JP2006248456A - Wing for flying body, flap, and controlling method of wing shape - Google Patents
Wing for flying body, flap, and controlling method of wing shape Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006248456A JP2006248456A JP2005070365A JP2005070365A JP2006248456A JP 2006248456 A JP2006248456 A JP 2006248456A JP 2005070365 A JP2005070365 A JP 2005070365A JP 2005070365 A JP2005070365 A JP 2005070365A JP 2006248456 A JP2006248456 A JP 2006248456A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wing
- blade
- pressure
- flexible
- pressure tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
本発明は、飛行体用翼及びフラップ並びに翼の形状制御方法、特に翼幅方向に対し翼形保持能力が高く且つ翼舷方向に対し高い可撓性および可変自在性を有するモルフィング技術を可能にする飛行体用翼及びフラップ並びに翼の形状制御方法に関するものである。 The present invention enables a wing and a flap for a flying object and a shape control method for a wing, and in particular, a morphing technique having a high wing shape holding ability in the wing width direction and high flexibility and changeability in the wing wing direction. The present invention relates to a flying wing and a flap, and a wing shape control method.
モルフィング技術により翼の断面や形状を任意に変化させることにより航空機の飛行性能や飛行特性を向上させる研究は米国をはじめとして盛んに行われている。このモルフィング技術が成立するためには、翼構造において高い耐荷能力、高い可撓性および可変自在性等の構造特性が同時に満たされていることが必要である。このうち一部の特性を有する翼構造要素は既に存在するものの、これらの全ての構造特性を十分に満たす翼構造要素は未だ存在しないのが現状である。例えば、従来の圧電アクチュエータを内部に組み込んだ金属や複合材の翼は、翼幅方向および翼舷方向に対して耐荷能力を有している反面、翼舷方向に対して可撓性を有しているとはいえず、従来のフラップのように自由に回転できる機構を用いたとしても、翼の全体にわたる変形の自在性は望めない。また、下記特許文献1から6に記載されているインフレータブル構造をはじめとする可撓性を有する構造は、ガス圧や圧電アクチュエータなどを用いることにより大きな可変能力性は得られるものの、耐荷能力に欠ける。特に、翼のうちフラップなどの補助翼に対しても、翼幅方向には翼にかかる曲げモーメントに耐えうるだけの十分な剛性や強度が求められ、翼幅方向に対して剛性を確保すると翼舷方向にも同時に剛と、すなわち反可撓性になるため、剛性および可撓性との間でトレードオフが生じてしまう。また、翼断面自体が圧力チューブにより構成されている場合、翼舷方向に対し可撓性を有するようになるが翼幅方向に対し十分な剛性を得ることは困難である。さらに、1つでも圧力チューブにき裂等が生じると、飛行が困難になる。別の報告として、特許文献6に記載されているようにゴムのような柔軟構造内に圧力チューブを通し、これに内圧をかけることにより形状を変化させる試みも報告されている。これらも本質的には翼幅方向の剛性を圧力チューブが受け持つ構造となっており、上述の問題の解決にはならない。
Researches to improve the flight performance and flight characteristics of aircraft by arbitrarily changing the cross-section and shape of the wing by morphing technology have been actively conducted in the United States and other countries. In order for this morphing technology to be established, it is necessary for the wing structure to simultaneously satisfy structural characteristics such as high load-bearing capacity, high flexibility and changeability. Among these, there are already wing structural elements having some characteristics, but there are no wing structural elements that sufficiently satisfy all of these structural characteristics. For example, a metal or composite wing incorporating a conventional piezoelectric actuator has load-bearing capacity in the wing span direction and wing wing direction, but has flexibility in the wing wing direction. However, even if a mechanism that can freely rotate like a conventional flap is used, the flexibility of deformation of the entire wing cannot be expected. In addition, the flexible structure including the inflatable structure described in the following
可動機構と油圧アクチュエータ等から成る従来構造と異なるモルフィング技術が成立する条件としては、上述した通り、翼構造の可撓性、翼形保持能力、可変能力を有することが必須である。特に、翼構造の可撓性と翼形保持能力は相反関係にあり、両立させることは非常に困難である。また、可変自在性を有する可変駆動機構については、小型アクチュエータを分散させることにより、原理的には可能と考えられるが、大変形が可能なアクチュエータは油圧等を用いることとなり重量増につながり、また配線等の煩雑さなど困難な点も多い。
そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その解決しようとする課題は、翼幅方向に対し翼形保持能力が高く且つ翼舷方向に対し高い可撓性および高い可変自在性を有するモルフィング技術を可能にする飛行体用翼及びフラップ並びに翼の形状制御方法を提供することである。
As described above, it is essential that the wing structure has flexibility, airfoil retention ability, and variable ability as a condition for establishing a morphing technique different from the conventional structure including a movable mechanism and a hydraulic actuator. In particular, the flexibility of the wing structure and the airfoil retention ability are in a reciprocal relationship, and it is very difficult to achieve both. In addition, a variable drive mechanism with variable flexibility is considered to be possible in principle by dispersing small actuators, but an actuator that can be greatly deformed uses hydraulic pressure or the like, leading to an increase in weight. There are also many difficult points, such as complexity of wiring.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the problem to be solved is that the airfoil holding ability is high in the blade width direction and the flexibility in the blade blade direction is high. It is an object to provide a wing and flap for a vehicle and a shape control method for a wing that enable a morphing technique having high variability.
上記目的を達成する第1の発明では、少なくとも1つの異方性を有する強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性を長軸に一致させて成形された複数の長軸物と前記複数の長軸物の隙間に充填される弾性部材とを有する可撓翼と、該可撓翼に応力を発生させて形状を変化させる翼変形手段とを具備し、前記長軸物は翼の翼幅方向に対し平行または略平行にして配向されて翼幅方向に対して高い剛性を有し且つ翼舷方向に対して高い可撓性および可変自在性を有することを特徴とする。
上記第1の発明の飛行体用翼では、長軸物は翼幅方向に対し平行に配向されているので翼の翼幅方向に対する剛性は長軸物の剛性によって決定される。ところで長軸物は軸方向に対し最大異方性を有するように成形されているため長軸物の最大異方性によって可撓翼の翼幅方向に対する剛性は向上する。その反面、長軸物の隙間には弾性部材が充填されているので翼舷方向に対する剛性は低下して可撓性は向上するようになる。それ故に、可撓翼に応力が生じると可撓翼は剛性の低い翼舷方向に変形してその応力を緩和するようになる。従って、翼変形手段によって、可撓翼は翼舷方向に対して自在に曲げ変形することができるようになる。これにより、従来のインフレータブル翼では不可能であった翼の翼幅方向に対する高い翼形保持能力と翼舷方向に対する高い可撓性および高い可変自在性を同時に満足することが可能となり、モルフィング技術を好適に適用することができる。
In the first invention for achieving the above object, a plurality of long-axis objects made of a reinforcing material having at least one anisotropy and formed so that the maximum anisotropy coincides with the long-axis among the anisotropy, A flexible wing having an elastic member filled in a gap between the plurality of long-axis objects; and wing deforming means for changing the shape by generating stress on the flexible wing, wherein the long-axis object is a wing of the wing It is characterized by being oriented parallel to or substantially parallel to the width direction, having high rigidity in the blade width direction, and high flexibility and changeability in the blade direction.
In the aircraft wing according to the first aspect of the invention, since the long axis object is oriented parallel to the wing width direction, the rigidity of the wing in the wing width direction is determined by the rigidity of the long axis object. By the way, since the long shaft object is formed so as to have the maximum anisotropy in the axial direction, the rigidity of the flexible wing in the span direction is improved by the maximum anisotropy of the long shaft object. On the other hand, since the gap between the long shaft objects is filled with an elastic member, the rigidity with respect to the blade hook direction is lowered and the flexibility is improved. Therefore, when a stress is generated in the flexible wing, the flexible wing is deformed in the direction of the blade wing having a low rigidity to relieve the stress. Therefore, the flexible wing can be freely bent and deformed with respect to the blade wing direction by the wing deforming means. This makes it possible to simultaneously satisfy the high airfoil retention capability in the blade width direction, high flexibility in the blade blade direction, and high variability, which was impossible with conventional inflatable blades. It can be suitably applied.
前記目的を達成するため第2の発明では、少なくとも1つの異方性を有する第1強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が波方向に対し直交または略直交するように波状に成形された翼内板と、少なくとも1つの異方性を有する第2強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記翼内板の最大異方性と等しくされた翼外板とを有する可撓翼と、前記可撓翼に応力を発生させて形状を変化させる翼変形手段とを具備し、前記翼内板は波方向を翼の翼舷方向に対し平行または略平行にして配向されて翼幅方向に対して高い剛性を有し且つ翼舷方向に対して高い可撓性および可変自在性を有することを特徴とする。
上記第2の発明の飛行体用翼では、翼内板と翼外板の最大異方性は等しく波方向に対し直交しており且つ翼内板の波方向が翼舷方向に対し平行に配向されているので、翼幅方向に対する剛性は翼内板と翼外板の最大異方性によって向上する。さらに、翼内板は波状に成形されているので弾性作用を有し、その結果、翼舷方向に対する剛性は低下し可撓性は向上するようになる。それ故に、可撓翼に応力が生じると可撓翼は剛性の低い翼舷方向に変形してその応力を緩和するようになる。従って、翼変形手段によって、可撓翼は翼舷方向に対して自在に曲げ変形することができるようになる。これにより、従来のインフレータブル翼では不可能であった翼の翼幅方向に対する高い翼形保持能力と翼舷方向に対する高い可撓性および高い可変自在性を同時に満足することが可能となり、モルフィング技術を好適に適用することができる。
In order to achieve the above object, in the second invention, the first anisotropy material having at least one anisotropy is used, and the maximum anisotropy is orthogonal or substantially orthogonal to the wave direction. The wing inner plate is formed into a wavy shape and a second reinforcing material having at least one anisotropy, and the maximum anisotropy is equal to the maximum anisotropy of the wing inner plate. A flexible wing having a wing outer plate, and wing deforming means for changing the shape by generating stress in the flexible wing, wherein the wing inner plate has a wave direction parallel to the blade direction of the wing or It is characterized by being oriented substantially in parallel and having high rigidity in the wing span direction and high flexibility and changeability in the wing span direction.
In the aircraft wing according to the second aspect of the invention, the maximum anisotropy of the wing inner plate and the wing outer plate is equal and orthogonal to the wave direction, and the wave direction of the wing inner plate is oriented parallel to the wing direction. Therefore, the rigidity in the blade width direction is improved by the maximum anisotropy of the blade inner plate and the blade outer plate. Further, since the blade inner plate is formed in a wave shape, it has an elastic action. As a result, the rigidity in the blade hook direction is lowered and the flexibility is improved. Therefore, when a stress is generated in the flexible wing, the flexible wing is deformed in the direction of the blade wing having a low rigidity to relieve the stress. Therefore, the flexible wing can be freely bent and deformed with respect to the blade wing direction by the wing deforming means. This makes it possible to simultaneously satisfy the high airfoil retention capability in the blade width direction, high flexibility in the blade blade direction, and high variability, which was impossible with conventional inflatable blades. It can be suitably applied.
第3の発明では、前記翼変形手段は、前記可撓翼の外面もしくは内面の一の面または両面に配設されて収縮性を有する少なくとも1つの圧力チューブと該圧力チューブの内圧を個別的に加圧または減圧する圧力調整手段とから構成されていることとした。
上記第3の発明の飛行体用翼では、圧力チューブは伸縮性を有しているので、流体の圧力がその圧力チューブを介して可撓翼に作用する一方、可撓翼の内部ではその圧力に抗する応力が発生する。ところで、可撓翼は翼舷方向に対して高い可撓性を有するので翼舷方向に対して変形することにより、その応力を緩和するようになる。このように、圧力チューブを加圧することにより可撓翼は翼舷方向に対して変形することが可能になる。さらに、圧力チューブの内圧を個別的に調整する圧力調整手段により、可撓翼の各点に発生する応力の大きさを調整することが可能になり、その結果、可撓翼は翼舷方向に対する高い可撓性と相俟って圧力チューブの内圧に比例して自在に曲げ変形ができるようになる。さらに、一部分の圧力チューブが不具合を起こした場合に他の部分の圧力チューブを使用することにより不具合に対する影響を小さくすることができ、ロバスト性が向上するようになる。
In a third invention, the blade deforming means is disposed on one or both surfaces of the outer surface or the inner surface of the flexible blade and has a contractibility, and individually supplies the internal pressure of the pressure tube. The pressure adjusting means for pressurizing or depressurizing is used.
In the aircraft wing of the third invention, since the pressure tube has elasticity, the pressure of the fluid acts on the flexible wing through the pressure tube, while the pressure in the flexible wing is the pressure. Stress against this occurs. By the way, since the flexible wing has high flexibility in the wing wing direction, the stress is relieved by being deformed in the wing wing direction. Thus, by pressurizing the pressure tube, the flexible wing can be deformed with respect to the blade wing direction. Further, the pressure adjusting means for individually adjusting the internal pressure of the pressure tube makes it possible to adjust the magnitude of the stress generated at each point of the flexible wing. Combined with high flexibility, bending deformation can be freely made in proportion to the internal pressure of the pressure tube. Furthermore, when a part of the pressure tubes has a problem, the influence on the problem can be reduced by using the other part of the pressure tube, and the robustness is improved.
第4の発明では、前記各圧力チューブは、翼幅方向に対し平行に且つ翼舷方向に対し離散して又は連続密にして前記可撓翼の外面もしくは内面の一の面または両面に弛緩なく配設されていることとした。
上記第4の発明の飛行体用翼では、圧力チューブは翼幅方向に対し平行または略平行に且つ翼舷方向に対し離散して配設されている場合は、各圧力チューブがヒンジの如く機能し、可撓翼が翼舷方向に対して略折れ線状に曲げ変形することが可能になる。他方、圧力チューブが翼幅方向に対し平行または略平行に連続密にして配設されている場合は、各圧力チューブがヒンジの如く機能し、可撓翼が翼舷方向に対して略曲線状に曲げ変形することが可能になる。また、圧力チューブが可撓翼の外面もしくは内面の一の面または両面に弛緩なく配設されているので、圧力チューブと可撓翼の作用面積が大きくなり、その結果、可撓翼は翼舷方向に対する高い可撓性と相俟って翼舷方向への自在な曲げ変形ができるようになる。
In the fourth invention, each of the pressure tubes is parallel to the blade width direction and discretely or continuously dense with respect to the blade blade direction so as not to loosen on one or both surfaces of the outer surface or the inner surface of the flexible blade. It was decided that it was arranged.
In the aircraft wing according to the fourth aspect of the present invention, when the pressure tubes are arranged parallel or substantially parallel to the wing width direction and discretely with respect to the wing wing direction, each pressure tube functions like a hinge. Thus, the flexible wing can be bent and deformed in a substantially polygonal line with respect to the wing hook direction. On the other hand, when the pressure tubes are arranged densely in parallel or substantially parallel to the blade width direction, each pressure tube functions like a hinge and the flexible blades are substantially curved in the blade direction. It becomes possible to bend and deform. In addition, since the pressure tube is disposed on one or both surfaces of the outer surface or inner surface of the flexible wing without looseness, the working area of the pressure tube and the flexible wing is increased. Combined with high flexibility with respect to the direction, it becomes possible to bend and deform freely in the direction of the blade.
第5の発明では、前記各圧力チューブは、翼幅方向に対し離散して又は連続密にして前記可撓翼の外面もしくは内面の一の面または両面に弛緩なく配設されていることとした。
上記第5の発明の飛行体用翼では、圧力チューブは翼幅方向に対し離散して又は連続密にして配設されているので、各圧力チューブの内圧の上昇によって可撓翼を翼幅方向に対して曲げようとするモーメントが可撓翼に作用するが、可撓翼は翼幅方向に対して高い剛性を有するため、そのモーメントは剛性の低い翼舷方向に逃げることとなり、可撓翼は翼幅方向に対する翼形を保持したまま翼舷方向に対して捻ることが可能になる。
In the fifth aspect of the invention, the pressure tubes are arranged loosely on one or both surfaces of the outer surface or the inner surface of the flexible wing in a discrete or continuous manner in the blade width direction. .
In the aircraft wing according to the fifth aspect of the present invention, since the pressure tubes are arranged discretely or continuously densely in the wing width direction, the flexible wings are moved in the wing width direction by increasing the internal pressure of each pressure tube. A moment to bend against the flexible wing acts on the flexible wing, but since the flexible wing has high rigidity in the blade width direction, the moment escapes in the direction of the blade wing having low rigidity. Can be twisted in the direction of the wing while maintaining the airfoil shape in the wing span direction.
第6の発明では、前記各圧力チューブは、外径において全同等か又は少なくとも1つが異なることとした。
上記第6の発明の飛行体用翼では、可撓翼に作用する曲げモーメントの大きさ又は可撓翼に発生する応力の大きさは圧力チューブの取付面積に比例するため、外径の大きい圧力チューブでは取付面積が大きいため可撓翼に発生する応力は大きくなり、可撓翼はその応力を緩和するために翼舷方向に対して大きく変形するようになる。他方、外径の小さい圧力チューブでは取付面積が小さいため可撓翼に発生する応力は小さくなり、可撓翼はその応力を緩和するために翼弦方向に対して小さく変形するようになる。このように、各圧力チューブの外径を色々と変えることによって、可撓翼に作用する曲げモーメントの大きさ又は発生する応力の大きさが局所的に異なり可撓翼は高分解能の連続的な自在変形が可能になる。
In the sixth invention, each of the pressure tubes has the same or different at least one of the outer diameters.
In the aircraft wing of the sixth aspect of the invention, since the magnitude of the bending moment acting on the flexible wing or the magnitude of the stress generated on the flexible wing is proportional to the mounting area of the pressure tube, Since the tube has a large mounting area, the stress generated in the flexible wing increases, and the flexible wing is greatly deformed in the blade wing direction in order to relieve the stress. On the other hand, the pressure tube having a small outer diameter has a small mounting area, so that the stress generated in the flexible wing is small, and the flexible wing is deformed small in the chord direction in order to relieve the stress. In this way, by changing the outer diameter of each pressure tube in various ways, the magnitude of the bending moment acting on the flexible blade or the magnitude of the generated stress is locally different, and the flexible blade has a high resolution continuously. Free deformation is possible.
第7の発明では、剛性において全同等か又は少なくとも1つが異なることとした。
上記第7の発明の飛行体用翼では、可撓翼に作用する曲げモーメントは圧力チューブが変形することによるため、剛性の高い圧力チューブでは変形の程度が小さくなり、その結果、可撓翼に発生する応力は小さくなり可撓翼の変形も小さくなる。他方、剛性の低い圧力チューブでは変形の程度が大きいため可撓翼に発生する応力は大きくなり可撓翼の変形も大きくなる。このように、圧力チューブの剛性を色々と変えることによって、可撓翼に作用する曲げモーメントの大きさ又は発生する応力の大きさが局所的に異なり可撓翼は高分解能の連続的な自在変形が可能になる。
In the seventh invention, the rigidity is completely equal or at least one is different.
In the aircraft wing of the seventh invention, since the bending moment acting on the flexible wing is due to the deformation of the pressure tube, the degree of deformation is small in the highly rigid pressure tube. The generated stress is reduced and the deformation of the flexible wing is also reduced. On the other hand, since the pressure tube with low rigidity has a large degree of deformation, the stress generated in the flexible wing increases and the deformation of the flexible wing also increases. In this way, by changing the rigidity of the pressure tube in various ways, the magnitude of the bending moment acting on the flexible wing or the magnitude of the generated stress varies locally, and the flexible wing can be continuously deformed with high resolution. Is possible.
第8の発明では、前記可撓翼の外面に配設されている圧力チューブは、少なくとも1つの異方性を有する第3強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記長軸物の最大異方性と等しくされた滑らかな面を有する薄板フェアリングによって被覆されていることとした。
上記第8の発明の飛行体用翼では、薄板フェアリングは最大異方性が長軸物と等しくされているため、可撓翼と同じく翼幅方向に対し高い剛性を有しながら翼舷方向に対し高い可撓性を有する。これにより、薄板フェアリングは可撓翼と共に翼舷方向に変形しながら可撓翼の外面に配設されている圧力チューブを好適に保護する。さらに、薄板フェアリングの表面は滑らかであるから空気抵抗の増大を低減することができる。
In an eighth aspect of the invention, the pressure tube disposed on the outer surface of the flexible wing is made of a third reinforcing material having at least one anisotropy, and the maximum anisotropy among the anisotropies is It was assumed that it was covered with a thin plate fairing having a smooth surface equal to the maximum anisotropy of the long-axis object.
In the aircraft wing according to the eighth aspect of the invention, since the thin plate fairing has the same maximum anisotropy as that of the long-axis object, it has a high rigidity in the wing span direction as in the flexible wing, but in the wing wing direction. On the other hand, it has high flexibility. Accordingly, the thin plate fairing suitably protects the pressure tube disposed on the outer surface of the flexible wing while being deformed in the blade wing direction together with the flexible wing. Furthermore, since the surface of the thin fairing is smooth, the increase in air resistance can be reduced.
第9の発明では、前記各圧力チューブは、前記翼内板内面の山谷部もしくは山頂部または前記翼外板内側であって前記翼内板外面の山谷部に配設されていることとした。
上記第9の発明の飛行体用翼では、圧力チューブが上部の翼内板内面の山谷部に配設されている場合は、圧力チューブを加圧することにより、上部の可撓翼は上方へ変形することができる。他方、圧力チューブが上部の翼内板内面の山頂部または翼内板外面の山谷部に配設されている場合は、圧力チューブを加圧することにより、可撓翼は下方へ変形することができる。このように、波面を有する可撓翼に対して各圧力チューブが適切に配設されているので高分解能の連続的な自在変形が可能になる。
In the ninth invention, each of the pressure tubes is disposed in a mountain valley or peak on the inner surface of the blade inner plate or on a mountain valley portion on the outer surface of the blade inner plate inside the blade outer plate.
In the aircraft wing according to the ninth aspect of the invention, when the pressure tube is disposed in the mountain valley of the inner surface of the upper wing inner plate, the upper flexible wing is deformed upward by pressurizing the pressure tube. can do. On the other hand, when the pressure tube is arranged at the crest of the inner surface of the upper blade inner plate or the mountain valley of the outer surface of the blade inner plate, the flexible blade can be deformed downward by pressurizing the pressure tube. . Thus, since each pressure tube is appropriately arranged with respect to a flexible wing having a wavefront, high-resolution continuous free deformation is possible.
第10の発明では、前記翼内板内面の山頂部に配設されている圧力チューブは少なくとも2つの翼内板内面の山頂部により弛緩なく固定されていることとした。
上記第10の発明の飛行体用翼では、翼内板内面の山頂部を介して可撓翼に曲げモーメントが好適に作用し、可撓翼は大きく変形することができる。
In the tenth aspect of the invention, the pressure tube disposed on the peak portion of the inner surface of the blade inner plate is fixed without looseness by the peak portions of the inner surface of at least two blade inner plates.
In the aircraft wing of the tenth aspect of the invention, a bending moment preferably acts on the flexible wing via the crest of the inner surface of the wing inner plate, and the flexible wing can be greatly deformed.
第11の発明では、前記強化材、前記第1強化材、前記第2強化材および前記第3強化材の少なくとも1つは繊維強化材であることとした。
上記第11の発明の飛行体用翼では、繊維強化材は繊維方向に対して最大異方性を有しているため、その特性が長軸物、翼内板、翼外板または薄板フェアリングの少なくとも1つの成形に適用されて、翼構造において翼幅方向に対する高い剛性と翼舷方向に対する可撓性が好適に両立している。これにより、モルフィング技術を好適に適用することが可能になる。
In the eleventh invention, at least one of the reinforcing material, the first reinforcing material, the second reinforcing material, and the third reinforcing material is a fiber reinforcing material.
In the aircraft wing of the eleventh aspect of the invention, since the fiber reinforcing material has the maximum anisotropy with respect to the fiber direction, the characteristic is that of a long-axis object, a wing inner plate, a wing outer plate or a thin plate fairing. Applied to at least one molding, the blade structure preferably has both high rigidity in the blade width direction and flexibility in the blade blade direction. Thereby, it becomes possible to apply a morphing technique suitably.
上記目的を達成するための第12の発明では、第1の発明又は第2の発明に記載の飛行体用翼によって構成されていることを特徴とする。
上記第12の発明の飛行体用フラップでは、第1の発明又は第2の発明に記載の飛行体用翼によって構成されているため、翼幅方向に対する翼形を保持したまま翼舷方向に対して高分解能の連続的な自在変形することが可能になる。
According to a twelfth aspect of the invention for achieving the above object, the wing for an aircraft described in the first aspect of the invention or the second aspect of the invention is used.
Since the aircraft flap of the twelfth aspect of the present invention is constituted by the wing for an aircraft described in the first or second aspect of the invention, the wing shape in the wing span direction is maintained while the wing shape in the wing width direction is maintained. High-resolution continuous free deformation.
上記目的を達成するための第13の発明では、少なくとも1つの異方性を有する強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性を長軸に一致させて成形された複数の長軸物と前記複数の長軸物の隙間に充填される弾性部材とを具備し前記長軸物が翼の翼幅方向に対し平行または略平行にして配向されている可撓翼に対し、前記可撓翼に外力を作用させることによって前記可撓翼を翼舷方向に対して可変自在に変形させることを特徴とする。
上記第13の発明の翼の形状制御方法では、上記第1の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In a thirteenth aspect of the present invention for achieving the above object, a plurality of lengths made of a reinforcing material having at least one anisotropy and molded with the maximum anisotropy coincident with the major axis among the anisotropies. The flexible blade includes a flexible member including a shaft member and an elastic member filled in a gap between the plurality of long shaft members, and the long shaft member is oriented parallel or substantially parallel to the blade width direction of the blade. The flexible wing is variably deformed with respect to the direction of the blade by applying an external force to the blade.
In the wing shape control method of the thirteenth aspect of the invention, the shape of the flying wing of the first aspect of the invention can be suitably controlled.
上記目的を達成するための第14の発明では、少なくとも1つの異方性を有する第1強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が波方向に対し直交または略直交するように波状に成形された翼内板と、少なくとも1つの異方性を有する第2強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記翼内板の最大異方性と等しくされた翼外板とを具備し前記翼内板が波方向を翼の翼舷方向に対し平行または略平行にして配向されている可撓翼に対し、前記可撓翼に外力を作用させることよって前記可撓翼を翼舷方向に対して可変自在に変形させることを特徴とする。
上記第14の発明の翼の形状制御方法では、上記第2の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In a fourteenth invention for achieving the above object, the first anisotropy is made of a first reinforcing material having at least one anisotropy, and the maximum anisotropy is orthogonal or substantially orthogonal to the wave direction. And a second reinforcing material having at least one anisotropy, wherein the maximum anisotropy is equal to the maximum anisotropy of the blade inner plate. An external force acting on the flexible wing with respect to a flexible wing that is oriented with the wave direction parallel or substantially parallel to the blade blade direction of the wing. The flexible wing is variably deformed with respect to the wing wing direction.
In the wing shape control method of the fourteenth aspect of the invention, the shape of the flying wing of the second aspect of the invention can be suitably controlled.
第15の発明では、前記可撓翼の外面もしくは内面の一の面または両面に配設されて収縮性を有する少なくとも1つの圧力チューブの内圧を個別的に加圧または減圧することによって前記可撓翼に応力を発生させて翼舷方向に対して可変自在に変形させることとした。
上記第15の発明の翼の形状制御方法では、上記第3の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In the fifteenth aspect, the flexible wing is individually pressurized or depressurized by individually increasing or reducing the internal pressure of at least one pressure tube disposed on one or both surfaces of the outer surface or inner surface of the flexible wing. Stress was generated on the wing, and the blade was deformed variably in the blade wing direction.
In the wing shape control method of the fifteenth aspect of the invention, the shape of the flying wing of the third aspect of the invention can be suitably controlled.
第16の発明では、前記各圧力チューブを翼幅方向に対し平行に且つ翼舷方向に対し離散して又は連続密にして前記可撓翼の外面もしくは内面の一の面または両面に弛緩なく配設して前記各圧力チューブの内圧を個別的に加圧または減圧することによって前記可撓翼に応力を発生させて翼舷方向に対して可変自在に変形させることとした。
上記第16の発明の翼の形状制御方法では、上記第4の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In the sixteenth aspect of the invention, the pressure tubes are arranged in parallel with the blade width direction and discretely or continuously densely with respect to the blade wing direction, and are arranged loosely on one or both surfaces of the outer surface or inner surface of the flexible blade. The internal pressure of each pressure tube is individually increased or decreased to generate stress in the flexible wing and to be variably deformed in the direction of the blade wing.
In the wing shape control method of the sixteenth aspect of the invention, the shape of the flying wing of the fourth aspect of the invention can be suitably controlled.
第17の発明では、前記各圧力チューブを翼幅方向に対し離散して又は連続密にして前記可撓翼の外面もしくは内面の一の面または両面に弛緩なく配設して前記各圧力チューブの内圧を個別的に加圧または減圧することによって前記可撓翼に応力を発生させて翼舷方向に対して可変自在に変形させることとした。
上記第17の発明の翼の形状制御方法では、上記第5の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In a seventeenth aspect of the present invention, the pressure tubes are discretely or continuously densely arranged in the blade width direction, and are disposed on one or both surfaces of the outer surface or the inner surface of the flexible blade without looseness. By individually increasing or decreasing the internal pressure, stress is generated in the flexible wing so as to be variably deformed in the direction of the blade wing.
In the wing shape control method of the seventeenth invention, the shape of the flying wing of the fifth invention can be suitably controlled.
第18の発明では、前記各圧力チューブを外径において全同等か又は少なくとも1つが異なるようにして前記各圧力チューブの内圧を個別的に加圧または減圧することによって前記可撓翼に応力を発生させて翼舷方向に対して可変自在に変形させることとした。
上記第18の発明の翼の形状制御方法では、上記第6の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In an eighteenth aspect of the invention, stress is generated in the flexible wing by individually increasing or decreasing the internal pressure of each pressure tube so that each pressure tube has the same or different at least one outer diameter. In this way, the blade is deformed so as to be variable with respect to the blade wing direction.
In the wing shape control method of the eighteenth invention, the shape of the flying wing of the sixth invention can be suitably controlled.
第19の発明では、前記各圧力チューブを剛性において全同等か又は少なくとも1つが異なるようにして前記各圧力チューブの内圧を個別的に加圧または減圧することによって前記可撓翼に応力を発生させて翼舷方向に対して可変自在に変形させることとした。
上記第19の発明の翼の形状制御方法では、上記第7の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In a nineteenth aspect of the invention, stress is generated in the flexible wing by individually increasing or decreasing the internal pressure of each pressure tube so that each pressure tube has the same rigidity or at least one different rigidity. Therefore, it is variably deformed in the direction of the blade.
In the wing shape control method of the nineteenth invention, the shape of the flying wing of the seventh invention can be suitably controlled.
第20の発明では、前記可撓翼の外面に配設されている圧力チューブを少なくとも1つの異方性を有する第3強化材から成り且つ前記異方性の中で最大異方性が前記長軸物の最大異方性と等しくされた滑らかな面を有する薄板フェアリングによって被覆することとした。
上記第20の発明の翼の形状制御方法では、上記第8の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In a twentieth invention, the pressure tube disposed on the outer surface of the flexible wing is made of a third reinforcing material having at least one anisotropy, and the maximum anisotropy is the long anisotropy among the anisotropies. It was covered with a thin plate fairing having a smooth surface equal to the maximum anisotropy of the shaft.
In the wing shape control method of the twentieth invention, the shape of the flying wing of the eighth invention can be suitably controlled.
第21の発明では、前記各圧力チューブを前記翼内板内面の山谷部もしくは山頂部または前記翼外板内側であって前記翼内板外面の山谷部に配設して前記各圧力チューブの内圧を個別的に加圧または減圧することによって前記可撓翼に応力を発生させて翼舷方向に対して可変自在に変形させることとした。
上記第21の発明の翼の形状制御方法では、上記第9の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In a twenty-first aspect of the present invention, the pressure tubes are arranged in a crest or crest on the inner surface of the blade inner plate or on a crest portion on the outer surface of the blade inner plate inside the blade outer plate so that the inner pressure of each pressure tube is increased. By individually pressurizing or depressurizing the wings, stress is generated in the flexible wings so as to be variably deformed with respect to the direction of the wing blades.
In the wing shape control method of the twenty-first aspect, the shape of the flying wing of the ninth aspect can be suitably controlled.
第22の発明では、前記翼内板内面の山頂部に配設されている圧力チューブを少なくとも2つの翼内板内面の山頂部により弛緩なく固定することとした。
上記第22の発明の翼の形状制御方法では、上記第10の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In a twenty-second aspect of the invention, the pressure tube disposed on the peak portion of the inner surface of the blade inner plate is fixed without looseness by the peak portions of the inner surface of at least two blade inner plates.
In the wing shape control method of the twenty-second invention, the shape of the flying wing of the tenth invention can be suitably controlled.
第23の発明では、前記強化材、前記第1強化材、前記第2強化材および前記第3強化材の少なくとも1つを繊維強化材とした。
上記第23の発明の翼の形状制御方法では、上記第11の発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
In a twenty-third aspect, at least one of the reinforcing material, the first reinforcing material, the second reinforcing material, and the third reinforcing material is a fiber reinforcing material.
In the wing shape control method of the twenty-third invention, the shape of the flying wing of the eleventh invention can be suitably controlled.
本発明の飛行体用翼によれば、従来のインフレータブル翼の問題点であった翼幅方向に対する高い耐荷能力および翼舷方向に対する高い可撓性ならびに高い可変自在性の並立を同時に達成することができるようになる。特に、翼舷方向への自在な曲げ変形や、翼幅方向への自在な捻れ変形など多彩な変形を可能にし、その結果、飛行性能や飛行特性が大幅に向上するようになる。さらに、収縮性を有する圧力チューブは荷重を受け持つ翼構造としての機能ではなく、翼の形状を変形させるアクチュエータとして機能しているため、可変翼としてのロバスト性も向上する。そして、飛行体用翼には多数の圧力チューブが配設されているため、一部分にき裂等の不具合が発生した場合であっても他の圧力チューブで好適に代用することが可能であるため、アクチュエータとしてのロバスト性も向上する。また、航空機のフラップや舵面など、比較的飛行荷重のかからない場所に本発明の飛行体用翼を使用することにより、駆動システムの簡略化、駆動源の騒音低減、効率的な飛行性能変化などが可能になり、航空機の環境性や快適性に大きく貢献することが可能と考えられる。
また、本発明の翼の形状制御方法によれば、本発明の飛行体用翼を好適に形状制御することができる。
According to the aircraft wing of the present invention, it is possible to simultaneously achieve the high load-bearing capacity in the wing span direction, the high flexibility in the wing wing direction, and the high variableness, which are problems of the conventional inflatable wing. become able to. In particular, various deformations such as free bending deformation in the wing wing direction and free torsional deformation in the wing span direction are possible, and as a result, flight performance and flight characteristics are greatly improved. Furthermore, since the pressure tube having contraction functions not as a function of a blade structure for handling a load but as an actuator for deforming the shape of the blade, the robustness as a variable blade is improved. Since a large number of pressure tubes are arranged on the wing for the flying object, even if a defect such as a crack occurs in a part, it can be suitably substituted with another pressure tube. Also, robustness as an actuator is improved. In addition, by using the flying wing of the present invention in a place where a flight load is not relatively applied, such as an aircraft flap or a control surface, the drive system is simplified, the noise of the drive source is reduced, the flight performance is changed efficiently, etc. It is possible to make a significant contribution to the environment and comfort of aircraft.
Moreover, according to the wing shape control method of the present invention, the shape of the flying wing of the present invention can be suitably controlled.
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings.
図1は、本発明の飛行体用翼の実施例1にかかるインフレータブル可変翼100を示す要部断面斜視図である。
このインフレータブル可変翼100は、強化材である炭素繊維強化プラスチック材(以下、「CFRP」という。)で軸方向に異方性を有するように成形された長軸物である複数のCFRPロッド1と、そのCFRPロッド1の隙間に充填される弾性部材2とから成る上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lと、後述するように可撓翼10U,10Lを曲げ変形または捻れ変形させる翼変形手段を構成する圧力チューブ20U,20Lとを具備して構成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional perspective view of an essential part showing an inflatable
The inflatable
CFRPロッド1は軸方向を翼幅方向に一致させて配向されている。従って、上記インフレータブル可変翼100は翼幅方向に対して高い剛性を有する一方、翼舷方向に対しては弾性部材2の弾性作用により高い可撓性を有する。このように、インフレータブル可変翼100は、従来相反する関係にあった翼幅方向に対する高い翼形保持能力と翼舷方向に対する高い可撓性の両立を達成するものである。さらに、後述するように圧力チューブ20U,20Lの圧力を加圧または減圧するという簡易な制御方法を適用することにより、インフレータブル可変翼100は翼舷方向に対する自在な曲げ変形あるいは捻れ変形をすることが可能になり、航空機の飛行性能および飛行特性を向上させることができる。
The
図2は、翼変形手段の構成例を示す説明図である。
ここでは、上可撓翼10Uを曲げ変形または捻れ変形させる翼変形手段について説明する。この翼変形手段は、上可撓翼10Uの翼内面において円筒形状に変形することができる気密性を有する圧力チューブ20Uと、圧力を調整する調圧弁21と、高圧ガスが充填される気蓄器22と、圧力チューブ20Uの内圧を減圧するベント弁23とを有している。その圧力チューブ20の材質は、例えばシリコンゴム、ポリエステル等である。そして、気蓄器22には例えばヘリウム、窒素又は空気等が充填されている。このように、調圧弁21およびベント弁23によって圧力チューブ20Uの内圧は自由に調整し得ることとなる。なお、下可撓翼10Lを曲げ変形または捻れ変形させる翼変形手段についても同一の構成となる。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of the blade deformation means.
Here, blade deformation means for bending or twisting the upper
なお、図示の都合上、1つの圧力チューブ20Uが表されているが、実際は翼舷方向に沿って複数の圧力チューブ20Uが配設されている。このように、多数の圧力チューブ20Uで構成することにより、何個かの圧力チューブ20Uにき裂等が生じる場合に、1つあたりのシステムに与える影響度が小さくなる。また、他の圧力チューブで代用することで、不具合に対する影響を少なくすることができ、ロバスト性および冗長性を有するようになる。
Note that, for convenience of illustration, one
さらに、各圧力チューブ20Uは、調圧弁21、気蓄器22およびベント弁23を有しているので、個別に加圧または減圧される。従って、後述するように、選択された一部分の圧力チューブ20が種々の圧力によって加圧あるいは減圧されたりすることによってインフレータブル可変翼100は翼舷方向に対して可変自在な曲げ変形または捻れ変形が可能となる。
Furthermore, since each
図3は、圧力チューブ20Uの接着状態および内圧負荷時の動作を示す説明図である。なお、図3の(a)は接着状態を示し、図3の(b)は内圧負荷時の動作を示す。
図3の(a)にて示されるように、圧力チューブ20Uは内圧がかからないように(大気圧とつり合う状態で)上可撓翼10Uの内面10Sに沿ってたるみのないように接着剤Sによって取り付けられている。接着剤は、例えばエポキシ等である。なお、下可撓翼10L(図示せず)の内面に対しても同様な方法で圧力チューブ20L(図示せず)が取り付けられている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an adhesion state of the
As shown in (a) of FIG. 3, the
図3の(b)にて示されるように、圧力チューブ20Uにガスが供給され内圧が上昇すると、圧力チューブ20Uは円形に近づこうと膨張するが、上部は接着剤Sで固着されているので、圧力チューブ20Uは可撓翼10Uに曲げモーメントを作用し円形に近づこうとする。その結果、可撓翼10Uにはそのモーメントに抗する応力が発生する。可撓翼10Uは翼幅方向に対して高い剛性を有するので、剛性の低い翼舷方向に対し変形することによりその応力を緩和するようになる。そして、可撓翼10Uは圧力チューブ20Uを中心にして図示の方向に変形するようになる。このように、圧力チューブ20Uを加圧することにより、あたかも可撓翼10Uがヒンジ等のベント機構を備えているが如く曲げ変形することが可能となる。また、その曲げ変形量は圧力チューブ20Uの内圧に比例する。なお、当然のことではあるが、圧力チューブ20Uを減圧すると、可撓翼10Uは図3の(a)の状態に戻ることになる。
As shown in FIG. 3B, when the gas is supplied to the
また、これとは逆に、初期形状時に圧力チューブ20Uに内圧を既に与えておいて、圧力チューブ20Uの内圧を減圧することにより可撓翼10Uを変化させることも可能である。
On the other hand, it is also possible to change the
従来のインフレータブル可変翼では、圧力チューブにて翼の荷重を受け持つ構造となっていた為、翼幅方向に対して翼形保持能力を保持したまま翼舷方向に対して可撓性を持たせることは殆ど不可能であった。あるいは、圧力チューブは荷重を受け持つ構造ではない場合であっても、翼の基本構造において翼幅方向に対する剛性および翼舷方向に対する可撓性の両立が不十分なために、自由度の高い翼の自在変形は殆ど不可能であった。しかしながら、上記インフレータブル可変翼100は、翼の基本構造である可撓翼10U,10Lが翼幅方向に対する高い翼形保持能力と翼舷方向に対する高い可撓性を有しているために、圧力チューブ20U,20Lの内圧を加圧または減圧することにより、あたかも可撓翼10U,10Lがヒンジ等のベント機構を備えているが如く自在に変形することが可能となる。
The conventional inflatable variable wing has a structure that handles the blade load with a pressure tube, so that it has flexibility in the blade wing direction while maintaining the airfoil retention capability in the blade width direction. Was almost impossible. Alternatively, even if the pressure tube is not a structure that handles loads, the basic structure of the wing has insufficient flexibility and flexibility in the wing span direction, and the flexibility of the wing blade direction is high. Free deformation was almost impossible. However, the inflatable
一般的に、インフレータブル可変翼100の変形は、圧力チューブ20の内圧、材質の厚み、外径、弾性率ならびに可撓翼10U,10Lの厚みや弾性率に依存しているため、これらの因子を適切に設計ないし制御することにより目的の形状に変形することが可能となる。
Generally, deformation of the inflatable
図4は、圧力チューブ20Uが翼舷方向に沿って連続密にして配設されたインフレータブル可変翼200を示す要部断面図である。なお、図示の都合上、上可撓翼10Uのみを示している。
このインフレータブル可変翼200は、インフレータブル可変翼100では圧力チューブ20U,20Lが翼舷方向に離散して可撓翼10U,10Lの内面に配設されているのに対し、圧力チューブ20U,20Lが翼舷方向に連続密にして可撓翼10U,10Lの内面に配設されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part showing the inflatable
In the inflatable
図4の(a)は、圧力チューブ20Uに圧力が付与されていない状態を示している。この状態では、圧力チューブ20Uは上可撓翼10Uに何も作用せず、従って、上可撓翼10Uは変形しない。
図4の(b)は、全ての圧力チューブ20Uに等しい圧力が付与された状態を示し、上可撓翼10Uの全面が付与された圧力に応じて変形する。このように、全ての圧力チューブ20Uに等しい圧力が付与されることによって曲率が一定になる曲げ変形が可能となる。また、内圧の大きさが大きくなるに従って上可撓翼10Uの曲率は小さくなる一方、内圧の大きさが小さくなるに従って上可撓翼10Uの曲率は大きくなる。
図4の(c)は、選択された圧力チューブ20Uのみに圧力が付与された状態を示している。このように、選択された圧力チューブ20Uのみに圧力が付与されることによって、部分的に曲率を異ならせての変形が可能になる。
FIG. 4A shows a state in which no pressure is applied to the
FIG. 4B shows a state in which an equal pressure is applied to all the
FIG. 4C shows a state where pressure is applied only to the selected
このように、上記インフレータブル可変翼200では、圧力チューブ20U,20Lが可撓翼10U,10Lに連続密にして配設されているので、従来のフラップのようにヒンジ点による変形だけでなく、可撓翼10U,10Lのあらゆる点においてヒンジ等のベント機構を備えているが如く自在に曲げ変形または捻れ変形することが可能となる。
As described above, in the inflatable
また、局所的に曲げ変形を制御したい場合は、圧力チューブ20U,20Lの外径を小さくして配設すれば良く、更に各圧力チューブ20U,20Lの外径を色々と変えることにより、より自在な曲げ変形または捻れ変形制御が可能となる。
If it is desired to control the bending deformation locally, the outer diameter of the
また、上記インフレータブル可変翼200では、何個かの圧力チューブ20U,20Lがき裂発生などにより不具合を起こした場合に、1つあたりの全体のシステムに与える影響度が小さくなる。また、選択した圧力チューブ20U,20Lのみを使用している場合、内圧を付与する圧力チューブを切り換えることで、不具合に対する影響を少なくすることができ、ロバスト性および冗長性を有するシステムとなる。さらに、多数の圧力チューブ20U,20Lを用いても配管等の煩雑さはなく、簡易なシステムで駆動可能である。
Further, in the inflatable
図5は、圧力チューブ20Uが翼幅方向に沿って離散して配設されたインフレータブル可変翼300を示す要部斜視図である。なお、図示の都合上、上可撓翼10Uのみを示している。
このインフレータブル可変翼300は、インフレータブル可変翼100,200では圧力チューブ20U,20L(図示せず)が翼幅方向に沿って連続一体となって可撓翼10U,10L(図示せず)の内面に配設されているのに対し、軸方向に分割された多数の圧力チューブ20U,20L(図示せず)が翼幅方向に沿って離散して可撓翼10U,10L(図示せず)の内面に配設されている。
FIG. 5 is a perspective view of a main part showing an inflatable variable blade 300 in which the
In the inflatable variable blade 300, in the inflatable
このように、多数の圧力チューブ20Uが翼幅方向に離散して上可撓翼10Uの内面に配設され、各圧力チューブ20Uに圧力が付与されると、圧力チューブが円形に変形しようとすることに起因して上可撓翼10Uに曲げモーメントを作用し、上可撓翼10Uにはその曲げモーメントに抗する応力が発生するが、可撓翼10Uは翼幅方向に対し高い剛性を有するため、翼舷方向に対して変形することによりその応力を緩和する。その結果、上可撓翼10Uは翼舷方向に対してねじり変形するようになる。また、異なる圧力が各圧力チューブ20Uに付与されることにより、あるいは各圧力チューブ20Uの剛性を変えることにより、局所的から全体的にわたる可変自在な捻り変形をすることができるようになる。
In this way, a large number of
図6は、実施例1に係るインフレータブル可変翼100のフラップ110への適用例を示す要部断面説明図である。
このフラップ110は、インフレータブル可変翼100によって構成されている。従って、各圧力チューブ20U,20Lの内圧を制御することにより、翼舷方向に対する自在な曲げ変形が可能となる。
図6の(a)は、圧力チューブ20U,20Lに圧力が付与されていない状態を示している。この状態では、各圧力チューブ20U,20Lは上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lに何も作用せず、従って、フラップ110は中立の状態を維持する。
図6の(b)は、圧力チューブ20Lに圧力が付与された状態を示し、フラップ110は付与された圧力に応じて上方に変形する。
図6の(c)は、圧力チューブ20Uに圧力が付与された状態を示し、フラップ110は付与された圧力に応じて下方に変形する。
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of a main part showing an application example of the inflatable
The
FIG. 6A shows a state in which no pressure is applied to the
FIG. 6B shows a state in which pressure is applied to the
FIG. 6C shows a state in which pressure is applied to the
このように、初期状態において圧力チューブ20U,20Lを減圧しておいて、圧力チューブ20Lを加圧することにより、フラップ110は上方に変形し、あるいは、圧力チューブ20Uを加圧することにより、フラップ110は下方に変形することができる。
As described above, in the initial state, the
また、初期状態において圧力チューブ20U,20Lを加圧しておいて、圧力チューブ20Lを減圧することにより、フラップ110は下方に変形し、あるいは、圧力チューブ20Uを減圧することにより、フラップ110は上方に変形することができる。
Further, in the initial state, the
一般的に、フラップ110の変形は、圧力チューブ20U,20Lの内圧、材質の厚み、外径、弾性率ならびに上可撓翼10Uおよび下可撓翼10L等の厚みや弾性率に依存しているため、これらの因子を適切に設計ないし制御することにより目的の形状に変形することが可能となる。
In general, the deformation of the
また、上記フラップ110は、インフレータブル可変翼100に代えてインフレータブル可変翼200またはインフレータブル可変翼300を用いて構成しても良い。インフレータブル可変翼200の場合は、フラップは翼舷方向に対するより自在な曲げ変形をすることができるようになる。他方、インフレータブル可変翼300の場合は、フラップは翼舷方向に対する曲げ変形に加え捻り変形をすることができるようになる。
Further, the
図7は、本発明の飛行体用翼の実施例2に係るインフレータブル可変翼400を示す要部断面説明図である。
このインフレータブル可変翼400は、強化材であるCFRPで軸方向に異方性を有するように成形された長軸物である複数のCFRPロッド1と、そのCFRPロッド1の隙間に充填される弾性部材2とから成る上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lと、上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lを翼舷方向に対して変形させる翼変形手段としての圧力チューブ20と、圧力チューブ20を被覆する薄板フェアリング30とを具備して構成されている。なお、圧力チューブ20は、上可撓翼10の外面に配設されている圧力チューブ20OUと、同内面に配設されている圧力チューブ20IUと、下可撓翼10の外面に配設されている圧力チューブ20OLと、同内面に配設されている圧力チューブ20ILとから構成される。
FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view of a main part showing an inflatable variable wing 400 according to
The inflatable variable wing 400 includes a plurality of
実施例1のインフレータブル可変翼100,200,300では、上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lの各内面に圧力チューブ20が配設されているが、上記インフレータブル可変翼400では、上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lの各両面において圧力チューブ20が配設されている。そして、上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lの各外面に配設された圧力チューブ20OU,20OLが上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lの外面を流れる空気流に対して抵抗とならないように、これらの圧力チューブ20OU,20OLは表面の滑らかな薄板フェアリング30によって被覆されている。なお、薄板フェアリング30は、CFRPロッド1と異方性を同じくして例えば強化材のCFRPで成形されている。
In the inflatable
上記インフレータブル可変翼400では、圧力チューブ20OU,20IU,20OL,20ILによって上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lが制御されるので、形状制御性に優れると共に、また、上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lに作用する曲げモーメントをこれら多数の圧力チューブ20OU,20IU,20OL,20ILが受け持つために、各圧力チューブの負荷は軽減され、更にき裂等の不具合が発生した場合には他の圧力チューブが不足した曲げモーメントを好適に補うことができロバスト性がさらに向上するようになる。
In the above inflatable variable vane 400, the pressure tube 20 OU, 20 IU, 20 OL , 20 on the IL
図8は、実施例2に係るインフレータブル可変翼400のフラップ410への適用例を示す要部断面説明図である。
このフラップ410は、インフレータブル可変翼400によって構成されている。従って、各圧力チューブ20OU,20IU,20OL,20ILの内圧を制御することにより、自在な曲げ変形が可能となる。
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view of a main part showing an application example of the inflatable variable blade 400 according to the second embodiment to the flap 410.
The flap 410 is constituted by an inflatable variable wing 400. Therefore, by freely controlling the internal pressures of the
図8の(a)は、各圧力チューブ20OU,20IU,20OL,20ILに圧力が付与された状態を示している。この場合、上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lは各圧力チューブから各々曲げモーメントを受けることになるが、各曲げモーメントは打ち消し合い見かけ上フラップ410は曲げモーメントを受けていない。従って、フラップ410は中立の状態を保つている。
FIG. 8A shows a state in which pressure is applied to the
図8の(b)は、上可撓翼10Uの内面に配設されている圧力チューブ20IUおよび下可撓翼10Lの外面に配設されている圧力チューブ20OLの内圧が減圧された状態を示している。この場合、上可撓翼10Uは圧力チューブ20OUからの曲げモーメントを受けると共に下可撓翼10Lは圧力チューブ20ILからの曲げモーメントを受ける。従って、フラップ410は付与された圧力に応じて上方に変形する。また、曲げモーメントの大きさは実施例1のフラップ110の約2倍であるから、上方への変形量は実施例1のフラップ110に比較して大きくなる。
FIG. 8B shows a state in which the internal pressures of the
図8の(c)は、上可撓翼10Uの外面に配設されている圧力チューブ20OUおよび下可撓翼10Lの内面に配設されている圧力チューブ20ILの内圧が減圧された状態を示している。この場合、上可撓翼10Uは圧力チューブ20IUからの曲げモーメントを受けると共に下可撓翼10Lは圧力チューブ20OLからの曲げモーメントを受ける。従って、フラップ410は付与された圧力に応じて下方に変形する。また、曲げモーメントの大きさは実施例1のフラップ110の約2倍であるから、下方への変形量は実施例1のフラップ110に比較して大きくなる。
(C) in FIG. 8 shows a state where internal pressure of the
このように、初期状態において圧力チューブ20OU,20IU,20IL,20OLを加圧しておいて、圧力チューブ20IUおよび圧力チューブ20OLを減圧することにより、フラップ410は上方に変形し、あるいは、圧力チューブ20OUおよび圧力チューブ20ILを減圧することにより、フラップ410は下方に変形することができる。 Thus, keep in pressurizing the pressure tube 20 OU, 20 IU, 20 IL , 20 OL in the initial state, by reducing the pressure tube 20 IU and the pressure tube 20 OL, the flap 410 is deformed upward, Alternatively, by reducing the pressure tube 20 OU and the pressure tube 20 IL, flap 410 can be deformed downward.
また、初期状態において圧力チューブ20OU,20IU,20IL,20OLを減圧しておいて、圧力チューブ20IUおよび圧力チューブ20OLを加圧することにより、フラップ410は下方に変形し、あるいは、圧力チューブ20OUおよび圧力チューブ20ILを加圧することにより、フラップ410は上方に変形することができる。 Also, keep in the pressure was reduced tube 20 OU, 20 IU, 20 IL , 20 OL in the initial state, by pressurizing the pressure tube 20 IU and the pressure tube 20 OL, the flap 410 is deformed downward, or, by pressurizing the pressure tube 20 OU and the pressure tube 20 IL, flap 410 may be deformed upward.
一般的に、フラップ410の変形は、圧力チューブ20OU,20IU,20IL,20OLの内圧、材質の厚み、外径、弾性率ならびに上可撓翼10Uおよび下可撓翼10L等の厚みや弾性率に依存しているため、これらの因子を適切に設計ないし制御することにより目的の形状に変形することが可能となる。
In general, the deformation of the flap 410 is caused by the internal pressure of the
上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lは、図9にて示す翼複合材50で成形しても良い。
この翼複合材50は、CFRPで軸方向に異方性を有するように成形されたCFRPロッド1と、該CFRPロッド1の隙間に充填される弾性部材2と、該CFRPロッド1を固縛する編み糸3とを具備して構成されている。なお、弾性部材2は、例えばシリコンゴムであり、編み糸3は、例えばアラミド繊維を撚った糸である。
The upper
The
CFRPロッド1は編み糸3ですだれ状に編み上げ固縛されているので、CFRPロッド1と弾性部材2との剥離が好適に防止されて上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lの断裂強度が向上する。
Since the
上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lは、図10にて示す翼複合材51で成形しても良い。
この翼複合材51は、CFRPで軸方向に異方性を有するように成形されたCFRPロッド1と、該CFRPロッド1の隙間に充填される弾性部材2と、該CFRPロッド1をすだれ状に固縛する編み糸3と、該編み糸3を結合する編み止め糸4とを具備して構成されている。なお、弾性部材2は、例えばシリコンゴムであり、編み糸3は、例えば炭素繊維を撚った糸であり、編み止め糸4は、例えばアラミド繊維を撚った糸である。
The upper
The wing composite material 51 includes a
CFRPロッド1は編み糸3ですだれ状に編み上げ固縛され且つCFRPロッド1は複数層を形成しながら層間は編み止め糸4によって結合されているので、CFRPロッド1と弾性部材2との剥離が好適に防止されて上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lの断裂強度がより向上する。
Since the
上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lは、図11にて示す翼複合材52で成形しても良い。
この翼複合材52は、CFRPで成形されたCFRPロッド1と、該CFRPロッド1の隙間に充填される弾性部材2と、該CFRPロッド1と共にインターロック3次元織物を形成するインターロック糸5とを具備して構成されている。なお、弾性部材2は、例えばシリコンゴムであり、インターロック糸5は、例えば炭素繊維の糸である。
The upper
The
CFRPロッド1とインターロック糸5はインターロック3次元織物状に編み上げ固縛されているので、CFRPロッド1と弾性部材2との剥離を好適に防止する。これにより、翼舷方向に対する高い可撓性と翼幅方向に対する高い翼型維持能力に加え高い断裂強度性を有するようになる。
Since the
図12は、本発明の実施例6に係るインフレータブル可変翼500を示す要部断面説明図である。
このインフレータブル可変翼500は、最大異方性が波方向に対し直交するように、強化材であるCFRPで波状に成形されて翼内板としたCFRP上波板1Uと同平板に成形されて翼外板としたCFRP上薄板2Uとから成る上可撓翼11Uと、同波状に成形されて翼内板としたCFRP下波板1Lと同平板に成形されて翼外板としたCFRP上薄板2Lとから成る下可撓翼11Lと、上可撓翼11Uおよび下可撓翼11Lを翼舷方向に対して変形させる翼変形手段としての圧力チューブ20とを具備して構成されている。なお、圧力チューブ20は、CFRP上波板1Uの内面の山谷部に配設されている圧力チューブ20VUと、同山頂部に配設されている圧力チューブ20PUと、CFRP下波板1Lの内面の山谷部に配設されている圧力チューブ20VLと、同山頂部に配設されている圧力チューブ20PLとから構成される。
FIG. 12 is an explanatory cross-sectional view of a main part showing an inflatable variable blade 500 according to a sixth embodiment of the present invention.
This inflatable variable blade 500 is formed into the same flat plate as the CFRP upper corrugated plate 1U which is formed into a wave shape by CFRP as a reinforcing material so that the maximum anisotropy is orthogonal to the wave direction. An upper flexible wing 11U composed of a CFRP upper
実施例1から5のインフレータブル可変翼100,200,300,400では、軸方向に異方性を有するように成形されたCFRPロッド1の隙間に弾性部材が充填された複合材にて上可撓翼10Uおよび下可撓翼10Lの翼構造が形成されているのに対して、上記インフレータブル可変翼500では、波方向に対し直交する向きに異方性を有するようにCFRPで成形された、いわゆるコルゲート材であるCFRP上波板1UおよびCFRP下波板1Lにて上可撓翼11Uおよび下可撓翼11Lの翼構造が形成されている。そして、CFRP上波板1UおよびCFRP下波板1Lが外面を流れる空気流に対して抵抗とならないように、CFRP上波板1UおよびCFRP下波板1Lの外面は表面の滑らかなCFRP上薄板2UおよびCFRP下薄板2Lによって被覆されている。
In the inflatable
なお、CFRP上波板1UおよびCFRP下波板1Lは波方向に対し直交する向きを翼幅方向に一致させて配向されている。従って、上記インフレータブル可変翼500は翼幅方向に対して高い剛性を有する一方、翼舷方向に対しては高い可撓性を有する。このように、インフレータブル可変翼500は、従来相反する関係にあった翼幅方向に対する高い翼形保持能力と翼舷方向に対する高い可撓性の両立を達成するものである。 The CFRP upper corrugated plate 1U and the CFRP lower corrugated plate 1L are oriented so that the direction orthogonal to the wave direction coincides with the wing span direction. Therefore, the inflatable variable wing 500 has high rigidity in the blade width direction, but has high flexibility in the blade wing direction. As described above, the inflatable variable blade 500 achieves both high airfoil holding ability in the blade width direction and high flexibility in the blade hook direction, which have been in a contradictory relationship.
上記インフレータブル可変翼500では、圧力チューブ20VU,20PU,20VL,20PLによって上可撓翼11Uおよび下可撓翼11Lが制御されるので、形状制御性に優れると共に、また、上可撓翼11Uおよび下可撓翼11Lに作用する曲げモーメントをこれら多数の圧力チューブ20VU,20PU,20VL,20PLが受け持つために、各圧力チューブの負荷が軽減され、更にき裂等の不具合が発生した場合には他の圧力チューブが不足した曲げモーメントを好適に補うことができロバスト性がさらに向上するようになる。
In the inflatable variable wing 500, the upper flexible wing 11U and the lower flexible wing 11L are controlled by the
図13は、実施例6に係るインフレータブル可変翼500の形状制御例を示す部分断面図である。なお、図示の都合上、上可撓翼11Uのみを示している。
図13の(a)は、各圧力チューブ20VU,20PUに圧力が付与されていない状態を示している。この場合、CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは各圧力チューブから曲げモーメントを受けていないので、中立の状態を保つている。
図13の(b)は、CFRP上波板1Uの山頂部に配設されている圧力チューブ20PUが加圧されて体積が膨張した状態を示している。この場合、圧力チューブ20PUは円形になろうとしCFRP上波板1Uに対して曲げモーメントを作用する。ところで、CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは翼舷方向に対して高い可撓性を有するので、CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは圧力チューブ20PUに付与された圧力に応じて下方に変形する。
図13の(c)は、CFRP上波板1Uの山谷部に配設されている圧力チューブ20VUが加圧されて体積が膨張した状態を示している。この場合、圧力チューブ20VUは円形になろうとしCFRP上波板1Uを翼舷方向に対して拡げようとする。CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは翼舷方向に対して高い可撓性を有するので、CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは圧力チューブ20VUに付与された圧力に応じて上方に変形する。
FIG. 13 is a partial cross-sectional view illustrating an example of shape control of the inflatable variable blade 500 according to the sixth embodiment. For convenience of illustration, only the upper flexible wing 11U is shown.
FIG. 13A shows a state in which no pressure is applied to the
FIG. 13B shows a state where the
(C) of FIG. 13 shows a state in which the volume is expanded by pressurizing the
このように、初期状態において圧力チューブ20VUおよび圧力チューブ20PUを減圧しておいて、圧力チューブ20VUを加圧することにより、インフレータブル可変翼500は上方に変形し、あるいは、圧力チューブ20PUを加圧することにより、インフレータブル可変翼500は下方に変形することができる。
Thus, in the initial state, the
また、初期状態において圧力チューブ20VUおよび圧力チューブ20PUを加圧しておいて、圧力チューブ20VUを減圧することにより、インフレータブル可変翼500は下方に変形し、あるいは、圧力チューブ20PUを減圧することにより、インフレータブル可変翼500は上方に変形することができる。
Further, in the initial state, the
一般的に、インフレータブル可変翼500の変形は、圧力チューブ20VU,20PU等の内圧、材質の厚み、外径、弾性率ならびにCFRP上波板1UおよびCFRP下波板1L等の厚みや弾性率に依存しているため、これらの因子を適切に設計ないし制御することにより目的の形状に変形することが可能となる。
Generally, the deformation of the inflatable variable blade 500 is caused by the internal pressure of the
図14は、実施例7に係るインフレータブル可変翼600を示す要部断面図である。
このインフレータブル可変翼600は、最大異方性が波方向に対し直交するように、強化材であるCFRPで波状に成形されて翼内板としてのCFRP上波板1Uと同平板に成形されて翼外板としてのCFRP上薄板2Uとから成る上可撓翼11Uと、同波状に成形されて翼内板としてのCFRP下波板1Lと同平板に成形され翼外板としてのCFRP上薄板2Lとから成る下可撓翼11L(図示せず)と、上可撓翼11Uおよび下可撓翼11Lを翼舷方向に対して変形させる翼変形手段としての圧力チューブ20とを具備して構成されている。なお、圧力チューブ20は、CFRP上波板1Uの内面の山谷部に配設されている圧力チューブ20VUと、同外面の山谷部に配設されている圧力チューブ20VOUと、CFRP下波板1Lの内面の山谷部に配設されている圧力チューブ20VL(図示せず)と、同外面の山谷部に配設されている圧力チューブ20VOL(図示せず)とから構成される。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a principal part showing an inflatable
This inflatable
図14の(a)は、各圧力チューブ20VU,20VOUに圧力が付与されていない状態を示している。この場合、CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは各圧力チューブから何も作用を受けていないので、中立の状態を保っている。
一方、図14の(b)は、CFRP上波板1Uの外面の山谷部に配設されている圧力チューブ20VOUが加圧されて体積が膨張した状態を示している。この場合、圧力チューブ20VOUは円形になろうとしCFRP上波板1Uを翼舷方向に対して拡げようとする。ところで、CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは翼舷方向に対して高い可撓性を有するので、CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは圧力チューブ20VOUに付与された圧力に応じて下方に変形する。
それに対して、図14の(c)は、CFRP上波板1Uの内面の山谷部に配設されている圧力チューブ20VUが加圧されて体積が膨張した状態を示している。この場合、圧力チューブ20VUは円形になろうとしCFRP上波板1Uを翼舷方向に対して拡げようとする。CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは翼舷方向に対して高い可撓性を有するので、CFRP上波板1UおよびCFRP上薄板2Uは圧力チューブ20VUに付与された圧力に応じて上方に変形する。
FIG. 14A shows a state in which no pressure is applied to the
On the other hand, (b) of FIG. 14 shows a state where the
On the other hand, FIG. 14C shows a state in which the
このように、初期状態において圧力チューブ20VUおよび圧力チューブ20VOUを減圧しておいて、圧力チューブ20VOUを加圧することにより、インフレータブル可変翼500は下方に変形し、あるいは、圧力チューブ20VUを加圧することにより、インフレータブル可変翼600は上方に変形することができる。
Thus, in the initial state, the
また、初期状態において圧力チューブ20VUおよび圧力チューブ20VOUを加圧しておいて、圧力チューブ20VOUを減圧することにより、インフレータブル可変翼500は上方に変形し、あるいは、圧力チューブ20VUを減圧することにより、インフレータブル可変翼600は下方に変形することができる。
Further, in the initial state, the
一般的に、インフレータブル可変翼600の変形は、圧力チューブ20VU,20VOU等の内圧、材質の厚み、外径、弾性率ならびにCFRP上波板1UおよびCFRP下波板1L等の厚みや弾性率に依存しているため、これらの因子を適切に設計ないし制御することにより目的の形状に変形することが可能となる。
In general, the deformation of the inflatable
上可撓翼11Uおよび上可撓翼11Lは、図15に示す翼複合材53で成形しても良い。
この翼複合材53は、CFRPで波状に成形されたCFRP波板6と、表面の凹部に充填され平滑面を形成する弾性部材2とを具備して構成されている。弾性部材2は、例えばシリコンゴムである。また、CFRP波板6の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっている。
The upper flexible wing 11U and the upper flexible wing 11L may be formed of the wing composite material 53 shown in FIG.
The wing composite material 53 includes a CFRP
CFRP波板6および弾性部材2の弾性作用によって翼舷方向に対する可撓性は向上すると共に圧縮強度も向上する。特に、圧縮強度が大きいため上可撓翼11Uおよび上可撓翼11Lの可動範囲が大きくなる。
By the elastic action of the CFRP corrugated
上可撓翼11Uおよび上可撓翼11Lは、図16に示す翼複合材54で成形しても良い。
この翼複合材54は、CFRPで波状に成形されたCFRP波板6と、表面および裏面の凹部に空洞を形成しながら平滑面を形成する弾性部材2とを具備して構成されている。弾性部材2は、例えば合成ゴムである。また、CFRP波板6の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっている。
The upper flexible wing 11U and the upper flexible wing 11L may be formed of the wing composite material 54 shown in FIG.
The wing composite material 54 includes a CFRP
CFRP波板6と弾性部材2の弾性作用および内包する空気の圧縮性によって翼舷方向に対する可撓性は向上すると共に圧縮強度も向上する。特に、圧縮強度が大きいため、上可撓翼11Uおよび上可撓翼11Lの可動範囲が大きくなる。
Due to the elastic action of the CFRP corrugated
上可撓翼11Uおよび上可撓翼11Lは、図17に示す翼複合材55で成形しても良い。
この翼複合材55は、CFRPで波状に成形されたCFRP波板6と、表面および裏面の凹部に配設されるCFRPロッド1と、表面の凹部に充填される弾性部材2とを具備して構成されている。弾性部材2は、例えばシリコンゴムである。また、CFRP波板6およびCFRPロッド1の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっている。
The upper flexible wing 11U and the upper flexible wing 11L may be formed of the wing composite material 55 shown in FIG.
The wing composite material 55 includes a CFRP
CFRP波板6および弾性部材2の弾性作用によって翼舷方向に対する可撓性は向上する。
Due to the elastic action of the CFRP corrugated
上可撓翼11Uおよび上可撓翼11Lは、図18に示す翼複合材56で成形しても良い。
この翼複合材56は、CFRPで波状に成形されたCFRP波板6と、表面および裏面の凹部に配設されているCFRPロッド1と、表面および裏面の凹部に空洞を形成すると共に平滑面を形成する弾性部材2とを具備して構成されている。弾性部材2は、例えば合成ゴムである。また、CFRP波板6およびCFRPロッド1の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっている。
The upper flexible wing 11U and the upper flexible wing 11L may be formed of the
This wing
CFRP波板6と弾性部材8の弾性作用および内包する空気の圧縮性によって翼舷方向に対する可撓性はより向上する共に圧縮強度も向上する。
Due to the elastic action of the CFRP corrugated
上可撓翼11Uおよび上可撓翼11Lは、図19に示す翼複合材57で成形しても良い。
この翼複合材57は、CFRPで波状に成形されたCFRP波板6と、CFRP波板6の表面および裏面の凹部に配設されるCFRPロッド1と、表面の平滑面を形成するCFRP薄板7とを具備して構成されている。
The upper flexible wing 11U and the upper flexible wing 11L may be formed of the
The
CFRP波板6、CFRPロッド1およびCFRP薄板7の異方性の向きは翼の翼幅方向に対し平行になっているため翼幅方向に対する剛性はより向上する。また、CFRP波板の弾性作用によって翼舷方向に対する可撓性は向上すると共に圧縮強度も向上する。
Since the anisotropic directions of the CFRP corrugated
上記インフレータブル可変翼100,200,300,400,500,600によれば、従来のインフレータブル翼の問題点であった翼幅方向に対する高い耐荷能力および翼舷方向に対する高い可撓性ならびに高い可変自在性の並立を同時に達成することができるようになる。特に、翼舷方向への自在な曲げ変形や、翼幅方向への自在な捻れ変形など多彩な変形を可能にし、その結果、飛行性能や飛行特性が大幅に向上するようになる。さらに、収縮性を有する圧力チューブは荷重を受け持つ翼構造としての機能ではなく、翼の形状を変形させるアクチュエータとして機能しているため、可変翼としてのロバスト性も向上する。そして、インフレータブル可変翼100,200,300,400,500,600には多数の圧力チューブが配設されているため、一部分にき裂等の不具合が発生した場合であっても他の圧力チューブで好適に代用することが可能であるため、アクチュエータとしてのロバスト性および冗長性も向上する。また、航空機のフラップや舵面など、比較的飛行荷重のかからない場所に上記インフレータブル可変翼100,200,300,400,500,600を使用することにより、駆動システムの簡略化、駆動源の騒音低減、効率的な飛行性能変化などが可能になり、航空機の環境性や快適性に大きく貢献することが可能と考えられる。
According to the inflatable
本発明の飛行体用翼は、航空機の主翼または尾翼の一部分、例えばフラップや舵面などの可変翼構造に好適に適用することができ、加えて、エンジンのインレット翼や船のスクリュー、風車などの飛行体以外の翼に対しても好適に適用することができる。 The flying wing of the present invention can be suitably applied to a part of an aircraft main wing or tail wing, for example, a variable wing structure such as a flap or a control surface. In addition, an engine inlet wing, a ship screw, a windmill, etc. The present invention can also be suitably applied to wings other than the aircraft.
1 CFRPロッド
2 弾性部材
3 編み糸
4 編み止め糸
5 インターロック糸
100,200,300,400,500,600 インフレータブル可変翼
DESCRIPTION OF
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005070365A JP4556046B2 (en) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | Aircraft wing and flap, and wing shape control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005070365A JP4556046B2 (en) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | Aircraft wing and flap, and wing shape control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006248456A true JP2006248456A (en) | 2006-09-21 |
JP4556046B2 JP4556046B2 (en) | 2010-10-06 |
Family
ID=37089388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005070365A Expired - Fee Related JP4556046B2 (en) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | Aircraft wing and flap, and wing shape control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4556046B2 (en) |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008003330A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Danmarks Tekniske Universitet (Technical University Of Denmark) | Variable trailing edge section geometry for wind turbine blade |
EP1995455A1 (en) | 2007-05-25 | 2008-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Actuation system for a wind turbine blade flap |
JP2010100282A (en) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Ge Aviation Systems Ltd | Corrugated outer skin for aircraft and method of manufacturing the same |
JP2010173646A (en) * | 2010-05-17 | 2010-08-12 | Japan Aerospace Exploration Agency | Wing for flight vehicle, composite material of wing for flight vehicle and its manufacturing method |
WO2011017071A2 (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | University Of Kansas | Method and apparatus for pressure adaptive morphing structure |
GB2473448A (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-16 | Vestas Wind Sys As | Wind Turbine Rotor Blade With Undulating Flap Hinge Panel |
EP2503142A1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Flap for a wind turbine blade |
US8517682B2 (en) | 2007-04-30 | 2013-08-27 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade |
WO2014049330A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | Blade Dynamics Limited | A wind turbine blade with an elastic deformable trailing edge |
DE102013006166A1 (en) | 2013-04-03 | 2014-10-09 | Tembra Gmbh & Co. Kg | Shape variable, fluidically actuated trailing edge on rotor blades |
US9039372B2 (en) | 2007-04-30 | 2015-05-26 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade |
JP2015168429A (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ,インコーポレイティド | Wing, method for constructing wing, and method for changing shape of wing |
GB2532507A (en) * | 2014-11-24 | 2016-05-25 | Rolls Royce Plc | Fluidfoil |
EP3219915A1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-20 | General Electric Company | System and method for actuating gas turbine engine components using integrated jamming devices |
IT201600070114A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-06 | Giovanni Berselli | Inflatable deformable wing with modification under command of the aerodynamic profile |
US9863258B2 (en) | 2012-09-26 | 2018-01-09 | Blade Dynamics Limited | Method of forming a structural connection between a spar cap and a fairing for a wind turbine blade |
CN108374979A (en) * | 2018-02-12 | 2018-08-07 | 大连理工大学 | A kind of deformable sheet structure based on big Poisson's ratio reticulated shell axially driving device |
CN109533280A (en) * | 2018-12-04 | 2019-03-29 | 南京航空航天大学 | Coilable inflatable wing structure and its design method |
WO2020254312A1 (en) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | Blade Dynamics Limited | Shell core and wind turbine blade having a blade shell comprising such a shell core |
US10933974B2 (en) | 2019-04-29 | 2021-03-02 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Morphable body with shape memory material members |
CN114248947A (en) * | 2021-11-26 | 2022-03-29 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | Reversible deformation assembly method for weak-rigidity composite material part |
CN114572380A (en) * | 2022-04-15 | 2022-06-03 | 北京航空航天大学 | Flexible trailing edge wing based on rigid-flexible coupling mechanism |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3957232A (en) * | 1975-02-03 | 1976-05-18 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Inflatable wing |
US4261534A (en) * | 1978-10-13 | 1981-04-14 | Auro Roselli | Inflated wing aircraft |
US4725021A (en) * | 1986-10-17 | 1988-02-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Inflatable wing |
JPH11512998A (en) * | 1996-07-18 | 1999-11-09 | プロスペクテイブ コンセプツ アクチエンゲゼルシヤフト | Pneumatic adaptive wing for fixed wing aircraft |
US6015115A (en) * | 1998-03-25 | 2000-01-18 | Lockheed Martin Corporation | Inflatable structures to control aircraft |
US6082667A (en) * | 1995-04-21 | 2000-07-04 | Haggard; Roy A. | Inflated wing |
US6145791A (en) * | 1998-01-09 | 2000-11-14 | Northrop Grumman Corporation | Elastomeric transition for aircraft control surface |
-
2005
- 2005-03-14 JP JP2005070365A patent/JP4556046B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3957232A (en) * | 1975-02-03 | 1976-05-18 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Inflatable wing |
US4261534A (en) * | 1978-10-13 | 1981-04-14 | Auro Roselli | Inflated wing aircraft |
US4725021A (en) * | 1986-10-17 | 1988-02-16 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Inflatable wing |
US6082667A (en) * | 1995-04-21 | 2000-07-04 | Haggard; Roy A. | Inflated wing |
JPH11512998A (en) * | 1996-07-18 | 1999-11-09 | プロスペクテイブ コンセプツ アクチエンゲゼルシヤフト | Pneumatic adaptive wing for fixed wing aircraft |
US6145791A (en) * | 1998-01-09 | 2000-11-14 | Northrop Grumman Corporation | Elastomeric transition for aircraft control surface |
US6015115A (en) * | 1998-03-25 | 2000-01-18 | Lockheed Martin Corporation | Inflatable structures to control aircraft |
Cited By (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008003330A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Danmarks Tekniske Universitet (Technical University Of Denmark) | Variable trailing edge section geometry for wind turbine blade |
US8419363B2 (en) | 2006-07-07 | 2013-04-16 | Danmarks Tekniske Universitet | Variable trailing edge section geometry for wind turbine blade |
US9039372B2 (en) | 2007-04-30 | 2015-05-26 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade |
US8517682B2 (en) | 2007-04-30 | 2013-08-27 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine blade |
US8251656B2 (en) | 2007-05-25 | 2012-08-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Actuation system for a wind turbine blade flap |
EP1995455A1 (en) | 2007-05-25 | 2008-11-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Actuation system for a wind turbine blade flap |
JP2010100282A (en) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Ge Aviation Systems Ltd | Corrugated outer skin for aircraft and method of manufacturing the same |
EP2179918B1 (en) * | 2008-10-27 | 2018-05-23 | GE Aviation Systems Limited | Corrugated skins for aircraft and methods of their manufacture |
US8366057B2 (en) | 2009-07-28 | 2013-02-05 | University Of Kansas | Method and apparatus for pressure adaptive morphing structure |
WO2011017071A3 (en) * | 2009-07-28 | 2011-04-28 | University Of Kansas | Method and apparatus for pressure adaptive morphing structure |
WO2011017071A2 (en) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | University Of Kansas | Method and apparatus for pressure adaptive morphing structure |
WO2011029882A3 (en) * | 2009-09-09 | 2011-11-03 | Vestas Wind Systems A/S | Wind turbine rotor blade |
GB2473448A (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-16 | Vestas Wind Sys As | Wind Turbine Rotor Blade With Undulating Flap Hinge Panel |
US9086054B2 (en) | 2009-09-09 | 2015-07-21 | Vestas Wind Systems, A/S | Wind turbine rotor blade |
JP2010173646A (en) * | 2010-05-17 | 2010-08-12 | Japan Aerospace Exploration Agency | Wing for flight vehicle, composite material of wing for flight vehicle and its manufacturing method |
EP2503142A1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Flap for a wind turbine blade |
US9863258B2 (en) | 2012-09-26 | 2018-01-09 | Blade Dynamics Limited | Method of forming a structural connection between a spar cap and a fairing for a wind turbine blade |
WO2014049330A1 (en) * | 2012-09-26 | 2014-04-03 | Blade Dynamics Limited | A wind turbine blade with an elastic deformable trailing edge |
CN104769277A (en) * | 2012-09-26 | 2015-07-08 | 叶片动力学有限公司 | A wind turbine blade with an elastic deformable trailing edge |
US9970412B2 (en) | 2012-09-26 | 2018-05-15 | Blade Dynamics Limited | Wind turbine blade |
DE102013006166A1 (en) | 2013-04-03 | 2014-10-09 | Tembra Gmbh & Co. Kg | Shape variable, fluidically actuated trailing edge on rotor blades |
JP2015168429A (en) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | トヨタ モーター エンジニアリング アンド マニュファクチャリング ノース アメリカ,インコーポレイティド | Wing, method for constructing wing, and method for changing shape of wing |
GB2532507B (en) * | 2014-11-24 | 2017-07-12 | Rolls Royce Plc | Fluidfoil |
GB2532507A (en) * | 2014-11-24 | 2016-05-25 | Rolls Royce Plc | Fluidfoil |
US10041355B2 (en) | 2014-11-24 | 2018-08-07 | Rolls-Royce Plc | Fluidfoil |
US10502086B2 (en) | 2016-03-16 | 2019-12-10 | General Electric Company | System and method for actuating gas turbine engine components using integrated jamming devices |
EP3219915A1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-20 | General Electric Company | System and method for actuating gas turbine engine components using integrated jamming devices |
IT201600070114A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-06 | Giovanni Berselli | Inflatable deformable wing with modification under command of the aerodynamic profile |
CN108374979A (en) * | 2018-02-12 | 2018-08-07 | 大连理工大学 | A kind of deformable sheet structure based on big Poisson's ratio reticulated shell axially driving device |
CN109533280A (en) * | 2018-12-04 | 2019-03-29 | 南京航空航天大学 | Coilable inflatable wing structure and its design method |
CN109533280B (en) * | 2018-12-04 | 2022-04-08 | 南京航空航天大学 | Twistable inflatable wing structure and design method thereof |
US10933974B2 (en) | 2019-04-29 | 2021-03-02 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Morphable body with shape memory material members |
WO2020254312A1 (en) * | 2019-06-18 | 2020-12-24 | Blade Dynamics Limited | Shell core and wind turbine blade having a blade shell comprising such a shell core |
US12049864B2 (en) | 2019-06-18 | 2024-07-30 | Blade Dynamics Limited | Shell core and wind turbine blade having a blade shell comprising such a shell core |
CN114248947A (en) * | 2021-11-26 | 2022-03-29 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | Reversible deformation assembly method for weak-rigidity composite material part |
CN114572380A (en) * | 2022-04-15 | 2022-06-03 | 北京航空航天大学 | Flexible trailing edge wing based on rigid-flexible coupling mechanism |
CN114572380B (en) * | 2022-04-15 | 2023-10-20 | 北京航空航天大学 | Flexible trailing edge wing based on rigid-flexible coupling mechanism |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4556046B2 (en) | 2010-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4556046B2 (en) | Aircraft wing and flap, and wing shape control method | |
US7837144B2 (en) | Fluid-driven artificial muscles as mechanisms for controlled actuation | |
US7931240B2 (en) | Cellular support structures used for controlled actuation of fluid contact surfaces | |
US6491262B1 (en) | System for varying a surface contour | |
Daynes et al. | Stiffness tailoring using prestress in adaptive composite structures | |
US5971328A (en) | System for varying a surface contour | |
CN102060101B (en) | Skin for morphing wings | |
US9284914B2 (en) | Variable geometry structure | |
Chen et al. | Structural design and analysis of morphing skin embedded with pneumatic muscle fibers | |
CN105015761A (en) | Morphing airfoil leading edge | |
US8573534B2 (en) | Fluidic artificial muscle actuation system for trailing-edge flap | |
CA2521045A1 (en) | Control of power, loads and/or stability of a horizontal axis wind turbine by use of variable blade geometry control | |
CN102686478A (en) | Adaptive structural core for morphing panel structures | |
CN104234943A (en) | Wind turbine blade having a tensile-only stiffener for passive control of flap movement | |
KR20180121569A (en) | Edge changing device for airfoils | |
EP3911568B1 (en) | Morphing aircraft skin with embedded viscous peeling network | |
CN109795674A (en) | The method that vortex generator control system, aircraft and control air-flow change device | |
CN112173061A (en) | Pressure vessel with substantially flat panels | |
EP2305953A2 (en) | Hollow turbine blade | |
NL2006936C2 (en) | A morphing structure and method for morphing a structure. | |
Woods et al. | Whirl testing of a pneumatic artificial muscle actuation system for a full-scale active rotor | |
CN109795675A (en) | Vortex generator structure and aircraft for aircraft | |
Zhang et al. | Design and application of cross-shaped cellular honeycombs for a variable camber wing | |
CN109533278B (en) | Wing rib structure capable of realizing uniform telescopic deformation | |
EP3986783B1 (en) | Adaptive structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100330 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100407 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100602 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100623 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100702 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130730 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |