(57)【要約】  ２モードの作用をするウイングが述べられている。弧状からゆがみのない平な形へ変化し、その逆にもなる。３もしくはそれ以上のパワーウイング翼（１−１，１−２，１−３）からなり、直列的に接続され少なくとも一対の隣接するパワーウイング翼（１−１，１−２，１−３）の間に置かれた少なくとも一の関節ジョイント（２，３）を介して相互に関節的に接続されている。【選択図】  図１
2016521824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弧状の形からゆがみのない平な形になり、その逆にもなる２モード動作を有するウイングであって、
直列的に接続され、少なくとも一対の隣接するパワーウイング翼（１−１，１−２，１−３）の間に置かれた少なくとも一の関節ジョイント（２，３）を介して相互に関節的に接続された三またはそれ以上の前記パワーウイング翼（１−１，１−２，１−３）を構成として含むことを特徴とするウイング。
【請求項２】
前記パワーウイング翼（１−１，１−２，１−３）の各一は少なくとも一の剛体の外角を構成として有することを特徴とする請求項1に記載のウイング。
【請求項３】
前記パワーウイング翼（１−１，１−２，１−３）のロープの方向に沿った一又はそれ以上の平行な隆起（５）に接続される少なくとも一のウイング面（４）を構成として含むことを特徴とする請求項1に記載のウイング。
【請求項４】
前記ジョイント（２，３）の少なくとも一は、一対の前記外部隆起（５−１，５−２）及び一対の内部布端（８，９）にそれぞれ接続される外部布端（６，７）を構成として含み、前記ジョイント（２，３）は前記パワーウイング翼（１−１，１−２，１−３）に属するロープ（１０）を対称的に覆うことを特徴とする請求項３に記載のウイング。
【請求項５】
前記ゆがみのない平な形の形態は、前記内部布端（８，９）が伸びて前記ウイング面（４）に接する方向になる広がったポジションにおける前記ジョイント（２，３）の一に対応することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のウイング。
【請求項６】
前記弧状の形状の形態は、前記内部布端（８，９）が前記ウイングプロフィル（１−１，１−２，１−３）の内部に曲げられる収縮ポジションにおける前記ジョイント（２，３）の一に対応することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のウイング。
【請求項７】
前記一又はそれ以上の隆起（５）は前記ウイング面（４）の外部にあって外骨格としての機能を果たすことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のウイング。
【請求項８】
前記一又はそれ以上の隆起（５）は前記ウイング面（４）の凹部に沿って配置されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のウイング。
【請求項９】
前記パワーウイング翼（１−１，１−３）の一の少なくとも二つの端部、特には、前記ウイングの制御用の係留索が繋がれた、前記プロフィルを構成している剛体の外角は、前記２つのパワーウイング翼（１−１，１−３）上の前記係留索によってもたらされた負荷を少なくとも分散するのに適した強化構造を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のウイング。
【請求項１０】
前記ウイング面（４）は熱可塑性又は熱硬化性の樹脂でコーティングされた布で作られていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のウイング。
【請求項１１】
前記ウイングは非対称の形状であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のウイング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２モード動作をするウイングに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全ての一般的な空気力学の応用において、例えばガスタービンのブレードや航空機翼表面などにおいて、空気力学的形状の最終目的は分布した荷重をブレードや翼の根元に向けて移動させることにある。例えば二重Ｔ形の長手部材にかかる構造的な抵抗は、分布荷重によって発生した曲げモーメントと対比することができる。
【０００３】
風からエネルギーを取り出すためのシステムに属するパワーウイングプロフィルの場合、単に引っ張り力があるだけで、ウイングが開いた弧状の形態により、その形状の維持及びエネルギーの発生の両方に同時に有用な空気力学的揚力を発生させるようになる。
【０００４】
知られているように、曲げモーメントがある場合に対して、単なる引っ張り力の形態は必要とする構造的な抵抗力がはるかに低い。その結果、パワーウイングプロフィルの空気力学的形状は、空気力学的効率、すなわち抵抗に対する揚力の比を改良するため、薄くすることが出来、風からエネルギーを取り出す高度でプラントのエネルギー的なパフォーマンスを究極的に増加させる。
【０００５】
引っ張り力モードでは、高い翼荷重を受ける、超軽量ウイングを含むシステムを通して、翼からのエネルギーの取り出しが高い空気力学的効率で起こる。
【０００６】
同一出願人による特許出願WO2008120257は、直列につながれたパワーウイングプロフィルの列を通して風からエネルギーを取り出すシステムであって、サーボアシストのウインチによって駆動され、スマートコントロールシステムで自動制御されるシステムを開示している。気流中に入れられたパワーウイングプロフィルは、少なくとも一のロープを介して、対流圏で捉えられた風のエネルギーを電流に変換するスタンドアロン型の発電機につながれている。前記パワーウイング翼はそれらがつながれたモジュールを牽引し、少なくとも一の発電システム（少なくとも一の発電機／モータを含む）を通して風のエネルギーを電気エネルギーに変換することを可能にするために運転される。ロープは、モジュールを牽引するために機械的エネルギーをウイングプロフィルとやりとりすること、ウイングプロフィル自身の飛行軌道をチェックすることの両方に適している。
【０００７】
ウイングプロフィルが風から取り出し得るパワーはウイングプロフィルの空気力学的効率とその面積の両方の関数である。具体的には、前記パワーは、空気力学的効率の二乗と面積の一乗に比例して増加する。
【０００８】
ウイングプロフィルの効率はプロフィルの形状に依存する。しかし、その最適な形状はウイングプロフィルが抵抗‐揚力（抗力‐揚力）の応力を受けている時にも保たれていなければならない。そのような目的のため半剛性のウイングプロフィルが使われるべき可能性がある。
【０００９】
完全にフレキシブルなウイングプロフィルと異なり、半剛性のウイングプロフィルは、例えば、グライダーの剛体翼の一つと類似の形状をとることができる極めて軽重量のフレームを備えている。例えば、ウイングプロフィルは高分子で作られた菱形構造とすることができる。半剛性の採用により、空気力学的効率を良くするだけで無く、運転を容易にするためのパフォーマンスを確実に、強く増加させる。
【００１０】
具体的には、対応するリカバリーシステムで、ウイングプロフィルを回収するのに有用な側方の柔軟性を保証するために、剛性は前記ウイングプロフィルの２つの大きさに対して非対称で有り得る。
【００１１】
超軽量ウイングを含むシステムを通して風からエネルギーを取り出すことに関する第一の問題は、空気力学的力に支配されるウイングプロフィルの空気弾性歪により与えられる。サイジングと材料選択によると、ウイングロープに沿っての剛性がプロフィルの形状を保つためには十分でないことが起こりうるがその時は、パフォーマンスと効率の低下リスクとなる。ウイングの前記弧状の形状はウイング断面の揚力勾配を持つ飛行の間、空気力学的に保たれ、その結果、縦方向の部材の必要性をなくすか減少させる。
【００１２】
超軽量ウイングを含むシステムを通して風からエネルギーを取り出すことに関する第二の問題は、ウイングが横滑りする姿勢と、パワーを発生しているプロダクティブな姿勢の２モード飛行動作の操作にある。横滑り姿勢では、一本の強制操作ロープで、ウイングは回収される。この局面では、十分な安定性を持つために、プロダクティブな姿勢下の飛行の弧状の形状を放棄して、飛行形態を選ばなければならない。
【００１３】
特許出願WO2011121557は第一の問題を扱っていて、風のエネルギーを電気的又は機械的エネルギーに変換するための少なくとも二本のケーブルを通して制御されるパワーウイングプロフィルの飛行指令を行うシステムについて述べており、それは前記二本のケーブルの相似な巻き戻しと巻き取り作用を行う第一ユニットと、パワーウイングプロフィルと第一ユニットの間にあって、ケーブル間の差の制御行為（differential control action）をする第二ユニットを含んでいる。当該システムは第二のケーブル制御ユニットを作動させる単一のモータと前記第一ユニットを含み、第一ユニットはケーブルごとに、ケーブルを重複させず、相互に重複した共通の水平軸に配置された二つの直列の巻き取りプーリーを含む。
【００１４】
特許出願WO2009035492は第二の問題を扱っている。そこでは、第一の力の形態において作用する第一の制御要素を含むパワーウイングプロフィルを開示しており、そこにおいて該第一の制御要素は力を発生するステップの間のパワーウイングプロフィルの飛行を制御下に保つのに使われる。またパワーウイングプロフィルはさらに、回収ステップの間の第二の力の形態におけるパワーウイングプロフィルの飛行のチェックに使われる第二の制御要素を含む。前記第二のステップにおいては、パワーを発生する第一のステップに比較して形態にかかる力は減少する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は上記の従来技術の問題を解決することであり、それはウイングプロフィルの形状を変えないままキープして２モードの飛行作用を可能にするパワーウイング翼からなる気流を提供することによって可能となる。
【００１６】
本発明の他の目的は、前記パワーウイング翼のロープの方向に沿った一又はそれ以上の平行な隆起に接続したウイング面からなる気流を提供することであり、そのウイングはさらに外側の帆の端部からなる少なくとも一のジョイントを含み、外側の帆の端部はそれぞれ一対の外部に出た隆起と一対の内部の帆の端部にそれぞれに接続されていて、前記ジョイントはパワーウイング翼に属するロープを左右対称的に覆っている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の上述あるいは他の目的や利点は、以下の開示で明らかになるであろうが、請求項１に請求されている２モードの作用をするウイングによって得られる。本発明の好ましい実施態様と重要なバリエーションは従属請求項の主題である。
すべての記載された請求項は本発明の不可欠の部分であるが、本発明は本記述に限定されるものではない。
【００１８】
多数のバリエーションや改良が（たとえば、同等な作用を持つ、形状や、大きさや、配置や部品などである。）ここに記載された請求項に示された発明の範囲から逸脱することなく、記述されたものに対して作られ得るのは明らかでありこれらはすべて本発明に含まれる。
【００１９】
本発明はいくつかの好ましい実施態様で――実施例に請求の範囲が限定されないことを条件に、含まれる図を参考にして――うまく記述できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるウイングの好ましい実施態様の正面図を示す
【図２】図１のウイングの下面の平面図を示す。
【図３】図１のウイングの上面の平面図を示す。
【図４】図１のウイングのＩＶ部分の拡大図を示す。
【図５】図１のウイングのＶ部分の拡大図を示す。
【図６】図１のウイングの側面図を示す。
【図７】図６のウイングのＶＩＩ部分の拡大図を示す。
【図８】図１のウイングの下面の不等角投影図を示す。
【図９】図１のウイングの上面の不等角投影図を示す。
【図１０】図８のウイングのＸ部分の拡大図を示す。
【図１１】図８のウイングのＸＩ部分の拡大図を示す
【図１２】図９のウイングのＸＩＩ部分の拡大図を示す
【図１３】図９のウイングのＸＩＩＩ部分の拡大図を示す
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図を参照すれば２モードの作用をする本発明によるウイングは３またはそれ以上のウイング翼１−１、１−２、１−３からなり、直列に繋がれ少なくとも一の関節ジョイント２，３を介して相互に関節をなしており、その関節ジョイントは一対の前記隣接のパワーウイング翼１−１、１−２、１−３の間に置かれていることがわかる。
【００２２】
有利なことに、前記パワーウイング翼１−１、１−２、１−３のそれぞれは少なくとも一の剛体の外角を構成要素として有しており、前記外角は各々の間に前記ジョイント２，３が置かれることにより相互に関節をなしているので、本発明によるウイングの２モード作用を可能にし、特にその姿勢の変動を前記ジョイント２，３に集中させる。実際のところ、発電ステップとウイング横滑り回復操作の両方を適切に管理することができるように、ウイングプロフィル１−１、１−２、１−３のセットは二つの形状を通過することが出来なければならない。その二つの形状、すなわち、発電ステップでの弧状の形態、及び、ウイング横滑り回収操作のためのゆがんでいない平な形状、によって２モードの作用が得られる。
【００２３】
各ウイングプロフィル１−１、１−２、１−３は外骨格として作用する一又はそれ以上の外部隆起５に結合する少なくとも一のウイング面４を構成要素として持つ。ウイングロープの方向に沿って平行にかつウイング面４の外側に配置された前記隆起５は空気力学的な抵抗を少し増加させる利点と、各ウイングプロフィル１−１、１−２、１−３の形状を保つことを保証する利点を有する。
【００２４】
代わりにウイング面４の凹部に沿って一又はそれ以上の隆起５を備えることも可能である。
ウイング面は好ましくは大変強い布で作られ、熱可塑性あるいは熱硬化性の樹脂でコーティングされる。具体的には、前記布は発電ステップの間の弧状の形状に到達した後は、応力に抵抗し、本発明によるウイングが回収ステップにあるときのゆがみのない平な形状に戻るとき有用なように弾性的でかつ剛性をもつという二つの機能を実現する。
【００２５】
図４，５、１０、１１、１２及び１３にあるように各ジョイント２，３は外部布端部６，７を構成要素として含み、各々が一対の外部隆起５−１，５−２、及び一対の内部布端部８，９に接続されている。各ジョイント２，３は布端部８，９が集中するロープ１０に対して対称である。
【００２６】
ウイング横滑り回収ステップに関連づけられ、ジョイント３が広げられたポジションに相当する（図５，１１，１３）、本発明のウイングのゆがみのない平な形の形態は、内部布の端部８，９が伸ばされウイング面４の接線方向になることを特徴としている。
【００２７】
発電ステップに関連づけられる本発明による弧状の形状の形態はジョイント２が収縮した位置（図４，１０，１２）に相当し、内部布端部８，９はウイングプロフィルの中に曲げられ、集約されて一対の外部布端部６，７のロープ１０に沿って接触状態になることを特徴としている。
【００２８】
追加するに、パワーウイング翼１−１，１−３のすくなくとも二つの端部、具体的には前記プロフィルを構成し、本発明によるウイングの制御用係留索が繋がれる剛的な外角は、前記二つのパワーウイング翼１−１，１−３上の少なくとも前記係留索に発生した負荷を分散するに適した強化構造を有することを提供しうる。
【００２９】
本発明は、弧状の形状において、空気力学的負荷により曲げられた平板の形状において、ゆがみのないウイングを経由することによって目的を達成できる。そこでは構造の剛性はウイングの横滑りの動作の時のゆがみのない形態を保ち、また発電状態での弧状の形態を得るためにその構造を変形させることを可能にする。
【００３０】
本発明の好ましい実施態様によれば、ウイングの形状は横滑りステップのために非対称性を有効に利用することができるように、非対称である。この形態はウイングロープの方向に沿って特に剛体セグメントを作る機会を提供し、それは空気力学的に効率が良い。
【図１】
2016521824.tif 000003
【図２】
2016521824.tif 000004
【図３】
2016521824.tif 000005
【図４】
2016521824.tif 000006
【図５】
2016521824.tif 000007
【図６】
2016521824.tif 000008
【図７】
2016521824.tif 000009
【図８】
2016521824.tif 000010
【図９】
2016521824.tif 000011
【図１０】
2016521824.tif 000012
【図１１】
2016521824.tif 000013
【図１２】
2016521824.tif 000014
【図１３】
2016521824.tif 000015
2016521824.tif 000016
2016521824.tif 000017
2016521824.tif 000018
2016521824.tif 000019
2016521824.tif 000020
2016521824.tif 000021
2016521824.tif 000022
2016521824.tif 000023
2016521824.tif 000024
2016521824.tif 000025
2016521824.tif 000026
【国際調査報告】
2016521824.tif 000027
2016521824.tif 000028