(57)【要約】  抗力を低減するとともに、太陽電池パネルが収集する太陽エネルギーを大きくする山型太陽電池パネル群を含む空中輸送手段、及び関連する空力構造が提供される。空中輸送手段は、機体と、そして該機体に搭載され、かつ機体の外側表面を画定する太陽電池パネルと、を含むことができる。太陽電池パネルは、長さ方向に延設される複数の山型構造を含むことができる。山型構造群は、外側表面に沿って流れる空気流の大部分が、長さ方向に流れるように配置することができる。複数の山型構造は、それぞれの谷部を挟んで離間する複数の長さ方向延設突起または長さ方向延設突起を含むことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体と、
機体に搭載され、かつ機体の外側表面を画定する太陽電池パネルと
を備え、太陽電池パネルは、流れ方向に延設される複数の山型構造を備え、山型構造は、外側表面に沿って流れる空気流の大部分が、流れ方向に流れるように配置される、空中輸送手段。
【請求項２】
山型構造は、流れ方向が所定の空気流方向に平行になるように配置される、請求項１に記載の空中輸送手段。
【請求項３】
複数の山型構造は、各谷部を挟んで離間する複数の長さ方向延設突起を含む、請求項１に記載の空中輸送手段。
【請求項４】
機体は翼を含み、太陽電池パネルは、翼の後縁に近接する翼の上側部分の外側表面を画定する、請求項１に記載の空中輸送手段。
【請求項５】
機体は胴体を含み、太陽電池パネルは、胴体の上側部分の外側表面を画定する、請求項１に記載の空中輸送手段。
【請求項６】
燃料効率を高める方法であって、
機体に搭載され、かつ機体の外側表面を画定する太陽電池パネルを設けるステップであって、流れ方向に延設される複数の山型構造を有する太陽電池パネルを設け、これらの山型構造が、外側表面に沿って流れる空気流の大部分が流れ方向に流れるように配置されるステップと、
光エネルギーを太陽電池パネルで受光するステップと、
光エネルギーの少なくとも或る部分を電気エネルギーに変換するステップと
を含む方法。
【請求項７】
太陽電池パネルを設けるステップでは、流れ方向が所定の空気流方向に平行になるように配置される山型構造を有する太陽電池パネルを設ける、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
太陽電池パネルを設けるステップでは、各谷部を挟んで離間する複数の流れ方向延設突起を備える複数の山型構造を有する太陽電池パネルを設ける、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
機体は翼を含み、太陽電池パネルを設けるステップでは、太陽電池パネルが翼の後縁に近接する翼の上側部分の外側表面を画定するように、太陽電池パネルを設ける、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
機体は尾翼を含み、太陽電池パネルを設けるステップでは、太陽電池パネルが尾翼の後縁に近接する尾翼の上側部分の外側表面を画定するように、太陽電池パネルを設ける、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は概して、空中輸送手段、及び関連する空力構造に関するものであり、特に電気エネルギーを生成する太陽電池パネルを有する空中輸送手段、及び関連する空力構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料コストが上昇している状況では、航空機の燃料効率を更に高める、すなわち航空機が同じ量の燃料、またはより少ない燃料を消費しながら少なくとも同じ距離を飛行する、またはより遠くまで飛行する要求が益々強くなっている。燃料効率が更に高くなることにより、保有航空機の燃料消費に関連するコストが低減され、そして環境に及ぼす悪影響がそれに応じて低減される。更に、同じ量の燃料を積載する航空機の燃料効率が高くなると、積載量をより大きくすることができ、そして／または航続距離または航続時間をより長くすることができる。燃料効率を高めた航空機を製造するために、抗力を低減する、従って航空機の燃料効率を高める多種多様な技術が検討され、そして幾つかの例では、実施されている。
【０００３】
航空機の燃料効率を高め、そして化石燃料への航空機の依存度を低くすることに関連して考案された別の技術では、太陽エネルギーを収集し、そして太陽エネルギーを利用することにより、航空機に少なくとも部分的に給電する。この点に関して、太陽電池を航空機の外側表面に搭載する構成が考案されている。しかしながら、太陽エネルギーを太陽電池で収集することにより利益がもたらされるにも拘わらず、太陽電池は普通、航空機の重量及び抗力を大きくし、それに応じて、航空機の燃料効率を低下させるので不利である。更に、太陽電池のエネルギー変換効率が比較的低く、かつ太陽電池の表面積対出力電力比が比較的高いことによっても、航空機の代替えエネルギー源としての太陽電池の利用性が制限される。
【０００４】
以上のようなことから、太陽エネルギーの収集を、少なくともかなりの程度に利用することにより、運転コストを低減し、そして環境への悪影響を低減することができる高燃料効率航空機を開発することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
燃料効率を高めることができる空中輸送手段、及び関連する空力構造が、本開示の実施形態群に従って提供される。この点に関して、本開示の実施形態群における空中輸送手段、空力構造、及び関連する方法は、抗力を低減するとともに、太陽電池パネルが収集する太陽エネルギーを大きくする山型太陽電池パネル群を含むことができる。抗力を低減することにより、そして太陽電池パネルが収集する太陽エネルギーから生成することができる電気エネルギーを大きくすることにより、本開示の実施形態群における空中輸送手段、空力構造、及び関連する方法は、燃料効率を更に高くするように作用することができる。
【０００６】
１つの実施形態では、機体と、そして該機体に搭載され、かつ機体の外側表面を画定する太陽電池パネルと、を含む空中輸送手段が提供される。太陽電池パネルは、流れ方向に延設される複数の山型構造を含む。山型構造群は、外側表面に沿って流れる空気流の大部分が、流れ方向に流れるように配置される。この点に関して、山型構造群は、流れ方向が所定の空気流方向に平行になるように配置することができる。複数の山型構造は、それぞれの谷部を挟んで離間する複数の流れ方向延設突起または長さ方向延設突起を含むことができる。１つの実施形態では、複数の山型構造は同じとすることができる。
【０００７】
機体は、太陽電池パネルが取り付けられた翼を含むことができ、太陽電池パネルは、翼の後縁に近接する翼の上側部分の外側表面を画定する。別の実施形態では、機体は、太陽電池パネルが取り付けられた尾翼を含み、太陽電池パネルは、尾翼の後縁に近接する尾翼の上側部分の外側表面を画定する。更に別の実施形態では、機体は、太陽電池パネルが取り付けられた胴体を含み、太陽電池パネルは、胴体の上側部分の外側表面を画定する。
【０００８】
別の実施形態では、所定の空気流方向の空気流を支えるように構成される空力面と、そして空力面の一部を画定する太陽電池パネルと、を含む空力構造が提供される。太陽電池パネルは、所定の空気流方向に延設される複数の山型構造を含む。複数の山型構造は、それぞれの谷部を挟んで離間する複数の流れ方向延設突起を含むことができる。複数の山型構造は１つの実施形態では、同じとすることができる。
【０００９】
１つの実施形態では、空力構造は、太陽電池パネルが取り付けられた翼であり、太陽電池パネルは、翼の後縁に近接する翼の上側部分の外側表面を画定する。別の実施形態では、空力構造は、太陽電池パネルが取り付けられた尾翼であり、太陽電池パネルは、尾翼の後縁に近接する尾翼の上側部分の外側表面を画定する。更に別の実施形態では、空力構造は、太陽電池パネルが取り付けられた胴体であり、太陽電池パネルは、胴体の上側部分の外側表面を画定する。
【００１０】
別の実施形態では、機体に搭載され、かつ該機体の外側表面を画定する太陽電池パネルを設ける方法が開示される。この実施形態の方法によれば、光エネルギーを太陽電池パネルで受光し、そして光エネルギーの少なくとも或る部分を電気エネルギーに変換する。太陽電池パネルを設けるに当たって、流れ方向に延設される複数の山型構造を有する太陽電池パネルを設けることができ、これらの山型構造は、外側表面に沿って流れる空気流の大部分が、流れ方向に流れるように配置される。１つの実施形態では、太陽電池パネルは、流れ方向が所定の空気流方向に平行になるように配置される山型構造群を有するように設けられる。複数の山型構造は、それぞれの谷部を挟んで離間する複数の長さ方向延設突起を含むことができる。太陽電池パネルを設けるに当たって、太陽電池パネルは、１つの実施形態では、複数の同一山型構造を有するように設けることができる。
【００１１】
１つの実施形態では、機体は、太陽電池パネルを設けるステップにおいて、太陽電池パネルを設けて、太陽電池パネルが、翼の後縁に近接する翼の上側部分の外側表面を画定するように構成される翼である。機体が尾翼を含む別の実施形態では、太陽電池パネルを設けるステップにおいて、太陽電池パネルを設けて、太陽電池パネルが、尾翼の後縁に近接する尾翼の上側部分の外側表面を画定するようにする。機体が胴体である更に別の実施形態では、太陽電池パネルを設けるステップにおいて、太陽電池パネルを設けて、太陽電池パネルが、胴体の上側部分の外側表面を画定するようにする。
【００１２】
説明してきた特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において個別に達成することができ、そして更に他の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態の更なる詳細は、以下の記載、及び図面を参照することにより理解することができる。
【００１３】
空中輸送手段は：
機体と；
該機体に搭載され、かつ機体の外側表面を画定する太陽電池パネルと、を備え、該太陽電池パネルは、流れ方向に延設される複数の山型構造を備え、そして該山型構造群は、外側表面に沿って流れる空気流の大部分が、流れ方向に流れるように配置される。
【００１４】
上記構成では、山型構造群は、流れ方向が所定の空気流方向に平行になるように配置される。
【００１５】
上記構成では、複数の山型構造は、それぞれの谷部を挟んで離間する複数の長さ方向延設突起を含む。
【００１６】
上記構成では、複数の山型構造は同一である。
【００１７】
上記構成では、機体は翼を含み、そして太陽電池パネルは、翼の後縁に近接する翼の上側部分の外側表面を画定する。
【００１８】
上記構成では、機体は尾翼を含み、そして太陽電池パネルは、尾翼の後縁に近接する尾翼の上側部分の外側表面を画定する。
【００１９】
上記構成では、機体は胴体を含み、そして太陽電池パネルは、胴体の上側部分の外側表面を画定する。
【００２０】
空力構造は：
所定の空気流方向の空気流を支えるように構成される空力面と；そして
空力面の一部を画定する太陽電池パネルと、を備え、太陽電池パネルは、所定の空気流方向に延設される複数の山型構造を含む。
【００２１】
上記構成では、複数の山型構造は、それぞれの谷部を挟んで離間する複数の流れ方向延設突起を含む。
【００２２】
上記構成では、複数の山型構造は同一である。
【００２３】
上記構成では、空力構造は翼を含み、そして太陽電池パネルは、翼の後縁に近接する翼の上側部分の外側表面を画定する。
【００２４】
上記構成では、空力構造は尾翼を含み、そして太陽電池パネルは、尾翼の後縁に近接する尾翼の上側部分の外側表面を画定する。
【００２５】
上記構成では、空力構造は胴体を含み、そして太陽電池パネルは、胴体の上側部分の外側表面を画定する。
【００２６】
１つの方法は：
機体に搭載され、かつ該機体の外側表面を画定する太陽電池パネルを設けるステップであって、太陽電池パネルを設けるステップでは、流れ方向に延設される複数の山型構造を有する太陽電池パネルを設け、これらの山型構造が、外側表面に沿って流れる空気流の大部分が流れ方向に流れるように配置されるステップと；
光エネルギーを太陽電池パネルで受光するステップと；
光エネルギーの少なくとも或る部分を電気エネルギーに変換するステップと、を含む。
【００２７】
上記構成では、太陽電池パネルを設けるステップにおいて、流れ方向が所定の空気流方向に平行になるように配置される山型構造群を有する太陽電池パネルを設ける。
【００２８】
上記構成では、太陽電池パネルを設けるステップにおいて、それぞれの谷部を挟んで離間する複数の流れ方向延設突起を備える複数の山型構造を有する太陽電池パネルを設ける。
【００２９】
上記構成では、太陽電池パネルを設けるステップにおいては更に、複数の同一山型構造を有する太陽電池パネルを設ける。
【００３０】
上記構成では、機体は翼を含み、そして太陽電池パネルを設けるステップにおいて、太陽電池パネルを設けて、太陽電池パネルが、翼の後縁に近接する翼の上側部分の外側表面を画定するようにする。
【００３１】
上記構成では、機体は尾翼を含み、そして太陽電池パネルを設けるステップにおいて、太陽電池パネル設けて、太陽電池パネルが、尾翼の後縁に近接する尾翼の上側部分の外側表面を画定するようにする。
【００３２】
上記構成では、機体は胴体を含み、そして太陽電池パネルを設けるステップにおいて、太陽電池パネルを設けて、太陽電池パネルが、胴体の上側部分の外側表面を画定するようにする。
【００３３】
これまで、本開示の実施形態について概略を説明してきたが、次に、必ずしも寸法通りには描かれていない添付の図面を参照することとする。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本開示の実施形態による翼、尾翼、及び胴体の一部に取り付けられる山型太陽電池パネル群を有する航空機の斜視図である。
【図２】図２は、本開示の実施形態による後縁に近接する太陽電池パネル群を有する翼の一部の部分斜視図である。
【図３】図３は、本開示の実施形態による太陽電池パネルの斜視図である。
【図４ａ】図４ａは、本開示の実施形態による異なる山型構造の模式図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本開示の実施形態による異なる山型構造の模式図である。
【図４ｃ】図４ｃは、本開示の実施形態による異なる山型構造の模式図である。
【図４ｄ】図４ｄは、本開示の実施形態による異なる山型構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
次に、本開示は、添付の図面を参照しながら以下に更に完全に説明されることになるが、これらの図面では、全ての実施形態ではないが、幾つかの実施形態が示される。実際、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、そして本発明を、本明細書において開示される実施形態に限定するものとして捉えられるべきではない；限定するのではなく、これらの実施形態は、本開示が、適用可能な法的要件を満たすように提供される。同様の参照番号は、同様の構成要素を、図面全体を通じて指している。
【００３６】
図１を参照するに、１つの実施形態による空中輸送手段１０が図示されている。図示の実施形態の空中輸送手段は航空機であるが、ミサイルを含む多種多様な他の種類の空中輸送手段を本開示の実施形態に従って用いることができる。航空機の場合においても、本開示の実施形態の航空機は、民間航空機及び軍用航空機、及び有人及び無人航空機を含み、広範に形を変えることができる。
【００３７】
空中輸送手段１０は機体を含み、この機体が今度は、１つ以上の航空翼のような１つ以上の空力構造を含む。図１の航空機に関して、各翼１２、各尾翼１４、及び胴体１６は、機体を構成することができるだけでなく、各々は、異なる空力構造である。この点に関して、少なくとも翼及び尾翼は、空気流をこれらの翼に沿って誘導する航空翼として機能する。各空力構造は、航空機の機体前部から航空機の機体後部に延びる方向のような所定の空気流方向の空気流を支えるように構成される空力面を含む。所定の空気流方向は、流れ方向（ｓｔｒｅａｍｗｉｓｅ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）とも表記される。
【００３８】
図１に示すように、空中輸送手段１０は更に、機体に搭載される太陽電池パネル、または複数の太陽電池パネル２６を含むことができる。当該太陽電池パネルは、機体の外側表面を画定するので、太陽エネルギーだけでなく、機体に沿って空中輸送手段の飛行中に流れる空気流に曝されることになる。この点に関して、太陽電池パネルは従って、対応する空力構造の空力面の一部を画定する。図１に示すように、翼群１２、尾翼群１４、エンジンナセル群１５、及び胴体１６の各々は、該当する空力面の一部を画定する太陽電池パネル群を含むことができる。図１に示すように、そして図２に詳細に示すように、空力構造が、翼１２のような航空翼２０である例では、太陽電池パネル２６は、翼の上側部分の外側表面を画定することができる。従って、翼の太陽電池パネルは、太陽エネルギーに飛行中に曝されるだけでなく、翼の上側表面に沿って流れる空気に曝される。太陽電池パネルは、翼の上側部分の外側表面全体を画定することができるが、１つの実施形態の太陽電池パネルは、翼の上側部分の一部の外側表面のみを画定することができ、この場合、翼の上側部分の残りの部分は、従来通りに、例えば航空機の比較的平坦な金属外板、または複合材外板によって画定される。
【００３９】
１つの実施形態では、航空翼２０または他の空力構造に沿って流れる空気流は、前縁２２から層流として始まり、この場合、当該流れは、空力構造の中央部分で乱流になり、そして乱流として後縁２４まで続く。空力面に沿って流れる乱流によって普通、同じ空力面に沿って流れる層流よりも大きい抗力が生じる。太陽電池パネル２６は、抗力を低減するように構成されるので、１つの実施形態の太陽電池パネルは、太陽電池パネルを設けない場合には、空力面のうちの後縁に近接する部分のような、空力面のうちの当該表面に沿って発生する乱流を受けることになる部分を画定する。例えば、太陽電池パネルは、太陽電池パネルを設けない場合には、空力面のうちの当該表面に沿って発生する乱流を受けることになる殆どの部分または全部分を画定することができる。これとは異なり、太陽電池パネルは、空力面のうちの前縁に近接する部分のような、空力面のうちの当該表面に沿って発生する層流を受ける全ての部分を画定してもよいが、そのようにする必要はなく、その理由は、抗力を低減することができる太陽電池パネルの能力が、太陽電池パネルを設けない場合に乱流を受けるこれらの領域におけるよりも有用性に劣るからである。１つの実施形態では、翼群の一部を画定する太陽電池パネル群は、該当する航空翼の後縁から、航空翼の翼弦線２５により定義される長さ方向に、航空翼の中央部分まで延設されて、翼群の上側部分の外側表面の４０％〜５０％のような航空翼の外側表面の最大約４０％〜５０％を覆うことができる。
【００４０】
図１及び２に示す実施形態によれば、太陽電池パネル２６は、翼１２の上側部分のうちの翼の後縁２４に近接する部分の外側表面を画定する。図２に示すように、例えば太陽電池パネルは、翼の後縁から翼の翼弦線２５により定義される長さ方向に、翼の前縁２２にまでではなく翼の中央部分にまで延設することができる。
【００４１】
図１に示すように、尾翼１４、エンジンナセル１５、及び胴体１６は更に、太陽電池パネル２６をこれらの上側部分に含むことができる。水平尾翼及び胴体の上側部分の外側表面を画定する太陽電池パネル群は、水平尾翼及び胴体の上側部分の外側表面全体を画定するようにしてもよいが、これらの太陽電池パネルは、１つの実施形態では、尾翼及び胴体の上側部分の一部の外側表面のみを画定するようにすることができる。図示の実施形態では、例えば尾翼の上側部分の外側表面を画定する太陽電池パネルは、尾翼の後縁に近接し、そして機体前方に向かって、尾翼の翼弦線２５により定義される長さ方向に、尾翼の前縁にまでではなく尾翼の中央部分にまで延設される。上に説明した翼の場合と同じように、太陽電池パネルによって画定される水平尾翼の外側表面は、水平尾翼の上側部分の最大４０％〜５０％を占めることができるが、他の実施形態では、水平尾翼の上側部分のより大きな、またはより小さな百分率を占める太陽電池パネルを搭載することができる。垂直尾翼（群）に関しては、太陽電池パネル群は同様に、垂直尾翼（群）の両側の外側表面の最大４０％〜５０％を占めることができる。胴体に関しては、１つの実施形態の太陽電池パネル群は、機首及びパイロット窓領域を除く略筒状の胴体の上側半分の外側表面を画定することができる。更に、１つの実施形態のエンジンナセルはまた、太陽電池パネル群を、当該エンジンナセルの上側半分の外側表面に含むことができる。
【００４２】
多種多様な異なる種類の太陽電池パネル２６は、機体に搭載することができる。太陽電池パネル群は、太陽エネルギーを吸収し、そして電気エネルギーへの太陽エネルギーの変換を容易にするように構成される何れかの表面デバイスとすることができる。例えば、太陽電池パネル群は、太陽電池セル群、太陽電池セルアレイ群、太陽電池フィルム群、または下地構造の上に堆積させることができる他の太陽エネルギー材料とすることができ、これらの要素の全ては、本明細書においてｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌｓ（太陽電池パネル群）と総称される。太陽電池セル群、及び結果として得られる太陽電池パネル群は、例えばシリコン（Ｓｉ）太陽電池セル群、または砒化ガリウム／ゲルマニウム（ＧａＡｓ／Ｇｅ）太陽電池セル群を含む種々の材料により形成することができる。図３に示すように、１つの実施形態の太陽電池パネルは、複数の山型構造を含むことができ、これらの山型構造は、空力構造の外側表面を画定し、かつ空力面凹凸を形成する。空力構造の外側表面を形成することにより、山型構造は、太陽電池パネルにより少なくとも部分的に画定される空力面に沿って流れる空気流に曝されるようになる。空気流の流れを容易にするために、複数の山型構造は、外側表面に沿って流れる空気流の大部分が、矢印−太陽電池パネルに沿って流れる空気流を表わす図３の番号２７−で示すように、これらの山型構造が延設されるのと同じ長さ方向に流れるように配置される。実際、１つの実施形態では、複数の山型構造は、空力面に平行に延設される、またはそれ以外には、空気が空力面に沿って飛行中に流れると予測される所定の空気流方向に延設される。別の表現をすると、１つの実施形態の複数の山型構造は、航空翼の翼弦線２５に平行に、またはそれ以外には、当該翼弦線２５と同じ方向に延設される。
【００４３】
複数の山型構造は、長さ方向に延設される複数の平行突起２８、例えばそれぞれの谷部３０を挟んで離間する複数の山型部を含む。図示の実施形態に示すように、長さ方向に延設され、かつ該当する山型構造を形成する突起は、長さ方向に太陽電池パネル２６の長さに亘って連続的に延在することができる。複数の山型構造は、多種多様な形状を有することができ、図４ａ〜４ｄには山型構造が４つの例が描かれている。しかしながら、これらの山型構造は、他の形状を他の実施形態において有することができる。１つの実施形態では、例えば図４ｂ及び４ｄに示すように、複数の山型構造は、形状、サイズ、及び間隔について同じとすることができる。しかしながら、図４ａ及び４ｃに示すような他の実施形態では、これらの山型構造は、形状、サイズ、間隔などに関して互いに異ならせることができる。山型構造の形状は、例えば空中輸送手段１０の予測速度を含む多種多様な要素に応じて異ならせることができるが、１つの実施形態の山型構造は、０．０３ｍｍ〜０．０７ｍｍの範囲の高さ、及び０．０３ｍｍ〜０．０７ｍｍの範囲の突起間の中心間距離を有する突起群を含む。１つの実施形態では、山型構造は、突起間の中心間距離に等しい高さを有する突起群を含む。
【００４４】
太陽電池パネル２６は、図２の実施形態では、空力面の残りの部分よりも上方に突出する突起群２８を有するものとして描かれているが、太陽電池パネルは、そうではなく、空力構造の内部に収まるように形成することができるので、これらの突起のピーク部分は、空力面の残りの部分よりも高くなることがなく、これらの突起が空力面の残りの部分を超えて、または残りの部分よりも上方に突出することがない。突起群が空力面の残りの部分よりも上方に突出する例では、太陽電池パネルの前縁を屈曲させることができる、またはそれ以外には、太陽電池パネルの直ぐ前方に位置する空力面の比較的平坦な表面から、空力面よりも上方に突出する突起群を含む山型構造になだらかに移行させることができる。谷部は、空力面の残りの部分に対して異なる相対位置に配置することができるが、この実施形態では、これらの谷部のうちの最も下方に位置する谷部は、太陽電池パネルの直ぐ前方に位置する空力面の該当する部分と同じ高さとするか、または連続させることができる。太陽電池パネルを含む空力構造は種々の方法で形成することができる。例えば、空力構造は、太陽電池パネルを空力構造の残りの部分に組み込むことにより、または残りの部分と一体化することにより形成することができる。別の構成として、太陽電池パネルは、既に組み立てられている空力構造に、例えば機械ファスナー、接着剤などによって取り付けることができる。更には、別の実施形態の太陽電池パネルは、空力面に載置することができる。
【００４５】
山型構造を空力構造の或る部分の外側表面に沿って組み込むことにより、空中輸送手段１０の抗力を低減することができ、それに応じて、空中輸送手段の燃料効率を高めることができる。理論に拘束されないとすると、山型構造によって実現する抗力の低減は、流体の渦領域または渦が発生して、この渦領域または渦が、空力構造の外側表面全体ではなく、突起群２８のピーク部にしか接触しないので摩擦が低減され、空力構造に沿った空気の流れがより速くなることに少なくとも部分的に起因する。更に、山型構造の向きが、空力構造に沿った予測空気流の向きに一致することによって、流線状の空気流の流れを拘束し、そして流線間のスパン方向の相互作用を制限するようにも作用し、スパン方向の相互作用が制限されない場合には、結果として生じる抗力が大きくなってしまう。
【００４６】
空中輸送手段１０の抗力を低減する他に、太陽電池パネル２６の山型構造によって、太陽電池パネルによる太陽エネルギー収集効率を、同じ外部寸法を有する平面状太陽電池パネルよりも向上させることもできる。この点に関して、山型構造によって、太陽エネルギーを受光するように構成される太陽電池パネルの表面積を大きくすることができる。更に、太陽電池パネルの山型構造によって、太陽電池パネルが光線から太陽エネルギーを収集する際の効率を高めることもでき、光線は、それ以外にも、太陽電池パネルに図３の破線で示すような比較的浅い角度で衝突し、この破線は、入射光線が反射され、そして次に、太陽電池パネルによって捕捉される様子を示している。更に、山型構造によって得られる太陽電池パネルの凹凸によって、軽い粒子をこの太陽電池パネルの表面から遠ざかる方向に反射することができ、そして付加的な光エネルギーを捕捉することができる。一旦、捕捉されると、光エネルギーの少なくとも一部を電気エネルギーに変換することができる。今度は、この電気エネルギーを利用することにより、電力を空中輸送手段に供給して、空中輸送手段の動力を補完するか、または電力を空中輸送手段に搭載される種々のシステムに向けて供給することができる。何れの例においても、本開示の実施形態の山型太陽電池パネルが光エネルギーを収集し、そして変換する際の効率が高くなることによって、空中輸送手段の燃料効率を更に高めることができる。空中輸送手段の燃料効率を高めることにより、空中輸送手段に関連する燃料コストを低減することができ、積載物の可搬量を所定の燃料搭載量の場合に低減することができ、そして／または航続距離または航続時間を所定の燃料搭載量の場合に長くすることができる。更に、付加的な太陽エネルギーを収集することによって、化石燃料または他の燃料に対する依存度を低くすることができ、かつオール電化空中輸送手段（ａｌｌ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｉｒ  ｖｅｈｉｃｌｅ）だけでなく、太陽エネルギーを利用して航空機が必要とする電気エネルギーを補完するハイブリッド型太陽エネルギー駆動航空機（ｈｙｂｒｉｄ  ｓｏｌａｒ  ｐｏｗｅｒｅｄ  ａｉｒｃｒａｆｔ）の開発を促進することができる。
【００４７】
本開示の多くの変形、及び他の実施形態は、これらの実施形態に関連し、かつこれまでの説明、及び関連する図面に提示される教示の恩恵を受けるこの技術分野の当業者であれば、想到し得るであろう。従って、本開示は、開示される特定の実施形態に限定されず、そして変形及び他の実施形態は、添付の請求項の範囲に含まれるべきであることを理解されたい。例えば、例示の実施形態の空中輸送手段１０は、太陽電池パネル群を、設けない場合には乱流を受ける部分のような外側表面の一部分にのみ含んでいるが、本明細書において、太陽電池パネル群が無いものとして図示される外側表面の他の部分は、太陽電池パネル群を含むようにしてもよく、しかしながらこの場合は、太陽電池パネル群は、山型表面とは異なるなだらかな表面を有することにより、太陽エネルギー収集効率を更に高めるようにする。このように、前縁に近接する部分のような空力面のうちの層流を支える部分も１つの実施形態においては、なだらかな外側表面を有する太陽電池パネル群を含むことができる。特定の用語を本明細書において用いているが、これらの用語は、単に一般的かつ記述的な意味として用いられ、本発明を限定するために用いられるのではない。
【図１】
2013519591.tif 000003
【図２】
2013519591.tif 000004
【図３】
2013519591.tif 000005
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2013519591.tif 000007
【図４Ｃ】
2013519591.tif 000008
【図４Ｄ】
2013519591.tif 000009
【国際調査報告】
2013519591.tif 000010
2013519591.tif 000011