(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進装置を有する飛行物体の着陸および／または発進を支援する方法であって、着陸ないし発進面に関して固定的に発生される、飛行物体へエネルギを導入するための流体流を供給する、ことを含み、
供給される流体流が、所定の比密度を有しており、より比密度の高い少なくとも１つの物質によって濃厚化され、減速効果、および、または加速効果を増大せしめる、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
流体流の方向が、状況に関して調節される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
流体流の少なくとも１つの他の物理的パラメータの値が、状況に関して調節される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの物理的パラメータが、
流体流の温度、流体流の速度、流体流の均質性および流体流の積層成分、の少なくとも１つを有している、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
供給される流体流内へ、消火剤が導入される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
供給される流体流が、存在する大気から人工的に発生された風、物体流または質量流である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
飛行物体の着陸を支援するために、まず、飛行物体を制動するのに適した流体流が供給され、かつ
その後、飛行物体をホバリング状態から着陸面上へ降下させるのに適した流体流が供給される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。1
【請求項８】
飛行物体の発進を支援するために、まず、飛行物体を発進面からホバリング状態へ移行させるのに適した流体流が供給され、かつ
その後、飛行物体を所望の方向に加速するのに適した流体流が供給される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
推進装置を有する飛行物体の着陸および／または発進を支援する装置であって、
飛行物体へエネルギを導入するための流体流を供給するために形成されている、着陸ないし発進面に関して固定的な少なくとも１つの流体流発生器と、
少なくとも１つの追加物質により、供給される流体流を濃厚化し、減速効果、および、または加速効果を増大せしめる、物質供給ユニットと、を具備する、
ことを特徴とするする装置。
【請求項１０】
流体流発生器によって供給される流体流が、方位づけ可能である、ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
流体流発生器が、供給される流体流の少なくとも１つの他の物理的パラメータの値を変化させるように形成されている、ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
供給される流体流を加熱するための加熱部材を特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
供給される流体流を冷却するための冷却部材を特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
供給される流体流内へ消火剤を供給するための消火剤供給ユニット（１３）を特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの流体流発生器が、少なくとも１つの送風機を有している、ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
少なくとも１つの送風機が、少なくとも１つのターボファンを有している、ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの流体流発生器が、流体流として、存在する大気から人工的に発生された風、物質流または質量流を供給するように形成されている、ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１８】
少なくとも１つの流体流発生器によって供給される流体流の少なくとも１つの物理的パラメータの最適な値を求めて、この少なくとも１つのパラメータ値を調節するための制御装置を特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１９】
少なくとも１つのパラメータが、流体流の方向、流体流の温度、流体流の密度、流体流の速度、流体流の均質性および流体流の積層成分、の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進装置を有する飛行物体の着陸、および／または、発進を支援する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛行物体というのは、ここでは、たとえば飛行機のように、惑星の大気中で自己の推進装置により地面との接触なしで移動するのに適した、任意の対象を言う。
【０００３】
この種の飛行物体の構造並びに利用における特別な挑戦が、発進および着陸プロセスである。
【０００４】
飛行物体の発進および着陸のために、通常、長い発進および着陸路が必要とされる。しかし、長い発進および着陸路を準備することは、時間およびコストがかかる。さらに、通常の発進および着陸路のための十分なスペースはどこでも提供されるわけではない。これは特に、海上の着陸ユニットにおいて言えることであるが、その他にも、たとえば山岳地帯で問題となる。ここでは、場合によっては短い着陸路上で拘束ロープを用いて着陸プロセスを支援することが必要であって、そのためには特に精確な着陸進入が必要である。この種の方法は、搭乗員にとっては高い訓練の手間を意味する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、推進装置を有する飛行物体の発進および／または着陸プロセスを特に簡単に支援する、方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、着陸ないし発進面に関して固定的に発生される、飛行物体にエネルギを導入するための流体流を供給する、方法によって解決される。
【０００７】
他方で、この課題は、飛行物体にエネルギを導入するための流体流を供給するように形成されている、着陸ないし発進面に関して固定的な、少なくとも１つの流体流発生器を有する装置によって、解決される。
【０００８】
本発明は、機械的補助手段を使用しないでも、発進または着陸のための飛行物体の正または負の加速を、飛行物体だけによってもたらさなくても済む、という考えに基づいている。むしろ、飛行物体へ向けられた流体流が、飛行物体の制動または加速を支援することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の利点は、普遍的かつ柔軟に使用できることである。本発明は、長い発進および着陸路を必要とせずに、容易に取り扱うことのできる、飛行物体の発進と着陸の支援を可能にする。本発明の利点は、さらに、着陸場所の種類、天候、および飛行物体の種類に依存しないことである。その場合に本発明に基づくシステムは、簡単な方法で、安価に、短い時間内で実現できる。
【００１０】
その発進および／または着陸が本発明に基づいて支援される、飛行物体も、従来よりも装備が簡単になる。というのは、その飛行物体は必ずしも自立的に発進および／または着陸できる必要はないからである。たとえば車輪のような、着陸のために利用される所定のコンポーネントがもはや必要とされない場合には、そのことが安全性も向上させる。というのは、これらのコンポーネントの故障しやすさが、もはや重要ではなくなるからである。
【００１１】
本発明の好ましい形態が、従属請求項から明らかにされる。
【００１２】
本発明の好ましい形態において、流体流の方向が、状況に応じて調節可能である。その場合に、方向は、発進および／または着陸面に対する角度も含んでいる。その場合に状態は、たとえば着陸進入方向、飛行物体の高度および／または距離によって定めることができる。複数の別々の流体流が使用される場合には、その方向が好ましくは個別に調節可能である。
【００１３】
本発明の他の好ましい形態において、流体流の少なくとも１つの物理的パラメータが、状況に関して調節可能である。その場合にこの種の物理的パラメータは、たとえば、流体流の温度、流体流の密度、流体流の速度、流体流の均質性または流体流の積層成分であることができる。その場合に状況は、たとえば周囲温度、飛行物体の速度、飛行物体のタイプ、飛行物体の距離などによって定めることができる。
【００１４】
温度の調節は、加熱部材および／または冷却部材を介して行うことができる。流体流の温度を上昇させることによって、たとえば霧の発生を回避することができ、あるいは飛行物体の着氷を回避し、あるいは除去することができる。流体流の温度を低下させることによって、たとえば飛行物体の過熱を防止することができる。
【００１５】
供給される流体流が、所定の比密度を有する場合に、流体流が比密度のより高い物質によって濃厚化されることによって、流体流の効率、すなわちその制動作用ないしその加速作用を増大させることができる。
【００１６】
同様に、必要な場合には、たとえば着陸進入においてすでに飛行物体における火災に対処するために、供給される流体流内へ、消火剤を導入することができる。
【００１７】
供給される流体流は、たとえば存在している大気から人工的に発生された風、物質流または質量流であることができる。流体流を発生させるために使用される流体流発生器は、たとえば実際から知られている流体流発生器、たとえば、従来、飛行機のために使用されているターボファンのような、送風機であることができる。すでに提供されている流体流発生器が使用される場合には、本発明に基づくシステムは、特に迅速に実現される。
【００１８】
飛行物体の着陸を支援するために、本発明の実施形態においては、まず、飛行物体を制動するのに適した流体流が供給される。次に、流体流は、飛行物体がホバリング状態から着陸面へ降下されるように、制御される。
【００１９】
飛行物体の発進を支援するためには、本発明の実施形態において、まず、飛行物体を発進面からホバリング状態へ移行させるのに適した流体流が供給される。次に、飛行物体を所望の方向に加速させるのに適した流体流が供給される。
【００２０】
飛行物体の発進を支援するための、本発明の他の実施形態において、飛行物体はまず従来のように自ら加速する。しかしその場合に、本来の発進、すなわち地上から浮き上がることは、本発明に基づく方法ないし本発明に基づく装置によって支援され、それによって促進される。同様に、従来のように着陸した飛行物体を着陸路上に到着した直後に、本発明に基づく方法ないし本発明に基づく装置によって支援して、制動することができる。それによって長い発進または着陸路は必要とされず、加速に必要な短い区間だけが必要とされる。それぞれ飛行機タイプに応じて、この区間は、５０から１００ｍとすることができる。この解決方法は、すでにある発進および着陸路に後から装備するのに適している、という利点を有する。
【００２１】
流体流の適合全体が、好ましくは制御装置によって自動的に定められて、調節される。
【００２２】
惑星の大気内で地面との接触なしに移動する（すなわち：物体のどの部分も地面との接触を持たない。物体と地面との間に大気の分子密度の少なくとも１つの層が存在する）のに適した物体（＝飛行物体、飛行機）の発進ないし着陸プロセスを支援するための方法および／または装置は、この種の物体が発進ないし着陸の際に、すべての物理的パラメータ（温度、密度、速度、均質性、層構成）において制御される大気流（＝風、物質流、質量流）内で、たとえば、場合によっては揺動可能および空間方向に摺動可能に軸承されている、強い送風機内で加速され（ここでは物理的定義の主旨において正の加速も負の加速も言う）、それによって発進ないし着陸することを特徴としている。加速の効率を向上させるために、大気流をより比密度の高い物質を用いて濃厚化することにより（たとえば水滴を吹き込むことができ、この目的を満たす限りにおいて、他の濃厚化材料も考えられる）強化することができる。
【００２３】
この方法および／または装置の形態において、着陸プロセスの場合において、たとえば、飛行物体を必ずしも制御されない物質流内へ飛び込ませることが考えられ、その物質流はその運動エネルギによって飛行物体の推進エネルギとの合計において、地面に対する飛行物体の速度をゼロに低下させ、かつその固有速度によって飛行物体に浮揚体が流れ付くことにより、ホバリングに必要な浮揚力を与える。（これ以上のことについては、物理学の各教科書内で調べられる。）物体の駆動装置のように、質量流を方向変換させ、減少させ、あるいは一般に制御することによって（ここでは物理的パラメータの変化のような、幾何学配置（ｘ、ｙ、ｚ、角度）のすべてのパラメータの可能な変化を言う）、物体を地面上へ降下させることができる。
【００２４】
同じ方法および／または装置を、今度は逆のやり方で、発進プロセスにも利用することができる。たとえば、グライダーのロープスタートと同様な発進プロセスが示され、その場合に類推において、ロープの巻上げと組み合わせて示される課題、飛行物体の加速と向かい風の発生が、ここでは揺動可能な固定の送風機と飛行物体の推進装置とによって引き受けられる。ここでも、着陸プロセスの場合においても、この１つの例に限定することは、早計に過ぎる。というのは、発進させるための方法は、特に飛行機のタイプに依存すると見られるからである。
【００２５】
それでも、他の好ましい形態が示される。というのは、この形態が多様性の中の１つである、迅速な実現と最も近い受入れをもたらすからである。この形態において、上述した方法／装置は、部分的に使用される：飛行物体は、まず、通例のように、加速し、その後クラッシックなプロセスの終了前に、ここで紹介されている新しい方法および／または装置によって最終的に発進される。この変形例は、移行段階において、すでにあるピステの改造は問題にならず、経営者は完全な装備替えを好まない、すでにある飛行場のための後付けとして興味深い（現在、ＡＩＲＢＵＳ−ハンブルク飛行場の改造について興味深い）。
【００２６】
方法および／または装置の他の好ましい形態において、物質流の温度を制御することによって、たとえば行動空間の領域における霧の発生または物体の着氷が防止ないしは除去され、あるいはまた過熱が減少される。
【００２７】
また、他の実施形態においては、たとえば消火泡のような、消化剤を物質流内へ点状に所望通りに導入することができる。
【００２８】
他の好ましい実施形態においては、すべての制御プロセスが自動化されて、通常の制御ユニットによって、たとえばコンピュータ上で、実施される。
【００２９】
他のわかりやすい例を示すために、ここでは、噴水上または空気流内で踊るボールが挙げられる。同様に、かつすべての考えられる条件の差および、たとえば物質流の層構造または均質性に関する解決方法と共に、好ましい形態が形成される。他の好ましい実施形態においては、送風機として、航空機運航において使用されるような、大型のターボファンが利用される。
【００３０】
これらすべてによって、最短の時間内でこの方法および／または装置の実現が可能にされる（月単位の開発時間！）。
【００３１】
ここで紹介される、飛行物体の発進ないし着陸プロセスを支援するための方法および／または装置は、地上でも海上でも使用することができ、その場合にまったく天候に依存しない。同様に、飛行物体の外形に依存しない。
【００３２】
多様な利点の中で、上述したものの他に、さらに幾つか他の利点が強調される：
・飛行する人の訓練の手間が少ない。正確な目標着陸進入が必要とされる、着陸のために、拘束ロープを用いる言葉で表せないほどの方法を考えてみよ。同様に発進プロセスも、ずっと簡単になる＝＝＞コストと時間の節約！
・モジュラー構造：陸上と海上のユニットは、同一に構築することができる。
・可能な限り最高の柔軟性と可動性：発進または着陸路は必要とされず、加速プロセスのために必要な空間のみが、必要とされ（それぞれ飛行機に応じて短くなり、５０から１００ｍ）、すなわち必要なロジスティックのこの部分が省かれる。たとえば、軍用の飛行場建設の場合には、ほぼ完全に省かれる＝＝＞コストと時間の節約！。
・飛行機を建造する場合の構造コストが少なくなり、すなわちペイロードが多くなる。従って超音速飛行のための垂直スターターを建造する必要性がなくなる。可動の部分が少なくなる＝（技術的）安全性が高まる。結果：高度に訓練された人がわずかになり、技術的な故障発生が少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施例を図面を参照し、実施例を用いて詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明に従って飛行機の発進と着陸を支援する、発進および着陸ユニットを概略的に示している。その場合に飛行機は、従来タイプのものとすることができる。
【００３５】
発進および着陸ユニットは、円形の発進および着陸面１０を有している。発進および着陸面１０の回りに等間隔で、８つの大きなターボファン１１が設置されている。ターボファン１１の各々は、揺動可能に軸承されており、かつ温度制御部材を有している。温度制御部材は、それぞれのターボファン１１の空気流出領域内に格子状の挿入片１２を有しており、その場合に格子状の挿入片１２の温度が調節可能である。ターボファン１１の各々には、さらに、スプレイ設備１３が対応づけられており、そのスプレイ装置がターボファン１１の空気流出領域内へ水滴を吹き付けることができる。
【００３６】
発進および着陸ユニットは、さらに、コンピュータベースの制御装置１４を有している。制御装置１４は、検出および受信装置１５と接続されている。同装置は、温度センサと、接近する飛行機から出力される信号を受信するための受信手段とを有している。制御装置１４は、さらに、ターボファン１１の各々への、そしてスプレイ設備１３の各々への制御アクセスを有している。見やすくする理由から、このアクセスは、ターボファン１１の１つとスプレイ設備１３の１つについてだけ例示されている。
【００３７】
図２のフローチャートは、図１に示す発進および着陸ユニットの機能方法を示している。
【００３８】
飛行機が着陸のための着陸進入状態にある場合に、制御装置１４は、まず、飛行機の着陸進入方向を定める。これは、たとえば、飛行機から検出および受信ユニット１５の受信手段へ伝達される座標を用いて行うことができる。その代わりに、あるいはそれに加えて、飛行パラメータの地上支援される測定を用いても、着陸進入方向の決定を行うことができる。その後制御装置１４は、制御信号を用いて揺動可能なターボファン１１を、発生させるべき空気流が飛行機へ向けられるように、方位付けする。
【００３９】
飛行機は、さらに、飛行機自体に関する、たとえばその速度、高度、重量および形状に関する情報を伝達し、その情報が検出および受信ユニット１５の受信手段によって受信される。この情報に基づいて、制御装置１４は、発生すべき空気流の、飛行機を制動するために必要な速度を定める。もっと正確には、速度は、ターボファン１１への制御信号を介して、飛行機の推進エネルギとこれに反作用する、空気流の運動エネルギとの組合わせによって飛行機の速度がゼロに減少されるように、調節される。その場合に、必要ならば、制御装置１４の制御信号を介してスプレイ設備に、発生すべき空気流内へ水滴を吹き込むようにさせ、それによって空気流の密度が高められることにより、空気流の効率をさらに増大させることができる。必要な場合には、スプレイ設備１３に制御装置１４の制御信号を介して、発生すべき空気流内へ消火剤を吹き込むようにさせることもできる。
【００４０】
なお、発生させるべき空気流の必要な速度の決定は、代替的に、あるいは付加的に、飛行パラメータの地上支援される測定を用いて行うこともできる。
【００４１】
さらに、検出および受信ユニット１５の温度センサが、周囲温度を定める。特に周囲温度が低い場合には、空気流内に吹き込まれた水滴に基づく着氷を阻止し、あるいはすでにある飛行機の着氷を除去するために、制御装置１４はターボファン１１への制御信号を介して、温度制御部材の格子１２の加熱を行わせる。特に周囲温度が高い場合には、飛行機の過熱を防止するために、制御装置１４はターボファン１１への制御信号を介して、温度制御部材の格子１２の冷却を行わせる。
【００４２】
ターボファン１１は、場合によってはスプレイ設備１３に支援されて、調節されたパラメータを有する空気流を供給し、飛行機はこの空気流内へ飛行する。それによって飛行機は制動されて、発進および着陸面１０の上方でホバリングするようにされる。そのために、制御装置１４による適切な駆動を介してターボファン１１の空気流の方位付けと他のパラメータを、飛行機と共に案内することができる。
【００４３】
飛行機がこの位置にある場合に、制御装置１４はターボファン１１への適切な制御信号によって、発生される空気流の速度を減少させるので、飛行機が地上へ降ろされる。その代わりに、あるいはそれに加えて、飛行機を降下させるために、制御装置１４の制御信号を用いて、発生される空気流の他のパラメータ、たとえばスプレイ設備１３によって空気流内へ吹き込まれる水の量も、変化させることができる。
【００４４】
飛行機の発進は、飛行機の着陸について説明したのと逆の順序で支援される。
【００４５】
発進するために、飛行機はまず、ターボファン１１の間の発進位置へ移動される。制御装置１４は、予め定められた発進プログラムを実施し、その発進プログラムに従ってターボファン１１がまず空気流を発生させて供給し、それが飛行機を発進および着陸路の上方でホバリング状態にさせる。この状態から、飛行機は自己の推進装置を用いて、そして付加的にターボファン１１から供給される空気流の然るべき方位付けと強化によって加速される。その場合に空気流の方位付けは、飛行機の計画された飛行方向に依存する。
【００４６】
代替的に、飛行機に向けられた、その強さが増大する空気流を発生させるために、ターボファン１１の幾つかを使用することもできる。その場合に同時に、飛行機をそれに向かって流れる空気流に対して加速するために、飛行機の自己エネルギが利用される。その場合に空気流の強さと自己エネルギは、飛行機ができるだけその初期位置から移動しないように、互いに調節される。十分な相対的加速が達成された場合に、飛行機は従来の発進プロセスの場合と同様に、発進場所１０から浮き上がることができる。この解決方法は、自己のエネルギを用いて発進する飛行機の加速のために必要な発進路の著しい短縮を可能にする。
【００４７】
空気流は、制御装置１４によってターボファン１１への制御信号により、着陸プロセスの場合と同様に、温度制御部材を用いて所望の温度にされる。さらに、制御装置１４は、空気流の効率を増強するために、スプレイ設備１３にここでも、発生される空気流内へ水滴を吹き込むようにさせることができる。
【００４８】
上述した実施例は、本発明に基づく方法と本発明に基づく装置の多数の可能な実施形態から選択された１つだけを示している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に基づく装置の実施例としての、発進および着陸ユニットを概略的に示している。
【図２】図１に示す発進および着陸ユニットの駆動を説明するフローチャートである。
【図１】
0004787151.tif 000002
【図２】
0004787151.tif 000003