(57)【要約】ハイブリッド空気推進乗物は、乗物の空気抵抗減少システムを構成する多孔性パネルおよび吸入装置を利用するものであり、さらにそのようなシステムによって消費する空気を利用するものである。これにより、地上または水上の表面効果乗物を動かすエネルギおよび空気を提供する。吸入システムによって消費したエネルギおよび空気は、通常浪費されるものであるが、空気クッションによって再利用されて乗物を部分的に支える。全体のハイブリッド空気推進乗物システムは、抗力減少システムまたは表面効果乗物のいずれか一方を単独で使用するよりもより効率的であり、両者の利点が実現されて、ハイブリッド乗物に対して独特な利点となる。
2004529811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物と、
乗物に対する空気抵抗を減ずる手段と、
乗物に対して持上げ力を与える手段とを備え、
乗物に対して持上げ力を与える手段は、機器、エネルギーおよび空気の共同使用を通して、乗物に対する空気抵抗を減ずるための手段に動作的に接続されている、空気クッション乗物。
【請求項２】
乗物に対する空気抵抗を減ずるための手段は、
乗物に取り付けられた穴開きパネルと、
穴開きパネルを通して空気を吸入するように設計された吸入力形成手段とを備える、請求項１に記載の空気クッション乗物。
【請求項３】
封止的に取り付けられたスカートを備え、このスカートは、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲み、かつ乗物の下方周辺部から乗物の下の表面に向かって下方に延びており、これにより、空気は、乗物の下面と、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲む封止的に取り付けられたスカートと、乗物の下の表面とによって実質的に閉じ込められ得る、請求項２に記載の空気クッション乗物。
【請求項４】
乗物の下面と、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲む封止的に取り付けられたスカートと、乗物の下の表面とによって実質的に取り囲まれた空気クッションをさらに備える、請求項３に記載の空気クッション乗物。
【請求項５】
乗物の下面と、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲む封止的に取り付けられたスカートと、乗物の下方の表面とによって実質的に取り囲まれた空気クッションは、乗物の下面に対して少なくとも乗物を部分的に持ち上げるのに十分な力を与えるように設計されている、請求項４に記載の空気クッション乗物。
【請求項６】
一つの地点から他の地点へ空気を運ぶための手段をさらに備え、この手段は、吸入力形成手段から、乗物の下面と、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲む封止的に取り付けられたスカートと、乗物の下方の表面とによって実質的に取り囲まれた空気クッションにまで空気を運ぶように設計されている、請求項５に記載の空気クッション乗物。
【請求項７】
吸入力形成手段、および一つの地点から別の地点にまで空気を運ぶための手段は、共有ポンプを備える、請求項６に記載の空気クッション乗物。
【請求項８】
電子制御システムをさらに備え、このシステムは、吸入力形成手段の動作を制御し、かつ一つの地点から別の地点にまで空気を運ぶための手段の動作を制御するように設計されている、請求項７に記載の空気クッション乗物。
【請求項９】
乗物は、トラック、列車、トレーラ、戦車および車から成るグループから選ばれた地上乗物である、請求項８に記載の空気クッション乗物。
【請求項１０】
乗物の下方周辺部を実質的に取り囲む封止的に取り付けられたスカートは膨張可能であり、かつ膨張したときに乗物の下方の表面に向かって下方に延びるように設計されている、請求項９に記載の空気クッション乗物。
【請求項１１】
乗物は、ボートおよび船から成るグループから選ばれた水上乗物である、請求項８に記載の空気クッション乗物。
【請求項１２】
乗物に対して穴開きパネルを取り付けてその空気力学形状を改良する工程と、
乗物の下方周辺部に対して封止的にスカートを取り付ける工程とを備え、
スカートは、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲んで乗物の下方周辺部から乗物の下方の表面に向かって下方に延びるように設計されており、これにより乗物の下面と、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲む封止的に取り付けられたスカートと、乗物の下方の表面とによって空気が実質的に閉じ込められ得るものであり、さらに、
穴開きパネルを通して空気を吸入し乗物に対する空気抵抗を減ずる工程と、
乗物の下面に対して少なくとも乗物を部分的に持ち上げるのに十分な力を与えるように、穴開きパネルを通して吸入された空気を、乗物の下面と、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲む封止的に取り付けられたスカートと、乗物の下方の表面とによって実質的に取り囲まれた容積部に運び、この実質的に取り囲まれた容積部内に空気クッションを作りだす工程と、
空気クッションによって乗物の下面に与えられる力を所望通りに調整できるように、穴開きパネルを通して吸入された空気の実質的に取り囲まれた容積部への移送を制御する工程とを備える、空気クッション乗物の製造方法。
【請求項１３】
吸入空気の移送の制御は、吸入力形成手段の動作を制御し、かつ一つの地点から別の地点にまで空気を運ぶための手段の動作を制御するように設計された電子制御システムを使用することによって行われる、請求項１２に記載の空気クッション乗物の製造方法。
【請求項１４】
乗物は、トラック、列車、トレーラ、戦車および車から成るグループから選ばれた地上乗物である、請求項１３に記載の空気クッション乗物の製造方法。
【請求項１５】
乗物の下方周辺部を実質的に取り囲む封止的に取り付けられたスカートは膨張可能であり、かつ、それが膨張したときに乗物の下方の下面に向かって下方に延びるように設計されている、請求項１４に空気クッション乗物の製造方法。
【請求項１６】
乗物は、ボートおよび船から成るグループから選ばれた水上乗物である、請求項１３に記載の空気クッション乗物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この出願は２０００年６月２０日に提出された米国仮出願番号６０／２１２，４９４号の利益を請求する。
【発明の背景】
【０００２】
【発明の分野】
【０００３】
この発明は、総括的に地上乗物および水上乗物に関するものである。それは特に、空気抵抗の減少および推進システムの摩耗の減少を伴った乗物に関するものである。また、それは、空気抵抗の減少および推進システムの摩耗の減少を伴った地上乗物および水上乗物の製造方法に関するものである。
【関連技術の説明】
【０００４】
この発明はトラック、列車、および５０年間以上存在している他の地上乗物のための抗力減少の改良に関するものである。既存の乗物の構造に対して空気力学的な形状の機器を加えることによって乗物の抗力を減ずるという発明に対して幾つかの特許が発行されている。幾つかのそのような装置は半球状のものであり、また幾つかは円錐状のものであり、また幾つかは角張った形状のものであり、幾つかは膨張可能なものであり、幾つかは蝶番留めされたパネルから成るものであり、幾つかは硬い材料から製造されており、また幾つかは多孔質の表面を利用するものである。他の抗力減少システムは、乗物の表面に沿う境界層の空気力学的影響を制御するために、動力吸引または吹き込みを利用する。幾つかの発明は、上記の抗力減少技術の組み合わせを利用するものであり、また他の方法についても同様に特許が存在している。
【０００５】
同様に、地面効果またはホーバクラフト技術が何年間もの間存在している。地面効果を利用した乗物は、歴史的に、空気のクッションを利用して乗物を地面、レールまたは水面から完全に持ち上げる。典型的には乗物を推進するために、ジェットまたはプロペラ駆動による推力が使用され、舵取りをするためにラダー、または機械的チャネルまたはレールの形態が使用されている。
【０００６】
多くの研究が示すところによると、吸入または吹き込みの動力を利用した抗力減少技術が効果的であり、大きな乗物に対して３５％程度の空気抵抗を減じ、それによって、燃料の節約において大きな改良を与えている。しかしながら、そのようなシステムは他の面においてしばしば浪費的である。例えば、かなり多くの量のエネルギーがそのようなシステムによって費やされ、そのことは、ほぼ間違いなく、抗力減少によってもたらされる節約を台無しにする。その結果、抗力減少はコスト的な問題に出くわし、実施化を阻害するようになる。
【０００７】
同様に、地面効果を利用した乗物、例えばホーバクラフトは、乗物を地面、水またはレールから完全に浮き上がらせるために非常に多くの量のエネルギーを消費する。そのことはコスト的に高価になり、かつ騒音を伴った動作を引き起こす。
【０００８】
それゆえに、乗物に対する空気抵抗を減ずるだけではなく、乗物を部分的に持ち上げるために抗力減少システムによって費やされたエネルギーを利用し得る発明を提供することが利益をもたらすことになろう。そのとき持ち上げに必要とされるエネルギーは無料になる。抗力減少の利益は実現され、それに加えて部分的な持ち上げの利益が認められる。そのような発明は、燃料コストが今までにない速度で上昇するとき、および生態環境、リサイクル、騒音公害および他の環境の問題が非常に深刻になるとき、特有な価値を持つ。
【発明の概要】
【０００９】
それゆえに、この発明の目的は、乗物に作用する抗力を減少させるシステムを提供することであり、その場合は、この抗力減少システムによって消費したエネルギーおよび集められた空気の負荷的な有効利用を行うものである。
【００１０】
この発明の関連した目的は、抗力減少の機器によって供給されるエネルギーおよび空気を使用して乗物の推進設備に作用する摩耗を減少させるシステムを提供することである。
【００１１】
この発明の他の目的は、乗物が移動する表面上の摩耗を減少させるシステムを提供することである。
【００１２】
この発明のこれらのおよびその他の目的、特徴および利点は、以下の記載、図面および請求の範囲を通して当業者に明らかとなろう。
【００１３】
これらのおよびその他の目的に従って、この発明は、既存の空気抵抗減少技術および既存の地面効果技術の新規な組み合わせを提供する。この新規な組み合わせによって、前述の技術の両者の利益および今まで利用できなかった利益を与える独特で効率的なシステムが生まれる。この発明は、抗力減少技術と地面効果技術とを組み合わせて所望の利益を達成する乗物、および同じ目的のための抗力減少技術と地面効果技術とを組み合わせるための方法の両者である。
【００１４】
この発明の一つの実施形態において、乗物の空気力学的形状を改良するために、乗物の後端部に多孔性パネルが使用され、これにより、乗物に作用する空気抵抗を減ずる。空気抵抗はまた多孔性パネルの表面を通した吸入によって減少し、このことはパネル上の乱れた境界層流の制御を与える。
【００１５】
通常先行技術の抗力減少システムにおいて、境界層から吸入された空気は大気中に消費され、何ら他の目的に寄与しない。しかしながら、この発明は、空気を大気中に解放するというものではなく、吸入空気を再利用し、また吸入空気を乗物の下の空気クッションに送ることによって、吸入装置で消費したエネルギーを効率的に使用するものである。
【００１６】
空気クッションは、所望の量だけ、乗物を部分的に持ち上げ、その構造および推進システム（例えばタイヤ、車軸、トレッド、プロペラ等）に作用する負荷を減少させる。乗物の推進システムにおける負荷の減少は乗物の機器における摩耗を減少させるだけでなく、乗物推進システムが接触するようになる表面における摩耗も減少させる。負荷の減少は、また、推進システムと乗物が移動する表面との間の摩擦を減少させ、さらに潜在的に乗物に作用する抗力を減少させる。さらに、部分的な持ち上げのみが必要とされるという事実は、揚力を与えるのに必要とされる動力の量を減らし、さらに、そのシステムによって発生する騒音のレベルを大きく減少させる。
【００１７】
発明の全体的な利益は、燃料コストの節約、乗物のメインテナンスコストおよび部品置換コストの節約、および道路またはレールメインテナンスの節約、あるいは移動する乗物が接触する他の表面に対する修理における節約を含む。
【詳細な説明】
【００１８】
この発明は、抗力減少技術と地面効果技術とを組み合わせて多様な利益（以下に記載の通りの）を達成する乗物、および同じ目的のために抗力減少技術と地面効果技術とを組み合わせるための方法の両者である。
【００１９】
この発明は、地上、レール、または水上乗物の推進装置、例えば車輪、タイヤ、車軸、トレッド、ベルトまたはプロペラ上の負荷（重量）を最小限にするために、空気クッションの原理および利点を利用する。ガスの満たされたクッションおよびスカート装置は、舗装された道路、レール、またはオフロード、不規則または整えられていない表面であろうと、地面または水面に沿って推進される乗物の下面に配置される。この発明はハイブリッド（Ａｈｙｂｒｉｄ＠）乗物である。なぜなら、既存の空気クッション（すなわち、地面効果、ホーバクラフト乗物）と違って、この発明は、乗物の推進装置（限定されるわけではないが車輪、タイヤ、トレッド、プロペラまたはベルトを含む）が地面または水面と接触した状態のままで推進／駆動機能を果たすことを許容する。一方、空気クッション機能は、同時に、表面に接触した状態のままの車輪、タイヤ、トレッド、ベルトまたはプロペラに掛かる負荷を減ずる。
【００２０】
空気クッションは、乗物がその推進装置を介して地面または他の表面に与える負荷をかなり減ずるように利用される。既存の技術に勝る結果として生ずる利点は、特に限定されることを意図するものではないが、次のものを含む。
【００２１】
ａ）向上した燃料節約。
【００２２】
ｂ）減少した表面または道路の摩耗。
【００２３】
ｃ）減少したタイヤ、車輪、トレッド、ベルト、プロペラの摩耗。
【００２４】
ｄ）車輪、タイヤ、レール面、ベルトまたはプロペラの数およびサイズを増加させることなく、大きな重量または大きな貨物を移送する能力の向上。
【００２５】
ｅ）不規則なまたは整えられていない表面を横切る能力の向上。
【００２６】
ｆ）柔らかな、または他の荷重を支える能力の劣った表面を横切る能力の向上。
【００２７】
ｇ）速度の上昇。
【００２８】
この発明の新規な局面は、抗力減少技術と地面効果技術との組み合わせである。ここにおいて、抗力の減少は従来から知られていた手段を介して達成され、地面効果技術の長所はエネルギーを余分に消費することなく、得られる。乗物に作用する抗力を減ずるために、空気力学的な流れの形状および境界層吸入技術が使用される。一方、吸入の機器、消費したエネルギー、および境界層から取り除かれた空気が地面効果システムをサポートするのに使用される。
【００２９】
最良の態様において、この発明は、道路上を走る商業的な１８車輪タイプのトラックおよびトラクタトレーラに適用され、典型的なハイウエイ速度で動作するそのような乗物の空気力学的および車輪の摩擦抗力を減ずる。図１を参照して、発明が備えられた大型トラックまたはトラクタ−トレーラの側面図が示されている。この応用例では、穴の開いた湾曲した上部パネル１が乗物の後部における空気力学形状の空気流の形成に寄与する。一方、多孔性表面を介して吸入が行われる。空気クッションスカート２は、乗物の底部の周りで封止境界部を提供し、吸入された空気を集めて乗物を部分的に支持する空気クッションを作り出す。図２は、乗物本体の後部に穴の開いた側面パネル３を持つ同様なトラクタ−トレーラの組み合わせの平面図である。上部パネル１および側面パネル３の空気力学形状は、すべての穴開きパネル（上部１および側面３）の多孔性表面を介した吸入と組み合わさって、乗物に作用する基本的な抗力を大幅に減ずるように機能する。
【００３０】
図３は上部パネル１の近接した側面図である。上部パネル１の構造および組み立ては、側面パネル３を含むすべてのパネルに対して典型的なものである。図３に示すように、上部パネル１は、スロット５がトレーラ４と上部パネル１との間に存在するように乗物の後縁に取り付けられる。スロット５を介した吸入は、境界層６の低速度部分がパネルの多孔性表面に到達する前にそれを取り除く。その後、空気力学的に設計された多孔性パネル（上部パネル１、側面パネル３）と組み合わせて、追加の吸入が使用され、基礎的な流れの向きを徐々に変え、空気流の下流での分離を最小限にする。このことは、前方と後方との圧力差を大いに減じ、それによって、圧力による抗力を低下させる。穴開きパネルの多孔性は、関連分野における当業者によって決定される。一般的に、穴開きパネルは、その表面上を空気が通過するのを許容するのに十分な堅固さを有しており、また、空気がポンプによって表面を容易に通過して吸引され得るのに十分な多孔性を有している。
【００３１】
上部パネル１および側面パネル３の形状は変わり得るが、それは、乗物の後部に対してより適切な空気力学的な形状を作りだすようにしなければならない。図４に示すように、製造するのに最も安価なものは、フラットパネルであろう。図４は、引用によって本願に統合されるべきホエランに与えられた米国特許第６，０９２，８６１号の図３である。それは、フラットパネルによって形成されたピラミッド形状が乗物の周りに滑らかな層流を作り出し、抗力を減少させていることを示している（１欄４６行〜５０行）。
【００３２】
この発明は図４に示されたようなピラミッドのように閉じられた構造物を形成するパネルを包含するものであるが、この発明の好ましい実施形態は、閉じられた表面を形成しないパネルであるが、そのパネルは図１および図２に示すように、乗物の後部から片持ち状に支持される。上部パネル１および側面３に対する幾何学形状は、図４に示されているような閉じられた構造物の形態を形成するのに合致する全表面となり得るが、パネル構造物の後端において何らの閉鎖が形成されないような所望の空気力学形状の一部分であると考えられ得る。
【００３３】
上部パネル１および側面パネル３を取付ける技術の一例が、引用によって本件出願に統合されるべきスイトリックに与えられた米国特許第５，４９８，０５９号に記載されている。９欄１行から１８欄６５行において、スイトリックはパネルが蝶番留めされ、片持ちで支持され、かつばね荷重が掛けられているシステムを記載しており、そこではそれらが使用時には展開され、使用しないときには後退し得るようになっている。本願の図５はスイトリックの米国特許第５，４９８，０５９号の図６に対応するが、選択されたパネル形状とは関係なく利用され得る蝶番システム（ヒンジシステム）を図示している。
【００３４】
同様に、引用によって本件出願に統合されるべきラッベに与えられた米国特許第４，９７８，１６２号は、２欄２０行〜２３行および図２において、半球形状の一組のパネルが乗物に作用する空気抵抗を減ずるのに効果的であるということを示している。４欄１７行において、ラッベは、半球状の形状が、５４％程度抗力を減じ得るということを示している。しかしながら、本願発明の好ましい実施形態において、上部パネル１および側面パネル３は、ラッベに記載された半球状の形状の一部分のみとして考えられる。
【００３５】
ラッベの米国特許第４，９７８，１６２号の図１０に対応する本願の図６は、上部パネル１および側面パネル３を乗物の後部表面６４に取り付けるための適切な方法を図示している。取り付け方法は、３欄４６行〜６３行に記載されている。ラッベにおいて記載されているように、穴開きパネルの外側部分６３は、改良された強度を与えるために二重構造とされ、取り付け具として機能する固定プレート６８によって後部乗物表面６４に固定され得る。二重の材料は、エッジ６２ａのところで、接着剤または溶接処理によって強化され得る。ラッベおよび本願に取り入れられるべき他の特許は、乗物に対してパネルを取り付ける方法を与えるが、当業者であれば、多くの他の適当な構造物組立て方法を考えるであろう。
【００３６】
パネル形状の最良の態様は、引用によって本願に統合されるべきエリオットらに与えられた米国特許第５，０５８，９４５号において提案されている。エリオットの図１１に対応する本願の図７は、パネル構造の三次元形状を示している。ただし、閉鎖した構造物を形成している。本願発明はエリオットまたは他のものによって定義されたパネルの湾曲を利用し得るものであるが、上部パネル１および側面パネル３が乗物の後ろで片持ち支持されるように定義された形状の一部のみを意図するものである。他の実施形態において、底部パネルがまた考えられ得る。
【００３７】
エリオット（米国特許第５，０５８，９４５号）の図１７および図２３に対応する本願の図８および図９は、それぞれ、エリオットの表１に関連して本願発明に対して適切な幾何学形状を規定するのに役立つものである。表１は、図８および図９に示された変数に対する定義を与える。エリオットは、１５欄１０行〜２７行において、図８または図９の幾何学形状によって作り出される抗力の減少が少なくとも１４％となるということを示唆している。この見積もりは、ラッベの半球状の形状によって５４％の抗力の減少が見込まれるということに比べて、テスト結果によってより実質的にサポートされているように見える。
【００３８】
穴開きパネルおよび吸入システムの実施形態を説明するために、ネルソンに与えらた米国特許第５，２２２，６９８号を引用により本件出願に統合する。ネルソンの図１に対応する本願の図１０は、配管２２、制御バルブ２０および吸入ポンプ２１を含む精巧なシステムを図示している。ネルソンは、２欄３７行〜３９行において、穴開きパネルが直径約０．１ｍｍの多数の非常に小さな穴を有するものであるということを提案している。提案された支持器具を伴った吸入システムの構成は、ネルソンの２欄４行から４欄６０行に記載されている。４欄の３４行〜４２行において、ネルソンは、遠心ポンプ、または他の種類のポンプ、または吸引手段によって吸入が行われ得るということを記載している。
【００３９】
吸入および制御システムの他の実施形態は、引用によって本願に統合されるべきガズジンスキに与えられた米国特許第６，０６８，３２８号に記載されている。ガズジンスキは、地上乗物の使用に対して理想的であり得るシステムを記載している。ガズジンスキに記載されたシステムは、信号プロセッサまたはマイクロプロセッサによって制御される一連の外部穿孔アレイおよび吸入ソースを利用している。ガズジンスキのシステムは、境界層流の局所的な動的調整に備えるものであり、音響検出器からのもの以外の入力パラメータに応答し得るものである。ガズジンスキの発明は、既存の乗物システムを利用して抗力の減少および燃料節約の向上に寄与しようとするものであり、乗物の運転手からの動作または介入を本質的に必要とすることなく、動作および環境条件に基づいて吸入を動的に適合させて制御する。ガズジンスキのシステムは、米国特許第６，０６８，３２８号の５欄１９行から１２欄１１行に記載されている。ガズジンスキの発明は、乗物の速度に依存した可変吸入に備え、またブレーキまたは舵取りのための空気クッションの調整のための制御された吸入動作に備えるために、この発明における使用に対して適切なものとなる。
【００４０】
デジタル信号プロセッサまたはマイクロプロセッサが境界層吸入システムを制御するのに使用されるかどうかに関係なく、穴開きパネルを通して吸入された空気は、乗物の下面における空気クッション推進（ブースト）のためのソースとなる。ネルソンの米国特許第５，２２２，６９８号（上記）に記載されたものと同様な配管システムを利用して、吸入された空気は、境界層吸入システムの機器によって空気クッションにまで送られる。吸入システムの機器（例えば遠心ポンプ、または他の空気吸入手段）は、穴開きパネル境界層から空気を引き出し、それを空気クッションへと消費するという二つの目的を果たす。この発明の形態によれば、ただ一つのポンプ（すなわち吸入手段）および一つのエネルギーソースが必要となる。乗物の下面周辺部に沿って、スカート装置が配置されて空気クッションを作り出して制御する。コンピュータ制御システム、例えばガズジンスキに記載されたシステムは、タイヤ、ベルトまたはトレッドの必要なまたは最適な静止摩擦を最大限にするために、空気クッションの大きさを加速およびブレーキにリンクさせ、関連付ける。
【００４１】
抗力減少システムから吸入された空気を空気クッションへ移送することが乗物に対して持ち上げ力を与えることになるが、この空気の移送を通して、本願発明はタイヤの負荷を減じ、それにより車輪の摩擦損失および高速道路の摩耗を減少させる。基本的な流れの吸入を組み合わせた車輪摩擦損失の減少は、いずれか一方の単独のものよりも抗力の減少をはるかに大きくする。さらに、ポンプによって境界層を吸入しながら同時に空気クッションを作るという動力は効率的な態様で使用される。二つのシステムを別個に動作させることによって必要となるであろうものよりも、使用されるエネルギーはかなり少なくなり、それゆえにこの発明は、抗力の減少、タイヤの摩耗および道路の摩耗という利点のみならず、正味の燃料の大幅な節約を生み出す。
【００４２】
空気クッションは、乗物（例えばトラック、トレーラ、列車、戦車、車、ボート、船等）の下の容積部に空気を送り込むことによって作り出され、それは、乗物の下方周辺部を実質的に取り囲むスカートによって封止されかつ実用的なものとなる。空気クッションスカートは、機械の分野における当業者によって容易に考えられ得る多くの方法によって構成され、かつ乗物に取り付けられ得る。引用によって本願に統合されるべきミラーに与えられた米国特許第６，２００，０６９号は、乗物の下方部分を取り囲む境界部を形成する応用可能なホーバクラフトスカートを記載している。２欄６３行〜６７行において、ミラーは、スカートが、バッグ状またはチューブ状のスカート、分割されたまたは指状のスカート、ジュップまたはセルスカート、または使いやすいような他のスカートの設計であり得ることを提案し、さらにそれが、かなりゴムを染み込ませた織物から作られてもよいことを提案している。スカートが軽い圧力下で空気を閉じ込めるのに十分な堅固さを有し、一方では道路上の隆起物や障害物、および急激な高低の変化に対応できるような柔軟性を有するように、材料および製造方法が選択されなければならない。
【００４３】
空気クッション領域内の圧力は、安全性を犠牲にすることなく所望の地面効果の利点を生み出すために、０．４〜０．５ｐｓｉ（pound per square inch）のオーダーでなければならない。４０フィート×８フィートの寸法で、重さが８０，０００ポンドの典型的なトレーラに対して、１．７４ｐｓｉの圧力が乗物を持ち上げるのに必要となろう。その値のほぼ１／４の持ち上げ力（０．４３５ｐｓｉ）は、乗物の安全制御に必ずしも影響を与えることなく、乗物の推進システムに作用する負荷をかなり減ずることになろう。
【００４４】
空気クッションを効率的に維持するために、スカートは、できるだけ地表レベルに近づくように作られて、空気の漏れを小さくするようにしなければならない。引用によって本願に取り込まれるべきウイズマイヤに与えられた米国特許第４，７４６，１６０号は、トラックおよびトレーラを空気力学的に流線形にするように設計された１組のスカートを記載している。ウイズマイヤによって記載されたスカートは、空気クッションを形成しかつ取り囲み、さらに現時点において最良の態様と考えられるようにするために、本発明と共に使用されるのに適している。本願の図１１はウイズマイヤ特許の図９である。図１１は、ウイズマイヤの５欄１行〜６０行の記載とともに、本願に適したスカートの構造および組立てを記載している。この設計のスカートは、乗物の両側部の全長に延び、前部および後部の幅方向部分を覆って、乗物の下方周辺部を全体的に取り囲んでいる。
【００４５】
他の例として、本願に取り込まれるべきスリバンに与えられた米国特許第４，６１１，８４７号は、本発明と共に使用されるのに適した膨張可能で延長可能なスカートを記載している。製造し維持するのにより精巧でおそらくより高価なものになるであろうが、スリバンの膨張可能なスカートは、マイクロプロセッサシステムと連結してもよく、それにより、スカート（およびその結果として空気クッション）を、ブレーキ、アクセル、舵取り、および他の乗物条件の変化と共に調整するようにすることができる。スリバンのスカートは、２欄１４行〜３欄５５行に記載されている。スリバンは、３欄１５行〜２１行において、スカートがある速度で自動的に作動し、あるいは乗物のブレーキが働いたときに萎みかつ後退するようにしてもよいということに注目している。
【００４６】
この発明は、自動車、商業的なまたは大型のトラックに適用可能である。限定する訳ではないが自家用車、スポーツ用の乗物、軽トラック、およびハイウェイの速度で移動するものを含む自動車に対して、この発明は、燃料効率、タイヤ摩耗の減少、道路摩耗の減少といった同様な利点を提供する。この発明は、大型または超大型持ち上げ乗物の持ち上げ能力および搬送能力を増加させるのに利用され得る。現在、そのような乗物によって支えられる重荷重は、多数の車輪および／または車軸、大きなタイヤまたはトレッド、またはそれらの組合せによって消散している。この発明は、地面（例えば、タイヤ、トレッド、またはベルト）に接触する装置に作用する負荷を減少させ、それによってより大きな重量の搬送、道路表面の劣化の減少、燃料効率の上昇、速度の増加、車輪またはトレッドの摩耗の減少、それらの利点の組合せを可能にする。
【００４７】
この発明は、また、改善されていない、あるいは不規則な表面上でのそのような大型または超大型の運輸機関の動きを容易にする。車輪、タイヤ、トレッド、またはベルトに作用する負荷を減じることにより、種々の乗物がオフロード、改良されていない柔らかくて或いは不規則な表面上を移動するのを可能にする。そのような応用の一つの例は、商業船または内陸港から、および／または第３世界または他の開発途上地域のドックからの大型貨物またはコンテナの移動である。
【００４８】
この発明の軍用への応用は、戦車、大砲、またはコンテナを載せている大型フラットベッド乗物を、オフロード地域で経済的および効率的に動かし、舗装された表面上でより速く動かし、それによって作戦の選択を増加させることを含む。
【００４９】
この発明は、また、貨物コンテナが搬送され、配列され、組み立てられ、保管され、梱包され、あるいは他の操作が行なわれる操車場および／または港湾地域においても適用され得る。鉄道列車の線路は、典型的な列車の車輪と連携して空気クッションが動作し得るようにする表面面積を最大限にするように特別に設計され得る。本発明を使用すると、列車は、低い抗力および改良された燃料効率を伴って、より経済的にかつより速い移動速度でより大きな荷重を運搬できる。
【００５０】
同様に、プロペラ駆動ボートおよび船が、本発明を利用して、水上船舶の抗力を生じさせる風の影響を減じ、同時に喫水を減少させることができる。減少した喫水は結果的に改良された燃料効率をもたらし、同様に、より安全で、より乾燥し、さらに水上でのより快適な乗りをもたらす。本願に取り込まれるべきディルクスに与えられた米国特許第６，２２０，１９３号は、本願における教示と矛盾しない範囲で、本発明を使用するボートの可能な構成を説明している。本願の図１２、図１３および図１４は、ディルクスの特許の図１、図２および図３に対応する。キール３２および柔軟な後部シール２４は、前述のスカートがトラック／トレーラの形態に作用したのと同様に、ボートの実施形態に対して同じ機能を果す。ディルクスの発明と本発明の好ましいボートの実施形態との間の相違は、本発明における持ち上げ（すなわち、表面効果）が、ディルクスの発明のジェットエンジン１２と対立して、前述のトラックの実施形態において記載したような抗力減少システムによって与えられることであり、また本発明における推進がプロペラによって与えられることである。トラック／トレーラの実施形態におけるように、ボートの上部（水から出ている）における空気抵抗が、多孔性パネル吸入システムによって減少している。また、その吸入システムは、推進装置（例えばプロペラ）に作用する負荷を減ずる持ち上げ力を与える。一方、それは、付加的に、ボート本体に作用する液体抵抗を減ずる。持ち上げ力が与えられる結果として、ボート本体は水中のより高い位置にもたらされる。
【００５１】
前述の通りのこの発明の物の実施形態に加えて、既述の乗物を修正するための方法がここに提供される。この方法は、最低限、その空気力学形状を改良するために（それにより乗物に作用する抗力を減少させる）穴開きパネルを乗物に取付ける工程と、境界層の流れを制御して抗力を減ずるための吸入システムを利用する工程と、その際にそれによって消費したエネルギ、吸入システムの機器および吸入空気を用いて乗物を部分的に持ち上げる工程と、上述の多様な利益を生み出す工程とを伴う。
【００５２】
この発明の記載は、好ましい実施形態における発明を表わすものである。細部、材料、処理工程、および部品配置において、この分野の当業者であれば、添付の特許請求の範囲に記載した発明の原理および範囲内において付加的な変更をなし得るということが理解されるべきである。
【００５３】
この発明を特定の実施形態に関連して説明したが、上記の教示内容を考慮して、当業者であれば多くの変更および修正を容易に想到し得る。それゆえに、この発明は、特定的に記載されたものを超えて、添付の特許請求の範囲内で実施され得るものであると理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
この発明は、図面に関連して行なわれる以下の詳細な説明からより良く理解されかつ評価されるであろう。
【図１】空気クッション推進（ブースト）および抗力減少を伴ったトレーラの側面図である。
【図２】空気クッション推進および抗力減少を伴ったトレーラの平面図である。
【図３】抗力減少パネルを持つトレーラの上部後方角部を示す。
【図４】フラットパネルを使用した適切な抗力減少パネルの形状の一例を示す。
【図５】蝶番止めされた穴開きパネルの取付実施形態の一例を示す。
【図６】乗物表面にパネルを取付けるための方法を示す。
【図７】適切な穴開きパネルの形状の三次元輪郭を示す。
【図８】図７の幾何学形状の一実施形態の側面図である。
【図９】図７の幾何学形状の他の実施形態の側面図である。
【図１０】穴開きパネル境界層吸入システムの実施形態を示す。
【図１１】表面効果乗物スカートのための構造および組立てを示す。
【図１２】表面効果ボートの側方から見た断面図である。
【図１３】表面効果ボートの上方から見た横断面図である。
【図１４】図１２の線ＩＩ−ＩＩに沿って見た表面効果ボートの端面図（前方または後方）である。
【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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