JP2013023217A - 空気圧式作動による後縁スプリットフラップ - Google Patents

Abstract

【課題】フラッターの懸念を軽減するスプリットフラップを提供する。
【解決手段】スプリットフラップ１４と翼１０の上側表面１８との間に配置されているブラダーシステムを含む。スプリットフラップは、蝶番１６または可撓性下側外板により翼後縁から分離されている短翼弦（通常、翼弦全体の１〜３％）長翼幅の下側パネルである。スプリットフラップの展開は、膨張可能なブラダーシステムにより空気圧式で作動される。スプリットフラップは、固定翼後縁、移動フラップ後縁または尾部後縁に存在していてもよい。空気圧式ブラダー２２は、スプリットフラップを伸展および格納するために力を分配して提供する。この空気圧式手法により、過剰な抗力が取り除かれ、コストおよび重量が削減され、かつ、フラッターの懸念が軽減される。
【選択図】図１

Description

これから開示する実施形態は、一般に、翼、飛行制御表面（例えば、フラップ）および水平安定板といった固定翼航空機の翼の後縁上の蝶番式表面に関する。とりわけ、ここに開示する実施形態は、そのような翼に蝶番式に装着されているスプリットフラップを作動させるための方法に関する。

スプリットフラップは、翼の一部を形成する蝶番式の板である。スプリットフラップは、航空機に空気力学的利点を提供するが、その大きさが小さいこと（典型的に翼弦の１〜３％）、および、最後縁という位置により、困難が生じる。

典型的に何らかの形態の外部蝶番または作動を有する複雑な機械的連結機構により、スプリットフラップを作動させることが知られている。外部蝶番または作動は、過剰な抗力を生みだす。複雑な機械的連結機構では部品点数が多くなり、コストおよび重量の増大につながる。不連続な機械的支持体は、フラッターをより生じやすい可能性があり、かつ、連結機構は、ジャミングを受けやすいだろう。さらに、（典型的な機械的連結機構などの）不連続な点におけるスプリットフラップの作動は、小型で薄いスプリットフラップの非常に低い剛性のため困難であり、これにより、スプリットフラップのブーンという騒音やフラッターの危険性が高まることがある。このことが、多くの点における作動を強制している。

過剰な抗力を除去し、コストおよび重量を削減し、かつ、フラッターおよびジャミングの懸念を軽減するスプリットフラップの作動システムおよび方法が必要である。

これから開示する実施形態は、翼の後縁付近または後縁に蝶番式に装着されているスプリットフラップを空気圧式で作動させるためのシステムに関する。該システムは、スプリットフラップと翼の上側表面との間に配置されているブラダーシステムを含む。スプリットフラップは、蝶番または可撓性下側外板により翼後縁から分離されている短翼弦（通常、翼弦全体の１〜３％）長翼幅の下側パネルである。スプリットフラップの展開は、膨張可能なブラダーシステムにより空気圧式で作動される。スプリットフラップは、固定翼後縁、移動フラップ後縁または尾部後縁に存在していてもよい。空気圧式ブラダーは、スプリットフラップを伸展および格納するために力を分配して提供する。

空気圧式作動は、数多くの特徴および利点を提供する。ブラダーシステムは、動く部品をほとんど有さないことにより、コストおよび重量が削減されるとともに、ジャミングの危険性も低減する。ブラダーシステムは、その長手方向に沿ってスプリットフラップに連続した支持を提供し、これにより、より薄型の（作動困難点や厳しい剛性要件がない）スプリットフラップが得られ、かつ、（連続蝶番または連続湾曲外板と組み合わせて）支持されていない翼幅を除去することによりフラッターの危険性を削減できる。ブラダーシステムの構成は、空気力学的需要を最もよく満たすために、スプリットフラップの展開角度が翼幅方向で変化するよう調整することができる。ブラダーは、スプリットフラップに対して複数の展開位置を可能とする内部の翼幅方向へ向いた隔壁を有することができる。翼弦方向へ向いた隔壁は、ブラダーの破損によるスプリットフラップの格納の翼幅方向での程度を低減することができる。高負荷時のフラップに対する負荷緩和は、ブラダーシステムのベイを収縮させることにより達成でき、この収縮は、（あるいは二重化された）圧力解放弁により迅速に行うことができる。ブラダーシステムに吸引力を印加することにより、負荷がかかっている状態でフラップが完全に格納したままに保たれる。さらなるフラップを閉じる力が必要であれば、ねじりばねを追加することができる。

これから開示するさまざまな実施形態に係る装置は、上側表面および下側表面を有する翼と、下側表面に結合されているスプリットフラップと、スプリットフラップと翼の上側表面との間に配置されている膨張可能なベイのアレイとを含む。一実施構成において、膨張可能なベイは、行列配置されており、各列における隣接するベイが翼幅方向の隔壁により分離されている一方で、各行における隣接するベイは翼弦方向の隔壁により分離されている。あらゆる特定の列における膨張可能なベイは、次々と膨張させることができ、これにより、スプリットフラップを段階的に展開する。一つおきの列における膨張可能なベイは、独立した圧縮空気源を用いて膨張させることができ、これにより、いずれか１つのベイの破損の影響をフラップの他の半分にわたる圧力を維持することにより軽減する。これに加えて、種々の列のベイは、完全に膨張した際に異なる形状を有するよう構成してもよく、その結果、翼幅方向におけるフラップの偏向の程度が変化する。

本発明の広い範囲にしたがって、アレイは、あらゆる数の列およびあらゆる数の行に配置されている少なくとも２つの膨張可能なベイを有する。アレイが膨張可能なベイを２つしか含まない場合、一実施形態では、１本の行に配置可能であり、別の実施形態では、１本の列に配置可能である。ここで開示する実施形態において、膨張可能なベイのアレイは、２本の列および２本より多くの行を有するが、以下の側面は、本発明のさまざまな側面の広い範囲を示すものである。

本発明の一側面は、上側表面および下側表面を有する翼と、下側表面により支持されている前縁を有し、かつ、翼幅方向に延在している展開可能なフラップと、個々に膨張可能かつ互いに隣接している第１ベイおよび第２ベイを含むブラダーシステムとを含む装置である。第１ベイおよび第２ベイは、フラップの一部と上側表面との間に配置されている。フラップの上記一部は、第１ベイが膨張しており、かつ、第２ベイが収縮しているときに第１構成を有し、第１および第２ベイが両方とも膨張しているときに第１構成とは異なる第２構成を有する。上記フラップ部分が第１構成にあるときよりフラップ部分が第２構成にあるときの方が、フラップ部分は、下側表面に対してより大きい角度で展開されている。

本発明の別の側面は、ブラダーシステムの互いに隣接している第１ベイおよび第２ベイに圧縮空気を供給することを含む、翼後縁付近の翼の下側表面により支持されている蝶番式フラップを展開するための方法であって、第１ベイおよび第２ベイは、翼の上側表面と蝶番式フラップの少なくとも翼幅方向区画との間に配置されており、蝶番式フラップの第１翼幅方向区画は、第１ベイが膨張しており、かつ、第２ベイが収縮しているときに第１展開位置へと偏向され、第１ベイおよび第２ベイの両方が膨張しているときに第１展開位置を超えた第２展開位置へ偏向される。

本発明のさらなる側面は、上側表面および下側表面ならびに後縁を有する翼と、翼の後縁付近の下側表面により支持されている前縁を有し、かつ、翼幅方向に延在している展開可能なフラップと、上側表面とフラップとの間に配置されている少なくとも１つのブラダーであって、翼幅方向に区分されて、翼幅方向区分を形成する少なくとも１つのブラダーとを含む装置であって、少なくとも１つのブラダーの翼幅方向区分が、フラップを収納位置から展開位置へ移動させるよう膨張可能である。

本発明の他の側面を下に開示および請求する。

図１は、さまざまな実施形態に係る空気圧式に作動可能なスプリットフラップを備えた後縁を有する翼の一部の断面図であって、作動前のスプリットフラップの位置を示している。 図２は、さまざまな実施形態に係る空気圧式に作動可能なスプリットフラップを備えた後縁を有する翼の一部の断面図であって、第１作動段階後のスプリットフラップの位置を示している。 図３は、さまざまな実施形態に係る空気圧式に作動可能なスプリットフラップを備えた後縁を有する翼の一部の断面図であって、第２作動段階後のスプリットフラップの位置を示している。 図４は、図１〜図３に描写したスプリットフラップの部分の偏向を空気圧式に作動させるためのシステムの構成要素を示した図である。太字矢印は、空気圧式接続を通る空気流を示し、一方、コントローラを横切る線は、電気接続を示す。 図５は、一実施形態に係るスプリットフラップを作動させるために圧縮空気を供給するためのシステムの平面図を示す。 図６は、別の実施形態に係るスプリットフラップを作動させるために圧縮空気を供給するためのシステムの平面図を示す。 図７は、図６に描写したシステムの一部（すなわち、スプリットフラップを有する翼後縁）の、図６に示した７−７線に沿った断面図を示す。 図８は、図１〜図３に描写したスプリットフラップの一部の偏向を空気圧式で作動させるためのシステムの構成要素を示す。太字矢印は、空気圧式接続を通る空気流を示し、一方、コントローラを横切る線は、電気接続を示す。 図９は、図１〜図３に描写したスプリットフラップの一部の格納を空気圧式で作動させるためのシステムの構成要素を示す。太字矢印は、空気圧式接続を通る空気流を示し、一方、コントローラを横切る線は、電気接続を示す。 図１０は、さらなる実施形態に係る漏えい緩和のための手段を有する空気圧式ブラダー作動システムのいくつかの構成要素を示す。太字矢印は、空気圧式接続を通る空気流を示し、一方、コントローラを横切る線は、電気接続を示す。

これより、異なる図面における同様の要素が同じ参照番号を有する図面に言及する。

図１は、さまざまな実施形態に係るスプリットフラップ１４を展開するための空気圧式アクチュエータを備えた翼１０の後縁部分の断面図を示す。翼１０は、下側空気力学的表面１２と、上側空気力学的表面１８と、最後縁にある中実の先端２０とを含む。翼は、炭素繊維強化ポリマー、金属またはその他適切な材料から作られていてもよい。展開可能なフラップ１４は、下側表面１２により支持されている前縁を有し、かつ、翼幅方向（すなわち、翼の翼幅に平行な方向）に延在している。スプリットフラップ１４もまた、炭素繊維強化ポリマー、金属（例えば、アルミニウム）またはその他適切な材料から作られていてもよい。

図１は、非作動状態のスプリットフラップ１４を示している。非作動状態において、フラップ１４は、下側表面１２と概ねまっすぐに並んでおり、かつ、下側表面の開口を覆っている。中実の先端２０は、フラップ１４の後部縁を収容するための凹部を有する。フラップ１４は、後部縁に蝶番１６を有する装着板４２を介して下側表面１２により支持されている。蝶番１６は、連続蝶番の手法で構成されていてもよい。フラップ１４は、蝶番１６の軸の周りで下側表面に対して旋回可能である。あるいは、フラップは、連続湾曲外板により下側表面に接続されることにより、蝶番を省くことが可能であろう。

図１に示した空気圧式アクチュエータは、翼１０の上側表面１８とスプリットフラップ１４との間に配置されているブラダーシステムを含む。図１において見えているブラダーシステムの構成要素は、共通の壁（すなわち、隔壁２４）を共有する第１段階ベイ２６および第２段階ベイ２８を形成するためにブラダー２２を仕切る内部隔壁２４を有する折り畳み可能なブラダー２２のみである。隔壁２４は、ベイ２６およびベイ２８のそれぞれの内部表面を形成する。ベイ２６および２８は、翼１０の上側表面１８とスプリットフラップ１４との間に積層されている。ベイ２６の一部は、翼の上側表面１８に（例えば、接着剤により）貼り付けられている一方、ベイ２８の一部は、フラップ１４に同様に貼り付けられている。両方のベイが折り畳まれた（すなわち、非膨張）状態で示されている。

種々の実施形態にしたがって、図１に示した積層されているベイ２６および２８は、膨張可能ベイの複数列のアレイを含むブラダーシステムにおける１列を形成していてもよく（図１では見えないが、後で詳細に説明する図５および図６を参照のこと）、各列は、翼１０の上側表面１８とスプリットフラップ１４のそれぞれの翼幅方向区画との間に配置されている一対の同様に積層されている膨張可能なベイを含む。膨張可能なベイの２行複数列のアレイの場合、図１においてみられる内部隔壁２４は、各行における隣接するベイが共通の翼弦方向隔壁を共有している状態で、アレイの全長にわたり翼幅方向に延在していてもよい。

共通の隔壁を共有する隣接したベイの代わりに、（列または行に関わらずこれらにおける）２つの隣接したベイは、別々の容器または袋として形成されてもよく、これらは次に、容器の構成に用いられている材料によって決まる接着剤あるいは熱接着またはその他の適切な手段により貼り付けられる。

さらなる代替案によると、積層されているベイの連続した対を互いに貼り付けることなく、複数対の積層されているベイを別々に設置してもよい。さらに、積層されているベイのそれぞれの対は、間隙により分離されていてもよく、互いに隣接している必要はない。

いくつかの実施形態によると、ブラダーシステムは、折り畳み可能な繊維強化材料で作ることができ、その母材は、ナイロンまたはゴムである。繊維強化材料の使用は、所定の構成が得られたとき、すなわち、強化繊維が完全に伸展されて、ベイをそれ以上拡張させない点までベイの壁が完全に拡張されたとき、設計されたレベルを超える内部空気圧に応じてベイが拡張し終わるという利点がある。

再度図１を参照すると、ベイ２６および２８は、これらベイのそれぞれの出入口に結合されている対応する空気注入管３２および３４を介して個々に膨張可能である。図１は、空気注入管をブラダー出入口に結合させるためのハードウェアを示していないが、そのようなハードウェアは、膨張可能なブラダーの技術分野における当業者によく知られている。（例えば、ブラダーシステムの各ベイは、配管または管の端部に締め付けられている開口部を備えている可能性がある。）空気注入管３２および３４のそれぞれの部分は、ポリマー材料、例えば、フェノール樹脂のブロック４０に埋設されており、これにより、支持されている。部分的に図１に示されている空気供給システムの特定の構成において、空気注入管３２は、空気分配管３０と流体連通している一方、空気注入管３４は、弁３６を介して空気分配管３０と流体連通している。空気分配管３０は、今度は、（図１では示していない）圧縮空気源、例えば、空気ポンプと連通する。

任意に、空気注入管３２と空気分配管３０との間に弁を設置することも可能である。あるいは、弁３６を省略することも可能であり、圧縮空気源と空気注入管３２との間に弁を設けることも可能であり、該配置構成により、ベイ２６の膨張前にベイ２８の膨張が可能となるだろう。

具体的には、空気分配管３０は、システムを動作させるための高圧入力をもたらす源に結合されている空気分配システムの一部であり得る。例えば、源は、（図１では示していない）主導管を介して主分配弁に接続されることができる。（図示されていない）コントローラは、スプリットフラップの展開が命令された際、電線を介して主分配弁を電気的に起動する。コントローラは、操縦士により起動可能であるか、または、飛行状態にしたがって予めプログラム可能である。主分配弁は、開いているとき、多岐管を介して一組の弁（例えば、図１に示す弁３６）へ圧縮空気を分配する。開いている弁は、今度は、圧縮空気を対応する空気注入管へ供給する。

圧縮空気源が電子制御された空気ポンプである場合、コントローラは、スプリットフラップの展開が命令された際、空気ポンプをも起動する。図２および図３は、それぞれ、第１作動段階および第２作動段階の完了時のフラップ位置および膨張可能なベイの状態を示している。第１段階において、ベイ２６の膨張により、フラップ１４の部分的展開が作動される。図２は、ベイ２６が完全に膨張しているとき、フラップ１４が、翼１０の下側表面１２に対して第１角度だけ偏向している状態を示している。第２段階において、ベイ２８の膨張により、フラップ１４の完全展開が作動される。図３は、ベイ２６およびベイ２８の両方が完全に膨張しているとき、フラップ１４が、第１角度より大きい第２角度だけ偏向している状態を示している。あるいは、ベイ２６およびベイ２８は、同時に膨張させることもできる。

しかしながら、フラップ１４が剛性構造体ではなく、ねじれに弱いということを鑑みると、スプリットフラップのすべての翼幅方向区画は、部分的または完全展開のいずれかの間、正確に同じ角度で偏向することはない。図２および図３に描写された実施例において、フラップ１４の描写部分は、（図２で見られるように）ベイ２６が膨張し、かつ、ベイ２８が収縮しているときに第１構成を有し、（図３で見られるように）ベイ２６およびベイ２８の両方が膨張しているときに第１構成とは異なる第２構成を有する。図２および図３に描写されていないフラップのその他の部分は、図２および図３に描写された角度とは異なる角度で偏向していてもよい。

そのうえ、（各列が、図１〜図３に描写した種類の一対の積層されたベイからなる）複数列を有する膨張可能なベイのアレイがフラップと翼の上側表面との間に設置されている場合、ベイの該一対は、これらの列のベイが完全に膨張しているときにそれぞれの列が異なる構成を有するように構成されていてもよい。これにより、翼幅方向において偏向量が変化するように、設計者がフラップの偏向を調整できるようになる。

また、１列における膨張可能なベイの数を２つより多くすることもできることは理解されたい。例えば、各層が３つのベイを有する場合、第１ベイのみが膨張すると、フラップは、第１部分的展開位置へと展開されるだろう。第１ベイが膨張したままで第２ベイが膨張すると、フラップは、第１部分的展開位置と完全展開位置との中間の第２部分的展開位置へと展開されるだろう。最後に、第１ベイおよび第２ベイが膨張したままで層中の第３ベイが膨張すると、フラップは、完全展開位置へと展開されるだろう。

図４は、図１〜図３に描写したスプリットフラップの部分の偏向を空気圧式に作動させるためのシステムの構成要素を示している。第１作動段階において、コントローラ８が空気ポンプ４４を起動すると、ベイ２６は、膨張させられる。図４における太字矢印は、空気圧式接続を通る空気流を示し、一方、コントローラを横切る線は、電気接続を示す。（第１段階に続く）第２作動段階において、（空気ポンプ４４が依然として起動されている間に）コントローラ８が弁３６を開くことにより、ベイ２８を空気ポンプ４４と流体連通させると、ベイ２８は、膨張させられる。空気ポンプ４４とベイ２６との間に（図４には示されていない）介在弁が設置されている構成において、該介在弁は、第１作動段階中にコントローラにより開かれることにより、ベイ２８を空気ポンプ４４と流体連通させるだろう。

コントローラ８は、スプリットフラップを図２に描写した角度だけ偏向させるべきと指示する命令をうけると、空気ポンプを起動し、かつ、弁３６を開かないようにプログラムすることができる。さらに、コントローラ８は、スプリットフラップを図２に描写した角度より大きい図３に描写した角度だけ偏向させるべきと指示する命令をうけると、空気ポンプを起動し、次いで、弁３６を開くようにプログラムすることができる。

図５は、一実施形態に係るスプリットフラップを作動させるために圧縮空気を供給するためのシステムを示す。図５は、スプリットフラップ１４が翼１０の下側表面１２における開口に収まっている状態で翼１０を見上げている図である。本実施例において、翼１０は、後縁フラップであり、かつ、スプリットフラップ１４は、後縁フラップに対して（紙面外の方向へ）偏向可能な先端フラップである。図５に示されているシステムは、（フラップ１４の裏に位置し、図５の視点からは見えない）膨張可能なベイのアレイを含む。図５に見られる実施例において、膨張可能なベイのアレイは、２行１１列を有し、ベイの各列は、図１〜図３を参照しつつ上で説明したように層内に配置されている。積層ベイの各対は、空気ポンプ４４からの圧縮空気を供給することにより膨張可能である。任意に、空気ポンプ４４は、希望に応じて（フラップから）離れて位置することも可能である。

ポンプ４４からの圧縮空気は、複数の空気分配管３０への空気供給線４６により分配される。図１〜図３に示した空気分配管３０の説明と一致して、図５に見られる各空気分配管３０は、（図５には示されていない）対応する弁および空気注入管を介して積層ベイのそれぞれの対へ空気を供給することができる。必要に応じて（例えば、それぞれの空気分配管３０内に）追加の弁を設置して、万が一ブラダーシステム内のいずれかの場所において破損が生じた場合に、供給線４６内の圧力損失を回避することができる。また、フラップが固体積層複合材または金属薄膜で作られている場合、いくらかねじれる傾向にあるが、すべてのベイが収縮するわけではない。しかしながら、膨張したままのその他のベイは、たとえフラップのねじれ角度が変化していても、依然として偏向位置においてフラップを保持するだろう。

図５に示した実施構成において、単一の空気ポンプは、単一の供給線を用いてフラップ全体を駆動する。空気ポンプは、供給線４６の外へ空気を吸い出し、これにより、折り畳み可能なベイの外へ空気を吸い出すことによりフラップが格納可能なように両方向に使用可能である。（図５には示されていない）二重化された空気解放弁を膨張可能なベイ上に設けて、必要に応じてフラップの格納を促進することができる。各空気解放弁の状態は、空気分配弁の状態を制御するものと同じコントローラにより制御可能である。各空気解放弁は、弁が設置されているベイを開放する。次いで、空気の流れによりフラップ１４に印加される外部圧力により、ベイが折り畳まれ、かつ、開かれた空気解放弁の外へ空気が送られる。より大きな閉鎖力が必要であれば、蝶番線１６にねじりばねを設置して、フラップがより迅速に閉まるようにすることが可能である。

図６は、別の実施形態に係るスプリットフラップを作動させるために圧縮空気を供給するためのシステムを示す。ここでもまた、図６は、スプリットフラップ１４が翼１０の下側表面１２における開口に収まっている状態で翼１０を見上げている図である。図６に示されているシステムは、フラップ１４の裏に位置している膨張可能なベイのアレイを含むが、例示のために、図６では参照番号５６、５８、６０および６２により積層膨張可能ベイの４つの隣り合う対を示している。これらのベイは、共通の境界を共有しており、該境界は、翼弦方向の隔壁５０、５２および５４の形態を取り、ブラダーを４つの翼幅方向の区画に仕切っている。

図７は、図６に描写したシステムの一部（すなわち、スプリットフラップを有する翼後縁）の、図６に示した７−７線に沿った断面図を示す。図７において見られるように、各翼幅方向の区画は、今度は、翼幅方向の隔壁２４により仕切られて、前に説明した種類の膨張可能なベイ２６および２８を形成する。

したがって、組み合わせて見ると、図６および図７は、２行４列の膨張可能なベイを有するアレイからなるブラダーシステムの一例を示しており、各列における積層ベイは、それぞれの翼幅方向の隔壁２４を共有しており、隣接する列におけるベイは、それぞれの翼弦方向の隔壁５０、５２または５４を共有している。図６における１／２の表示は、（各々が一対の積層ベイである）２列を示し、これら２列の膨張可能なベイは、（図示しない）圧力源Ａ層と選択的に流体連通されている。同様に、図６における３／４の表示は、（各々が一対の積層ベイである）２列を示し、これら２列の膨張可能なベイは、（図示しない）圧力源Ｂと選択的に流体連通されている。図６において見られるように、ベイの対１／２は、ベイの対３／４と交互の順番で配置されている。各ベイの対１／２の１番ベイは、空気分配サブシステム６４を用いて圧力源Ａにより膨張可能である一方、各ベイの対１／２の２番ベイは、空気分配サブシステム６６を用いて圧力源Ａにより膨張可能である。前に説明したように、図７に示されているベイ２８およびベイ２６に相当する１番ベイおよび２番ベイは、順番にまたは同時に膨張可能である。同様に、各ベイの対３／４の３番ベイは、空気分配サブシステム６８を用いて圧力源Ｂにより膨張可能である一方、各ベイの対３／４の４番ベイは、空気分配サブシステム７０を用いて圧力源Ｂにより膨張可能である。ここでも図７に示されているベイ２８およびベイ２６に相当する３番ベイおよび４番ベイは、順番にまたは同時に膨張可能である。図６には示されていないが、適切な位置に弁を設置して、１番ベイおよび２番ベイまたは３番ベイおよび４番ベイを順番に膨張させられるようにしてもよい。

図６に示した配置構成により、１つおきの列における膨張可能なベイ（すなわち、翼幅方向区分）を独立した圧縮空気源を用いて膨張させることができ、これにより、いずれか１つのベイの破損の影響をフラップの他の半分にわたる圧力を維持することにより軽減する。２つの別々の圧力源の使用により、圧力源の故障の影響を軽減する。

別の実施形態によると、ブラダーシステムの構成を調整して、スプリットフラップの展開角度を翼幅方向に変化させて、空気力学的需要をもっともよく満足することができる。装置の一例は、上側表面および下側表面を有する翼と、下側表面により支持されている前縁を有し、かつ、翼幅方向に延在している展開可能なフラップと、上側表面とフラップの第１翼幅方向区画との間に配置されている第１膨張可能な翼幅方向区画および上側表面とフラップの第２翼幅方向区画との間に配置されている第２膨張可能な翼幅方向区画を含むブラダーシステムとを含む。そのような実施形態は、図６および図７を参照しつつこれまでに説明した。フラップの偏向の翼幅方向の変化は、ブラダーシステムのある膨張可能な翼幅方向区画（例えば、図６における区画６０）を別の膨張可能な翼幅方向区画（例えば、図６における区画６２）とはフラップのこれら翼幅方向区画の偏向量が実質的に異なるのに十分なほど異なるように構成することにより提供できる。例えば、ブラダーシステムは、スプリットフラップの一端が３０度偏向されている一方、多端が６０度偏向されている結果、スプリットフラップがその長手方向に沿ってねじられるように構成可能である。

さらなる実施形態によると、フラップの格納が命令された際、１つ以上のベンチュリ管を利用して、ブラダーシステムを排気することができる。ベンチュリ管は、ブラダーシステムの膨張に用いた同じ管から空気を引き出すことにより、装置の１つまたは複数のベイを収縮させる。その他の管を排気専用とすることも可能だが、膨張出入口を利用することが好適な解決法である。

図８および図９は、図１〜図３に描写したスプリットフラップの一部の偏向または格納のいずれかを空気圧式で作動させるためのシステムの構成要素を示す。ここでもまた、太字矢印は、空気圧式接続（例えば、管）を通る空気流を示し、一方、コントローラを横切る線は、電気接続を示す。空気ポンプ４４は、管７２により方向弁４に接続されている。空気ポンプ４４の起動および弁４の方向状態は、コントローラ８により電子的に制御される。図８に描写されている膨張モードにおいて、弁４は、ポンプ４４からベンチュリ管６を迂回する管７４へと空気流を導く。管７４を通る流れは、直列接続されている管７６および管７８により第１段階ベイ２６の出入口へと導かれる。コントローラ８はまた、開放状態において、管８０内の圧縮空気を管８２内へ結合させる弁３６の状態を制御する。管８２は、今度は、第２段階ベイ２８の出入口に接続される。コントローラは、弁４がバイパス管７４内へ圧縮空気を導くように弁４の状態を切り替えた後、弁３６を開くするようプログラム可能であり、この場合、ベイ２８は、ベイ２６が膨張された後に膨張される。

ベンチュリ管６は、管８４を介して弁４に接続されている第１出入口と、管７６に接続されている第２出入口と、管８６に接続されている第３出入口とを有する。管８６は、排気口（図示せず）に接続されている。図８に描写されている膨張モードにおいて、ベンチュリ管６は、ポンプ４４からベイ２６およびベイ２８への空気流と干渉せず、ポンプ４４により生じる圧縮空気は、管８６を介しては逃がされない。

対照的に、図９は、収縮モードにおけるシステムを描写している。コントローラ８は、弁３６を開放状態に維持し、弁４が今度はポンプ４４からバイパス管７４の代わりに管８４内へ圧縮空気を導くよう方向弁４を切り替えるようプログラムされている。このモード変更の結果、ベンチュリ管６の一方の側の管７６内の圧力が、ベンチュリ管６の他方の側の管８４内の圧力より低くなり、これにより、ポンプ４４により生じる圧縮空気をベンチュリ管６からその第３出入口を介して逃がし、排出管８６内へ流れ込ませる。ベンチュリ管６から逃がされる空気は、ベルヌーイの原理により真空を生じ、該真空は、空気流がベンチュリ管をわたって導かれることにより、ベイ２６およびベイ２８を排気する間は、生じ、かつ、保持される。結果として生じる管７６、７８、８０および８２を通る逆向きの空気流は、ベイ２６および２８を収縮させるが、図９において矢じりにより示されている。

図１０は、さらなる実施形態に係る漏えい緩和のための手段を有する空気圧式ブラダー作動システムの構成要素を示す。本実施形態は、弁３８が管７６と管７８との間に配置されており、かつ、第１段階ベイ２６および第２段階ベイ２８がコントローラ８に接続された対応する圧力トランスデューサ８６および圧力トランスデューサ８８を備えているという点において図８に描写されている実施形態とは異なる。図１０は、弁３６および弁３８が開放状態での膨張モードにおけるシステムを示す。ベイ２６は（損傷していなければ）、空気ポンプ（図示せず）からの圧縮空気を管７６、開放弁３８および管７８を介して受け入れるにつれて膨張する一方、ベイ２８は（損傷していなければ）、前記ポンプからの圧縮空気を管７６および管８０、開放弁３６ならびに管８２を介して受け入れるにつれて膨張する。

本実施形態にしたがって、ブラダー区画のうちのいずれかにおける漏えいを検出および緩和するための手段を提供する。コントローラは、圧力トランスデューサ８６から電気接続９０を介してベイ２６の内部圧力を表す信号を受信する一方、圧力トランスデューサ８８から電気接続９２を介してベイ２８の内部圧力を表す信号をも受信する。コントローラ８は、各ベイの圧力増大を監視するようプログラムされている。万が一ある１つが膨張しなかった場合、コントローラは、そのブラダーに対する対応する弁に信号を送信し、弁を閉じる。例えば、ベイ２６が膨張していないことを圧力トランスデューサ８６からの圧力信号が示しているとコントローラが判断した場合、コントローラ８は、（電気接続９６を介して）弁３８へ制御信号を送信し、弁３８の状態を開放から閉鎖へ変更する。これにより、ベイ２６におけるいかなる破損からの圧縮空気の漏えいも防がれ、また、ベイ２８の膨張を防ぐ作用をも有する。同様に、ベイ２８が膨張していないことを示す圧力トランスデューサ８８からの圧力信号に応答して、コントローラ８は、（電気接続９４を介して）弁３６へ制御信号を送信し、弁３６の状態を開放から閉鎖へ変更する。

この解決法は、万が一の漏えいの際に二重化を保つ手段を提供する。フラップのその他の区画は、すべてのブラダー区画が膨張していなくとも動作するような大きさとなっているので、依然として膨張するだろう。機能しているブラダー区画の排気により、依然としてフラップが完全に閉鎖され、通常の飛行構成が回復されるだろう。

（いずれも一定の縮尺にしたがっていない）図１〜図７において描写した実施形態において、スプリットフラップの機尾側端は、翼の真の後縁からいくらかの距離を有するように見える。しかしながら、その他の実施形態によると、スプリットフラップの機尾側縁は、フラップ／翼／水平安定板の真の機尾側縁へと延在可能である。この結果、空気力学的観点からより効果的なスプリットフラップとなるが、折り畳まれたブラダーの容積を非常に小さなくさび形部分において操作するのは困難であるので、より厚みの大きい後縁先端を要する可能性があり、フラップの格納時に抗力が増大する結果となる。

装置は、上側表面および下側表面を有する翼と、前記下側表面により支持されている前縁を有し、かつ、翼幅方向に延在している展開可能なフラップと、個々に膨張可能かつ互いに隣接する第１ベイおよび第２ベイを含むブラダーシステムとを含んでもよく、前記第１ベイおよび第２ベイは、前記フラップの一部と前記下側表面との間に配置されており、前記フラップの前記一部は、前記第１ベイが膨張しており、かつ、前記第２ベイが収縮しているときに第１構成を有し、前記第１および第２ベイが両方とも膨張しているときに前記第１構成とは異なる第２構成を有し、前記フラップの前記一部は、前記フラップの前記一部が前記第１構成にあるときより前記フラップの前記一部が前記第２構成にあるときの方が前記下側表面に対してより大きい角度で展開されている。

該装置は、折り畳み可能な繊維強化材料から作られるブラダーシステムを含んでもよい。該装置は、所定の構成が得られたとき、内部空気圧に応じて拡張し終わる第１ベイを含むことができる。記載されている該装置は、前記下側表面に対する前記フラップの移動を促進する蝶番をさらに含んでもよい。該装置は、圧縮空気源と、前記圧縮空気源から前記第２ベイへと圧縮空気を搬送するための空気注入管と、前記圧縮空気源と前記空気注入管との間に設置されている弁と、前記圧縮空気源を起動し、かつ、命令に応答して前記弁を開くことにより、前記第２ベイを膨張させるようプログラムされているコントローラとをさらに含んでもよい。

該装置は、圧縮空気源と、前記圧縮空気源と流体連通している第１弁および第２弁と、前記第１弁および第２弁とそれぞれ流体連通し、かつ、前記第１ベイおよび第２ベイとそれぞれ流体連通している第１空気注入管および第２空気注入管と、前記圧縮空気源を起動し、かつ、命令に応答して前記第１弁および第２弁を開くことにより、圧縮空気を前記第１ベイおよび第２ベイに供給するようプログラムされているコントローラとをさらに含んでもよい。記載されている装置は、前記第１ベイおよび第２ベイのそれぞれにおける内部圧力を検出する第１圧力トランスデューサおよび第２圧力トランスデューサをさらに含んでもよく、前記コントローラは、前記第１ベイが膨張していないと示す前記第１圧力トランスデューサからの信号に応答して前記第１弁を閉じ、前記第２ベイが膨張していないと示す前記第２圧力トランスデューサからの信号に応答して前記第２弁を閉じるようさらにプログラムされている。該装置は、圧縮空気源と、前記圧縮空気源から圧縮空気を受け入れるよう接続されている方向弁と、前記圧縮空気源が起動されており、かつ、前記方向弁が圧縮空気を前記空気分配システムへと導く状態にあるときに前記第１ベイおよび第２ベイを膨張させるために空気を分配する空気分配システムと、前記方向弁および前記空気分配システムと接続されているベンチュリ管とをさらに含んでもよく、前記第１ベイおよび第２ベイ内の圧縮空気は、前記圧縮空気源が起動されており、かつ、前記方向弁が圧縮空気を前記空気分配システムの代わりに前記ベンチュリ管へと導く状態にあるときに前記ベンチュリ管を介して逃がされて、前記第１ベイおよび第２ベイを収縮させる。

該装置が、個々に膨張可能かつ互いに隣接している第３ベイおよび第４ベイをさらに含むブラダーシステムを含んでもよいことに注目するのは重要であり、前記第３ベイおよび第４ベイは、前記フラップと前記上側表面との間に配置されており、かつ、前記装置は、各々が独立して動作可能な第１圧縮空気源および第２圧縮空気源をさらに含み、前記第１圧縮空気源は、圧縮空気を前記第１ベイおよび第２ベイに供給するよう接続されており、かつ、前記第２圧縮空気源は、圧縮空気を前記第３ベイおよび第４ベイに供給するよう接続されている。

第１ベイおよび第２ベイは、第１翼幅方向隔壁により分離されていてもよく、前記第３ベイおよび第４ベイは、第２翼幅方向隔壁により分離されており、前記第１ベイおよび第３ベイは、第１翼弦方向隔壁により分離されており、かつ、前記第２ベイおよび第４ベイは、第２翼弦方向隔壁により分離されている。翼は、後縁をさらに含んでもよく、前記フラップは、前記後縁に沿って配置されている。翼は、以下のもの：飛行制御表面、翼または水平安定板のうちの１つであってもよい。

翼後縁付近の翼の下側表面により支持されている蝶番式フラップを展開するための方法は、ブラダーシステムの互いに隣接している第１ベイおよび第２ベイに圧縮空気を供給することを含み、第１ベイおよび第２ベイは、翼の上側表面と蝶番式フラップの少なくとも第１翼幅方向区画との間に配置されており、蝶番式フラップの第１翼幅方向区画は、第１ベイが膨張しており、かつ、第２ベイが収縮しているときに第１展開位置へ偏向され、第１ベイおよび第２ベイの両方が膨張しているときに第１展開位置を超えた第２展開位置へ偏向される。該方法は、第１ベイおよび第２ベイへ向かって導かれる流路からベンチュリ管を通る代替の流路へ圧縮空気を導き直すことにより第１ベイおよび第２ベイを収縮させることを含む。該方法は、第２ベイが膨張していないことに応答して第１ベイと連通する弁を閉じることを含んでもよい。該方法は、ブラダーシステムの互いに隣接している第３ベイおよび第４ベイに圧縮空気を供給することを含んでもよく、第３ベイおよび第４ベイは、翼の上側表面と蝶番式フラップの第２翼幅方向区画との間に配置されており、完全に膨張した第３ベイおよび第４ベイは、完全に膨張した第１ベイおよび第２ベイの構成とはフラップの第１および第２翼幅方向区画の偏向量が実質的に異なるのに十分なほど異なるような構成を有する。

該方法は、ブラダーシステムの互いに隣接している第３ベイおよび第４ベイに圧縮空気を供給することを含んでもよく、第３ベイおよび第４ベイは、翼の上側表面と蝶番式フラップの第２翼幅方向区画との間に配置されており、第１ベイおよび第２ベイは、第１圧縮空気源により供給される圧縮空気により膨張させられ、かつ、第３ベイおよび第４ベイは、第２圧縮空気源により供給される圧縮空気により膨張させられ、第１圧縮空気源および第２圧縮空気源の各々は、第１圧縮空気源および第２圧縮空気源の他方の故障とは独立して動作可能である。

ある装置は、上側表面および下側表面ならびに後縁を有する翼と、前記翼の前記後縁付近の前記下側表面により支持されている前縁を有し、かつ、翼幅方向に延在している展開可能なフラップと、前記上側表面と前記フラップとの間に配置されている少なくとも１つのブラダーとを含んでもよく、前記少なくとも１つのブラダーは、翼幅方向において区分されて、翼幅方向区分を形成し、前記少なくとも１つのブラダーの前記翼幅方向区分は、前記フラップを収納位置から展開位置へ移動させるよう膨張可能である。

該装置は、少なくとも１つの翼弦方向隔壁により前記翼幅方向において区分されている１つのブラダーを含んでもよく、前記少なくとも１つのブラダーの各翼幅方向区分が、今度は、少なくとも１つの翼幅方向隔壁により少なくとも２つのベイに仕切られている。該装置は、第１圧縮空気源および第２圧縮空気源と、複数の弁と、前記第１圧縮空気源および第２圧縮空気源を選択的に起動し、かつ、前記弁を選択的に開くためのコントローラとを含んでもよく、これにより、第１翼幅方向区分が前記第１圧縮空気源と選択的に接続可能であり、かつ、第２翼幅方向区分が前記第２圧縮空気源と選択的に接続可能である。

該装置は、完全に膨張した第２翼幅方向区画の構成とはフラップの第１および第２翼幅方向区画の偏向量が実質的に異なるのに十分なほど異なるような構成を有する完全に膨張した第１翼幅方向区画を含んでもよい。該装置は、圧縮空気源と、前記圧縮空気源と流体連通している第１弁および第２弁と、前記第１弁および第２弁とそれぞれ流体連通し、かつ、前記第１翼幅方向区分および第２翼幅方向区分とそれぞれ流体連通している第１空気注入管および第２空気注入管と、前記圧縮空気源を起動し、かつ、命令に応答して前記第１弁および第２弁を開くことにより、圧縮空気を前記第１翼幅方向区分および第２翼幅方向区分に供給するようプログラムされているコントローラとをさらに含んでもよい。

該装置は、前記第１翼幅方向区分および第２翼幅方向区分のそれぞれにおける内部圧力を検出する第１圧力トランスデューサおよび第２圧力トランスデューサをさらに含んでもよく、前記コントローラは、前記第１翼幅方向区分が膨張していないと示す前記第１圧力トランスデューサからの信号に応答して前記第１弁を閉じ、前記第２翼幅方向区分が膨張していないと示す前記第２圧力トランスデューサからの信号に応答して前記第２弁を閉じるようさらにプログラムされている。

さまざまな実施形態を参照しつつ本発明を説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、さまざまな変更を行ってもよく、かつ、その構成要素の代わりに均等物を用いてもよいことは当業者により理解されるだろう。例えば、各翼幅方向区分が翼幅方向隔壁により形成されている一対のベイを含む（翼弦方向隔壁により）翼幅方向に区分された単一のブラダーの代わりに、互いに貼り付けられている（翼弦方向隔壁により）翼幅方向に区分された２つのブラダーを用いてもよい。あるいは、各翼幅方向区分が翼幅方向隔壁により形成されている一対のベイを含む（翼弦方向隔壁により）翼幅方向に区分された単一のブラダーの代わりに、各ブラダーが翼幅方向隔壁により形成されている一対のベイを含む直列に貼り付けられているブラダーの翼幅方向アレイを用いてもよい。これに加えて、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく特定の状況を本発明の教示に適合させるために、数多くの修正を行ってもよい。したがって、本発明は、本発明を実施するために想定されているベストモードとして開示されている特定の実施形態に限定されないことが意図されている。

請求項において用いられているように、「蝶番」という用語は、（連続蝶番のような）可動構成部品により作られている蝶番のみを包含するものとして解釈すべきではなく、むしろ、可撓性材料から作られている蝶番（例えば、可撓性接続または一体蝶番）のようなその他の種類の蝶番をさらに包含する意味を与えられるべきである。

４ 弁
６ ベンチュリ管
８ コントローラ
１０ 翼
１２ 下側表面
１４ フラップ
１６ 蝶番
１８ 上側表面
２０ 中実の先端
２２ ブラダー
２４ 内部隔壁
２６ 第１段階ベイ
２８ 第２段階ベイ
３０ 空気分配管
３２、３４ 空気注入管
３６、３８ 弁
４０ ブロック
４４ 空気ポンプ
４６ 空気供給線
５０、５２、５４ 翼弦方向の隔壁
５６、５８、６０、６２ 積層膨張可能ベイの４つの隣接する対
６４、６６、６８、７０ 空気分配サブシステム
７２、７４、７６、７８、８０、８２、８４、８６ 管
８６、８８ 圧力トランスデューサ
９０、９２、９４、９６ 電気接続

Claims (14)

1. 上側表面および下側表面を有する翼と、
   前記下側表面により支持されている前縁を有し、かつ、翼幅方向に延在している展開可能なフラップと、
   個々に膨張可能かつ互いに隣接している第１ベイおよび第２ベイを含むブラダーシステムであって、前記第１ベイおよび第２ベイが前記フラップの一部と前記上側表面との間に配置されているブラダーシステムと、
   を含む装置であって、
   前記フラップの前記一部は、前記第１ベイが膨張しており、かつ、前記第２ベイが収縮しているときに第１構成を有し、前記第１ベイおよび第２ベイが両方とも膨張しているときに前記第１構成とは異なる第２構成を有し、前記フラップの前記一部が前記第１構成にあるときより前記フラップの前記一部が前記第２構成にあるときの方が、前記フラップの前記一部は、前記下側表面に対してより大きい角度で展開されている装置。
2. 前記ブラダーシステムが、折り畳み可能な繊維強化材料で作られている請求項１に記載の装置。
3. 所定の構成が得られたとき、内部空気圧に応じて前記第１ベイが拡張し終わる請求項１に記載の装置。
4. 前記下側表面に対する前記フラップの移動を促進する蝶番をさらに含む請求項１に記載の装置。
5. 圧縮空気源と、前記圧縮空気源から前記第２ベイへと圧縮空気を搬送するための空気注入管と、前記圧縮空気源と前記空気注入管との間に設置されている弁と、前記圧縮空気源を起動し、かつ、命令に応答して前記弁を開くことにより、前記第２ベイを膨張させるようプログラムされているコントローラとをさらに含む請求項１に記載の装置。
6. 圧縮空気源と、前記圧縮空気源と流体連通している第１弁および第２弁と、前記第１弁および第２弁とそれぞれ流体連通し、かつ、前記第１ベイおよび第２ベイとそれぞれ流体連通している第１空気注入管および第２空気注入管と、前記圧縮空気源を起動し、かつ、命令に応答して前記第１弁および第２弁を開くことにより、圧縮空気を前記第１ベイおよび第２ベイに供給するようプログラムされているコントローラとをさらに含む請求項１に記載の装置。
7. 前記翼が後縁をさらに含み、前記フラップが、前記後縁に沿って配置されている請求項１に記載の装置。
8. 前記翼が、以下のもの：飛行制御表面、翼または水平安定板のうちの１つである請求項１に記載の装置。
9. 翼後縁付近の翼の下側表面により支持されている蝶番式フラップを展開するための方法であって、ブラダーシステムの互いに隣接している第１ベイおよび第２ベイに圧縮空気を供給することを含み、第１ベイおよび第２ベイが、翼の上側表面と蝶番式フラップの少なくとも第１翼幅方向区画との間に配置されており、蝶番式フラップの第１翼幅方向区画は、第１ベイが膨張しており、かつ、第２ベイが収縮しているときに第１展開位置へ偏向され、第１ベイおよび第２ベイの両方が膨張しているときに第１展開位置を超えた第２展開位置へ偏向される方法。
10. 第１ベイおよび第２ベイへ向かって導かれる流路からベンチュリ管を通る代替の流路へ圧縮空気を導き直すことにより第１ベイおよび第２ベイを収縮させることをさらに含む請求項９に記載の方法。
11. 第２ベイが膨張していないことに応答して第１ベイと連通する弁を閉じることをさらに含む請求項９に記載の方法。
12. ブラダーシステムの互いに隣接している第３ベイおよび第４ベイに圧縮空気を供給することをさらに含み、第３ベイおよび第４ベイが、翼の上側表面と蝶番式フラップの第２翼幅方向区画との間に配置されており、完全に膨張した第３ベイおよび第４ベイは、完全に膨張した第１ベイおよび第２ベイの構成とはフラップの第１および第２翼幅方向区画の偏向量が実質的に異なるのに十分なほど異なるような構成を有する請求項９に記載の方法。
13. ブラダーシステムの互いに隣接している第３ベイおよび第４ベイに圧縮空気を供給することをさらに含み、第３ベイおよび第４ベイが、翼の上側表面と蝶番式フラップの第２翼幅方向区画との間に配置されており、第１ベイおよび第２ベイが、第１圧縮空気源により供給される圧縮空気により膨張させられ、かつ、第３ベイおよび第４ベイが、第２圧縮空気源により供給される圧縮空気により膨張させられ、第１圧縮空気源および第２圧縮空気源の各々は、第１圧縮空気源および第２圧縮空気源の他方の故障とは独立して動作可能である請求項９に記載の方法。
14. 上側表面および下側表面ならびに後縁を有する翼と、
    前記翼の前記後縁付近の前記下側表面により支持されている前縁を有し、かつ、翼幅方向に延在している展開可能なフラップと、
    前記上側表面と前記フラップとの間に配置されている少なくとも１つのブラダーであって、翼幅方向において区分されて、翼幅方向区分を形成する前記少なくとも１つのブラダーと、
    を含む装置であって、
    前記少なくとも１つのブラダーの前記翼幅方向区分が、前記フラップを収納位置から展開位置へ移動させるよう膨張可能である装置。

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