(57)【要約】  浮揚型飛行体に関する技術が開示される。このような飛行体は、様々な目的に使用することができ、例えば飛行体を使用しない場合にはこのような接続が行なわれないエリアに対するネットワーク接続を可能とする。例えば、幾つかの実施形態では、本開示による浮揚型飛行体は、地上の電子機器と、または他の浮揚型飛行体と通信する様々な種類のアンテナ（指向性または無指向性）を含むことができる。【選択図】  図７
2019501817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって：
選択形状に形成される外周膜と、
前記外周膜内の可撓性ブラダーと、を備え、
前記装置は、前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができ、
前記可撓性ブラダー内の前記浮揚性ガスの圧力は、前記可撓性ブラダーと前記外周膜との間の隙間スペース中のガスの圧力に略等しい装置。
【請求項２】
前記外周膜は、前記選択形状に複数の構造部材により形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記外周膜は、前記選択形状に、前記可撓性ブラダーと前記外周膜との間の前記隙間スペース中の前記ガスの前記圧力により形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
更に、前記装置に接続される少なくとも１つの指向性アンテナを備え、前記少なくとも１つの指向性アンテナは、照準を前記装置の向きに合わせるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記浮揚性ガスの前記圧力が、前記隙間スペース中の前記ガスの前記圧力と５％以内である請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記隙間スペース中の前記ガスの前記圧力は、前記可撓性ブラダーが所望の容積を維持するように選択される請求項１に記載の装置。
【請求項７】
更に、前記装置に接続される電気通信回路を備える請求項１に記載の装置。
【請求項８】
装置であって：
選択形状に形成される外周膜と、
前記外周膜内の可撓性ブラダーと、
前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積により角度変位するように構成される少なくとも１つのレバーアームと、を備え、
前記装置は、前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのレバーアームの回動点は、前記装置の中心上部に配置される請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
更に、前記少なくとも１つのレバーアームの前記変位に逆らうように構成されるテンション部材を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
更に、前記少なくとも１つのレバーアームを、前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの前記容積により前記少なくとも１つのレバーアームが変位する方向以外の方向に変位させるように構成されるテンション部材を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのレバーアームは複数のレバーアームを備える請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
更に、前記少なくとも１つのレバーアームの前記変位を測定するように操作することができるポテンショメータを備える請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
更に、前記可撓性ブラダーの膨張度を、前記少なくとも１つのレバーアームの前記変位に基づいて調整するように構成される制御回路を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのレバーアームは前記可撓性ブラダーに取り付けられる請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのレバーアームは前記可撓性ブラダーに取り付けられない請求項８に記載の装置。
【請求項１７】
更に、前記装置に接続される電気通信回路を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１８】
装置であって：
選択形状に形成される外周膜と、
前記外周膜内の可撓性ブラダーと、
前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積を測定するように構成される光学系と、を備え、
前記装置は、前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【請求項１９】
前記光学系は、光を前記可撓性ブラダーの一部に投影するように構成されるレーザを含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
更に、前記光に関連する遅延時間を測定するように構成される制御回路を備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記光学系は、前記外周膜の外部にあり、かつ光を前記外周膜の一部に投影するように構成されるレーザを含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
更に、前記装置に接続される電気通信回路を備える請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
装置であって：
選択形状に形成される外周膜と、
前記外周膜内の可撓性ブラダーと、
前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積を測定するように構成される監視システムと、
前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの前記容積を、前記測定容積に基づいて調整するように構成される制御回路と、を備え、
前記装置は、前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【請求項２４】
前記監視システムは、前記可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの前記容積により角度変位するように構成される少なくとも１つのレバーアームを含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記監視システムは、前記可撓性ブラダーの少なくとも一部の位置を測定するように構成される光測距システムを含む請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記光測距システムはレーザ測距システムである請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記光測距システムは、カメラを利用した測距システムである請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
更に、前記装置に接続される電気通信回路を備える請求項２３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、浮揚式プラットフォームに関するものである。具体的には、本開示は、用途を、電気通信機器を支持する、科学機器を空中に配備するなどといった様々な目的に使用することができる浮揚式無人プラットフォームの分野に有する。様々な実施形態では、このような浮揚式プラットフォームは、ドローン、気球、飛行船、または任意の他の適切な実施態様として実現することができ、これらのプラットフォームは、高高度浮揚が可能なプラットフォーム（ＨＡＬＴＡＰ）と表記することもできる。本開示の目的として、「ａｉｒｃｒａｆｔ」という広義語は、全てのこのような変形を包含するものとして理解される必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】図１は、幾つかの実施形態による飛行体の斜視図である。
【図２】図２は、幾つかの実施形態による別の飛行体の斜視図である。
【図３】図３は、幾つかの実施形態による飛行体の断面図である。
【図４】図４は、幾つかの実施形態による浮揚性ガスを保持するブラダー、及び浮揚型飛行体のコア部の斜視図である。
【図５】図５は、幾つかの実施形態による浮揚型飛行体を収縮させて部分的に分解したときの斜視図である。
【図６】図６は、幾つかの実施形態による収縮状態の浮揚型飛行体を運搬しているときの概略図である。
【図７】図７は、幾つかの実施形態による異なる機能を実行する幾つかの浮揚型飛行体のブロック図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、幾つかの実施形態による膨張測定装置の詳細図である。
【図９】図９Ａ及び図９Ｂは、幾つかの実施形態による別の膨張測定装置の詳細図である。
【図１０】図１０は、幾つかの実施形態による浮揚型飛行体の積載物の詳細図である。
【図１１】図１１は、幾つかの実施形態による浮揚型飛行体の別の積載物の詳細図である。
【図１２】図１２は、幾つかの実施形態によるプロセスフローのブロック図である。
【図１３】図１３は、幾つかの実施形態による好適なコンピューティングシステムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
本開示は、様々な目的に使用することができる浮揚型飛行体を提供する。１つの実施形態では、例えばこのような飛行体に電気通信機器を搭載することにより、搭載しない場合にはカバーすることができないエリアとの接続を行なうことができる。多くの異なる種類のこのような接続が、本開示内で可能であり、例えば携帯電話（ＬＴＥ，ＣＤＭＡ，ＧＳＭなど）、無線インターネット（Ｗｉ−Ｆｉ，ＷｉＭＡＸ，専有技術など）、テレビ放送、ラジオ放送、無線トラフィック制御、及び／又は他の種類の接続が可能である。このような接続に対応するバックホールは、高利得マイクロ波アンテナ、レーザ、または他の光接続、他の種類の指向性アンテナなどを介して互いに通信する複数のこのような飛行体により構成されるメッシュネットワークを利用して実現することができる。本開示の目的として、「ｍｅｓｈ（メッシュ）」ネットワークは、（例えば）簡易リンクまたは一連の連続リンクを含む様々な種類のネットワーク接続形態を含むものとして定義される。すなわち、メッシュネットワークは、飛行体が、直接通信する幾つかの隣接する飛行体を有するグリッド形態に限定される必要はない。これにより、海底ケーブルに代わる実現可能な手段が得られるので、携帯電話サービスプロバイダ、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）、及び他のプロバイダは、実現可能な手段が得られない場合には参入することができない市場に参入することができる。本開示の実施形態を使用して、プライベートネットワークを長距離にわたって構築することもできる。
【０００４】
幾つかの実施形態では、他の種類の機器を含めることもでき、例えばレーダ（レーダを軍事目的または他の目的に使用して、他の浮揚型飛行体の位置を特定することにより、メッシュネットワーク接続を行なう、他の飛行体の位置を特定して誘導を行なう、または他の目的を果たす、天候を監視するなどである）、科学計測器（例えば、最先端の天気監視、天候監視、地球観測、望遠鏡またはアンテナによる宇宙観測など）、カメラ（例えば、リアルタイム地球監視、ＨＤ、スペクトル拡散多元接続、軍事強化または法執行、監視、交通監視など）、ビーム給電装置、及び任意の他の所望の種類の航空機器を含めることもできる。幾つかの実施形態では、本開示による浮揚型飛行体は、最大２００ポンド（９０．７１８ｋｇ）の積載物を運搬するようにサイズ設定することができる。他の実施形態では、最大４００ポンド（１８１．４３７ｋｇ）の積載物、またはそれよりも大きな積載物は、大量の飛行船用ガスなどを用いて運搬することができる。
【０００５】
本開示による飛行体は、任意の所望の高度を飛行することができるが、様々な注意事項（通常の風速、及び法的規制）により、海抜６０，０００フィート（１８，２８８ｍ）以上の高度のクラスＥ空域を飛行すると有利である。
【０００６】
幾つかの実施形態では、飛行体グループのバックホール接続は、メッシュネットワークとして確立することができる。例えば、各飛行体は、定位置保持制御を用いて選択測地位置を保持することができる（例えば、浮力を変えて高度調整を行なうことにより、１基以上のプロペラを使用して回転調整、緯度調整、及び経度調整を行なうことにより）。飛行体が、位置を十分高い精度で保持することができる場合、指向性アンテナを用いて、飛行体間の通信を行なうことができる。幾つかの実施形態では、飛行体の所定の指向性アンテナの向きを他の飛行体に、飛行体全体を回転させて、指向性アンテナが所望の方向に向くようにすることにより合わせることができる。他の実施形態では、指向性アンテナは、当該指向性アンテナの取り付け先の飛行体から独立して回転することができる。
【０００７】
ＩＳＰのような地上局が、通信ネットワークに繋がる有線リンクを有する場合、１つの飛行体を近傍に配備して地上局と通信することができ（例えば、指向性アンテナを介して）、他の飛行体を一列に並べて配備する、または所定の他の並びで配備することにより、メッシュ内を流れて地上局に戻る通信が可能になる。幾つかの実施形態（例えば、十分高性能な指向性アンテナを備える）では、地球の曲率が、見通し内通信を維持し続けながら本開示による飛行体をどのくらい遠く離れて配備することができるかに関する制限ファクタとなる可能性がある。例えば、海抜６０，０００フィート（１８，２８８ｍ）の高度では（隣接する飛行体の間の地形が比較的平坦であると仮定する）、約６００マイル（９６５．６０４ｋｍ）の間隔が可能である。
【０００８】
本開示による飛行体は、安定した、高信頼性の、長寿命の、低コストのプラットフォームを提供することができる。更に、このような飛行体の構造により、これらの飛行体は運搬を容易かつコンパクトに行ない易くなる。例えば、配備状態の飛行体が極めて大型になる（例えば、約２００フィート（６０．９６ｍ）の直径）場合でも、飛行体を収縮させて「巻き取る」（以下に説明するように）ことにより、１８個の車輪を装着した標準的なトラック、輸送用コンテナ、または鉄道コンテナに詰め込むことができる。
【０００９】
幾つかの実施形態では、本開示による飛行体の定位置保持制御、誘導、及び様々な他の機能をコンピュータ制御することができる。例えば、オンボードコンピュータは、飛行体のプロペラ及び／又は浮力度を制御するように構成することができる。幾つかの実施形態では、このようなオンボードコンピュータは、使用する命令が必要に応じてハードコードされる。他の実施形態では、このようなオンボードコンピュータは、命令を空中で受信する（例えば、別の飛行体から、または地上オペレータから）ように構成することができる。例えば、このような命令は、幾つかの実施形態では、メッシュネットワークバックホールを介して伝達することができる。
【００１０】
次に、図１を参照するに、浮揚型飛行体１００の所定の例が図示されている。浮揚型飛行体１００は、空力レンズ（レンズ形状）外周膜１０２を備えるものとして図示され、高剛性リング１０５は、飛行体の外周の周りに配置される。通常、必ずではないが、外周膜１０２は気密性である。
【００１１】
外周膜１０２がレンズ形状であることにより、風による抗力を低減することができるが、様々な他の形状を本開示の範囲に収まるように用いることもできる。以下に更に詳細に説明されるように、高剛性リング１０５は、互いに分解することができる幾つかのセクションに分けて配置することができる（例えば、飛行体１００を地上で輸送しているときのサイズを小さくする）。幾つかの構造部材１０４は、中心コア部（図示せず）から半径方向に高剛性リング１０５まで延在する。外周膜１０２の内側の１つ以上の可撓性ブラダー（図示せず）に、飛行船用ガスとも表記される水素またはヘリウムのような浮揚性ガスを充填することができる。飛行体１００は更に、数基のプロペラ１０６を含み、これらのプロペラを使用して定位置保持制御を行なうことができる、及び／又は飛行体１００を所望の場所に移動させることができる。プロペラ１０６は、高剛性リング１０５に高剛性に取り付けることができる、またはこれらのプロペラは、プロペラの力を異なる方向に必要に応じて加えることができるように回転可能に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、プロペラ１０６は、高剛性リング１０５に取り付けられるプロペラナセルに取り付けることができる。幾つかの実施形態では、４基のプロペラ１０６を等間隔で、高剛性リング１０５の周りに配置することができる。
【００１２】
プロペラ１０６の電力及び他のオンボード装置の電力は、１つ以上の太陽電池パネル１０８を介して供給することができる。飛行体１００の構造に起因して、可撓性太陽電池パネルを使用すると有利である。
【００１３】
外周膜１０２は、幾つかの実施形態では、普通ＭＹＬＡＲ（登録商標）と表記される二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＢｏＰＥＴ）のような可撓性材料により形成することができる。幾つかの実施形態では、外周膜１０２の内側の可撓性ブラダーは、同じ材料により形成することができる。他の実施形態では、外周膜１０２は、高剛性材料により形成することができる。幾つかの実施形態では、構造部材１０４は、剛性を持たないテンション部材として使用されて、外周膜１０２の形状をブラダー内の浮揚性ガスの圧力に抗して維持することができる。他の実施形態では、構造部材１０４は高剛性とすることができる。
【００１４】
図１に示すように、飛行体１００の様々な更に別の部材が底部に取り付けられる。（これらの部材の詳細図が図１０に示される）。重心がこのような部材により下がるこの構成は、他の構成と比較して、安定性を増すことができる。圧縮飛行船用ガス、制御回路１１２、１つ以上の指向性アンテナ１１４、及び１つ以上の無指向性（全方向性とも表記される）アンテナ１１６からなる１つ以上のタンク１１０は、飛行体１００の底部に取り付けられるものとして図示されている。指向性アンテナ１１４を使用して飛行体間のメッシュネットワーク接続を行ない、地上局との通信を行なうなどである。無指向性アンテナ１１６を使用して、携帯電話サービスを行なう、Ｗｉ−Ｆｉ接続を行なうなどである。
【００１５】
圧縮飛行船用ガスのタンク１１０を使用して、外周膜１０２の内側のブラダーへの補充を行なって、拡散または漏れに起因する損失を吸収することができる。タンク１１０を使用して、ブラダーの飛行船用ガスを追加することにより、飛行体１００の浮力を増加させることもできる。ガスをブラダーから放出させて浮力を減少させることもできる。幾つかの実施形態では、圧縮機を組み込んで、ブラダーから取り出されるガスをタンク１１０に戻すことができる；他の実施形態では、ブラダーから取り出されるガスを大気中に排出することができる。
【００１６】
制御回路１１２は普通、飛行体１００を飛行させるために必要な任意の回路、コンピューティング装置、または他のハードウェアを含む。制御回路１１２は更に、指向性アンテナ１１４及び無指向性アンテナ１１６を介して通信するために使用される電気通信回路を含むことができる。１つの例として、電気通信回路は、通常、セルタワー（電波中継塔）内に配設される同じ種類の回路を含むことができる。別の例では、１つよりも多くのこのようなセルタワー回路集合を制御回路１１２に含めることにより、１種類よりも多くの種類の携帯電話サービス（例えば、異なるプロバイダの）を提供することができる。更に別の例では、このような機能を実行するように構成されるカスタマイズ回路集合を制御回路１１２に含めることができる。例えば、複数のセルタワー回路集合の幾つかの他の冗長機能は、１つの回路集合に統合して重量を節減することができる。
【００１７】
制御回路１１２は更に、太陽電池パネル１０８により充電されて、夜間、飛行体１００に給電する１つ以上のバッテリを含むことができる。幾つかの実施形態では、例えばバッテリは、通常６０，０００フィート（１８，２８８ｍ）以上の高度の低温では良好に動作しない可能性があるので、制御回路１１２を断熱すると有利である。幾つかの実施形態では、１つ以上のヒータを制御回路１１２にこの理由により含めることができ；他の実施形態では、所望の温度を維持するためには、制御回路１１２を構成する他の構成部材の余熱だけで十分である。
【００１８】
次に、図２を参照するに、別の同様の実施形態が飛行体２００として図示されている。飛行体の構成部材は、対応する参照番号を有する構成部材と略同様である。すなわち、外周膜２０２は、図１の外周膜１０２に対応するなどである（図２及び他の図では、簡潔性を期して、対応する参照番号が付された対応する構成部材は、このような参照番号が指しているものが何であるかが前後の文脈から明白である場合、図ごとに詳細には説明されていない可能性がある）。
【００１９】
飛行体１００と同様である構成部材の他に、飛行体２００は更に、尾翼２１８を含む。尾翼２１８は、幾つかの実施形態では、風車の尾翼と同様に使用されて、飛行体２００が風に向かって飛行し続けて、特定の配置のプロペラ２０６が、より高い効率で作動して定位置を保持することができる。他の実施形態では、尾翼２１８は、飛行体２００を操縦するための方向舵として調整可能かつ使用可能である。一般的に言えば、任意の垂直部材（または、垂直構成部材を備える任意の部材）をこのような目的に使用することができる。幾つかの実施形態では、尾翼２１８は、エアフォイルとして形成することができ；他の実施形態では、尾翼２１８は、フラット面として形成することができる。
【００２０】
次に、図３を参照するに、飛行体３００の断面図が図示されている。外周膜３０２の内側には、２つのブラダー３２６をこの場合に見ることができる。ブラダー３２６には、任意の適切な浮揚性ガスを充填して、浮力を飛行体３００に与えることができる。外周膜３０２とブラダー３２６との間には、隙間スペース３２８が図示されている。隙間スペース３２８は、任意の所望の圧力に維持することができ、飛行船用ガスの全容積（従って、全浮力）に影響を及ぼすことができる。幾つかの実施形態では、隙間スペース３２８は、ブラダー３２６と同じ圧力に維持することができる。他の実施形態では、これらの圧力は略等しくすることができる（「ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｅｑｕａｌ（略等しい）」とは、本開示の目的では、±１％以内で等しいものとして定義される）。更に他の実施形態では、これらの圧力は±５％以内で等しくすることができる。更に他の実施形態では、隙間スペース３２８中の圧力は、ブラダー３２６が所望の容積になるために必要ないずれの圧力にも維持することができる。隙間スペース３２８を、ブラダー３２６の圧力と同様の圧力に維持することにより、浮揚性ガスがブラダー３２６から隙間スペース３２８に拡散する拡散流量を小さくすることができるので、これらの圧力を比較的近い値に保持すると有利である。
【００２１】
図３から更に分かるのは、高剛性コア３２０であり、高剛性コア３２０は、飛行体３００の中心軸線に沿って円筒状に配置される。高剛性コア３２０は、飛行体３００の所定の構造支持体となることができ、かつ様々な構成部材を収容することもできる。例えば、図３では、ガス供給バルブ３２２が高剛性コア３２０の内部に図示されている。ガス供給バルブ３２２を使用して、各ブラダー３２６内の浮揚性ガスの量を制御することができる。幾つかの実施形態では、各ブラダー内の浮揚性ガスの量は、個別に調整することができる。例えば、この調整を行なって、所望のピッチ角または角度を実現することができる（水平以外の角度が上昇時または下降時のみならず、他の局面時においても有利となるので）。この実施形態では、高剛性コア３２０は更に、圧縮機３２４を含み、圧縮機３２４を使用して隙間スペース中の圧力を調整することができる。幾つかの実施形態では、更に別の圧縮機（図示せず）は、浮揚性ガスをブラダー３２６から取り出して、浮揚性ガスをタンク３１０に貯蔵することができる。
【００２２】
次に、図４を参照するに、図３のブラダー３２６のうち１つと同様のブラダー４００の１つの実施形態が図示されている。タンク４１０は、浮揚性ガスをブラダー４００にガス供給バルブ４２２を介して供給する。
【００２３】
図示のように、ブラダー４００は、全円弧の１／４を成すので、この実施形態では、４個のブラダー４００が、１機の飛行体に使用される。様々な実施形態では、１個、２個、３個、４個、５個、または任意の他の個数のブラダーを特定の飛行体に必要に応じて使用することができる。
【００２４】
次に、図５を参照するに、浮揚型飛行体５００を部分的に分解した様子が図示されている。これまでの図で説明した高剛性リングを分解して高剛性リングセグメント５０５としている。１つの実施形態では、高剛性リングセグメント５０５は、端部同士を取り付けて「テントポール」構造とするように構成され、１つのセグメントの先端が、隣のセグメントの先端の孔の内部に進入する。しかしながら、高剛性リングを分解して高剛性リングセグメント５０５とすることができる高剛性リングの様々な他の実施形態は、本開示の恩恵を受ける当業者には明らかであろう。飛行体５００が組み立てられる場合、組み立て対象の高剛性リングセグメントを外周膜に埋め込むことができる、または外周膜に任意の適切な方法で取り付けることができる。
【００２５】
図示のように、ブラダーが外周膜の内側で収縮した状態の外周膜５０２（これらのブラダーは、この図には見ることができない）を高剛性コア５２０の周りに巻き付けている。従って、分解された飛行体５００は、飛行体の配備状態の寸法と比較して、サイズが大幅に小さくなっている。
【００２６】
次に、図６を参照するに、分解された飛行体６００が、１８個の車輪を装着した標準的なトラック６３０で運搬されている様子が図示されている。浮揚性ガスブラダーを収縮させることができ、高剛性リングセグメントを取り外すことができ、ブラダー及び外周膜６０２を高剛性コア６２０の周りに巻き付けることができることにより、飛行体６００の運搬及び配備が極めて容易になる。高剛性リングセグメント（図示せず）は、飛行体６００の傍に並べてトラック６３０内に格納することができる、または任意の他の適切な方法で格納することができる。
【００２７】
一旦、分解された飛行体６００が、飛行体の配備場所に到着すると、当該飛行体を組み立てて、比較的迅速に、ほんの数時間で配備することができる。高度な配備手順では、外周膜を相当程度に膨張させて形状を飛行体に付与する（例えば、隙間スペースを膨張させることができる）、高剛性リングを外周膜に取り付ける、任意の太陽電池パネル及びプロペラナセルを取り付ける、浮揚性ガスブラダーを外周膜の内側で膨張させる。次に、飛行体を圧力試験して、直ちに配備することができる。
【００２８】
本開示による飛行体の配備期間は、極めて長く、幾つかの実施形態では、数年間点検することなく延ばすことができる。しかしながら、最終的に、配備した飛行体を回収して、点検する、アップグレードする等が必要になる。飛行体の配備期間の終了時の飛行体の回収は、上記手順と同様であるが、この回収では、逆の手順が行なわれる。飛行体に指示して、所定量の浮揚性ガスを取り出す（または、隙間スペース中の圧力を増加させてブラダーの容積を小さくする）ことにより、飛行体の浮力を小さくして飛行体を地上に降着させることができ、次にブラダーを収縮させることができる。太陽電池パネル及びプロペラナセルを取り外すことができ、高剛性リングを取り外して分解することができ、隙間スペースを収縮させることができる。最後に、外周膜（例えば、ブラダーが外周膜の内側にある状態の）を高剛性コアの周りに巻き付けることができる。
【００２９】
次に、図７を参照するに、複数の浮揚型飛行体７０２，７０４，７０６，及び７０８が、様々な機能を実行するものとして図示されている。高利得マイクロ波アンテナのような指向性アンテナを利用して実現することができる無線バックホール７１０は、各飛行体を他の飛行体にメッシュネットワーク内で接続する。
【００３０】
地上局７１２は、広域インターネットに地上バックホール７１６を介してリンクされ、様々な種類のデータを、当該接続を介して受信する。例えば、ＴＶ局及びラジオ局（図示せず）は、放送することになるデータを、地上バックホール７１６を介して供給することができる。飛行体７０２は、地上局７１２に空中−地上バックホール７１４を介して接続され、このようなデータを飛行体７０４に空中バックホール７１０を介して送信する。（「ａｉｒ−ｔｏ−ｇｒｏｕｎｄ  ｂａｃｋｈａｕｌ」という用語は、いずれの方向にも流れるデータ、または双方向に流れるデータのリンクを含むと理解される必要がある）。次に、飛行体７０４は、当該データ（例えば、ラジオ放送データ、ＴＶ放送データ、または他の放送データ）を１つ以上の全方向性アンテナを介して放送することができる。図示のように、飛行体７０４の下の地上局７１２と放送エリアとの間の地形に起因して、この手順は、本開示の恩恵を受けずに実行することはできない。
【００３１】
更に、飛行体７０４は、空中−地上バックホール７２０を介した建物７１８とのデータ接続（データ接続は、地上ＩＳＰ網接続、宅内接続、または商用接続とすることができる）を有する。建物７１８は従って、空中−地上バックホール７２０、空中バックホール７１０を介して、最終的に地上バックホール７１６を介して広域インターネットに入るインターネットバックホールを受信することができる。このように、幾つかの実施形態では、本開示による飛行体は、従来のＩＳＰ網に入るバックホールを供給する階層１ソリューションとして使用することができる。
【００３２】
最後に、飛行体７０６は、メッシュネットワークの１つの構成要素であり、所定のリンクとして空中バックホールネットワーク７１０に参加するが、当該飛行体は、更に別の電気通信サービスを当該飛行体のカバレッジエリアに決して提供しない（カバレッジエリアは、通常のＬＴＥアンテナの場合、約３４２０平方マイル（約８，８５８ｋｍ２）のエリアとすることができる）。しかしながら、飛行体７０６の太陽電池パネルで収集される余剰太陽放射線は、地上電力受信機７２２に伝送することができる（例えば、マイクロ波電力伝送技術または任意の他の適切な方法により）。幾つかの実施形態では、飛行体７０６は、定位置保持制御を用いて、太陽が空を移動しているときに、飛行体の太陽電池パネルを太陽に向けた（少なくともかなりの度合いに向けた）状態を保つ。例えば、飛行体７０６は、当該飛行体の太陽電池パネルに入射する太陽放射線の量が最大になるように回転させることができる。すなわち、飛行体７０６は、特定の位置を保持し、かつ当該飛行体の測地回転方位を太陽の位置に応じて変えるように構成することができる。このような実施形態では、独立して回転可能な指向性アンテナ（図１１を参照して以下に更に詳細に説明される）を用いて、空中バックホール７１０を飛行体７０６が回転している状態で維持することが望ましい。
【００３３】
図７は、本開示に従って可能になる様々な種類の事物の幾つかの例を提示している。本開示の飛行体が実用化される様々な他の用途は、本開示の恩恵を受ける当業者には明らかであろう。
【００３４】
次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照するに、ブラダーの膨張度を測定する装置の１つの実施形態のクローズアップ図が図示されている。ブラダー８２６は、本開示の様々な飛行体のいずれの飛行体にも取り付けることができる。
【００３５】
図示のように、高剛性コア８２０は、ブラダー８２６への充填を行なう（または、その他には、ブラダーの膨張度を調整する）ガス供給バルブ８２２を含む。レバーアーム８３２は、ブラダー８２６（当該ブラダーにレバーアームを取り付けることができる、またはレバーアームを取り付けることができない）の表面を内側に押し込むように構成される。バネのようなテンション部材８３４を使用して、所定の力をブラダー８２６の表面に対して加えることができる。ポテンショメータ８３６は、レバーアーム８３２の角度位置を測定する。
【００３６】
図８Ａでは、ブラダー８２６は部分的に収縮し、レバーアーム８３２の位置がこれを反映している。図８Ｂでは、ブラダー８２６は完全に膨張しており、レバーアーム８３２の位置を調整してこの新規の状態を反映させている。ポテンショメータ８３６の値もこの変化を反映することになり、この値は、様々な周知の方法のいずれの方法でも測定することができる。一旦、校正されると、ポテンショメータ８３６の値は、ブラダー８２６の膨張度に直接関連付けることができる。
【００３７】
幾つかの実施形態では、レバーアーム８３２を高剛性コア８２０に接続することができる。例えば、レバーアーム８３２の回動軸は、飛行体の中心上部に配置することができる。
【００３８】
幾つかの実施形態では、１つのレバーアーム８３２が飛行体の各ブラダーに対応して使用される。他の実施形態では、複数のレバーアーム８３２を各ブラダーに対応して使用する構成が想到される。
【００３９】
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照するに、ブラダーの膨張度を測定する装置の別の実施形態のクローズアップ図が図示されている。この実施形態は、レーザ測距システムのような光測定を使用して、ブラダー９２６の表面の位置を求める。例えば、このような系は、光パルスの反射に関連する遅延時間を測定して距離を求めることができる。他の実施形態では、カメラを含む測定装置を用いることができる。
【００４０】
図８Ａ及び図８Ｂにおけるのと同様に、ブラダー９２６を高剛性コア９２０に取り付け、当該ブラダーの膨張度を、ガス供給バルブ９２２を介して制御する。光測定装置９３８は、ブラダー９２６の表面上の選択位置までの距離９４０を測定するように構成される。
【００４１】
図９Ａに示すように、ブラダー９２６は部分的に収縮し、距離９４０が比較的大きな値であるとして測定される。図９Ｂでは、ブラダー９２６が完全に膨張しており、距離９４０がより小さな値であるとして測定される。一旦、校正されると、距離９４０について測定される値は、ブラダー９２６の膨張度に直接関連付けることができる。
【００４２】
一旦、膨張度が測定されると（例えば、図８Ａ及び図８Ｂにおけるように、または図９Ａ及び図９Ｂにおけるように、）、様々な措置を結果に基づいて採ることができる。膨張度が所望の膨張度よりも低い場合、例えば追加の飛行船用ガスをブラダーに供給することができる。膨張度が所望の膨張度よりも高い場合、所定量の飛行船用ガスをブラダーから取り出すことができ、大気中に排出するか、または再圧縮して貯蔵タンクに貯蔵することができる。別の構成として、隙間スペース中の圧力を増加させて、ブラダーの容積を減少させることができる。
【００４３】
次に、図１０を参照するに、飛行体１０００の下方に吊り下げることができる構成部材のクローズアップ図が図示されている。図１を参照して上に説明した内容と同様に、このような構成部材は、浮揚性ガス貯蔵タンク１０１０、制御回路１０１２、指向性アンテナ１０１４、及び無指向性アンテナ１０１６を含むことができる。
【００４４】
これらの構成部材（及び、任意の他の所望の構成部材）は、飛行体１０００から高剛性部材１０４２を介して吊り下げることができる。高剛性部材１０４２は、ガス管（見えない）を包囲して浮揚性ガスをタンク１０１０とブラダーとの間で高剛性コア内のガス供給バルブを介して流すことができる。幾つかの実施形態では、高剛性部材１０４２自体を高剛性気密管とすることができるので、別のガス管部材が必要とはならない。高剛性部材１０４２は、高剛性コア（図示せず）から取り外すことができるので、地上における高剛性リングの運搬及び／又は組み立てを容易にすることができる。高剛性部材はヒンジに取り付けて重心を移動させることもできるので、飛行体のピッチ角（角度）を必要に応じて変えて、最適な上昇及び降下を行なうことができる。
【００４５】
次に、図１１を参照するに、飛行体１１００の下方に吊り下げることができる構成部材の別のクローズアップ図が図示されている。上に説明したように、このような構成部材は、浮揚性ガス貯蔵タンク１１１０、制御回路１１１２、及び指向性アンテナ１１１４を含むことができる。更に、飛行体１１００は回転継手１１４４を含み、回転継手１１４４は、電力及び／又は信号を制御回路１１１２と指向性アンテナ１１１４との間で伝送するスリップリング１１４６を含む。幾つかの実施形態では、無線データ伝送方法及び／又は電力伝送方法を、スリップリング１１４６を利用する接続手段の代わりに使用することができる。
【００４６】
図示のように、指向性アンテナ１１１４は、飛行体１１００の残りの構成部材とは別に、アンテナドライバモータ１１４８により回転させることができる。すなわち、指向性アンテナ１１１４は、能動的に、かつ独立して回転させることができるので、例えば飛行体１１００自体が回転しているときに（例えば、風の影響を受けるので、または太陽を当該飛行体の太陽電池パネルが追尾するので、もしくは任意の他の理由により）、アンテナの向きを所定の他の飛行体または地上局に合わせた状態を保持することができる。他の実施形態では、指向性アンテナ１１１４は、飛行体１１００が回転していないときでも回転させることができるので、例えば指向性アンテナの向きを１つの飛行体から異なる飛行体に変えることができる。
【００４７】
１つよりも多くの指向性アンテナを備える実施形態では、複数の回転継手及びモータを使用して、各指向性アンテナを独立して回転させることができる。例えば、このような実施形態により飛行体１１００は、飛行体１１００自体が現在回転しているかどうかに関係なく、幾つかの他の飛行体を同時に追尾することができる。複数の指向性アンテナを備える他の実施形態では、回転継手及びモータを１つだけ使用する可能性があるので、これらの指向性アンテナの全てを、互いに対して一定の角度となるように設定することができる。この場合、指向性アンテナからなるアセンブリ全体を一括して回転させて、例えばメッシュネットワーク内で向きを揃えた状態を維持することができる。更に、幾つかの実施形態では、各指向性アンテナの向きを垂直方向に必要に応じて調整することもできる。例えば、各指向性アンテナは、ジンバルマウントまたは任意の他の種類の垂直方向調整マウントに取り付けることができる。
【００４８】
好適な方法
【００４９】
本明細書において開示される飛行体、及び他の装置を製造して使用する様々な方法が更に、本開示の範囲に収まるように詳細に想到される。このような方法のうち幾つかの方法について次に説明する；他の方法は、本開示の恩恵を受ける当業者には明白である。本明細書における方法は、数ある装置の中でもとりわけ、本明細書において開示される飛行体、装置、コンピュータシステム、または構成部材のいずれに関連しても使用することができる。様々な実施形態では、例示される方法構成要素のうち幾つかの方法構成要素は、同時に実施することができる、例示とは異なる順序で実施することができる、または一括して省略することができる。更に別の方法構成要素は、必要に応じて実施してもよい。
【００５０】
次に、図１２を参照するに、このような方法、プロセスフロー１２００の１つの例のブロック図が図示されている。フローはステップ１２０２から始まる。
【００５１】
ステップ１２０２では、複数基のプロペラと、指向性アンテナと、を含む浮揚型飛行体を、選択空中測地位置に保持する。例えば、浮揚型飛行体を、プロペラを作動させる、浮力を調整するなどすることにより、選択空中測地位置に保持することができる。プロセスフローはステップ１２０４に進む。
【００５２】
ステップ１２０４では、浮揚型飛行体に、指向性アンテナを介して別の浮揚型飛行体と通信させる。図示のように、他の浮揚型飛行体は更に、このような通信に使用することができる対応する指向性アンテナを含む。フローはステップ１２０４で終了する。
【００５３】
好適なコンピューティングシステム
【００５４】
本明細書において記載される様々な操作は、これらの操作を指定するプログラム命令を実行するように構成されるコンピューティング装置により実行することができる。同様に、様々な操作は、これらの操作を実行することが望ましい回路、またはこれらの操作を実行するように構成される回路により実行することができる。幾つかの実施形態では、非一時的なコンピュータ可読媒体は、当該コンピュータ可読媒体に格納され、かつ本明細書において記載される様々な操作を指示することができるプログラム命令を有する。本明細書において使用されるように、「ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ（処理構成要素）」という用語は、プログラム命令を実行するように構成される様々な構成要素または構成要素の組み合わせを指している。処理構成要素は、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：特定用途向け集積回路）のような回路、個別プロセッサコアの一部または回路、プロセッサコア全体、個別プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のようなプログラマブルハードウェア装置、及び／又は複数のプロセッサのみならずプロセッサの任意の組み合わせを含むシステムのより大きなシステム構成部分を含む。
【００５５】
様々な実施形態では、これまでの記載に従って実行される命令及び／又はデータを有形コンピュータ可読媒体に格納することができる。これらのコンピュータ可読メモリ媒体の特定の実施形態は、命令及び／又はデータを含むことができ、命令及び／又はデータをコンピュータにより実行して操作を本開示に従って実行することができる。一般的に言うと、このような製品は、磁気媒体（例えば、ディスク）または光媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ及び関連技術、ＤＶＤ−ＲＯＭなど）のような記憶媒体もしくはメモリ媒体を含むことができる。製品は、揮発性メモリまたは不揮発性メモリのいずれかとすることができる。例えば、製品は、（これらには限定されないが）、様々な種類のＲＡＭ、フラッシュメモリ、様々な種類のＲＯＭなどとすることができる。製品は伝送媒体とすることもできる。
【００５６】
別の実施形態は、有線、無線、または有線及び無線の両方であるかどうかに関係なく、通信媒体、リンク、及び／又はシステム（例えば、ケーブル、ネットワークなど）を介して伝送される電気信号、電磁信号、または光信号のような信号を含むことができる。このような信号は、これまでの説明に従って実行される命令及び／又はデータを伝送することができる。
【００５７】
次に、図１３を参照するに、幾つかの実施形態によるコンピューティング装置（コンピューティング装置は、コンピューティングシステムと表記することもできる）１３１０のブロック図が図示されている。コンピューティング装置１３１０を使用して、本開示の様々な開示内容を実行することができる。コンピューティング装置１３１０は、モバイル機器、サーバコンピューティングシステム、クライアントコンピューティングシステム、エンベッデドコンピューティングシステム、マイクロコントローラコンピューティングシステム、または本開示の開示内容を実行する任意の他のコンピューティングシステムとして使用することができる。
【００５８】
コンピューティング装置１３１０は、これらには限定されないが、パーソナルコンピュータシステム、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータまたはノートブックコンピュータ、携帯電話、メインフレームコンピュータシステム、ウェブサーバ、ワークステーション、またはネットワークコンピュータを含む任意の適切な種類の装置とすることができる。図示のように、コンピューティング装置１３１０は、処理ユニット１３５０、記憶サブシステム１３１２、相互接続線１３６０（例えば、システムバス）を介して接続される入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１３３０を含む。Ｉ／Ｏインターフェース１３３０は、１つ以上のＩ／Ｏ装置１３４０に接続することができる。コンピューティング装置１３１０は更に、ネットワークインターフェース１３３２を含み、ネットワークインターフェース１３３２は、ネットワーク１３２０に接続することにより、例えば他のコンピューティング装置と通信することができる。
【００５９】
上に説明したように、処理ユニット１３５０は、１つ以上のプロセッサを含む。幾つかの実施形態では、処理ユニット１３５０は、１つ以上のコプロセッサユニットを含む。幾つかの実施形態では、処理ユニット１３５０の複数のインスタンスを相互接続線１３６０に接続することができる。処理ユニット１３５０（または、処理ユニット１３５０内の各プロセッサ）は、キャッシュまたは他の形態のオンボードメモリを格納することができる。幾つかの実施形態では、処理ユニット１３５０は、汎用処理ユニットとして実現され、他の実施形態では、処理ユニット１３５０は、特定用途向け処理ユニット（例えば、ＡＳＩＣ）として実現される。一般的に、コンピューティング装置１３１０は、いずれの特定の種類の処理ユニットまたはプロセッササブシステムにも限定されない。
【００６０】
本明細書において使用されるように、「ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ（処理ユニット）」または「ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ（処理構成要素）」という用語は、操作を実行するように構成される回路を指している、またはメモリに格納されるプログラム命令であって、操作を実行するために１つ以上のプロセッサにより実行可能なプログラム命令を有するメモリを指している。従って、処理ユニットは、様々な方法で実装されるハードウェア回路として実現することができる。ハードウェア回路は、例えばカスタム大規模集積（ＶＬＳＩ）回路またはゲートアレイを含むことができ、ロジックチップ、トランジスタ、または他の個別の構成部材のような市販の半導体を含むことができる。処理ユニットは更に、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジック素子などのようなプログラマブルハードウェア装置内に実装されてもよい。処理ユニットは更に、任意の適切な形態の非一時的なコンピュータ可読媒体からのプログラム命令またはコンピュータ命令を実行して、指定された操作を実行するように構成することができる。
【００６１】
記憶サブシステム１３１２は、処理ユニット１３５０により使用することができる（例えば、処理ユニット１３５０が実行可能な命令、及び処理ユニット１３５０により使用されるデータを格納する）。記憶サブシステム１３１２は、任意の適切な種類の物理メモリ媒体により実現することができ、物理メモリ媒体として、ハードディスク記憶装置、フロッピーディスク記憶装置、取り出し可能なディスク記憶装置、フラッシュメモリ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ-ＳＲＡＭ，ＥＤＯ  ＲＡＭ，ＳＤＲＡＭ，ＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ，ＲＤＲＡＭなど）、ＲＯＭ（ＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭなど）などを挙げることができる。記憶サブシステム１３１２は、幾つかの実施形態では、揮発性メモリのみから成る。記憶サブシステム１３１２は、コンピューティング装置１３１０により実行可能なプログラム命令を、処理ユニット１３５０を使用して格納することができ、プログラム命令は、コンピューティング装置１３１０に指示して本明細書において開示される様々な方法を実行するために実行可能なプログラム命令を含む。
【００６２】
Ｉ／Ｏインターフェース１３３０は、１つ以上のインターフェースを表わすことができ、他の装置と様々な実施形態に従って接続して通信するように構成される様々な種類のインターフェースのいずれのインターフェースとすることもできる。幾つかの実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース１３３０は、一次側バスから１つ以上の二次側バスに情報を流すブリッジチップである。Ｉ／Ｏインターフェース１３３０は、１つ以上のＩ／Ｏ装置１３４０に、１つ以上の対応するバスまたは他のインターフェースを介して接続することができる。Ｉ／Ｏ装置の例として、記憶装置（ハードディスク、光ドライブ、取り外し可能なフラッシュドライブ、ストレージアレイ、ＳＡＮ（ストレージエリアネットワーク）、または関連コントローラ）、ネットワークインターフェース装置、ユーザインターフェース装置、または他の装置（例えば、グラフィックス装置、サウンド装置など）を挙げることができる。
好適な実施形態
【００６３】
好適な実施形態の番号付きリストは以下の通りである。これらの実施形態は、請求項の文言と同じように記述されるが、これらの実施形態は、本出願の特許請求の範囲（以下の別の節に記述される）ではなく、本明細書において詳細に想到され、かつ開示される単なる複数の実施形態である。このリストは、例示として考えられるべきであり、排他的に考えられるべきではない。
【００６４】
１．装置であって：複数の構造部材により円レンズ形状に形成される外周膜であって、構造部材が、円レンズ形状に沿って半径方向に延在する、外周膜と；外周膜内の可撓性ブラダーと；円レンズ形状の周りに周方向に配置される高剛性円形リングと；装置に接続され、かつ装置を選択測地位置に保持するように操作することができる複数基のプロペラと、を備え；装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【００６５】
２．更に、電力を装置に供給するように構成される太陽電池パネルを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００６６】
３．更に、太陽電池パネルから供給される電力の少なくとも一部を地上局に伝送するように構成されるマイクロ波電力伝送アンテナを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００６７】
４．複数基のプロペラは、太陽電池パネルの方位を太陽方位に維持するように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００６８】
５．浮揚性ガスは水素ガスを含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００６９】
６．複数基のプロペラは更に、装置の方位を選択回転方位に維持するように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７０】
７．更に、圧縮状態の浮揚性ガスを収納するように操作することができるタンクを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７１】
８．更に、膨張測定装置を含み、膨張測定装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量だけ角度変位するように構成される少なくとも１つのレバーアームを含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７２】
９．更に、複数の可撓性ブラダーを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７３】
１０．可撓性ブラダーと外周膜との間に配置される装置の所定領域は、可撓性ブラダー内の圧力に略等しい圧力に維持される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７４】
１１．更に、可撓性ブラダーと外周膜との間に配置される装置の所定領域を、可撓性ブラダーに指示して所望の容積を有するように選択される圧力に維持するように操作することができる制御回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７５】
１２．可撓性ブラダーと外周膜との間に配置される装置の所定領域は、選択圧力に維持され、選択圧力は、浮揚性ガスの拡散流量に基づいて選択される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７６】
１３．更に、装置の向きを風向きに応じて設定するように操作することができる尾翼を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７７】
１４．更に、装置を操縦するように操作することができる方向舵を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７８】
１５．更に、円レンズ形状の中心部内に配置される高剛性コアを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００７９】
１６．更に、少なくとも１つの無指向性アンテナを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８０】
１７．少なくとも１つの無指向性アンテナは、携帯電話と通信するように構成されるアンテナである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８１】
１８．少なくとも１つの無指向性アンテナはロングタームエボリューション（ＬＴＥ）アンテナである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８２】
１９．少なくとも１つの無指向性アンテナは３Ｇアンテナである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８３】
２０．少なくとも１つの無指向性アンテナはＷｉ−Ｆｉアンテナである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８４】
２１．外周膜は可撓性である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８５】
２２．外周膜は、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（ＢｏＰＥＴ）により形成される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８６】
２３．更に、装置に接続される電気通信回路を備え、装置は更に、電気通信回路を介して通信を行なうように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８７】
２４．複数の構造部材は高剛性である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８８】
２５．複数の構造部材は、剛性を持たないテンション部材である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００８９】
２６．装置であって：中心コア部と；中心コア部の周りに巻き付けられる可撓性膜と；可撓性膜に接続される複数の構造部材と；可撓性膜に接続される複数のリングセグメントと、を備え；複数のリングセグメントを組み付けることにより、可撓性膜の周囲を囲むように配置される高剛性リングとすることができ；複数の構造部材は、可撓性膜を選択形状に形成するように操作することができ；装置は、選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【００９０】
２７．中心コア部は円筒状である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００９１】
２８．可撓性膜は、可撓性膜に接続される可撓性太陽電池パネルを含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００９２】
２９．複数のリングセグメントは可撓性膜に埋め込まれる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００９３】
３０．複数の構造部材は、剛性を持たないテンション部材である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００９４】
３１．複数の構造部材は、半径方向に選択形状に配置される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００９５】
３２．更に、可撓性膜内に配置される可撓性ブラダーを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００９６】
３３．可撓性ブラダーは、可撓性膜が膨張するように膨張可能である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００９７】
３４．装置であって：浮揚型飛行体を備え、浮揚型飛行体は：装置を選択測地位置に維持するように構成される複数基のプロペラと；指向性アンテナと、を備え；指向性アンテナは、他の指向性アンテナを含む少なくとも１つの他の浮揚型飛行体と通信するように構成される装置。
【００９８】
３５．複数基のプロペラは更に、装置の方位を選択回転方位に維持して指向性アンテナの照準を他の指向性アンテナに合わせるように構成される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【００９９】
３６．指向性アンテナは、装置に対して回転可能である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１００】
３７．浮揚型飛行体は、指向性アンテナを、他の指向性アンテナに向けた方位に回転させるように構成される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０１】
３８．浮揚型飛行体は気球を含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０２】
３９．浮揚型飛行体は気球である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０３】
４０．浮揚型飛行体は飛行船である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０４】
４１．浮揚型飛行体はドローンである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０５】
４２．指向性アンテナは光アンテナである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０６】
４３．更に、レーダユニットを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１０７】
４４．方法であって：浮揚型飛行体を選択空中測地位置に維持し、浮揚型飛行体が：複数基のプロペラと；指向性アンテナと、を含み；指向性アンテナを介して、浮揚型飛行体に、他の指向性アンテナを含む少なくとも１つの他の浮揚型飛行体と通信させる方法。
【０１０８】
４５．装置であって：複数の構造部材により選択形状に形成される外周膜と；外周膜内の可撓性ブラダーと、を備え；装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができ；可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの圧力は、可撓性ブラダーと外周膜との間の隙間スペース中のガスの圧力に略等しい装置。
【０１０９】
４６．浮揚性ガスの圧力が、隙間スペース中のガスの圧力の５％以内である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１０】
４７．隙間スペース中のガスの圧力は、可撓性ブラダーが所望の容積を維持するように選択される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１１】
４８．更に、装置に接続される電気通信回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１２】
４９．装置であって：複数の構造部材により選択形状に形成される外周膜と；外周膜内の可撓性ブラダーと；可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積により角度変位するように構成される少なくとも１つのレバーアームと、を備え；装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【０１１３】
５０．少なくとも１つのレバーアームの回動点は、装置の中心上部に配置される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１４】
５１．更に、少なくとも１つのレバーアームの変位に逆らうように構成されるテンション部材を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１５】
５２．更に、少なくとも１つのレバーアームを、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積により少なくとも１つのレバーアームが変位する方向以外の方向に変位させるように構成されるテンション部材を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１６】
５３．少なくとも１つのレバーアームは複数のレバーアームを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１７】
５４．更に、少なくとも１つのレバーアームの角度変位を測定するように操作することができるポテンショメータを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１８】
５５．更に、可撓性ブラダーの膨張度を角度変位に基づいて調整するように構成される制御回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１１９】
５６．少なくとも１つのレバーアームは可撓性ブラダーに取り付けられる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１２０】
５７．少なくとも１つのレバーアームは可撓性ブラダーに取り付けられない他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１２１】
５８．更に、装置に接続される電気通信回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１２２】
５９．装置であって：複数の構造部材により選択形状に形成される外周膜と；外周膜内の可撓性ブラダーと；可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積を測定するように構成される光学系と、を備え；装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【０１２３】
６０．光学系は、光を可撓性ブラダーの一部に投影するように構成されるレーザを含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１２４】
６１．更に、光に関連する遅延時間を測定するように構成される制御回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１２５】
６２．光学系は、外周膜の外部にあり、かつ光を外周膜の一部に投影するように構成されるレーザを含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１２６】
６３．更に、装置に接続される電気通信回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１２７】
６４．装置であって：複数の構造部材により選択形状に形成される外周膜と；外周膜内の可撓性ブラダーと；可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積を測定するように構成される監視システムと；可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積を、測定容積に基づいて調整するように構成される制御回路と、を備え；装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【０１２８】
６５．監視システムは、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの容積により角度変位するように構成される少なくとも１つのレバーアームを含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１２９】
６６．監視システムは、可撓性ブラダーの少なくとも一部の位置を測定するように構成される光測距システムを含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３０】
６７．光測距システムはレーザ測距システムである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３１】
６８．光測距システムは、カメラを利用した測距システムである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３２】
６９．更に、装置に接続される電気通信回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３３】
７０．装置であって：複数の構造部材により選択形状に形成される外周膜と；外周膜内の可撓性ブラダーと；装置に接続される少なくとも１つの指向性アンテナと；装置に接続され、かつ少なくとも１つの指向性アンテナの照準を選択方向に向けるように操作することができるプロペラと、を備え；装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【０１３４】
７１．更に、装置に接続され、かつ少なくとも１つの指向性アンテナの照準を選択方向に向けるように操作することができる複数基のプロペラを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３５】
７２．更に、装置を気流に応じて回転させるように操作することができる垂直部材を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３６】
７３．垂直部材はエアフォイルである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３７】
７４．垂直部材は方向舵であり、装置は更に、方向舵の位置を変化させるように構成される制御回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３８】
７５．垂直部材は尾翼である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１３９】
７６．更に、少なくとも１つの指向性アンテナに接続される電気通信回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１４０】
７７．装置であって：複数の構造部材により選択形状に形成される外周膜と；外周膜内の可撓性ブラダーと；装置に接続される少なくとも１つの太陽電池パネルと；装置に接続され、かつ少なくとも１つの太陽電池パネルを所望の方向に向けるように操作することができるプロペラと、を備え；装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができる装置。
【０１４１】
７８．所望の方向は、少なくとも１つの太陽電池パネルに入射する太陽放射線の量が最大になる方向である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１４２】
７９．更に、所望の方向を一日の時刻に応じて変化させるように構成される制御回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１４３】
８０．更に、装置に接続され、かつ少なくとも１つの太陽電池パネルを選択方向に向けるように操作することができる複数基のプロペラを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１４４】
８１．更に、装置を気流に応じて回転させるように操作することができる垂直部材を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１４５】
８２．垂直部材はエアフォイルである他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１４６】
８３．垂直部材は方向舵であり、装置は更に、方向舵の位置を変化させるように構成される制御回路を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１４７】
８４．垂直部材は尾翼である他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１４８】
８５．装置であって：複数の構造部材により選択形状に形成される外周膜と；外周膜内の可撓性ブラダーと；装置に接続される少なくとも１つの指向性アンテナを含む電気通信回路と、を備え；少なくとも１つの指向性アンテナは、外周膜に対して回転することができ；装置は、可撓性ブラダー内の浮揚性ガスの量に基づいて選択される高度で浮遊するように操作することができ、更には、電気通信回路を介して通信を行なうように操作することができる装置。
【０１４９】
８６．更に、装置に接続され、かつ装置を選択回転方位に回転させるように操作することができる複数基のプロペラを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５０】
８７．少なくとも１つの指向性アンテナは、装置の回転に応じて回転するように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５１】
８８．少なくとも１つの指向性アンテナは、選択測地回転方位を、装置の回転中に複数基のプロペラにより維持するように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５２】
８９．少なくとも１つの指向性アンテナは、複数の指向性アンテナを含む他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５３】
９０．複数の指向性アンテナは、互いに独立して回転することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５４】
９１．複数の指向性アンテナは、互いに一定の相対角度に維持される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５５】
９２．少なくとも１つの指向性アンテナは装置に、電力を少なくとも１つの指向性アンテナに伝送するように構成されるスリップリング接続部を介して接続される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５６】
９３．少なくとも１つの指向性アンテナは装置に、データを少なくとも１つの指向性アンテナに送信するように構成されるスリップリング接続部を介して接続される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５７】
９４．少なくとも１つの指向性アンテナは、データを装置からローカル無線接続部を介して受信するように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５８】
９５．更に、装置の向きを風向きに応じて設定するように操作することができる尾翼を備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１５９】
９６．少なくとも１つの指向性アンテナは、選択測地回転方位を、装置の回転中に尾翼により維持するように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１６０】
９７．更に、太陽電池パネルを備える他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１６１】
９８．装置は、太陽位置に応じて回転するように構成される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１６２】
９９．少なくとも１つの指向性アンテナは、選択測地回転方位を、装置の回転中に太陽位置に応じて維持するように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１６３】
１００．少なくとも１つの指向性アンテナは更に、垂直方位を変化させるように操作することができる他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１６４】
１０１．少なくとも１つの指向性アンテナは、外周膜の下方に配置される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１６５】
１０２．電気通信回路及び少なくとも１つの指向性アンテナは、外周膜の下方に、ヒンジ部材で高剛性に連結されることにより取り付けられ、高剛性のヒンジ部材は、作動すると、回転力を外周膜に加えるように構成される他のいずれかの実施形態に記載の装置。
【０１６６】
本明細書は、「ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（１つの実施形態）」、「ｓｏｍｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ（幾つかの実施形態）」、または「ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（所定の実施形態）」と表記される用語を含む。これらの語句が現われるということが、必ずしも、同じ実施形態であることを意味している訳ではない。特定の機能、構造、または特徴は、本開示と一致する任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【０１６７】
本明細書において使用されるように、「ｂａｓｅｄ  ｏｎ（〜に基づいて）」という用語は、判断に影響を及ぼす１つ以上のファクタを記述するために使用される。この用語は、更に別のファクタが判断に影響を及ぼす可能性を排除するものではない。すなわち、判断は、指定されたファクタにのみ基づいて行なわれるか、または指定されたファクタ及び指定されていない他のファクタに基づいて行なわれる可能性がある。「ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ  Ａ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｂ（ＡをＢに基づいて判断する」という語句について考察する。この語句は、ＢがＡを判断するために使用されるファクタであることを意味している、またはＡであるという判断にＢが影響を及ぼすことを意味している。この語句は、Ａであるという判断をＣのような所定の他のファクタに基づいて行なうこともできることを排除しない。この語句は、ＡをＢのみに基づいて判断する実施形態を包含するためにも用いられる。本明細書において使用されるように、「ｂａｓｅｄ  ｏｎ（〜に基づいて）」という語句は、「ｂａｓｅｄ  ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｉｎ  ｐａｒｔ  ｏｎ（〜に少なくとも部分的に基づいて）」という語句と同義語である。
【０１６８】
本開示内では、異なるエンティティ（エンティティは、「ｕｎｉｔｓ（ユニット）」、「ｃｉｒｃｕｉｔｓ（回路）」、他の構成部材などと様々に表記することができる）は、１つ以上のタスクまたは操作を実行するように「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ（構成される）」または「ｏｐｅｒａｂｌｅ（操作することができる）」と記述される、もしくは特許請求される。この定型句−［ｅｎｔｉｔｙ］  ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ  ［ｐｅｒｆｏｒｍ  ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｔａｓｋｓ］（［１つ以上のタスクを実行する］ように構成される［エンティティ］）−は、本明細書においては、構造（すなわち、電子回路のような実体物）を指すために使用される。更に詳細には、この定型句は、この構造が、操作中に１つ以上のタスクを実行するように構成されることを意味するために使用される。構造は、当該構造が現在操作されていない場合でも、所定のタスクを実行するように「構成される」と言うことができる。「ａ  ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｐｏｗｅｒ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ａｎｔｅｎｎａ  ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ  ｔｒａｎｓｍｉｔ  ｐｏｗｅｒ（電力を伝送するように構成されるマイクロ波電力伝送アンテナ）」は、例えば問題のアンテナが現在使用されていない場合（例えば、電源がアンテナに接続されていない場合）でも、操作中にこの機能を実行する回路を有するアンテナを包含するために用いられる。従って、所定のタスクを実行するように「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ（構成される）」と記述される、または記載されるエンティティは、タスクを実行するために実行可能なプログラム命令を格納する装置、回路、メモリなどのような実体物を指している。この語句は、本明細書においては、無形物を指すためには使用されない。
【０１６９】
また、「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ（〜するように構成される）」という用語は、「ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  ｔｏ（〜するように構成することができる）」を意味するためには用いられない。例えば、未書き込みのＦＰＧＡは所定の特定機能を、当該ＦＰＧＡを、当該機能を実行するように「ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  ｔｏ（構成することができる）」のではあるが、実行するように「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ（構成される）」とは考えられず、当該機能を書き込み後に実行するように「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ（構成される）」。
【０１７０】
添付の特許請求の範囲における、構造が１つ以上のタスクを実行するように「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ（構成される）」という記述は、当該請求項の要素について、米国特許法第１１２条（ｆ）の規定の下に明らかに解釈されないものとする。従って、出願時の本出願の請求項のいずれの請求項も、ミーンズプラスファンクション形式で書かれていると解釈されるべきではない。仮に、出願人が、特許出願手続中に米国特許法第１１２条（ｆ）の規定の下に解釈されることを希望するならば、出願人は、請求項の要素を、「ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ  ［ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ］（［機能を実行する］手段）」形式を使用して記述することになる。
【０１７１】
本開示は、当然変わる可能性がある特定の装置または方法に限定されないことを理解されたい。本明細書において使用される専門用語は、特定の実施形態を記述するためにのみ用いられるのであり、限定的な意味で用いられるのではないことも理解されたい。本明細書において使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈から異なることが明らかでない限り、単数対象物及び複数対象物を含む。更に、「ｍａｙ」という単語は、本出願全体を通じて、許容の意味（すなわち、〜する可能性がある、〜することができる）に使用され、強制の意味（すなわち、〜せねばならない）では使用されない。「ｉｎｃｌｕｄｅ（ 〜を含む」という用語、及び当該用語の派生用語は、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ  ｔｏ（これらには限定されないが、〜を含む）」を意味する。「ｃｏｕｐｌｅｄ（接続される）」という用語は、「直接接続される」、または「間接的に接続される」を意味する。
【０１７２】
特定の実施形態について上に説明してきたが、これらの実施形態は、実施形態が１つだけ特定の特徴について説明されている場合でも、本開示の範囲を限定するものではない。本開示において提供される特徴の例は、特に断らない限り、限定を意味するのではなく、例示的であるものとする。上の説明は、本開示の恩恵を受ける当業者には明らかなように、このような代替物、変形物、及び均等物を包含するものとする。本開示の様々な利点について説明してきたが、いずれの特定の実施形態も、このような利点の幾つか、全てを取り込むことができる、または全く取り込まなくてもよい。
【０１７３】
本開示の範囲は、本明細書において扱われる問題のいかなる問題も、または全ての問題を軽減するかどうかに拘わらず、本明細書において開示されるいずれの特徴も含む、または特徴の組み合わせを含む（明示的に、または暗黙的に）、もしくは全ての普遍的な特徴を含む。従って、新規の特許請求の範囲は、本出願の特許出願手続中に（または、出願人が本出願の優先権を主張している間に）、全てのこのような特徴の組み合わせに定型化することができる。具体的には、添付の特許請求の範囲を参照しながら、従属請求項の特徴を独立請求項の特徴と組み合わせることができ、それぞれの独立請求項の特徴は、任意の適切な方法で組み合わせることができ、単に、添付の特許請求の範囲に列挙される特定の組み合わせで組み合わせなくてもよい。
【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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【国際調査報告】
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