JP2000501676A - ブレード―渦作用ノイズ（ｂｖｉノイズ）減少用交番長さロータブレードを有するロータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ロータハブアセンブリー（６）に固定されこれと共に回転する奇数及び偶数ブレードアセンブリー（Ｏ_b，Ｅ_b）を有するロータシステム（４）が開示されている。ここで、奇数ブレードアセンブリー（Ｏ_b）が半径方向長さＲ_Oを規定し、偶数ブレードアセンブリー（Ｅ_b）が半径方向長さＲ_Eを規定し、半径方向長さＲ_Eが半径方向長さＲ_Oの約７０％と約９５％の間にある。本発明の他の実施形態は、空動及び音響性能に最適になるように形成され得る直径可変ロータシステム（４）に関する。直径可変ロータシステム（４）は、内側及び外側ブレード部（１０，１２）を有する奇数及び偶数ブレードアセンブリー（Ｏ_b，Ｅ_b）を含み、ここで、外側ブレード部（１２）は内側ブレード部（１０）に伸縮可能に設けられている。位置決め手段（７０）は、偶数ブレードアセンブリー（Ｅ_b）の半径方向長さＲ_Eが第１作動モードで奇数ブレードアセンブリー（Ｏ_b）の半径方向長さＲ_Oに等しくなるように、かつ、半径方向長さＲ_Eが第２作動モードで長さＲ_Oの約７０％と約９５％との間になるように、外側ブレード部（１２）を内側部ブレード部（１０）に対して配置する。

Description

【発明の詳細な説明】 ブレード−渦作用ノイズ（ＢＶＩノイズ）減少用交番長さロータブレードを有す るロータシステム 技術分野 本発明は、回転翼航空機のロータブレードから放射されるノイズを減少させる 手段に関し、特に、高いブレード−渦作用ノイズ（Blade-Vortex Interaction n oise−ＢＶＩノイズ）を生じる飛行モードで作動する時に、このようなロータブ レードから放射されるＢＶＩノイズを減少させるための手段に関する。 発明の背景 回転翼航空機の設計者の１つの関心は、飛行操作中にロータブレードから放射 するノイズを実用的な程度に減少させることである。特に、低速の下降飛行状態 によって特徴づけられる着陸を行う場合にはブレード−渦作用（ＢＶＩ−Blade- Vortex Interaction）として知られている音響放射（アクースティックエミッシ ョン）に基づくかなりのレベルの騒音が発生する。このような飛行状態が低い高 度で人口密度の高い地域で典型的に生じるので、ＢＶＩノイズは、地域の受け入 れ、更に重要なことは、新たに開発された回転翼航空機の認可を得るために解決 しなければならない根本的な技術問題を提起する。 典型的な回転翼航空機を飛行運転している間、ロータブレードは、 その上部空動面全体に高速・低圧フィールドを、下部空動面全体に低速・高圧フ ィールドを生じる。差圧は、飛行運転に必要な揚力を生じさせ、加えて、ロータ ブレードの先端で渦を発生させる。特に、差圧は、高圧フィールドから低圧フィ ールドへ空気の環流を惹起させ、翼端渦を発生させる。翼端渦は、それが渦領域 を回転するにつれて、１つのロータブレードから流出され、次のロータブレード に当たり、又はこれと相互作用を生じる。翼端渦のロータブレードとの作用は、 ＢＶＩノイズ源になる音圧波(acoustic pressure wave)を生じるインパルシブ・ エアローディング（inpulsive airloading）を誘発する。 ロータディスク、即ち、ロータブレードによって規定される平面（planes）は 渦伴流から離れているものであるから、ＢＶＩノイズは、一般に、上昇モード又 は巡航モードでは問題にならない。従って、渦はロータから離間した末端側にあ って、ロータとあまり相互作用をしない。しかし、下降作動モードの間、回転翼 航空機の下降速度はロータをその伴流内で飛行させ、従って多数の渦と作用する からＢＶ作用（BV Interaction）が非常によく生じる。 渦の軌道及び強度を予測することが難しいが、渦は、回転翼航空機の速度、飛 行高度、胴体によって与えられる境界条件、大気の乱流、及び、各ロータブレー ドの寿命経歴のような他のファクタの関数として螺旋状に下方へ移動すると一般 に言えよう。一般に、ロータディスクの第１象限に（０°は、ロータの軸心から 後尾にあって回転翼付き航空機の前後軸に沿っている）生じるＢＶ作用は、ロー タの回転速度と回転翼航空機の前進速度との組み合わせに基づいて 強力なＢＶＩ衝撃力を発生する。更に、強力な相互作用を生じる可能性が、この 象限内で渦の集中度が高くなり渦の強度が大きくなることによって強くなる。 ＢＶ作用の強度に影響を与える他のファクタとしては、ロータブレードに対し て回転してこれに当たっている渦の向きがある。渦の向きはロータブレードの前 縁と渦の中心、即ち、渦コアとの間の公差角によって定められる。向きがロータ ブレードの前縁に実質的に平行な時には、渦の旋回流はブレード長さの大部分に 影響を与え、従って、大きな衝撃圧力波を起こす。前縁に実質的に直角か傾斜し ている向きは、旋回流を受けるブレード長さの程度を制限することによって比較 的緩やかな相互作用を生じさせる。 ＢＶＩ作用の強さを決定する更に他のファクタには、回転している渦と通過し 又は交わっているロータブレードの間が空間的に分離されていることである。空 間的分離は、渦コアからロータブレードの前縁の１点までの距離によってより正 確に規定されよう。渦フィールド内の１点における空気流速は、Ｒを渦コアから の距離とする時に、１／Ｒの関数であるから、理論上、空気流速がＲが零に近づ くにつれて無限大になり、Ｒが増加するにつれて急速に減少することが明らかで ある。従って、空間的分離が小さいと、即ち、ロータブレードの厚さよりも小さ いと、回転渦フィールドは、回転ブレードの回転を受けて大きなＢＶＩ衝撃を生 じる。逆に、分離が大きいと、例えばロータブレードの厚さの５倍になると、ロ ータブレードが相互作用をする点で渦フィールド速度が急激に減少するためにＢ ＶＩ衝撃が実質的に減少される。 従って、回転翼航空機の設計者は、とりわけ、重量、コスト、作動及びシステ ムの複雑さを実用的に考慮して、ロータアセンブリーから発生するＢＶＩノイズ を軽減する要素をこのロータアセンブリー内に組み込もうとする。放射されるＢ ＶＩノイズを減少させるには、いくつかの異なった設計法を選択出来る。これら のアプローチは、広い３つのカテゴリー、即ち受動的システム（passive system ）、デプロイ可能な受動システム（deployable passsive system）及び能動的シ ステム（active system）に分類できよう。 受動システムは、ロータブレードの形状やロータの作動パラメータを適宜に変 えることによってＢＶＩノイズを減少させようとする。受動システムの例は、渦 を拡散し又は弱めるために、選択可能な翼端（selectivective tip）を含む。あ る設計の選択例は、スイープされた前側翼端（forward swept tip）を含み、渦 がこの翼端の内側で発生し、この渦がより多く拡散する、即ち、従来の四角形の 翼端（tip）によって発生される翼端渦（tip vortex）よりも強さが減少される ようにしたものである。他の設計による構造のものは、サブウイング・チップ（ sub-wing tip）で、このサブウイング・チップはその先端でロータブレードに取 り付けられ、粘性効果によって下流で混じり拡散する２つの同時に回転する弱い 渦を生じさせる。他の設計のものでは、翼端の速度を６７５フット／秒（２０６ ｍ／秒）に減少するか、ブレードの数を増加しブレードの負荷、従って、翼端渦 の強さを減少させている。これらの設計のものでは、ＢＶＩノイズの減少を例え ば２乃至５ｄＢａのオーダで減少させるに過ぎず、改善としては不十分であり、 さらに、ロータシステム全作動能 率を劣化させる。更に、このような設計のものは、使用するのが難しく高価にな り得る。 デプロイ可能な受動システム（deployable passive systems）は、高いレベル のＢＶＩノイズを生じる作動モード中にノイズ減少装置をデプロイ（deploy）す ることによって航行中にロータブレードの形状を変える。デプロイ可能受動シス テムの例は、ロータブレードの上面又は下面に沿って配置され、回転翼航空機が 下降状態中にデプロイ出来る鋤の半分の形の渦発生装置を含む。上述のサブウイ ング・チップと同様に、半鋤状渦発生装置は、単一の、より強い翼端渦を無くし ようとする強さが軽減された２以上の渦を発生する。このような渦発生装置又は 渦デプロイ可能装置は総じてＢＶＩノイズを減少させるのに有効であるが、使い にくさや機械的な複雑さがデプロイ可能な受動システムを広く受け入れる事の障 碍になる。 能動システムはロータブレードのピッチ又は迎え角を連続的に回転軸の回りに 方位角的に（azimuthally）変更することによってノイズの制御を行う。このこ とは、ピッチ制御アクチュエータにより、又は、クローズドループフィードバッ ク制御システム又はオープンループ制御システムからの制御入力を受けるブレー ド取付制御面を介して選択可能な制御入力装置で達成される。特に、制御システ ムは、複数の加速計器／マイクロホンによって振動／ノイズを検知し、制御アク チュエータ／制御面へ高いオーダの入力を与え、ロータブレードを高い高調波周 波数でピッチ決めする。高調波ブレードが作動すると、干渉渦の軌跡及び強さの 双方又は片方に影響を与えること、並びに、ＢＶＩ衝撃圧力を直接に相殺する圧 力波を生じる双方 又は片方によって振動／ノイズが減少する。能動システムの一例は、ロータブレ ードの後縁に沿って設けられてロータブレードの迎え角を能動的に制御する手段 になっている振動フラップを含む。他の例は、ロータブレード端へ空気を送るこ とと、このような空気を送り出して翼端に渦が形成されるのを無くさせることを 含む。受動システム及びデプロイ可能な受動システムに比較すれば、能動システ ムは、多分、ＢＶＩノイズを減少させるのに最も有効であろうが、好ましくない 重量の不利益、複雑さ、信頼性及びこれに関連する事故防止問題の点で最も不都 合である。 従って、ロータシステムの作動性能、例えば、揚力性能や動力条件をあまり落 とさず、かつ、ロータシステムの重量や機械的複雑さをあまり増加させず、この ロータシステムから放射されるＢＶＩノイズを著しく減少させる手段を設ける必 要がある。 発明の摘要 本発明の目的は、ブレード−渦作用（ＢＶＩ）ノイズを減少させるために、交 代長さのロータブレードアセンブリを有するロータシステムを設けることである 。 本発明の他の目的は、ＢＶＩノイズを減少させるための直径可変ロータ（ＶＤ Ｒ）システムを提供することにあり、このＶＤＲシステムは、伸縮ロータブレー ドアセンブリーと、ロータブレードアセンブリーが、最適空動操作用の第１作動 モードで十分に延ばされ、また、これとは別に、最適音響操作用、即ち、ＢＶＩ ノイズ低減用の第２作動モードでブレード長さを変えるようにロータブレードア センブリーの長さを制御するための位置決め手段とを含む。 本発明の更に他の目的は、ＢＶＩノイズを減少するため、傾斜ロータ回転翼航 空機と組み合わされるＶＤＲシステムを提供することにあり、このＶＤＲシステ ムは、伸縮ロータブレードアセンブリーと、ロータブレードアセンブリーが、最 適空動操作用の第１作動モードで延ばされ、また、これとは別に最適音響操作用 の第２作動モードでブレード長さを変え、かつ、最適前進飛行操作用の第３作動 モードで後退されるように、ロータブレードアセンブリーの長さを制御するため の位置決め手段とを含む。 本発明の更に他の目的は、ＢＶＩノイズを減少させるためのＶＤＲシステムを 提供することにあり、このＶＤＲシステムは、伸縮ロータブレードアセンブリー と、ロータブレードアセンブリーの長さを制御して、ＶＤＲシステムの重量及び 機械的複雑さの双方または片方の影響を不都合に受けないようにした位置決め手 段とを含む． これらの目的及び他の目的は、ロータハブアセンブリーに設けられるか、これ と共に回転する奇数及び偶数ブレードアセンブリーを有するロータシステムで、 奇数ブレードアセンブリーは半径方向長さＲ_oを規定し、偶数プレーアセンブリ ーは半径長さＲ_Eを規定し、半径長さＲ_Eは半径長さＲ_Oの約７０％と９５％との 間にあるものによって達成される。 本発明の他の実施形態は、空動操作及び音響操作を最適にするための種々の作 動モードで作動し得る直径可変ロータに関するものである。本発明に基づく直径 可変ロータシステムは、内側ブレード部及びこの内側ブレード部に伸縮するよう に設けられた外側プレート 部を有する奇数及び偶数ブレードアセンブリーを含む。位置決め手段が、偶数ブ レードアセンブリーの半径長さＲ_Eが第１作動モードでは奇数ブレードアセンブ リーの半径長さＲ_Oに等しく、又、長さＲ_Eは第２作動モードでは長さＲ_Oの約７ ０％と約９５％との間になるように、外側ブレード部が内側ブレード部に対して 位置するようにするために設けられている。 図面の簡単な説明 本発明のより完全な理解並びにその付随する特徴及び利点は、次の発明の詳細 な説明を参照して次の図面と共に考慮すれば理解されるであろう。 図１は、本発明に基づくロータシステムで、奇数及び偶数ロータブレードアセ ンブリーがロータシステムの方位（azimuth）に関して交互に相違する長さにな っているものの平面図である。 図２ａは、従来のロータシステムのロータブレードアセンブリーによって発生 される渦を上から２次元的に見た図を示す。 図２ｂは、図２ａの垂直面２ｂに沿う断面図で、従来のロータシステムの渦の 相互作用とこのような相互作用に基づく時間経過に従った渦の空間的位置を示す 。 図２ｃは、ブレード要素との相互作用をなす従来のロータシステムの渦を示 す。 図３ａは、本発明に基づくロータシステムのロータブレードアセンブリーによ って発生される渦を上から２次元的に見た図である。 図３ｂは、図３ａの水平面３ｂに沿う断面図で、従来のロータシステムの渦の 相互作用とこのような相互作用に基づく時間経過に従 った渦の空間的位置を示す。 図３ｃは、本発明に基づくロータシステムの渦と、渦の上下を通過するロータ システムのブレード要素とを示す。 図４ａは、従来のロータシステムから放射されるＢＶＩノイズの大きさを説明 する音圧の状態をグラフで表した図である。 図４ｂは、本発明のロータシステムから放射されるＢＶＩノイズの大きさを説 明する音圧の状態をグラフで表した図である。 図５ａ−図５ｃは、奇数及び偶数ブレードアセンブリーが、第１作動モードで は延ばされており（図５ａ）、第２作動モードでは交代に長さが変わっており（ 図５ｂ）、第３作動モードでは交代されている（図５ｃ）一対の直径可変ロータ システムと組み合わされた傾斜回転翼航空機（tilt rotor aircraft）を示す。 図６ａは、ブレード長さを変化させるための内部位置決め手段を示すように破 断され断面にされた内側及び外側ブレード部を有する伸縮ブレードアセンブリー の平面図である。 図６ｂは、図６ａの線６ｂ−６ｂに実質的に沿って取られた断面図である。 図６ｃは、図６ａのブレードアセンブリーの基端部の拡大図である。 図６ｄは、図６ａの線６ｄ−６ｄに実質的に沿って取られた断面図である。 図７は、外側ブレード部と組み合わされかつ内部の停止面と組み合わされて設 置された遠心力防止アセンブリーと、駆動手段及び遠心力防止アセンブリーと係 脱するために作動可能なボールねじアセ ンブリーとを含む操作手段とを含む位置決め手段の関連部の拡大図である。 図８は、ボールねじアセンブリーを回転させるための駆動手段の部分破断側面 図である。 図９は、ボールねじアセンブリーのボールナット要素が１つの作動モードで遠 心力防止アセンブリーから離脱されてこの遠心力防止アセンブリーが停止面に係 合するようになり、ボールナットが他の作動モードで遠心力防止アセンブリーに 係合されるようになる２作動位置における位置決め手段を示す。 図１０ａ−１０ｃは、ボールねじアセンブリーが奇数及び偶数ブレードアセン ブリーを伸縮移動させるために使用され、ボールナットの相対位置が所望のブレ ードの長さの変化を与える、第１、第２及び第３作動モードにおける位置決め手 段の１実施形態を図的に示す。 図１２ａは、位置決め手段が遠心力防止アセンブリーに係脱するための端固定 部を有するリーリングアセンブリーを用いる伸縮ロータブレードの破断平面図で ある。 図１２ｂは、図１２ａの線１２ｂ−１２ｂに実質的に沿って取られた断面図で ある。 図１２ｃは、図１２ａの線１２ｃ−１２ｃに実質的に沿って取られた断面図で ある。 図１２ｄは、リーリングアセンブリーを駆動するための上方遊星歯車に組み合 わされたリーリングアセンブリーの破断部分断面図である。 図１２ｅは、リーリングアセンブリーの円筒形ドラムを駆動するために作動し 得る上方遊星歯車の拡大図である。 図１２ｆは、図１２ｄの線１２ｆ−１２ｆに実質的に沿って取られた断面図で ある。 図１３ａ−１３ｃは、リーリングアセンブリーが奇数番目及び偶数番面のブレ ードアセンブリーを伸縮移動させるために使用され、端固定具の相対部が所望の ブレードの長さの変化を与える、第１、第２及び第３作動モードにおける位置決 め手段の他の実施形態を図示する。 図１４ａ−１４ｃは、リーリングアセンブリーが奇数及び偶数ブレードアセンブ リーを伸縮移動させるために使用され、停止面が所望のブレードの長さの変化を 与える、第１、第２及び第３作動モードにおける位置決め手段の他の実施形態を 図示する。 発明を実施するための最良の態様 本発明は、例えば、直径固定ロータ、直径可変ロータのような多くのロータシ ステムに適用できるが、次の説明をするために、直径可変ロータシステム（Vari able Diameter Rotor（ＶＤＲ）システム）について説明する。本発明は、この ようなロータに使用される機構が発明の教示及び利点を最大限に容易に利用でき る限りは、特にＶＤＲに摘要するのに適している。 参照番号を同様の要素を対応の又は同様の要素に用いている図を参照して、図 １は、奇数及び偶数のロータブレードアセンブリー０_b及びＥ_bそれぞれに設けら れそれらを回転軸８の回りに駆動する ロータハブアセンブリー６を有する４枚羽のＶＤＲシステム４の平面図を示す。 ここに説明する実施形態は４枚羽のＶＤＲシステム４を示しているが、本発明は 、また、４枚を越える、例えば、６枚や８枚のロータブレードアセンブリーを有 するロータシステムにも適応できる。ＶＤＲシステム４の奇数及び偶数ロータブ レードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bのそれぞれは、内側及び外側ブレード部１０及び１ ２を含み、外側ブレード部１２は内側ブレード部１０に伸縮可能に取り付けられ ている。更に、伸縮ロータブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは半径方向長さが回転 軸８の方位の回りで交互に変化し、奇数及び偶数ロータブレードアセンブリーＯ_b ，Ｅ_bの先端の通路が２つの別個のロータ径Ｄ₀，Ｄ_Eを規定するようになってい る。ブレードの長さを変えるための位置決め手段は以下に詳述するが、奇数及び 偶数ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bの伸縮移動が各々の半径方向長さ変えるよう に制御されるといえば十分であろう。 各奇数ブレードアセンブリーＯ_bは、ＶＤＲシステム４の完全に延ばされたブ レード半径、即ち、伸縮する内側及び外側ブレード部１０，１２の可能最大長さ として規定され得る半径方向長さＲ_Oを規定する。各偶数ブレードアセンブリー Ｅ_bは、さらに各奇数ブレードアセンブリーＯ_bの半径方向長さＲ₀の百分率とし て定義され得る半径方向長さＲ_Eを規定する。望ましくは、半径方向長さＲ_Eは半 径方向長さＲ_Oの約７０％と約９５％との間の範囲に有り、更に望ましくは、半 径方向長さＲ_Eは半径方向長さＲ_Oの約８２％と約９５％との間にある。選択され た範囲の機能的な意味は、次の説明に照らして明らかになるであろう。 図２ａ−２ｃ及び図３ａ−３ｃにおいて、従来の均等なブレード長さを有する ロータシステム１４のＢＶ作用が、本発明の、ブレード長さが交代変化するＶＤ Ｒシステム４と比較・対比されている。図２ａにおいて、従来のロータシステム １４のロータブレードＢ₁−Ｂ₄は１回転の周期に渡ってプロットされている渦Ｖ₁ −Ｖ₄を発生させる。図示の通り、ロータシステム１４は速度Ｖ_Fで前進してお り、下降飛行状態にある。２次元的に渦をプロットした図は、ロータシステム１ ４の第１象限、即ち、０°と９０°との間の象限内で渦の集中が高いことを示し ている。図２ｂにおいて、渦Ｖ₁−Ｖ₄は、第２象限内にある垂直面２ｂを通る断 面図で示されている。最初に、渦Ｖ₁−Ｖ₄はロータのＸＹ面の上方にあって、速 度Ｖ_zで下方へ移動している。更に、渦Ｖ₁−Ｖ₄は、時計方向へ回転しており、 相互に対して、即ち、水平方向及び垂直方向に実質的に等間隔に離間されている 。時間が経過するにつれて、渦Ｖ₁−Ｖ₄は相互作用をし、渦Ｖ₁−Ｖ₄が下方へ進 むにつれて実質的に共軸線上に、即ち、線Ｌ_vに沿って並ぶようになる。即ち、 渦Ｖ₁−Ｖ₄が交互に上方及び下方へ循環することが実質的に等しく方向が反対の 誘導速度ベクトルＩ_vを生じさせ、これによって渦Ｖ₁−Ｖ₄間に垂直な空間を維 持するようになる。このような均等な垂直空間は、続くロータブレードが渦Ｖ₁ −Ｖ₄の１つと相互作用をする可能性を高くする。図２ｃは、第１象限での典型 的なＢＶ作用を示し、ここでは、渦Ｖ₂がロータブレードＢ₁のブレード要素Ｂ_e の近傍にあって、それに実質的に平行になっている。「発明の背景」において説 明したように、このように接近して平行にして行われる相互作用（interact ion）があると高いＢＶＩノイズが生じることになる。 図３ａ−３ｃにおいて、本発明に基づくＶＤＲシステム４の奇数及び偶数ロー タブレードアセンブリー及びＯ_b，Ｅ_bは、それぞれ渦Ｖ_O及びＶ_Eを発生させる。 図２ａ−２ｃに示されたのと同一飛行条件及び同じ図が示されているが、渦Ｖ_O 及びＶ_Eの軌跡及び空間的分離の状態はブレード長さに応じて変更される。特に 、そして図３ｂを参照して、渦Ｖ_O，Ｖ_Eは、最初は、密集して水平方向には離間 しているが上下には互いに近接した対Ｐ₁及びＰ₂になっている。時間が経過する につれて、各対Ｐ₁，Ｐ₂の渦Ｖ_O，Ｖ_Eは相互作用して、垂直方向へ空間的に分離 していく。即ち、渦の対Ｐ₁，Ｐ₂が水平方向へ分離していくと、誘引速度ベクト ルＩ_Vが各対Ｐ₁，Ｐ₂に独立に影響を及ぼす、即ち、各対Ｐ₁Ｐ₂同士では影響し 合わない。誘引速度ベクトルＩ_Vは各対の渦Ｖ_O，Ｖ_Eを、垂直に、即ち、渦Ｖ_Oを 下方に加速している間に渦Ｖ_Eの下方への進みを遅らせることによって、分離さ せる。各対Ｐ₁，Ｐ₂の渦Ｖ_O，Ｖ_Eが垂直の分離を生ぜずに互いの回りに回転する ことが予測され得ようが、各渦の対Ｐ₁，Ｐ₂を前に発生された渦に接近させてお くことや、渦Ｖ_O，Ｖ_Eの曲率／方向のような追加のファクタが組み合って上述の 減少を生じさせる。図３ｃに示されているように、空間分離によってブレード要 素Ｂ_eは渦Ｖ_O，Ｖ_Eの上方又は下方をブレード要素の厚さの少なくとも５倍の距 離Ｒ_Sだけ離間して通過する。前述の通り、このような空間分離によって、実質 的にＢＶ作用が軽減される。 図４ａ及び４ｂは、従来のロータシステム１４及び本発明のＶＤＲシステム４ の音圧状態を図的に示す。図４ａにおいて、従来のロ ータシステム１４は、時間間隔１−３ｍｓｅｃに渡って最小約−４０ＰＡ（−８ ．４ポンド／平方フット）から最大約４０ＰＡ（＋８．４ポンド／平方フット） までの値を有する迅速な圧力変動１８を生じさせる。圧力変動１８は、ＢＶＩノ イズである高い衝撃圧力波を示す。２次スパイク２０はブレード負荷、即ち、揚 力によって発生されるある圧力波を示し、このような変動が生じている、より長 い時間間隔、即ち、２０−２５ｍｓｅｃの間、人間の耳にはあまり不快感を与え ないものである。図４ｂにおいて、本発明のＶＤＲシステムは、約−１０ＰＡ（ −２．２ポンド／平方フット）から＋１０ＰＡ（＋２．２ポンド／平方フット） までの間で変動する実質的に減少されたＢＶＩ衝撃力２４を生じる。２次スパイ ク２６及び２８はそれぞれ奇数及び偶数ブレードアセンブリー０_B及びＥ_Bに掛か るブレード負荷を示し、交代するブレード長さに基づいて大きさを変える。図４ ａ及び図４ｂの圧力のＢＶＩ分力と比較し、これを１０−１６ｄＢａの周波数領 域に変換すると、本発明の教示を用いる場合は、ＢＶＩノイズの減少が達成され る。 本発明は、直径固定ロータシステム又は直径可変ロータシステムに適用できる 。直径固定ロータシステムについては、受け入れ可能な空動性及び音響性が得ら れる（上記に特定された範囲内の）ブレード長さの最適な変化を決定するために 、分析と販路研究が行われる。一般に、範囲の下限は、ブレードアセンブリーの 必要な揚力性能によって定められ、範囲の上限は、必要な音響性能によって定め られる。 ロータシステムが種々の航行モードで最適に行われるように形成 され得るので、改善された空動性能及び音響性能がＶＤＲシステムを使用するこ とによって得られる。例えば、それの全てのブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは、 ホーバー又は前進作動に対応する第１作動モードで長さが十分延ばされて均等に なり得る。この状況では、ロータディスク領域は、最適な空動性能を得るために 最大限にされ得る。更に、ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは、下降作動に対応す る第２作動モードでブレード長さを変えるために選択的に配置される。この状況 では、ＢＶＩノイズは、最大音響性能を得るために減少される。更に、最適なブ レード長さはロータブレードアセンブリー及びロータシステムの双方又は片方を わずかに変えることによって達成され得るので、ＶＤＲシステムによって設計の 融通性が実質的に大きくなる。 傾斜回転翼航空機（tilt rotor aircraft）への適応 本発明は、一般にＶＲＤシステムと組み合わされた時に有用であるが、それを 傾斜回転翼航空機に適用すると、ＢＶＩノイズがかなり低減する。傾斜回転翼航 空機は、翼構造の外端で指示されている一対のロータシステムを使用する形式の 回転翼航空機であり、そのロータが垂直方向及び水平方向を取り得るように枢動 可能になっている。水平方向では、回転翼航空機はホバーリング飛行が出来るが 、垂直方向では、従来のプロペラ駆動の固定翼航空機と同様に推進される。 現在、傾斜回転翼航空機は、従来の直径固定ロータシステムを用いてその空動 、音響及び空気弾性構造の点でホーバリングモードと 前進飛行モードとの相競合する条件を調和しようとしている。たとえば、ホーバ リング飛行に関しては、一般に大径のロータを用いことがよく、これでディスク 負荷を低下させ、ＢＶＩノイズレベルを減少させ、先流速度（ダウンウオッシュ 速度）を減少させることによって、ホーバリング性能を高める。逆に、比較的小 さな直径のロータは、前進飛行の場合に、これでブレードの空気弾性性能を最小 にし、ブレード領域を最小にし、翼端速度（マッハ数）を減少させることによっ て、推進能率を高めるために望ましい。直径固定ロータシステムの制限内では、 これらの条件には、空動性能及び音響性能が最適でなくなる設計上の妥協が必要 である。音響特性に関しては、下降飛行モードの際にブレードに大きな負荷がか かって非常に煩わしいＢＶＩノイズが生じる。 直径可変ロータ（ＶＤＲ）システムが、両作動モードに適応できるために、従 来の直径固定ロータよりも優れた利点を持つことが知られている。即ち、ロータ 面が水平方向に向けられていると、ロータ径はホーバリング能率を高めるために 増加され、垂直方向に向けられていると、ロータ径は推進能率を高めるために減 少される。ＶＤＲを利用する傾斜回転翼航空機は米国特許第３，７６８，９３２ 号、第４，１４２，６９７号及び第５，２５３，９７９号に記載されかつ示され ている。傾斜回転翼航空機と組み合わされて用いられるＶＤＲシステムは、ブレ ード荷重を減少させ、その結果、ＢＶＩノイズを減少させる。尤も、本発明の教 示を用いる時には、更なる改善を達成できる。 次に、ＶＤＲブレードアセンブリーの長さを変更するための位置 決め手段について説明する。機構は任意のＶＤＲシステムを使用できるが、全て のブレードアセンブリーが延ばされるか、交代に長さが変えられるか、後退され 得る傾斜回転翼航空機について説明する。特に、そして図５ａ−５ｃを参照して 、ＶＤＲシステム４のブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは、ホーバー作動又は低速 飛行作動（図５ｂ）に相当する第１作動モードで延長され、降下飛行モード（図 ５ｂ）に対応する第２作動モードでブレードの長さが交代に変えられ、高速巡航 作動（図５ｃ）に対応する第３作動モードで後退される。 ブレード長さを変更するためのボールねじ装置 伸縮する特性とブレードの位置決め手段が全てのブレードアセンブリーＯ_b， Ｅ_bに対して同様である限り、奇数及び偶数のブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bの 両方に共通な特性を説明する目的では、１つのブレードアセンブリー、例えば、 奇数ブレードアセンブリーＯ_bを記載することが説明を容易にする。 図６ａにおいて、奇数ブレードアセンブリーＯ_bは破断して示され、ブレード 長さ変更用内部装置を露出させている。外側ブレード部１２は内側ブレード部１ ０（以後、トルク管部材と呼ぶ）に伸縮可能に取り付けられている。特に、外側 ブレード部１２は、外側ブレード部１２の不可欠な空動的形状を規定するために 、前縁シース３６によって包み込まれる桁部材３４と、発泡体を充填した後端ポ ケットアセンブリー３８とを含む。桁部材３４は、トルク管部材１０と共軸に整 合されてこれを受けて、桁部材３４をトルク管部材１０に対して伸縮可能に移動 するようになっている。 トルク管部材及び桁部材１０，３４の共軸な整合は、回転要素軸受アセンブリ ーのような従来の軸受アセンブリーで行ってもよいが、上述の実施形態では、軸 受アセンブリーは、トルク管部材１０の外側端に取り付けられた第１軸受ブロッ ク４０ａと、桁部材３４の内側端に（望ましくは内部に）取り付けられた第２軸 受ブロック４０ｂとを含む。第１軸受ブロック４０ａは、桁部材３４内に形成さ れた内部パイロット面４２に摺動係合し、第２軸受ブロック４０ｂはトルク管部 材１０の外側の回りに形成された外側パイロット面４４に摺動係合する。 図６ｃにおいて、トルク管部材１０の基端は、ロータハブアセンブリー６の半 径方向腕５２に軸支されたカフアセンブリー５０に取りつけられるようになって いる。カフアセンブリー５０は、対応した形状にされた内側拘束部材５６及び外 側拘束部材５８によって、トルク管部材１０のフレア状になった基端部５４に係 合する。更に、カフアセンブリー５０は、ピッチ制御腕６０を含み、これを介し てピッチ制御インプット部がブレードＯ_bのフェザーリング軸６２の回りに形成 される。 図７において、トルク管部材及び桁部材１０，３４は、ブレード位置決め手段 ７０を受けるための内部チャンバ６４を規定する。位置決め手段７０は、トルク 管部材１０に対して外側ブレード部１２を位置決めし、その結果、ブレードアセ ンブリーＯ_bの半径方向長さを変えるように作動することができる。位置決め手 段７０は、遠心力防止アセンブリー８０と、チャンバ６４の内部に形成された停 止面６４ｓと、遠心力防止アセンブリー８０に係脱するように操作 可能な作動手段９０とを含む。 遠心力防止手段８０は、保持ブロック８２、揺動部材８４、及び、保持ブロッ ク８２と揺動部材８４との間に配置され保持ブロック８２を揺動部材８４に機械 的に接続する接続部材８６とを含む。保持ブロック８２は、外側ブレード部１２ と組み合わされて配置され、外側ブレード部１２に作用する遠心負荷Ｃ_fを揺動 部材８４に伝達するために接続手段８６と組み合わされて作動可能になっている 。記載された形式の保持ブロックは、継続中の、共有の米国特許出願ＳＮ ０８/ ４１２，０３５（ここでは「制限アセンブリー」となっている）に十分に開示さ れている。望ましくは、保持ブロック８２を揺動部材８４に接続するための接続 手段８６は、それぞれがロータブレードアセンブリーＯ_bの種々な運動に従う機 首・機尾ケーブル部材８６ａ及び８６ｂを含む。 揺動部材８４は、半径方向に延びる腕８４ａとこの半径方向腕８４ａの内端を 構造的に接続するための基部８４ｂとを有する概略Ｕ字形部材である。半径方向 腕８４ａは、接続手段８６に機械的に接続され、揺動部材８４をチャンバ６４内 で半径方向へ移動させるためチャンバ６４の内壁６４ｗにこれと摺動するように 配置されている。 操作手段９０は内部チャンバ６４内にあるボールねじアセンブリー９２とロー タハブアセンブリー６の内部にある駆動手段１００とを含む。特に、ボールねじ ９２は、揺動部材８４の基部８４ｂ内に形成された孔８４ｈ（図６ｂ）を延在す るねじ付きボールねじ９４を含み、その長手方向軸９４Ｌの回りに時計方向又は 反時計方向に 回転操作し得るようになっている。ボールねじ９４は、内側端が第１ジャーナル 軸受９６ａ（図６ｃ）によって支持され、外側端で、トルク管部材１０の外端と 組み合わさって設置された第２ジャーナル軸受９６ｂに支持されている。操作手 段９０は、更に、ボールねじ９４のねじに組み合わされて設置され、揺動部材８ ４の外側に半径方向に配置されたボールナット９８を含む。更に、ボールナット ９８は、ボールねじ９４の回転に応答して、その長手方向軸９４Ｌに沿って軸方 向へ移動するように操作できる。ボールナット９８の回転は、トルク管部材１０ （図６ｄ）の内部形状によって押さえられるようになっている。上述の形式のボ ールねじアセンブリーは、ミシガン州サジノー所在のトムソン・サジノーから得 られる。 駆動手段１００はボールねじ９４を回転させ、従って、ボールナット９８を軸 方向へ変位させる。図８において、駆動手段１００は、ロータアセンブリー９を 支持しその回転軸８の回りに駆動する主軸１０４の内部にこれと共軸に設置され た入力軸１０２を含む。入力軸１０２は、ロータハブアセンブリー６のジンバル ティルトモーション（gimbal tilt motion）を行う第１ユニバーサルジョイント １０８−１を介して入力はすば歯車１０６ｉを駆動する。入力はすば歯車１０６ ｉは、第２ユニバーサルジョイント１０８−２を介してボールねじ９４に接続さ れるブレードアセンブリー毎に、出力はすば歯車１０６ｏを駆動する。ボールね じ９４は両方向へ、又は、これと別に主ロータ軸１０４に対して入力軸１０２の 回転速度を制御することによって回転速度を固定して駆動され得る。例えば、入 力軸１０２、従って、入力はすば歯車を主ロータ軸よりも高回転速度 で駆動することによって、主ロータ軸と共に回転している出力はすば歯車１０６ ｏは差動速度の方向へ駆動される。入力駆動軸１０２が主ロータ軸１０４と同じ 作動速度で回転する場合は、入力及び出力はすば歯車１０６ｉ，１０６ｏ間に差 動回転が生じないから、ボールねじ９４は固定回転を維持する。構造的にも機能 的にも同様の駆動手段は米国特許第４，１４２，６９７号、４，００９，９９７ 号、３，８８４，５９４号及び３，７１３，７５１号に記載されている。図９に おいて、揺動部材８４は、外側ブレード部１２に作用する遠心力Ｃ_fによって外 側へ付勢されて、ボールナット９８又は停止面６５ｓに当接係合して設置され、 ロータブレードアセンブリーＯ_bの半径方向長さを定めるようになっている。作 動モードの１つにおいて、揺動部材８４は、その第１軸受面８４ｓ−１に面して いる停止面６４ｓに係合し、ロータブレードアセンブリーＯ_bが完全に延ばされ る、即ち、可能最大長さになるようになっている。外側ブレード部１２に作用す る遠心負荷Ｃ_fは揺動部材８４へ伝達されて、停止面６４ｓによって再作用され る。他の１つの作動モードでは、ボールナット９８は、ボールねじ９４の回転に 応答して変位され、その第２軸受面８４ｓ−２に面している揺動部材８４に係合 するようになっている。しかし、この作動モードにおいては、第１軸受面８４ｓ −１が停止面６４ｓから外されている場合には、揺動部材８４はボールナット９ ８に従う。更に、外側ブレード部１２に作用する遠心負荷は揺動部材８４を介し て作動手段９０に伝達される。これによって、外側部１２は、ボールナット９８ の移動方向に応じて内側又は外側へ伸縮される。 上記の説明は、ＶＤＲシステム４の全てのブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bに共 通な構造要素について行った。次の説明は、所望のブレード長さに変化を生じさ せる奇数及び偶数のブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_b間に構造又は機能上の相違が ある場合について行われるものである。添字「Ｏ」、「Ｅ」は奇数と偶数のブレ ードアセンブリーＯ_b、Ｅ_bを区別するために使用される。 図１０ａ−１０ｃに本発明の１実施形態が示されており、ここで、ブレード長 さを制御するための位置決め手段７０が図示されている。図示は、図５ａ、５ｂ 及び５ｃに対応する第１、第２及び第３作動モードでされている。図示されてい る奇数及び偶数のブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは比較し安いように、横並びに 配置されている。更に、位置決め手段７０を囲繞する外側構造、即ち、桁部材３ ４、トルク管部材１０、ロータハブアセンブリー６等は説明を容易にするために 省いた。 位置決め手段７０の多くの要素が奇数ブレードアセンブリーＯ_bに関連して記 載されたが、位置決め手段７０は全てのブレード、即ち、奇数及び偶数ブレード アセンブリーＯ_b，Ｅ_bを制御するものと理解すべきである。図１０ａにおいて、 ボールねじ９４_O，９４_Eは、第１及び第２軸受アセンブリーの間に支持されてお り、対応の揺動部材８４_O，８４_Eを通して延びており、ボールナット９８_O，９ ８_Eがその半径方向外側に配置されるようになっている。さらに、ボールナット ９８_O，９８_Eは、ボールねじ９４_O，９４_Eに沿って配置され、各々がロータハブ アセンブリーの回転軸８から測定された半径方向距離Ｒｎ_O及びＲｎ_Eを規定する ようになっている。まず、ボ ールナット９８_O，９８_Eの相対位置は、偶数ブレードアセンブリーＥ_bのボール ナット９８_Eが奇数ブレードアセンブリーＯ_bのボールナット９８_Oの半径方向内 側にあるように定められている。このような相対位置の機能的な意味は次の説明 から明らかになるであろう。 第１作動モードにおいて、ボールナット９８_O，９８_Eは揺動部材８４_O，８４_E から外され、揺動部材８４_O，８４_Eが遠心負荷Ｃ_fに応答して停止面６４ｓ_O，６ ３ｓ_Eに当接係合して配置されるようになっている。遠心力防止アセンブリー８ ０_O，８０_Eの長さ、即ち、奇数から偶数ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bまでの長 が望ましくは一定であるから、停止面６４ｓ_O，６４ｓ_Eによって規定される半径 距離Ｒｓ_O，Ｒｓ_Eは奇数及び偶数ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bの可能最大長さ Ｒ_O，Ｒ_Eを決定する。上述の実施形態では、奇数ブレードセンブリーＯ_bの半径 方向距離Ｒｓ_Oは偶数ブレードアセンブリーＥ_bの半径方向距離Ｒｓ_Eに等しく、 ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bが完全に延び、半径方向の長さが等しくなるよう になっている。ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bがこのような形状を取ることによ って、最適の空動作用を行う最大のロータディスク領域が得られれる。 第２作動モード（図１０ｂ）において、ボールナット９８_O，９８_Eは、駆動手 段１００によるそれぞれのボールねじ９４_O，９４_Eの回転に応答して、内側の中 間位置に移動される。ボールナット９８_Eがボールナット９８_Oの半径方向内側に あるから、ボールナット９８_Eはそれぞれの揺動部材８４_Eに係合し、これによっ て、外 側ブレード部１２_Eを内側へ移動をさせる。奇数ブレードアセンブリーＯ_bのボー ルナット９８_Oは、又、内側へ移動するが、対応の揺動部材８４_Oに係合しない。 それらの対応の中間位置にある時、ボールナット９８_Eは、対応の揺動部材８４_E に当接係合して設置され、ボールナット９８_Oは対応の揺動部材８４_Oから外され ている。従って、揺動部材８４_Oは停止面６４ｓ_Oに当接係合したままになってい る。 前述のことを考慮して、ボールナット９８_O，９８_Eによって規定された半径方 向距離Ｒｎ₀，Ｒｎ_Eは、ブレードアセンブリー長さＲ_O，Ｒ_Eの可能最大変化量を 規定することが認められるであろう。即ち、それぞれのボールねじ９４_O，９４_E に沿ってボールナット９８_O，９８_Eを適切に配置することによって、偶数ブレー ドアセンブリーＥ_bの長さＲ_Eは偶数ブレードアセンブリーＯ_bの半径方向長さＲ_O に影響すること無しに変えられ得る。特に、ボールナット９８_O，９８_Eは、ボー ルナット９８_Eの半径方向距離Ｒｎ_Eが 約 ．７Ｒｎ_O− ．３Ｌと約 ．９５ Ｒｎ_O− ．０５Ｌとの間にあり、望ましくは、約 ．８３Ｒｎ_O - 約 ．１７ Ｌと約 ．９２Ｒｎ_O − ．０８Ｌとの間にあるように設置されており、ここ で、Ｌは揺動部材８４_O，８４_Eの１つから外側ブレード部１２_O，１２_Eの先端ま での長さである。これは、又、奇数から偶数ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_b間で の長さＬが等しいという仮定に基づいている。従って、奇数及び偶数ブレードア センブリーＯ_b，Ｅ_bがボールナット９８_O，９８_Eの半径方向の空間に比例する量 だけ長さを変え得る。このブレードアセンブリーの構造は、最適な音響性能を 得るための、即ち、ＢＶＩノイズを減少させるための下降飛行モードに効果があ る。 第３作動モード（図１０ｃ）において、ボールナット９８_O，９８_E、従って、 揺動部材８４_O，８４_Eは、完全に内側の位置まで内側に移転される。この移転の 間、奇数ブレードアセンブリーＯ_bのボールナット９８₀は対応の揺動部材８４_O に係合し、ボールナット９８_Eに対して、増加された線形速度で内側へ移動する 。線形速度差はボールナット９８_O及び９８_Eを同時にそれぞれの内側位置に到達 させる、即ち、半径方向距離Ｒｎ_Eが半径方向距離Ｒｎ_Oに等しくなるようにさせ る。このような速度差はボールねじ９４_O，９４_Eのねじピッチを換え、ボールね じ９４_O，９４_Eの回転速度を変え、又は、それらを結合したものを変えることに よって得られよう。前者に関しては、ねじピッチ差はボールねじ９４_Eに対して ボールねじ９４_Oのねじピッチを増加することによって得られよう。ピッチ差は 、ボールナット９８_O，９８_Eを別の線形速度で移動させ、半径方向内側位置でボ ールナット９８_O，９８_Eの半径方向距離Ｒｎ_O，Ｒｎ_Eを等しくするようにして得 られる。後者に関しては、速度差は入力及び出力はすば歯車１０６ｉ，１０６_O ，１０６_Eの歯車比を変えて得られ、ボールねじ９４_Oの回転速度がボールねじ９ ４_Eの回転速度よりも大きくなるようにして得られる。 それらの内側位置においては、ボールナット９８₀，９８_Eは、揺動部材８４_O ，８４_Eに当接係合しており、ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは完全に後退され ている。このうようなブレードアセンブリーの構造は、ロータディスクが最大推 進効率のために垂直に向け られる、高速巡航操作に対応する。 位置決め手段７０の他の実施形態が図１１ａ−１１ｃに示されており、ここで は、図１０ａ−１０ｃで説明記載したのと同じ作動モードが示されている。本発 明のこの実施形態において、ボールナット９８_O，９８_Eによって規定された半径 方向距離Ｒｎ_O，Ｒｎ_Eは等しく、停止面６４ｓ_O，６４ｓ_Eによって規定される半 径方向距離Ｒｓ_O，Ｒｓ_Eはブレード長さＲ_O，Ｒ_Eの百分率での変化を決定する。 第１作動モード（図１１ａ）では、奇数ブレードアセンブリーＯ_bは、揺動部材 ８４_Oに当接係合して設置され、偶数ブレードアセンブリーＥ_bのボールナット９ ８_Eは揺動部材８４_Eから外され、従って、揺動部材８４_Eを停止面６４ｓ_Eに当接 係合させ位置へ後退させる。ボールナット８４_O及び停止面６４ｓ_Eによって規定 された半径方向距離Ｒｎ_O及びＲｓ_Eは、それぞれ、実質的に等しく、奇数及び偶 数ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bが延ばされ、偶数ブレードアセンブリーＯ_bの 半径方向長さＲ_Oが偶数ブレードアセンブリーＥ_bの半径方向長さＲ_Eに等しくな るようになっている。これらの距離Ｒｎ_O，Ｒｓ_Eは、揺動部材８４_O，８４_Eの構 造に応じて変え得る。 第２作動モード（図１１ｂ）において、ボールナット９８_O，９８_Eは、偶数ブ レードアセンブリーＯ_bも各停止面６４ｓ_Oに係合するように外側位置へ変位され る。従って、奇数ブレードアセンブリーＯ_bは半径方向にその十分に延ばされた 位置へ移動するが、偶数ブレードアセンブリーＥ_bは停止面６４ｓ_Eよって軸方向 に制約されているために外側に保たれている。本発明のこの実施形態では、 ブレードアセンブリ長さＲ_O，Ｒ_Eの可能最大変化は、停止面６４ｓ_O，６４ｓ_Eの 半径方向距離Ｒｓ_O，Ｒｓ_Eを変えることによって行われる。特に、停止面６４ｓ_O ，６４ｓ_Eは、半径距離Ｒｓ_Eが、それぞれ、約 ．７Ｒｓ_O−．３Ｌと約 ．９ ５Ｒｓ_O− ．０５Ｌとの間、望ましくは、約 ．８３Ｒｓ_O− ．１７Ｌと約 ． ９５Ｒｓ_O− ．０８Ｌとの間になるように設置され、ここで、Ｌは揺動部材８ ４_O，８４_Eから外側ブレード部１２_O，１２_Eまでの長さである。再び、長さＬは 奇数から偶数ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bへの距離に等しいものと仮定する。 従って、奇数及び偶数ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは停止面６４ｓ_O，６４ｓ_E の半径方向空間に比例する量だけ長さが変えられよう。 第３作動モード（図１１ｃ）において、ボールナット９８_O，９８_Eは揺動部材 ８４_O，８４_Eに係合し、完全な内側位置へ移動する。第２から第３作動モードへ 移行する間に、奇数ブレードアセンブリーＯ_bのボールナット９８_Oは、最初に、 それに対応の揺動部材８４_Oに係合し、続いて、偶数ブレードアセンブリーのボ ールナット９８_Eが対応の揺動部材８４_Eに係合する。両揺動部材８４_O，８４_Eを 係合させた状態で、外側部ブレード部１２_O，１２_Eは一体となって所望の完全に 内側の位置まで内向きに移動する。それらの対応の内側位置にある時に、ボール ナット９８_O，９８_Eは、揺動部部材８４_O，８４_Eと当接係合し、ブレードアセン ブリーＯ_b，Ｅ_bは完全に後退される。 上述の実施形態はブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bを伸縮移動させるためのボー ルねじアセンブリー９２を有する作動手段７０を使用 しているが、ジャックねじ／ナット又はねじ付きローラねじ／ローラナットのよ うな他の装置をこれに換えても良い。更に、上述の実施形態は、概略Ｕ字形を有 する揺動部材８４を用いているが、揺動部材の形状は任意の形状でよい。例えば 、内部チャンバ６４の形状に一致する簡単な十字形部材が機能的にＵ字形揺動部 材８４に代わり得る。上述の実施形態は保持ブロック８２を揺動部材８４に接続 するためのケーブル部材８６ａ，８６ｂを含むが、他の手段が用いられることが 認められるであろう。例えば、高い引張負荷に耐えられるストラップ部材や可撓 性のある管部材をケーブル部材８６ａ，８６ｂの代わりに用いてもよい。 ブレード長さを変えるためのリーリングアセンブリー 位置決め手段７０の他の実施形態が図１２ａ−１２ｆ、１３ａ-１３ｃ及び１ ４ａ−１４ｃに示されており、ここで、作動手段９０はリーリングアセンブリー １１０とこのリーリングアセンブリーを駆動するための手段１２０とを含む。再 び、位置決め手段を一方のブレードアセンブリーに対して記載し、ついで、ブレ ード長さを変えるための奇数及び偶数ブレードアセンブリーを独立に制御するこ とを記載することが説明を容易にするであろう。 図１２ａ−１２ｃにおいて、リーリングアセンブリー１１０はロータアセンブ リーハブ軸８の回りに回転し得る円筒形ドラム１１２と、チャンバ６４の内部に 設けられ揺動部材８４に係脱することが出来る端固定具１１４と、端固定具１１ ４を円筒形ドラム１１２に接続するためのストラップ手段１１６とを含む。特に 、端固定具１ １４は揺動部材８４の半径方向外側にあって、接続手段８６（図１２ｂ）及びチ ャンバの内壁６４ｗｓの双方又は片方に設置されている。ストラップ手段１１６ は端固定具１１４に機械的に接続され、円筒形ドラム１１２に接続するため揺動 部材８４（図１２ｃ）の孔８４Ｈ内を延びている。円筒形ドラムの回転方向に応 じて、ストラップ手段１１６は巻き上げられたり繰り出されたりし、端固定具１ １４が揺動部材８４に係合したり、また、揺動部材８４から外れて、揺動部材が 停止面６４ｓに係合するように出来るようにしている。端固定具１１４が揺動部 材８４に係合された場合、外側ブレード部１２に作用する遠心負荷Ｃ_fが円筒形 ドラム１１２に伝達される。 図１２ｄ−１２ｆにおいて、円筒形ドラム１１２は、ロータハブアセンブリー ６の内部に設置されており、駆動手段１２０により両方向へ駆動され得る。駆動 手段１２０は、入力駆動軸１２２によって駆動される上部遊星歯車システム１４ ０を含む。特に、入力駆動軸１２２は、軸受アセンブリー１２８を介してロータ ハブアセンブリー６の上部取付具１２６によって支持される上部スタブ軸部１２ ２ｕと、主ロータ軸１０４に共軸に整合された下部駆動軸部１２２Ｌと、それら の間に設けられロータハブアセンブリー６のジンバル傾斜運動（gimbal tilt mo tion）を行うためのユニバーサルジョイント１３０とを含む。円筒形ドラム１１ ２は、軸受アセンブリー１３２を介してスタブ軸部１２２ｕの回りに回転するよ うに支持されており、これにより、ドラム１１２をロータハブアセンブリー６と 同時に傾斜させる。 遊星歯車システム１４０は、ロータハブアセンブリー軸８に共軸に整合された 駆動太陽歯車１４２と、ロータハブアセンブリー６の取付具１２６に固定された リング歯車１４４と、太陽歯車及びリング歯車１４２，１４４間にありこれらに 作用する複数の遊星ピニオン１４６とを含む。太陽歯車１４２は入力駆動軸１２ ２のスタブ軸部１２２ｕにスプライン接続されてこれらにより駆動され、ロータ ハブアセンブリー軸８の回りに遊星ピニオン１４６を駆動する。特に、遊星ピニ オン１４６がリング歯車１４４と作用するに応じて、この遊星ピニオン１４６は 太陽歯車１４２の回りに、この太陽歯車に対して減速された回転速度で、周転円 をなして移動する。遊星ピニオン１４６の出力は、各遊星ピニオン１４６と円筒 形ドラム１１２との組み合わせ内に設置された支持柱１４８によって円筒形ドラ ム１１２へ伝達される。 外側ブレード部１２に作用する遠心負荷Ｃ_fの和がねじり（torsion）となって 入力鼓動軸１２２によって作用される。負荷路内に、即ち、外側ブレード部１２ から入力駆動軸１２２までに遊星歯車を配置することによって、入力駆動軸１２ ２に掛けられるねじり負荷が実質的に減少される。即ち、遊星歯車システム１４ ０は、太陽歯車１４２に掛かる接線負荷、即ち、入力駆動軸１２２に掛かるねじ り負荷を実質的に減少する機械的な利点を有する。従って、入力駆動軸１１２に 必要とされる寸法及び厚さの双方又は片方が減少され得る。上述の実施形態にお いて、太陽及び遊星歯車１４２，１４６間のピッチ径比Ｒｓ／Ｒｐは約 ．７５ であり、歯合する歯の面幅、即ち、高さは約７．５インチ（１９ｃｍ）である。 このパラメータ の組み合わせは、入力駆動軸１２２内のねじり負荷を率（factor）４だけ減少さ せる。 図１３ａ−１３ｃには、位置決め手段７０／リーリングアセンブリー１１０の １実施形態が図示されており、この実施形態は、機能的には図１０ａ−１０ｃの 場合と同様である。上述の実施形態と同様に、添字「Ｏ」及び「Ｅ」は奇数と偶 数のブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bを区別するために用いられる。 図１３ａにおいて、リーリングアセンブリー１１０の円筒形ドラム１１２は、 それぞれ複葉関係に配設された第１及び第２円筒面１１２−１及び１１２−２を 含む。第１及び第２円筒面１１２−１及び１１２−２は、それぞれ、直径Ｄｃ１ 及びＤｃ２を規定しており、第１円筒１１２−１の直径Ｄｃ１は第２円筒１１２ −１の直径Ｄｃ２よりも大きい。更に、奇数及び偶数ブレードアセンブリーＯ_b ，Ｅ_bのストラップ手段１１６_O，１１６_Eは、それぞれ、第１及び第２円筒１１ ２−１，１１２−２と巻き掛け関係になって配置されている。ストラップ手段１ １６_O，１１６_Eの長さは、端固定具１１４_O，１１４_Eが、それぞれ、ロータハブ アセンブリーの回転軸８からの半径方向距離Ｒｆ_O，Ｒｆ_Eを規定するように定め られている。まず、半径方向距離Ｒｆ_Oは半径方向距離Ｒｆ_Eよりも大きい。 第１作動モードにおいて、端固定具１１４_O，１１４_Eは揺動部材８４_O，８４_E から外されており、ここで、揺動部材８４_o，８４_Eが停止面６４ｓ_O，６４ｓ_Eと 当接係合をして配置されるようになっている。上述の実施形態において、停止面 ６４ｓ_O，６４ｓ_Eによって規定される半径方向距離６４Ｒｓ_O，６４ｓ_Eは等しく 、従って、ブ レードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは半径方向長さが等しく、完全に延長されている。 第２作動モード（図１３ｂ）においては、端固定具１１４_O，１１４_Eは円筒形 ドラム１１２の回転及び対応のストラップ手段１１６_O，１１６_Eの巻き上げによ って内側へ中間位置まで移動される。移動中、偶数ブレードアセンブリーＥ_bの 端固定具１１４_Eは対応の揺動部材８４_Eに係合し、これによって、外側ブレード 部１２_Eは内側へ移動する。外側ブレード部Ｏ_bも内側へ移動するが、対応の揺動 部材８４_Oに係合しない。対応の中間位置に設置された時は、端固定具１１４_Eは 対応の揺動部材８４_Eに当接係合して配置され、端固定具１１４_Oは対応の揺動部 材８４₀から外されて、揺動部材８４₀が停止面６４ｓ_Oに当接係合し続けるよう になる。更に、端固定具１１４_o，１１４_Eは、端固定具１１４_Eの半径方向の長 さＲｆ_Eが約 ．７Ｒｆ_O−３Ｌと約 ．９５Ｒｆ_O− ．０５Ｌの間望ましくは 、約 ．８３Ｒｆ_O− ．１７Ｌと約 ．９２Ｒｆ_O− ．０８Ｌとの間にあるよ うに設置され、ここで、Ｌは揺動部材８４_O，８４_Eの１つから外側ブレード部１ ２ _O ，12_Eの１つまでの距離である。このような端固定具１１４_O，１１４_Eの相対 的な位置は、ブレード長さＲ_O、Ｒ_Eの可能最大変化を与える。 第３作動モード（図１３ｃ）において、端固定具１１４_O，１１４_Eは揺部材８ ４_O，８４_Eに係合し、完全に内側の位置に移動される。第１円筒面１１２−１の 直径Ｄｃ１が第２円筒面の直径Ｄｃ２よりも大きいから、奇数ブレードアセンブ リーＯ_bの端固定具１１４_Oは端固定具１１４_Eに対して増加された線形速度で内 側へ移動 する。線形速度差は端固定具１１４_O，１１４_Eを同時に対応の内側位置に到達さ せる、即ち、半径方向距離Ｒｆ_Oが半径方向距離Ｒｆ_Eに等しくなるようにする。 図１４ａ−１４ｃにおいて、位置決め手段７０／リーリングアセンブリー１１ ０の他の実施形態が図示されており、この実施形態は、図１１ａ−１１ｃの場合 と機能的に同様である。図１４ａにおいて、円筒形ドラム１１２は、ストラップ 手段１１６_O，１１６_Eが巻き掛けられ又は巻き戻される円筒面１１２ｓを規定す る。ストラップ手段１１６_O，１１６_Eは長さが等しく、従って、端固定具１１４_O ，１１４_Eが回転軸８から等距離にある。更に、停止面６４ｓ_O及び６４Ｓ_Eは、 それぞれ、半径方向距離Ｒｓ_O及びＲｓ_Eを規定し、半径方向距離Ｒｓ_Eは約 ．７Ｒｓ_O− ．３Ｌと約 ．９５Ｒｓ_O− ．０５Ｌとの間、望ましくは、約 ． ８３Ｒｓ_O− ．１７Ｌと約 ．９５Ｒｓ_O− ．０８Ｌとの間にあり、ここで、 Ｌは揺動部材８４_O，８４_Eの１つから外側ブレード部１２_O，１２_Eの１つの先端 までの長さである。 第１作動モードにおいて、奇数ブレードアセンブリーＯ_bの端固定具１１_Oは揺 動部材８４_Oに当接係合して配置され、偶数ブレードアセンブリＥ_bの端固定具１ １４_Eは揺動部材８４_Eから外されている。従って、揺動部材８４_Eは停止面６４_s と当接係合して配設されている。端固定具１１４_Oと停止面６４ｓ_Eそれぞれによ って規定された半径方向距離Ｒｆ_O及びＲｓ_Eは実質的に等しく、奇数及び偶数ブ レードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bが延出されるようになっており、偶数ブレードアセ ンブリーＯ_bの半径方向長さＲ_Oは偶数 ブレードアセンブリーＥ_bの半径方向長さＲ_Eに等しい。 第２モード（図１４ｂ）において、端固定具１１４_O，１１４_Eは、円筒形ドラ ム１１２の回転に応答して、外側位置へ移動され、奇数ブレードアセンブリーＯ_b の揺動部材８４_Oも対応の停止面６４ｓ_Oに係合するようになっている。従って 、奇数ブレードアセンブリーＯ_bは完全に延出された位置へ移動するが、偶数ブ レードアセンブリーＥ_bは停止面６４ｓ_Eによって軸方向に拘束されるため固定さ れたままになっている。本発明のこの実施形態において、ブレードアセンブリー の長さＲ_O及びＲ_Eの可能最大変化は、それぞれ、停止面６４ｓ_O及び６４ｓ_Eの半 径方向距離Ｒｓ_O，Ｒｓ_Eを変えて行われ得る。 図１４ｃにおいて、端固定具１１４_O，１１４_Eは揺動部材８４_O，８４_Eに係合 し、完全に内側の位置へ移動する。端固定具１１４_O，１１４_Eが回転軸８から等 距離にあるから、奇数ブレードアセンブリーＯ_bの端固定具１１４_Oは最初対応の 揺動部材８４_Oに係合し、次いで、偶数ブレードアセンブリーの端固定具１１４_E は対応の揺動部材８４_Eに係合する。両揺動部材８４_O，８４_Eが係合された状態 で、外側ブレード部１２_O，１２_Eは同時に所望の内側位置へ内側へと移動する。 対応の内側位置にある時に、端固定具１１４_O，１１４_Eは揺動部材８４_O，８４_E と当接係合して設置され、ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bは完全に後退させられ る。 位置決め手段７０の種々の実施形態は、伸縮するブレードアセンブリーＯ_b， Ｅ_bの重量及び機械的な複雑さの双方又は一方に最小限の影響しか与えない。即 ち、停止面６４₀，６４_Eと揺動部材８ ４_O，８４_Eを導入することで、ロータブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bの全重量に 与える影響は無視できる。更に、ロータシステムの形状に変化を与える、即ち、 第２作動モードにするには、比較的小さな変形が必要なだけである。例えば、図 １０ａ−１０ｃと図１３ａ−１３ｃに示された実施形態に関しては、ボールナッ ト９８_O，９８_Eの最初の半径方向の位置又はストラップ手段１１６_O，１１６_Eの 長さは、奇数から偶数部ブレードアセンブリーＯ_b，Ｅ_bへの可能最大ブレード長 さ変化を変えることによって変更され得る。別に記載された実施形態に関しては 、停止面６４ｓ_O，６４ｓ_Eの半径方向距離Ｒｓ_O、Ｒｓ_Eは同じ結果になるように 変更され得る。 更に、パイロットは、可能最大ブレード長さよりも小さいブレード長さ変化を 選択的に行うように、ブレード長さを制御してもよい。例えば、図１０ａ−１０ ｃ及び１３ａ−１３ｃに示された実施形態に関しては、ボールナット９８_E又は 端固定具１１４_Eは、定められた範囲内で任意の組み合わせのブレード長さの変 化をするようにストッパ部材６４ｓ_Oに対して設置され得る。他の実施形態に関 しては、ボールナット９８_O又は１１４_Oは同様の結果を得るために同様に設置さ れることが出来る。 本発明は、その例示的な実施形態に関して示され記載されてきたが、上述の及 び他の変更、省略及び追加が当業者によって本発明の精神及び範囲から逸脱する こと無しになされ得ることを理解すべきである。 請求の範囲は次のごとし。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１１月１１日（１９９７．１１．１１） 【補正内容】 （３４条補正書第３及び第３／０１頁の翻訳文：明細書第３頁第４行目〜明細書 第５頁１３行目に対応） 生じる。逆に、分離が大きいと、例えばロータブレードの厚さの５倍になると、 ロータブレードが相互作用をする点で渦フィールド速度が急激に減少するために ＢＶＩ衝撃が実質的に減少される。 従って、回転翼航空機の設計者は、とりわけ、重量、コスト、作動及びシステ ムの複雑さを実用的に考慮して、ロータアセンブリーから発生するＢＶＩノイズ を軽減する要素をこのロータアセンブリー内に組み込もうとする。放射されるＢ ＶＩノイズを減少させるには、いくつかの異なった設計法を選択出来る。これら のアプローチは、広い３つのカテゴリー、即ち受動的システム（passive system ）、デプロイ可能な受動システム（deployable passsive system）及び能動的シ ステム（active system）に分類できよう。 受動システムは、ロータブレードの形状やロータの作動パラメータを適宜に変 えることによってＢＶＩノイズを減少させようとする。受動システムの例は、渦 を拡散し又は弱めるために、選択可能な翼端（selectivective tip）を含む。あ る設計の選択例は、スイープされた前側翼端（forward swept tip）を含み、渦 がこの翼端の内側で発生し、この渦がより多く拡散する、即ち、従来の四角形の 翼端（tip）によって発生される翼端渦（tip vortex）よりも強さが減少される ようにしたものである。他の設計による構造のものは、サブウイング・チップ（ sub-wing tip）で、このサブウイング・チップはその先端でロータブレードに取 り付けられ、粘性効果によって下流で混じり拡散する２つの同時に回転する弱い 渦を生じさせる。 他の設計のものでは、翼端の速度を６７５フット／秒（２０６ｍ／秒）に減少す るか、ブレードの数を増加しブレードの負荷、従って、翼端渦の強さを減少させ ている。能動システムの他の例は、ドイツ特許ＤＥ３７１６３２６Ａ記載され図 示されており、各ロータブレードの翼端は異なった円形路を形成している。この ように、各ブレードは異なった半径方向、方位方向及び垂直方向位置で翼端渦を 発生し、ついで通過するロータブレードの相互作用を避けるようになっている。 これらの設計のものでは、ＢＶＩノイズの減少を例えば２乃至５ｄＢａのオーダ で減少させるに過ぎず、改善としては不十分であり、さらに、ロータシステム全 作動能率を劣化させる。更に、このような設計のものは、使用するのが難しく高 価になり得る。 デプロイ可能な受動システム（deployable passive systems）は、高いレベル のＢＶＩノイズを生じる作動モード中に航行中にロータシステムの形状及びロー タブレードの形状を変える。デプロイ可能受動システムの例は、ロータブレード の上面又は下面に沿って配置され、回転翼航空機が下降状態中にデプロイ出来る 鋤の半分の形の渦発生装置を含む。上述のサブウイング・チップと同様に、半鋤 状渦発生装置は、単一の、より強い翼端渦を無くしようとする強さが軽減された ２以上の渦を発生する。他の例が米国特許第３，５９２，５５９号に記載され図 示されており、ここで共軸な上部及び下部ロータの間の垂直方向及び方位方向空 間が、好都合に、推力を掛けているロータ間であまり厳しくないＢＶ作用を生じ ないように変更され得るようになっている。このようなデプロイ可能な装置又は 形状を変え得るロータ総じてＢＶＩノイズを減少させるのに有効である が、使いにくさや機械的な複雑さがこのようなデプロイ可能な受動システムを広 く受け入れる事の障碍になる。 （３４条補正書第４頁及び第５頁の翻訳文：明細書第５頁１４行目〜明細書第８ 頁第７行目に対応） 能動システムはロータブレードのピッチ又は迎え角を連続的に回転軸の回りに 方位角的に（azimuthally）変更することによってノイズの制御を行う。このこ とは、ピッチ制御アクチュエータにより、又は、クローズドループフィードバッ ク制御システム又はオープンループ制御システムからの制御入力を受けるブレー ド取付制御面を介して選択可能な制御入力装置で達成される。特に、制御システ ムは、複数の加速計器／マイクロホンによって振動／ノイズを検知し、制御アク チュエータ／制御面へ高いオーダの入力を与え、ロータブレードを高い高調波周 波数でピッチ決めする。高調波ブレードが作動すると、干渉渦の軌跡及び強さの 双方又は片方に影響を与えること、並びに、ＢＶＩ衝撃圧力を直接に相殺する圧 力波を生じるの双方又は片方によって振動／ノイズが減少する。能動システムの 一例は、ロータブレードの後縁に沿って設けられてロータブレードの迎え角を能 動的に制御する手段になっている振動フラップを含む。他の例は、ロータブレー ド端へ空気を送ることと、このような空気を送り出して翼端に渦が形成されるの を無くさせることを含む。受動システム及びデプロイ可能な受動システムに比較 すれば、能動システムは、多分、ＢＶＩノイズを減少させるのに最も有効であろ うが、好ましくない重量の不利益、複雑さ、信頼性及びこれに関連する事故防止 問題の点で最も不都合である。 従って、ロータシステムの作動性能、例えば、揚力性能や動力条件をあまり落 とさず、かつ、ロータシステムの重量や機械的複雑さ をあまり増加させず、このロータシステムから放射されるＢＶＩノイズをかなり 減少させる手段を設ける必要がある。 発明の摘要 本発明の目的は、ＢＶＩノイズを減少させるための直径可変ロータ（ＶＤＲ） システムを提供することにあり、このＶＤＲシステムは、伸縮ロータブレードア センブリーと、ロータブレードアセンブリーが、最適空動操作用の第１作動モー ドで十分に延ばされ、また、これとは別に、最適音響操作用、即ち、ＢＶＩノイ ズ低減用の第２作動モードでブレード長さを変えるようにロータブレードアセン ブリーの長さを制御するための位置決め手段とを含む。 本発明の更に他の目的は、ＢＶＩノイズを減少するため、傾斜ロータ回転翼航 空機と組み合わされるＶＤＲシステムを提供することにあり、このＶＤＲシステ ムは、伸縮ロータブレードアセンブリーと、ロータブレードアセンブリーが、最 適空動操作用の第１作動モードで延ばされ、また、これとは別に最適音響操作用 の第２作動モードでブレード長さを変え、かつ、最適前進飛行操作用の第３作動 モードで後退されるように、ロータブレードアセンブリーの長さを制御するため の位置決め手段とを含む。 本発明の更に他の目的は、ＢＶＩノイズを減少させるためのＶＤＲシステムを 提供することにあり、このＶＤＲシステムは、伸縮ロータブレードアセンブリー と、ロータブレードアセンブリーの長さを制御して、ＶＤＲシステムの重量及び 機械的複雑さの双方または片方の影響を不都合に受けないようにした位置決め手 段とを含む。 図面の簡単な説明 これらの目的及び他の目的は、種々の作動モードで、空動及び音響性能を最適 化するため再構成され得る直径可変ロータ（ＶＤＲ）システムによって達成され る。本発明に基づくＶＤＲシステムは、内側及び外側ブレード部を有する奇数及 び偶数アセンブリーを含み、外側ブレード部は内側ブレード部に伸縮可能に取り つけられている。 （３４条補正書第９頁の翻訳文：明細書第１２頁第１５行目〜明細書第１４頁第 ４行目までに対応） 各奇数ブレードアセンブリーＯ_bは、ＶＤＲシステム４の完全に延ばされたブ レード半径、即ち、伸縮する内側及び外側ブレード部１０，１２の可能最大長さ として規定された半径方向長さＲ_Oを規定する。各偶数ブレードアセンブリーＥ_b は、さらに各奇数ブレードアセンブリーＯ_bの半径方向長さＲ₀の百分率として定 義され得る半径方向長さＲ_Eを規定する。望ましくは、半径方向長さＲ_Eは半径方 向長さＲ_Oの約７０％と約９５％との間の範囲に有り、更に望ましくは、半径方 向長さＲ_Eは半径方向長さＲ_Oの約８２％と約９５％との間にある。選択された範 囲の機能的な意味は、次の説明に照らして明らかになるであろう。 図２ａ−２ｃ及び図３ａ−３ｃにおいて、従来の均等なブレード長さを有する ロータシステム１４のＢＶ作用が、本発明の、ブレード長さが交代変化するＶＤ Ｒシステム４と比較・対比されている。図２ａにおいて、従来のロータシステム １４のロータブレードＢ₁−Ｂ₄は１回転の周期に渡ってプロットされている渦Ｖ₁ −Ｖ₄を発生させる。図示の通り、ロータシステム１４は速度Ｖ_Fで前進してお り、下降飛行状態にある。２次元的に渦をプロットした図は、ロータシステム１ ４の第１象限、即ち、０°と９０°との間の象限内で渦の集中が高いことを示し ている。図２ｂにおいて、渦Ｖ₁−Ｖ₄は、第２象限内にある垂直面２ｂを通る断 面図で示されている。最初に、渦Ｖ₁−Ｖ₄はロータのＸＹ面の上方にあって、速 度Ｖ_zで下方へ移動している。更に、渦Ｖ₁−Ｖ₄は、時計方向へ回転してお り、相互に対して、即ち、水平方向及び垂直方向に実質的に等間隔に離間されて いる。時間が経過するにつれて、渦Ｖ₁−Ｖ₄は相互作用をし、渦Ｖ₁−Ｖ₄が下方 へ進むにつれて実質的に共軸線上に、即ち、線Ｌ_vに沿って並ぶようになる。即 ち、渦Ｖ₁−Ｖ₄が交互に上方及び下方へ循環することが実質的に等しく方向が反 対の誘導速度ベクトルＩ_vを生じさせ、これによって渦Ｖ₁−Ｖ₄間に垂直な空間 を維持するようになる。このような均等な垂直空間は、続くロータブレードが渦 Ｖ₁−Ｖ₄の１つと相互作用をする可能性を高くする。図２ｃは、第１象限での典 型的なＢＶ作用を示し、ここでは、渦Ｖ₂がロータブレードＢ₁のブレード要素Ｂ_e の近傍にあって、それに実質的に平行になっている。「発明の背景」において 説明したように、このように接近して平行にして行われる相互作用（interactio n）があると高いＢＶＩノイズが生じることになる。 図３ａ−３ｃにおいて、本発明に基づくＶＤＲシステム４の奇数及び偶数ロー タブレードアセンブリー及びＯ_b，Ｅ_bは、それぞれ渦Ｖ_O及びＶ_Eを発生させる。 （３４条補正書第１１頁の翻訳文：明細書第１５頁第１３行目〜明細書第１７頁 第１行目に対応） 図４ａ及び図４ｂの圧力のＢＶＩ分力と比較し、これを１０−１６ｄＢａの周波 数領域に変換すると、本発明の教示を用いる場合は、ＢＶＩノイズの減少が達成 される。 本発明は、直径固定ロータシステム又は直径可変ロータシステムに適用できる 。直径固定ロータシステムについては、受け入れ可能な空動性及び音響性が得ら れる（上記に特定された範囲内の）ブレード長さの最適な変化を決定するために 、分析と販路研究が行われる。一般に、範囲の下限は、ブレードアセンブリーの 必要な揚力性能によって定められ、範囲の上限は、必要な音響性能によって定め られる。 加えて、ロータシステムが種々の航行モードで最適に行われるように形成され るので、改善された空動性能及び音響性能がＶＤＲシステムを使用することによ って得られる。本発明のこの実施形態において、それの全てのブレードアセンブ リーＯ_b，Ｅ_bは、ホーバー又は前進作動に対応する第１作動モードで長さが十分 延ばされて均等になるように操作できる。この状況では、ロータディスク領域は 、最適な空動性能を得るために最大限にされる。更に、ブレードアセンブリーＯ_b ，Ｅ_bは、下降作動に対応する第２作動モードでブレード長さを変えるために選 択的に配置される。この状況では、ＢＶＩノイズは、最大音響性能を得るために 減少される。更に、最適なブレード長さはロータブレードアセンブリー及びロー タシステムの双方又は片方をわずかに変えることによって達成されるので、ＶＤ Ｒ システムによって設計の融通性が実質的に大きくなる。 傾斜回転翼航空機（tilt rotor aircraft）への適応 本発明は、一般にＶＲＤシステムと組み合わされた時に有用であるが、それを 傾斜回転翼航空機に適用すると、ＢＶＩノイズがかなり低減する。傾斜回転翼航 空機は、翼構造の外端で指示されている一対のロータシステムを使用する形式の 回転翼航空機であり、そのロータが垂直方向及び水平方向を取り得るように枢動 可能になっている。水平方向では、回転翼航空機はホバーリング飛行が出来るが 、垂直方向では、従来のプロペラ駆動の固定翼航空機と同様に推進される。 現在、傾斜回転翼航空機は、従来の直径固定ロータシステムを用いてその空動 、音響及び空気弾性構造の点でホーバリングモードと前進飛行モードとの相競合 する条件を調和しようとしている。 （３４条補正書第１４頁の翻訳文：明細書第１９頁第２２行目〜明細書第２１頁 第１１行目に対応） 位置決め手段７０は、トルク管部材１０に対して外側ブレード部１２を位置決め し、その結果、ブレードアセンブリーＯ_bの半径方向長さを変えるように作動す ることができる。位置決め手段７０は、遠心力防止アセンブリー８０と、チャン バ６４の内部に形成された停止面６４ｓと、遠心力防止アセンブリー８０に係脱 するように操作可能な作動手段９０とを含む。 遠心力防止手段８０は、保持ブロック８２、揺動部材８４、及び、保持ブロッ ク８２と揺動部材８４との間に配置され保持ブロック８２を揺動部材８４に機械 的に接続する接続部材８６とを含む。保持ブロック８２は、外側ブレード部１２ と組み合わされて配置され、外側ブレード部１２に作用する遠心負荷Ｃ_fを揺動 部材８４に伝達するために接続手段８６と組み合わされて作動可能になっている 。記載された形式の保持ブロックは、継続中の、共有の米国特許第５，６５５， ８７９号（ここでは「制限アセンブリー」となっている）に十分に開示されてい る。望ましくは、保持ブロック８２を揺動部材８４に接続するための接続手段８ ６は、それぞれがロータブレードアセンブリーＯ_bの種々な運動に従う機首・機 尾ケーブル部材８６ａ及び８６ｂを含む。 揺動部材８４は、半径方向に延びる腕８４ａとこの半径方向腕８４ａの内端を 構造的に接続するための基部８４ｂとを有する概略Ｕ字形部材である。半径方向 腕８４ａは、接続手段８６に機械的に接続され、揺動部材８４をチャンバ６４内 で半径方向へ移動させるた めチャンバ６４の内壁６４ｗにこれと摺動するように配置されている。 操作手段９０は内部チャンバ６４内にあるボールねじアセンブリー９２とロー タハブアセンブリー６の内部にある駆動手段１００とを含む。特に、ボールねじ ９２は、揺動部材８４の基部８４ｂ内に形成された孔８４ｈ（図６ｂ）を延在す るねじ付きボールねじ９４を含み、その長手方向軸９４Ｌの回りに時計方向又は 反時計方向に回転操作し得るようになっている。ボールねじ９４は、内側端が第 １ジャーナル軸受９６ａ（図６ｃ）によって支持され、外側端で、トルク管部材 １０の外端と組み合わさって設置された第２ジャーナル軸受９６ｂに支持されて いる。操作手段９０は、更に、ボールねじ９４のねじに組み合わされて設置され 、揺動部材８４の外側に半径方向に配置されたボールナット９８を含む。更に、 ボールナット９８は、ボールねじ９４の回転に応答して、その長手方向軸９４Ｌ に沿って軸方向へ移動するように操作できる。ボールナット９８の回転は、トル ク管部材１０（図６ｄ）の内部形状によって押さえられるようになっている。上 述の形式のボールねじアセンブリーは、ミシガン州サジノー所在のトムソン・サ ジノーから得られる。 （３４条補正書第１５頁の翻訳文：明細書第２１頁第１２行目〜明細書第２２頁 第２４行目に対応） ボールナット９８の回転は、トルク管部材１０（図６ｄ）の内部形状によって押 さえられるようになっている。上述の形式のボールねじアセンブリーは、ミシガ ン州サジノー所在のトムソン・サジノーから得られる。 駆動手段１００はボールねじ９４を回転させ、従って、ボールナット９８を軸 方向へ変位させる。図８において、駆動手段１００は、ロータアセンブリー９を 支持しその回転軸８の回りに駆動する主軸１０４の内部にこれと共軸に設置され た入力軸１０２を含む。入力軸１０２は、ロータハブアセンブリー６のジンバル ティルトモーション（gimbal tilt motion）を行う第１ユニバーサルジョイント １０８−１を介して入力はすば歯車１０６ｉを駆動する。入力はすば歯車１０６ ｉは、第２ユニバーサルジョイント１０８−２を介してボールねじ９４に接続さ れるブレードアセンブリー毎に、出力はすば歯車１０６ｏを駆動する。ボールね じ９４は両方向へ、又は、これと別に主ロータ軸１０４に対して入力軸１０２の 回転速度を制御することによって回転速度を固定して駆動され得る。例えば、入 力軸１０２、従って、入力はすば歯車を主ロータ軸よりも高回転速度で駆動する ことによって、主ロータ軸と共に回転している出力はすば歯車１０６ｏは差動速 度の方向へ駆動される。入力駆動軸１０２が主ロータ軸１０４と同じ作動速度で 回転する場合は、入力及び出力はすば歯車１０６ｉ，１０６ｏ間に差動回転が生 じないから、ボールねじ９４は固定回転を維持する。構造的にも機能的にも同様 の 駆動手段は米国特許第４，１４２，６９７号、４，００７，９９７号、３，８８ ４，５９４号及び３，７１３，７５１号に記載されている。 図９において、揺動部材８４は、外側ブレード部１２に作用する遠心力Ｃ_fに よって外側へ付勢されて、ボールナット９８又は停止面６５ｓに当接係合して設 置され、ロータブレードアセンブリーＯ_bの半径方向長さを定めるようになって いる。作動モードの１つにおいて、揺動部材８４は、その第１軸受面８４ｓ−１ に面している停止面６４ｓに係合し、ロータブレードアセンブリーＯ_bが完全に 延ばされる、即ち、可能最大長さになるようになっている。外側ブレード部１２ に作用する遠心負荷Ｃ_fは揺動部材８４へ伝達されて、停止面６４ｓによって再 作用される。他の１つの作動モードでは、ボールナット９８は、ボールねじ９４ の回転に応答して変位され、その第２軸受面８４ｓ−２に面している揺動部材８ ４に係合するようになっている。しかし、この作動モードにおいては、第１軸受 面８４ｓ−１が停止面６４ｓから外されている場合には、揺動部材８４はボール ナット９８に従う。更に、外側ブレード部１２に作用する遠心負荷は揺動部材８ ４を介して作動手段９０に伝達される。これによって、外側部１２は、ボールナ ット９８の移動方向に応じて内側又は外側へ伸縮される。 （３４条補正書第２５頁の翻訳文：明細書第３６頁２０行目〜明細書第３６頁２ ４行目に対応） 請求の範囲は次のごとし。 請求の範囲 １） 回転軸（８）とそれを中心として回転するロータハブアセンブリー（６） とを設け、 該ロータハブアセンブリー（６）に設けられ、これと共に回転する奇数及び偶 数ブレードアセンブリー（０_b，Ｅ_b）を設け、該ロータブレードアセンブリー（ ０_b，Ｅ_b）の各々が内側及び外側ブレード部（１０，１２）を有し、該外側ブレ ード部（１２）が前記内側ブレード部（１０）に伸縮可能に取り付けられ、 前記奇数及び偶数ロータブレードアセンブリー（０_b，Ｅ_b）は、各々、半径方 向長さＲ_O及びＲ_Eを規定し、該半径方向長さＲ_O，Ｒ_Eは前記回転軸（８）から測 定される、ブレード−渦作用（ＢＶＩ）ノイズを減少するために操作でき、第１ 及び第２作動モードで作動する回転翼航空機用の直径可変ロータシステム（４） において、 前記偶数ブレードアセンブリー（Ｅ_b）の前記半径方向長さＲ_Eが第１作動モー ドで前記奇数ブレードアセンブリー（Ｏ_b）の前記半径方向長さＲ_Oに等しくなる ように、かつ、前記半径方向長さＲ_Eが第２作動モードで前記半径方向長さＲ_Oの 約７０％と約９５％との間にあるように、前記内側ブレード部（１１）に対して 前記外側部ブレード部（１２）を位置決めするための手段（７０）を具備するこ とを特徴とするロータシステム（４）。 ２） 前記位置決め手段（７０）は、前記半径方向長さＲ_Eが前記 第２作動モードで前記半径方向長さＲ_Oの約８２％と約９５％との間になるよう に、前記内側ブレード部（１０）に対して前記外側ブレード部（１２）を設置す る請求項１に記載の直径可変ロータシステム（４）。 ３） 前記第２作動モードは、下降飛行モードである請求項２に記載の直径可変 ロータシステム（４）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 モフィット，ロバート シー. アメリカ合衆国，コネチカット 06483, セイモア，スミス ハヴン ドライヴ 20 【要約の続き】 ０）に対して配置する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １） 回転軸（８）とその回りに回転するロータハブアセンブリー（６）とを設 け、 該ロータハブアセンブリー（６）に設けられ、これと共に回転する奇数及び偶 数ブレードアセンブリー（０_b，Ｅ_b）を設け、該奇数ブレードアセンブリー（Ｏ_b ）は半径方向長さＲ_Oを規定し、該偶数ブレードアセンブリー（Ｅ_b）は半径方 向長さＲ_Eを規定し、 該半径方向長さＲ_Eは該半径方向長さＲ_Oの約７０％と約９５％との間にある ブレード−渦作用（ＢＶＩ）ノイズ減少用ロータシステム（４）。 ２） 前記半径方向長さＲ_Eは前記半径方向長さＲ_Oの約８３％と約９２％との間 にある請求項１に記載のロータシステム（４）。 ３） 回転軸（８）とその回りに回転するロータハブアセンブリー（６）とを設 け、 該ロータハブアセンブリー（６）に設けられ、これと共に回転する奇数及び偶 数ブレードアセンブリー（０_b，Ｅ_b）を設け、該ロータブレードアセンブリー（ ０_b，Ｅ_b）の各々が内側及び外側ブレード部（１０，１２）を有し、該外側ブレ ード部（１２）が前記内側ブレード部（１０）に伸縮可能に取り付けられ、 前記奇数及び偶数ロータブレードアセンブリー（０_b，Ｅ_b）は、各々、半径方 向長さＲ_O及びＲ_Eを規定し、 前記偶数ブレードアセンブリー（Ｅ_b）の前記半径方向長さＲ_Eが第１作動モー ドで前記奇数ブレードアセンブリー（Ｏ_b）の前記半径方向長さＲ_Oに等しくなる ように、かつ、前記半径方向長さＲ_Eが第２作動モードで前記半径方向長さＲ_Oの 約７０％と約９５％との間にあるように、前記内側ブレード部（１１）に対して 前記外側部ブレード部（１２）を位置決めするための手段（７０）を具備するブ レード−渦作用（ＢＶＩ）ノイズを減少するために操作でき、第１及び第２作動 モードで作動する回転翼航空機用の直径可変ロータシステム（４）。 ４） 前記位置決め手段（７０）は、前記半径方向長さＲ_Eが前記第２作動モー ドで前記半径方向長さＲ_Oの約７０％と約９５％との間になるように、前記内側 ブレード部（１０）に対して前記外側ブレード部（１２）を設置する請求項３に 記載の直径可変ロータシステム（４）。 ５） 前記第２作動モードは下降飛行モードである請求項３に記載の直径可変ロ ータシステム（４）。