(57)【要約】垂直離着陸小型空中輸送装置が、回転翼保護アセンブリ（１６）から反対方向に延在する上部胴体部分（１２）と下部胴体部分（１４）とを有する。回転翼（５２）が、上記胴体部分（１２、１４）の間の上記回転翼保護アセンブリ（１６）の内部で回転する。複数のターニングベイン（２８）が、上記回転翼（５２）の下に上記回転翼保護アセンブリ（１６）から延在する。更に、複数のグリッドフィン（２６）が、上記下部胴体部分（１４）から上記ターニングベイン（２８）の下へ放射状に延在する。上記空中輸送装置は、垂直に離着陸可能である。飛行中に、上記空中輸送装置は、上記グリッドフィン（２６）を使用して、空中停止及び水平飛行モードと垂直飛行モードとの間で転換を行うことが可能である。
2005533700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼保護アセンブリと、
上記回転翼保護アセンブリから上方へ延在する上部胴体部分と、
上記回転翼保護アセンブリから下方へ延在する下部胴体部分と、
上記上部胴体部分と上記下部胴体部分との間の回転翼保護アセンブリの内部で回転する少なくとも１つの回転翼と、
上記回転翼保護アセンブリから上記回転翼の下へ延びる少なくとも１つのターニングベインフラップと、
上記下部胴体部分から上記ターニングベインフラップの下へ放射状に延在する少なくとも１つのグリッドフィンであり、空中輸送装置が垂直飛行モードと水平飛行モードとの間で転換することを可能にする上記グリッドフィンと、を有することを特徴とする空中輸送装置。
【請求項２】
上記回転翼保護アセンブリの外側の周縁部から下方へ延びる着陸装置を更に有することを特徴とする請求項１記載の空中輸送装置。
【請求項３】
上記回転翼保護アセンブリに隣接した下部胴体部分内に取り付けられた動力装置であり、上記下部胴体部分と上記上部胴体部分との間に延在する軸を有する上記動力装置を更に備え、上記回転翼が上記軸に堅く取り付けられることを特徴とする請求項２記載の空中輸送装置。
【請求項４】
上記回転翼保護アセンブリに隣接した上部胴体部分内に取り付けられた燃料タンクを更に有することを特徴とする請求項３記載の空中輸送装置。
【請求項５】
上記燃料タンクが、それに取り付けられるブラダを有し、上記ブラダが上記燃料タンク内の燃料を加圧するために膨らませることができることを特徴とする請求項４記載の空中輸送装置。
【請求項６】
上記燃料タンクから上記動力装置に通ずる燃料ラインであり、上記回転翼保護アセンブリの外側を少なくとも部分的に経由される上記燃料ラインを更に有することを特徴とする請求項５記載の空中輸送装置。
【請求項７】
上記動力装置から上記燃料タンクの内部の上記ブラダに通ずる高圧ラインであり、上記回転翼保護アセンブリの外側を少なくとも部分的に経由される上記高圧ラインを更に有することを特徴とする請求項６記載の空中輸送装置。
【請求項８】
上記上部胴体部分に取り付けられた上部キャップを更に有することを特徴とする請求項７記載の空中輸送装置。
【請求項９】
上記上部キャップの内部に配置された少なくとも１つのセンサを更に有することを特徴とする請求項８記載の空中輸送装置。
【請求項１０】
上記センサが、以下の、すなわち光学センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、無線周波数（ＲＦ）センサ、磁場センサ、化学センサ、音響センサ、及び運動センサの少なくとも１つであることを特徴とする請求項９記載の空中輸送装置。
【請求項１１】
上記上部キャップの内部に配置された少なくとも１つのカメラを更に有することを特徴とする請求項１０記載の空中輸送装置。
【請求項１２】
上記カメラが、以下の、すなわちビデオカメラ、スチールカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルスチールカメラ、カラービデオカメラ、白黒ビデオカメラ、熱探知カメラ、赤外線ビデオカメラ、及び暗視カメラの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１記載の空中輸送装置。
【請求項１３】
上記上部胴体部分の内部に少なくとも１つのマイクロプロセッサを更に有することを特徴とする請求項１２記載の空中輸送装置。
【請求項１４】
上記マイクロプロセッサに接続され、上記上部キャップを通して延在する少なくとも１つのトランシーバを更に有することを特徴とする請求項１３記載の空中輸送装置。
【請求項１５】
上記上部胴体部分の内部に、上記マイクロプロセッサに接続される少なくとも１つの全地球測位衛生システムを更に有することを特徴とする請求項１４記載の空中輸送装置。
【請求項１６】
装置を垂直に発進させる手段と、
装置を垂直に飛ばす手段と、
装置を垂直飛行から水平飛行に転換させる手段と、を有することを特徴とする空中輸送装置。
【請求項１７】
上記装置を水平に飛ばす手段を更に有することを特徴とする請求項１６記載の空中輸送装置。
【請求項１８】
上記装置を水平飛行から垂直飛行に転換させる手段を更に有することを特徴とする請求項１７記載の空中輸送装置。
【請求項１９】
空中に停止する手段を更に有することを特徴とする請求項１８記載の空中輸送装置。
【請求項２０】
上記装置を垂直に着陸させる手段を更に有することを特徴とする請求項１９記載の空中輸送装置。
【請求項２１】
以下の、すなわち光、音、磁場、化学、電波、及び運動の少なくとも１つを感知する手段を更に有することを特徴とする請求項２０記載の空中輸送装置。
【請求項２２】
以下の、すなわち静止画及び映像の少なくとも１つをとらえる手段を更に有することを特徴とする請求項２１記載の空中輸送装置。
【請求項２３】
上記空中輸送装置を制御する手段を更に有することを特徴とする請求項２２記載の空中輸送装置。
【請求項２４】
長手方向軸を規定する胴体と、
上記長手方向軸に垂直な平面で上記胴体の少なくとも一部を囲む回転翼保護アセンブリと、
上記長手方向軸に垂直な平面において上記回転翼保護アセンブリの内部で回転する少なくとも１つの回転翼と、
上記回転翼保護から下方へ延びる少なくとも１つのターニングベインフラップであり、上記回転翼保護に蝶番式に取り付けられた一端を有する上記ターニングベインフラップであり、上記長手方向軸から放射状に延在する放射軸の周りに回転する上記ターニングベインフラップと、
上記胴体から上記ターニングベインフラップの下へ放射状に延在する少なくとも１つのグリッドフィンであり、上記長手方向軸から放射状に延在する中心軸の周りに回転する上記グリッドフィンと、を有することを特徴とする空中輸送装置。
【請求項２５】
上記回転翼保護アセンブリの外側の周縁部から下方へ延びる着陸装置を更に有することを特徴とする請求項２４記載の空中輸送装置。
【請求項２６】
上記回転翼保護アセンブリに隣接した上記胴体内に取り付けられた動力装置であり、上記回転翼保護アセンブリの中へ延びる軸を有する上記動力装置を更に備え、上記回転翼が上記軸に堅く取り付けられることを特徴とする請求項２５記載の空中輸送装置。
【請求項２７】
上記動力装置の反対側に回転翼保護アセンブリに隣接した上記胴体内に取り付けられた燃料タンクを更に有することを特徴とする請求項２６記載の空中輸送装置。
【請求項２８】
上記燃料タンクが、それに取り付けられるブラダを有し、上記ブラダが上記燃料タンク内の燃料を加圧するために膨らませることができることを特徴とする請求項２７記載の空中輸送装置。
【請求項２９】
上記燃料タンクから上記動力装置に通ずる燃料ラインであり、上記回転翼保護アセンブリの外側を少なくとも部分的に経由される上記燃料ラインを更に有することを特徴とする請求項２８記載の空中輸送装置。
【請求項３０】
上記動力装置から上記燃料タンクの内部の上記ブラダに通ずる高圧ラインであり、上記回転翼保護アセンブリの外側を少なくとも部分的に経由される上記高圧ラインを更に有することを特徴とする請求項２９記載の空中輸送装置。
【請求項３１】
上記胴体により規定される上側の端部に取り付けられた上部キャップを更に有することを特徴とする請求項３０記載の空中輸送装置。
【請求項３２】
上記上部キャップの内部に配置された少なくとも１つのセンサを更に有することを特徴とする請求項３１記載の空中輸送装置。
【請求項３３】
上記センサが、以下の、すなわち光学センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、無線周波数（ＲＦ）センサ、磁場センサ、化学センサ、音響センサ、及び運動センサの少なくとも１つであることを特徴とする請求項３２記載の空中輸送装置。
【請求項３４】
上記上部キャップの内部に配置された少なくとも１つのカメラを更に有することを特徴とする請求項３３記載の空中輸送装置。
【請求項３５】
上記カメラが、以下の、すなわちビデオカメラ、スチールカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルスチールカメラ、カラービデオカメラ、白黒ビデオカメラ、熱探知カメラ、赤外線ビデオカメラ、及び暗視カメラの少なくとも１つであることを特徴とする請求項３４記載の空中輸送装置。
【請求項３６】
上記胴体の内部に少なくとも１つのマイクロプロセッサを更に有することを特徴とする請求項３５記載の空中輸送装置。
【請求項３７】
上記マイクロプロセッサに接続され、上記上部キャップを通して延在する少なくとも１つのトランシーバを更に有することを特徴とする請求項３６記載の空中輸送装置。
【請求項３８】
上記胴体部分の内部に、上記マイクロプロセッサに接続される少なくとも１つの全地球測位衛生システムを更に有することを特徴とする請求項３７記載の空中輸送装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、概括的に言えば、航空機に関するものである。
【０００２】
発明の背景
従来、垂直離着陸（ＶＴＯＬ）の機能を実現するために、固定翼機とヘリコプタを組み合わせる試みが成されてきた。実例としては、ロッキードＸＦＶ−１及びコンベアＸＦＹ−１ポゴがある。
【０００３】
例えば、ポゴは、長さ３１フィート、幅２６フィートの三角翼機であった。翼の上の大きい垂直安定板は、緊急水平着陸において投下され得る等しい大きさの腹びれと適合された。ポゴによる垂直飛行から水平飛行へ、そして垂直着陸に戻る最初の２つの転換は、１９５４年１１月２日に行われた。ポゴは、１９５６年１１月まで飛行された。ロッキードＸＦＶ−１は、一度も垂直離着陸を行わなかった。世界で最初の垂直／短距離離着陸機（ＶＳＴＯＬ）ハリアージャンプジェットは、１９６０年代に導入され、幾つかの軍事作戦に首尾よく使用された。
【０００４】
固定翼機及びヘリコプタは、世界中の商業及び戦闘に十分に普及して来た。現在、それらは、一般人、軍人、物資、補給品などを世界中のほとんどあらゆる場所に移動させるために使用されている。更に、固定翼機及びヘリコプタは、負傷者又は臓器を病院へ、及び病院から緊急に輸送するために使用される。軍人、法執行機関、及び情報機関もまた、犯罪者、標的、スパイを追跡するためにそれらを使用し、他のあらゆる種類の情報を集める。垂直離着陸機及び垂直短距離離着陸機は、時には特定の軍事任務用に使用されてきたが、これらの形式の航空機は、それらに動力を供給すること及び制御することが部分的に困難であるために、従来の固定翼機及びヘリコプタにおける広範囲に及ぶ成功を決して実現して来なかった。
【０００５】
小型無人固定翼機及びヘリコプタは、偵察、致命的及び非致命的兵器の搬送、群衆整理、標的などに有用であることがわかっている。しかし、（ヘリコプタのような）垂直飛行と（固定翼機のような）水平飛行との間で転換できる比較的に小さい無人航空機は提供されていない。従って、本発明は、垂直飛行モードと水平飛行モードとの間で転換することが可能であり、どちらの飛行モードも維持し得る、比較的に小さい無人の空中輸送装置（エアリアルビークル：aerial vehicle）が必要であることを認識している。
【０００６】
発明の概要
空中輸送装置は、回転翼保護アセンブリ（rotor guard assembly）を有している。上部胴体部分が、回転翼保護アセンブリから上方へ延在し、下部胴体部分が、回転翼保護アセンブリから下方へ延在する。更に、回転翼は、上部胴体部分と下部胴体部分との間の回転翼保護アセンブリの内部で回転する。ターニングベインフラップ（turning vane flap）が、回転翼保護アセンブリから回転翼の下へ延びており、グリッドフィン（grid fin）が、下部胴体部分から上記ターニングベインフラップの下へ放射状に延在する。グリッドフィンは、空中輸送装置が垂直飛行モードと水平飛行モードとの間で転換することを可能にする。
【０００７】
好ましい実施形態では、上記空中輸送装置は更に、回転翼保護アセンブリの外側の周縁部から下方へ延びる着陸装置を有している。また、動力装置が、回転翼保護アセンブリに隣接した下部胴体部分に取り付けられる。動力装置は、下部胴体部分と上部胴体部分との間に延在する軸を有しており、回転翼は、軸に堅く取り付けられる。
【０００８】
好ましくは、燃料タンクが、回転翼保護アセンブリに隣接した上部胴体部分に取り付けられる。燃料タンクは、それに取り付けられたブラダを有している。ブラダは、燃料タンク内の燃料を加圧するために膨らませることができる。好ましい実施形態では、燃料ラインが、燃料タンクから動力装置に通じており、回転翼保護アセンブリの外側を部分的に経由される。また、高圧ラインが、動力装置から燃料タンクの内部のブラダに通じており、回転翼保護アセンブリの外側を部分的に経由される。
【０００９】
好ましい実施形態では、上部キャップ（upper cap）が上部胴体部分の上に取り付けられる。１つ若しくはそれ以上のセンサが、上部キャップの内部に配置される。センサは、光学センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、無線周波数（ＲＦ）センサ、磁場センサ、化学センサ、音響センサ、運動センサなどであってもよい。更に、１つ若しくはそれ以上のカメラが、上部キャップの内部に配置され得る。カメラは、ビデオカメラ、スチールカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルスチールカメラ、カラービデオカメラ、白黒ビデオカメラ、熱探知カメラ、赤外線ビデオカメラ、暗視カメラなどであってもよい。
【００１０】
好ましくは、空中輸送装置はまた、上部胴体部分の内部にマイクロプロセッサを有している。トランシーバが、マイクロプロセッサに接続されており、上部キャップを通して延在する。好ましい実施形態では、空中輸送装置は更に、上部胴体部分の内部に全地球測位衛生（ＧＰＳ）システムを有している。ＧＰＳシステムはまた、マイクロプロセッサに接続されている。
【００１１】
本発明のもう１つの態様においては、空中輸送装置は、装置（ビークル：vehicle）を垂直に発進させる手段と、装置を垂直に飛ばす手段とを有している。この態様では、空中輸送装置は、装置を垂直飛行から水平飛行に転換させる手段を有している。
【００１２】
本発明のまたもう１つの態様においては、空中輸送装置が、長手方向軸を規定する胴体を有している。回転翼保護アセンブリが、長手方向軸に垂直な平面で上記胴体の一部を囲んでいる。更に、回転翼が、長手方向軸に垂直な平面において回転翼保護アセンブリの内部で回転する。この態様では、ターニングベインフラップが、回転翼保護から下方へ延びる。ターニングベインフラップは、回転翼保護に蝶番式に取り付けられた一端を有しており、ターニングベインフラップは、長手方向軸から放射状に延在する放射軸の周りに回転する。また、この態様では、グリッドフィンが、上記胴体から上記ターニングベインフラップの下へ放射状に延在する。グリッドフィンは、長手方向軸から放射状に延在する中心軸の周りに回転する。
【００１３】
本発明は、ここで、一例として添付図に関して説明される。
【００１４】
発明の実施形態の説明
初めに、図１を参照すれば、空中輸送装置が示されており、概括的に１０で表されている。図１は、空中輸送装置１０が、回転翼保護アセンブリ１６により連結される上部胴体部分１２と下部胴体部分１４とを有していることを示している。好ましい実施形態では、胴体部分１２、１４は、各端部が開口している中空の管状部材である。好ましくは、胴体部分１２、１４は、グラファイトエポキシ複合材（graphite epoxy composite）から作られるが、当技術分野で周知のようなあらゆる他の好適な材料から作られてもよい。
【００１５】
上記のように、上部胴体部分１２の下端と下部胴体部分１４の上端は、回転翼保護アセンブリ１６にはめこまれる。図１は更に、空中輸送装置１０が、この限定されない例示的な実施形態では、回転翼保護アセンブリ１６の外側の周縁部から下方へ延びる６つの脚１８を備えた着陸装置を有することを示している。脚１８は、回転翼保護アセンブリ１６の外側の周縁部の周りに等間隔に配置されており、空中輸送装置１０により規定される長手方向軸２０に対してある角度を有している。
【００１６】
着陸装置は、固定式でも可倒式でもよく、空中輸送装置１０が様々な形状の表面に降りることができるように形作られ得ることが理解されるべきである。上記のように、着陸装置は、回転翼保護アセンブリ１６の外側の周縁部に取り付けられ、また、ターニングベイン（turning vane）に構造的に連結されて、以下に記述されるように、着陸装置にかかる荷重が上部胴体部分１２及び下部胴体部分１４に伝えられることを可能にする。好ましくは、着陸装置は、グラファイトエポキシ複合材から作られるが、当技術分野で周知のようなあらゆる他の好適な材料から作られてもよい。着陸装置はまた、例えば一方向の飛行任務のために、空中輸送装置１０が発進させられた後に、それが外れることを可能にする簡易脱着機構を有し得る。更に、着陸装置は、例えばエラストマーポリマー、ショックを吸収する発泡体のヒンジ、ショックを吸収する足などを使用して、着陸によりもたらされる衝撃を吸収するように設計され得る。
【００１７】
図１に示されるように、上部キャップ２２は、上部胴体部分１２の上側の端部に取り付けられる。以下に詳細に記述されるように、センサ室が、上部キャップ２２の内部に設置される。下部キャップ２４は、下部胴体部分１４の下側の端部に配置される。図に示されるように、上部キャップ２２と下部キャップ２４とは半球状に形作られているが、それらは、あらゆる空気力学的に適切な形状であってもよい。空中輸送装置が、例えば従来の固定翼機のような飛行機による飛行モードである場合には、下部キャップ２４は、ボートテールの抗力が著しく低減され得る滑らかなフェアリングを備えることが理解されるべきである。下部キャップ２４はまた、以下に詳細に記述されるように、汚れ、破片、排ガス、衝撃などによりもたらされる損傷から、尾翼２６と、下部胴体部分１４と、下部胴体部分１４及び尾翼２６の内部の構成部品とを保護する。下部キャップ２４は、好ましくは、エネルギー吸収材料から作られる。従って、脚１８のいずれかが着陸中に損傷を受けた場合には、下部キャップ２４が衝撃を吸収し得る。
【００１８】
好ましい実施形態では、空中輸送装置１０は、複数の、好ましくは６つのターニングベインフラップ２８を有している。ターニングベインフラップ２８は、以下に説明されるように、回転翼保護アセンブリ１６の周りに等間隔に配置されており、回転翼の下方に配置される。以下に詳細に記述されるように、各ターニングベインフラップ２８は、回転翼保護アセンブリ１６の内部でターニングベインに蝶番式に取り付けられる。また、各ターニングベインフラップ２８は、回転翼保護アセンブリ１６から延びるそれぞれの脚１８と位置調整される。更に、例えばロータリ・エレクトロメカニカル・サーボアクチュエータ（rotary electro-mechanical servo-actuator）等の、それぞれのロール制御サーボ（roll control servo）３０が、各ターニングベインフラップ２８に接続されており、その回転を制御する。各ロール制御サーボ３０は、回転翼保護アセンブリ１６の外側の周縁部に堅く取り付けられており、それぞれのターニングベインフラップ２８に取り付けられる軸３２を有している。ロール制御サーボ３０は、空中輸送装置１０を横転させるために、同一の指令が発せられることが理解されるべきである。特に、各ターニングベインフラップ２８は、長手方向軸２０の周りに横揺れモーメントを生じさせるために、長手方向軸２０から放射状に延在する軸を介して、回転端の周りに回転される。従って、ターニングベインフラップ２８は、大気効果と慣性負荷又は無負荷による横揺れモーメントの変化とに対抗するように設計される。
【００１９】
好ましい実施形態では、ターニングベインフラップ２８は、素早い転換を可能にし、また、ロール運動中に空中輸送装置の速度及び反応性を増大させるために、例えばグラファイトエポキシ複合材などの強くて軽い、構造的に硬い材料から作られる。好ましくは、各ターニングベインフラップ２８の幅は、各フラップ２８の内縁部が空中輸送装置１０の中心の長手方向軸２０から尾翼２６の外側の周縁部より大きい距離であるようなものである。そうでないならば、尾翼２６を構成する、以下に記述されるグリッドフィンは、ターニングベインフラップ２８によりもたらされる空中輸送装置の運動を妨害し得る。
【００２０】
図１は更に、空中輸送装置１０が、遠隔制御装置３４を有し得ることを示している。図に示されるように、遠隔制御装置３４は、複数の制御ボタン３６と、操作レバー３８とを有し得る。従って、ボタン３６と操作レバー３８とは、空中輸送装置１０の飛行を制御するために使用され得る。
【００２１】
図２を参照すれば、空中輸送装置１０は、空中輸送装置１０の内部の構成部品を明らかにするために断面で切断された胴体部分１２、１４と、キャップ２２、２４と、回転翼保護アセンブリ１６とについて示されている。図２は、回転翼保護アセンブリ１６が、概括的には円筒形の回転翼保護ハブ（rotor guard hub）４４から、概括的には円筒形の回転翼保護壁４６に放射状に延在する複数の上部ターニングベイン４０と複数の下部ターニングベイン４２とを有していることを示している。図に示されるように、ベイン４０、４２は、回転翼保護ハブ４４と回転翼保護壁４６と共に一体的に形成されているが、ベイン４０、４２と、ハブ４４と、壁４６とは、別体で形成されてもよく、化学的な接合（chemical welding）のような当技術分野で周知のような手段により互いに取り付けられてもよいことが理解され得る。上部胴体部分１２の下端と下部胴体部分１４の上端とは、回転翼保護ハブ４４の内部に配置される。このようにして、胴体部分１２、１４は、回転翼保護アセンブリ１６により支持されている。
【００２２】
回転翼保護アセンブリ１６が、空中輸送装置及び空中輸送装置１０のすぐ近くの観測者或いは物体に安全性を与えることが理解されるべきである。回転翼保護アセンブリ１６は、狭い所でのホバリング運動中に横からの衝突荷重（strike load）がそれにより吸収され得るように設計される。回転翼保護アセンブリ１６はまた、以下に記述されるように、回転翼の先端部の影響が低減されるので空中輸送装置１０の効率を増大させる。回転翼保護アセンブリ１６は、先端部のロスを更に低減するために磨かれた細片で裏打ちされてもよく、音響エネルギーを吸収するために反響のない材料で裏打ちされてもよいことが理解され得る。更に、回転翼保護アセンブリ１６は、音響特性の改善やサブシステム構成部品の収容のために貫通される及び／又は穴を開けられてもよい。回転翼保護アセンブリ１６はまた、箔厚さの素材から製作されてもよく、あるいは回転翼保護アセンブリ１６が補助ペイロードを収容することを可能にするのに十分なかなりの厚さを有してもよい。
【００２３】
図２は、下部胴体部分１４の内部に取り付けられた動力装置４８を示している。動力装置４８は、マイクロタービン、ロータリーエンジン、あらゆる形式の内燃機関、又はあらゆる形式の電気モータであり得ることが理解されるべきである。この限定されない例示的な実施形態では、動力装置４８は、内燃機関である。図に示されるように、動力装置４８は、胴体部分１２、１４の端部の間に設置された空間の内部の回転翼保護アセンブリ１６の中に垂直に延在する軸５０を有している。回転翼５２は、軸５０に堅く取り付けられており、回転翼保護アセンブリ１６の内部で長手方向軸２０に垂直に回転する。回転翼５２は、多くのブレード及び翼弦を有し得ることが理解されるべきである。更に、回転翼５２は、当技術分野で周知のように、あらゆる好適な構造材料から作られ得る。好ましくは、回転翼５２は、一般にフリーロータ式（free rotor）により直面する先端の損失を低減するために、軸５０の中心から回転翼保護壁４６の内の周縁部まで外方へ延在する。好ましい実施形態では、回転翼５２は、４インチから１０インチまでの直径を有しているが、直径が６フィートほどの大きさであってもよい。
【００２４】
好ましくは円筒形の燃料タンク５４が、回転翼４６の上の上部胴体部分１２の中に配置される。燃料ライン５６が、燃料タンク５４から、上部胴体部分１２を通じ、回転翼保護ハブ４４を通じ、上部ターニングベイン４０に沿い、回転翼保護壁４６に沿い、下部ターニングベイン４２に沿い、回転翼保護ハブ４４を通じ、下部胴体部分１４を通じ、そして動力装置４８の中へ通じている。
【００２５】
好ましい実施形態では、燃料タンク５４は、以下に記述される、例えば動力装置４８の排気マニホールド等の、外部のガス源により加圧される位置付けられたブラダ５８を有している。当然のことながら、ブラダ５８は、動力装置４８へ加圧された燃料の一貫した流れを確保する。図に示されるように、圧力ライン６０が、動力装置４８からブラダ５８へ延びており、燃料ライン５６が燃料タンク５４から動力装置４８へ経由されるように、それへ経由される。好ましくは、燃料タンク５４は、空中輸送装置１０の重心にできるだけ近くに位置付けられる。従って、燃料タンク５４の内部の燃料レベルが飛行中に変化する場合に、空中輸送装置の重心の位置は、著しくは変化しない。
【００２６】
図２に示されるように、センサ室６２は、上部キャップ２２の内部に設置されており、アビオニクス室（avionics bay）６４が、センサ室６２の下の上部胴体部分１２の上側の端部の内部に設置される。図２は、マイクロプロセッサ６６が、アビオニクス室６４の内部に配置されることを示している。更に、少なくとも１つのセンサ６８及び少なくとも１つのカメラ７０が、センサ室６２の内部に配置される。トランシーバ７２が、上部キャップ２２を通して延在する。センサ６８は、例えば光学センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、無線周波数（ＲＦ）センサ、磁場センサ、化学センサ、音響センサ、運動センサなど、あらゆる形式のセンサであってもよい。また、カメラ７０は、例えばビデオカメラ、スチールカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルスチールカメラ、カラービデオカメラ、白黒ビデオカメラ、熱探知カメラ、赤外線ビデオカメラ、暗視カメラなど、あらゆる形式のカメラであってもよい。
【００２７】
図３を参照すれば、回転翼保護アセンブリ１６は、好ましい実施形態では、６つの上部ターニングベイン４０を有している。好ましい回転翼保護アセンブリ１６はまた、６つの下部ターニングベイン４２（図２）を有していることが理解されるべきである。各下部ターニングベイン４２は、それぞれの上部ターニングベイン４０と位置調整されている。
【００２８】
図４は、尾翼２６の詳細を示している。図に示されるように、この限定されない例示的な実施形態では、尾翼２６は、下部胴体部分１４の下側の端部の周りに放射状に間隔を置いて配置される４つの等しいグリッドフィン７４を有している。好ましい実施形態では、各グリッドフィン７４は、空中輸送装置１０の飛行中に、それを通じて空気が流れる複数の中空セル（hollow cell）７６を有している。図に示されるように、ただ１つのそれぞれのロータリ・エレクトロメカニカル・サーボアクチュエータ７８が、軸８０を介して各グリッドフィン７４に接続される。反対側のサーボ７８は、グリッドフィン７４が統一された対で動かされるように、同一の信号を受け取る。各グリッドフィン７４は、長手方向軸２０から放射状に延在する軸を介して回転する。
【００２９】
動力装置４８が、空中輸送装置１０に揚力を与える回転翼５２を回転させることが理解されるべきである。グリッドフィン７４が回転翼５２により引き起こされる気流と位置調整されて、空中輸送装置１０は、垂直に離陸したり垂直に着陸したりすることができる。飛行中に、ターニングベイン２８は、ターニングベインフラップ２８を横切って流れる空気の方向を変え、長手方向軸２０の周りに空中輸送装置１０を回転させるために、例えば遠隔制御装置３４からの信号に応じて、それらの回転端の周りで一斉に回転され得る。空中輸送装置１０が垂直に方向を合わせられる場合には、この動作は、ヨーと考えられる。これに対して、空中輸送装置１０が水平方向である場合には、この動作は、ロールと考えられる。
【００３０】
グリッドフィン７４は、それを通じて流れる空気の方向を変え、空中輸送装置１０が移動する方向を変えるために使用され得る。従って、グリッドフィン７４は、垂直飛行又は水平飛行中に、空中輸送装置１０を向け直すために、あるいは垂直飛行モードと水平飛行モードとの間で空中輸送装置１０を完全に転換するために使用され得る。
【００３１】
図５を参照すれば、１つの限定されない例示的な燃料システムが示されており、全体として１００で表されている。図５は、燃料システム１００が、燃料ライン５６（図２）及び圧力ライン６０（図２）を介して動力装置４８（図２）に接続される燃料タンク５４（図２）とプラダ５８（図２）とを有することを示している。
【００３２】
図５に示されるように、ブラダ５８は、好ましくは、圧力ライン６０により排気マニホールド１０２に接続される。しかし、ブラダ５８が、一点鎖線１０６により表されるようにクランクケース１０４に接続され得ることが理解されるべきである。図５は、燃料システム１００が、燃料タンク５４とエンジン４８との間で燃料ライン５６に沿って取り付けられた燃料フィルタ１０８と燃料レギュレータ１１０とを有し得ることを示している。好ましくは、燃料フィルタ１０８は、燃料タンク５４と燃料レギュレータ１１０との間に取り付けられる。燃料レギュレータ１１０は、始動、アイドリング、又は運転停止中に、過度の燃料圧を防止するために、また、エンジンに燃料を入れ過ぎること又はハイドロロックを防止するために使用される。更に、燃料フィルタ１０８は、動力装置４８へ送られる燃料が、清潔であること、また、動力装置４８及び燃料レギュレータ１１０の性能及び寿命に悪影響を及ぼし得る破片がないことを確保するために使用される。
【００３３】
一般に、燃料フィルタ１０８は、空中輸送装置１０の日常メンテナンスの間に取り除かれ、点検され、必要であれば交換され得るように位置付けられる。これに対して、燃料レギュレータ１１０は、典型的には、定期的に交換されず、その結果、燃料フィルタ１０８ほど容易にアクセスできない上部胴体部分の内部の位置に取り付けられる。
【００３４】
図６を参照すれば、１つの例示的な限定されない制御システムが示されており、全体として１２０で表されている。図６は、制御システム１２０が、以下に記述されるように、従部品が取り付けられるマイクロプロセッサ１２２を有していることを示している。図に示されるように、マイクロプロセッサ１２２は、電線路（electrical line）１２４及び１２６を介してグリッドフィンサーボ（図４）に接続される。グリッドフィンサーボ７８は、グリッドフィンサーボ７８の反対側の対が同じ信号を受け取るように対で接続される。マイクロプロセッサ１２２はまた、電線路１２８を介してロール制御サーボ３０（図１）に接続される。ロール制御サーボ３０は、６つすべてのロール制御サーボ３０が同時に同一の信号を受け取るように接続される。
【００３５】
図６に示されるように、マイクロプロセッサ１２２は、その運転を制御するために、電線路１３４及び１３６を介して、例えば加速装置１３０及び点火システム１３２などの動力装置４８に接続される。マイクロプロセッサ１２２はまた、電線路１３８と、１４０と、１４２とにより、センサ６８（図２）と、カメラ７０（図２）と、トランシーバ７２とに接続される。図に示されるように、マイクロプロセッサ１２２はまた、電線路１４６により全地球測位衛生（ＧＰＳ）システム１４４に接続され得る。
【００３６】
従って、上述の制御システム１２０について、マイクロプロセッサ１２２は、遠隔制御装置３４からの遠隔制御信号に応じて、グリッドフィンサーボ７８、ロール制御サーボ３０、エンジン加速装置１３０及び点火システム１３２の運転を制御することにより空中輸送装置１０の飛行を制御するために使用され得る。すなわち、マイクロプロセッサ１２２は、前もってプログラムされた飛行計画に応じて、空中輸送装置１０の飛行を制御することが可能である。マイクロプロセッサ１２２はまた、トランシーバ７２を介して情報を送受信することも可能である。この情報は、遠隔制御装置３４、センサ信号、カメラ７０からの映像又は静止画、空中輸送装置１０の飛行に関するその他のあらゆる情報からの制御信号であり得る。
【００３７】
上記の構造形態及び方法を用いて、空中輸送装置１０が、垂直に離着陸することができることが理解され得る。更に、飛行中に、空中輸送装置１０が、垂直に空中に停止することが可能であり、また、垂直飛行モードと水平飛行モードとの間で転換することができる。
【００３８】
ここに示され詳細に記述されるような特別な転換式垂直離着陸小型空中輸送装置は、本発明の上記目的を十分に達することができる一方、それが本発明の現在の好ましい実施形態であり、本発明により広く考えられる主題を代表するものであること、本発明の領域が当業者に明らかになり得る他の実施形態を十分に包含すること、及び、本発明の領域が付記された特許請求の範囲だけにより制限されるべきであることが理解されるべきであり、単数の要素に関してそれほど明確に記されていない場合には、“唯一”を意味することを意図するものではなくむしろ“１つ若しくはそれ以上”を意味することを意図している。周知の或いは当業者に後で知られるようになる上記の好ましい実施形態の要素に対するすべての構造的及び機能的同等物が、参照としてここに明確に組み込まれ、本特許請求の範囲により含まれることが意図されている。更に、ある装置又は方法が、本発明により解決されようとするありとあらゆる問題を扱う必要はない、それは本特許請求の範囲に含まれるからである。更に、本開示における要素、構成部品、又は方法ステップは、要素、構成部品、又は方法ステップが特許請求の範囲に明確に記述されているかどうかにかかわらず、一般にささげられることを意図するものではない。この中の特許請求の範囲の要素は、上記要素が、“手段”のフレーズを使用して明確に列挙されない場合には、米国特許法１１２条第６段の規定のもとで解釈されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の空中輸送装置の側面平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って切り取られた空中輸送装置の断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿って切り取られた空中輸送装置の断面図である。
【図４】図１の４−４線に沿って切り取られた空中輸送装置の断面図である。
【図５】燃料システムのブロック図である。
【図６】制御システムのブロック図である。
【図１】
2005533700.tif 000003
【図２】
2005533700.tif 000004
【図３】
2005533700.tif 000005
【図４】
2005533700.tif 000006
【図５】
2005533700.tif 000007
【図６】
2005533700.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月16日(2003.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼保護アセンブリと、
上記回転翼保護アセンブリから上方へ延在する上部胴体部分と、
上記回転翼保護アセンブリから下方へ延在する下部胴体部分と、
上記上部胴体部分と上記下部胴体部分との間の回転翼保護アセンブリの内部で回転する少なくとも１つの回転翼と、
上記回転翼保護アセンブリから上記回転翼の下へ延びる少なくとも１つのターニングベインフラップと、
上記下部胴体部分から上記ターニングベインフラップの下へ放射状に延在する少なくとも１つのグリッドフィンであり、空中輸送装置が垂直飛行モードと水平飛行モードとの間で転換することを可能にする上記グリッドフィンと、を有することを特徴とする空中輸送装置。
【請求項２】
上記回転翼保護アセンブリの外側の周縁部から下方へ延びる着陸装置を更に有することを特徴とする請求項１記載の空中輸送装置。
【請求項３】
上記回転翼保護アセンブリに隣接した下部胴体部分内に取り付けられた動力装置であり、上記下部胴体部分と上記上部胴体部分との間に延在する軸を有する上記動力装置を更に備え、上記回転翼が上記軸に堅く取り付けられることを特徴とする請求項２記載の空中輸送装置。
【請求項４】
上記回転翼保護アセンブリに隣接した上部胴体部分内に取り付けられた燃料タンクを更に有することを特徴とする請求項３記載の空中輸送装置。
【請求項５】
上記燃料タンクが、それに取り付けられるブラダを有し、上記ブラダが上記燃料タンク内の燃料を加圧するために膨らませることができることを特徴とする請求項４記載の空中輸送装置。
【請求項６】
上記燃料タンクから上記動力装置に通ずる燃料ラインであり、上記回転翼保護アセンブリの外側を少なくとも部分的に経由される上記燃料ラインを更に有することを特徴とする請求項５記載の空中輸送装置。
【請求項７】
上記動力装置から上記燃料タンクの内部の上記ブラダに通ずる高圧ラインであり、上記回転翼保護アセンブリの外側を少なくとも部分的に経由される上記高圧ラインを更に有することを特徴とする請求項６記載の空中輸送装置。
【請求項８】
上記上部胴体部分に取り付けられた上部キャップを更に有することを特徴とする請求項７記載の空中輸送装置。
【請求項９】
上記上部キャップの内部に配置された少なくとも１つのセンサを更に有することを特徴とする請求項８記載の空中輸送装置。
【請求項１０】
上記センサが、以下の、すなわち光学センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、無線周波数（ＲＦ）センサ、磁場センサ、化学センサ、音響センサ、及び運動センサの少なくとも１つであることを特徴とする請求項９記載の空中輸送装置。
【請求項１１】
上記上部キャップの内部に配置された少なくとも１つのカメラを更に有することを特徴とする請求項１０記載の空中輸送装置。
【請求項１２】
上記カメラが、以下の、すなわちビデオカメラ、スチールカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルスチールカメラ、カラービデオカメラ、白黒ビデオカメラ、熱探知カメラ、赤外線ビデオカメラ、及び暗視カメラの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１記載の空中輸送装置。
【請求項１３】
上記上部胴体部分の内部に少なくとも１つのマイクロプロセッサを更に有することを特徴とする請求項１２記載の空中輸送装置。
【請求項１４】
上記マイクロプロセッサに接続され、上記上部キャップを通して延在する少なくとも１つのトランシーバを更に有することを特徴とする請求項１３記載の空中輸送装置。
【請求項１５】
上記上部胴体部分の内部に、上記マイクロプロセッサに接続される少なくとも１つの全地球測位衛生システムを更に有することを特徴とする請求項１４記載の空中輸送装置。
【請求項１６】
長手方向軸を規定する胴体と、
上記長手方向軸に垂直な平面で上記胴体の少なくとも一部を囲む回転翼保護アセンブリと、
上記長手方向軸に垂直な平面において上記回転翼保護アセンブリの内部で回転する少なくとも１つの回転翼と、
上記回転翼保護から下方へ延びる少なくとも１つのターニングベインフラップであり、上記回転翼保護に蝶番式に取り付けられた一端を有する上記ターニングベインフラップであり、上記長手方向軸から放射状に延在する放射軸の周りに回転する上記ターニングベインフラップと、
上記胴体から上記ターニングベインフラップの下へ放射状に延在する少なくとも１つのグリッドフィンであり、上記長手方向軸から放射状に延在する中心軸の周りに回転する上記グリッドフィンと、を有することを特徴とする空中輸送装置。
【請求項１７】
上記回転翼保護アセンブリの外側の周縁部から下方へ延びる着陸装置を更に有することを特徴とする請求項１６記載の空中輸送装置。
【請求項１８】
上記回転翼保護アセンブリに隣接した上記胴体内に取り付けられた動力装置であり、上記回転翼保護アセンブリの中へ延びる軸を有する上記動力装置を更に備え、上記回転翼が上記軸に堅く取り付けられることを特徴とする請求項１７記載の空中輸送装置。
【請求項１９】
上記動力装置の反対側に回転翼保護アセンブリに隣接した上記胴体内に取り付けられた燃料タンクを更に有することを特徴とする請求項１８記載の空中輸送装置。
【請求項２０】
上記燃料タンクが、それに取り付けられるブラダを有し、上記ブラダが上記燃料タンク内の燃料を加圧するために膨らませることができることを特徴とする請求項１９記載の空中輸送装置。
【請求項２１】
上記燃料タンクから上記動力装置に通ずる燃料ラインであり、上記回転翼保護アセンブリの外側を少なくとも部分的に経由される上記燃料ラインを更に有することを特徴とする請求項２０記載の空中輸送装置。
【請求項２２】
上記動力装置から上記燃料タンクの内部の上記ブラダに通ずる高圧ラインであり、上記回転翼保護アセンブリの外側を少なくとも部分的に経由される上記高圧ラインを更に有することを特徴とする請求項２１記載の空中輸送装置。
【請求項２３】
上記胴体により規定される上側の端部に取り付けられた上部キャップを更に有することを特徴とする請求項２２記載の空中輸送装置。
【請求項２４】
上記上部キャップの内部に配置された少なくとも１つのセンサを更に有することを特徴とする請求項２３記載の空中輸送装置。
【請求項２５】
以下の、すなわち光学センサ、赤外線（ＩＲ）センサ、無線周波数（ＲＦ）センサ、磁場センサ、化学センサ、音響センサ、及び運動センサの少なくとも１つを更に有することを特徴とする請求項２４記載の空中輸送装置。
【請求項２６】
上記上部キャップの内部に配置された少なくとも１つのカメラを更に有することを特徴とする請求項２５記載の空中輸送装置。
【請求項２７】
上記カメラが、以下の、すなわちビデオカメラ、スチールカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルスチールカメラ、カラービデオカメラ、白黒ビデオカメラ、熱探知カメラ、赤外線ビデオカメラ、及び暗視カメラの少なくとも１つであることを特徴とする請求項２６記載の空中輸送装置。
【請求項２８】
上記胴体の内部に少なくとも１つのマイクロプロセッサを更に有することを特徴とする請求項２７記載の空中輸送装置。
【請求項２９】
上記マイクロプロセッサに接続され、上記上部キャップを通して延在する少なくとも１つのトランシーバを更に有することを特徴とする請求項２８記載の空中輸送装置。
【請求項３０】
上記胴体部分の内部に、上記マイクロプロセッサに接続される少なくとも１つの全地球測位衛生システムを更に有することを特徴とする請求項２９記載の空中輸送装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
発明の概要
本発明によれば、
回転翼保護アセンブリ（rotor guard assembly）と、
上記回転翼保護アセンブリから上方へ延在する上部胴体部分と、
上記回転翼保護アセンブリから下方へ延在する下部胴体部分と、
上記上部胴体部分と上記下部胴体部分との間の回転翼保護アセンブリの内部で回転する少なくとも１つの回転翼と、
上記回転翼保護アセンブリから上記回転翼の下へ延びる少なくとも１つのターニングベインフラップ（turning vane flap）と、
上記下部胴体部分から上記ターニングベインフラップの下へ放射状に延在する少なくとも１つのグリッドフィン（grid fin）であり、空中輸送装置が垂直飛行モードと水平飛行モードとの間で転換することを可能にする上記グリッドフィンと、
を有する空中輸送装置が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明のもう１つの態様においては、
長手方向軸を規定する胴体と、
上記長手方向軸に垂直な平面で上記胴体の少なくとも一部を囲む回転翼保護アセンブリと、
上記長手方向軸に垂直な平面において上記回転翼保護アセンブリの内部で回転する少なくとも１つの回転翼と、
上記回転翼保護から下方へ延びる少なくとも１つのターニングベインフラップであり、上記回転翼保護に蝶番式に取り付けられた一端を有する上記ターニングベインフラップであり、上記長手方向軸から放射状に延在する放射軸の周りに回転する上記ターニングベインフラップと、
上記胴体から上記ターニングベインフラップの下へ放射状に延在する少なくとも１つのグリッドフィンであり、上記長手方向軸から放射状に延在する中心軸の周りに回転する上記グリッドフィンと、
を有する空中輸送装置が提供される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
好ましい実施形態では、燃料タンク５４は、以下に記述される、例えば動力装置４８の排気マニホールド等の、外部のガス源により加圧される密閉ブラダ５８を有している。当然のことながら、ブラダ５８は、動力装置４８へ加圧された燃料の一貫した流れを確保する。図に示されるように、圧力ライン６０が、動力装置４８からブラダ５８へ延びており、燃料ライン５６が燃料タンク５４から動力装置４８へ経由されるように、それへ経由される。好ましくは、燃料タンク５４は、空中輸送装置１０の重心にできるだけ近くに位置付けられる。従って、燃料タンク５４の内部の燃料レベルが飛行中に変化する場合に、空中輸送装置の重心の位置は、著しくは変化しない。
【国際調査報告】
2005533700.tif 000009
2005533700.tif 000010
2005533700.tif 000011