操縦推進機構は、第１の大きさと第１の方向を有する第１の力を生成してよく、第４の操縦推進機構は、第１の大きさと第２の方向を有する第２の力を生成してよい。第１の力と第２の力は、航空機を第３の方向にサージさせる第３の大きさと第３の方向とを有する合力を生じてよい。任意選択で、第２の操縦推進機構は、第１の大きさと第１の方向を有する第１の力を生成してよく、第４の操縦推進機構は、第１の大きさと第２の方向を有する第２の力を生成してよく、第６の操縦推進機構は、第２の大きさと第３の方向を有する第３の力を生成してよい。第１の力、第２の力、及び、第３の力は、航空機を第３の方向にスウェイさせる第３の大きさと第３の方向とを有する合力を生じてよい。任意選択で、第１の操縦推進機構、第２の操縦推進機構、第３の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、第５の操縦推進機構、及び、第６の操縦推進機構は、それぞれ、航空機の中心部分の周囲に径方向に配置されてよい。任意選択で、揚力推進機構は、航空機の中心部分にあってよい。
【０１８２】
本明細書に開示の実施態様は、航空機を航行させる方法を含んでよい。方法は、サージコマンドもしくはスウェイコマンドの少なくとも１つを含む操縦コマンドを受信すること、受信した操縦コマンドを実行するために使用する航空機の少なくとも２つの操縦推進機構を決定すること、少なくとも２つの操縦推進機構のそれぞれに関して、操縦推進機構が生成する力の大きさと方向を決定すること、及び／または、決定した大きさと方向を有する力を操縦推進機構に生成させる命令を送信すること、の１つまたは複数を含んでよい。
【０１８３】
任意選択で、航空機は、少なくとも６つの操縦推進機構を含んでよく、少なくとも６つの操縦推進機構の少なくとも１つは、垂直に配置されてよく、少なくとも６つの操縦推進機構の少なくとも１つは、水平に配置されてよい。任意選択で、方法は、航空機の揚力推進機構を使用して、航空機の高度を維持することをさらに含んでよい。任意選択で、第１の操縦推進機構によって生成される第１の力は第２の操縦推進機構によって生成される第２の力と合成されて、航空機をコマンドに従って動かしてよい。任意選択で、第１の力の少なくとも一部は、第２の力の少なくとも一部を打ち消してよい。
【０１８４】
本明細書に開示の実施態様は、第１の操縦推進機構、第２の操縦推進機構、第３の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、第５の操縦推進機構、及び、第６の操縦推進機構の１つまたは複数を含む航空機装置を含んでよい。第１の操縦推進機構、第２の操縦推進機構、第３の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、第５の操縦推進機構、及び、第６の操縦推進機構の少なくとも１つは、水平に配置されてよく、第１の操縦推進機構、第２の操縦推進機構、第３の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、第５の操縦推進機構、及び、第６の操縦推進機構のうちの少なくとも１つは垂直に配置されてよい。
【０１８５】
任意選択で、第１の操縦推進機構、第２の操縦推進機構、第３の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、第５の操縦推進機構、及び、第６の操縦推進機構は、それぞれ、平面内にあり、航空機の中心部分の周りに径方向に伸びる。任意選択で、航空機装置は、航空機の中心部分から伸びる第１のアームと、航空機の中心部分から伸びる第２のアームと、航空機の中心部分から伸びる第３のアームと、航空機の中心部分から伸びる第４のアームと、航空機の中心部分から伸びる第５のアームと、航空機の中心部分から伸びる第６のアームの１つまたは複数をさらに含んでよい。任意選択で、第１の操縦推進機構は、第１のアームの端に結合されてよく、第２の操縦推進機構は、第２のアームの端に結合されてよく、第３の操縦推進機構は、第３のアームの端に結合されてよく、第４の操縦推進機構は、第４のアームの端に結合されてよく、第５の操縦推進機構は、第５のアームの端に結合されてよく、第６の操縦推進機構は、第６のアームの端に結合されてよい。任意選択で、第１のアーム、第２のアーム、第３のアーム、第４のアーム、第５のアーム、及び、第６のアームのそれぞれが、航空機の中心部分から径方向に伸びてよい。任意選択で、第１のアーム、第２のアーム、第３のアーム、第４のアーム、第５のアーム、及び、第６のアームは、それぞれ、同じ平面にあってよい。任意選択で、第１のアーム及び第２のアームは、異なる平面にあってよい。任意選択で、第１のアーム、第２のアーム、第３のアーム、第４のアーム、第５のアーム、及び、第６のアームは、それぞれ、航空機の中心部分から異なる方向に伸びてよい。任意選択で、航空機装置は、航空機に作用する重力と大きさがほぼ等しく、方向が反対の力を生成するように構成された揚力推進機構をさらに含んでよい。
【０１８６】
本明細書に開示の実施態様は、垂直の向きに対して第１の方向に向けられた第１の操縦推進機構と、垂直の向きに対して第２の方向に向けられた第２の操縦推進機構であって、第１の向きは第２の向きの反対である、第１の操縦推進機構と第２の操縦推進機構、第１の方向に向けられた第３の操縦推進機構、第２の方向に向けられた第４の操縦推進機構、第１の方向に向けられた第５の操縦推進機構、第２の方向に向けられた第６の操縦推進機構、及び／または、推進機構コントローラの１つまたは複数を含む航空機装置を含んでよい。推進機構コントローラは、航空機装置が６自由度のいずれかで空中で航行できるように各力を生成するように、第１の操縦推進機構、第２の操縦推進機構、第３の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、第５の操縦推進機構、及び／または、第６の操縦推進機構のそれぞれにコマンドを少なくとも送信するように構成されてよく、第６の操縦推進機構の故障を検出するように構成されてよく、且つ、故障を検出したことに応答して、航空機装置が空中で４自由度のいずれかで航行できるように各力を生成するように、第１の操縦推進機構、第２の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、及び、第５の操縦推進機構のそれぞれにコマンドを送信するように構成されてよい。
【０１８７】
任意選択で、第１の操縦推進機構、第２の操縦推進機構、第３の操縦推進機構、第４の操縦推進機構、第５の操縦推進機構、及び、第６の操縦推進機構は、同じＸ−Ｙ平面に実質的に並んでよい。任意選択で、第１の操縦推進機構によって生成される第１の力と第６の操縦推進機構によって生成される第６の力とは、第１の合力を形成し、第２の操縦推進機構によって生成される第２の力と、第３の操縦推進機構によって生成される第３の力とは、第２の合力を形成し、第４の操縦推進機構によって生成される第４の力と、第５の操縦推進機構によって生成される第５の力とは、第３の合力を形成する。任意選択で、第１の合力、第２の合力、及び、第３の合力の和は、航空機装置が、Ｙ軸を中心に前方にピッチすることなく、Ｘ方向にサージするように、ある大きさを有し、Ｙ成分を有さず、Ｘ成分を有する正味の力を生成する。任意選択で、第１の合力、第２の合力、及び、第３の合力の和は、航空機装置が、Ｘ軸を中心にロールすることなく、Ｙ方向にスウェイするように、ある大きさを有し、Ｘ成分を有さず、Ｙ成分を有する正味の力を生成する。任意選択で、第１の合力、第２の合力、及び、第３の合力の和は、Ｘ成分もＹ成分も有さず、Ｚ軸を中心に航空機装置をヨーイングさせるＺ軸を中心としたモーメントを有する正味の力を生成する。任意選択で、第１の合力、第２の合力、及び、第３の合力の和は、Ｘ成分もＹ成分も有さず、Ｙ軸を中心に航空機装置をピッチさせるＹ軸を中心としたモーメントを有する正味の力を生成する。
【０１８８】
本明細書に開示の実施態様は、航空機を航行させる方法を含んでよく、方法は、サージコマンドを含む操縦コマンドを受信することと、第１の推進機構によって生成される第１の力と、第６の推進機構によって生成される第６の力との第１の大きさを、第１の力と第６の力を合成すると、第２の大きさとＸ成分を有し、Ｙ成分を有さない合力を生成するように、決定することと、第２の推進機構によって生成される第２の力と、第５の推進機構によって生成される第５の力の第２の大きさを決定することと、第１の力と第６の力を生成するように、第１の推進機構と第６の推進機構のそれぞれにコマンドを送信することであって、第１の力と第６の力のそれぞれが第１の大きさを有する、コマンドを送信することと、第２の力と第５の力を生成するように、第２の推進機構と第５の推進機構にコマンドを送信することであって、第２の力と第５の力のそれぞれは第２の大きさを有する、コマンドを送信することと、航空機がＹ軸を中心にピッチすることなく、Ｘ方向にサージするように、第１の推進機構、第３の推進機構、第５の推進機構、及び、第６の推進機構のそれぞれによって、各コマンドを実行することと、の１つまたは複数を含む。
【０１８９】
任意選択で、方法は、第３の力と第４の力を生成するように、第３の推進機構と第４の推進機構のそれぞれにコマンドを送信することであって、第３の力と第４の力のそれぞれは第１の大きさを有する、コマンドを送信することをさらに含み、第１の力、第２の力、第３の力、第４の力、第５の力、及び、第６の力の和は、第３の大きさとＸ成分を有し、Ｙ成分を有さない正味の力である。任意選択で、第２の推進機構は、第３の推進機構と並ぶことによって、第２の力と第３の力の和が、第３の大きさ、第２の正のＸ成分、及び、第２の正のＹ成分を有する第２の合力を生成し、第４の推進機構は、第５の推進機構と並ぶことによって、第４の力と第５の力の和が、第４の大きさ、第３の正のＸ成分、及び、第３の負のＹ成分を有する第３の合力を生成してよい。任意選択で、第２の正のＹ成分の少なくとも一部は、第３の負のＹ成分の少なくとも一部を打ち消す。任意選択で、正味の力は、重力と大きさが等しく、方向が反対のＺ成分をさらに含んでよい。任意選択で、航空機は、少なくとも６つの推進機構を含んでよく、少なくとも６つの推進機構の少なくとも１つは、垂直配置に対して第１の方向に向けられてよく、少なくとも６つの推進機構の少なくとも１つは、垂直配置に対して第２の方向に向けられてよく、第１の方向は第２の方向の反対である。
【０１９０】
本明細書に開示の実施態様は、第１の推進機構、第２の推進機構、第３の推進機構、第４の推進機構、第５の推進機構、及び、第６の推進機構の１つまたは複数を含む航空機装置を含んでよい。第１の推進機構と第６の推進機構は、第１の推進機構対を形成するように向けられてよく、第１の推進機構対において、第１の推進機構によって生成される第１の力の少なくとも一部は、第６の推進機構によって生成される第６の力の少なくとも一部を打ち消す。第２の推進機構と第３の推進機構は、第２の推進機構対を形成するように向けられてよく、第２の推進機構対において、第２の推進機構によって生成される第２の力の少なくとも一部は、第３の推進機構によって生成される第３の力の少なくとも一部を打ち消す。第４の推進機構と第５の推進機構は、第３の推進機構対を形成するように向けられてよく、第３の推進機構対において、第４の推進機構によって生成される第４の力の少なくとも一部は、第５の推進機構によって生成される第５の力の少なくとも一部を打ち消す。航空機装置は、航空機装置によって宛先に配達される電子商取引ウェブサイトを通して注文された物品を含むペイロードを係合するように構成されたペイロード係合構成要素も含んでよい。
【０１９１】
任意選択で、第１の推進機構、第２の推進機構、第３の推進機構、第４の推進機構、第５の推進機構、及び、第６の推進機構のそれぞれは、ある平面内にあってよく、航空機装置の中心部分の周りに径方向に伸びてよい。任意選択で、航空機装置は、航空機装置の中心部分から伸びる第１のアームと、航空機装置の中心部分から伸びる第２のアームと、航空機装置の中心部分から伸びる第３のアームと、航空機装置の中心部分から伸びる第４のアームと、航空機装置の中心部分から伸びる第５のアームと、航空機装置の中心部分から伸びる第６のアームの１つまたは複数も含んでよい。任意選択で、第１の推進機構は、第１のアームの端に結合されてよく、垂直配置に対して、第１のアームを中心に第１の方向に向けられてよく、第２の推進機構は、第２のアームの端に結合されてよく、垂直配置に対して、第２のアームを中心に第２の方向に向けられてよく、第３の推進機構は、第３のアームの端に結合されてよく、垂直配置に対して、第３のアームを中心に第１の方向に向けられてよく、第４の推進機構は、第４のアームの端に結合されてよく、垂直配置に対して、第４のアームを中心に第２の方向に向けられてよく、第５の推進機構は、第５のアームの端に結合されてよく、垂直配置に対して、第５のアームを中心に第１の方向に向けられてよく、第６の推進機構は、第６のアームの端に結合されてよく、垂直配置に対して、第６のアームを中心に第２の方向に向けられてよい。任意選択で、航空機装置は、コントローラの１つまたは複数をさらに含んでよく、コントローラは、少なくとも、６自由度の任意の１つまたは複数で航空機装置を動作させるように、第１の推進機構、第２の推進機構、第３の推進機構、第４の推進機構、第５の推進機構、及び、第６の推進機構のそれぞれにコマンドを送信するように構成され、第１の推進機構、第２の推進機構、第３の推進機構、第４の推進機構、第５の推進機構、及び、第６の推進機構の１つが故障したことを判定するように構成され、且つ、航空機装置を４自由度にいずれかで動作を継続させるように、故障していない第１の推進機構、第２の推進機構、第３の推進機構、第４の推進機構、第５の推進機構、及び、第６の推進機構のそれぞれにコマンドを送信するように構成される。任意選択で、第１の推進機構、第２の推進機構、第３の推進機構、第４の推進機構、第５の推進機構、及び、第６の推進機構は、航空機が空中でサージ方向、ヒーブ方向、スウェイ方向、ピッチ方向、ヨー方向、または、ロール方向のいずれかに独立して航行できるように、配置されてよい。任意選択で、第１の力、第２の力、第３の力、第４の力、第５の力、及び、第６の力の和によって生成される正味の力は、Ｘ成分もＹ成分も有さず、航空機装置を、Ｙ軸を中心にピッチさせ、Ｘ軸を中心にロールさせ、または、Ｚ軸を中心にヨーイングさせるモーメントを有する。
【０１９２】
本開示の上記態様は、例示的なものである。上記態様は、本開示の原理及び適用を説明するために選択したものであり、包括的なものではなく、本開示を制限する意図はない。開示した態様の多くの修正形態及び変形形態が、当業者には明らかであろう。コンピュータ、通信、及び、音声処理の分野の当業者は、本明細書に記載の構成要素及びプロセスのステップが、他の構成要素もしくはステップ、または、構成要素もしくはステップの組み合わせと交換可能であってよく、本開示の利点及び長所を依然として達成することを認識されよう。さらに、本開示が、本明細書に開示の特定の詳細及びステップの一部または全てがなくても、実践し得ることは当業者には明らかであろう。
【０１９３】
上記例は、航空機に関して記載したが、上記実施態様は、陸上車両及び水上／水中乗り物を含むが、これらに限らない他の形態の乗り物にも使用してよい。
【０１９４】
開示のシステムの態様は、コンピュータ方法として、または、メモリデバイスもしくは非一時的コンピュータ可読記憶媒体等の製品として実施されてよい。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータによって可読であってよく、コンピュータまたは他の装置に、本開示に記載されたプロセスを行わせるための命令を含んでよい。コンピュータ可読記憶媒体は、揮発性コンピュータメモリ、不揮発性コンピュータメモリ、ハードドライブ、ソリッドステートメモリ、フラッシュドライブ、取り外し可能ディスク、及び／または、他の媒体によって実施されてよい。さらに、モジュール及びエンジンの１つまたは複数の構成要素は、ファームウェアまたはハードウェアで実施されてよい。
【０１９５】
明示的に別段の記載がない限り、「ａ」「ａｎ」等の冠詞は、一般的に、１つまたは複数の記載の物品を含むと解釈されるべきである。従って、「ａ  ｄｅｖｉｃｅ  ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ（のように構成された装置）」等の句は、１つまたは複数の記載の装置を含むことを意図している。このような１つまたは複数の記載の装置は、集合的に、規定した記載を行うように構成することもできる。例えば、「記載Ａ、Ｂ、及び、Ｃを行うように構成されたプロセッサ」は、記載Ｂ及びＣを行うように構成された第２のプロセッサと協働する記載Ａを行うように構成された第１のプロセッサを含み得る。
【０１９６】
本明細書で使用する程度を表す語は、「ａｂｏｕｔ（約）」「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（約、ほぼ）」「ｇｅｎｅｒａｌｌｙ（一般的に）」「ｎｅａｒｌｙ（ほぼ）」、または、「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）」は、本明細書では、所望の機能を行う、または、所望の結果を達成する、記載の値、量、または、特徴に近い値、量、または、特徴を表す。例えば、「ａｂｏｕｔ（約）」「ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ（約、ほぼ）」「ｇｅｎｅｒａｌｌｙ（一般的に）」「ｎｅａｒｌｙ（ほぼ）」、または、「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ（実質的に）」という語は、記載の量の１０％未満、５％未満、１％未満、０．１％未満、及び、０．０１％未満の量を指してよい。
【０１９７】
発明をその例示的な実施態様に関して記述、図示したが、実施態様への前述の及び様々な他の追加及び省略は、本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなしに行われてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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