(57)【要約】【課題】流体源を使用し、電気モータの代わりにタービンを介して内円筒を回転させる、流れの駆動及び機構の両方を提供する、自発回転型流体トラバースアクチュエータのシステム及び方法を提供すること。【解決手段】自発回転型流体トラバースアクチュエータのシステム及び方法が提示されている。タービンは、流体流、及び／又は流体流を排出する縦型スロットを有する外円筒に応じて回転する。内円筒は、タービンの回転に応じて外円筒の内部で回転し、内円筒の少なくとも一つのらせん形スロットは、流体流を縦型スロットへ排出する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
自発回転型流体トラバースアクチュエータであって、
流体流に応じて回転するタービンと、
流体流を排出する縦型スロットを備える外円筒と、
タービンの回転に応じて、外円筒の内部で回転し、流体流を縦型スロットへ排出する少なくとも一つのらせん形スロットを備える内円筒と
を備える、自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項２】
外円筒と連結し、流体力学面の上で流体流を排出する排出スロットを備える流体力学面をさらに含む、請求項１に記載の自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項３】
少なくとも一つのらせん形スロットにより、周期的な流体流が流体力学面を通るように誘導される、請求項２に記載の自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項４】
タービンが、複数の放射状のタービンブレードを有する軸タービンを備える、請求項１に記載の自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項５】
タービンが、軸タービン、スプリットタービン、横流タービン、円周タービン、コンビネーションマニホルド軸／円周タービン、らせん形タービン、及び内円筒の長さにまたがる内向きリブのうちの一つを含む、請求項１に記載の自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項６】
タービン周辺の流体流のバイパス部分を方向づけし、
バイパス部分と内円筒の流体流とを再統合させる流体流バイパスをさらに備える、請求項１に記載の自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項７】
タービンが、流体流バイパスを備える、請求項６に記載の自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項８】
流体流を排出する第２の縦型スロットを備える第２外円筒と、タービンの回転に応じて第２の外円筒の内部で回転し、第２の縦型スロットへ流体流を排出する少なくとも一つの第２のらせん形スロットを備える第２の内円筒をさらに備える、請求項１に記載の自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項９】
らせん形スロットが実質的に、内円筒周囲一回転の一又は複数からなる、請求項１に記載の自発回転型流体トラバースアクチュエータ。
【請求項１０】
自発回転型流体トラバースアクチュエータを構成する方法であって、この方法は、流体流に応じて回転するようにタービンを構成することと、
外円筒内に縦型スロットを構成することと、
流体流を排出するように縦型スロットを構成することと、
内円筒に少なくとも一つのらせん形スロットを構成することと、
タービンの回転に応じて、外円筒の内部で回転するように内円筒を構成することと、
流体流を縦型スロットへ排出するように少なくとも一つのらせん形スロットを構成すること
とを含む方法。
【請求項１１】
内円筒を外円筒の内部に連結させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
流体力学面の上に流体流を排出する排出スロットを備える流体力学面と、外円筒を連結させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
流体力学面の下で、縦型スロットが排出スロットと整列し重なるように、外円筒を構成することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
流体力学面の上側に排出スロットを構成することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
タービンを内円筒に連結させることをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、概して流体力学の設計に関する。より具体的には、本発明の実施形態は流体アクチュエータの設計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流れ制御は、エンジン、または特殊用途のコンプレッサからのブリード空気等の流体源を使用することによって、揚力性能を高めるために使用することができる。流体源からの気流は、翼又はフラップの上部を横切って、おおよそ流れ幅方向に航空機から排出される。排出された気流は、翼又はフラップの上の気流に推進力を付与する。この推進力により、気流は翼又はフラップの表面をより滑らかに流れる。この結果、翼又はフラップを含む翼全体の周囲の循環が良くなって、揚力がさらに上がる。
【０００３】
しかしながら、現在の気流制御の方法では、有意の設計目的を達成するためには気流が大量に排出される必要がある。航空機のエンジンは、エンジンの内部から圧縮空気を「ブリード」することによって、駆動するための空気を供給するのに使用可能であるが、設計対象物は大量のブリード空気を必要とする。エンジンのブリード空気の使用は、航空機のエンジンのサイズおよび効率性に影響する。必要なブリード空気の量が大きいほど、要求される航空機のエンジンの大きさと重量が増加する。航空機のより大きく重いエンジンは、航空機の総重量と航空機のエンジンコストを上げる原因となる。加えて、ブリード空気の要件により、航空機のエンジンの効率性が下がる。あるいは、駆動のための空気を供給するために、個別の空気コンプレッサを送出管システムと合わせて使用することもできる。しかしながら、個別の空気コンプレッサの追加によりまた重量が加わることになる。
【発明の概要】
【０００４】
自発回転型流体トラバースアクチュエータのシステム及び方法が提示される。流体の流れに応じてタービンが回転し、縦型スロットを有する外円筒から流体流が排出される。タービンの回転に応じて、外円筒内部の内円筒が回転し、内円筒の少なくとも一つのらせん形のスロットから、縦型スロットへ流体流が排出される。
【０００５】
自発回転型流体トラバースアクチュエータシステムは、流体源を使用し、電気モータの代わりにタービンを介して内円筒を回転させる、流れの駆動及び機構の両方を提供する。自発回転型流体トラバースアクチュエータシステムは、電気モータの代わりにタービンを使用することにより、自発回転型流体トラバースアクチュエータシステムの実行に伴う複雑性を大幅に軽減する。既存のシステムと比べて、自発回転型流体トラバースアクチュエータシステムは、たとえば非限定的に、重量が軽い、動力源を必要としない、非最適な稲妻状態の可能性を大幅に低減する、パーツが少ないため駆動機構が全体的に簡略化される、漏えいのリスクを下げる、メンテナンスが減るなどの利点、及びその他の利点を有する。
【０００６】
一実施形態では、自発回転型流体トラバースアクチュエータシステムは、タービン、外円筒、及び内円筒を備える。タービンは流体流に応じて回転し、外円筒は、流体流を排出する縦型スロットを備える。内円筒はタービンの回転に応じて外円筒の内部で回転し、流体流を縦型スロットの中へ排出する少なくとも一つのらせん形スロットを備える。
【０００７】
別の実施形態では、自発回転型流体トラバースアクチュエータを構成する方法は、流体流に応じてタービンを回転させるように構成される。本方法はさらに、外円筒の縦型スロットを構成し、流体流を排出するように縦型スロットを構成する。本方法はさらに、内円筒の少なくとも一つのらせん形スロットを構成し、内円筒を、タービンの回転に応じて外円筒の内部で回転するように構成する。本方法はさらに、縦型スロットの中へ流体流を排出するように、少なくとも一つのらせん形スロットを構成する。
【０００８】
さらなる実施形態では、自発回転型流体トラバースアクチュエータを操作する方法は、流体流に応じてタービンを回転させる。本方法はさらに、タービンの回転に応じて、縦型スロットを備える外円筒の内側で少なくとも一つのらせん形スロットを備える内円筒を回転させる。本方法はさらに、少なくとも一つのらせん形スロットの中へ流体流を排出し、縦型スロットから流体流を排出する。
【０００９】
本発明は、自発回転型流体トラバースアクチュエータを含み、自発回転型流体トラバースアクチュエータは、流体流に応じて回転するタービンと、流体流を排出する縦型スロットを備える外円筒と、タービンの回転に応じて外円筒の内側で回転し、縦型スロットの中へ流体流を排出する少なくとも一つのらせん形スロットを備える内円筒を備える。自発回転型流体トラバースアクチュエータはまた、外円筒と結合し、流体力学面の上に流体流を排出する排出スロットを備える流体力学面も備える。少なくとも一つのらせん形スロットは、流体力学面を移動する周期的な流体流を誘発する。タービンは、複数の放射状のタービンブレードを有する軸タービンを含む。タービンは、軸タービン、スプリットタービン、横流タービン、円周タービン、コンビネーションマニホルド軸／円周タービン、らせん形タービン、及び内円筒の長さにまたがる内向きリブのうちの一つを含む。自発回転型流体トラバースアクチュエータはまた、タービン周辺の流体流のバイパス部分を方向づけし、バイパス部分を内円筒の流体流と再統合させる流体流バイパスも備える。タービンは、流体流バイパスを備える。自発回転型流体トラバースアクチュエータはまた、流体流を排出する第２縦型スロットと、タービンの回転に応じて、第２外円筒の内部で回転し、第２縦型スロットの中へ流体流を排出する少なくとも一つの第２らせん形スロットを備える第２内円筒を備える第２外円筒も備える。らせん形スロットは、内円筒周囲の一又は複数の一回転を含む。    
【００１０】
本発明は、自発回転型流体トラバースアクチュエータを構成する方法を含むことができ、この方法は、流体流に応じて回転するようにタービンを構成し、外円筒に縦型スロットを構成し、流体流を排出するように縦型スロットを構成し、内円筒に少なくとも一つのらせん形スロットを構成し、タービンの回転に応じて、外円筒の内部で回転するように内円筒を構成し、縦型スロットの中へ流体流を排出するために少なくとも一つのらせん形スロットを構成することを含む。本方法はまた、内円筒を外円筒の内部に結合させることも含む。本方法はまた、外円筒を、流体力学面の上に流体流を排出する排出スロットを備える流体力学面に結合させることも含む。本方法はまた、流体力学面の下で、縦型スロットが排出スロットと並び重なるように外円筒を構成することも含む。本方法はまた、流体力学面の上側に排出スロットを構成することも含む。本方法はまた、タービンを内円筒に結合させることも含む。    
【００１１】
本発明は、自発回転型流体トラバースアクチュエータを操作する方法を含むことができ、この方法は、流体流に応じてタービンを回転させることと、タービンの回転に応じて縦型スロットを備える外円筒内部で少なくとも一つのらせん形スロットを備える内円筒を回転させることと、流体流を少なくとも１つのらせん形スロットへ排出することと、流体流を縦型スロットから排出することとを含む。本方法は、タービンを通して流体流を内円筒へ導入することも含む。本方法は、縦型スロットと少なくとも１つのらせん形スロットが適合した時に、縦型スロットと排出スロットを通して流体流を誘導することも含む。本方法は、流体流バイパスを介して、タービン周辺の流体流のバイパス部分を方向付けすることと、内円筒の流体流でバイパス部分を再統合することも含む。このタービンは、流体流バイパスも含む。
【００１２】
この「発明の概要」は、以下の「発明を実施するための形態」で詳細に記載される概念の一部を選択し、単純な形態で紹介するために提供されている。この概要は、主張する主題の重要な特色、又は基本的特徴を識別するためのものではなく、主張する主題の範囲を決定しやすくするのに使用するためのものでもない。
【００１３】
本発明の実施形態に対する理解は、添付図面と併せて後述の詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することにより深めることができる。添付図面全体を通して、同様の参照番号は類似の要素を指している。図面は、本発明の幅、範囲、規模、又は適用性を限定することなく、本発明を理解しやすくするために提供される。図面は必ずしも原寸に比例していない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示的な航空機の製造及び保守方法を示すフロー図である。
【図２】例示的な航空機のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による自発回転型流体トラバースアクチュエータシステムの例示的且つ機能的なブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による航空機の例示的な上面図である。
【図５】本発明の一実施形態による航空機のフラップ及び翼の例示的な流体トラバースアクチュエータシステムを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による航空機の翼の例示的な後部斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態による、着陸中に展開した翼のフラップのセグメントに取り付けられた流体トラバースアクチュエータの図である。
【図８】本発明の一実施形態による横流タービンを備える例示的な流体トラバースアクチュエータの様々な図である。
【図９】本発明の一実施形態による、着陸中に展開した翼のフラップのセグメントに取り付けられた例示的な対の流体トラバースアクチュエータの図である。
【図１０】本発明の一実施形態による図９の例示的な対の流体トラバースアクチュエータの様々な詳細図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、スプリットタービンを備える図９の例示的な対の流体トラバースアクチュエータの諸図である。
【図１２】本発明の一実施形態による例示的なバイパス横流れ給入口システムを示している。
【図１３】本発明の一実施形態による軸タービンを備える例示的な流体トラバースアクチュエータの図である。
【図１４−１】本発明の一実施形態による自発回転型トラバースアクチュエータシステムを構成するプロセスを示す例示的フロー図である。
【図１４−２】本発明の一実施形態による自発回転型トラバースアクチュエータシステムを構成するプロセスを示す例示的フロー図である。
【図１５】本発明の一実施形態による自発回転型トラバースアクチュエータシステムを操作するプロセスを示す例示的フロー図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるプラットフォームの断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による自発回転型流体トラバースアクチュエータの駆動モードの図である。
【図１８】本発明の一実施形態による自発回転型流体トラバースアクチュエータの駆動モードの図である。
【図１９】本発明の一実施形態による航空機の翼のセクションの横行空気ジェットの図である。
【図２０】本発明の一実施形態による航空機の翼のセクションの横行空気ジェットの図である。
【図２１】本発明の一実施形態による航空機の翼のセクションの横行空気ジェットの図である。
【図２２】本発明の一実施形態による航空機の翼のセクションの横行空気ジェットの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の詳細な説明は本来的に実施例であり、開示内容又は開示内容の実施形態の応用並びに使用を限定するものではない。特定の装置、技術、及び応用の説明は実施例としてのみ提供されている。本明細書に記載された実施例への修正は当業者には容易に明らかとなるものであり、本明細書に規定された一般的原理を本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、その他の実施例及び用途に適用することができる。本発明の範囲は請求項と一致するものであり、本明細書に記載され示された実施例に限定されない。
【００１６】
本発明の実施形態は、本明細書において、機能的及び／又は論理的ブロック構成要素及び様々な処理ステップの観点から記載される。当然ながら、上記ブロック構成要素を特定の機能を実施するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェア構成要素によって実現することが可能である。説明を簡潔にするために、空力、流体アクチュエーション、ビークル構造、流体力学、操縦装置システム、及び本明細書に記載されるシステムの他の機能的側面（並びにシステムの個々の動作構成要素）に関する従来技術及び構成要素については、本明細書では詳細に記載しない。加えて、当業者であれば、本発明の実施形態が、様々なハードウェア及びソフトウェアと併せて実施されること、並びに、本明細書に記載される実施形態が本発明の例示的実施形態にすぎないことを理解するであろう。
【００１７】
本明細書では、本発明の実施形態は、非限定的な一用途、すなわち、航空機のエーロフォイルの観点から記載される。しかしながら、本発明の実施形態は、このような航空機のエーロフォイルの用途に限定されず、本明細書に記載される技術は他の用途にも利用されうる。例えば、非限定的に、実施形態は水中翼船、風車、潮力タービン、又は流体の中を移動することができるその他の流体動体に応用される。
【００１８】
本明細書を読んだ当業者には明らかであるように、後述は、本発明の実施例及び実施形態であり、これらの実施例における動作に限定されない。他の実施形態が利用可能であり、本発明の例示的実施形態の範囲から逸脱することなく構造的変更を加えることができる。
【００１９】
より具体的に図を参照するに、本開示の実施形態は、図１に示す航空機の製造及び保守方法１００（方法１００）、及び図２に示す航空機２００に照らして説明することができる。製造前の段階では、この方法１００は、航空機２００の仕様及び設計１０４と、材料調達１０６とを含む。製造段階では、航空機２００の構成要素及びサブアセンブリの製造１０８（プロセス１０８）と、システムインテグレーション１１０とが行われる。その後、航空機２００は認可及び納品１１２を経て運航１１４される。顧客により運航される間に、航空機２００は定期的な整備及び保守１１６（改造、再構成、改修なども含みうる）を受ける。
【００２０】
方法１００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレーター（例えば顧客）によって実施又は実行される。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機メーカー、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、例えば限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレーターは、例えば限定しないが、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。
【００２１】
図１に示すように、方法１００によって製造された航空機２００は、複数のシステム２２０及び内装２２２を有する機体２１８を備える。システム２２０の高レベルシステムの例には、推進システム２２４、電気システム２２６、油圧システム２２８、環境システム２３０、及び流体トラバースアクチュエータシステム２３２のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、本発明の実施形態は、他の産業にも適用されうる。
【００２２】
本明細書に具現化された装置と方法は、方法１００の一又は複数の段階で採用することができる。例えば、製造プロセス１０８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機２００が運航中に製造される構成要素又はサブアセンブリに類似の方法で作製又は製造される。加えて、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせは、例えば、航空機２００の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機２００のコストを削減することにより、プロセス１０８及びシステムインテグレーション１１０の製造段階の間に利用することができる。同様に、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせを、航空機２００の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守１１６に利用することができる。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態による自発回転型流体トラバースアクチュエータシステム（システム３００）の例示的且つ概略的なブロック図である。システム３００は、種々の実施形態が実施される方法に対して物理的又は構造的な限定を意図するものではない。図示された構成要素に加えて及び／又は代えて、他の構成要素を使用することができる。一部の例示的実施形態では、いくつかの構成要素は不要である。また、ブロックは、幾つかの機能的な構成要素を示すために提示されている。種々の例示的実施形態において実施されるとき、これらのブロックの一又は複数は、異なるブロックに合成及び／又は分割することができる。
【００２４】
システム３００は、プラットフォーム３０２、操縦面３０６、流体トラバースアクチュエータ３１０、タービン３２０、及び流体源３２２を備える。
【００２５】
プラットフォーム３０２はまた、例えば非限定的に、パイロット操縦航空機（例：固定翼又は回転翼機）、船、ボート、潜水艦、地上輸送手段（例：自動車）、ロボット輸送手段、自動ロボット輸送手段、又は例えば非限定的に、水、空気、又は同様の流体等の流体を通って移動することができるその他の輸送手段も含む。プラットフォーム３０２は、例えば操縦面３０６等の流体力学面を含む。
【００２６】
操縦翼面３０６は、例えば非限定的に、エルロン、フラップ、スラット、スポイラ、空力ブレーキ、及び／又はその他の好適な操縦翼面を含む。図３に示す実施形態では、操縦翼面３０６は排出スロット３２６を含む。排出スロット３２６は、操縦翼面３０６の開口部を含む。排出スロット３２６は、幅方向３４６の操縦翼面３０６に沿って延びる。本明細書で使用される、幅方向３４６は、操縦翼面の幅と関連している。例えば、幅方向３４６は、翼が航空機の胴体から延びる方向を含む。操縦翼面３０６は、操縦翼面３０６の内部に位置決めされる流体トラバースアクチュエータ３１０を含む。
【００２７】
一部の実施形態では、操縦翼面３０６はフラップを含む。操縦翼面３０６は、例えば非限定的に、クルーガーフラップ、単純フラップ、開きフラップ、ファウラフラップ、隙間フラップ、単純ヒンジフラップ、及び／又はその他の好適な種類のフラップを含む。加えて、一又は複数の流体トラバースアクチュエータ３１０は、プラットフォーム３０２の様々な揚力面及び操縦翼面において実行される。例えば、一又は複数の流体トラバースアクチュエータ３１０は、例えばプラットフォーム３０２の水平安定板などの翼、又は操縦翼面などの揚力面において実行される。
【００２８】
流体トラバースアクチュエータ３１０は、一又は複数の駆動システムを含む。例えば、操縦翼面３０６の全長をカバーするために、任意の数の駆動システムが使用される。流体トラバースアクチュエータ３１０は、外円筒３１２と内円筒３１６を備える。流体トラバースアクチュエータ３１０は、流体源３２２を使用して、流れの駆動と、タービン３２０を回転させる機構の両方を提供することによって、内円筒３１６を回転させるように構成される。自発回転型流体トラバースアクチュエータシステム３００はタービン３２０を使用して流体トラバースアクチュエータ３１０を駆動することにより、例えば電気アクチュエータを使用する既存のシステムと比較して非常に単純に流体トラバースアクチュエータシステム３００を実行することができる。
【００２９】
上述したように、既存のシステムと比べて、タービン３２０は、例えば非限定的に、重量が軽い、動力源を必要としない、非最適な稲妻状態の可能性を大幅に低減する、パーツが少ないため駆動機構が全体的に簡略化される、漏えいのリスクを下げる、メンテナンスが減るなどの幾つかの利点、およびその他の利点を有する。
【００３０】
外円筒３１２及び内円筒３１６は、同心の中空円筒である。同心の円筒は、実質的に同じ軸を共有する円筒からなる。小さい半径を有する円筒は、大きい半径を有する円筒の内部に設置される。外円筒３１２は、軸３０８に沿って位置付けされる。軸３０８は、操縦翼面３０６を貫通する。外円筒３１２は、縦型スロット３１４を備える。外円筒３１２は操縦翼面３０６において、排出スロット３２６と縦型スロット３１４が整列し重なるように位置付けされる。
【００３１】
内円筒３１６は、らせん形スロット３１８を備える。本明細書で使用する、らせん形スロットは、実質的にらせん状からなる開口部を含む。らせん形スロットは、回転円筒の表面に沿って切断することによって形成される。内円筒３１６は、内円筒３１６と外円筒３１２が例えば軸３０８等の実質的に同じ軸を共有するように、外円筒３１２の内部に配置される。らせん形スロット３１８は、内円筒３１６の外側に沿って軸３０８の方向にらせん状に延びている。
【００３２】
らせん形スロット３１８は、らせん形スロット３１８と縦型スロット３１４の任意の数の要素３３６が重なるように形成される。例えば、らせん形スロット３１８は軸３０８の周囲でらせん状となっている。らせん状スロット３１８は、非限定的に、内円筒３１６の周囲を実質的に一回転又は複数回転している。内円筒３１６が回転すると、らせん形スロット３１８は操縦翼面３０６等の流体力学面上を流れる周期的な流体流が発生する。
【００３３】
縦型スロット３１４は、軸３０８と同じ方向に延びる。らせん形スロット３１８と縦型スロット３１４の一部が交差するたびに、重なり部分ができる。軸３０８周囲のらせん形スロット３１８がどれだけきついらせん状になっているかによって、らせん形スロット３１８と縦型スロット３１４の一部がいくつでも重なりあうことができる。
【００３４】
内円筒３１６及び外円筒３１２は、さまざまな材料でできている。例えば非限定的に、内円筒３１６と外円筒３１２は、アルミニウム、鋼鉄、チタン、複合材料、及び／又はその他何らかの好適な材料のうちの少なくとも一つから選択される一又は複数の材料を含む。
【００３５】
操作中、外円筒３１２が固定されている間に内円筒３１６は高頻度で回転する。気流３２４が流れ込むと、相対運動により小さくて動きの速い一連の空気ジェット３２８が生じ、これにより非常に多くの空気力学的用途において流れの効率性が上がる。流体源３２２は、内円筒３１６と連結したタービン３２０に連結される。駆動中、流体源３２２によって供給される気流３２４により、タービン３２０を回転させるのに必要な十分なトルクが発生し、これにより、流れ制御に必要な空気ジェット３２８が得られることに加えて、内円筒３１６が回転する。本明細書において、気流３２４と流入空気３２４は置き換えて使用可能である。
【００３６】
タービン３２０は、内円筒３１６と流体源３２２に連結される。駆動中、流体源３２２によって供給される気流３２４により、電気モータを使用せずに、流れ制御に必要な空気ジェット３２８を得ることができるのに加え、内円筒３１６を回転させるのに要するトルクが十分に得られる。タービン３２０は、流体源３２２を使用して、流れを駆動させることと、内円筒３１６を回転させる機構との両方を提供する。タービン３２０の統合は、電気モータの必要が避けられるために、さらにシンプルである。
【００３７】
タービン３２０は例えば非限定的に、軸タービン、スプリットタービン、横流タービン、円周タービン、コンビネーションマニホルド軸／円周タービン、らせん形タービン、及び内円筒の長さにまたがる内向きリブ、または後にさらに詳しく説明するその他のタービン構成を含む。
【００３８】
既存のシステムと比較して、電気モータの代わりにタービン３２０を使用することには、たとえば非限定的に、重量が軽い、動力源を必要としない、非最適な稲妻状態の可能性を低減する、パーツが少ないため駆動機構が全体的に簡略化される、漏えいのリスクを下げる、メンテナンスが減るなどのいくつかの利点、及びその他の利点がある。
【００３９】
流体源３２２は、流体源３２２によって供給される気流３２４をタービン３２０へ送る。気流３２４は、圧力３３４を有する空気の流れを含む。気流３２４は非限定的に、航空機の所定の高度に対する相対外部気圧よりも大きい圧力を有する。気流３２４と外部流との間の圧力の差により、実質的に空気ジェット３２８の速度が決まる。流体源３２２は非限定的に、例えばエアコンプレッサ３４４等のプラットフォーム３０２に含まれる個別のデバイスを含む。流体源３２２は、限定しないが、プラットフォーム３０２のエンジン３４２も備える。プラットフォーム３０２は、エンジン３４２から圧縮空気を排出して、気流３２４を供給する。図３に示す実施形態において、気流３２４は、内円筒３１６のらせん形スロット３１８を介し、また外円筒３１２の縦型スロット３１４を介して外側に流れ、操縦翼面３０６の排出スロット３２６から流出する。気流３２４は排出スロット３２６から流出すると、操縦翼面３０６を出て一または複数の空気ジェット３２８等の空気のジェットを形成する。
【００４０】
操作中、気流３２４はトルクを生成することによってタービン３２０を回転させ、タービン３２０のトルクによって内円筒３１６が回転し、内円筒３１６が回転すると、任意の数の要素３３６において開口部が形成され、この任意の数の要素３３６においては、らせん形スロット３１８が縦型スロット３１４と一瞬重なる。気流３２４は排出スロット３２６を介して外部の気流場へ流れる。圧力３３４と、内円筒３１６の連続的な回転により、空気ジェット３２８が発生する。内円筒３１６が回転しつづけると、空気ジェット３２８は軸３０８に対して実質的に垂直な方向に流れる。加えて、内円筒３１６の回転により、軸３０８に沿った空気ジェット３２８が周期運動３３８で移動する。この結果、空気ジェット３２８はプラットフォーム３０２の流れ方向３３２に流れている間に、操縦翼面３０６に沿って、または操縦翼面３０６を横切って移動する。流れ方向とは一般に、飛行中にプラットフォーム３０２の表面を横切って外部空気が流れる方向を指す。
【００４１】
上述したように、一又は複数の流体トラバースアクチュエータ３１０は、操縦翼面３０６の全長にまたがるように使用される。空気ジェット３２８の長さは実質的に、らせん形スロット３１８が縦型スロット３１４と重なる長さによって決まる。空気ジェット３２８の幅は実質的に、縦型スロット３１４の幅によって決まる。空気ジェット３２８が操縦翼面３０６を横切る速さは実質的に、内円筒３１６の回転の速さ３５０によって決まる。
【００４２】
一又は複数の流体トラバースアクチュエータ３１０は各々、流体トラバースアクチュエータ３１０の長さにわたって、空気ジェット又は任意の数の空気ジェットを発生させる。この任意の数の空気ジェットは、操縦翼面３０６の長さにわたって同期化される、またはされない。加えて、任意の数のジェットは、操縦翼面３０６全体を第１ポイントから第２ポイント、そしてまた第１ポイントへ移動して戻る。あるいは、任意の数のジェットは、操縦翼面３０６全体を第１ポイントから第２ポイントまでのみ移動し、同じ動きを繰り返す。またさらに、実質的に任意の数のこれらの移動パターンを、互いに同期化される、またはされない異なる数の流体トラバースアクチュエータ３１０へ組み込むことができる。
【００４３】
軸３０８に対して垂直に流れ、軸３０８に沿って移動している空気ジェット３２８により、プラットフォーム３０２の揚力が増加する。空気ジェット３２８の横方向の動きにより、操縦翼面３０６周囲の領域において、瞬間的に流れが連結される。空気ジェット３２８が操縦翼面３０６に沿って横切ると、生じたこの効果が長く続く。瞬間的な流れは、操縦翼面３０６全体の上で連結したままになり、操縦翼面３０６周囲の流線効果が生じる。この流線効果により、より大きい全体的な循環が起こり、この結果操縦翼面３０６の揚力が増加する一方で、揚力を増加させるのに要する駆動量が大幅に削減される。
【００４４】
特定の空気ジェットの幅及び横行の速さに対する、同じ揚力量を発生させるために要する気流の量は、一定ブロー法で必要な気流の量のおよそ８分の１である。
【００４５】
例えば、プラットフォーム３０２は他の形態であってもよい。他の実施形態において、流体トラバースアクチュエータ３１０は、外円筒３１２と内円筒３１６の両方を備えていない。その代わりに、内円筒３１６は操縦翼面３０６へ直接挿入される。他の実施形態では、内円筒３１６は縦型スロットを有し、固定されており、その一方で、外円筒３１２はらせん形スロットを有し、回転する。他の実施形態では、流体トラバースアクチュエータ３１０は、翼、安定板、または他の何らかのプラットフォームの構成要素の内部にあり、上述したように操縦翼面３０６等の構成を有する。
【００４６】
図４は、本発明の一実施形態による例示的な航空機４００の上面図を示している。航空機４００は、図３のプラットフォーム３０２の実装の一例である。図４に示す実施形態では、図３の流体トラバースアクチュエータ３１０等の任意の数の流体トラバースアクチュエータが翼４０２に使用される。任意の数の流体トラバースアクチュエータ３１０はまた、図３の操縦翼面３０６によって示されるものなどのフラップ４０４において、または前縁スラット４０６においても使用される。加えて、任意の数の流体トラバースアクチュエータ３１０は、水平安定板４０８において、または垂直安定板４０９において使用される。
【００４７】
翼４０２の幅方向４１０を示す。幅方向４１０は、航空機４００の中央から翼４０２の方向に延びている。幅方向４１０は、図３の幅方向３４６の一例である。また、航空機４００の流れ方向４１２も示す。流れ方向４１２は一般に、飛行中に航空機４００の表面を横切って流れる外部空気の方向を指すものである。流れ方向４１２は、流れ方向３３２の一例である。
【００４８】
図５は、本発明の一実施形態による、フラップ４０４と航空機４００の翼４０２に差し込まれる前の、流体トラバースアクチュエータ３１０を示す例示的な流体トラバースアクチュエータシステム５００の図である。流体トラバースアクチュエータ３１０は、外円筒３１２と内円筒３１６を備える。外円筒３１２は、フラップの排出スロット５０４及び縦型スロット３１４が整列し重なるように、フラップ４０４に差し込まれる。内円筒３１６は、らせん形スロット３１８及び縦型スロット３１４の一部のみが重なるように、外円筒３１２に差し込まれる。内円筒３１６は、図８〜１２の説明においてさらに詳しく説明するように、電気モータを使用せずに、タービン３２０の動作によって外円筒３１２の内部で回転する。
【００４９】
図６は、本発明の一実施形態による航空機４００の翼４０２の後面斜視図６００を示している。図３の流体トラバースアクチュエータ３１０等の任意の数の流体トラバースアクチュエータは、翼４０２だけでなくフラップ４０４にも差し込まれる。いくつかの箇所から、任意の数の空気ジェット３２８が、翼の排出スロット６０２とフラップの排出スロット５０４から流れ方向４１２に流れる。任意の数の空気ジェット３２８は、横方向、または幅方向４１０に移動する。
【００５０】
図７は、本発明の一実施形態による、着陸中に展開した翼４０２のフラップ４０４のセグメントに取り付けられた一又は複数の流体トラバースアクチュエータ３１０を示す、翼４０２のフラップ４０４の斜視図ＡとアクチュエータのレイアウトＢの図である。流体トラバースアクチュエータ３１０は、上面７０６において、対応するフラップの排出スロット５０４に連結される。空気ジェット３２８等の瞬間的なジェットの流出を、上面７０６のいくつかのステーションにおいて示す。上述したように、流体トラバースアクチュエータ３１０は各々、２つの同心円筒要素からなる。外円筒３１２は固定されており、フラップの排出スロット５０４と整列している縦型スロット３１４（図３参照）を備える。内円筒３１６は、図５に示す一式のらせん形スロット３１８を有する回転要素である。高圧空気は、流体源３２２から図５に示す内円筒３１６の端部５０６へ供給される。
【００５１】
内円筒３１６が回転すると、らせん形スロット３１８が一瞬、外円筒３１２の縦型スロット３１４と重なるところに、限定された開口部が形成され、これにより、空気、例えば空気ジェット３２８がフラップの排出スロット５０４を介して外部流に排出される。内円筒３１６の連続回転により、フラップの排出スロット５０４に沿って横切る一連の空気ジェット３２８が効率的に発生する。内円筒３１６は、図８〜１２の説明においてさらに詳しく説明するように、電気モータを使用せずに、タービン３２０（図３及び５）の動作によって、外円筒３１２の内部で回転する。
【００５２】
図８は、横流タービン８０２を備える例示的な流体トラバースアクチュエータ３１０の様々な図８００であり、本発明の一実施形態による、側面図８０４、側面図８０４の線Ａ−Ａ８１０に沿って切り取られた断面図８０８、例示的な流体トラバースアクチュエータ３１０の側面図８０４の線Ｂ−Ｂ８４０に沿って切り取られた断面図８１０、及び横流タービン８０２の斜視図８０６を示す。横流タービン８０２は、タービン３２０の一実施形態である。横流タービン８０２は、４つのタービン翼８１４を備える。一方（アクチュエータ側）において、タービン翼８１４は、翼の先端８１６において内円筒３１６と連結する。タービン翼８１４の構造は、タービン翼８１４の翼の根本８１８を接続ディスク８２０に装着することによって固定される。横流タービン８０２は、筺体８２８内部に入れられている。
【００５３】
横流タービン８０２は横流機構を備え、この横流機構により、軸８２６が内円筒３１６の軸３０８（図３）からずれている流入口８２２を介して気流３２４が供給される。気流３２４は、横流タービン８０２に作用して、内円筒３１６を回転させるのに必要なトルクを発生させる。タービン翼８１４は、内部損失が小さくなるように成形される。このように、内円筒３１６により近い縁部８３４は直線であり、筺体の壁８３８に近い縁部８３６は曲線である。このように成形されたタービン翼８１４により、内円筒３１６が回転している時に、気流３２４が内円筒３１６の中に滑らかに流れ込むようになる。一実施形態では、自発回転型機構は気流３２４を使用して、流れ制御のための流れの排出に加え、横流タービン８０２の回転運動を可能にする。
【００５４】
図９は、本発明の一実施形態による、着陸中に展開した翼４０２のフラップ４０４のセグメントに取り付けられた例示的な対の流体トラバースアクチュエータ９０２を示す構成９００の斜視図Ａと、アクチュエータのレイアウトＢを示す図である。対の流体トラバースアクチュエータ９０２は、細長い流入口９０４等の単一の中央流入口が設けられている２つの流体トラバースアクチュエータ３１０を備える。対の流体トラバースアクチュエータ９０２には、対の流体トラバースアクチュエータ９０２の細長い流入口９０４と、内円筒３１６と連結した単一の横流タービン９０６が組み込まれる。単一の横流タービン９０６のタービン翼９０８は、横流タービン８０２のタービン翼８１４よりも長く、曲線的な縁部を有さない。
【００５５】
図１０は、本発明の一実施形態による、図９の例示的な対の流体トラバースアクチュエータ９０２の様々な詳細図１０００である。図１０は、流体トラバースアクチュエータ９０２の側面図１００４、斜視図１００６及び１００８、及び側面図１００４の線Ｂ−Ｂ１０１２に沿って切り取った断面図１０１０を示す。
【００５６】
図１１は、対のスプリットタービン１１０２を備える、図９の例示的な対の流体トラバースアクチュエータ９０２の様々な図１１００である。各スプリット翼１１０４の２つの側面は、曲線のセグメント１１１６によって分割され、流入口１１１８から対の流体トラバースアクチュエータ９０２の各流体トラバースアクチュエータ３１０（図９）への流線的な流れが可能になる。用途によっては、曲線セグメント１１１６をスプリット翼１１０４に沿って適切に配置することによって、各流体トラバースアクチュエータ３１０への不均一な流れ分布を得ることができる。
【００５７】
図１１は、対のスプリットタービン１１０２を備える対の流体トラバースアクチュエータ９０２の斜視図１１０６と、側面図１００４の線Ｂ−Ｂ１０１２に沿って切り取った断面図１１１０を示す。
【００５８】
図１２は、本発明の一実施形態による例示的なバイパス横流流入口システム１２００を示している。バイパス横流流入口システム１２００（流体流バイパス）は、タービン周辺の流体流のバイパス部分を方向づけして、バイパス部分を内円筒の流体流と再統合させる。流入流３２４（図１０）は、小さい流れ部分１２０２と大きい流れ部分１２０４を含む２つの流れに分割される。流入流３２４の小さい流れ部分１２０２は、ブレード１２１０を備えるタービン３２０を回転させるのに使用され、大きい流れ部分１２０４は、流体トラバースアクチュエータ３１０の中央１２０６に向かって方向づけされる。小さい流れ部分１２０２と大きい流れ部分１２０４は、内円筒３１６への入り口１２０８において合流し、その後、流れ制御のために縦型スロット３１４を通って排出される。この実施形態は、回転運動を生じさせるのに要する流入流３２４の実質的にその部分のみを方向づけすることによって、損失を低減する。
【００５９】
図１３は、本明細書の一実施形態による、軸タービン１３０２、１３０４又は１３０６を備える例示的な流体トラバースアクチュエータ３１０の構成１３００の斜視図Ａ及び断面図Ｂである。一連の放射状のタービンブレード１３０８は、吸気管１３２０に対して同心であるディスクを形成する。構成１３００は、特定の状況において、流体トラバースアクチュエータ３１０アセンブリのパッケージングのために利用可能なスペースのレイアウトによっては有利となる。気流３２４等の流入してくる流れの内側部分１３１０は、流体トラバースアクチュエータ３１０に向かって直接流れる。気流３２４の外側部分１３１２はタービンブレード１３０８に作用し、必要な回転トルクを付与する。タービンブレード１３０８は、円形要素１３１４を介して先端部１３１６と連結し、さらに剛性を高める。軸タービン１３０２、１３０４、または１３０６は、任意の数のブレード、翼弦、半径方向の長さ及びねじり分布の最適な組み合わせを選択することによって、最大限の効率を得るように設計することができる。軸タービン１３０２、１３０４、または１３０６は、一連のディスク要素も備える。
【００６０】
図１４−１、２は、本発明の一実施形態による自発回転型トラバースアクチュエータシステムの構成プロセス１４００を示す例示的フロー図である。プロセス１４００に関連して実行される種々のタスクは、機械的に、或いはソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、コンピュータで読込可能なソフトウェア、コンピュータで読込可能な記憶媒体、又はそれらのなんらかの組み合わせにより実行される。当然ながら、プロセス１４００は任意の数の追加的な又は代替のタスクを含むことができ、図１４−１、２に示すタスクは図示した順番で行う必要はなく、プロセス１４００を本明細書に詳しく記載していない追加の機能性を有する、より包括的な手順又はプロセスに組み込むことが可能である。
【００６１】
図示の方法に関して、プロセス１４００の以下の説明が、図１〜１０に関連して上述した要素に言及する場合がある。いくつかの実施形態において、プロセス１４００の一部は、プラットフォーム３０２、操縦翼面３０６、流体トラバースアクチュエータ３１０、タービン３２０、流体源３２２等のシステム３００の異なる要素によって実行される。当然ながら、プロセス１４００は、任意の数の追加の又は代替のタスクを含み、図１４−１、２に示されるタスクは必ずしも図示の順序で実行されなくともよく、プロセス１４００は、本明細書に詳細に記載しない追加の機能性を有するもっと包括的な手続き又はプロセスに包含されてもよい。
【００６２】
プロセス１４００は、内円筒３１６等の内円筒を外円筒３１２等の外円筒の内部に連結させることによって開始される（タスク１４０２）。
【００６３】
プロセス１４００は、タービン３２０等のタービンを、気流３２４等の流体流に応じて回転するように構成することによって継続される（タスク１４０４）。
【００６４】
プロセス１４００は、タービン３２０を内円筒３１６に連結させることによって継続される（タスク１４０６）。
【００６５】
プロセス１４００は、縦型スロット３１４等の縦型スロットを外円筒３１２に構成することによって継続される（タスク１４０８）。
【００６６】
プロセス１４００は、流体流を排出するように縦型スロット３１４を構成することによって継続される（タスク１４１０）。
【００６７】
プロセス１４００は、らせん形スロット３１８等の少なくとも一つのらせん形スロットを内円筒３１６に構成することによって継続される（タスク１４１２）。
【００６８】
プロセス１４００は、タービン３２０の回転に応じて、外円筒３１２の内部で回転するように内円筒３１６を構成することによって、継続される（タスク１４１４）。
【００６９】
プロセス１４００は、流体流を縦型スロット３１４へ排出するように、少なくとも一つのらせん形スロット３１８を構成することによって継続される（タスク１４１６）。
【００７０】
プロセス１４００は、流体力学面の上に流体流を排出する役割をする排出スロット３２６等の排出スロットを備える操縦翼面３０６等の流体力学面に外円筒３１２を連結させることによって継続される（タスク１４１８）。
【００７１】
プロセス１４００は、流体力学面の下で縦型スロット３１４が排出スロット３２６と整列し重なるように、外円筒３１２を構成することによって継続される（タスク１４２０）。
【００７２】
プロセス１４００は、流体力学面の上面７０６等の上側に排出スロットを構成することによって継続される（タスク１４２２）。
【００７３】
図１５は、本発明の一実施形態による流体トラバースアクチュエータシステムの操作プロセス１５００を示す例示的フロー図である。プロセス１５００に関連して実行される種々のタスクは、機械的に、或いはソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、コンピュータで読込可能なソフトウェア、コンピュータで読込可能な記憶媒体、又はそれらのなんらかの組み合わせにより実行される。当然ながら、プロセス１５００は任意の数の追加的な又は代替のタスクを含むことができ、図１５に示すタスクは図示した順番で行う必要はなく、プロセス１５００を本明細書に詳しく記載していない追加の機能性を有する、より包括的な手順又はプロセスに組み込むことが可能である。
【００７４】
図示の方法に関して、プロセス１５００の以下の説明が、図１〜１０に関連して上述した要素に言及する場合がある。いくつかの実施形態において、プロセス１５００の一部は、プラットフォーム３０２、操縦翼面３０６、流体トラバースアクチュエータ３１０、タービン３２０、流体源３２２等のシステム３００の異なる要素によって実行される。当然ながら、プロセス１５００は、任意の数の追加の又は代替のタスクを含み、図１５に示されるタスクは必ずしも図示の順序で実行されなくともよく、プロセス１５００は、本明細書に詳細に記載しない追加の機能性を有するもっと包括的な手続き又はプロセスに包含されてもよい。
【００７５】
プロセス１５００は、気流３２４等の流体流に応じて、タービン３２０等のタービンを回転させることによって開始される（タスク１５０２）。
【００７６】
プロセス１５００は、タービン３２０の回転に応じて、縦型スロット３１４等の縦型スロットを備える外円筒３１２等の外円筒の内部で、らせん形スロット３１８等の少なくとも一つのらせん形スロットを備える内円筒３１６等の内円筒を回転させることによって継続される（タスク１５０４）。
【００７７】
プロセス１５００は、流体流を少なくとも一つのらせん形スロット３１８に排出することによって継続される（タスク１５０６）。
【００７８】
プロセス１５００は、流体流を縦型スロット３１４から排出することによって継続される（タスク１５０８）。
【００７９】
プロセス１５００は、タービン３２０を通して、流体流を内円筒３１６に導入することによって開始される（タスク１５１０）。
【００８０】
プロセス１５００は、縦型スロット３１４とらせん形スロット３１８が一致した時に、縦型スロット３１４と、排出スロット３２６等の排出スロットを通して流体流を誘導することによって継続される（タスク１５１２）。
【００８１】
図１６は、本発明の一実施形態による、図６の翼４０２等のプラットフォーム３０２の断面図１６００である。空気ジェット３２８は、図３の流れ方向３３２等の流れ方向に流れ、翼４０２の翼の排出スロット６０２から、またフラップ４０４のフラップの排出スロット５０４から流出する。
【００８２】
図１７及び１８は、本発明の一実施形態による、流体トラバースアクチュエータ３１０の駆動モード１７００及び１８００の図である。図１７及び１８は、流体トラバースアクチュエータ３１０の上面図である。空気ジェット３２８の幅は、外円筒３１２の縦型スロット３１４の幅によって画定される。空気ジェットの長さは、内円筒３１６のらせん形スロット３１８と、外円筒３１２の縦型スロット３１４との重なりによって画定される。
【００８３】
図１７は、流体トラバースアクチュエータ３１０の長さの約８分の１である、重なり１７０２の駆動モードを示す図である。空気ジェット１７０４の周期運動は、内円筒３１６の回転の速さに依存する。らせん形スロット３１８については、駆動頻度は、内円筒３１６の回転頻度に対応している。したがって、空気ジェット１７０４の気流の量は、所定の一定の気流の速さに対し、流体トラバースアクチュエータ３１０の間隔上を持続的に流れる気流の量の約８分の１である。内円筒３１６のらせん形スロット３１８と、外円筒３１２の縦型スロット３１４との重なりにより、重なり１７０２が形成される。内円筒３１６が回転しつづけると、空気ジェット１７０４は軸１７０６に沿って周期運動で移動する。
【００８４】
図１８は、空気ジェット１７０４が任意の数の空気ジェット１８０２に分割される駆動モードの図である。この例において、らせん形スロット３１８は、図１７のらせん形スロット３１８よりもさらに巻きがきつくなっている。図１８のらせん形スロット３１８は、流体トラバースアクチュエータ３１０の長さの上に縦型スロット３１４と重なっている８個のセクション１８０４を形成する。重なっているセクション１８０４はそれぞれ、図１７の重なり１７０２の長さの約８分の１である。この例において、任意の数の空気ジェット１８０２は、図１７の空気ジェット１７０４と同じ気流の量を有する。したがって、図１７の空気ジェット１７０４は、８つの空気ジェットに効率的に分割される。内円筒３１６が回転しつづけると、任意の数の空気ジェット１８０２は、軸１８０６に沿って周期運動で移動する。
【００８５】
これらの例において、揚力を増加させるために任意の数の駆動モードが使用される。駆動モードのパラメータは、特定用途の設計目的及び目標に最適なものとなるように選択される。駆動モードとは、所望の結果を得るために使用されるデバイスの一連のパラメータを指す。例えば、一つの駆動モードでは、駆動ユニットの長さの約８分の１の一つの空気ジェットが生じる。別の駆動モードでは、１６の個別の空気ジェットが生じ、この空気ジェットは全体で、すべての空気ジェットの長さの約１６分の１である。
【００８６】
他の駆動モードでは、空気ジェットの長さと数の変化と組み合わさって、供給される空気の圧力が変化する。さらに別の駆動モードでは、空気ジェットの長さと数の変化と組み合わさって、内部要素の回転速さを通して、操縦翼面を横切って移動する空気ジェットの速さが変化する。さらにまた別の駆動モードでは、任意の数の駆動ユニットにおける任意の数の空気ジェットの動きが同期化される。
【００８７】
図１７及び１８に記載した異なる駆動モードは、駆動モードの包括的な組み合わせではない。異なる実施形態は、本発明の範囲から逸脱せずに、異なる重なり長さ、任意の数の空気ジェット、及び駆動ユニットの長さを使用して実行される。例えば、いくつかの実施形態では、１６の空気ジェットが生じ、各空気ジェットは、図１７の空気ジェット１７０４の長さの約１６分の１の長さを有する。いくつかの実施形態では、任意の数の駆動ユニットが使用される。任意の数の流体トラバースアクチュエータ３１０は、互いに同期化された、または互いに同期化されていない任意の数の空気ジェットを有し、これにより所望の作用が生じる。
【００８８】
図１９〜２２は、本発明の一実施形態による、航空機の翼のあるセクション上を横断している空気ジェットの図である。図１９は、図５のフラップの排出スロット５０４等のフラップ４０４のスロットを通して流れる空気ジェット３２８を示す。これらの例では、フラップ４０４の上に空気ジェット３２８の連結エリア１９０２ができる。瞬間的な流れ分割ポケット１９０４も示す。
【００８９】
空気ジェット３２８は、連続的な時間間隔でフラップ４０４全体を横切る。
【００９０】
空気ジェット３２８は、周期運動でフラップ４０４全体を横切る。空気ジェットが横切る速さは、図３の内円筒３１６の回転頻度によって制御される。空気ジェット３２８は、フラップ４０４に沿って移動し、連結エリア１９０２によって生じた効果は、空気ジェット３２８が通過した後も残る。この連結エリア１９０２が残ることにより、フラップ４０４の上の瞬間的な流れ分割ポケット１９０４の量が減る。したがって、生じた揚力の量は増加し、その一方で揚力を生じさせるのに必要な駆動量が削減される。
【００９１】
これらの例が示すように、図１９〜２２は、上述した図１７の空気ジェット１７０４等の、所定の翼セクション長を横切る単一の空気ジェットを示す図である。加えて、空気ジェット３２８は、上述した図１８の任意の数の空気ジェット１８０２等の、翼セクションを横切る任意の数の空気ジェットに分割される。
【００９２】
このように、本発明の実施形態は、電気モータの代わりに、駆動にタービンを使用する自発回転型流体トラバースアクチュエータを構成する様々な手段を提供する。タービンの使用により、自発回転型流体トラバースアクチュエータシステムの実行が非常に単純になる。既存のシステムと比較し、タービンは例えば非限定的に、重量が軽い、動力源を必要としない、落雷の危険性を低減する、パーツが少ないため駆動機構が全体的に簡略化される、漏えいのリスクを下げる、メンテナンスが減るなどの利点、及びその他の利点などのいくつかの利点を有する。
【００９３】
上述では、「接続」又は「連結」されている要素、ノード、又はフィーチャに言及している。本明細書で使用される「接続された」とは、特に明記しない限り、一つの要素／ノード／機構が別の要素／ノード／機構に必ずしも機械的にではなく、直接結合されている（又は直接連通している）ことを意味する。同様に、特に明記しない限り、「連結した」とは、一つの要素／ノード／機構が別の要素／ノード／機構に必ずしも機械的にではなく、直接あるいは間接的に連結している（又は直接あるいは間接的に連通している）ことを意味する。このように、図２〜１３では要素の例示的な構成を示したが、本発明の一実施形態において、追加的な仲介要素、デバイス、フィーチャ、又は構成要素が存在してもよい。
【００９４】
本明細書で使用される用語及び表現、並びにそれらの変化形は、別途明確な記載がない限り、限定的なものではなく、変更可能なものとして解釈すべきである。その例として、「含む」という表現は、「限定せずに含む」などを意味するものと理解することができ、「例」は、議論されるアイテムを説明する事例を提供するために使用されているのであり、その包括的又は限定的なリストではない。「従来の」、「常套的な」、「通常の」、「標準の」、「既知の」、及び同様の意味を有する形容詞は、記載されているアイテムを、所定の時期に限定しているわけでも、ある時期に入手可能であるアイテムに限定しているわけでもなく、現在又は未来のいずれかの時期における従来技術、常套的技術、通常の技術、又は標準的技術と理解すべきである。
【００９５】
同様に、「及び」でつながったアイテムのグループは、グループ分けにおいてそれらのアイテムの各々、また全てが存在することが要求されると理解すべきではなく、特に明記しない限り、「及び／又は」でつながったものとして理解すべきである。同様に、「又は」でつながったアイテムのグループは、グループ内で相互排他性が要求されると理解すべきではなく、特に明記しない限り、「及び／又は」でもつながったものとして理解すべきである。さらに、本発明のアイテム、要素又は構成要素は単一のものとして記載され主張されているが、単一に限定されることが明記されていない限り、複数のものもそれらの範囲内にあるとして考慮される。幾つかの実施例における「一以上」、「少なくとも」、「非限定的に」又はその他同様の表現等の広がりを持つ単語及び表現が存在することにより、上記の広がりを持つ表現がない事例では、より狭い場合が意図される又は要求されると解釈すべきではない。
【００９６】
本明細書で使用される場合、別途明確な記載がない限り、「動作可能」とは、使用又はサービスに使用可能、適用可能、又は準備可能であり、特定用途に使用可能であり、且つ本明細に記載の機能又は所望の機能を実行できることを意味する。システム及びデバイスに関して、「動作可能」という表現は、システム及び／又はデバイスが完全に機能的且つ較正済みであって、起動されると記載の機能を実行するための、適用可能な実施可能要件のための要素を含み、そのような実施可能要件を満たすことを意味する。システム及び回路に関して、「動作可能」という表現は、システム及び／又は回路が完全に機能的且つ較正済みであって、起動されると記載の機能を実行するための、適用可能な実施可能要件のロジックを含み、そのような実施可能要件を満たすことを意味する。
【符号の説明】
【００９７】
３０６    操縦翼面
３１０    流体トラバースアクチュエータ
３１２    外円筒      
３１４    縦型スロット
３１６    内円筒
３１８    らせん形スロット
３２０    タービン
３２２    流体源
３２４    気流
３２８    空気ジェット
４００    航空機
４０２    翼
４０４    フラップ
４０６    前縁スラット
４０８    水平安定板
４０９    垂直安定板
４１０    幅方向
４１２    流れ方向
５００    流体トラバースアクチュエータシステム
５０４    排出スロット
５０６    内円筒の端部
６００    翼の後面斜視図
６０２    翼の排出スロット
７０６    上面
８００    流体トラバースアクチュエータの様々な図
８０２    横流タービン
８０４    側面図
８０６    斜視図
８０８    断面図
８１０    断面図
８１４    タービン翼
８１６    翼の先端
８１８    翼の根本
８２０    接続ディスク
８２２    流入口
８２６    軸
８２８    筺体
８３４    縁部
８３６    縁部
８３８    筺体の壁
８４０    側面図の線Ｂ−Ｂ
９００    対の流体トラバースアクチュエータ９０２を示す構成
９０２    対の流体トラバースアクチュエータ
９０４    細長い流入口
９０６    単一の横流タービン
９０８    タービン翼
１００４    流体トラバースアクチュエータの側面図
１００６    流体トラバースアクチュエータの斜視図
１００８    流体トラバースアクチュエータの斜視図
１０１０    側面図の線Ｂ−Ｂに沿って切り取った断面図
１０１２    側面図の線Ｂ−Ｂ
１１００    対の流体トラバースアクチュエータの様々な図
１１０２    対のスプリットタービン
１１０４    スプリット翼
１１０６    対の流体トラバースアクチュエータの斜視図
１１１０    側面図の線Ｂ−Ｂに沿って切り取った断面図
１１１６    曲線セグメント１１１６
１１１８    流入口
１２００    バイパス横流流入口システム
１２０２    小さい流れ部分
１２０４    大きい流れ部分
１２０６    流体トラバースアクチュエータの中央
１２０８    内円筒への入り口
１２１０    ブレード
１３００    流体トラバースアクチュエータの構成
１３０２    軸タービン
１３０４    軸タービン
１３０６    軸タービン
１３０８    タービンブレード
１３１０    気流の内側部分
１３１２    気流の外側部分
１３１４    円形要素
１３１６    先端部
１３２０    吸気管
１４００    自発回転型トラバースアクチュエータシステムの構成プロセス
１５００    流体トラバースアクチュエータシステムの操作プロセス
１６００    プラットフォームの断面図
１７００    流体トラバースアクチュエータの駆動モード
１７０２    重なり
１７０４    空気ジェット
１７０６    軸
１８００    流体トラバースアクチュエータの駆動モード
１８０２    空気ジェット
１８０４    重なっているセクション
１８０６    軸
１９０２    空気ジェットの連結エリア
１９０４    流れ分割ポケット
【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１４−１】
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【図１４−２】
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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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【外国語明細書】
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2014084875000002.pdf
2014084875000003.pdf
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