JP2009542498A - 高揚力フラップを調整するための調整装置と同調整装置を備える翼部 - Google Patents

Abstract

高揚力フラップ（２；１０２）と同高揚力フラップに設けられる翼部を調整するための調整装置は、フラップ（２；１０２）を操作する少なくとも１つのフラップ駆動部（２０）と、フラップ（２；１０２）を張引／圧縮要素（７；１０７）により案内するために高揚力フラップ（２；１０２）を翼部（１）に移動自在に連結する複数の駆動ステーション（３，４，５）とを備える。フラップ駆動部（２０）は複数の駆動ステーション（３，４，５）に連結され、高揚力フラップ（２；１０２）を調整する。本発明において、少なくとも１つの補償要素（１０；１１０）が少なくとも１つの駆動ステーション（４）に設けられ、フラップ（２；１０２）の翼部（１）に対する翼弦方向の運動により生じる、張引／圧縮要素（７；１０７）からなる駆動リンクにおける抑制力を補償する。

Description

本発明は航空機の翼部にて高揚力フラップを調整するための調整装置、及びこのような調整装置を備える翼部に関する。

最新の旅客機及び輸送機の周知の高揚力システムにおいて、特に高い離陸重量を有するものにおいて、翼部後縁に設けられる高揚力フラップが複数の駆動ステーションにより翼部に移動自在に連結される。フラップの操作において、例えば捻り軸により通常中央に設けられるフラップ駆動部に連結される張引／圧縮要素（駆動ストラット）からなる駆動リンクが使用される。張引／圧縮要素はレバーアームに連結される。レバーアームは捻り軸に設けられ、負荷案内台により駆動ステーションの領域においてフラップに連結される。この解決策の短所は２つ以上の駆動ステーションにより翼部に連結される高揚力フラップにおいて、フラップの翼部に対する運動により、抑制力が生じてしまうことにある。

従来技術により振り子支持体によりフラップに作用する主ガーダーに張引／圧縮要素を取り付けることが周知である。この点に関して、フラップに作用する垂直抗力と、振り子支持体による主ガーダーの運動による駆動力とを合わせた不所望の力が生じ、不利である。更に、このような高揚力システムは高い重量を有し、必要な要素（主ガーダー、振り子支持体、軸受け等）及びシステムの複雑さのため、製造及び取付に高い費用がかかる。

本発明の課題は、製造において時間及び労力が最小限に済み、抑制力が回避され、或いは最小限にされる高揚力フラップを調整するための改良された調整装置及びこのような調整装置に設けられる翼部を提供することにある。

課題は上述した特徴を備える調整装置によって解決される。更に、課題は上述した特徴を備える翼部によって解決される。本発明の実施例及び開発による効果は特許請求の範囲に詳述される。

本発明による航空機の翼部にて高揚力フラップを調整するための調整装置はフラップと複数の駆動ステーションを操作するために少なくとも１つのフラップ駆動部を備える。駆動ステーションは高揚力フラップを翼部に動的に連結し、張引／圧縮要素によりフラップを案内する。フラップ駆動部は複数の駆動ステーションに連結され、高揚力フラップを調整する。

本発明において、抑制力を補償するための少なくとも１つの補償要素が少なくとも１つの駆動ステーションに設けられる。抑制力はフラップの翼部に対する翼弦方向の運動により、張引／圧縮要素からなる駆動リンクに生じる。

張引／圧縮要素からなる駆動リンクにおける少なくとも１つの補償要素により、フラップ及び駆動部列において抑制力が回避され、これにより従来技術と比較して、長さの変化を補償するための付加的な要素（主ガーダー、振り子支持体、軸受け等）が不要となる。従って、フラップの垂直抗力は駆動力から分離される。本発明による調整装置及びこのような調整装置が設けられる翼部は軽量にして、且つ費用効率が高い方法により容易に製造可能である。

補償要素は張引／圧縮要素からなる駆動リンクにて、フラップ駆動部に連結される捻り軸とフラップとの間に好適に設けられる。
本発明の好適な実施例において、補償要素は少なくとも部分的に弾性を備えるように設けられる。張引／圧縮要素の一貫した負荷が弾性を備えた補償要素の剛性を好適に選択することにより得られる。

本発明の実施例において、第１の駆動ステーション及び第２の駆動ステーションが設けられる。高揚力フラップは第１の駆動ステーションにて翼弦方向に対して所定の位置に保持され、第２の駆動ステーションにてフラップの翼部に対する運動を補償するように翼弦方向に対して移動自在である。張引／圧縮要素からなる駆動リンクに挿入される補償要素は第２の駆動ステーションに設けられる。

本発明の実施例において、高揚力フラップは３つの駆動ステーションにより翼部に異動自在にして、且つ調整可能に連結される。これらの駆動ステーションのうち、フラップが翼弦方向に対して所定の位置に保持される２つの第１の駆動ステーションと、フラップがフラップの翼部に対する運動を補償するように翼弦方向に対して移動自在である第２の駆動ステーションとが設けられる。張引／圧縮要素からなる駆動リンクに挿入される補償要素は第２の駆動ステーションに設けられる。

補償要素が張引／圧縮要素に設けられるか、或いは張引／圧縮要素により形成されてもよい。補償要素は張引／圧縮要素及びフラップの間に設けられてもよい。
補償要素は張引／圧縮要素と、駆動リンクに設けられる少なくとも１つのレバーアームとの間に設けられてもよい。

補償要素がレバーアームに設けられるか、或いはレバーアームにより形成されてもよい。レバーアーム要素は特に弾性を備えるように形成されてもよい。
補償要素は捻り軸及びレバーアーム要素の間に設けられてもよい。

補償要素は線形弾性を備えてもよい。補償要素は捻り弾性を備えてもよい。
補償要素は少なくとも１つのバネにより形成されてもよい。
補償要素は少なくとも１つのエラストマー要素から成ってもよい。実施例において、少なくとも１つの規制係止部が補償要素に設けられ、許容可能な運動を規制する。これにより故障の場合における機能が保証される。

本発明の実施例において、補償要素は圧縮方向において極めて漸進的な剛性を有する。
本発明の更なる実施例において、補償要素の振動を減衰させるために少なくとも１つの減衰要素が設けられてもよい。減衰要素はこの点に関して静的に、或いは動的に形成可能である。例えば対応するバネ性能を有するバネ要素により減衰効果が得られる。

本発明の別例において、運動、特に張引／圧縮要素からなる駆動リンクにおける許容不能な運動を検知するために少なくとも１つのセンサ要素が設けられてもよい。
このセンサ要素は弾性要素に並行に連結されてもよい。

調整装置は翼部の前縁に設けられてもよい。本発明の好適な実施例において、高揚力フラップは航空機の翼部の後縁に設けられる。
本発明による航空機の翼部は高揚力フラップを調整するようなタイプの少なくとも１つの調整装置を備える。

本発明による好適な実施例を図面を参照して詳細に後述する。
図１は最新の旅客機又は輸送機を示す斜視図である。旅客機又は輸送機は離着陸時に揚力を上昇させるために翼部の翼部前縁の他、翼部の翼部後縁にも高揚力システムを備える。複数の高揚力フラップ２が翼部１のそれぞれの側の後縁に設けられる。高揚力フラップ２は多数の捻り軸からなる捻り軸３０を介して中央フラップ駆動部２０によって連結される。図４に示すように、フラップ２は移動自在にして、且つ調整可能に各駆動ステーション３，４，５にて翼部１に連結され、翼幅方向の他、翼弦方向にも保持される。

図２は本発明の第１の実施例による調整装置の断面を示す。高揚力フラップ（着陸用フラップ）１０２は航空機の翼部１の後縁に設けられ、本実施例においては所謂ドロップヒンジの運動学により操作可能である。これらのドロップヒンジの運動学や枢動フラップ構造体において、高揚力フラップ１０２は翼部の下方に設けられる枢動点１１１を中心としてフラップレバー１１６にて枢動される。拡張された場合に、フラップは円形の弧部の形状を有するトラック上の翼部の下方に設けられる枢動点１１１を中心として枢動される。

連結部１２２はフラップレバー１１６に設けられ、ここで張引／圧縮要素１０７が作用し、上述した円形のトラック上を枢動点１１１を中心とした伸縮運動によりフラップ１０２を操作するように機能する。これらにより駆動ステーションが設けられる。好適には少なくとも１つの第２の駆動ステーション（図示しない）が設けられ、これにより高揚力フラップ１０２が２つの駆動ステーションにより枢動されるべく翼部に設けられる。張引／圧縮要素１０７は図１に示す捻り軸３０に連結される。

弾性要素１１０として形成される補償要素は、捻り軸６及びフラップ２の間の張引／圧縮要素１０７からなる駆動リンクに挿入され、フラップ１０２及び翼部１の間にて翼弦方向に対する運動を補償し、これにより抑制力を生ずる。図２に示す実施例において補償要素１１０はフラップレバー１１６にて張引／圧縮要素１０７と連結部１２２の間に設けられるか、或いは張引／圧縮要素１０７の部分を形成し、且つバネ又はエラストマー要素によって形成される。

図３は本発明の第２の実施例による調整装置の断面を示す。航空機の翼部１の後縁に高揚力フラップ（着陸用フラップ）２が設けられ、本実施例においてこれは所謂トラック−後縁連結構造体を介して操作可能である。翼部１の下面にトラック１８が設けられ、斜め後方且つ下方に延びる。トラック１８上にキャリッジ１９が略航空機の長手方向及び翼弦方向のそれぞれに置き換え可能に設けられる。キャリッジ１９は第１の連結部を介してフラップ２に連結される。

フラップ２の更に後方に設けられる第２の連結部１１と、第３の連結部１２の間にてトラック１８の後縁にレバー（後部連結部）１３が設けられ、これによりフラップ２の後部が増進する拡張運動により下方に張引される。これによりフラップ２は位置合わせされる。駆動列３０に設けられる捻り軸６に、レバーアーム８又はレバーアーム要素が設けられる。レバーアーム８又はレバーアーム要素はフラップ２の前縁にて、或いは前縁の近傍にて張引／圧縮要素（駆動ストラット）７により負荷案内台９に連結される。負荷案内台９はフラップ２に取り外し不能に連結される。

弾性要素１０として形成される補償要素は、捻り軸６及びフラップ２の間の張引／圧縮要素７からなる駆動リンクに挿入され、フラップ２及び翼部１の間にて翼弦方向に対する運動を補償し、これにより抑制力を生ずる。

図３に示す実施例において補償要素１０は張力又は圧縮要素７と負荷案内台９との間に設けられるか、或いは張力又は圧縮要素７の部分を形成し、且つバネ又はエラストマー要素によって形成される。本実施例において高揚力フラップ２は好適に少なくとも３つの駆動ステーションにより枢動されるべく翼部に設けられる。

このタイプのフラップの運動学は本発明において不可欠なものではなく、図２又は３に示す運動学以外のタイプのフラップの運動学も使用可能である。
フラップ２；１０２の張引／圧縮要素７／１０７からなる駆動リンクに対する運動、及びフラップ２；１０２及び翼部１の往復運動により生じる抑制力は、例えば翼部１の屈曲、捻り、或いは振動により、補償要素１０；１１０によって補償される。特に連結要素はフラップの垂直抗力Ｆｚと、張引／圧縮要素７；１０７及び捻り軸３０のそれぞれとの間にて回避される。張引／圧縮要素７；１０７を介して伝達される圧力は、弾性要素１０；１１０のバネの剛性によるフラップ２；１０２の翼部１に対する運動ｄｙと合わさる。バネの剛性と、更に場合により非線形剛性を好適に選択することにより、張引／圧縮要素７；１０７の一貫した負荷が得られる。

図４は図２に示すフラップ１０２、及び図３に示すフラップ２のそれぞれの平面図である。図４においてフラップ２；１０２は翼弦方向に対する第１の駆動ステーション３，５にて所定の位置に保持され、翼幅方向におけるフラップ２の翼部１に対する運動を補償するように開放される。更に、第２の駆動ステーションにて翼幅方向に対する所定の位置に保持され、翼弦方向におけるフラップ２；１０２の翼部１に対する運動を補償するように開放される。補償要素１０；１１０はこの第２の駆動ステーション４内に設けられ、翼弦方向に対する運動を補償するように張引／圧縮要素７；１０７からなる駆動リンクに挿入される。これらは図４に概略的に示される。翼弦方向において第１の駆動ステーション３，５（スレーブステーション）及び第２の駆動ステーション（マスタステーション）にて作用する圧力は参照符号Ｆｙ＃３乃至Ｆｙ＃５により示される。

補償要素１０；１１０には好適に運動を規制する規制係止部を備え、これにより既定の運動量を上回った場合に運動が規制される。更に、補償要素１０；１１０は圧縮領域において漸進的な剛性を備えてもよい。これにより障害時の機能も保証され得る。

更に、弾性要素１０；１１０の振動を減衰する減衰要素が設けられる。減衰要素は弾性要素１０；１１０と平行な、或いはフラップ２；１０２と翼部１との間の張引／圧縮要素７；１０７からなる駆動リンク内に設けられる。特別に設計された付加的な減衰要素によって減衰することに代えて、固有の減衰機能を有する弾性要素１０；１１０が設けられてもよい。

張引／圧縮要素７；１０７からなる駆動リンクにおける許容不能な大きな運動、並びにフラップ２；１０２及び翼部１の間の許容不能な大きな運動のうち少なくともいずれか一方を検知すべく、センサ要素が設けられてもよい。センサ要素は駆動ステーションにて駆動部の故障等の不具合の場合を示す。このセンサ要素は弾性要素１０；１１０に並行に連結されてもよい。

図２，３に示すように張引／圧縮要素７；１０７内に、或いは張引／圧縮要素７；１０７に弾性要素１０；１１０を設けることに代えて、補償要素が図３に示すレバーアーム要素８に設けられてもよく、或いは補償要素がレバーアーム要素８によって形成されてもよい。更に、補償要素１０は捻り軸６及びレバーアーム８の間にて組み立てられてもよい。補償要素１０；１１０は線形弾性を備えてもよい。即ち、補償要素は図３に示す捻り軸６のような捻り軸の側に設けられているか、或いはこれらの２つの要素の間の連結に対して張引／圧縮要素７；１０７の側に設けられるかにより、圧縮力や張引力に応答するか、捻り弾性を備えてもよい。

本発明による調整装置及び同調整装置に設けられる翼部の効果はシステムをあまり複雑にすることなく、システムの重量を減少させ、製造及び設置の費用を減少させ、駆動ステーションの領域においてより広いスペースを確保できることである。更なる効果はジャミングやその他の誤作動の場合において、フラップとその駆動部との間を連結する圧力が減少され、フラップ駆動部における負荷が減少されることにある。

捻り軸を介して中央フラップ駆動部によって駆動される調整装置を翼部後縁に備えた航空機を示す斜視図。 本発明の実施例における調整装置の断面を示す図。 本発明の別例における調整装置の断面を示す図。 本発明の実施例における調整装置のフラップにおいて生じる圧力と運動を説明するためにフラップを示す平面図。

符号の説明

１…翼部、２；１０２…高揚力フラップ、３…駆動ステーション、４…駆動ステーション、５…駆動ステーション、６…捻り軸、７；１０７…張引／圧縮要素（駆動ストラット）、８…レバーアーム、９…負荷案内台、１０；１１０…補償要素、１１；１１１…第１の連結部、１２…第２の連結部、１３…第３の連結部、１１６…フラップレバー、１７…レバー（後部連結）、１８…トラック、１９…キャリッジ、２０…フラップ駆動部、２１…連結部、２２；１２２…連結部、３０…捻り軸。

Claims (19)

1. 高揚力フラップ（２；１０２）を操作するための少なくとも１つのフラップ駆動部（２０）と、高揚力フラップ（２；１０２）を翼部（１）に移動自在に連結させるための張引及び圧縮力伝達装置からなる複数の駆動ステーション（３，４，５）とを備える、航空機の翼部（１）にて高揚力フラップ（２；１０２）を調整するための調整装置であって、
   該高揚力フラップ（２；１０２）は少なくとも３つの駆動ステーション（３，４，５）によって翼部（１）に連結されることと、これらの駆動ステーションのうち、フラップ（２；１０２）が翼弦方向に対して所定の位置に案内される少なくとも２つの第１の駆動ステーション（３，５）と、少なくとも１つの第２の駆動ステーション（４）は、少なくとも１つの補償要素（１０；１１０）からなることと、補償要素にてフラップ（２；１０２）がフラップ（２；１０２）の翼部（１）に対する運動を補償するように翼弦方向に対して移動可能であり、フラップ（２；１０２）の翼部１に対する翼弦方向の相対運動により生じる抑制力を補償することとを特徴とする調整装置。
2. 前期補償要素（１０；１１０）は張引力及び圧縮力伝達装置（７；１０７）からなる駆動リンクにて、フラップ駆動部（２０）に連結される捻り軸（６；３０）と、フラップ（２；１０２）との間に設けられることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
3. 前記補償要素（１０；１１０）は少なくとも部分的に弾性を備えるように設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の調整装置。
4. 前記高揚力フラップ（２；１０２）は第１の駆動ステーション（３，５）の領域においてドロップヒンジの運動学により翼弦方向に対して所定の位置に保持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の調整装置。
5. 前期高揚力フラップ（２；１０２）はトラック後部連結構造体により翼部（１）に連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の調整装置。
6. 前期補償要素（１０；１１０）は張引／圧縮要素（７；１０７）に設けられるか、或いは張引／圧縮要素によって形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の調整装置。
7. 前期補償要素（１０；１１０）は張引力及び圧縮力伝達装置（７；１０７）と、フラップ（５２；１０２）との間に設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の調整装置。
8. 前期補償要素（１０；１１０）は張引力及び圧縮力伝達装置（７；１０７）と、駆動リンクに設けられるレバーアーム（８）との間に設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の調整装置。
9. 前期補償要素（１０；１１０）は駆動リンクに設けられるレバーアーム（８）に設けられるか、或いはレバーアーム（８）によって形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の調整装置。
10. 前期補償要素（１０；１１０）は捻り軸（６；３０）と、駆動リンクに設けられるレバーアーム（８）との間に設けられることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の調整装置。
11. 前記補償要素（１０；１１０）は線形弾性を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の調整装置。
12. 前記補償要素（１０；１１０）は捻り弾性を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の調整装置。
13. 前記補償要素（１０；１１０）は少なくとも１つのバネからなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の調整装置。
14. 前記補償要素（１０；１１０）は少なくとも１つのエラストマー要素からなることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の調整装置。
15. 前記補償要素（１０；１１０）に許容可能な運動を規制する少なくとも１つの規制係止部が設けられることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の調整装置。
16. 前記補償要素（１０；１１０）は圧縮方向において漸進的な剛性からなることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の調整装置。
17. 少なくとも１つの減衰要素が補償要素（１０；１１０）の振動を減衰させるために設けられることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の調整装置。
18. 運動、特に許容不能な大きな運動を検知するために少なくとも１つのセンサ要素が張引／圧縮要素（７；１０７）に設けられることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の調整装置。
19. 前記センサ要素は補償要素（１０；１１０）に平行に設けられることを特徴とする請求項１８に記載の調整装置。

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