特許 7630526 プッシャープロペラを備えた航空機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-06

(45)【発行日】2025-02-17

(54)【発明の名称】プッシャープロペラを備えた航空機

(51)【国際特許分類】

   B64C 29/00 20060101AFI20250207BHJP

   B64C 5/00 20060101ALI20250207BHJP

   B64C 11/00 20060101ALI20250207BHJP

   B64D 11/00 20060101ALI20250207BHJP

   B64D 27/31 20240101ALI20250207BHJP

   B64D 27/34 20240101ALI20250207BHJP

【ＦＩ】

B64C29/00 A

B64C5/00

B64C11/00

B64D11/00

B64D27/31

B64D27/34

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022548457

(86)(22)【出願日】2021-02-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-03

(86)【国際出願番号】 US2021017497

(87)【国際公開番号】W WO2021201991

(87)【国際公開日】2021-10-07

【審査請求日】2024-02-06

(31)【優先権主張番号】62/972,528

(32)【優先日】2020-02-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】520504231

【氏名又は名称】ウィスク アエロ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ティグ、ジェイムズ ジョセフ

(72)【発明者】

【氏名】タルノトズキー、ウリ

(72)【発明者】

【氏名】ロング、ジェフリー アラン

【審査官】諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１０５２６８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１５９８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５０７８４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００３３８９０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ ５／００－ ５／１８

Ｂ６４Ｃ １１／００－１１／５０

Ｂ６４Ｃ １３／１８

Ｂ６４Ｃ ２９／００－２９／０４

Ｂ６４Ｄ １１／００－１１／０６

Ｂ６４Ｄ ２７／２４－２７／３５９

Ｂ６４Ｕ １０／２０

Ｇ０５Ｄ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

胴体と；
高翼構成で前記胴体の上側部分の両側に連結されている１対の翼と；
前記１対の翼に連結されている複数のリフトファンアッセンブリであって、前記複数のリフトファンアッセンブリは、固定された位置に装着されており、垂直方向の揚力を常に生成させるように構成されている固定された配向を有しており、前記複数のリフトファンアッセンブリは、第１の平面の中で回転するように構成されている第１のローターブレードを備えた１つまたは複数のリフトファンアッセンブリの第１のサブセット、および、前記第１の平面と平行である第２の平面の中で回転するように構成されている第２のローターブレードを備えた１つまたは複数のリフトファンアッセンブリの第２のサブセットを含む、複数のリフトファンアッセンブリと；
前記胴体のテーリング端部に連結されている１つまたは複数のプッシャープロペラであって、前記１つまたは複数のプッシャープロペラは、固定された位置に装着されており、水平方向の推力を常に生成させるように構成されている固定された配向を有している、１つまたは複数のプッシャープロペラと
を含む、航空機。

【請求項2】

前記第１の平面および前記第２の平面は、垂直方向に対してそれぞれ角度を付けられており、前記複数のリフトファンアッセンブリは、直接的に垂直方向である正味の垂直方向の推力を一緒に作り出し、前記複数のリフトファンアッセンブリおよび前記１つまたは複数のプッシャープロペラは、前記正味の垂直方向の推力が前記水平方向の推力と方向的に直交するように構成されている、請求項１に記載の航空機。

【請求項3】

前記複数のリフトファンアッセンブリは、前記第１の平面と比較して反対側方向に角度を付けられている第３の平面の中で回転するように構成されている第３のローターブレードを備えた１つまたは複数のリフトファンアッセンブリの第３のサブセットをさらに含む、請求項１に記載の航空機。

【請求項4】

前記航空機は、前記複数のリフトファンアッセンブリおよび前記１つまたは複数のプッシャープロペラを互いに独立して制御するように構成可能な制御システムをさらに含み、前記制御システムは、フライトインストラクション、前記航空機に連結されているセンサーから受信されたフライトデータ、または、遠隔エンティティーから受信された信号のうちの１つまたは複数に基づいて、前記複数のリフトファンアッセンブリまたは前記１つまたは複数のプッシャープロペラを活性化または非活性化させるように構成可能である、請求項１に記載の航空機。

【請求項5】

前記航空機は、ティルティングファンを含まず、前記１つまたは複数のプッシャープロペラは、前方方向の水平方向の推力および逆方向の水平方向の推力の両方を生成させるように構成されている、請求項１に記載の航空機。

【請求項6】

前記複数のリフトファンアッセンブリのそれぞれは、同じ方向に垂直方向の推力を提供し、１つまたは複数のリフトファンアッセンブリの前記第１のサブセットの前記第１のローターブレードは、第１の迎え角で第１の方向に回転するように構成されており、１つまたは複数のリフトファンアッセンブリの前記第２のサブセットの前記第２のローターブレードは、第２の迎え角で第２の方向に回転するように構成されており、前記第２の方向は、前記第１の方向とは反対であり、前記第２の迎え角は、前記第１の迎え角とは反対である、請求項１に記載の航空機。

【請求項7】

前記胴体は、乗客または貨物のために構成されているキャビンを含み、前記第１の平面および前記第２の平面の両方は、前記キャビンに交差することなく、前記キャビンの上方に位置決めされており、前記１つまたは複数のプッシャープロペラの回転平面は、前記キャビンに交差することなく前記キャビンの後ろに位置決めされており、前記キャビンは、前記１つまたは複数のプッシャープロペラに対して前記胴体の反対側端部において、前記胴体の前部の近くに位置決めされている、請求項１に記載の航空機。

【請求項8】

前記航空機は、前記胴体の後方端部に連結されているＶテールの形態の水平安定板をさらに含み、前記１つまたは複数のプッシャープロペラは、前記水平安定板に連結されている、請求項１に記載の航空機。

【請求項9】

前記胴体は、乗客または貨物のために構成されているキャビンを含み、前記航空機は、前記胴体の後方端部に連結されているＶテールの形態の水平安定板をさらに含み、前記Ｖテールは、第１の角度で突出する第１の安定板翼面および前記第１の角度とは反対の第２の角度で突出する第２の安定板翼面を含み、前記１つまたは複数のプッシャープロペラは、第１のプッシャープロペラ、第２のプッシャープロペラ、および第３のプッシャープロペラを含み、前記第１のプッシャープロペラは、前記キャビンの後ろにあり前記キャビンと交差しない第３の回転平面において、第１のプロペラブレードが前記第１の安定板翼面の前部に位置決めされた状態で、前記第１の安定板翼面に連結されており、前記第２のプッシャープロペラは、前記キャビンの後ろにあり前記キャビンと交差しない第４の回転平面において、第２のプロペラブレードが前記第２の安定板翼面の前部に位置決めされた状態で、前記第２の安定板翼面に連結されており、前記第３のプッシャープロペラは、前記キャビンの後ろにあり前記キャビンと交差しない第５の回転平面において、第３のプロペラブレードが前記胴体の後ろに位置決めされた状態で、前記胴体のテーリング端部の後部端部に連結されており、前記第１のプロペラブレードおよび前記第２のプロペラブレードは、１つまたは複数のリフトファンアッセンブリの前記第１のサブセットの前記第１の平面の上方に位置決めされている、請求項１に記載の航空機。

【請求項10】

前記航空機は、前記１対の翼の下側に連結されている複数の支持構造体をさらに含み、それぞれの支持構造体は、前記１対の翼の前方に延在する前方端部と、前記１対の翼の後部に延在する後部端部とを有しており、前記複数の支持構造体のそれぞれは、同一であり、前記１対の翼の上の位置間で相互交換である、請求項１に記載の航空機。

【請求項11】

前記複数のリフトファンアッセンブリのうちの１対のリフトファンアッセンブリは、前記複数の支持構造体のうちの少なくとも１つの反対側端部に連結されている、請求項１０に記載の航空機。

【請求項12】

前記航空機は、前記複数のリフトファンアッセンブリおよび前記１つまたは複数のプッシャープロペラに給電するように構成されている複数のバッテリーセルをそれぞれ含む複数のバッテリーユニットをさらに含み、前記複数のリフトファンアッセンブリのそれぞれは、前記複数の支持構造体のうちの対応する支持構造体において位置付けられている前記複数のバッテリーユニットのそれぞれの専用のバッテリーユニットに連結されており、前記１つまたは複数のプッシャープロペラのそれぞれは、前記胴体の中に位置付けられている前記複数のバッテリーユニットのそれぞれの専用のバッテリーユニットに連結されている、請求項１１に記載の航空機。

【請求項13】

前記複数のリフトファンアッセンブリのそれぞれは、電気モーター駆動ローターを含み、前記胴体は、前記胴体の前縁部の近くのエンジンから前記１つまたは複数のプッシャープロペラまで延在するドライブシャフトを含み、少なくとも６つのリフトファンアッセンブリは、前記１対の翼のそれぞれに連結されており、前記１対の翼は、ウィングレットを含む、請求項１に記載の航空機。

【請求項14】

航空機に連結されている制御システムによって、離陸するためのフライトインストラクションを受信するステップと；
前記制御システムによって、前記航空機に連結されている複数のリフトファンアッセンブリを活性化させるステップであって、前記複数のリフトファンアッセンブリは、固定された位置に装着されており、垂直方向の離着陸のために垂直方向の揚力を常に生成させるように構成されている固定された配向を有しており、前記複数のリフトファンアッセンブリは、第１の平面の中で回転するように構成されている第１のローターブレードを備えた１つまたは複数のリフトファンアッセンブリの第１のサブセット、および、前記第１の平面と平行である第２の平面の中で回転するように構成されている第２のローターブレードを備えた１つまたは複数のリフトファンアッセンブリの第２のサブセットを含む、ステップと；
前記制御システムによって、前記複数のリフトファンアッセンブリを制御し、地面の上の静止した位置から前記航空機が垂直方向に出発するように、垂直方向の揚力を生成させるステップと；
前記制御システムによって、前記航空機の胴体のテーリング端部に連結されている１つまたは複数のプッシャープロペラを活性化させるステップであって、前記１つまたは複数のプッシャープロペラは、固定された位置に装着されており、水平方向の推力を常に生成させるように構成されている固定された配向を有している、ステップと；
前記制御システムによって、前記１つまたは複数のプッシャープロペラを制御し、前記航空機が前方速度を得るように水平方向の推力を生成させるステップと；
所定の量の前方速度が得られた後に、前記制御システムによって、前記複数のリフトファンアッセンブリに提供される電力を非活性化させるかまたは低減させるステップと
を含む、方法。

【請求項15】

前記方法は、前記制御システムによって、前記複数のリフトファンアッセンブリを制御し、前方速度を徐々に得ることと協調して、減少する量の垂直方向の揚力を徐々に作り出すステップを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記方法は、
前記制御システムによって、ホバリングまたは着陸するためのフライトインストラクションを受信するステップと；
前記制御システムによって、前記複数のリフトファンアッセンブリを再活性化させるステップと；
前記制御システムによって、前記１つまたは複数のプッシャープロペラを制御し、減少する量の水平方向の推力を作り出し、前方速度を低減させるステップと；
前記制御システムによって、前記複数のリフトファンアッセンブリを制御し、前方速度が徐々に低減することと協調して、減少する量の垂直方向の揚力を徐々に作り出すステップと
を含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記制御システムは、フライトインストラクション、前記航空機に連結されているセンサーから受信されたフライトデータ、または、遠隔エンティティーから受信された信号のうちの１つまたは複数に基づいて、前記複数のリフトファンアッセンブリまたは前記１つまたは複数のプッシャープロペラを活性化させるかまたは非活性化させるように構成可能であり、前記方法は、着陸エリアの上方の場所に到着することに応答して、前記制御システムによって、前記１つまたは複数のプッシャープロペラを非活性化させるステップを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記方法は、前記１つまたは複数のプッシャープロペラを非活性化させた後に、前記制御システムによって、前記複数のリフトファンアッセンブリを制御し、前記地面の上の第２の静止した位置に到着するまで前記航空機が垂直方向に降下することを引き起こす様式で、垂直方向の揚力を作り出すステップを含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記方法は、前記制御システムによって、前記複数のリフトファンアッセンブリおよび前記１つまたは複数のプッシャープロペラを互いに独立して制御するステップを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項20】

前記方法は、
前記制御システムによって、前記複数のリフトファンアッセンブリを制御し、
前記複数のリフトファンアッセンブリの第１のサブセットの第１のスピン回転速度を低減させることによって、および、
前記複数のリフトファンアッセンブリの第２のサブセットの第２のスピン回転速度を増加させることによって、
垂直方向の揚力を維持しながら前記航空機の垂直方向軸線の周りの回転移動を生成させるステップであって、
前記第１のサブセットは、第１の方向にスピンしており、
前記第２のサブセットは、第２の方向にスピンしている、ステップ
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願
本出願は、２０２０年２月１０日に出願された「Ａｉｒｃｒａｆｔ ｗｉｔｈ Ｐｕｓｈｅｒ Ｐｒｏｐｅｌｌｅｒ」という標題の米国仮特許出願第６２／９７２，５２８号について、米国特許法第１１９条（ｅ）の下での利益を主張し、その開示は、すべての目的のために、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

【0002】

説明されている実施形態は、概して、垂直方向の離着陸能力を有する航空機に関する。とりわけ、実施形態は、離昇、ホバリング、および着陸のために制御された方式で垂直方向の推力を提供する複数のリフトファンアッセンブリと、巡航飛行のための１つまたは複数のプッシャープロペラとを備えた航空機を提供する。

【背景技術】

【0003】

垂直方向の離着陸能力を有する航空機は、離着陸活動のために、垂直方向に配向された推進力を利用する。空中にいるときに、別の場所への移動を実現するために、水平方向の推進力も必要とされる。これは、ティルトするかまたはその他の方法で配向を変化させることができる推進力の供給源を通して実現され得る。しかし、これら種類の可動パーツは、エンジニアリングおよび製造するのが複雑である可能性があり、追加的なメンテナンス要件を導入する可能性がある。

【発明の概要】

【0004】

さまざまな実施形態は、垂直方向の離着陸（ＶＴＯＬ：ｖｅｒｔｉｃａｌ ｔａｋｅｏｆｆ ａｎｄ ｌａｎｄｉｎｇ）のために構成されている航空機を提供する。航空機は、胴体と、高翼構成で胴体の上側部分の両側に連結されている１対の翼と、１対の翼に連結されている複数のリフトファンアッセンブリと、胴体に連結されている１つまたは複数のプッシャープロペラとを含む。複数のリフトファンアッセンブリは、垂直方向の揚力を生成させるように構成されている。１つまたは複数のプッシャープロペラは、前方推力を生成させるように構成されている。

【0005】

複数のリフトファンアッセンブリおよび１つまたは複数のプッシャープロペラは、垂直方向の揚力が前方推力と方向的に直交するように構成され得る。

【0006】

実施形態は、垂直方向の離着陸のために構成されている航空機に連結されている制御システムによって実施される方法を提供する。制御システムは、フライトインストラクションを受信するステップと、垂直方向の離着陸のために垂直方向の揚力を生成させるように構成されている、航空機に連結されている複数のリフトファンアッセンブリを活性化させるステップと、複数のリフトファンアッセンブリを制御し、地面の上の静止した位置から航空機が垂直方向に出発するように、垂直方向の揚力を生成させるステップと、前方推力を生成させるように構成されている、航空機に連結されている１つまたは複数のプッシャープロペラを活性化させるステップと、１つまたは複数のプッシャープロペラを制御し、地面の上の静止した位置から航空機が垂直方向に出発した後に、航空機が前方速度を得るように前方推力を生成させるステップと、所定の量の前方速度が得られた後に、複数のリフトファンアッセンブリに提供される電力を非活性化させるかまたは低減させるステップとを含む。

【0007】

これらのおよび他の実施形態が、さらに詳細に下記に説明されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】さまざまな実施形態による、複数のリフトファンアッセンブリと航空機のテーリング端部に提供された１つのプッシャープロペラとを備えたＶＴＯＬ航空機の上面図、平面図、側面図、および正面図（左上隅から時計回りに開始して）である。

【図2】さまざまな実施形態による、ＶテールとＶテールの後ろにおいて航空機のテーリング端部に提供されたプッシャープロペラとを備えたＶＴＯＬ航空機の上面図、平面図、側面図、および正面図（左上隅から時計回りに開始して）である。

【図3】さまざまな実施形態による、複数のプッシャープロペラを備えたＶＴＯＬ航空機の上面図、平面図、側面図、および正面図（左上隅から時計回りに開始して）である。

【図4】さまざまな実施形態による、ＶＴＯＬ航空機の飛行を制御するための例示的なプロセスを図示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書で開示されている技法は、概して、複数のリフトファンアッセンブリおよび１つまたは複数のプッシャープロペラを備えた航空機に関する。より具体的には、本明細書で開示されている技法は、垂直方向の移動のための複数のリフトファンアッセンブリと、前方移動のために航空機のトレーリング端部に提供されている１つまたは複数のプッシャープロペラとを備えた電気ＶＴＯＬ航空機を提供する。さまざまな本発明の実施形態が、本明細書で説明されている。

【0010】

図１は、複数のリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌと航空機１００のテーリング端部に提供された１つのプッシャープロペラ１０４とを備えたＶＴＯＬ航空機１００の上面図、平面図、側面図、および正面図（左上隅から時計回りに開始して）を図示している。示されている例では、ＶＴＯＬ航空機１００は、胴体（本体部）１０８と、１対の翼１１２および１１４とを含む。プッシャープロペラ１０４は、胴体１０８のテーリング端部に提供されている。３つの翼下支持構造体１０６（たとえば、ブーム）のセットが、１対の翼のそれぞれの下に提供されている。それぞれの支持構造体１０６は、その上に装着された２つのリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌを有しており、１つは、翼の前方にあり、１つは、翼の後部にある。リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４のそれぞれは、関連のドライブメカニズム（たとえば、専用の電気モーターなど）によって駆動され得る。１つまたは複数のバッテリー１３５および／またはオンボード発電機が、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４を駆動するために使用され、ならびに／または、オンボードバッテリーを充電／再充電するために使用され得る。

【0011】

いくつかの実施形態において、ＶＴＯＬ航空機１００は、１つまたは複数の乗客および／または貨物を運搬するように構成され得る。図１に示されている例ではＶＴＯＬ航空機１００は、胴体１０８（たとえば、本体部）を含み、胴体１０８は、さまざまな形状または形態をとることが可能である。いくつかの実施形態において、胴体１０８は、乗客および／または貨物を運搬するためのキャビンセクション１１０を含む。たとえば、キャビンセクション１１０は、ＶＴＯＬ航空機１００の機首に向けて提供され得る。

【0012】

ＶＴＯＬ航空機１００は、着陸装置１３０をさらに含むことが可能である。着陸装置１３０は、地面の上に着陸するときおよび／または着陸されるときにＶＴＯＬ航空機１００を支持するための１つまたは複数のスキッド、ホイール、スキー、ポンツーン、ショックアブソーバー、ストラット、および／または、任意の他の適切なコンポーネントの任意の適切な組み合わせを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、着陸装置１３０は、胴体１０８の中のコンパートメントの中へ後退可能であり得る。

【0013】

１対の翼（たとえば、第１の翼１１２および第２の翼１１４）は、胴体１０８の両側に連結されている。実施形態によれば、１対の翼は、任意の適切な形状および構成をとることが可能である。

【0014】

いくつかの実施形態において、第１の翼１１２および第２の翼１１４は、高翼構成で胴体１０８に連結され得る。すなわち、第１の翼１１２および第２の翼１１４は、図１に示されているように、胴体１０８の上側部分の上に装着され得る。

【0015】

高翼構成は、ＶＴＯＬ航空機１００に複数の利点を提供することが可能である。たとえば、ＶＴＯＬ航空機１００が着陸されるときに、高翼構成は、乗客および人員の上方にある上昇位置に翼を維持することが可能であり、（たとえば、乗客ボーディング／アンボーディングおよび貨物ローディング／アンローディングのために）さまざまな方向から胴体１０８へのより容易なアクセスを可能にする。追加的に、胴体１０８は、ＶＴＯＬ航空機１００の地面に最も近いパーツであることが可能であり、ポータブルボーディングランプまたは階段の支援なしに、乗客および人員が胴体１０８にアクセスすることができるようになっている。さらに、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌが１対の翼に連結されているときに、高翼構成は、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌをキャビン１１０の上方に設置することが可能であり、リフトファンアッセンブリローターが回転する平面が、（たとえば、安全理由のために）胴体および／またはその人間の占有部分と交差しないようになっている。ＶＴＯＬ航空機１００が着陸されるときに、高翼構成は、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌを地面の上方に高く上げられた状態に維持し、したがって、土、砂、および、他の破片を乱すことができない状態に維持することが可能である。

【0016】

他の実施形態において、第１の翼１１２および第２の翼１１４は、低翼構成で胴体１０８の下側部分に装着されてもよく、または、中翼構成で胴体１０８の中間高さ部分に装着されてもよい。より低い翼の設置は、他の利点のなかでも、メンテナンスのために、翼およびリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌへのより容易なアクセスを提供することが可能である。

【0017】

第１の翼１１２および第２の翼１１４は、任意の適切な形状および形態をとることが可能である。たとえば、１対の翼は、長方形の直線翼、テーパー付きの直線翼、丸みを帯びたまたは楕円形の直線翼、後退翼、デルタ翼、または、任意の他の適切なタイプの翼であることが可能である。

【0018】

第１の翼１１２および第２の翼１１４は、揚力の改善、抗力の低減、航空機可制御性の改善、安定性の改善、乱流の低減などのための任意の数の特徴または修正を含むことが可能である。たとえば、第１の翼１１２および第２の翼１１４は、湾曲した端部（たとえば、ウィングレットなど）を含むことが可能であり、それは、下向きのウィングレットまたは上向きのウィングレットのいずれかであることが可能である。

【0019】

複数のリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌ（「リフトファン」および「垂直方向のファン」としても知られる）は、１対の翼に連結され得る。たとえば、ＶＴＯＬ航空機１００は、翼の間で等しく分割されている合計で１２個のリフトファンアッセンブリ（たとえば、ファン、ローター、プロペラ）を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、翼に直接的に連結され得る。他の実施形態において、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、支持構造体１０６（たとえば、翼１１２、１１４の下側に連結され得るブームなど）の上に装着され得る。

【0020】

さまざまな実施形態によれば、それぞれのリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、電気モーター駆動ローター（たとえば、組み合わせられたファンおよびモーター）の形態であることが可能であり、たとえば、離陸、ホバリング、および／または着陸の間に、ＶＴＯＬ航空機１００を垂直方向に移動させるように構成され得り、また、ＶＴＯＬ航空機１００を安定化させて制御するように構成され得る。

【0021】

ローターは、任意の適切な数のブレード（たとえば、２つのブレード、３つのブレード、４つのブレード、または、５つのブレード）を含むことが可能である。ブレードは、所定の迎え角を有することが可能である。ローターは、ハブをさらに含むことが可能である。ブレードは、ハブに取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、ブレードおよび一体ハブは、単一のピースとして製造され得る。ハブは、ブレードが接続する中心構造体を提供し、いくつかの実施形態では、モーターを包む形状で作製されている。いくつかの実施形態において、モーターパーツは、ロープロファイルになっており、モーター全体がローターのハブの中にフィットするようになっており、前方に飛行するときに気流に対するより低い抵抗を提示する。ローターは、モーターの回転パーツに取り付けられ得る。モーターの静止パーツは、支持構造体１０６に取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、モーターは、永久磁石モーターであることが可能であり、電子モーターコントローラーによって制御され得る。電子モーターコントローラーは、精密なシーケンスでモーターに電流を送り、所望の速度においてまたは所望のトルクを伴ってローターが回ることを可能にすることができる。

【0022】

いくつかの実施形態によれば、それぞれの翼１１２、１１４は、３つの支持構造体１０６（たとえば、ブーム）を含むことが可能である。支持構造体１０６は、水平飛行のときにＶＴＯＬ航空機１００の水平方向の平面と実質的に位置合わせされて装着されるように示されている。支持構造体１０６は、１対の翼の下側に連結され得る。支持構造体１０６は、翼を越えて前方に延在する前方端部と、翼の後部に延在する後部端部とを含むことが可能である。

【0023】

いくつかの実施形態によれば、それぞれの支持構造体１０６は、その上に装着されている１対のリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌを含むことが可能である。たとえば、それぞれのリフトファンアッセンブリは、支持構造体１０６の端部に連結され得り、第１のリフトファンアッセンブリ１０２Ａが、翼１１２の前部にあり、第２のリフトファンアッセンブリ１０２Ｌが、翼１１２の後部にあるようになっている。

【0024】

いくつかの実施形態において、支持構造体１０６のそれぞれは同一であり、したがって、支持構造体１０６は、翼の上の位置間で相互交換可能であり得る。たとえば、胴体のより近くの第１の支持構造体１０６は、隣接する第２の支持構造体１０６（たとえば、翼の上の中間ブーム）またはさらなる第３の支持構造体１０６（たとえば、胴体から最も遠くに離れたブーム）と相互交換可能であり得る。

【0025】

いくつかの実施形態において（たとえば、図１に示されている例などでは）、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌの配向は固定され得る。換言すれば、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、翼１１２、１１４および／または支持構造体１０６に対して固定された位置に装着され得る。

【0026】

角度および推力方向を変化させることができるリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよび／または支持構造体１０６を利用することが可能である可能性があるが、システムを簡単化させるために、起こり得る故障点を低減させるために、および、メンテナンスの懸念を低減させるために、固定されたリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよび支持構造体１０６を利用することが有益である可能性がある。

【0027】

いくつかの実施形態によれば、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、それらがＶＴＯＬ航空機１００に対して上向きに（たとえば、ｚ方向に）推力を直接的に提供するように配置および構成され得り、それによって、ＶＴＯＬ航空機１００のための垂直方向の揚力を生成させる。垂直方向は、ＶＴＯＬ航空機１００が地面の上に着陸されるときに、または、安定したホバリングのときに、上向き方向として定義され得る。リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、ＶＴＯＬ航空機１００を地面から持ち上げ、たとえば、離陸、ホバリング、および／または着陸の間に、制御を維持するのに十分な推力を提供することが可能である。

【0028】

垂直方向の推力は、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよび／または支持構造体１０６によって実現され得り、ローターブレードが、水平方向の平面（たとえば、ｘ軸およびｙ軸によって画定される平面）の中でおよび垂直方向軸線（たとえば、航空機のｚ軸）の周りに回転するようになっている。いくつかの実施形態において、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、ローターブレードのすべてが同じ平面の中で回転するように構成され得る。他の実施形態において、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、ローターブレードのすべてが異なる平行な平面の中で回転するように構成され得る。

【0029】

他の実施形態において、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌのうちのいくつかまたはすべては、所定の角度を有することが可能である。角度付きのリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、依然として、組み合わせて、直接的に垂直方向の正味の推力を提供することが可能である。たとえば、第１の翼１１２の上の角度付きのリフトファンアッセンブリによって提供される部分的に非垂直方向の推力は、第２の翼１１４の上の反対側方向に角度を付けられたリフトファンアッセンブリによって提供される等しくて反対の部分的に非垂直方向の推力によって相殺され得る。

【0030】

いくつかの実施形態において、２つの隣接するリフトファンアッセンブリ（たとえば、１０２Ａおよび１０２Ｌ）は、反対の迎え角で装着されているそれらのブレードを有することが可能であり、２つの隣接するファンアッセンブリが、反対側方向にスピンするようになっている。２つの隣接するリフトファンアッセンブリは、同じ支持構造体１０４（たとえば、１０２Ａおよび１０２Ｌ）の反対側端部に連結され得る。代替的に、２つの隣接するリフトファンアッセンブリは、異なる支持構造体の上にあるが同じ翼の上にあることが可能であり（たとえば、１０２Ａおよび１０２Ｂ）、または、反対側の翼の上にあることが可能である（たとえば、１０２Ａおよび１０２Ｆ）。さまざまな実施形態によれば、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌの第１のサブセットは、第１の方向にスピンすることが可能であり、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌの第２のサブセット（たとえば、残りの部分）は、第１の方向とは反対の第２の方向にスピンすることが可能である。

【0031】

一部のものが第１の方向にスピンし、他のものが反対の第２の方向にスピンするように、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌを構成させることは、スピンしているブレードによって生成される任意の角運動量を有利に打ち消すことが可能であり、ＶＴＯＬ航空機１００が、回転することなく安定した様式でホバリングすることができるようになっている。

【0032】

さらに、ＶＴＯＬ航空機１００の垂直方向軸線の周りの回転移動（たとえば、ヨー）は、スピンしているブレードによって生成される合計の角運動量が打ち消されないように、第１の方向にスピンしているリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌのいくつかのまたはすべての第１のサブセットのスピン回転速度を一時的に低減させることによって、および／または、第２の方向にスピンしているリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌの第２のサブセットのスピン回転速度を一時的に増加させることによって、望まれるときに実施され得る。したがって、ＶＴＯＬ航空機１００は、別の方向に配向された推力の別の供給源を必要とすることなく、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌ（それらは、すべて、同じ平面または平行な平面の中で回転することが可能である）の使用によって回転することが可能である。

【0033】

プッシャープロペラ１０４は、前方飛行、上昇、降下、および巡航のために、前方方向（たとえば、ｘ軸）にＶＴＯＬ航空機１００を押すための推力を提供するように構成され得る。前方推力または水平方向の推力（たとえば、航空機のｘ軸に沿って）は、ＶＴＯＬ航空機１００の上にプッシャープロペラ１０４を据え付けることによって実現され得り、プロペラブレードが、垂直方向の平面（たとえば、ｚ軸およびｙ軸によって画定される平面）の中でおよび水平方向軸線（たとえば、ｘ軸）の周りに回転するようになっている。プッシャープロペラ１０４は、１対の翼の後ろにおいて、航空機１００のテーリング端部に提供されている。さまざまな実施形態によれば、プッシャープロペラ１０４は、ＶＴＯＬ航空機１００に対して静止した位置に留まっている（たとえば、活性化させられときにプッシャープロペラ１０４のブレードは回転するが、プッシャープロペラ自身がＶＴＯＬ航空機１００に対して回転させられ得る）。

【0034】

プッシャープロペラ１０４は、電気モーター駆動ローター（たとえば、組み合わせられたファンおよびモーター）の形態であることが可能である。ローターは、任意の適切な数のブレード（たとえば、２つのブレード、３つのブレード、４つのブレード、または、５つのブレード）を含むことが可能である。ブレードは、所定の迎え角を有することが可能である。ローターは、ハブをさらに含むことが可能である。ブレードは、ハブに取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、ブレードおよび一体ハブは、単一のピースとして製造され得る。ハブは、ブレードが接続する中心構造体を提供し、いくつかの実施形態では、モーターを包む形状で作製されている。いくつかの実施形態において、モーターパーツは、ロープロファイルになっており、モーター全体がローターのハブの中にフィットするようになっており、前方に飛行するときに気流に対するより低い抵抗を提示する。ローターは、モーターの回転パーツに取り付けられ得る。いくつかの実施形態において、モーターは、永久磁石モーターであることが可能であり、電子モーターコントローラーによって制御され得る。電子モーターコントローラーは、精密なシーケンスでモーターに電流を送り、所望の速度においてまたは所望のトルクを伴ってローターが回ることを可能にすることができる。

【0035】

プッシャープロペラ１０４および翼１１２、１１４の組み合わせは、前方移動およびリフトの両方を実現することが可能である。したがって、ＶＴＯＬ航空機１００が十分な速度（たとえば、所定の量の速度）に到達し、翼が揚力を提供するようになると、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、もはや揚力を提供することを必要とされない可能性がある。この時点において、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、動作することを一時的に停止することが可能である。たとえば、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、最初にアクティブであり、ＶＴＯＬ航空機１００を持ち上げるための推力を提供することが可能である。ＶＴＯＬ航空機１００が、地面から離れ、および／または、所定の高さになると、プッシャープロペラ１０４は活性化し、および／または、水平方向の推力を増加させることが可能であり、ＶＴＯＬ航空機１００が水平方向の速度を得るようになっている。リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、水平方向の速度が増加する間に垂直方向の揚力を提供し続けることが可能である。その理由は、所定の速度が実現されるまで、翼が十分な垂直方向の揚力を提供しない可能性があるからである。リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、それらの垂直方向の推力寄与を最終的に（または、徐々に）低減させることが可能である。その理由は、水平方向の速度の増加の間に、翼１１２、１１４がより多くの（たとえば、増加する量の）垂直方向の揚力を徐々に提供するからである。

【0036】

いくつかの実施形態において、ＶＴＯＬ航空機１００が所定の速度にあるときに、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌの代わりに、プッシャープロペラ１０４および翼１１２、１１４を利用し、垂直方向の揚力を実現することが、より効率的である可能性がある。

【0037】

さまざまな実施形態によれば、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、任意の適切な時間において動作することを停止することが可能である。たとえば、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、プッシャープロペラ１０４がアクティブであるときに、動作することを停止することが可能である。さまざまな実施形態によれば、プッシャープロペラ１０４およびリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌの少なくともサブセットは、同時に、または、少なくともいくつかの時間に動作可能であることが可能である。たとえば、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、プッシャープロペラ１０４によって提供される前方推力の初期の期間の間に動作し続けることが可能であり、次いで、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、ＶＴＯＬ航空機１００が巡航速度を実現して前方飛行の状態にあるときに、動作することを停止することが可能である。

【0038】

いくつかの実施形態によれば、プッシャープロペラ１０４は、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌに対して実質的に直交するように配向され得る。結果として、プッシャープロペラ１０４およびリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、直交する方向に推力を提供するように構成され得る（たとえば、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌからの垂直方向の推力、および、プッシャープロペラ１０４からの水平方向の推力）。方向性の推力を２つの別個のタイプのコンポーネントに隔離することは、ＶＴＯＬ航空機１００の制御および設計を有益に簡単化することが可能である（たとえば、ティルティングファンを利用する航空機とは対照的に）。いくつかの実施形態において、プッシャープロペラ１０４およびリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、互いに独立して動作させられ、パワーオンさせられ、その他の方法で制御され得り、それによって、直交する方向に推力が独立して印加されることを可能にする（たとえば、推力は、同時におよび異なる時間に異なる方向に印加され得る）。

【0039】

図１に示されている例では、プッシャープロペラ１０４は、胴体１０８の後部端部に位置決めおよび装着されている。プッシャープロペラ１０４の中心場所は、望ましくない回転力を印加することなく、ＶＴＯＬ航空機１００への水平方向の推力を可能にすることができる。追加的に、胴体１０８の後ろにプッシャープロペラ１０４を位置決めすることは、胴体１０８の前部に向けて位置決めされているキャビン１１０からの距離を最大化し、それによって、キャビン１１０の中の乗客によって経験されるプロペラ騒音を低減させることが可能である。また、プッシャープロペラブレードの回転平面は、胴体１０８またはキャビン１１０と交差せず、したがって、任意の反射された破片が、ＶＴＯＬ航空機１００への損傷または乗客／貨物への障害／損傷を引き起こす可能性は低い。

【0040】

いくつかの実施形態によれば、プッシャープロペラ１０４は、固定された配向で胴体１０８のテーリング端部に連結され得る。たとえば、プッシャープロペラ１０４は、ＶＴＯＬ航空機１００に対して静止した位置に留まることが可能である（たとえば、活性化させられているときに、プッシャープロペラ１０４のブレードが回転している間に、プッシャープロペラ自身は、ＶＴＯＬ航空機１００に対して回転させられることができない）。プッシャープロペラ１０４およびリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌの両方は、固定された配向を有することが可能であり、それによって、常に、直交する方向に推力を提供するように構成され得る。

【0041】

いくつかの実施形態において、プッシャープロペラ１０４は、他のエリアに位置付けされ得る。たとえば、プッシャープロペラ１０４は、胴体１０８の機首の上に装着され得り、または、胴体１０８の上に装着され得る。また、実施形態は、追加的なプッシャープロペラが含まれることを可能にする。たとえば、プッシャープロペラ１０４に加えて、または、プッシャープロペラ１０４の代わりに、２つのプッシャープロペラが翼に連結され得る。第１のプッシャープロペラは、第１の翼１１２の上に（たとえば、翼の上部、底部、または縁部に）装着され得り、第２のプッシャープロペラは、第２の翼１１４の上に（たとえば、翼の上部、底部、または縁部に）装着され得る。また、そのような追加的なプッシャープロペラは、固定された配向を有することが可能である。

【0042】

いくつかの実施形態において、プッシャープロペラ１０４は、いずれかの方向にスピンする能力を有するように構成され得る。結果として、プッシャープロペラ１０４は、反対側方向にスピンすることが可能であり得り、それが逆の水平方向の推力を提供するようになっている。逆の水平方向の推力は、ＶＴＯＬ航空機１００を後方方向に移動させる（たとえば、ホバリング位置から格納庫エリアからバックして出る）のに有用である可能性がある。追加的に、逆の水平方向の推力は、前方飛行速度を低減させるために使用され得る。たとえば、プッシャープロペラ１０４からの逆の水平方向の推力は、フラップの代わりに、または、フラップに加えて、ＶＴＯＬ航空機１００を減速させ、および／または、ＶＴＯＬ航空機１００を静止したホバリングに持って行くために使用され得る。ＶＴＯＬ航空機１００が減速するかまたはホバリング位置に戻るときに、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌは、再活性化し、および／または、垂直方向の推力を増加させることが可能である。

【0043】

さまざまな実施形態によれば、ＶＴＯＬ航空機１００は、胴体１０８に沿って延在するドライブシャフト１２２を含むことが可能である。ドライブシャフト１２２は、プッシャープロペラ１０４をエンジン１２０またはバッテリー（たとえば、航空機１００の前縁部のより近くに提供されている）に連結することが可能である。

【0044】

ＶＴＯＬ航空機１００は、任意の他の適切な制御構造体および操縦翼面を含むことが可能である。たとえば、任意の適切な数のエルロン、ラダー、エレベーター、スラット、フラップ、スポイラー、および／または安定板が含まれ得る。

【0045】

さまざまな実施形態によれば、ＶＴＯＬ航空機１００は、電動式航空機であることが可能である。１つまたは複数のバッテリーユニット１３５は、ＶＴＯＬ航空機１００に連結されており、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよび／またはプッシャープロペラ１０４に給電することが可能である。より具体的には、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４は、電気モーターによって駆動され得り、電気モーターは、１つまたは複数のバッテリーユニット１３５を含む電力システムによって給電される。いくつかの実施形態において、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４のそれぞれは、専用のバッテリーユニット１３５を有することが可能である。バッテリーユニット１３５は、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌを担持する支持構造体１０６の上に提供されるか、胴体の中に提供されるか、または、その組み合わせであることが可能である。それぞれのバッテリーユニット１３５は、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４に給電するように構成されている複数のバッテリーセルを含むことが可能である。したがって、ＶＴＯＬ航空機１００は、電気航空機であることが可能である。代替的な実施形態において、ＶＴＯＬ航空機１００は、ハイブリッド電気航空機であることが可能である。

【0046】

さまざまな実施形態によれば、ＶＴＯＬ航空機１００は、自動的におよび／または遠隔から制御され得る（たとえば、航空機を動作させるためにオンボードパイロットを必要としないことが可能であり、遠隔エンティティーから受信された制御信号またはインストラクションに基づいて制御され得る）。

【0047】

航空機１００に連結されている制御システム１５０（たとえば、フライト制御システムなど）は、ＶＴＯＬ航空機１００を制御するように構成され得る。制御システム１５０は、自動的におよび／または遠隔から（たとえば、遠隔エンティティー（たとえば、リモートコントローラー、リモートパイロット、またはリモート制御タワーなど）から受信される制御信号を介して）、ＶＴＯＬ航空機１００を制御するように構成可能であり得る。さまざまな実施形態において、制御システム１５０は、本明細書で説明されている処理機能および制御機能を果たすように構成されている１つまたは複数のプロセッサーを含む。

【0048】

制御システム１５０は、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４がいつ動作させられるべきかを制御し、および／または、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４に提供される電力の量を制御することが可能である。制御システム１５０は、複数のリフトファンアッセンブリおよび１つまたは複数のプッシャープロペラを互いに独立して制御するように構成可能であり得る。さまざまな実施形態によれば、制御システム１５０は、リモートコントローラー（たとえば、リモートパイロット）から受信された入力、オートパイロットから受信された入力、センサー（たとえば、空気温度、電気モーター温度、航空機の対気速度などを測定するセンサー）、コンピューター、および、航空機に連結されている他の入力／出力デバイスから受信されたセンサーデータおよび／またはフライトデータに基づいて、プッシャープロペラ１０４およびリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌを制御することが可能である。

【0049】

したがって、制御システム１５０は、パイロットもしくは他のオペレーター入力、および／または、オンボードコンピューターによってコンピューター計算された補正を、力およびモーメントに変換するように構成され得り、ならびに／または、そのような力およびモーメントを１セットのアクチュエーター（たとえば、リフトローター；プロペラ；操縦翼面（たとえば、エルロンなど）など）および／または関連のパラメーター（たとえば、リフトファンパワー、速度、またはトルク）にさらに変換し、必要とされる力およびモーメントを提供するように構成され得る。たとえば、パイロットまたは他のオペレーター入力は、航空機の速度、方向、および／または配向の所望の変化を示すことが可能であり、ならびに／または、風もしくは他の力は、航空機に作用することが可能であり、所望の航空機姿勢（ロール／ピッチ／ヨー）、速度、および／または高度を維持するために、リフトファンおよび／または他のアクチュエーターが使用されることを必要とする。

【0050】

さまざまな実施形態によれば、制御システム１５０は、フライトインストラクション（たとえば、離陸、ホバリング、巡航、または着陸インストラクションなど）を受信するように構成可能であり得る。次いで、制御システム１５０は、ＶＴＯＬ航空機１００の現在の場所および／または速度を決定することが可能であり、次いで、フライトインストラクションに基づいてリフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４の動作を制御することが可能である。ＶＴＯＬ航空機１００の動作の間に、制御システム１５０は、フライトインストラクションを考慮して、リフトファンアッセンブリ１０２Ａ～Ｌおよびプッシャープロペラ１０４の動作状態を連続的にモニタリングするように構成可能であり得る。

【0051】

プッシャープロペラおよびリフトファンアッセンブリの数および場所は、図１に図示されているものに限定されない。ＶＴＯＬ航空機１００は、より多い数のプッシャープロペラを含むことが可能であり、より多いまたはより少ない数のリフトファンアッセンブリを含むことが可能である。たとえば、いくつかの実施形態によれば、および、図３に関連して下記に説明されているように、ＶＴＯＬ航空機は、２つのプッシャープロペラを含むことが可能である。

【0052】

図１に図示されている例示的なＶＴＯＬ航空機１００は、テールを含まない。テールによって提供される制御および安定化は、必須でない可能性がある。その理由は、リフトファンアッセンブリがＶＴＯＬ航空機１００の制御を提供することが可能であるからである。しかし、実施形態は、そのように限定されず、同様のプロペラ構成が、テールを含む航空機に関連して使用され得る。そのようなテールは、さまざまな形状または形態をとることが可能である。たとえば、いくつかの実施形態によれば、および、図２に関連して下記に説明されているように、ＶＴＯＬ航空機は、テール（たとえば、Ｖテールなど）を含むことが可能である。

【0053】

図２は、水平安定板を備えた別の例示的なＶＴＯＬ航空機を図示している。図２は、ＶＴＯＬ航空機２００のテール２０２の上に提供されている水平安定板２０６を備えたＶＴＯＬ航空機２００の上面図、平面図、側面図、および正面図（左上隅から時計回りに開始して）を図示している。図２に図示されている例示的なＶＴＯＬ航空機２００は、複数のリフトファンアッセンブリおよびプッシャープロペラ２０４を含み、プッシャープロペラ２０４は、水平安定板２０６の後ろにおいて、航空機２００のテーリング端部に（航空機２００のテール２０２の上に）提供されている。いくつかの実施形態によれば、ＶＴＯＬ航空機２００は、図１に関連して上記に説明されているＶＴＯＬ航空機１００と同様であることが可能であるが、テール２０２、水平安定板２０６が追加されており、プッシャープロペラ２０４の場所が、水平安定板２０６の後ろになっており、テール２０２の上に装着されている。

【0054】

水平安定板２０６（たとえば、尾翼）は、胴体１０２の後方端部に（たとえば、テール２０２の上などに）連結され得る。水平安定板２０６は、任意の適切な形状または形態であることが可能である。たとえば、図２に示されているように、水平安定板２０６は、Ｖ字形状になっていることが可能である（Ｖテールの形態をとっている）。Ｖテールは、テールから所定の角度で突出する２つの安定板翼面を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、安定板翼面のそれぞれは、後部縁部の上にヒンジ式の操縦翼面をさらに含むことが可能である。追加的に、図２に示されているように、追加的な（たとえば、第３の）垂直安定板翼面が、テールの上に装着され得り、垂直方向下向きに延在している。

【0055】

水平安定板２０６を導入することは、ＶＴＯＬ航空機２００の追加的な安定性および制御を提供することが可能である。これは、（たとえば、巡航飛行の間に）リフトファンアッセンブリが無効化されている間に、または、そうでなければ、制御および安定性のために利用されていないかもしくは依存されていない間に、特に有用である可能性がある。

【0056】

プッシャープロペラ２０４は、水平安定板２０６の後部に装着され得り、胴体の中心線に沿って位置決めされ得る。水平安定板２０６の後ろにプッシャープロペラ２０４を装着することは、有利には、ＶＴＯＬ航空機２００の前部端部からプッシャープロペラ２０４をさらに遠ざけることが可能であり、それは、キャビンの中の乗客によって経験されるプロペラ騒音をさらに低減させることが可能である。追加的に、乗客安全は、ボーディングおよびデボーディング活動の間に、乗客とプッシャープロペラ２０４との間の距離を増加させることによって改善され得る。

【0057】

いくつかの実施形態によれば、プッシャープロペラ２０４は、固定された配向で水平安定板２０６に連結され得る。たとえば、プッシャープロペラ２０４は、水平安定板２０６および／またはＶＴＯＬ航空機２００に対して静止した位置に留まることが可能である（たとえば、活性化させられているときに、プッシャープロペラ２０４のブレードが回転している間に、プッシャープロペラ自身は、ＶＴＯＬ航空機１００に対して回転させられることができない）。プッシャープロペラ２０４およびリフトファンアッセンブリの両方は、固定された配向を有することが可能であり、それによって、常に、直交する方向に推力を提供するように構成され得る。

【0058】

図３は、複数のプッシャープロペラを備えた別の例示的なＶＴＯＬ航空機を図示している。いくつかの実施形態によれば、ＶＴＯＬ航空機３００は、図１に関連して上記に説明されているＶＴＯＬ航空機１００と同様であることが可能であるが、（たとえば、図２に関連して上記に説明されている水平安定板２０６と同様の）水平安定板３０６が追加されており、２つのプッシャープロペラ３０４Ａ～Ｂを含んでおり、プッシャープロペラ３０４Ａ～Ｂの場所は水平安定板３０６の縁部の上である。

【0059】

図３は、２つのプッシャープロペラ３０４Ａ～Ｂを備えたＶＴＯＬ航空機３００の上面図、平面図、側面図、および正面図（左上隅から時計回りに開始して）を図示している、一方は、水平安定板３０６の第１の安定板翼面３０８の上にあり、他方は、水平安定板３０６の第２の安定板翼面３１０の上にある。

【0060】

さまざまな実施形態によれば、プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂは、安定板翼面３０８および３１０のそれぞれの縁部にそれぞれ連結され得る。安定板翼面３０８および３１０ならびにプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂは、航空機３００の垂直方向の中心平面に対して互いに対称的に位置決めされ得る。

【0061】

プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂは、図３に示されているように、プロペラブレードが第１の安定板翼面３０８および第２の安定板翼面３１０の前部に位置決めされるように装着され得る。これは、有利には、ＶＴＯＬ航空機３００が着陸されるときに、ＶＴＯＬ航空機３００の後ろを歩く人々（たとえば、メンテナンス人員または乗客）のための安全を改善することが可能である。その理由は、プロペラブレードがＶＴＯＬ航空機３００の後部端部において露出されなくてもよいからである。

【0062】

代替的に、他の実施形態において、プロペラブレードは、第１の安定板翼面３０８および第２の安定板翼面３１０の後ろに位置決めされ得る。この位置決めは、プロペラブレードと胴体の前部との間の距離を増加させることが可能であり、胴体の前部における騒音を低減させ、搭乗している乗客とプロペラブレードとの間の安全距離を増加させる。

【0063】

いくつかの実施形態によれば、プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂは、固定された配向で水平安定板３０６に連結され得る。たとえば、プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂは、水平安定板３０６に対して静止した位置に留まることが可能である（たとえば、活性化させられているときに、プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂのブレードが回転している間に、プッシャープロペラ自身は、水平安定板３０６に対して回転させられることができない）。プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂならびにリフトファンアッセンブリは、すべて、固定された配向を有することが可能であり、それによって、常に、直交する方向に推力を提供するように構成され得る。

【0064】

いくつかの理由のために、２つのプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂを導入することが有利である可能性がある。たとえば、２つのプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂのうちの一方が損傷をうけるかまたは故障した場合に備えて、冗長性が存在している。異なる量の電力が、プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂのそれぞれに印加され、ＶＴＯＬ航空機３００の操縦のための不均等な推力を提供することが可能である。また、２つのプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂの推力が組み合わせられるので、同じ量の水平方向の推力が、より低い回転速度によって実現され得る。これは、騒音を低減させることが可能である。その理由は、より低い速度で回転している２つのプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂが、より高い速度で回転している単一のプッシャープロペラよりも小さい騒音を生み出すことができるからである。

【0065】

さらに、Ｖテールの縁部にプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂを設置することは、図１～図２に示されているプッシャープロペラと比較して、プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂの位置を上昇させることが可能である。より高い位置は、ＶＴＯＬ航空機３００が着陸されるときに人々が歩く可能性のあるエリアからプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂを除去することによって、安全性を高めることが可能である。追加的に、プッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂは、リフトファンアッセンブリのローターが回転する平面の上方にあることが可能である。これは、リフトファンアッセンブリから排出される破片によってプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂが衝突されおよび／または損傷を受ける可能性を低減させることが可能である。

【0066】

水平安定板３０６の上のプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂの数および位置は、異なる実施形態にしたがって修正され得る。たとえば、図３に示されている２つのプッシャープロペラ３０４Ａおよび３０４Ｂに加えて、または、その代わりに、異なるプッシャープロペラは、テールの後部端部に連結され得り（たとえば、図２に示されているプッシャープロペラ２０４と同様）、および／または、他のプッシャープロペラが、翼の上に（たとえば、翼の上方に、翼の下方に、または、翼の端部に）含まれ得る。

【0067】

実施形態は、有利には、水平方向の推力コンポーネントおよび機能から、垂直方向の揚力コンポーネントおよび機能を隔離する。リフトファンアッセンブリは、離陸、着陸、およびホバリング機能のために、垂直方向の揚力を提供することが可能である。プッシャープロペラは、前方推力を提供することが可能であり、翼と組み合わせて、十分な速度が達成されたときに飛行の間に揚力を提供することが可能である。この構成は、機能的で、簡単な固定されたコンポーネントを有するＶＴＯＬ航空機を提供する。垂直方向の離陸および急速な水平方向の移動の両方が、ファン／プロペラをティルティングまたは調節する必要なしに実施され得る。これは、より簡単なフライト制御を可能にし、より容易なメンテナンスを可能にし、故障しやすい可能性のある可動パーツを低減させることが可能である。

【0068】

さらに、実施形態は、冗長性を提供する。垂直方向の揚力は、垂直方向のリフトファンによって提供され得り、同様に、前方移動の間の翼によって提供され得る。追加的に、さまざまなコンポーネントが特定の時間において無効化され得るので、過熱が回避され得る。垂直方向のリフトファンアッセンブリは、前方飛行の間に動作することを停止することが可能であり、プッシャープロペラは、ホバリング、着陸、および離陸の間に動作することを停止することが可能である。

【0069】

また、実施形態は、航空機安全性を改善する。高い翼、翼の近くにあるまたは翼と同じレベルにあるリフトファンアッセンブリ、および、航空機の後ろのプッシャープロペラによって、可動ローターは、乗客がトラベルする可能性のあるエリアから除去される。追加的に、可動ローターから反射される可能性のある破片が、胴体に衝突しにくい。また、リフトファンアッセンブリを高い翼に連結することは、リフトファンアッセンブリと地面との間にスペースを提供することが可能であり、それによって、地面からの破片を取り込む可能性を低減させることが可能である。

【0070】

図４は、垂直方向リフトと前方飛行との間の移行を通して、垂直方向の離着陸のために構成されているＶＴＯＬ航空機のフライトを制御するためのプロセスの実施形態を図示するフローチャートである。

【0071】

ステップＳ４００において、航空機は、地面の上の静止した位置にあることが可能である。たとえば、航空機は、バッテリーを充電するための充電ステーションに駐機され得る。代替的に、航空機は、貨物または乗客を受け入れるのを待つ場所に駐機され得る。ＶＴＯＬ航空機のフライト制御システムは、所定の目的地に到着するための（たとえば、オートパイロット、パイロット、またはリモートコントローラーパイロットからの）飛行計画を受け取ることが可能である。飛行計画は、地面から離陸するためのインストラクションを含むことが可能である。

【0072】

ステップＳ４０２において、フライト制御システムは、リフトファンアッセンブリのうちの１つまたは複数を活性化させるように制御することが可能である。たとえば、航空機の推力を作り出すコンポーネントは、非アクティブであるかまたはスタンバイモードにあることが可能である。フライト制御システムは、非アクティブモードからリフトファンアッセンブリの出力を上げることが可能であり、それらが垂直方向の揚力を提供する準備ができるようになる。

【0073】

ステップＳ４０４において、フライト制御システムは、地面から航空機を持ち上げるように離陸シーケンスを開始させることが可能である。たとえば、フライト制御システムは、リフトファンアッセンブリを制御し、航空機が地面を離れるように垂直方向の推力を提供することが可能である。フライト制御システムは、特定の時間が経過するまで、または、特定の高さが到達されるまで（たとえば、着陸パッドからの安全な距離）、このようにリフトファンアッセンブリを動作させ続けることが可能である。

【0074】

ステップＳ４０６において、ステップＳ４０４を実施してから所定の量の時間が経過した後に、および／または、高度が得られた後に、フライト制御システムは、前方飛行に移行するためのインストラクションを受信することが可能である。前方飛行モードに切り替える前に、制御システムは、航空機の高度、速度、および配向のうちの１つまたは複数をチェックし、パラメーターが所定の望ましい範囲内にあることを保証することが可能である。いくつかの実施形態において、制御システムは、パラメーターを遠隔エンティティー（たとえば、リモート制御タワーまたはリモートパイロット）に通信することが可能である。

【0075】

前方飛行に移行するためのフライトインストラクションを受信すると、ステップＳ４０８において、制御システムは、プッシャープロペラのうちの１つまたは複数を活性化させるように制御することが可能である。プッシャープロペラは、パワーオンして動作し始めることが可能であり、次いで、航空機のための前方推力を発生させることが可能である。フライト制御システムは、任意の適切な様式で前方加速を制御することが可能である。たとえば、フライト制御システムは、プッシャープロペラに供給される電力を徐々に増加させることが可能であり、航空機が前方速度を徐々に得るようになっている。

【0076】

いくつかの実施形態において、プッシャープロペラは、航空機が依然として垂直方向のリフトファンから高度を得る過程にある間に、活性化して前方推力を提供し始めることが可能である。結果として、前方トラベルは、垂直方向のリフトと重なることが可能である。追加的に、フライト制御システムは、前方対気速度が増加することをプッシャープロペラが引き起こす間に、安定性および高度を維持するために、必要に応じてリフトファンアッセンブリへの電力を調節することが可能である。

【0077】

ステップＳ４１０において、フライト制御システムは、リフトファンアッセンブリを非活性化させるか、または、そうでなければ、リフトファンアッセンブリに提供される電力を低減させることが可能である。たとえば、高度を維持するのに十分な揚力を翼が提供するように、プロペラが所定の速度を発生させると、リフトファンアッセンブリは、もはや、垂直方向の揚力のために必要とされない可能性がある。したがって、リフトファンアッセンブリは、パワーダウンされ、非活性化させられ、スタンバイモードに設置され得り、または、航空機の前方飛行の間に低減された電力レベルで動作させられ得る。

【0078】

いくつかの実施形態において、リフトファンアッセンブリに提供される電力は、前方速度を徐々に得ることと協調して、徐々に減少することが可能である。たとえば、プロペラが航空機のための前方速度を発生させるにつれて、翼は、より多くの垂直方向の揚力を徐々に提供することが可能である。翼によって提供される揚力が増加するにつれて、リフトファンアッセンブリは、それに対応して、その垂直方向の揚力寄与を減少させることが可能である。リフトファンアッセンブリは、それらが非アクティブになるまで、徐々にパワーダウンすることが可能である。いくつかの実施形態において、リフトファンアッセンブリは、完全にシャットダウンすることなく、低レベルの電力および活動を維持することが可能である。航空機は、飛行の大部分に関して、プッシャープロペラが動作しており、リフトファンアッセンブリが動作していない（または、低いレベルで動作している）状態で、このように継続することが可能である。

【0079】

ステップＳ４１２において、制御システムは、ホバリングするかまたは着陸するための（たとえば、オートパイロット、パイロット、または遠隔エンティティーからの）インストラクションを受信することが可能である。たとえば、航空機は、（たとえば、所定の距離以内にある）目的地着陸エリアに接近している可能性がある。

【0080】

ホバリングまた着陸への移行のためのインストラクションを受信すると、ステップＳ４１４において、フライト制御システムは、リフトファンアッセンブリのうちの１つまたは複数を再活性化するように制御することが可能である。リフトファンアッセンブリは、パワーオンして動作し始めることが可能であり、次いで、航空機のための垂直方向の揚力を発生させることが可能である。

【0081】

ステップＳ４１６において、フライト制御システムは、航空機をホバリングさせるかまたは地面の上に着陸させるために、ホバリングまたは着陸シーケンスを開始させることが可能である。たとえば、フライト制御システムは、垂直方向の揚力が維持されている間に、航空機の前方速度が減少することを引き起こすことが可能である。これは、プッシャープロペラの出力／推力の協調された低減、および、リフトファンアッセンブリの出力／推力の増加を含むことが可能である。たとえば、プッシャープロペラ推力が低減するにつれて、航空機速度は、抗力に起因して低減することとなり、次いで、翼によって提供される揚力が低減することとなる。翼によって提供される揚力が徐々に減少するにつれて、フライト制御システムは、リフトファンアッセンブリへの電力を徐々に増加させ、揚力の別の供給源を生成させることが可能である。これらの寄与する力は、前方速度を低減させている間に、航空機が同じ高度を維持するように、または、前方速度を低減させている間に、航空機が制御された垂直方向の降下を始めるように制御され得る。

【0082】

実施形態は、着陸シーケンスの間にさまざまな方式でプッシャープロペラが動作させられることを可能にする。たとえば、プッシャープロペラは、徐々にパワーダウンすることが可能である。代替的に、プッシャープロペラは、突然にパワーダウンすることが可能であり、航空機の前方速度は、抗力に起因して自然に減少することが可能である。別のオプションとして、プッシャープロペラは、逆の推力モードへ移行することが可能であり、航空機の前方速度が、より迅速に低減されるようになっている。

【0083】

ステップＳ４１８において、フライト制御システムは、１つまたは複数のプロペラを非活性化させるか、または、そうでなければ、プロペラに提供される電力を低減させることが可能である。たとえば、航空機がホバリングするかまたは（たとえば、着陸パッドへ）垂直方向に降下する準備ができている場所に、航空機が到着するとき、プッシャープロペラは、パワーダウンされ、非活性化させられ、スタンバイモードで設置され得り、または、制御された降下のためにリフトファンアッセンブリが使用され得るように、低減された電力レベルで動作させられ得る。いくつかの実施形態において、プッシャープロペラは、航空機の位置を制御するためにいくらかの量の動作および／または推力を維持することが可能である（たとえば、風の乱れの場合など）。

【0084】

ステップＳ４２０において、フライト制御システムは、地面の上に航空機を着陸させるための着陸シーケンスを完了することが可能である。たとえば、フライト制御システムは、リフトファンアッセンブリを制御し、制御された様式で航空機が降下するように垂直方向の推力を提供することが可能である。航空機は、地面の上の静止した位置（たとえば、着陸パッドおよび／または充電ステーションなど）に来ることが可能である。

【0085】

ステップＳ４２２において、フライト制御システムは、リフトファンアッセンブリを非活性化させるか、または、そうでなければ、リフトファンアッセンブリに提供される電力を低減させることが可能である。いくつかの実施形態において、リフトファンアッセンブリおよび／またはプッシャープロペラは、ローターブレードが止まるように、完全にパワーダウンされ得る。他の実施形態において、リフトファンアッセンブリおよび／またはプッシャープロペラは、それらがその後の飛行の準備ができているように、低いスタンバイ電力レベルを維持することが可能である。

【0086】

簡単にするために、さまざまなアクティブおよびパッシブ回路コンポーネントは、図に示されていない。先述の明細書において、本開示の実施形態は、実装形態ごとに変化し得る多数の特定の詳細を参照して説明されてきた。したがって、本明細書および図面は、制限的な意味ではなく例示目的の意味で見なされるべきである。本開示の範囲の唯一かつ排他的なインジケーター、および、本開示の範囲であるということを本出願人によって意図されているものは、本出願から生じる請求項のセットの文言通りの範囲および均等の範囲であり、そのような請求項が生じる特定の形態において、任意の後続の修正を含む。特定の実施形態の特定の詳細は、本開示の実施形態の精神および範囲から逸脱することなく任意の適切な様式で組み合わせられ得る。

【0087】

説明されている実施形態の電子コンポーネントは、必要とされる目的のために特別に構築され得り、または、コンピューターの中に記憶されたコンピュータープログラムによって選択的に活性化もしくは再構成される１つもしくは複数の汎用コンピューターを含むことが可能である。そのようなコンピュータープログラムは、コンピューター可読のストレージ媒体（たとえば、それに限定されないが、フロッピーディスク、光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気光ディスク、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気カードもしくは光学カード、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または、電子的なインストラクションを記憶するのに適切な任意のタイプの媒体を含む任意のタイプのディスクなど）の中に記憶され得り、コンピューターシステムバスにそれぞれ連結され得る。

【0088】

追加的に、空間的に相対的な用語（たとえば、「前部」または「後ろ」など）は、たとえば、図に図示されているように、別のエレメントおよび／または特徴に対するエレメントおよび／または特徴の関係を説明するために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に示されている配向に加えて、使用および／または動作におけるデバイスの異なる配向を包含するように意図されているということが理解されることとなる。たとえば、図の中のデバイスがひっくり返される場合には、「前部」表面として説明されているエレメントは、他のエレメントまたは特徴から「後ろ」に配向され得る。デバイスは、その他の方法で配向され得り（たとえば、９０度回転させられるか、または、他の配向）、本明細書で使用されている空間的に相対的な記述子は、それにしたがって解釈される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】