JP2010514601A - 高性能低騒音ヘリコプター・ブレードの空力設計 - Google Patents

高性能低騒音ヘリコプター・ブレードの空力設計 Download PDF

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Abstract

本発明の一実施例は、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードである。このブレードの断面は、アフト・キャンバーを含む。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁から増加して断面の後縁と翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして後縁まで減少してブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。

Description

本発明の実施例は、ヘリコプターのローター・ブレードがより少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせることを可能にするヘリコプター・システム及び方法に関する。より詳しくは、本発明の実施例は、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるアフト・キャンバー（ａｆｔ ｃａｍｂｅｒ）を含む、又は生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレード、ヘリコプター・システム、及びヘリコプター・ブレードを設計するための方法に関する。
水平飛行では、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードは、移動用のエーロフォイル又は翼として働く。しかし、航空機の翼とは違ってヘリコプターのメイン・ローター・ブレードは、ヘリコプターの移動方向に周期的に移動し、かつヘリコプターの移動方向と反対方向に周期的に移動している。したがって、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードは、極めて短い期間内で２つの非常に異なる対気速度に直面する。
たとえば、ヘリコプターのメイン・ローターが２１３．４ｍ／秒（７００ｆ／秒）で回転し、ヘリコプターが１２１．９ｍ／秒（４００ｆ／秒）で移動している場合、前方に移動するブレードは、３３５．３ｍ／秒（１，１００ｆ／秒）の対気速度を受けている。しかし、ブレードが後方へ移動しているとき、それは、９１．４ｍ／秒（３００ｆ／秒）の対気速度に直面しているのみである。この対気速度の非常に大きい変化は、０．２秒ほどの短い期間で起きることがある。
ヘリコプター・ブレードの揚力係数は、定数であり、対気速度の二乗で揚力を割ったものに比例する。後方に移動する側でブレードが受ける対気速度は、前方側で受ける対気速度よりはるかに低いので、後方側の揚力は、前方側の揚力よりはるかに低く、不均衡が生じる。後方側の揚力を増加させる方法は、後方側でブレードの迎角を増加させることである。
ヘリコプターの前進速度が増したとき、後方側でのブレードの迎角は、揚力を増加させるために、増加させなければならない。あるポイントで迎角が大きくなりすぎ、ブレードは失速する。ブレードが失速したとき、それは、もう揚力を増加させることができない。ブレードが失速する迎角によって、ブレードの最大揚力性能が決定され、達成することができる前進速度が制限される。
ヘリコプターの前進速度に対する他の制限は、抗力である。後方に移動するヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの揚力が増加された場合、同時に、抗力も著しく増加し、増加した揚力によって得られる速度は、対応する抗力によって制限されることになる。その結果、揚抗比を可能な最小に保ちながらヘリコプター・ブレードの揚力を増加させることが望まれる。
ヘリコプターの前進速度は、メイン・ローター・ブレードの翼端速度からも影響される。ヘリコプター・ブレードの速度は、半径とともに増加し、したがってブレードの翼端が最大速度に達する。ブレードの翼端は、音速に近い速度を達成することができる。ほぼ音速に近い速度は、高マッハ数と言われる。
ヘリコプター・ブレードが高マッハ数に達したとき、ブレードは、失速し始める。ブレードの失速は、やはり、ヘリコプターが実現することができる前進速度を制限する。その結果、ブレードが高マッハ数に直面するとき、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの失速を遅らせることが望ましい。
前述の事項を考慮すると、有利にもより少ない抗力でより高い揚力をヘリコプター・ブレードに発生させることができ、且つ高マッハ数において失速を遅らせることができるシステム及び方法が、実質的に必要であることを理解することができる。
本発明の一実施例は、断面の翼弦ライン（ｃｈｏｒｄ ｌｉｎｅ）と断面のキャンバー・ライン（ｃａｍｂｅｒ ｌｉｎｅ）の間の差が、翼弦ラインの中点と断面の後縁の間で最大に達する、断面にアフト・キャンバー（ａｆｔ ｃａｍｂｅｒｅｄ ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎ）が付けられたヘリコプターのメイン・ローター・ブレードである。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差は、断面の前縁から増加して断面の後縁と翼弦ラインの中点の間で最大になり、後縁まで減少してブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で最大に達する、断面にアフト・キャンバーが付けられたヘリコプターのメイン・ローター・ブレードである。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差は、断面の前縁から増加して前縁と翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして断面の後縁まで減少する。差の傾きが、連続的に、最大まで前縁から減少し、最大から負に増加し、負に減少し、そして後縁まで負に増加する。その傾きは、最大から負に増加し、負に減少し、そして後縁まで負に増加して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で最大に達する、断面にアフト・キャンバーが付けられたヘリコプターのメイン・ローター・ブレードである。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁から増加して前縁と翼弦ラインの中点の間で最大になり、断面の後縁まで減少する。差の傾きは、連続的に、前縁から最大まで減少し、最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして後縁まで負に減少する。その傾きは、最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして後縁まで負に減少して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大に達し、中点と断面の後縁の間で第２の最大に達する、断面にアフト・キャンバーが付けられたヘリコプターのメイン・ローター・ブレードである。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差は、連続的に、断面の前縁から増加して前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、断面の後縁と中点の間の第２の最大まで減少し、そして後縁まで減少する。差の傾きは、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大に達し、中点と断面の後縁の間で第２の最大に達する、断面にアフト・キャンバーが付けられたヘリコプターのメイン・ローター・ブレードである。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差は、連続的に、断面の前縁から増加して前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、断面の後縁と中点の間の第２の最大まで減少し、そして後縁まで減少する。差の傾きは、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、第２の最大から負に増加し、そして後縁まで負に減少する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、第２の最大から負に増加し、そして後縁まで負に減少して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間の第１の最大、最小、及び中点と断面の後縁の間の第２の最大に達する、断面にアフト・キャンバーが付けられたヘリコプターのメイン・ローター・ブレードである。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差は、連続的に、断面の前縁から増加して前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、断面の後縁と中点の間の第１の最小まで減少し、後縁と中点の間の第２の最大まで増加し、そして後縁まで減少する。差の傾きは、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第１の最小まで負に減少し、第１の最小から増加し、第２の最大まで減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第１の最小まで負に減少し、第１の最小から増加し、第２の最大まで減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプター・システムである。このシステムは、ローター・ブレード及び制御ユニットを含む。ローター・ブレードは、アフト・キャンバーを含む断面を有する。ローター・ブレードのアフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。制御ユニットは、ローター・ブレードによって生じる増加されたピッチング・モーメントを軽減する。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、翼弦ラインの中点と断面の後縁の間で最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法である。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差を断面の前縁から増加させて、断面の後縁と翼弦ラインの中点の間で最大にさせる。その差を最大から後縁まで減少させて、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法である。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差を断面の前縁から増加させて、前縁と翼弦ラインの中点の間で最大にさせる。その差を断面の後縁まで減少させる。差の傾きが、連続的に、前縁から最大まで減少し、最大から負に増加し、負に減少し、そして後縁まで負に増加する。その傾きは、最大から負に増加し、負に減少し、そして後縁まで負に増加して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法である。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差を断面の前縁から増加させて、前縁と翼弦ラインの中点の間で最大にさせる。その差を断面の後縁まで減少させる。差の傾きが、連続的に、前縁から最大まで減少し、最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして後縁まで負に減少する。その傾きは、最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして後縁まで負に減少して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大に達し、そして中点と断面の後縁の間で第２の最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法である。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差を断面の前縁から増加させて、前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大にさせる。その差を断面の後縁と中点の間の第２の最大まで減少させる。その差を後縁まで減少させる。差の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大に達し、そして中点と断面の後縁の間で第２の最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法である。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差を断面の前縁から増加させて、前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大にさせる。その差を断面の後縁と中点の間の第２の最大まで減少させる。その差を後縁まで減少させる。差の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、第２の最大から負に増加し、そして後縁まで負に減少する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、第２の最大から負に増加し、そして後縁まで負に減少して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本発明の他の実施例は、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間の第１の最大、最小、そして中点と断面の後縁の間の第２の最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法である。断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差を断面の前縁から増加させて、前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大にさせる。その差を断面の後縁と中点の間の第１の最小まで減少させる。その差を後縁と中点の間の第２の最大まで増加させる。その差を後縁まで減少させる。差の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第１の最小まで負に減少し、第１の最小から増加し、第２の最大まで減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第１の最小まで負に減少し、第１の最小から増加し、第２の最大まで減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加して、ブレードのアフト・キャンバーを生成する。アフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
翼弦ラインとキャンバー・ラインの間に差がないヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの例示の断面の概略図である。 前方キャンバーを表す、翼弦ラインとキャンバー・ラインの間に差があるヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの例示の断面の概略図である。 図２の断面の翼弦ラインと図２の断面のキャンバー・ラインの間の差の例示のプロット図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの差が、断面の前縁から増加して断面の後縁と翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして後縁まで減少してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面の概略図である。 本発明の実施例による、図３の断面の翼弦ラインと図３の断面のキャンバー・ラインの間の差のプロット図である。 本発明の実施例による、図３の断面について揚力係数対迎角の実験結果によって実証された例示の計算結果のプロット図である。 本発明の実施例による、図３の断面について揚抗比対揚力係数の実験結果によって実証された例示の計算結果のプロット図である。 本発明の実施例による、図３の断面について最大揚力係数対マッハ数の実験結果によって実証された例示の計算結果のプロット図である。 本発明の実施例による、図３の断面について圧力高度対真対気速度の実験結果によって実証された例示の計算結果のプロット図である。 本発明の実施例による、図３の断面について圧力係数対翼弦ラインの実験結果によって実証された例示の計算結果のプロット図である。 本発明の実施例による、図３の断面についてピッチング・モーメント係数対迎角の実験結果によって実証された例示の計算結果のプロット図である。 本発明の実施例による、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプター・システムの概略図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差の傾きが、連続的に、前縁から最大まで減少し、最大から負に増加し、負に減少し、そして後縁まで負に増加してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面の概略図である。 本発明の実施例による、図１２の断面の翼弦ラインと図１２の断面のキャンバー・ラインの間の差のプロット図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差の傾きが、連続的に、前縁から最大まで減少し、最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして後縁まで負に減少してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面の概略図である。 本発明の実施例による、図１３の断面の翼弦ラインと図１３の断面のキャンバー・ラインの間の差のプロット図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少して、そして第２の最大から後縁まで負に増加してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面の概略図である。 本発明の実施例による、図１４の断面の翼弦ラインと図１４の断面のキャンバー・ラインの間の差のプロット図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、第２の最大から負に増加し、そして後縁まで負に減少してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面の概略図である。 本発明の実施例による、図１５の断面の翼弦ラインと図１５の断面のキャンバー・ラインの間の差のプロット図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第１の最小まで負に減少し、第１の最小から増加し、第２の最大まで減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面の概略図である。 本発明の実施例による、図１６の断面の翼弦ラインと図１６の断面のキャンバー・ラインの間の差のプロット図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、翼弦ラインの中点と断面の後縁の間で最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法を示すフローチャート図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法を示すフローチャート図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大に達し、中点と断面の後縁の間で第２の最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法を示すフローチャート図である。 本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間の第１の最大、最小、そして中点と断面の後縁の間の第２の最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法を示すフローチャート図である。
本発明の１つ又は複数の実施例を詳細に述べる前に、当業者は、本発明が、以下の詳細な説明で述べられる又は添付図面に示される構造の細部、構成要素の構成及びステップの構成に、その適用が限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施例が可能であり、且つ様々な方法で実行する又は実施することができる。また、本明細書で使用される表現法及び用語は、説明するためのものであり、限定するものと見なすべきでないことを理解すべきである。
図１は、翼弦ライン１５０とキャンバー・ライン１６０の間に差がない、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの例示の断面１００の概略図である。縦軸は厚さを表し、横軸は断面１００の奥行きを表す。断面１００は、前縁１１０、後縁１２０、上面１３０、下面１４０、翼弦ライン１５０及びキャンバー・ライン１６０を含む。翼弦ライン１５０は、前縁１１０上の最も遠い点に対する後縁１２０の中央として定義される。後縁の中央が使用されるのは、ブレードが、通常は一点で終端されないからである。丸められた又はとがっていない後縁を含む後縁は、製造し保守するのがより容易である。
キャンバー・ライン１６０は、上面１３０から下面１４０に引かれ、翼弦ライン１５０に垂直なラインの中点の集まりとして定義される。上面１３０及び下面１４０が鏡像であるので、翼弦ライン１５０及びキャンバー１６０は、断面１００の場合、同じラインである。
図２は、前方キャンバーを表す、翼弦ライン２５０とキャンバー・ライン２６０の間に差がある、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの例示の断面２００の概略図である。断面２００は、前縁２１０、後縁２２０、上面２３０、下面２４０、翼弦ライン２５０及びキャンバー・ライン２６０を含む。断面２００では、翼弦ライン２５０及びキャンバー・ライン２６０は、同じラインではない。上面２３０及び下面２４０は、鏡像でない。断面２００は、前方キャンバーを示す。
前方キャンバーは、翼弦ライン２５０とキャンバー・ライン２６０の間の差にも見ることができる。翼弦ライン２５０とキャンバー・ライン２６０の間の差は、前方キャンバーを表す、というのは、その差が前縁２１０と翼弦ライン２５０の中点２７０の間で最大であるからである。したがって、断面２００の前方部分ではキャンバーがより多い、すなわち前方キャンバーである。
図２Ａは、図２の断面２００の翼弦ライン２５０と図２の断面２００のキャンバー・ライン２６０の間の差２１５の例示のプロット図２０５である。翼弦ライン２５０が図２の横軸と一致するので、図２Ａの差２１５は、図２のキャンバー・ライン２６０と等しい。図２Ａの縦軸が、図２の縦軸より細かいスケールであることに留意されたい。
前方キャンバーは、一般に、翼又はブレードの揚力を増加させるために使用される。本発明の一実施例は、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの揚力を増加させるために、アフト・キャンバーを使用することである。アフト・キャンバーは、翼弦ラインとキャンバー・ラインの間の差によって表すこともできる。たとえば、アフト・キャンバーは、翼弦ラインの中点と後縁の間に現れる、翼弦ラインとキャンバー・ラインの間の差の最大である。
図３は、本発明の実施例による、断面３００の翼弦ライン３５０と断面３００のキャンバー・ライン３６０の差が、断面３００の前縁３１０から増加して断面３００の後縁３２０と翼弦ライン３５０の中点３７０の間で最大３８０になり、そして後縁３２０まで減少してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面３００の概略図である。アフト・キャンバーは、ブレードの一体部分である。本発明の他の実施例では、アフト・キャンバーは、ブレードに接続される後縁タブ延長部によって生成される。後縁タブ延長部は、下方に曲げられるように、ブレードに接続されることが好ましい。
図４は、本発明の実施例による、図３の断面３００の翼弦ライン３５０と図３の断面３００のキャンバー・ライン３６０の間の差４１０のプロット図４００である。差４１０の傾きが、連続して、前縁から領域４２０中で減少し、領域４３０中で増加し、最大３８０まで領域４４０中で減少し、そして最大３８０から後縁まで領域４５０中で負に増加する。アフト・キャンバーは、差４１０の傾きが、連続的に、領域４３０中で増加し、最大３８０まで領域４４０中で減少し、そして最大３８０から後縁まで領域４５０中で負に増加するとき、生成される。
図５は、本発明の実施例による、図３の断面３００について、揚力係数５１０対迎角の例示の実験結果のプロット図５００である。プロット図５００は、図１に示す断面１００に類似したベースラインのヘリコプター・ブレード断面の揚力係数５２０も含む。プロット図５００は、アフト・キャンバー付きブレード断面の揚力係数５１０は、すべての迎角で、従来のブレード断面の揚力係数５２０より大きいことを示す。揚力係数が揚力に比例するので、プロット図５００は、アフト・キャンバー付きブレード断面が、従来のブレード断面より大きい揚力を発生させることができることを示唆している。
図６は、本発明の実施例による、図３の断面３００について、揚抗比６１０対揚力係数の例示の実験結果のプロット図６００である。プロット図６００は、図１に示す断面１００に類似したベースラインのヘリコプター・ブレード断面の揚抗比６２０も含む。プロット図６００は、アフト・キャンバー付き断面の揚抗比６１０が、揚力係数がより小さい値の場合、従来のブレード断面の揚抗比６２０に類似していることを示す。
プロット図６００は、アフト・キャンバー付き断面の揚抗比６１０が、揚力係数がより大きい値の場合、従来のブレード断面の揚抗比６２０より高いことさえも示す。言い換えると、アフト・キャンバー付きヘリコプター・ブレードは、揚力係数がより小さい場合、従来のヘリコプター・ブレードの揚抗比を示し、揚力係数がより大きい場合、より大きい揚抗比を示す。したがって、本発明の実施例によるアフト・キャンバー付きヘリコプター・ブレードは、従来のヘリコプター・ブレードより少ない抗力でより高い揚力を発生させることができる。
図７は、本発明の実施例による、図３の断面３００についての最大揚力係数７１０対マッハ数の例示の実験結果のプロット図７００である。プロット図７００は、図１に示す断面１００に類似したベースラインのヘリコプター・ブレード断面の最大揚力係数７２０も含む。プロット図７００は、ブレードのマッハ数が増加したとき、アフト・キャンバー付きブレードの最大揚力係数７１０は、従来のヘリコプター・ブレードの最大揚力係数７２０に近い値に維持することができることを示す。マッハ数が増加したとき、最大揚力係数７２０に近い値に最大揚力係数７１０を維持することは、アフト・キャンバー付きブレードが、従来のブレードとほとんど同様に高マッハ数において、失速を遅らせることができることを意味する。
図８は、本発明の実施例による、図３の断面３００についての圧力高度８１０対真対気速度の例示の実験結果のプロット図８００である。プロット図８００は、図１に示す断面１００に類似したベースラインのヘリコプター・ブレード断面に対する圧力高度８２０も含む。プロット図８００は、アフト・キャンバー付きブレードに対する圧力高度８１０が、同じ対気速度で、従来のブレードに対する圧力高度８２０より高いことを示す。従来のブレードに対する圧力高度８２０よりアフト・キャンバー付きブレードに対する圧力高度８１０が高いことは、アフト・キャンバー付きブレードを有するヘリコプターが、同じ対気速度で、従来のブレードを有するヘリコプターより高く飛行することができることを意味する。
図９は、本発明の実施例による、図３の断面３００についての圧力係数９１０対翼弦ラインの例示の実験結果のプロット図９００である。プロット図９００は、図１に示す断面１００に類似したベースラインのヘリコプター・ブレード断面の圧力係数９２０も含む。プロット図９００は、アフト・キャンバー付きブレード全体にわたる圧力係数９１０の分布を、従来のヘリコプター・ブレードにわたる圧力係数９２０の分布と比較して示す。音速ライン９３０は、超音速効果がブレードの騒音レベルを著しく増加させる圧力係数レベルである。プロット図９００は、アフト・キャンバー付きブレードのため、ブレードの表面にわたってより均等に圧力係数９１０が分散され、それによって、圧力係数９１０が音速ライン９３０の下に保たれることを示す。また、プロット図９００は、従来のブレードでは圧力９２０がブレードの前縁により近づいて分布し、それによって圧力係数９２０が音速ライン９３０を超えることを示す。プロット図９００は、アフト・キャンバー付きブレードが従来のヘリコプター・ブレードより騒音を少なくすることができることを示す。
図１０は、本発明の実施例による、図３の断面３００についてのピッチング・モーメント係数１０１０対迎角の例示の実験結果のプロット図１０００である。プロット図１０００は、図１に示す断面１００に類似したベースラインのヘリコプター・ブレード断面のピッチング・モーメント係数１０２０も含む。プロット図１０００は、アフト・キャンバー付きブレードのピッチング・モーメント係数１０１０が、従来のヘリコプター・ブレードのピッチング・モーメント係数１０２０より大きいことを示す。アフト・キャンバー付きブレードのピッチング・モーメント係数１０１０がより高いことは、アフト・キャンバー付きブレードを使用したヘリコプターには、従来のヘリコプター・ブレードを使用したヘリコプターの制御システムより強力な又はもっと複雑な制御システムが必要であることを意味する。
図１１は、本発明の実施例による、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプター・システム１１００の概略図である。システム１１００は、メイン・ローター・ブレード１１１０及び制御ユニット１１２０を含む。メイン・ローター・ブレード１１１０は、アフト・キャンバーを含む断面を有する。ローター・ブレード１１１０のアフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。メイン・ローター・ブレード１１１０のアフト・キャンバーは、メイン・ローター・ブレード１１１０のピッチング・モーメントも増加させる。制御ユニット１１２０は、メイン・ローター・ブレード１１１０によって生じた増加されたピッチング・モーメントを軽減する。制御ユニット１１２０は、固定式トリム可能バランス・スプリング、電気式トリム可能バランス・スプリング、油圧シリンダー、又は二重油圧シリンダーを含むことができるが、これらには限定されない。
図１２は、本発明の実施例による、断面１２００の翼弦ライン１２５０と断面１２００のキャンバー・ライン１２６０の間の差の傾きが、連続的に、前縁１２１０から最大１２９０まで減少し、最大１２９０から負に増加し、負に減少し、そして後縁１２２０まで負に増加してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面１２００の概略図である。断面１２００の翼弦ライン１２５０と断面１２００のキャンバー・ライン１２６０の間の差が、断面１２００の前縁１２１０から増加して前縁１２１０と翼弦ライン１２５０の中点１２７０の間で最大１２９０になり、そして断面１２００の後縁１２２０まで減少する。
アフト・キャンバーは、ブレードの一体部分である。本発明の他の実施例では、アフト・キャンバーは、ブレードに接続される後縁タブ延長部によって生成される。後縁タブ延長部は、下方に曲げられるように、ブレードに接続されることが好ましい。
図１２Ａは、本発明の実施例による、図１２の断面１２００の翼弦ライン１２５０と図１２の断面１２００のキャンバー・ライン１２６０の間の差１２１５のプロット図１２０５である。断面１２００の翼弦ライン１２５０と断面１２００のキャンバー・ライン１２６０の間の差１２１５の傾きが、連続的に、前縁から最大１２９０まで領域１２２５中で減少し、最大１２９０から領域１２３５中で負に増加し、領域１２４５中で負に減少し、そして後縁まで領域１２５５中で負に増加する。その傾きは、最大１２９０から領域１２３５中で負に増加し、領域１２４５中で負に減少し、そして後縁まで領域１２５５中で負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるブレードのアフト・キャンバーを生成する。
図１３は、本発明の実施例による、断面１３００の翼弦ライン１３５０と断面１３００のキャンバー・ライン１３６０の間の差の傾きが、連続的に、前縁１３１０から最大１３９０まで減少し、最大１３９０から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして後縁１３２０まで負に減少してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面１３００の概略図である。断面１３００の翼弦ライン１３５０と断面１３００のキャンバー・ライン１３６０の間の差が、断面１３００の前縁１３１０から増加して前縁１３１０と翼弦ライン１３５０の中点１３７０の間で最大１３９０になり、そして断面１３００の後縁１３２０まで減少する。
アフト・キャンバーは、ブレードの一体部分である。本発明の他の実施例では、アフト・キャンバーは、ブレードに接続される後縁タブ延長部によって生成される。後縁タブ延長部は、下方に曲げられるように、ブレードに接続されることが好ましい。
図１３Ａは、本発明の実施例による、図１３の断面１３００の翼弦ライン１３５０と図１３の断面１３００のキャンバー・ライン１３６０の間の差１３１５のプロット図１３０５である。断面１３００の翼弦ライン１３５０と断面１３００のキャンバー・ライン１３６０の間の差１３１５の傾きが、連続的に、前縁から最大１３９０まで領域１３２５中で減少し、最大１３９０から領域１３３５中で負に増加し、領域１３４５中で負に減少し、領域１３５５中で負に増加し、そして後縁まで領域１３６５中で負に減少する。傾きは、最大１３９０から領域１３３５中で負に増加し、領域１３４５中で負に減少し、領域１３５５中で負に増加し、そして後縁まで領域１３６５中で負に減少して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるブレードのアフト・キャンバーを生成する。
図１４は、本発明の実施例による、断面１４００の翼弦ライン１４５０と断面１４００のキャンバー・ライン１４６０の間の差の傾きが、連続的に、前縁１４１０から第１の最大１４９０まで減少し、第１の最大１４９０から負に増加し、第２の最大１４９８まで負に減少し、そして第２の最大１４９８から後縁１４２０まで負に増加してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面１４００の概略図である。断面１４００の翼弦ライン１４５０と断面１４００のキャンバー・ライン１４６０の間の差が、連続的に、断面１４００の前縁１４１０から増加して前縁１４１０と翼弦ライン１４５０の中点１４７０の間で第１の最大１４９０になり、減少して断面１４００の後縁１４２０と中点１４７０の間で第２の最大１４９８になり、そして後縁１４２０まで減少する。第１の最大１４９０は、第２の最大１４９８より大きいことが好ましい。
アフト・キャンバーは、ブレードの一体部分である。本発明の他の実施例では、アフト・キャンバーは、ブレードに接続される後縁タブ延長部によって生成される。後縁タブ延長部は、下方に曲げられるように、ブレードに接続されることが好ましい。
図１４Ａは、本発明の実施例による、図１４の断面１４００の翼弦ライン１４５０と図１４の断面１４００のキャンバー・ライン１４６０の間の差１４１５のプロット図１４０５である。断面１４００の翼弦ライン１４５０と断面１４００のキャンバー・ライン１４６０の間の差１４１５の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大１４９０まで領域１４２５中で減少し、第１の最大１４９０から領域１４３５中で負に増加し、第２の最大１４９８まで領域１４４５中で負に減少し、そして第２の最大１４９８から後縁まで領域１４５５中で負に増加する。傾きは、第１の最大１４９０から領域１４３５中で負に増加し、第２の最大１４９８まで領域１４４５中で減少し、そして第２の最大１４９８から後縁まで領域１４５５中で負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるブレードのアフト・キャンバーを生成する。
図１５は、本発明の実施例による、断面１５００の翼弦ライン１５５０と断面１５００のキャンバー・ライン１５６０の間の差の傾きが、連続的に、前縁１５１０から第１の最大１５９０まで減少し、第１の最大１５９０から負に増加し、第２の最大１５９８まで負に減少し、第２の最大１５９８から負に増加し、そして後縁１５２０まで負に減少してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面１５００の概略図である。断面１５００の翼弦ライン１５５０と断面１５００のキャンバー・ライン１５６０の間の差が、連続的に、断面１５００の前縁１５１０から増加して前縁１５１０と翼弦ライン１５５０の中点１５７０の間で第１の最大１５９０になり、減少して断面１５００の後縁１５２０と中点１５７０の間で第２の最大１５９８になり、そして後縁１５２０まで減少する。第１の最大１５９０は、第２の最大１５９８より大きいことが好ましい。
アフト・キャンバーは、ブレードの一体部分である。本発明の他の実施例では、アフト・キャンバーは、ブレードに接続される後縁タブ延長部によって生成される。後縁タブ延長部は、下方に曲げられるように、ブレードに接続されることが好ましい。
図１５Ａは、本発明の実施例による、図１５の断面１５００の翼弦ライン１５５０と図１５の断面１５００のキャンバー・ライン１５６０の間の差１５１５のプロット図１５０５である。断面１５００の翼弦ライン１５５０と断面１５００のキャンバー・ライン１５６０の間の差１５１５の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大１５９０まで領域１５２５中で減少し、第１の最大１５９０から領域１５３５中で負に増加し、第２の最大１５９８まで領域１５４５中で負に減少し、第２の最大１５９８から領域１５５５中で負に増加し、そして後縁まで領域１５６５中で負に減少する。その傾きは、第１の最大１５９０から領域１５３５中で負に増加し、第２の最大１５９８まで領域１５４５中で負に減少し、第２の最大１５９８から領域１５５５中で負に増加し、そして後縁まで領域１５６５中で負に減少して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるブレードのアフト・キャンバーを生成する。
図１６は、本発明の実施例による、断面１６００の翼弦ライン１６５０と断面１６００のキャンバー・ライン１６６０の間の差の傾きが、連続的に、前縁１６１０から第１の最大１６９０まで減少し、第１の最大１６９０から負に増加し、負に減少して第１の最小１６９５になり、第１の最小１６９５から増加し、第２の最大１６９８まで減少し、そして第２の最大１６９８から後縁１６２０まで負に増加してアフト・キャンバーを生成する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面１６００の概略図である。断面１６００の翼弦ライン１６５０と断面１６６０のキャンバー・ライン１６６０の間の差が、連続的に、断面１６００の前縁１６１０から増加して前縁１６１０と翼弦ライン１６５０の中点１６７０の間で第１の最大１６９０になり、減少して断面１６００の後縁１６２０と中点１６７０の間で第１の最小１６９５になり、増加して後縁１６２０と中点１６７０の間で第２の最大１６９８になり、そして後縁１６２０まで減少する。第１の最大１６９０は、第２の最大１６９８より大きいことが好ましい。
アフト・キャンバーは、ブレードの一体部分である。本発明の他の実施例では、アフト・キャンバーは、ブレードに接続される後縁タブ延長部によって生成される。後縁タブ延長部は、下方に曲げられるように、ブレードに接続されることが好ましい。
図１７は、本発明の実施例による、図１６の断面１６００の翼弦ライン１６５０と図１６の断面１６００のキャンバー・ライン１６６０の間の差１７１０のプロット図１７００である。断面１６００の翼弦ライン１６５０と断面１６００のキャンバー・ライン１６６０の間の差１７１０の傾きが、連続的に、前縁から第１の最大１６９０まで領域１７２０中で減少し、第１の最大１６９０から領域１７３０中で負に増加し、第１の最小１６９５まで領域１７４０中で負に減少し、第１の最小１６９５から領域１７５０中で増加し、第２の最大１６９８まで領域１７５５中で減少し、そして第２の最大１６９８から後縁まで領域１７６０中で負に増加する。その傾きは、連続的に、第１の最大１６９０から領域１７３０中で負に増加し、第１の最小１６９５まで領域１７４０中で負に減少し、第１の最小１６９５から領域１７５０中で増加し、第２の最大１６９８まで領域１７５５中で減少し、そして第２の最大１６９８から後縁まで領域１７６０中で負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるブレードのアフト・キャンバーを生成する。
図１８は、本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、翼弦ラインの中点と断面の後縁の間で最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法１８００を示すフローチャート図である。
方法１８００のステップ１８１０で、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁から増加されて断面の後縁と翼弦ラインの中点の間で最大にされる。
ステップ１８２０で、その差は、最大から後縁まで減少されてブレードのアフト・キャンバーを生成する。このアフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
差の傾きは、連続的に、前縁から減少し、増加し、最大まで減少し、そして最大から後縁まで負に増加する。その傾きは、連続的に、増加し、最大まで減少し、そして最大から後縁まで増加してアフト・キャンバーを生成する。
図１９は、本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法１９００を示すフローチャート図である。
方法１９００のステップ１９１０で、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁から増加されて前縁と翼弦ラインの中点の間で最大にされる。
ステップ１９２０で、その差は、断面の後縁まで減少される。方法１９００の一実施例では、差の傾きが、連続的に、前縁から最大まで減少し、最大から負に増加し、負に減少し、そして後縁まで負に増加する。その傾きは、最大から負に増加し、負に減少し、そして後縁まで負に増加してブレードのアフト・キャンバーを生成する。このアフト・キャンバーによって、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
方法１９００の他の実施例では、差の傾きは、連続的に、前縁から最大まで減少し、最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして後縁まで負に減少する。その傾きは、最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして後縁まで負に減少してブレードのアフト・キャンバーを生成する。このアフト・キャンバーによって、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
図２０は、本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大に達し、中点と断面の後縁の間で第２の最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法２０００を示すフローチャート図である。
方法２０００のステップ２０１０で、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁から増加されて前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大にされる。
ステップ２０２０で、差は、減少されて断面の後縁と中点の間で第２の最大にされる。
ステップ２０３０で、その差は、後縁まで減少される。方法２０００の一実施例では、差の傾きは、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加してブレードのアフト・キャンバーを生成する。このアフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
方法２０００の他の実施例では、差の傾きは、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、第２の最大から負に増加し、そして後縁まで負に減少する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第２の最大まで負に減少し、第２の最大から負に増加し、そして後縁まで負に減少してブレードのアフト・キャンバーを生成する。このアフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
図２１は、本発明の実施例による、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、断面の前縁と翼弦ラインの中点の間の第１の最大、最小、そして中点と断面の後縁の間の第２の最大に達する、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードのアフト・キャンバーが付けられた断面を設計するための方法２１００を示すフローチャート図である。
方法２１００のステップ２１１０で、断面の翼弦ラインと断面のキャンバー・ラインの間の差が、断面の前縁から増加されて前縁と翼弦ラインの中点の間で第１の最大にされる。
ステップ２１２０で、その差は、減少されて断面の後縁と中点の間で第１の最小にされる。
ステップ２１３０で、その差は、増加されて後縁と中点の間で第２の最大にされる。
ステップ２１４０で、その差は、後縁まで減少される。差の傾きは、連続的に、前縁から第１の最大まで減少し、第１の最大から負に増加し、第１の最小まで負に減少し、第１の最小から増加し、第２の最大まで減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加する。その傾きは、第１の最大から負に増加し、第１の最小まで負に減少し、第１の最小から増加し、第２の最大まで減少し、そして第２の最大から後縁まで負に増加してブレードのアフト・キャンバーを生成する。このアフト・キャンバーは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる。
本明細書に開示された本発明の実施例によるシステム及び方法は、アフト・キャンバーを用いることによって、ヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの最大揚力性能を著しく増加させることができる。最大揚力は、すべてのマッハ数において得られる。大きくノーズダウンさせるブレードのピッチング・モーメントによって、望ましいホバー・ツイスト（ｈｏｖｅｒ ｔｗｉｓｔ）に向けてブレードがねじられる。最大揚力性能が高められたので、後退ブレードの失速をより速い速度、重量及び高度まで遅らせ、より高いブレード荷重及び高度において、速度及び上昇率が向上されることになる。
本発明の好ましい実施例の上記の開示は、例示し説明する目的で提示された。網羅的なものとする、又は開示されたまさにその形態に本発明を限定する意図はない。本明細書に述べられた実施例の多くの変更例及び修正例が、上記の開示を踏まえると当業者に明らかになる。本発明の範囲は、ここに添付されたクレームによって及びその同等物によってのみ規定すべきである。
さらに、本発明の代表的な実施例の記述では、本明細書は、本発明の方法及び／又はプロセスを特定のステップのシーケンスとして提示していることがある。しかし、方法又はプロセスが、ここに述べられたステップの特定の順序に依存しない限り、方法又はプロセスは、述べられた特定のステップのシーケンスに限定すべきでない。当業者が理解するように、他のステップのシーケンスが可能である場合がある。したがって、本明細書に述べられた特定のステップの順序は、クレームに対する限定事項として見なすべきでない。さらに、本発明の方法及び／又はプロセスを対象としたクレームは、記載された順序でのそれらのステップの実行に限定すべきでなく、当業者は、シーケンスを変更することができ、しかも、なお本発明の趣旨及び範囲内に含まれたままであることを容易に理解するはずである。

Claims (40)

  1. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードであって、
    断面を含み、前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、前記断面の前縁から増加して前記断面の後縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして前記後縁まで減少して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成する断面、を含むブレード。
  2. 前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から減少し、増加し、前記最大まで減少し、そして前記最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、連続的に、増加し、前記最大まで減少し、そして前記最大から前記後縁まで増加して前記アフト・キャンバーを生成する、請求項１に記載のブレード。
  3. 前記アフト・キャンバーは、前記ブレードの一体部分である、請求項１に記載のブレード。
  4. 前記アフト・キャンバーは、下方に曲げられる後縁タブ延長部を含む、請求項１に記載のブレード。
  5. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードであって、
    断面を含み、前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして前記断面の後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記最大まで減少し、前記最大から負に増加し、負に減少し、そして前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記最大から負に増加し、負に減少し、そして前記後縁まで負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成する断面、を含むブレード。
  6. 前記アフト・キャンバーは、前記ブレードの一体部分である、請求項５に記載のブレード。
  7. 前記アフト・キャンバーは、下方に曲げられる後縁タブ延長部を含む、請求項５に記載のブレード。
  8. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードであって、
    断面を含み、前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして前記断面の後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記最大まで減少し、前記最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして前記後縁まで負に減少し、前記傾きは、前記最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして前記後縁まで負に減少して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成する断面、を含むブレード。
  9. 前記アフト・キャンバーは、前記ブレードの一体部分である、請求項８に記載のブレード。
  10. 前記アフト・キャンバーは、下方に曲げられる後縁タブ延長部を含む、請求項８に記載のブレード。
  11. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードであって、
    断面を含み、前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、前記断面の後縁と前記中点の間の第２の最大まで減少し、そして前記後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成する断面、を含むブレード。
  12. 前記第１の最大は、前記第２の最大より大きい、請求項１１に記載のブレード。
  13. 前記アフト・キャンバーは、前記ブレードの一体部分である、請求項１１に記載のブレード。
  14. 前記アフト・キャンバーは、下方に曲げられる後縁タブ延長部を含む、請求項１１に記載のブレード。
  15. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードであって、
    断面を含み、前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、前記断面の後縁と前記中点の間の第２の最大まで減少し、そして前記後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、前記第２の最大から負に増加し、そして前記後縁まで負に減少し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、前記第２の最大から負に増加し、そして前記後縁まで負に減少して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成する断面、を含むブレード。
  16. 前記第１の最大は、前記第２の最大より大きい、請求項１５に記載のブレード。
  17. 前記アフト・キャンバーは、前記ブレードの一体部分である、請求項１５に記載のブレード。
  18. 前記アフト・キャンバーは、下方に曲げられる後縁タブ延長部を含む、請求項１５に記載のブレード。
  19. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードであって、
    断面を含み、前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、前記断面の後縁と前記中点の間の第１の最小まで減少し、前記後縁と前記中点の間の第２の最大まで増加し、そして前記後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第１の最小まで負に減少し、前記第１の最小から増加し、前記第２の最大まで減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第１の最小まで負に減少し、前記第１の最小から増加し、前記第２の最大まで減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成する断面、を含むブレード。
  20. 前記第１の最大は、前記第２の最大より大きい、請求項１９に記載のブレード。
  21. 前記アフト・キャンバーは、前記ブレードの一体部分である、請求項１９に記載のブレード。
  22. 前記アフト・キャンバーは、下方に曲げられる後縁タブ延長部を含む、請求項１９に記載のブレード。
  23. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプター・システムであって、
    アフト・キャンバーを含む断面を有するメイン・ローター・ブレードと、
    制御ユニットとを含み、前記メイン・ローター・ブレードは、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせ、前記制御ユニットは、前記メイン・ローター・ブレードの前記アフト・キャンバーによって生じる増加されたピッチング・モーメントを軽減する、ヘリコプター・システム。
  24. 前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、前記断面の前縁から増加して前記断面の後縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして前記後縁まで減少してより少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードの前記アフト・キャンバーを生成する、請求項２３に記載のシステム。
  25. 前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から減少し、増加し、前記最大まで減少し、そして前記最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、連続的に、増加し、前記最大まで減少し、そして前記最大から前記後縁まで増加して前記アフト・キャンバーを生成する、請求項２４に記載のシステム。
  26. 前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして前記断面の後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記最大まで減少し、前記最大から負に増加し、負に減少し、そして前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記最大から負に増加し、負に減少し、そして前記後縁まで負に増加してより少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードの前記アフト・キャンバーを生成する、請求項２３に記載のシステム。
  27. 前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大になり、そして前記断面の後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記最大まで減少し、前記最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして前記後縁まで負に減少し、前記傾きは、前記最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして前記後縁まで負に減少してより少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードの前記アフト・キャンバーを生成する、請求項２３に記載のシステム。
  28. 前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、前記断面の後縁と前記中点の間の第２の最大まで減少し、そして前記後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加してより少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードの前記アフト・キャンバーを生成する、請求項２３に記載のシステム。
  29. 前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、前記断面の後縁と前記中点の間の第２の最大まで減少し、そして前記後縁まで減少し、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、前記第２の最大から負に増加し、そして前記後縁まで負に減少し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、前記第２の最大から負に増加し、そして前記後縁まで負に減少してより少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードの前記アフト・キャンバーを生成する、請求項２３に記載のシステム。
  30. 前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差が、連続的に、前記断面の前縁から増加して前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大になり、前記断面の後縁と前記中点の間の第１の最小まで減少し、前記後縁と前記中点の間の第２の最大まで増加し、そして前記後縁まで減少し前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第１の最小まで負に減少し、前記第１の最小から増加し、前記第２の最大まで減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第１の最小まで負に減少し、前記第１の最小から増加し、前記第２の最大まで減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加してより少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードの前記アフト・キャンバーを生成する、請求項２３に記載のシステム。
  31. 前記制御ユニットは、固定式トリム可能バランス・スプリングを含む、請求項２３に記載のシステム。
  32. 前記制御ユニットは、電気式トリム可能バランス・スプリングを含む、請求項２３に記載のシステム。
  33. 前記制御ユニットは、油圧シリンダーを含む、請求項２３に記載のシステム。
  34. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面を設計するための方法であって、
    前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差を前記断面の前縁から増加させて、前記断面の後縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大にさせるステップと、
    前記差を前記最大から前記後縁まで減少させて、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成するステップとを含む、方法。
  35. 前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から減少し、増加し、前記最大まで減少し、そして前記最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、連続的に、増加し、前記最大まで減少し、そして前記最大から前記後縁まで増加して前記アフト・キャンバーを生成する、請求項３４に記載の方法。
  36. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面を設計するための方法であって、
    前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差を前記断面の前縁から増加させて、前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大にさせるステップと、
    前記差を前記断面の後縁まで減少させるステップであって、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記最大まで減少し、前記最大から負に増加し、負に減少し、そして前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記最大から負に増加し、負に減少し、そして前記後縁まで負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成するステップ、とを含む方法。
  37. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面を設計するための方法であって、
    前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差を前記断面の前縁から増加させて、前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で最大にさせるステップと、
    前記差を前記断面の後縁まで減少させるステップであって、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記最大まで減少し、前記最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして前記後縁まで負に減少し、前記傾きは、前記最大から負に増加し、負に減少し、負に増加し、そして前記後縁まで負に減少して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成するステップ、とを含む方法。
  38. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面を設計するための方法であって、
    前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差を前記断面の前縁から増加させて、前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大にさせるステップと、
    前記差を前記断面の後縁と前記中点の間の第２の最大まで減少させるステップと、
    前記差を前記後縁まで減少させるステップであって、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成するステップ、とを含む方法。
  39. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面を設計するための方法であって、
    前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差を前記断面の前縁から増加させて、前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大にさせるステップと、
    前記差を前記断面の後縁と前記中点の間の第２の最大まで減少させるステップと、
    前記差を前記後縁まで減少させるステップであって、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、前記第２の最大から負に増加し、そして前記後縁まで負に減少し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第２の最大まで負に減少し、前記第２の最大から負に増加し、そして前記後縁まで負に減少して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成するステップ、とを含む方法。
  40. より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせるためのヘリコプターのメイン・ローター・ブレードの断面を設計するための方法であって、
    前記断面の翼弦ラインと前記断面のキャンバー・ラインの間の差を前記断面の前縁から増加させて、前記前縁と前記翼弦ラインの中点の間で第１の最大にさせるステップと、
    前記差を前記断面の後縁と前記中点の間の第１の最小まで減少させるステップと、
    前記差を前記後縁と前記中点の間の第２の最大まで増加させるステップと、
    前記差を前記後縁まで減少させるステップであって、前記差の傾きが、連続的に、前記前縁から前記第１の最大まで減少し、前記第１の最大から負に増加し、前記第１の最小まで負に減少し、前記第１の最小から増加し、前記第２の最大まで減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加し、前記傾きは、前記第１の最大から負に増加し、前記第１の最小まで負に減少し、前記第１の最小から増加し、前記第２の最大まで減少し、そして前記第２の最大から前記後縁まで負に増加して、より少ない抗力でより高い揚力を発生させ、且つ高マッハ数において失速を遅らせる前記ブレードのアフト・キャンバーを生成するステップ、とを含む方法。
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