JP2005297938A - ヘリコプターの姿勢制御装置 - Google Patents

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賢二 吉田
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Abstract

【課題】ローターヘッドとフラップを用いない姿勢制御装置の構築である。
【解決手段】対向する上下ローターにそれぞれ原動機を設け、上下部メインフレームの間にシリンダーを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、二重反転式ヘリコプターの姿勢制御装置に関するものである。
二重反転式のヘリコプターはテールローターが必要ないため、コンパクトな垂直離着陸機としての可能性がある。
しかし、その姿勢制御装置はシングルローターのヘリコプターの技術を踏襲するものや、フラップを用いての姿勢制御であった。
シングルローターのヘリコプターの姿勢制御装置はローターブレードを上下左右ねじり方向に変化させて行なうため、ローターブレードの支持には複雑なローターヘッドが必要であった。
完全に固定されたローターまたはプロペラを用いた場合は、ローターまたはプロペラによる姿勢制御はできないため、その風下にフラップを設けてフラップによって風向を変化させて姿勢制御を行なっていた。
従来技術の欠点は、複雑なローターヘッドによる重量の増大関連部品の増加、フラップ付加による部品点数の増加、その空気抵抗によって揚力が損失することも無視できない。
特許文献 特許３３４３２５２
特許文献 特開昭６３−２２７４９７
特許文献 米国特許２７７７６４９
特許文献 米国特許４０６５８７３
解決しようとする課題は、ローターヘッドとフラップを用いない姿勢制御装置の構築である。
本発明は、対向するローターの間隔を変位可能とするため、ローターと原動機全体を一体として変位させることを最も主要な特徴とする。
本発明によれば、ローターヘッドを用いないため、その分重量が軽くでき、ヘッド関連の部品点数は大幅に減る。
フラップを用いないため、その部品点数および重量が軽くなり、その空気抵抗によって揚力が損失されない。
発明を実施するための最良の形態
対向するローターそれぞれに原動機を設け、伸縮手段を少なくとも一方に設けることで本発明は達成された。
図１は、本発明の１例目の伸縮手段を用いた実施例であって、上部ローター４と下部ローター６が対向配置されており、それぞれに原動機２、８を設ける。
上部メインフレーム１（板状）と下部メインフレーム９（板状）はピン５により、回動自在に係止される。ピン５の他端に伸縮手段としてシリンダー１１が設けられる。
ピストンロッド１２の一端はピン１３を介して上部メインフレーム１と接合する。下部メインフレーム９の一端にはブラケット３３が設けられ、ピン１０を介してシリンダー１１を支持する。
図２の実施例は２例目の伸縮手段である。
ピン１０、１３を介して上下部メインフレームと接合する。
電気モーター１５にはウォームギヤ１４が設けられ、ウォームギヤ１４はラック１６と噛合させる。
図３の実施例は３例目の伸縮手段である。
ピン１０、１３を介して上下部メインフレームと接合する。
モーターユニット１８とボールねじ１７は公知のボールねじ式スライダー機構である。
図４の実施例は対向する原動機のうち一方の原動機である原動機２にブラケット２５．２６を設け、ピン２４、２７を介して、１例目の伸縮手段を複数個連結する。伸縮手段の他端はピン１９、２１を介して原動機マウント２０と連結される。原動機２に原動機部材３４を設け、原動機マウント２０と原動機部材３４の接触面は略球面状である。
図５の実施例においてピロボール３０は略球面状であり、ボール受け３１のボール受け面は略半球面状である。
図６の実施例は１例目の伸縮手段を略直角に二個配置し、略反対側にピロボール３０を設けた。ブラケット３３は図示しない下部メインフレームから突出ており、シリンダー１１とブラケット３３の連結は１例目と同様とする。
ピストンロッド１２は上部メインフレーム３２の近傍まで伸長しており、図示しない公知の連結手段で連結される。
図７の実施例は１例目の伸縮手段を等分に４個配置し、ブラケット３３は図示しない下部メインフレームから突出ており、シリンダー１１とブラケット３３の連結は１例目と同様とする。ピストンロッド１２は上部メインフレーム３２の近傍まで伸長しており、図示しない公知の連結手段で連結される。
 産業上の利用可能
それぞれの伸縮手段が伸縮することで上下のローターの平行度が変わり、また原動機の位置が変位し、機体全体の重心位置も変わる。これにより揚力中心と機体重心を偏向させることができるため、空中で容易に姿勢制御ができる。
特に図７の実施例についてはその伸縮手段は図示しない公知の技術で個別に制御できるため、より正確な姿勢制御が可能となる。
は１例目の伸縮手段の実施方法を示した正面図である。（実施例１） は２例目の伸縮手段の正面図である。（実施例２） は３例目の伸縮手段の正面図である。（実施例３） は４例目の伸縮手段の実施方法を示した正面図であり、対向する原動機は図示しないしない。（実施例４） は公知のピロボール軸受けの拡大斜視図である。（実施例５） は１例目の伸縮手段を応用した実施例の平面図である。（実施例５） は１例目の伸縮手段をさらに応用した実施例の平面図である。（実施例６）
符号の説明
１９ ピン
１ 上部メインフレーム ２０ 原動機マウント
２ 原動機 ２１ ピン
３ 原動機主軸 ２２ ピストンロッド
４ 上部ローター ２３ シリンダー
５ ピン ２４ ピン
６ 下部ローター ２５ ブラケット
７ 原動機主軸 ２６ ブラケット
８ 原動機 ２７ ピン
９ 下部メインフレーム ２８ シリンダー
１０ ピン ２９ ピストンロッド
１１ シリンダー ３０ ピロボール
１２ ピストンロッド ３１ ボール受け
１３ ピン ３２ 上部メインフレーム
１４ ウォームギヤ ３３ ブラケット
１５ 電気モーター ３４ 原動機部材
１６ ラック
１７ ボールねじ
１８ モーターユニット

Claims (7)

  1. 二重反転式ヘリコプターの姿勢制御装置において、上部ローターと下部ローターにそれぞれ固有の原動機を配置し、それぞれの原動機の一端と固定された上部メインフレームと下部メインフレームの間に伸縮手段を設けたことを特徴とするヘリコプターの姿勢制御装置。
  2. 二重反転式ヘリコプターの姿勢制御装置において、上部ローターと下部ローターにそれぞれ固有の原動機を配置し、それぞれの原動機の一端と固定された上部メインフレームと下部メインフレームの間に伸縮手段としてシリンダーを設けたことを特徴とするヘリコプターの姿勢制御装置
  3. 二重反転式ヘリコプターの姿勢制御装置において、上部ローターと下部ローターにそれぞれ固有の原動機を配置し、それぞれの原動機の一端と固定された上部メインフレームと下部メインフレームの間に伸縮手段としてウォームギヤとラックを設けたことを特徴とするヘリコプターの姿勢制御装置。
  4. 二重反転式ヘリコプターの姿勢制御装置において、上部ローターと下部ローターにそれぞれ固有の原動機を配置し、それぞれの原動機の一端と固定された上部メインフレームと下部メインフレームの間に伸縮手段として公知のボールねじ式スライダー機構を設けたことを特徴とするヘリコプターの姿勢制御装置。
  5. 二重反転式ヘリコプターの姿勢制御装置において、上部ローターと下部ローターにそれぞれ固有の原動機を配置し、少なくとも一方の原動機に伸縮手段を設けたことを特徴とするヘリコプターの姿勢制御装置。
  6. 二重反転式ヘリコプターの姿勢制御装置において、上部ローターと下部ローターにそれぞれ固有の原動機を配置し、少なくとも一方の原動機に伸縮手段を設けるとともに原動機マウントは略球面状とする公知のピロボール軸受けを備えることを特徴とするヘリコプターの姿勢制御装置。
  7. 二重反転式ヘリコプターの姿勢制御装置において、上部ローターと下部ローターにそれぞれ固有の原動機を配置し、少なくとも一方の原動機に伸縮手段を設けるとともに原動機マウントと原動機部材の接触面は略球面状とすることを特徴とするヘリコプターの姿勢制御装置。
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