JP2012529398A - 航空機の飛行機構および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、2009年6月5日出願の米国仮特許出願第61/184,748号の優先権および利益を主張するものであり、添付の書類と共に、全ての目的のため参照により本書に組み込まれる。
本発明は、米国陸軍航空ミサイル軍によって認定された契約書第W31P4Q−06−C−0435の下で、政府の支援を受けてなされたものである。米国政府は本発明についての一定の権利を有する。
角度方向の制御が、スイープ角の移動時におけるフラップ翼のスイープ偏角の可変差異、および/または可変翼メンブレン張力の制御によって行われる、フラップ翼を有する重航空機に関する。
Claims (27)
- 支持構造を具える航空機において、
前記支持構造が、フラップ駆動要素と、当該支持構造に回転可能に取り付けられた第1の翼と、当該支持構造に回転可能に取り付けられた第2の翼とを具え、
前記第1の翼は第1の付け根の桁と前記第1の付け根の桁に取り付けられた第1のメンブレンとを具え、前記フラップ駆動要素を介してフラップして駆動するよう構成されており、
前記第2の翼は第2の付け根の桁と前記第2の付け根の桁に取り付けられた第2のメンブレンとを具え、前記フラップ駆動要素を介してフラップして駆動するよう構成されており、
機体の少なくとも1の軸についての航空機制御が、可変的なメンブレン羽ばたき運動;可変的な付け根の桁の回転運動の制限;および可変的な前記フラップ駆動要素のフラップ角速度の少なくとも1つによって行われることを特徴とする航空機。 - 請求項1に記載の航空機において、前記フラップ駆動要素が:
回転中心と回転面を有する回転要素と;
シャフトの周りに装着された第1のキャプスタンであって、前記シャフトは前記回転中心から遠位かつ前記回転面に対して実質的に垂直に前記回転要素に取り付けられた第1のキャプスタンと;
前記支持構造に回転可能に取り付けられた第1のロッカ部材と;
前記第1のキャプスタンおよび前記第1のロッカ部材に回転可能に取り付けられた第1の駆動連結部と;
前記支持構造に回転可能に取り付けられ、第1のロッカリンクを介して前記第1のロッカ部材に回転可能に取り付けられた第1のアームと;
前記シャフトの周りに装着された第2のキャプスタンと;
前記支持構造に回転可能に取り付けられた第2のロッカ部材と;
前記第2のキャプスタンおよび前記第2のロッカ部材に回転可能に取り付けられた第2の駆動連結部と;
前記支持構造に回転可能に取り付けられ、第2のロッカリンクを介して前記第2のロッカ部材に回転可能に取り付けられた第2のアームとを具えることを特徴とする航空機。 - 請求項2に記載の航空機において、前記回転要素が、前記支持構造に回転可能に取り付けられていることを特徴とする航空機。
- 請求項1に記載の航空機において、前記フラップ駆動要素が:
回転中心と回転面を有する回転要素と;
シャフトの周りに装着された第1のキャプスタンであって、前記シャフトが前記回転中心から遠位かつ前記回転面に対して実質的に垂直に前記回転要素に取り付けられた第1のキャプスタンと;
前記シャフトの周りに装着された第2のキャプスタンと;
第3のキャプスタンに装着された第1のアームであって、第1の連結部材が前記第3のキャプスタンを前記第1のキャプスタンに連結している第1のアームと;
第4のキャプスタンに装着された第2のアームであって、第2の連結部材が前記第4のキャプスタンを前記第2のキャプスタンに連結している第2のアームと;
前記第3のキャプスタンを前記第4のキャプスタンに連結している第3の連結部材とを具えることを特徴とする航空機。 - 請求項4に記載の航空機において、前記第3のキャプスタンが回転中心を有し、前記第4のキャプスタンが回転中心を有し、前記回転要素の前記回転中心が、前記第3のキャプスタンの回転中心および前記第4のキャプスタンの回転中心と同一線上であることを特徴とする航空機。
- 請求項5に記載の航空機において、前記第1の連結部材がコードを具え、前記第2の連結部材がコードを具え、前記第3の連結部材がコードを具えることを特徴とする航空機。
- 請求項1に記載の航空機において、前記フラップ駆動要素が:
第1の回転要素を駆動する第1のモータであって、前記第1の回転要素は回転中心と回転面を有する第1のモータと;
シャフトの周りに装着された第1のキャプスタンであって、前記シャフトは前記回転中心から遠位かつ前記回転面に対して実質的に垂直に前記回転要素に取り付けられた第1のキャプスタンと;
前記シャフトの周りに装着された第2のキャプスタンと;
第3のキャプスタンに装着された第1のアームであって、第1の連結部材が前記第3のキャプスタンを前記第1のキャプスタンに連結している第1のアームと;
第4のキャプスタンを前記第2のキャプスタンに連結している第2の連結部材と;
前記第3のキャプスタンを前記第4のキャプスタンに連結している第3の連結部材と;
第2の回転要素を駆動する第2のモータであって、前記第2の回転要素は回転中心と回転面を有する第2のモータと;
第2のシャフトの周りに装着された第5のキャプスタンであって、前記第2のシャフトは前記回転中心から遠位かつ前記回転面に対して実質的に垂直に前記第2の回転要素に取り付けられた第5のキャプスタンと;
前記第2のシャフトの周りに装着された第6のキャプスタンと;
第7のキャプスタンを前記第5のキャプスタンに連結している第4の連結部材と;
第8のキャプスタンに装着された第2のアームであって、第5の連結部材が前記第8のキャプスタンを前記第6のキャプスタンに連結している第2のアームと;
前記第7のキャプスタンを前記第8のキャプスタンに連結している第6の連結部材と;
前記第1のモータおよび前記第2のモータのフラップ速度を制御する電気回路とを具えることを特徴とする航空機。 - 請求項1に記載の航空機において、前記機体が機体制御アセンブリを介して航空機制御を行うよう構成されている場合、前記機体が:
スイープ角の移動を有し、付け根の桁およびマストに取り付けられたメンブレンを具える第1のフラップ翼であって、前記メンブレンは前記マストに対する前記付け根の桁の回転によって調整可能な表面張力を有している第1のフラップ翼と;
スイープ角の移動を有し、第2の付け根の桁および第2のマストに取り付けられた第2のメンブレンを具える第2のフラップ翼であって、前記メンブレンは前記第2のマストに対する前記第2の付け根の桁の回転によって調整可能な表面張力を有している第2のフラップ翼とを具えており;
前記第1のフラップ翼は前記航空機から半径方向に延在し、前記第2のフラップ翼は前記航空機の側面から半径方向に前記第1のフラップ翼とは実質的に反対側に延在しており;
前記機体制御アセンブリは、前記第1のフラップ翼の羽ばたき運動と前記第2のフラップ翼の羽ばたき運動の差異を生成することにより、ピッチトルク、ロールトルクおよびヨートルクの少なくとも1つを生成するよう構成されていることを特徴とする航空機。 - 請求項8に記載の航空機において、
前記第1のフラップ翼がさらに前方へのスイープ偏角と後方へのスイープ偏角を含むスイープ偏角を具えており;
前記第2のフラップ翼がさらに前方へのスイープ偏角と後方へのスイープ偏角を含むスイープ偏角を具えており;
前記機体制御アセンブリがさらに、前記第1のフラップ翼の前方へのスイープ偏角と前記第2のフラップ翼の前方へのスイープ偏角の差異、および前記第1のフラップ翼の後方へのスイープ偏角と前記第2のフラップ翼の後方へのスイープ偏角の差異の少なくとも一方によって、ヨートルクを生成するよう構成されていることを特徴とする航空機。 - 請求項1に記載の航空機において、前記機体が羽ばたき運動制御アセンブリを具える機体制御アセンブリを介して航空機制御を行うよう構成されている場合、前記第1の付け根の桁は前記羽ばたき運動制御アセンブリに取り付けられ;前記第2の付け根の桁は前記羽ばたき運動制御アセンブリに取り付けられることを特徴とする航空機。
- 請求項10に記載の航空機において、前記羽ばたき運動制御アセンブリが、前記第1の付け根の桁に取り付けられた第1のバングと、前記第2の付け根の桁に取り付けられた第2のバングと、前記第1のバングおよび前記第2のバングを受けるよう構成された位置変更可能なバングヨークとを具えることを特徴とする航空機。
- 請求項11に記載の航空機において、前記第1のアームがさらに、前記第1の翼のマストの周りの前記第1の翼の付け根の桁の回転角度を共に規定する第1の位置変更可能な停止部と第2の位置変更可能な停止部とを具えており;前記第2のアームがさらに、第3の位置変更可能な停止部と第4の位置変更可能な停止部とを具え、前記第3の位置変更可能な停止部および第4の位置変更可能な停止部が共に、前記第2の翼のマストの周りの前記第2の翼の付け根の桁の第2の回転角度を規定することを特徴とする航空機。
- 請求項12に記載の航空機において、前記第1の停止部が第1のプーリー上に配置され、前記第2の停止部が第2のプーリー上に配置されており、前記第1のプーリーおよび前記第2のプーリーはそれぞれ作動連結部材を介して回転可能に位置変更することができ、前記第3の停止部および前記第4の停止部はそれぞれ第2の作動連結部材を介して回転可能に位置変更することができることを特徴とする航空機。
- 請求項12に記載の航空機において、前記第1の停止部が第1のプーリー上に配置され、前記第2の停止部が第2のプーリー上に配置されており、前記第1の停止部および前記第2の停止部により定められた第1の角度を増加させるべく前記第1のプーリーおよび前記第2のプーリーはそれぞれ作動連結部材を介して回転可能に位置変更することができ、前記第3の停止部および前記第4の停止部により定められた第2の角度を増加させるべく前記第3の停止部および前記第4の停止部はそれぞれ第2の作動連結部材を介して回転可能に位置変更することができることを特徴とする航空機。
- フィットメントと係合するマストと;
前記マストに対して実質的に垂直にフィットメントと係合する桁と;
前記マストの一部の周囲に配置されるマスト管と;
前記桁の一部の周囲に配置される桁管と;
前記桁管および前記マスト管に取り付けられるスクリムと;
前記スクリムに配置され、前記桁および前記マストの交点から半径方向に延在する第1のバテンであって、翼形の縁部に近い遠位端を有している第1のバテンとを具えることを特徴とする翼。 - 請求項15に記載の翼がさらに、前記スクリムに配置され、前記桁および前記マストの交点から半径方向に延在する第2のバテンを具えており、当該第2のバテンは前記翼形の縁部に近い遠位端を有していることを特徴とする翼。
- 請求項15に記載の翼がさらに、前記桁を固定して受けるよう構成され、前記マストを回転可能に受けるよう構成された付け根ソケットを具えることを特徴とする翼。
- 請求項15に記載の翼において、当該翼の平面図形が、前記第1のバテンの遠位端、前記マストの遠位端部分、前記桁の遠位端部分、前記マストの近位端部分、および前記桁の近位端部分を含む外周点によって規定されることを特徴とする翼。
- 請求項15に記載の翼において、前記スクリムが、ポリフッ化ビニル膜を含むことを特徴とする翼。
- 請求項15に記載の翼において、前記スクリムが、繊維メッシュを更に含むポリフッ化ビニル膜を含むことを特徴とする翼。
- 請求項15に記載の翼において、前記スクリムが繊維メッシュの交差線を有する繊維メッシュを含んでおり、前記繊維メッシュの線が前記桁管および前記マスト管に対して斜めの角度を向いていることを特徴とする翼。
- 請求項15に記載の翼において、前記マストが炭素ロッドを具え、前記第1のバテンが炭素ロッドを具えることを特徴とする翼。
- 航空機を制御する方法において:
スイープ角の移動を有し、前方へのスイープ偏角と後方へのスイープ偏角を含むスイープ偏角を有する第1のフラップ翼と;
スイープ角の移動を有し、前方へのスイープ偏角と後方へのスイープ偏角を含むスイープ偏角を有する第2のフラップ翼とを具える制御アセンブリであって;
前記第1のフラップ翼は前記航空機から半径方向に延在し、前記第2のフラップ翼は前記航空機の側面から半径方向に前記第1のフラップ翼とは実質的に反対側に延在する制御アセンブリを提供するステップと;
前記第1のフラップ翼の前方へのスイープ偏角と前記第2のフラップ翼の前方へのスイープ偏角の差異、および前記第1のフラップ翼の後方へのスイープ偏角と前記第2のフラップ翼の後方へのスイープ偏角の差異の少なくとも一方を生成することにより、ロールトルクおよびヨートルクの少なくとも一方を生成するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 請求項23に記載の航空機を制御する方法がさらに:
スイープ角に基づいて前記第1のフラップ翼の前方への偏角を変化させる、およびスイープ角に基づいて前記第2のフラップ翼の前方への偏角を変化させることにより、ピッチトルクを生成するステップを含むことを特徴とする方法。 - 請求項23に記載の航空機を制御する方法がさらに:
スイープ角に基づいて前記第1のフラップ翼の後方への偏角を変化させる、およびスイープ角に基づいて前記第2のフラップ翼の後方への偏角を変化させることにより、ピッチトルクを生成するステップを含むことを特徴とする方法。 - 航空機を制御する方法において:
スイープ角の移動を有し、付け根の桁およびマストに取り付けられたメンブレンを具える第1のフラップ翼であって、前記メンブレンは前記マストに対する前記付け根の桁の回転によって調整可能な表面張力を有している第1のフラップ翼と;
スイープ角の移動を有し、第2の付け根の桁および第2のマストに取り付けられた第2のメンブレンを具える第2のフラップ翼であって、前記第2のメンブレンは前記第2のマストに対する前記第2の付け根の桁の回転によって調整可能な表面張力を有している第2のフラップ翼とを具える制御アセンブリであって;
前記第1のフラップ翼は前記航空機から半径方向に延在し、前記第2のフラップ翼は前記航空機の側面から半径方向に前記第1のフラップ翼とは実質的に反対側に延在する制御アセンブリを提供するステップと;
前記第1のフラップ翼の羽ばたき運動と前記第2のフラップ翼の羽ばたき運動の差異を生成することにより、ピッチトルク、ロールトルクおよびヨートルクの少なくとも1つを生成するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 請求項26に記載の航空機を制御する方法において:
前記第1のフラップ翼がさらに、前方へのスイープ偏角と後方へのスイープ偏角を含むスイープ偏角を具え;
第2のフラップ翼がさらに、前方へのスイープ偏角と後方へのスイープ偏角を含むスイープ偏角を具えており;当該方法が更に:
前記第1のフラップ翼の前方へのスイープ偏角と前記第2のフラップ翼の前方へのスイープ偏角の差異、および前記第1のフラップ翼の後方へのスイープ偏角と前記第2のフラップ翼の後方へのスイープ偏角の差異の少なくとも一方を生成することにより、ヨートルクを生成するステップを含むことを特徴とする方法。
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