(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの垂直軸二重反転プロペラの上に少なくとも１つのモータを備えるフライングマシンであって、前記プロペラのブレードは、前記モータによって前記プロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、前記プロペラは、共通の回転軸を共有し、且つ外周縁部を有し、前記プロペラの前記外周縁部の半径方向内側の位置で、前記プロペラの上のマシン上に共に搭載された座席とハンドルバーを備え、前記プロペラは、周縁スカートによって囲まれていて、前記スカートにおける複数のダクトが、使用中に、前記プロペラに空気を供給し、
前記スカートは、複数の垂直に離間したリングを備え、前記リング間の隙間は、使用中に、前記プロペラに空気を供給する前記ダクトとして機能する、マシン。
【請求項２】
前記プロペラは、使用中に各プロペラが同じ揚力を生成するように、各プロペラに入る空気流の如何なる差をも調節するよう、前記プロペラの特性が変えられるように構成される請求項１に記載のマシン。
【請求項３】
変えられ得るのは、前記プロペラブレードのピッチである請求項１に記載のマシン。
【請求項４】
２つのモータを備える請求項１から３のいずれか1項に記載のマシン。
【請求項５】
前記２つのモータは、前記モータからの出力駆動力を前記プロペラに伝達するように働く単一駆動手段に接続される請求項４に記載のマシン。
【請求項６】
前記モータはそれぞれ、他方のモータ無しに、一方のモータが前記駆動手段を駆動することを可能にするように働く各一方向クラッチを介して前記駆動手段に接続される請求項５に記載のマシン。
【請求項７】
前記ハンドルバーは、前記プロペラの回転軸から予め定める一方向において横方向に離間し、前記座席は、前記プロペラの前記回転軸から前記一方向とは対向する方向において横方向に離間する請求項１から６のいずれか1項に記載のマシン。
【請求項８】
前記ハンドルバーの少なくとも一部の動きは、マシンのヨーを制御するように働く請求項１から７のいずれか1項に記載のマシン。
【請求項９】
マシンに対する前記ハンドルバーの回転は、マシンのヨーを制御する請求項８に記載のマシン。
【請求項１０】
テールロータを備え、前記ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために前記テールロータを制御するように働く請求項８または請求項９に記載のマシン。
【請求項１１】
前記ハンドルバーは、前記テールロータの回転速度を制御するように働く請求項１０に記載のマシン。
【請求項１２】
前記ハンドルバーは、マシンをヨーイングさせるトルク反作用を誘発するために前記二重反転プロペラの特性を変えるように働く請求項８、９、または１１のいずれか1項に記載のマシン。
【請求項１３】
前記ハンドルバーは、前記トルク反作用を誘発するために、各二重反転プロペラのブレードのコレクティブピッチ間の差を制御する請求項１２に記載のマシン。
【請求項１４】
前記ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために、１つのプロペラだけのブレードのコレクティブピッチを制御する請求項１３に記載のマシン。
【請求項１５】
前記ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために、前記プロペラの相対的な回転速度を制御する請求項１０から１４のいずれか１項に記載のマシン。
【請求項１６】
少なくとも１つのスロットルレバーを備え、前記少なくとも１つのスロットルレバーの動きは、前記モータの速度を制御する請求項１から１５のいずれか１項に記載のマシン。
【請求項１７】
前記ハンドルバーは、ツイストグリップを備え、前記ツイストグリップの回転は、生成される揚力を制御するために、少なくとも１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチを制御する請求項１から１６のいずれか１項に記載のマシン。
【請求項１８】
前記プロペラのブレードのコレクティブピッチを変えるように働くコレクティブピッチ機構を備え、前記機構は、前記プロペラのブレードに連結したスワッシュプレートを備え、前記プロペラブレードに対する前記スワッシュプレートの動きは、前記プロペラブレードのピッチを変えるように、前記プロペラブレードをその長手軸を中心に回転させる請求項１から１７のいずれか１項に記載のマシン。
【請求項１９】
前記スワッシュプレートは、前記プロペラの回転軸に平行な方向に直線状に動くように構成され、この直線運動は、前記スワッシュプレートを前記ブレードに連結するリンク機構によって前記ブレードの回転運動に変換される請求項１８に記載のマシン。
【請求項２０】
各プロペラは、各スワッシュプレートに関連する請求項１８または１９に記載のマシン。
【請求項２１】
１つのスワッシュプレートの動きを他のスワッシュプレートに伝達する伝達スワッシュプレートを備える請求項２０に記載のマシン。
【請求項２２】
アクチュエータは、１つのスワッシュプレートの動きを実施するために設けられ、前記スワッシュプレートの動きは、両方のプロペラのブレードのコレクティブピッチが１つのアクチュエータによって同時に制御されるように、前記伝達スワッシュプレートによって他のスワッシュプレートに伝達される請求項２１に記載のマシン。
【請求項２３】
各スワッシュプレートの動きは、１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチが、他のプロペラのブレードのコレクティブピッチと独立に制御されるように、各アクチュエータによって制御される請求項２０に記載のマシン。
【請求項２４】
前記リングは、エアロフォイル形状横断面である請求項１に記載のマシン。
【請求項２５】
マシンのベースは、飛行中でないときに、マシンが載る複数のランナを備える請求項１から２４のいずれか１項に記載のマシン。
【請求項２６】
マシンのベースは、飛行中でないときに、マシンの動きを容易にする中央に搭載されたハブを備える請求項１から２５のいずれか１項に記載のマシン。
【請求項２７】
前記ハブは、マシンのベースのソケット内に回転可能に搭載されたボールを備える請求項２６に記載のマシン。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、搬送される荷重の下に配置された対の二重反転垂直軸プロペラを備えるフライングマシンに関する。
ユーザがプラットフォーム上に立ち、プラットフォームの下に、地表からプラットフォームを持上げる揚力を生成するプロペラが搭載されるフライングプラットフォームを備えるフライングマシンを提供することが提案されてきた。プラットフォームは、ユーザが把持する周縁ハンドレールを備え、ユーザは、プラットフォームの傾きを制御して、プラットフォームの進む方向を制御するために、自分の体重のかけ方を調整する。こうしたフライングプラットフォームは、Ａｒｔｈｕｒ  Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ等による米国特許第２９５３３２１号に提案されている。こうしたプラットフォームはまた、１９４０年代および１９５０年代にＣｈａｒｌｅｓ  Ｚｉｍｍｅｒｍａｎによって提案された。
【０００２】
フライングプラットフォームの基本原理は、そうした早期の提案によって確立されたが、商業的に実用的でかつより容易に制御可能なバージョンは実現されなかった。
本出願は、先に提案された非常に基本的なフライングプラットフォームが現実の世界で非実用的であることおよびフライングプラットフォームの問題を解決することに関する研究に由来している。
【０００３】
本発明の第１の局面によれば、少なくとも１つのモータおよび２つの垂直軸二重反転プロペラを備えるフライングマシンが提供され、プロペラのブレードは、モータによってプロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、マシンは、プロペラの外周縁部の半径方向内側の位置で、プロペラの上のマシン上に共に搭載された座席とハンドルバーを備える。
【０００４】
好ましくは、プロペラは、使用中に各プロペラが実質的に同じ揚力を生成するように、各プロペラに入る空気流における如何なる差をも調節するよう、プロペラの特性が変えられるように構成される。
【０００５】
好ましくは、変えられるのは、プロペラブレードのピッチである。
好ましくは、マシンは、２つのモータを備える。
好ましくは、２つのモータは、モータからの出力駆動力をプロペラに伝達するように働く単一の駆動手段に接続される。
【０００６】
好ましくは、モータはそれぞれ、他方のモータ無しに、一方のモータが駆動手段を駆動することを可能にするように働く各一方向クラッチを介して駆動手段に接続される。
好ましくは、ハンドルバーは、プロペラの回転軸から一方向において横方向に離間し、座席は、プロペラの回転軸から対向方向において横方向に離間する。
【０００７】
好ましくは、ハンドルバーの少なくとも一部の動きは、マシンのヨーを制御するように働く。
好ましくは、マシンに対するハンドルバーの回転は、マシンのヨーを制御する。
【０００８】
一実施形態では、マシンは、テールロータを備え、ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するためにテールロータを制御するように働く。
好ましくは、ハンドルバーは、テールロータの回転速度を制御するように働く。
【０００９】
別の実施形態では、ハンドルバーは、マシンをヨーイングさせるトルク反作用を誘発するために二重反転プロペラの特性を変えるように働く。
好ましくは、ハンドルバーは、トルク反作用を誘発するために、それぞれの二重反転プロペラのブレードのコレクティブピッチにおける差を制御する。
【００１０】
好ましくは、ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために、１つのプロペラだけのブレードのコレクティブピッチを制御する。
ハンドルバーは、別法としてまたは付加的に、マシンのヨーを制御するために、プロペラの相対的な回転速度を制御してもよい。
【００１１】
好ましくは、マシンは、少なくとも１つのスロットルレバーを備え、少なくとも１つのスロットルレバーの動きは、モータ（複数可）の速度を制御する。
好ましくは、ハンドルバーは、ツイストグリップを備え、ツイストグリップの回転は、生成される揚力を制御するために、少なくとも１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチを制御する。
【００１２】
好ましくは、マシンは、プロペラのブレードのコレクティブピッチを変えるように働くコレクティブピッチ機構を備え、その機構は、プロペラのブレードに連結したスワッシュプレートを備え、プロペラブレードに対するスワッシュプレートの動きは、プロペラブレードのピッチを変えるように、プロペラブレードをその長手軸を中心に回転させる。
【００１３】
好ましくは、スワッシュプレートは、プロペラの回転軸に平行な方向に直線状に動くように構成され、この直線運動は、スワッシュプレートをブレードに連結するリンク機構によってブレードの回転運動に変換される。
【００１４】
好ましくは、各プロペラは、各スワッシュプレートに関連している。
一実施形態では、１つのスワッシュプレートの動きを他のスワッシュプレートに伝達する伝達スワッシュプレートが存在する。
【００１５】
好ましくは、アクチュエータは、１つのスワッシュプレートの動きを行うために設けられ、前記スワッシュプレートの動きは、伝達スワッシュプレートによって他のスワッシュプレートに伝達され、両方のプロペラのブレードのコレクティブピッチが１つのアクチュエータによって同時に制御される。
【００１６】
別の実施形態では、各スワッシュプレートの動きは、各アクチュエータによって制御され、１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチが、他のプロペラのブレードのコレクティブピッチと独立に制御される。
【００１７】
好ましくは、プロペラは、周縁スカートによって囲まれる。
好ましくは、スカートは、複数の垂直に離間したリングを備え、リング間の隙間は、使用中に、プロペラに空気を供給するダクトとして機能する。
【００１８】
好ましくは、リングは、エアロフォイル形状の横断面を有している。
好ましくは、マシンのベースは、飛行中でないときに、マシンが載る複数のランナを備える。
【００１９】
好ましくは、マシンのベースは、飛行中でないときに、マシンの動きを容易にする中央に搭載されたハブを備える。
好ましくは、ハブは、マシンのベースのソケット内に回転可能に搭載されたボールを備える。
【００２０】
本発明の第２の局面によれば、少なくとも１つのモータおよび２つの垂直軸二重反転プロペラを備えるフライングマシンが提供され、プロペラのブレードは、モータによってプロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、ハンドルバーは、プロペラの上のマシン上に移動可能に搭載され、マシンに対するハンドルバーの動きは、使用中に、マシンンのヨー制御を行う。
【００２１】
好ましくは、マシンのシャーシに対するハンドルバーの回転は、使用中に、マシンのヨー制御を行う。
一実施形態では、マシンは、テールロータを備え、ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するためにテールロータを制御するように働く。
【００２２】
好ましくは、ハンドルバーは、テールロータの回転速度を制御するように働く。
別の実施形態では、ハンドルバーは、マシンをヨーイングさせるトルク反作用を誘発するために二重反転プロペラの特性を変えるように働く。
【００２３】
好ましくは、ハンドルバーは、トルク反作用を誘発するために、それぞれの二重反転プロペラのブレードのコレクティブピッチにおける差を変化させる。
好ましくは、ハンドルバーは、マシンのヨーを制御するために、１つのプロペラだけのブレードのコレクティブピッチを制御する。
【００２４】
ハンドルバーは、別法としてまたは付加的に、マシンのヨーを制御するために、プロペラの相対的な回転速度を制御してもよい。
好ましくは、ハンドルバーは、ツイストグリップを備え、ツイストグリップの回転は、生成される揚力を制御するために、少なくとも１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチを制御する。
【００２５】
好ましくは、マシンは、プロペラのブレードのコレクティブピッチを変えるように働くコレクティブピッチ機構を備え、その機構は、プロペラブレードに連結したスワッシュプレートを備え、プロペラブレードに対するスワッシュプレートの動きは、プロペラブレードのピッチを変えるように、プロペラブレードをその長手軸を中心に回転させる。
【００２６】
好ましくは、スワッシュプレートは、プロペラ（複数可）の回転軸に平行な方向に直線状に動くように構成され、この直線運動は、スワッシュプレートをブレードに連結するリンク機構によってブレードの回転運動に変換される。
【００２７】
好ましくは、各プロペラは、各スワッシュプレートに関連している。
一実施形態では、１つのスワッシュプレートの動きを他のスワッシュプレートに伝達する伝達スワッシュプレートが存在する。
【００２８】
好ましくは、アクチュエータは、１つのスワッシュプレートの動きを実施するために設けられ、前記スワッシュプレートの動きは、伝達スワッシュプレートによって他のスワッシュプレートに伝達され、両方のプロペラのブレードのコレクティブピッチが１つのアクチュエータによって同時に制御される。
【００２９】
別の実施形態では、各スワッシュプレートの動きは、各アクチュエータによって制御され、１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチが、他のプロペラのブレードのコレクティブピッチと独立に制御される。
【００３０】
本発明の第３の局面によれば、少なくとも１つのモータおよび２つの垂直軸二重反転プロペラを備えるフライングマシンが提供され、プロペラのブレードは、モータによってプロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、ハンドルバーは、プロペラの上のマシン上に搭載され、マシンは、プロペラブレードのピッチをコレクティブに制御するように働くコレクティブピッチ機構をさらに備え、コレクティブピッチ機構は、ハンドルバーで制御される。
【００３１】
好ましくは、ハンドルバーは、ツイストグリップを備え、ツイストグリップの回転は、生成される揚力を制御するために、少なくとも１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチを制御する。
【００３２】
好ましくは、コレクティブピッチ機構は、プロペラブレードに連結したスワッシュプレートを備え、プロペラブレードに対するスワッシュプレートの動きは、プロペラブレードのピッチを変えるように、プロペラブレードをその長手軸を中心に回転させる。
【００３３】
好ましくは、スワッシュプレートは、プロペラ（複数可）の回転軸に平行な方向に直線状に動くように構成され、この直線運動は、スワッシュプレートをブレードに連結するリンク機構によってブレードの回転運動に変換される。
【００３４】
好ましくは、各プロペラは、各スワッシュプレートに関連している。
一実施形態では、１つのスワッシュプレートの動きを他のスワッシュプレートに伝達する伝達スワッシュプレートが存在する。
【００３５】
好ましくは、アクチュエータは、１つのスワッシュプレートの動きを実施するために設けられ、前記スワッシュプレートの動きは、伝達スワッシュプレートによって他のスワッシュプレートに伝達され、両方のプロペラのブレードのコレクティブピッチが１つのアクチュエータによって同時に制御される。
【００３６】
別の実施形態では、各スワッシュプレートの動きは、各アクチュエータによって制御され、１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチが、他のプロペラのブレードのコレクティブピッチと独立に制御される。
【００３７】
本発明の第４の局面によれば、少なくとも１つのモータおよび２つの垂直軸二重反転プロペラを備えるフライングマシンが提供され、プロペラのブレードは、モータによってプロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、マシンは、マシンをヨーイングさせるように働くトルク反作用を誘発するために、少なくとも１つのプロペラの特性を他のプロペラに対して変えるように働くヨー制御機構を備える。
【００３８】
好ましくは、ヨー制御機構は、トルク反作用を誘発するために、それぞれの二重反転プロペラのブレードのコレクティブピッチにおける差を制御する。
好ましくは、ヨー制御機構は、マシンのヨーを制御するために、１つのプロペラだけのコレクティブピッチを制御する。
【００３９】
ヨー制御機構は、別法としてまたは付加的に、マシンのヨーを制御するために、前記プロペラの相対的な回転速度を制御してもよい。
好ましくは、ヨー制御機構は、プロペラのブレードのコレクティブピッチを変えるように働くコレクティブピッチ機構を備え、その機構は、プロペラブレードに連結したスワッシュプレートを備え、プロペラブレードに対するスワッシュプレートの動きは、プロペラブレードのピッチを変えるように、プロペラブレードをその長手軸を中心に回転させる。
【００４０】
好ましくは、スワッシュプレートは、プロペラの回転軸に平行な方向に直線状に動くように構成され、この直線運動は、スワッシュプレートをブレードに連結するリンク機構によってブレードの回転運動に変換される。
【００４１】
好ましくは、各プロペラは、各スワッシュプレートに関連している。
好ましくは、各スワッシュプレートの動きは、各アクチュエータによって制御され、１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチが、他のプロペラのブレードのコレクティブピッチと独立に制御される。
【００４２】
本発明の第５の局面によれば、少なくとも１つのモータおよび２つの垂直軸二重反転プロペラを備えるフライングマシンが提供され、プロペラのブレードは、モータによってプロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、マシンは、プロペラの上の座席およびハンドルバーならびにプロペラの下でかつマシンの最も下の部分の下に突出するハブを備え、ハブは、静止時に、傾斜配置でマシンを部分的に支持し、ユーザは、マシンが非傾斜配置にある状態で、マシンが、ハブによって部分的に支持され、かつ、プロペラによって生成される揚力によって部分的に支持されるように、離陸中に、マシンを制御することができる。
【００４３】
本発明の第６の局面によれば、少なくとも１つのモータおよび２つの垂直軸二重反転プロペラを備えるフライングマシンが提供され、プロペラのブレードは、モータによってプロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、荷重搬送領域がプロペラの上に設けられ、プロペラはそれぞれ、各ブレードピッチ制御機構を備え、マシンはコントローラをさらに備え、ブレードピッチ制御機構およびコントローラは、１つのプロペラのブレードのピッチが、他のプロペラのブレードのピッチと独立に制御可能であるように構成される。
【００４４】
好ましくは、ブレードピッチ制御機構およびコントローラは、１つのプロペラのブレードのコレクティブピッチおよびサイクリックピッチのそれぞれが、他のプロペラのブレードのコレクティブピッチおよびサイクリックピッチのそれぞれと独立に制御可能であるように構成される。
【００４５】
好ましくは、ブレードピッチ制御機構の少なくとも１つは、コントローラによって制御されるサーボによって作動される。
最も好ましくは、各ブレードピッチ制御機構は、各サーボによって制御される。
【００４６】
好ましくは、各ブレードピッチ制御機構は、それ自身の組のサーボによって提供され、サーボは、各プロペラブレードについて設けられる。
好ましくは、各プロペラは、各駆動軸によって駆動され、駆動軸は同軸であり、駆動軸の少なくとも１つの駆動軸は、ブレードピッチ制御機構の少なくとも１つが、その駆動軸内に収容されるように中空である。
【００４７】
本発明の第７の局面によれば、少なくとも１つのモータおよび２つの垂直軸二重反転プロペラを備えるフライングマシンが提供され、プロペラのブレードは、モータによってプロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、荷重搬送コンテナはプロペラの上に搭載される。
【００４８】
好ましくは、荷重搬送コンテナは、細長く、マシンの長手軸に沿って延在するように構成され、コンテナの幅は、マシンの幅より小さい。
荷重搬送コンテナは、負傷者を搬送するストレッチャを備えてもよい。
【００４９】
垂直軸プロペラの回転軸に垂直な軸を中心に回転するように搭載された後向きインペラを備え、かつ、後向きインペラが使用中であるとき、さらなる推力を生成するように構成されるプッシャファン組立体が設けられてもよい。
【００５０】
少なくとも１つの移動可能に搭載されたエアロフォイルが設けられてもよく、エアロフォイルの傾斜角度は、マシンに対して調整され得る。
好ましくは、移動可能に搭載されたエアロフォイルは、マシンを横切って延在する水平軸を中心に回転するように搭載される。
【００５１】
好ましくは、複数の移動可能なエアロフォイルが設けられる。
好ましくは、第１の組の移動可能エアロフォイルは、マシンの前部に設けられ、第２の組はマシンの後部に設けられる。
【００５２】
本発明の第８の局面によれば、少なくとも１つのモータおよび２つの垂直軸二重反転プロペラを備えるフライングマシンが提供され、プロペラのブレードは、モータによってプロペラが回転すると、揚力を生成するように構成され、荷重搬送領域がプロペラの上に設けられ、コントローラが設けられ、マシンの姿勢を示す信号を生成するように構成された複数のジャイロを備え、コントローラは、信号を処理し、その後、所定の姿勢でマシンを維持するように、マシンを制御するように働く。
【００５３】
本発明の他の態様は、本明細書で言及される特徴または制限の任意の組合せを含む可能性がある。
本発明は、種々の方法で実施されてもよいが、実施形態は、ここで、添付図面を参照して単に例として述べられるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明によるフライングマシンの前面からの斜視図である。
【図２】図１のフライングマシンの背面からの斜視図である。
【図３】図１および図２のフライングマシンの前面からの図である。
【図４】図１〜３のフライングマシンの側面からの図である。
【図５】説明を明確にするために、マシンのボディワークおよびコントロールが除去された状態の、図１〜４のフライングマシンの上部かつ前面からの斜視図である。
【図６】マシンのボディワークの一部が切取られた状態の、図１〜５のフライングマシンの前面かつ上部からの詳細斜視図である。
【図７】本発明によるフライングマシンと共に使用するためのコレクティブピッチ機構の側断面図である。
【図８】本発明によるフライングマシンと共に使用するための別のコレクティブピッチ機構の側断面図である。
【図９】本発明によるフライングマシンの別の実施形態の平面図である。
【図１０】図１０のフライングマシンの前面かつ一方の側面からの斜視図である。
【図１１】図９および図１０のフライングマシンの正面図である。
【図１２】図９〜１１のフライングマシンの側面図である。
【図１３】マシンの一部が開放された状態にある、図９から図１２のフライングマシンの前面かつ側面からの斜視図である
【図１４】本発明によるフライングマシンのさらなる実施形態の平面図である。
【図１５】図１４のフライングマシンの前面かつ一方の側面からの斜視図である。
【図１６】図１４および図１５のフライングマシンの正面図である。
【図１７】図１４〜１６のフライングマシンの側面図である。
【図１８】本発明によるフライングマシンと共に使用するためのさらなるコレクティブピッチ機構の側断面図である。
【図１９】説明を明確にするためにマシンの一部が除去され、マシンの他の部分が第１の状態にある、本発明による改良型フライングマシンの側面図である。
【図２０】図１９の改良型フライングマシンの正面図である。
【図２１】図１９および図２０の改良型フライングマシンの平面図である。
【図２２】マシンの一部が第２の状態にある、図１９〜２１の改良型フライングマシンの側面図である。
【図２３】マシンの一部が第１の状態にある、図１９〜２２の改良型フライングマシンの一部の拡大側面図である。
【図２４】図２３に対応するが、マシンの一部が第２の状態にある図である。
【図２５】説明を明確にするためにマシンの一部が除去され、マシンの他の部分が第１の状態にある、本発明によるさらなる改良型フライングマシンの側面図である。
【図２６】図２５のさらなる改良型フライングマシンの正面図である。
【図２７】図２５および図２６のさらなる改良型フライングマシンの平面図である。
【図２８】マシンの一部が第２の状態にある、図２５〜２７のさらなる改良型フライングマシンの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図１〜６を参照して、フライングマシン１は、シャーシ３を備え、シャーシ３の下側に、共通回転軸８を共有する２つの垂直軸二重反転プロペラ５、７が搭載される。プロペラ５、７は、共通駆動機構１０を通して２つのモータ９によって駆動され、各モータ９は、プロペラ５、７の上のシャーシ３上に搭載され、シャーシ３に沿って長手方向に離間している。ボディワークは、プロペラ５、７の上のシャーシ３の上部に搭載され、また、空気力学的ノーズピース１３、ノーズピース１３の後ろの座席１５、および、この実施例では、ダクト付きテールロータ１９を備える座席１５の後ろのテールピース１７を備える。ハンドルバー２１は、移動可能に、すなわち、この実施例では、回転可能に、座席１５とノーズピース１３との間でシャーシ３上に搭載される。マシン１のユーザは、ユーザの脚がモータ９および駆動機構１０をまたいだ状態で、プロペラ５、７の上部で実質的に中央に着座し、したがって、乗車姿勢は、モータバイクの乗車姿勢と非常によく似ている。
【００５６】
シャーシ３は、マシン１の前部から後部まで長手方向に延在する２つの平行な主シャーシレール２３を備える。円形スカート２５は、プロペラ５、７を囲み、シャーシレール２３の端部上に搭載される。スカート２５は、エアロフォイル形状横断面の複数の垂直に離間したリング２７を備える。リング２７は、リング２７の各対間に空気入口ダクトを画定するために、複数の垂直スペーサストラット２９によって所定の離間位置に保持される。
【００５７】
スカート２５のベースは、３つの等間隔で配置されたランナ３１、３２を備える。２つの側部ランナ３１は、プロペラ軸８からスカート２５までマシン１の長手軸から約４５°の角度で前方に延在する。後部ランナ３２は、プロペラ軸８から、マシン１の長手軸に同軸方向に後方に延在する。
【００５８】
各ランナ３１、３２の最も下の表面は湾曲し、中央球状ハブまたは回転可能に搭載されたボール３３が、プロペラ軸８のランナ３１、３２の交差部に設けられる。そのため地表に着地しているとき、マシン１は、ボール３３、後部ランナ３２、および側部ランナ３１の一方の上に載るために、後方にかつ一方の側に傾斜するように傾斜姿勢状態となる。マシン１は、マシン１をランナ３１、３２から離昇させ、マシン１をボール３３上でだけ支持することによって、地表にあるときに動き回ることができる。
【００５９】
ボディワークはまた、プランでは円形であり、ボディワークの周縁は、スカート２５の上部辺縁３４と同じ辺縁を持つ。ノーズピース１３、座席１５、およびテールセクション１７は、シャーシレール２３の上部に搭載された、マシン１の前部から後部まで長手方向に延在するユニットを形成する。座席１５およびハンドルバー２１は、シャーシ３の長手軸に沿って離間し、プロペラ５、７の周縁の半径方向内側に位置する。湾曲したスポーク３４は、本体ユニットからスカート２５の上部辺縁３４まで半径方向外側に延在する。足載せ台３６は、座席１５に隣接して設けられる。
【００６０】
この実施例では、マシン１は、シャーシレール２３に沿って長手方向に離間した２つのモータ９を、プロペラ５、７の回転軸８の両側に１つずつ備える。この実施例では、各モータ９は、４ストロークロータリガソリンエンジンを備え、各エンジンは、マシン１のノーズピース１３内に形成された入口アパーチャ３８から空気を引込む各空気入口ダクト３７を備え、また、各エンジンは、マシン１のテールピース１７を通って延在する各排気管および消音器３９を備える。各モータ９の速度は、各スロットルレバー(図示せず)によって制御され、２つのレバーが、ハンドルバー２１の下で座席の前部に並んで配置される。これらは、共に、パイロットの体重に固有のＲＰＭの読みに設定される。この特定のＲＰＭに設定されると、スロットルレバーは、通常の飛行中に使用されない。
【００６１】
各モータ９は、各スプラグクラッチまたは他の１方向クラッチ４３に接続された各出力軸４１を備える。各スプラグクラッチ４３の出力軸４１は、共通駆動機構１０に入力される。
【００６２】
駆動機構１０は、２つの垂直同軸プロペラ軸４７、４９が搭載されるギアボックスハウジング４５を備え、外側軸４７は、内側軸４９の上側部分を収容する。各プロペラ軸４７、４９の上端は、それぞれの４５°スパイラルベベルギア５１、５３を備える。プロペラ軸４７、４９の下端は、上側および下側プロペラ５、７にそれぞれ接続される。
【００６３】
ベベルギア５１、５３は、垂直方向に離間し、ギアボックスハウジング４５内のスプラグクラッチ出力軸４４の端部上に搭載されたより小さなベベルギア５５によって駆動される。より小さなベベルギア５５は、外側プロペラ軸４７および上側プロペラ５を第１の方向に回転させるために、スプラグクラッチ出力軸４４の回転によって下側ベベルギア５１が駆動されるように、２つのベベルギア５１、５３の中間にある。上側ベベルギア５３は、内側プロペラ軸４９および下側プロペラ７を、上側プロペラ５の方向と反対方向に回転させるために、スプラグクラッチ出力軸４４の回転によって駆動される。
【００６４】
こうして、モータ９および駆動機構１０は、プロペラ５、７が二重反転を行うよう駆動されるように構成され、この二重反転は、普通ならマシン１を、プロペラ軸８を中心にヨーイングさせることになるトルク反作用を除去する、または、最小にする。
【００６５】
スプラグクラッチ４３は、他のモータ９無しで、または、モータ９の一方が他のモータより小さなトルクを生成する状態で、一方のモータ９がプロペラ５、７を駆動することを可能にし、機能しないかまたはトルクが減少したモータ９に関連するクラッチ４３は、そのモータ９の出力軸４１に対するクラッチ出力軸４４の回転を可能にする。
【００６６】
上側プロペラ５の各ブレード５Ａの半径方向に最も奥の端部は、離間した搭載プレート５１の各対上に搭載される。プレート５１の各対は、２つの半径方向に離間したボールおよびソケットコネクタ５５を介してハブ５３上で外側プロペラ軸４７の下端に搭載される。コネクタ５５は、ブレード５Ａが、ハブ５３と共にプロペラ軸８を中心に回転するように、また、ブレード５Ａのピッチが変わるように、ほぼプロペラ回転軸８に垂直な軸である自分自身の長手軸５７を中心に各ブレード５Ａもまた回転できるように構成される。
【００６７】
同様に、下側プロペラ７の各ブレード７Ａの半径方向内側端部は、離間した搭載プレート７１の各対上に搭載される。プレート７１の各対は、２つの半径方向に離間したボールおよびソケットコネクタ７５を介してハブ７３上で内側プロペラ軸４９の下端に搭載され、コネクタ７５は、ブレード７Ａが、ハブ７３と共にプロペラ軸８を中心に回転するように、また、ブレード７Ａのピッチも変わるように、ほぼプロペラ回転軸８に垂直な軸である自分自身の長手軸７７を中心に各ブレード７Ａもまた回転できるように構成される。
【００６８】
図７および図８は、各プロペラ５、７のブレード５Ａ、７Ａのピッチをコレクティブに制御するためのコレクティブピッチ機構の２つの実施例を示す。
図７を参照して、上側および下側プロペラ５、７のブレード５Ａ、７Ａのピッチが、単一アクチュエータを介して同時に制御されるコレクティブピッチ機構８１が示される。
【００６９】
コレクティブピッチ機構８１は、内側プロペラ軸４９の中心を同軸に通過する非回転制御軸８３を備え、該制御軸の上端は、ギアボックスハウジング４５の上部から突出し、該制御軸の下端は、最も下のプロペラ７のハブ７３の下に突出する。
【００７０】
制御軸８３の上端は、この実施例ではリニアサーボアクチュエータを備えるアクチュエータ８５に接続される。アクチュエータ８５は、ハンドルバー２１の一端のツイストグリップコントロール８６によって制御される。下側スワッシュプレート８７は、制御軸８３の下端に回転可能に搭載される。下側スワッシュプレート８７は、対象となるブレード７Ａの長手軸から離間した位置で、各リンク機構８９を介してプレート７１の各対の下側搭載プレート７１に接続される。リンク機構８９は、下側スワッシュプレート８７が、下側プロペラ７によって制御軸８３に対して回転可能に駆動されるように、下側プロペラ７の回転運動を下側スワッシュプレート８７に伝達する。
【００７１】
各ブレード７Ａの上側搭載プレート７１は、各伝達リンク機構９３を介して伝達スワッシュプレート９１に接続される。伝達スワッシュプレート９１はまた、内側プロペラ軸４９によって回転可能に駆動され、内側プロペラ軸４９を軸方向に上下に摺動されるように構成されたスリーブ９４上に搭載される。
【００７２】
スリーブ９４は、伝達スワッシュプレート９１を上側スワッシュプレート９７に接続し、上側スワッシュプレート９７は、上側プロペラ５の下側搭載プレート５１にリンク機構９９を介して接続される。上側スワッシュプレート９７は、上側プロペラ５と共に回転するために、すなわち、下側プロペラ７ならびに下側および伝達スワッシュプレート８７、９１と反対方向に回転するために、スリーブ９４上に回転可能に搭載される。
【００７３】
使用中に、ユーザは、ハンドルバー２１上のツイストグリップ８６をひねることによってアクチュエータ８５を作動させる。これは、制御軸８３を、ギアボックスハウジング４５およびプロペラ５、７に対して上方に移動させる。これは、下側スワッシュプレート８７を上方に付勢し、この直線状上向き運動が、ブレード７７の長手軸７７を中心とするブレード７Ａの時計方向回転になるようにリンク機構８９によって伝達される。
【００７４】
下側スワッシュプレート８７の上向き運動は、伝達スワッシュプレート９１およびスリーブ９４もまた、内側プロペラ軸４９に沿って上方に付勢されるように、伝達リンク機構９３を介して伝達スワッシュプレート９１に伝達される。スリーブ９４は、この垂直上向き運動を、上側プロペラ５と共に回転する上側スワッシュプレート９７に与える。上側プロペラ５に対する上側スワッシュプレート９７の上向き直線運動は、ブレード５Ａの長手軸５７を中心とするブレード５Ａの反時計方向回転になるようにリンク機構９９によって伝達される。
【００７５】
こうして、ハンドルバーツイストグリップ８６をひねることによって、上側および下側プロペラ５、７のブレード５Ａ、７Ａのコレクティブピッチは、プロペラ５、７の二重反転、すなわち、下側ブレード７Ａが時計方向に回転し、上側ブレード５Ａが反時計方向に回転する状態を調節する方向に、ブレード５Ａ、７Ａの長手軸の回りで同時に変更される。そのため、ツイストグリップ８６は、使用中に、マシン１の上昇または下降を制御するコレクティブピッチコントロールとして機能する。
【００７６】
この実施形態では、プロペラブレード５Ａ、７Ａのピッチは、マシン１のヨーを制御するために使用されない。代わりに、ブレードのピッチまたは回転速度などのテールロータ１９の特性が、ヨーを制御するために使用される。制御は、マシンのヨーが必要とされる方向に、シャーシ３に対してハンドルバー２１を回転させることによって実施される。ハンドルバー２１の回転は、アクチュエータを起動し、アクチュエータは、テールロータ１９のブレードピッチまたは回転速度を相応して調整する。
【００７７】
図８を参照して、上側および下側プロペラ５、７のブレード５Ａ、７Ａのピッチが独立して制御される代替のコレクティブピッチ機構１０１が示される。代替のコレクティブピッチ機構１０１は、ヨー制御機構として機能する。
【００７８】
この機構は、伝達および上側スワッシュプレート９１、９７が省略されていることを除いて、機構９１と同じである。下側スワッシュプレート８７は、残っており、上述したように、下側プロペラ７のブレード７Ａのコレクティブピッチを制御する。
【００７９】
上側プロペラブレード５Ａのコレクティブピッチは、この実施例では、各リンク機構１０５を介して上側プロペラ５のブレード５Ａの上側搭載プレート５１に接続されるヨースワッシュプレート１０３によって制御される。ヨースワッシュプレート１０３は、外側プロペラ軸４７を軸方向に上下に摺動するように構成されたスリーブ１０７上に回転可能に搭載される。スリーブ１０７の上部は、ギアボックスハウジング４５の下側部分１１１内に搭載されたリニアサーボアクチュエータ１０９に接続される。
【００８０】
アクチュエータ１０９は、上側プロペラ５に向かって、または、離れるように、ヨースワッシュプレート１０３を移動させるために、外側プロペラ軸４７を上下に摺動可能にスリーブ１０７を移動させるように働く。上側プロペラ５に対するヨースワッシュプレート１０３の直線運動は、上側プロペラブレード５Ａの長手軸５７を中心とする上側プロペラブレード５Ａの反時計方向の回転になるように、リンク機構１０５によって伝達される。
【００８１】
下側およびヨースワッシュプレート８７、１０３およびその関連するアクチュエータ８５、１０９は、上側および下側プロペラ５、７のブレード５Ａ、７Ａのコレクティブピッチが独立して調整されることを可能にする。
【００８２】
下側プロペラブレード５Ａのコレクティブピッチと同時に上側プロペラブレード７Ａのコレクティブピッチを調整することによって、マシン１の上昇および下降が、上述したように制御され得る。
【００８３】
しかし、下側プロペラブレード７Ａのコレクティブピッチと独立して上側プロペラブレード５Ａのコレクティブピッチを調整することによって、二重反転するプロペラ５、７によって生成されるトルク反作用は、変えられることができ、したがって、マシン１のヨーが、制御され得る。
【００８４】
この実施形態では、マシンのヨーを制御するとき、下側プロペラブレード７Ａのピッチは、一定に維持され、ヨーの程度は、上側プロペラブレード５Ａのコレクティブピッチだけを変えることによって制御される。
【００８５】
上側プロペラブレード５Ａのピッチを制御するアクチュエータ１０９は、ハンドルバー２１上のツイストグリップ８６によって、また、ハンドルバー２１自体の回転によって起動される。下側プロペラブレード５Ａのピッチを制御するアクチュエータ８５は、ハンドルバー２１上のツイストグリップ８６によって起動されるだけである。
【００８６】
そのため、ユーザは、上昇したいと思う場合、ツイストグリップ８６をひねり、それにより、両方のアクチュエータ８５、１０９が起動されて、上側および下側プロペラブレード５Ａ、７Ａのコレクティブピッチが同時に変えられる。
【００８７】
ユーザは、マシン１を一方向にヨーイングさせたいと思う場合、ツイストグリップ８６を一定位置に維持し、ハンドルバー２１を所望の方向に回転させる。これは、上側アクチュエータ１０９だけを起動させて、上側プロペラブレード５Ａのピッチを増加させ、したがって、所与の方向にトルク反作用を増加させ、その結果、マシン１が時計方向にヨーイングする。ハンドルバー２１が反対方向に回転される場合、これは、上側アクチュエータ１０９を起動して、上側プロペラブレード５Ａのピッチを減少させ、したがって、トルク反作用を減少させ、その結果、マシン１が反時計方向にヨーイングする。ハンドルバー２１が真っ直ぐな位置に維持される場合、アクチュエータ８５、１０９は、トルク反作用、その結果、マシン１のヨーイングが存在しないように、上側および下側プロペラブレード５Ａ、７Ａのコレクティブピッチが同一であるように働く。
【００８８】
この実施形態では、テールロータ１９は、必要とされず、省略されてもよい。上記実施形態のそれぞれにおいて、マシンの上昇または下降の何らかの付加的な制御が、スロットルレバーを使用してモータ９の速度を増加させるかまたは減少させることによって提供される。
【００８９】
マシンの方向制御は、キネステティクスによって、すなわち、マシン１に対してユーザの体重分布を調整することによって達成される。マシン１を前方に移動させるために、ユーザは身をかがめ、マシン１を後方に移動させるために、ユーザは身をそらす。ユーザはまた、一方の側または他の側に身をかがめることによって、飛行中にマシンを操縦することができ、この制御は、通常、ハンドルバー２１を使用してマシン１のヨーを制御することと連携する。
【００９０】
所与の方向に飛行するとき、空気は、エアロフォイル形状リング２７にわたってスカート２５内のダクトを通して流れる。これは、プロペラ５、７上の空気流を流線型にし、マシン１の速度および効率を上げる揚力を生成する。
【００９１】
上側および下側プロペラブレード５Ａ、７Ａのピッチは、下側プロペラ７が、使用中に、より速く移動する空気にさらされることを調節するためにわずかに異なる。
地表にあるとき、マシン１は、中央ボール３３を使用してマシンを移動させることによって動き回ってもよい。ボール３３は、地表上で摺動するように、低摩擦材料から形成され得、または、マシン１の多方向運動を可能にするために、マシン１のベースにおいてソケット内に回転可能に搭載され得る。
【００９２】
ボール３３の形態のハブおよび後部ランナ３２は、マシン１全体が離昇させられる前に、後部ランナ３２が地表から離昇させられるよう、ユーザが自分の体重を調整することを可能にすることによって離陸を補助するために、マシン１が、静止時に、後方に傾斜するための傾斜姿勢になるように構成される。これは、マシン１が離陸する前に、正しい体重分布についてのフィードバックをユーザに提供する。中央ボール３３は、周縁スカート２５より低く、または、周縁スカート２５から突出して搭載される。予備離昇動作中に、たとえば、プロペラ５、７からの６０％推力を使用して、周縁スカート２５のどの部分も地表に接触しない状態で、パイロットが、この中央ボール３３上で平衡を保つことを学ぶことになる。全体的な平衡が達成されるとき、すなわち、中央ボール３３およびプロペラ５、７からの揚力によってマシン１が支持された状態で、マシン１が、非傾斜姿勢にあるとき、離陸を始動させるためにコレクティブピッチが増加され得る。
【００９３】
ボディワーク１１が、炭素繊維から形成され、スカート２５、リング２７、およびシャーシ３が、アルミニウム材料から形成されうることが想定される。スカート２５は、約０．２５ｍ深さでかつ２ｍ径でありうる。任意の他の適した材料および寸法が、あるいは、使用され得ることが理解されるであろう。
【００９４】
ユーザが、マシン１に対して自分自身を守ることを可能にするハーネスが設けられ得る。パラシュート機構が、同様に設けられ得、また、たとえば、ハンドルバー２１の直ぐ前に搭載されるように、マシン１のノーズピース１３内に詰込まれてもよい。
【００９５】
アクチュエータ８５、１０９の制御、実際には、モータ速度およびテールロータ１９ブレードピッチ／速度は、ハンドルバー２１と、ツイストグリップ８６と、スロットル制御レバーと、マシン１の可動部分との間に直接の機械的接続が必要とされないように、フライバイワイヤ電子回路によって達成され得る。
【００９６】
実施例のモータ９は、ＩＣエンジンであるが、代わりに、たとえば電動機または水素で動くモータなどの任意の他の適した動力源を備え得る。ＩＣエンジンが使用される場合、これらは、所望に応じて２ストロークまたは４ストロークであり得、スーパーチャージャまたはターボチャージャなどの強制吸込みシステムを組込んでもよく、ガソリン、ディーゼル、またはバイオ燃料で運転するようになっていてもよい。
【００９７】
１つまたは他のプロペラ５、７の相対的な回転速度を調整することによってマシン１のヨーを制御する他の手段が、付加的にまたは別法として、提供され得ることが想定される。これは、たとえば、上側プロペラ７上のディスクブレーキによって達成されうる。
【００９８】
さらに図９〜１３を参照して、フライングマシン１２１の別の実施形態は、やはり、シャーシを備え、シャーシの下側に、共通回転軸を共有し、かつ、共通駆動機構を通して２つのモータ９によって駆動される２つの垂直軸二重反転プロペラ５、７が搭載され、各モータは、プロペラ５、７の上のシャーシ上に搭載され、シャーシに沿って長手方向に離間している。
【００９９】
しかし、この実施形態では、プロペラ５、７の上のシャーシの上部に搭載されたボディワークは、ヒンジ付きまたは取外し可能蓋１２５によって閉鎖可能な荷重搬送コンテナ１２３を備える。
【０１００】
荷重搬送コンテナは、細長く、マシンの長手軸と整列した長手軸を有し、コンテナ１２３は、マシンの長さの大部分に沿って延在する長さであるが、コンテナ１２３の側面がマシンの側部辺縁から遠位にあるように比較的狭い幅である。
【０１０１】
図１４〜１７を参照して、フライングマシン１３１のさらなる実施形態は、図９〜１３を参照して上述したマシン１２１と同様の特徴を有する。しかし、荷重搬送コンテナ１２３は、人間を搬送できるように変更される。そのため、コンテナの蓋１２５は、少なくとも人間の頭部が露出されることを可能にするために、一端にカットアウト１３３を備える。カットアウトは、通気口付き透明カバー（図示せず）で覆われてもよい。
【０１０２】
実施形態１２１、１３１では、テールロータは省略され、フライングマシン１２１、１３１のヨーは、各プロペラ５、７によって生成される旋回効果を変えることによって制御される。
【０１０３】
さらに、フライングマシン１２１、１３１の飛行が、適した無線またはＧＰＳベースコントローラを使用して遠隔で制御されることが想定される。
図１８を参照して、改良型ピッチ制御機構１４０は、独立したサーボを介して、ロータブレード５Ａ、７Ａの各組のコレクティブピッチおよびサイクリックピッチの独立した制御を可能にする。
【０１０４】
先の図７および図８に述べた実施例の場合と同様に、各モータ９は、各出力軸４１（各スプラグクラッチまたは他の一方向クラッチ４３に接続された中間ギアボックス（図示せず）の出力軸であってよい）を備える。各スプラグクラッチ４３の出力軸４４は、共通改良型駆動機構への入力である。
【０１０５】
駆動機構は、２つの垂直同軸プロペラ軸１４７、１４９が搭載される上側ギアボックスハウジング１４５を備え、外側軸１４７は、内側軸１４９の大部分を収容する。各プロペラ軸１４７、１４９の上端は、それぞれの４５°スパイラルベベルギア１５１、１５３を備える。プロペラ軸４７、４９の下端は、上側および下側プロペラ５、７にそれぞれ接続される。
【０１０６】
ベベルギア１５１、１５３は、垂直に離間し、ギアボックスハウジング１４５内のスプラグクラッチ出力軸４４の端部上に搭載されたより小さなベベルギア１５５によって駆動される。より小さなベベルギア１５５は、外側プロペラ軸１４７および上側プロペラ５を第１の方向に回転させるために、スプラグクラッチ出力軸４４の回転によって下側ベベルギア１５１が駆動されるように、２つのベベルギア１５１、１５３の中間にある。上側ベベルギア１５３は、内側プロペラ軸１４９および下側プロペラ７を、上側プロペラ５の方向と反対方向に回転させるために、スプラグクラッチ出力軸４４の回転によって駆動される。
【０１０７】
上側プロペラ５の各ブレード５Ａの半径方向に最も奥の端部は、各ソケット１５１上に搭載される。各ソケット１５１は、２つの半径方向に離間したボールおよびソケットコネクタ１５５を介してハブ１５３上で外側プロペラ軸１４７の下端に搭載される。
【０１０８】
同様に、下側プロペラ７の各ブレード７Ａの半径方向内側端部は、各ソケット１７１上に搭載される。各ソケット１７１は、２つの半径方向に離間したボールおよびソケットコネクタ１７５を介してハブ７３上で内側プロペラ軸１４９の下端に搭載される。
【０１０９】
外側軸１４７は、内側軸１４９ならびに下側ロータブレード７Ａのコレクティブピッチおよびサイクリックピッチを制御するスワッシュプレートおよび制御リンク機構を収容するために径が比較的大きくかつ中空である。
【０１１０】
外側軸１４７は、適した軸受を介してギアボックスハウジング１４５内部に回転可能に搭載される。外側軸１４７の下端は、ギアボックスハウジング１４５の下側部分から突出し、ソケット１５１は、外側軸１４７の露出部分上に搭載される。
【０１１１】
上側ロータスワッシュプレート機構１８１は、ギアボックスハウジング１４５の下側部分の外側に搭載され、上側プロペラ５と共に回転する下側スワッシュプレート１８３を備え、リンク機構１８５によって各上側ブレード５Ａのソケット１５１に接続される。下側スワッシュプレート１８３は、ヒンジアーム１８９によって回転するのを防止される上側スワッシュプレート１８７に係合し、上側スワッシュプレート１８７によって上下に移動する。
【０１１２】
上側スワッシュプレート１８７は、上側リンクアーム１９１を介してギアボックスハウジング１４５の外部に搭載された一対のプッシュ／プルサーボ１９３に接続される。
サーボ１９３は、上側スワッシュプレート１８７を上下に移動させるように制御され得、この運動は、下側ロータ７のブレード７Ａのピッチをコレクティブにまたはサイクリックに調整するために、回転する下側スワッシュプレート１８３に伝達される。
【０１１３】
内側軸１４９は、適した軸受／シールを使用して外側軸１４７内に回転可能に搭載される。内側軸１４９もまた中空である。内側軸１４９の下端は、外側軸１４７の下端から突出し、下側ロータハブ１７３が、内側軸１４９の突出端上に搭載される。各ソケット１７１は、内側軸１４９の下側部分の壁を貫通して延在する各ピッチ制御アーム１９５に接続される。
【０１１４】
各ピッチ制御アーム１９５は、２つの軸方向に離間した制御ロッド支持体１９９、２０１を通って、下側ロータスワッシュプレート機構２０２の下側スワッシュプレート２０３まで、内側軸１４９の内部を上に延びる各下側制御ロッド１９７に接続される。下側スワッシュプレート２０３は、その上部がギアボックスハウジング端部キャップ２０９に固定された静止スワッシュプレート支持バー２０７上に摺動可能に搭載される球状支持体２０５上に回転可能に搭載される。
【０１１５】
下側スワッシュプレート２０３は、支持バー２０７に非回転式に搭載された上側スワッシュプレート２１１に係合する。
上側スワッシュプレート２１１は、制御ロッド支持体２１５を介して、端部キャップ２０９上に搭載される各直線プッシュ／プルサーボ２１９まで内側軸１４９の内部を上に延びる上側制御ロッド２１３に接続される。
【０１１６】
こうして、サーボ２１９の起動は、上側制御ロッド２１３を移動させ、上側制御ロッド２１３は、支持バー２０７の上／下に上側スワッシュプレート２１１を摺動させる。上側スワッシュプレート２１１の動きは、下側スワッシュプレート２０３に伝達される。その動きは、下側ロータ７の各ブレード７Ａの角度を調整するために、下側スワッシュプレート２０３から下側制御ロッド１９７を介してピッチ制御アーム１９５まで伝達される。
【０１１７】
こうして、上側ロータ５のブレード５Ａのコレクティブピッチおよびサイクリックピッチは、下側ロータ７のブレード７Ａのコレクティブピッチおよびサイクリックピッチと独立に制御され得る。この制御を実施するためのサーボの使用は、マシンのオペレータに対する直接の機械的リンクが無い状態で、サーボを制御する、したがって、上側および下側ロータ５、７のブレードのピッチを制御する、有線または無線の電子コントローラの使用を可能にする。
【０１１８】
独立したサーボ１９３、２１９およびスワッシュプレート機構１８１、２０２の３つのうちの２つの組（１組は下側ロータ５用、１組は上側ロータ７用）は、ロータ５、７の独立したディファレンシャルなコレクティブピッチおよびサイクリックピッチ制御を可能にする。
【０１１９】
ディファレンシャルコレクティブピッチ制御は、マシンが精密なヨー／ヘッディング制御を有するために望ましい。上側ロータ５に関するブレードピッチと異なるように下側ロータ７に関するブレードピッチを制御することによって、トルク作用が、一方向に誘発され、マシンを回転させる、すなわち、マシンをヨーイングさせる。これは、スワッシュプレート１８３、１８７の角度が同じままであるが、駆動軸１４７、１４９に沿って上下に移動するように、上側ロータサーボ１９３を同等に制御することによって達成されることになる。これは、各上側ブレード５Ａを、そのソケット１５１内で設定角度だけ回転させ、次に、各下側ブレード７Ａをそのソケット１７１内で異なる角度だけ回転させるように下側ロータサーボ２１９を制御する。
【０１２０】
ディファレンシャルサイクリックピッチ制御は、それぞれのソケット１５１、１７１内での各ブレード５Ａ、７Ａの回転角度が、そのブレード５Ａ、７Ａの回転位置に応じて異なるよう、スワッシュプレート１８３、１８７が、駆動軸１４７、１４９に対して傾斜するように、上側ロータサーボ１９３を不均等に移動するよう制御することによって達成される。
【０１２１】
ブレード５Ａ、７Ａの独立した制御が可能であるが、標準的な制御入力の場合、機械ヘッディングが変更される必要がなければ、上側および下側ブレード５Ａ、７Ａが同様に移動するようにスワッシュプレート１８３、１８７、２０３、２１１が制御されることになることが想定される。
【０１２２】
この実施形態では、中央ハブ３３は、内側軸１４９のベース上に回転可能に搭載され、また、適した軸受を使用して、空気充填ショック吸収半球ボールを備える。
ここで図１９〜２４を参照して、改良型フライングマシン２００は、上述したマシン１の固定したエアロフォイルリング２７の前部および後部セクションを置換える細長い調整可能エアロフォイル２２１を備える。調整可能エアロフォイル２２１はそれぞれ、各エアロフォイル２２１の圧力中心２２３に配置される各水平軸を中心に回転するために、固定したエアロフォイルリング２７上に搭載される。
【０１２３】
エアロフォイル２２１の前部の組および後部の組はそれぞれ、適した機械または電気機械制御機構によって制御される。たとえば、エーロフォイルの各組が、直線プッシュ／プルサーボの作動によって移動可能な各制御アームに接続されることが想定される。
【０１２４】
エアロフォイル２２１の各組は、図１９および図２３を参照して示す中立位置と、図２２および２４を参照して示す傾斜位置との間で移動可能である。
中立位置では、前部および後部の組のエアロフォイル２２１は、全体が矢印２２３で示される方向に、すなわち、マシンの長手軸に平行な方向に空気を流す。この中立位置は、ホバリングおよび低速飛行のために使用されることになる。
【０１２５】
しかし、前進飛行中の場合にそうなるように、さらなる揚力が必要とされるとき、前部および後部の組のエアロフォイル２２１は、全体が矢印２２５で示される方向に、すなわち、マシンの長手軸に傾斜した方向に空気を流すように、傾斜位置に移動する。
【０１２６】
こうして、移動可能エアロフォイル２２１は、必要とされるときにさらなる揚力を生成することを可能にする。
もちろん、エアロフォイル２２１の前部および後部の組は、エアロフォイル２２１の前部の組または後部の組だけが移動するように独立に制御されてもよい。そのため、生成される揚力のかなりの微細調整が可能である。エアロフォイル２２１の角度は、より大きなまたはより小さな揚力が必要とされるというマシンに対するオペレータによる入力に応答して自動的に制御されることが想定される。
【０１２７】
ここで図２５〜２８を参照して、さらなる改良型フライングマシン２３０の後部は、インペラダクト２３３を備える後部プッシャファン組立体２３１を備え、インペラダクト２３３内に、プッシャインペラ２３５が回転可能に搭載され、プッシャインペラ２３５の回転軸は、マシンの長手軸に平行である、すなわち、ロータ５、７の回転軸に垂直である。
【０１２８】
プッシャインペラ２３５は、マシン２３０の中心の補助ギアボックス２４１から後方に延在するインペラ駆動軸２３９によって、インペラ伝動装置２３７を介して駆動される。インペラ伝動装置２３７は、たとえば、インペラ２３５と駆動軸２３７との間のギア付きまたはベルト付きリンクを備えてもよい。クラッチ２４３は、補助ギアボックス２４１と駆動軸２３９との間に設けられる。補助ギアボックス２４１は、マシン２３０の主ギアボックス１０から駆動される。
【０１２９】
プッシャファン組立体２３１は、必要とされるときにさらなる前進推力を生成するために使用される。これは、単に、さらなる前進速度が必要とされるときであってよく、または、急速な高度上昇または方向変更などの他の操縦を補助するためであってよい。
【０１３０】
プッシャファン組立体２３１は、移動可能エアロフォイル２２１と共に制御されてもよく、また、インペラ５、７、エーロフォイル２２１、およびプッシャファン組立体２３１の組合せが、前進推力、揚力、および方向の必要とされる組合せを送出するように構成されるように自動的に制御されてもよい。
【０１３１】
上述した特徴のうちの任意の特徴が、必要に応じて組合されてもよく、したがって、述べた特定の実施形態だけに限定されないことが想定される。たとえば、プッシャファン組立体は、移動可能エアロフォイルを持たないマシン上に設けられてもよい。
【０１３２】
上述したマシンは、マシンを横切って横にまたはマシンに沿って長手方向に離間した複数の座席を備えてもよいことが想定される。
プロペラ５、７の速度およびブレードピッチ、サーボ１９３、２１９、移動可能エアロフォイル２２１、および設けられる場合プッシャファン組立体２３１は、適した有線または無線コントローラによって機械的にまたは電気的に制御されてもよい。
【０１３３】
上述したフライングマシンは、自律的に、すなわち、マシン自体の上にパイロットを必要とすることなく制御されてもよい。自律制御は、検出される動きに抗する力を生成するために、所与の方向へのマシンの動きを検出し、プロペラ５、７の速度およびブレードピッチ、サーボ１９３、２１９、移動可能エアロフォイル２２１、およびプッシャファン組立体２３１のうちの少なくとも１つを変える信号をコントローラに送出するための、マシン上に搭載されたジャイロの使用によって達成され得る。
【０１３４】
複数の圧電電子ジャイロが、航空機飛行制御サーボを制御するコントローラに組込まれる。各ジャイロ、次に、各サーボは、パイロットまたはコントローラによって別途指令されない限り、所定のヨー、ピッチ、およびロールで特定の所定の高度に航空機を保持する。ジャイロ安定化システムは、空気の乱れまたは航空機重量分布が飛行中の航空機の高度に影響を及ぼさないようにさせる。航空機が、独立してすなわちパイロット入力に依存することなく、自分自身の高度をある程度制御するため、ジャイロ安定化システムはまた、スキルレベルが非常に低いパイロットによって航空機が飛行させられることを可能にする。そのため、コントローラは、パイロットがマシンの制御を完全に解除する場合、静止ホバリング位置などの中性位置にマシンが落着くようにセットアップされ得る。
【０１３５】
複数の加速度計もまた、飛行制御サーボを制御するコントローラに組込まれ得る。各加速度計は、高度上の動き、横滑り、および前後動を測定する。再び、これは、激しい風の中でも、ホバリングの静止位置を維持するように、航空機がコントローラによって制御されることを可能にし、航空機があまりにも速く大地に向かわないようにする。
【０１３６】
ジャイロおよび加速度計の全てのパラメータは、パイロットのレベルまたは適切な自律制御要件に合うように、コントローラに事前にプログラムされる。異なるプログラムが、異なるパイロットまたはユーザについて使用されてもよい。
【０１３７】
こうして、ジャイロ制御システムは、３次元における安定性を維持し得る。
コントローラは、マシンが降下しているとジャイロが検知する方向に追従するようにマシンを移動させために、プロペラ５、７の速度およびブレードピッチ、サーボ１９３、２１９、移動可能なエアロフォイル２２１、およびプッシャファン組立体２３１のうちの少なくとも１つを効率的に制御しており、したがって、マシンの下に戻るように重心がシフトされる。
【０１３８】
上側と下側の両方のロータ５、７のサイクリックピッチは、必要である場合、たとえば０．０６秒の間隔で変えられることが想定される。たとえば、一陣の風（gust of wind)が吹いて航空機がわずかに右に傾く場合、ジャイロが、これを検知し、ブレードが航空機の右側に近づくにつれてブレードのピッチを増加させる信号をサイクリックピッチ制御用のコントローラに送出することになり、したがって、航空機の右側の揚力だけを増加させ、航空機を再び水平にさせる。ブレードピッチを調整する、したがって、完全にバランスをとった状態に航空機を常に維持するために、コントローラからサーボへ、何千もの信号が時々刻々送出されることが想定される。加速度計は、特定の高度を保持するのではなく、航空機が最後にそこにあることが検知された場所に関連する位置を保持するように航空機を制御するコントローラによって使用されることを除いて同様な方法で働く。
【０１３９】
フライングマシンの別の代替の実施形態では、上側ロータ５のブレード５Ａのサイクリックピッチおよびコレクティブピッチは、３つのサーボだけを使用して、下側ロータ７のブレード７Ａのサイクリックピッチおよびコレクティブピッチと共に制御され得る。そのため、ブレード５Ａの上側の組のピッチは、ブレード７Ａの下側の組のピッチと非独立的に制御される。こうして構成されると、マシンのヨーは、プロペラ５、７に入る、かつ／または、から出る空気流を調整する手段を備える空気流調整機構によって制御されてもよい。
【０１４０】
こうした機構は、２組の２つの調整可能翼板を備えてもよく、両方の組は、プロペラ５、７の上に搭載され、１つの組はマシンの前部に向き、他の組はマシンの後部に向く。両方の組は、マシンの長手軸の両側に各組の翼板が存在するように搭載される。各翼板は、プロペラ５、７を通る空気流の一部の方向を調整できるように、ほぼ水平軸の回りに移動するために搭載される。そのため、空気流は、航空機を右または左に回転させるように、マシンの長手軸の両側の翼板によって調整され得る。
【０１４１】
空気流調整手段は、空気流の方向を変更する任意の手段を備え得、エアロフォイルの形態の翼板、フラップ、または可変開口ダクトを含む。
空気流調整手段は、プロペラ５、７に対して任意の適した位置に位置し得る。こうした位置は、たとえば、上側プロペラ５の上、下側プロペラ７の下、またはプロペラ５と７との間を含む。
【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】
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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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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