(57)【要約】【課題】  エアフォイルの効率を増大する装置および方法を提供する【解決手段】  乗物の翼などのエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置は、エアフォイル（１２）が中を通過する流体媒体をイオン化するためにエアフォイルに関連して配置された少なくとも１つのイオナイザすなわちエミッタ（１６，１８，２２）と、エアフォイルにわたってイオン化された流体媒体の流れを加速させる少なくとも１つのアトラクタ／レシーバ（２６，２８，３０）と、を含む。この装置は、各々のイオナイザおよび各々のアトラクタに電気的に接続される電源（３２）をさらに含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアフォイルが中を通過する流体媒体をイオン化するために、該エアフォイルに関連して配置されたイオン化手段と、
前記エアフォイルにわたってイオン化された流体媒体の流れを加速させる加速手段と、を有することを特徴とする乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項２】
前記イオン化手段は、前記エアフォイルの前縁の前方に配置された第１のエミッタを含むことを特徴とする請求項１記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項３】
前記イオン化手段は、前記エアフォイルの上面の上方に配置された少なくとも１つの追加のエミッタを含むことを特徴とする請求項２記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項４】
前記イオン化手段は、前記エアフォイルの前縁に配置された第１のエミッタを含むことを特徴とする請求項１記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項５】
前記イオン化手段は、前記エアフォイルの上面の上方に配置された少なくとも１つの追加のエミッタを含むことを特徴とする請求項４記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項６】
前記加速手段は、前記エアフォイルの前縁に隣接して配置されたアトラクタを含むことを特徴とする請求項１記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項７】
前記加速手段は、前記エアフォイルの上面および下面の少なくとも一方に沿って配置された少なくとも１つの追加のアトラクタを含むことを特徴とする請求項６記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項８】
前記イオン化手段は、少なくとも１つのエミッタを含み、前記加速手段は、少なくとも１つのアトラクタを含むことを特徴とする請求項１記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項９】
各々のエミッタは、第１の表面積を有し、各々のアトラクタは、第１の表面積よりも大きい第２の表面積を有することを特徴とする請求項８記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項１０】
前記イオン化手段および前記加速手段に接続された電源をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項１１】
前記電源は、直流電源を含むことを特徴とする請求項１０記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項１２】
前記電源は、脈動直流電源を含むことを特徴とする請求項１０記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項１３】
前記イオン化手段および前記加速手段は、反対の電荷を有する粒子の逆流を防止するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項１４】
前記イオン化手段は、複数のイオナイザを含み、前記加速手段は、複数のアトラクタを含み、これらのイオナイザおよびアトラクタは、複数の対として設けられており、イオナイザおよびアトラクタの隣接する対は反対の極性を有することを特徴とする請求項１３記載の乗物のエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置。
【請求項１５】
エアフォイルが流体媒体を通って移動するときのエアフォイル効率の増大方法であって、
前記エアフォイルが中を通過する流体媒体の一部をイオン化し、
前記エアフォイルにわたってイオン化された流体媒体の流れを加速させるステップをそれぞれ含むことを特徴とするエアフォイル効率の増大方法。
【請求項１６】
イオン化ステップは、前記エアフォイルの前縁の前方に第１のエミッタを配置し、この第１のエミッタに第１の電荷を与えることを特徴とする請求項１５記載のエアフォイル効率の増大方法。
【請求項１７】
イオン化ステップは、第１のエミッタの下流に少なくとも１つの追加のエミッタを配置して、この少なくとも１つの追加のエミッタに第２の電荷を与えることをさらに含むことを特徴とする請求項１５記載のエアフォイル効率の増大方法。
【請求項１８】
加速ステップは、前記エアフォイルの前縁に隣接して第１のアトラクタを配置することを含むことを特徴とする請求項１５記載のエアフォイル効率の増大方法。
【請求項１９】
加速ステップは、第１のアトラクタの下流に少なくとも１つの追加のアトラクタを配置することを含むことを特徴とする請求項１８記載のエアフォイル効率の増大方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの追加のアトラクタの配置は、この少なくとも１つのアトラクタを前記エアフォイルの上面および下面の少なくとも一方に隣接して配置することを含むことを特徴とする請求項１９記載のエアフォイル効率の増大方法。
【請求項２１】
エアフォイルが流体媒体を通って移動するときのエアフォイル効率の増大方法であって、
前記エアフォイルに関連してイオナイザおよびアトラクタの複数の対を提供し、
前記イオナイザに電荷を与えて前記流体媒体をイオン化し、
前記アトラクタに電荷を与えて前記エアフォイルの少なくとも１つの面にわたってイオン化された流体媒体を加速させ、
前記のイオナイザおよびアトラクタの隣接する対を、反対の電荷を有する粒子の逆流を防止するように構成するステップをそれぞれ含むことを特徴とするエアフォイル効率の増大方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中を移動する翼などのエアフォイルの効率を増大する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強電界によるイオンの生成は多くの用途で一般に行われている。イオン化後の同じ電荷の斥力を利用して、イオン源から離れるようにイオンが加速される。このような効果の認識は、この方法を可能な推進源として利用することを考えるきっかけとなった。
【０００３】
推進源の可能性に関して思い至ったが、大気中を移動するエアフォイルの性能または効率を増大する装置が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、エアフォイルの効率を増大する装置および方法を提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、エアフォイルの見掛け速度を増大する上記の方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的は、本発明の装置および方法によって達成される。
【０００７】
本発明によると、乗物の翼などのエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置が提供される。この装置は、エアフォイルが中を通過する流体媒体をイオン化するためにエアフォイルに関連して配置された手段と、エアフォイルにわたってイオン化された流体媒体の流れを加速する手段と、を含む。
【０００８】
さらに、本発明によると、乗物の翼などのエアフォイルの見掛け速度および効率の増大方法が提供される。この方法は、エアフォイルが中を通過する流体媒体をイオン化するステップと、エアフォイルにわたってイオン化された流体媒体の流れを加速させるステップと、を含む。
【０００９】
本発明の媒体へのイオンの混入による翼の効率増大に関する他の詳細、およびこれに付随する他の目的および利点は以下の実施形態および相当する要素に同一番号が付されている添付図面に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図を参照すると、翼１２などのエアフォイルの見掛け速度および効率を増大する装置１０が示されている。この装置１０は、エアフォイルあるいは翼１２の前縁またはその前方に配置された第１のエミッタ（ｅｍｉｔｔｅｒ）すなわちイオナイザ（イオン化装置）１６を有する。第１のエミッタ１６は、当該技術で既知の電気的に被導電性すなわち絶縁性の適切な手段によってエアフォイルあるいは翼１２の前縁１４に設置可能である。また、第１のエミッタ１６は、エアフォイルあるいは翼１２が取り付けられる乗物（図示省略）の一部に設置してもよい。上記と同様に、第１のエミッタ１６は、当該技術で既知の電気的に被導電性すなわち絶縁性の適切な手段によって設置することが好ましい。追加のエミッタすなわちイオナイザ１８，２２を、エアフォイルあるいは翼１２の上面またはその上方に配置することができる。所望の場合には、エミッタの１つまたは複数をエアフォイルあるいは翼１２の下方または下面２４に配置してもよい。上記と同様に、エミッタ１８，２２は、エアフォイルあるいは翼１２、または乗物の胴体に設置可能である。
【００１１】
装置１０は、好ましくはエアフォイルあるいは翼１２の前縁の隣接領域または後方領域に配置または設置される第１のアトラクタ（ａｔｔｒａｃｔｏｒ）２６をさらに有する。追加のアトラクタ２８，３０を、エアフォイルあるいは翼１２に沿って配置してもよい。例えば、アトラクタ２８を中間領域に配置するとともに、アトラクタ３０を後縁領域に配置することができる。追加のアトラクタ２８，３０は、エアフォイルあるいは翼１２の上面および／または下面２４に設置可能である。
【００１２】
各々のエミッタ１６，１８，２２および各々のアトラクタ２６，２８，３０は、当該技術で既知の適切な導電性材料で構成することができる。例えば、各々のエミッタおよびアトラクタは、炭素繊維材料またはナノチューブから構成可能である。
【００１３】
各々のエミッタ１６，１８，２２は、イオン化機構であるので、各々のアトラクタ２６，２８，３０よりも面積がかなり小さいことが好ましい。実際には、各々のエミッタは、小さくて鋭いほど効果が良好であるが、各々のエミッタ１６，１８，２２の内部で複数のエミッタをクラスタ状に組み合わせることもできる。所望であれば、エミッタ１６，１８，２２は、エアフォイルあるいは翼１２を取り囲むとともにこれらを通過して流れる流体媒体のイオン化をさらに高めるためにアメリシウムなどのアルファ（α）粒子エミッタに置き換えることができる。
【００１４】
図示のように、エミッタ１６，１８，２２およびアトラクタ２６，２８，３０は、高圧電源３２に電気的に接続されている。高圧電源３２は、翼１２が取り付けられる乗物の所望位置に配置可能であり、直流（ＤＣ）電源または脈動直流（ＰＤＣ）電源とすることができる。エミッタ１６，１８，２２およびアトラクタ２６，２８，３０は、複数の段あるいは対を構成するように電気的に接続されており、各々の段あるいは対は１つのエミッタおよび１つのアトラクタをそれぞれ含む。各々の段あるいは対は、反対の電荷を有する粒子の逆流および翼の効率増大効果の減少を防止するために電気的に絶縁する必要がある。このような絶縁を達成するために２つの対策をとることができる。第１の対策は、隣接するエミッタ−アトラクタ対の極性を逆転させることである。これは図で示されている。第２の対策は、次のエミッタを前の段の拡散したレシーバ電界の下流に配置することである。これらは同じ極性を有するので、逆流が防止されるとともに、前のアトラクタの引きつける電界強度が増大する。
【００１５】
本発明の効率増大装置は、見掛け速度およびエアフォイル効率を増大するために、反対の電荷を有するプレートに向けてイオンを引きつける相補的な特性を利用して、イオン化された大気および追加の混入大気をエアフォイルあるいは翼１２にわたって加速させる。本発明の装置１０は、大気流および／または推力を高めるために、翼面以外のエアフォイル面や非エアフォイル面に適用可能である。イオンおよび大気を繰り返し加速させて翼の効率をさらに高めるために、電界集中および電界拡散の組合せを順に使用することができる。
【００１６】
動作時には、表面積を拡大したレシーバの近傍に配置された表面積を縮小したエミッタに高強度の電界が生成される。各エミッタの周りの電界集中は、隣接する大気をイオン化し、この大気がさらに後方でエアフォイルあるいは翼の上面／下面の適切なほうに設置された比較的集中していないアトラクタ電界に向かって加速される。発生したイオンは、イオン源と同じ電荷となり、これと反発するとともにイオン化を起こすには不充分であるがイオン源で生成されたイオンを引きつける十分に強い拡散した電界を有するアトラクタプレートに引きつけられる。このような引力は、イオンを引き続き加速するとともに、発生したイオンに向かってレシーバ／アトラクタを加速させる。これらの両方の動作が、エアフォイルあるいは翼が取り付けられた乗物の前方推進力に寄与する。イオンがアトラクタに向かって移動すると、大気中の他の分子との衝突によってイオン化されていない混入大気の加速が生じ、エアフォイルあるいは翼を通過する流れにさらに寄与する。追加のイオナイザおよびアトラクタを同じエアフォイルあるいは翼または他の面に設けることができるが、装置効率を減少させてしまう反対の電荷を有する粒子の逆流を防止するように構成する必要がある。この絶縁を達成する対策には、隣接するエミッタ−アトラクタの対の極性を逆転させること、および次のエミッタ／イオナイザを前の段の拡散したアトラクタ電界の下流に配置することが含まれる。これらは同様の極性を有するので、逆流が防止されるとともに前のアトラクタの引きつける電界強度が増大する。
【００１７】
本発明の効率増大装置１０は、種々のエアフォイルおよび／または翼を有する種々の乗物に使用可能である。例えば、本発明の効率増大装置は、高高度の推進乗物、揚力体、およびグライダに使用可能である。また、位置の保持、姿勢制御、特異な推力や揚力、および大気中における操縦および／または乗物の静かな推進に使用できる。
【００１８】
効率増大装置１０は、１つの翼のみに図示されているが、乗物の各翼に本発明の効率増大装置１０を設けてもよい。また、乗物の他のエアフォイルや表面に効率増大装置を設けることもできる。
【００１９】
本発明によって、上述の目的、手段、および利点を完全に達成するように、媒体へのイオンの混入により翼の効率が増大することは明らかである。特定の実施例に従って本発明を説明したが、当業者には上述の説明から他の代替物、改良、および変更は明らかである。従って、本発明は、請求項の範囲内の代替物、改良、および変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るエアフォイル効率増大装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１２…翼
１４…前縁
１６，１８，２２…エミッタ
２４…翼の下面
２６，２８，３０…アトラクタ
３２…高圧電源
【図１】
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【外国語明細書】
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【図１】
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