JP3124905B2 - ヘリコプター等の回転翼式航空機におけるダクト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有する反トルク装置 - Google Patents

ヘリコプター等の回転翼式航空機におけるダクト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有する反トルク装置

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JP3124905B2
JP3124905B2 JP07109799A JP10979995A JP3124905B2 JP 3124905 B2 JP3124905 B2 JP 3124905B2 JP 07109799 A JP07109799 A JP 07109799A JP 10979995 A JP10979995 A JP 10979995A JP 3124905 B2 JP3124905 B2 JP 3124905B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転翼式航空機、例えば
フランス国特許FR第2534222号(以下先願とい
う)のヘリコプターに用いられるダクト式の反トルク装
置の改良に関する。
【0002】
【従来技術】前記先願の反トルク装置は、本質的に軸対
称形状をなし、航空機の機体の中心軸と交差する方向に
向けられて、航空機の後部の整流板を貫通して設けられ
たダクトと、複数の翼板から構成され、前記ダクト中に
同軸状に設けられ、前記ダクト内に本質的に同軸状に設
けられた回転駆動機構によって駆動されてダクト内に気
流を発生させるローターと、前記ローターに対して前記
ダクト内の気流の方向の下流に設けられ、前記回転駆動
機構を囲む環状の中央ボディー、および、複数の固定翼
を有し、この固定翼は根元と先端との間に流れを直線化
させる翼型部を有し、この翼型部は、空力的形状を有
し、前記ダクトの軸線へ向かって前記ローターの気流の
下流へ直線状に伸び、前記根元および先端にそれぞれ連
結されている環状の中央ボディーと壁との間に伸び、こ
れにより、回転駆動機構およびロータをダクト内で支持
するステーターとから構成されている。
【0003】この先願では、さらに、前記ダクトは、吸
い込みにおける上流側から下流側へ向かって、先細り状
の吸い込みノズルと、円筒部と、末広がり状の吐き出し
ノズルと、前記シリンダー部内で回転するローター翼部
およびその駆動機構と、前記ローターおよび駆動機構の
支持手段であって、翼部のみにより、あるいは、実質的
に放射状をなす支持アームのみにより、または、翼部お
よび支持アームにより構成されるものとからなる。この
特許は、複数の固定翼からなる一体構造とされるととも
に、ダクトの末広がり状のノズル内に一体の部品として
設けられた整流装置を有する。このノズルは、ダクトの
出口側に設けられている。このような整流装置は、環状
のボディーや内側のリングのみならず、末広がり状のノ
ズルの切欠に設けられ、フェアーリングの横の面に対し
てフランジで取り付けられた同軸状の外付けリングをも
有するものである。また前記整流装置は、前記内側およ
び外側のリングの間に半径方向へ向けて固定された翼を
持っている。前記リングは、支持アームの通過を可能と
するための切欠を持ち、したがって、前記翼は前記切欠
の間に配置されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、反トルク装
置を改良して、フェアーリングと、整流装置と、ロータ
ーを支持する回転駆動機構との結合を高めて改良するよ
うにしたもので、装置の強度を高め、ダクト内における
ローターの位置決め性を向上させ、さらには、反トルク
装置における空力的特性および音響特性を向上させるこ
とを目的とする。前記先願発明の構成では、整流装置お
よび可動部分の間でこれらの部分的な変形に基づく干渉
を確実に防止することができないという問題があった。
また、整流装置は、伝達アームを用いた回転駆動機構と
駆動源との間の良好な連結に対して完全に理想的とは言
い難いものであった。本発明の他の目的は、従来の反ト
ルク装置を改良して、メインテナンス作業を容易にし、
特に、整流装置の互換性が可能とし、さらに、回転駆動
機構トローターとの間に介在する機構の互換性を可能と
し、特に、これらの取り付けおよび取り外しを容易にす
る点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の反トルク装置は、少なくとも円周の一部において、円
周方向へ延びるリムによって互いに連結された、実質的
に半径方向への補強をする複数のアームを有する構造と
された回転駆動機構のケーシングと、前記アームの半径
方向外方の端部に設けられた支持手段と、整流装置の環
状の中央ボディーの芯合わせおよび固定のための内側の
ラジアルフランジに設けられた締結手段と補完的に連結
される着脱可能な締結手段とから構成されていて、整流
装置とケーシングとを互いに強固に連結し、さらに、こ
れらをダクトに連結する。このような非常に強固な連結
は、前記ダクトの横向きの壁とローターの翼の先端との
間のクリアランスを減少させることができる。また前記
ローターの位置は、前記ダクト内で回転駆動機構のケー
シングと整流装置との相互作用により確実に維持され
る。このクリアランスの減少は、反トルク推力の増加の
みならず、装置全体の固有振動数を上昇させることによ
って振動レベルの減少を図ることができる。さらに、装
置の剛性が大きくなることにより、トランスミッション
アームと回転駆動機構との連結が良好になる。整流装置
が少なくともケーシングの補強アームと同数の翼を有
し、また、各アームは実質的に半径方向内方へ向けて設
けられて、少なくとも一つの翼の根元が、これに対応す
る翼を前記整流装置へ連結していれば、理想的な剛性が
得られる。望ましい実施例では、補強アームは円周方向
へ平面状とされるとともに、ケーシングから整流装置へ
向けて、および、ダクトの上流側から下流側へ向けて傾
斜している。また、各補強アームは、少なくとも一つの
実質的に半径方向へ向けられたリブにより補強されてお
り、このリブは、整流装置のボディーへ向かって厚さが
薄くされている。また補強アームは前記翼と実質的に同
数とされている。
【0006】整流装置を着脱可能な構造とするため、軽
量化を目的として中空状にされた翼は、個々にに取り付
けることができる。例えば、ねじやリベットにより整流
装置のボディーに恒久的に固着され、また、ダクトの横
向きの壁へは、ねじ結合などを用いて、さらには、補助
的なタブを用いて、着脱可能に取り付けられて、その先
端と根元が支持されている。前記翼は、例えばアルミニ
ウム合金などの金属、あるいは複合材料により形成され
ている。後者の場合、各複合材料製の翼は、中空状に、
あるいは、発泡状の心材を有する構造とされており、特
に、繊維補強材料による場合、発泡状の心材の周囲に、
プラスチックが含浸された繊維状補強材料を設けて所定
形状に成形した構成とされている。また、前記翼は繊維
性補強材料の表目にエポキシ樹脂をトランスファー成形
すること、あるいは、短繊維の補強材を強化プラスチッ
ク内に設けて射出成形することにより形成されている。
【0007】環状の整流装置のボディーに個々に取り付
けられた金属製あるいは複合材料製の翼の代替品とし
て、整流装置および翼を複合材料の一体成形品を採用し
てもよい。この場合、整流装置の全体は、望ましくは、
短繊維で補強された一体の圧縮成形品である。炭素繊維
やガラス繊維を用いた補強用の短繊維は、ビニルエステ
ルレジンやPEEK系のレジンのマトリックス状に埋め
込まれている。ブレードの後流と整流装置の翼との干渉
を避けることによってノイズを減少させるため、また、
主ローターの回転への反応としてのトルクの良好な発生
のため、および、または、ダクト内におけるローターの
良好な配置のため、翼は整流装置のボディーからダクト
の壁面に向かって、半径方向に対して傾斜し、ローター
の回転と反対の方向とされている。また前記傾斜に代え
てあるいは前記傾斜とともに、前記翼は上流側から下流
側へ向かって傾斜している。整流装置の翼のダクトの横
の壁面への連結を容易にするため、各翼は、ダクトの壁
面に連結された翼片が介在されている。また、前記イン
サートは、金属(例えばアルミニウム合金の鋳物の機械
加工品)あるいは射出成形による、短繊維強化プラスチ
ックの組立品により構成されている。
【0008】前記インサートの接着性を良好するととも
に、前記ダクトの横の壁面を単純化し、さらに、剛性を
高めるとともに軽量化するため、前記ダクトは、望まし
くは、フェアーリングの横向きの二つの外板の円周方向
への連結のための二つの環状のリムの間に設けられたサ
ンドイッチ状の積層構造の一体構造品とされる。また上
流側から下流側へ連続して、先細り状の入り口ノズルと
円筒状部と末広がり状の出口ノズルとが設けられてい
る。これらは、ハニカム構造層が形成される内側の外板
と外側の外板との間に設けられ、前記ハニカム構造層の
厚さは、前記出口ノズルにおいて、前記入り口ノズルお
よび円筒状部より大きくされ、前記リムと、横の外板と
における各外板は、強化樹脂が含浸された繊維布を少な
くとも二枚重ねてなる構造とされ、内側の外板は、横の
外板より厚さが大きくされた外側の外板よりさらに厚さ
が大きくされたことを特徴とする。
【0009】
【実施例】前述のように構成された本発明の実施例を図
面に基づいて説明する。図1は第1実施例を示すもので
ある。この実施例において、ヘリコプターのテールブー
ム1(機体の本体部分や単ローターにおける主ローター
の部分が存在していない部分)の後端には尾翼2が設け
られている。この尾翼2の上端は垂直安定板3となって
いる。また前記テールブーム1の両側には、二つの安定
面を有する水平安定板4が設けられている。前記尾翼2
の基端部は、フェアーリング5の一部をなし、ここに横
向きにダクト6が設けられている。このダクト6は、ダ
クト式の反トルク装置であって、可変ピッチの多ブレー
ド式のローター7を有し、このローター7は、空気流を
直線化するための整流装置8とともに、前記ダクト6内
に実質的に同心状に設けられていて回転するようになっ
ている。なお前記整流装置8は、前記ローター7に対し
て空気流の方向に沿って下流側に設けられていて、固定
翼9を備えている。
【0010】前記ダクト6は、図1のX−X軸(機体に
対して横向きの軸)に沿って設けられており、図6から
わかるような軸対称形状をなしている。また前記ダクト
6は上流側から下流側へ連続した構成とされ、入り口側
の縁が丸く面取りされた先細り状の入り口ノズル10
と、円筒部11と、出口側の縁が丸く面取りされた末広
がり状の出口ノズル12とから構成されている。ロータ
ー7は、ダクト6の入り口側に設けられていて、前記円
筒部11の中で回転する。また前記ブレード13のピッ
チ変更のための軸は、前記ローターが回転する平面を定
義し、また、この平面は、前記ダクト6の軸線X−Xに
対して実質的に垂直となっている。前記ローター7は、
公知の手段によって支持されるとともに、後部トランス
ミッションボックスにより回転駆動される。また前記ト
ランスミッションボックスには、前記ブレード13のピ
ッチを調整するための機構が設けられている。前記後部
トランスミッションボックス、あるいは、前記ブレード
13のピッチ調整機構の構造、形状および動作の詳細に
ついては、フランス国特許FR1531536、米国特
許US3594097、米国特許US4626173号
に説明されているので、これを参照されたい。これらの
特許の具体的内容は、本発明の構成の一部をなすもので
はないので、具体的内容は記載せず、参照番号を引用す
るに止める。
【0011】しかしながら、後部トランスミッションボ
ックスは、全体がケーシング内に収容されている。この
ケーシング自身は、前記整流装置8の環状の中央ボディ
ー14によって取り囲まれている。また、この中央ボデ
ィー14は円筒状あるいは円錐状の外形をなし、整流装
置8の翼9により、尾翼部2に固定されていて、ダクト
6に対して同心状に位置合わせされている。また前記整
流装置8は、環状のボディー14をダクト6の中央でロ
ーター7よりも出口側の位置に支持している。またロー
ター7は、駆動軸15によって駆動され、この駆動軸1
5は、アーム16を通るトランスミッションシャフトか
ら伝達される駆動力により、後部トランスミッションボ
ックスにより駆動されている。また前記トランスミッシ
ョンシャフトはヘリコプターの主駆動装置の補助出力に
接続されている。前記アーム16の一部はダクト6に対
して実質的に半径方向へ向けて設けられ、かつ、実質的
に整流装置8の一つの翼9が存在すべき位置に配置され
ている。すなわち、図1および2に示すように、二つの
翼9の間の位置に設けられている。
【0012】ダクト6内におけるローター7の回転は、
ダクト6に沿って案内された空気流を生じることが知ら
れており、この空気流により反トルク作用を有する推力
が生じる。この推力の大きさの調整は、図示しないコン
トロールロッドによってブレード13のピッチを制御す
ることにより行われる。図1におけるアーム16はトラ
ンスミッションシャフトおよびコントロールロッドに対
してフェアーリング(覆い)となってこれらが隠れるの
で、図示することができない。
【0013】翼9は、ダクト6の末広がりノズル12に
固定されるもので、ローター6のブレード13の下流に
おいて、この流れをダクト6のX−X軸に向かって直線
化することにより、空気流の回転エネルギーの回復を図
るとともに、付加的な反トルク作用の推力を発生する。
この原理についてはフランス国特許2534222、特
に、その図4および図5に説明されているので、本願で
は番号を引用するに止めることにする。前記翼9による
空気流の直線化は、不均一な流体力学的な特性の分布に
基づいて、主たる翼を適当に選択することにより行われ
る。特に、ダクト6の軸X−Xに対する翼9のキャンバ
ーや角度の設定により行われる。
【0014】図2、図3、および図4には、ケーシング
17が示されており、このケーシング17は、図3にお
いて符号18で示される機構全体を収容し、後部のトラ
ンスミッションボックスおよびピッチ調整機構へ接続す
る機能を有している。このケーシング17は、合金の一
体成形品(鋳造品)により構成されている。このケーシ
ング17は、実質的に半径方向へ向けて設けられた複数
の補強アーム19を有している。これらのアーム19
は、前記整流装置8の翼9と同数もしくは一つ少ない数
だけ設けられている。その理由について以下に説明す
る。前記各アーム19は、図2および図4に示すように
円周方向へ平坦な形状とされ、ケーシング17からボデ
ィー14へ向けて傾斜しているとともに、図1および図
3に示すように、ダクト6の出口方向へ向かって傾斜し
ている。
【0015】さらに、前記アーム19は、図3および図
4に示すように、半径方向へ向かう三角状のリブ20に
よって下流側へ向けて補強されている。これらのリブ2
0は、ケーシング17に接続されたダクト6の軸線に沿
って延びている。また前記リブ20は、ボディー14へ
向けて、半径方向外方へ薄くなっているとともに、下端
部には、平坦にされた下流側エッジ21が設けられると
ともに、強度に影響の少ない中央部分に空間部22が設
けられている。互いに近接した二つのアーム19aおよ
び19bは、いずれも他のアーム19より幅広く形成さ
れるとともに、互いに分離していて、エッジ24により
輪郭が形成された切欠23を形造っている。また前記エ
ッジ24は上流側で過剰な厚さを持っていて、トランス
ミッションアーム16の通過を許容するようになってい
る。また前記アーム19bは、図4に示すように、二つ
の下流側リブ20によって補強された二つのアームを構
成する地点にいたるまで幅が広くされている。前記アー
ム19、19a、19bは、リム25によって互いに連
結されており、このリム25は、実質的に環状をなして
円周方向へ向かっており、半径方向へは平坦であるとと
もに、下流側へ向かってリブが設けられている。そし
て、前記リム25により、前記アーム19aおよび19
bの間の切欠23の箇所を除いて、ケーシング17が囲
まれている。各アーム19、19a、19bは、リム2
5の外側面に半径方向へ向けて設けられるとともに、こ
れに対応するリブ20の半径方向外方の端部にねじ結合
のためのタブ26が設けられていて、半径方向への力を
支えるようになっている。
【0016】前記整流装置8における管状の中央ボディ
ー14は、図2、図3、図5、および図6に示されてい
る。この中央ボディー14は、アルミニウム合金の鍛造
品のブロックからなる素材を機械加工することにより形
成されている。この中央ボディー14には円筒状で軸対
称形をなす横ボディー27が設けられていて、内側のリ
ブ27と環状のリブ28とによって補強されている。こ
のリブ28は、中央部分において軸方向に互いに間隔が
あけられ、また、軸方向端部に設けられて半径方向内方
へ向けられた二つの環状の垂れ下がり部29、30との
間にも同様に間隔が設けられている。また前記垂れ下が
り部29は、垂れ下がり部30より幅が広くされてい
て、前記ケーシング17のアーム19のタブ26との同
軸状の結合のためのフランジとなっている。
【0017】前記結合は、図5に示すように穴32を通
ってボディー14のフランジ30の外に至る1組のボル
ト31(図3参照)と、図4に示すように、ケーシング
17のアーム19のリブ20の半径方向端部においてタ
ブ26と反対に設けられた穴33とにより行われる。こ
れらのタブ26は、前記フランジ30の上流側の面へ向
けて設けられている。また前記ボルト31は、図2およ
び図3に示すような自己固定式のナット34にねじ込ま
れ、このナット34はナット保持用タブ35内で移動可
能かつ取り外し可能に支持されるようになっている。ま
た前記ナット保持用タブ35は、図3に示すようなL字
状の断面を有する環状のブラケット36に設けられてい
る半径方向へ向かうセレーション状の小片37の上流側
の面にリベット結合されている。この結果、実質的にタ
ブ26およびフランジ30に対して固定されるととも
に、ローター7から発生した空気流により、ローター7
とボディー14との間のシールが行われる。ナット支持
タブ35の広い支持領域により、その支持力が小さくて
済み、しかも長期間安定する。また、整流装置14のフ
ランジ30の正確な内径により、リアトランスミッショ
ンボックス18およびそのケーシング17の同軸性が保
証される。
【0018】トランスミッションアーム16の通過経路
を確保するため、前記本体14には、ケーシング17に
おける切欠23と、図5に示すように横の壁面27およ
び本体14のフランジ30に形成された横方向の開口3
8と、図2に示すように外側へ向かって厚さが大きくさ
れたエッジ39とが設けられている。各翼9において、
その主要部分は幅全体にわたって、図7に符号40で示
すような流線型の断面(側面)形状の翼型を持ってい
る。また各翼9は、それぞれ整流装置8に取り付けられ
るとともに、本体14の横向きの壁27、特に、上流の
フランジ30から下流のリブ29の範囲にその根元部
1において取り付けられている。一方、翼9の先端部
2は、ダクト6の環状の壁43に取り付けられている。
【0019】翼9の根元部41と本体14との連結は、
タブ44を根本部41にリベット結合することにより行
われている。これらのタブ44は、根本部41を横切
り、しかも曲線状をなすとともに、これらのタブ44の
一つは翼9の吸い込み側の面に傾斜し、また、他のもの
は、圧縮側の面に傾斜している。また前記タブ44は、
ケーシング17のアーム19とリブ20に固定するため
のタブ26の半径方向の外側、および、横向きの壁27
に取り付けられている。また前記タブ26は、本体14
のフランジ30にねじによって着脱可能に連結されてい
る。前記翼9は前述のようにその根元部41を介して本
体14の横向きの壁27にケーシング17のアーム19
の補強のためのリブ20に沿って固定されている。また
前記リブ20は翼9と同数とされている。
【0020】これに対して、翼の先端部42には、これ
を横切る固定タブ45が設けられており、このタブ45
は、曲線状をなすとともに、その内の一つは翼9の吸い
込み側の面に傾斜し、他のものは、圧縮側の面に傾斜し
ている。また前記固定タブ45は、図6および図8に示
すように、環状の壁43に対して、これにシール状態で
取り付けられたインサート部材46を介して固定されて
いる。前記翼9の根元部41あるいは翼の先端部42の
タブ44、45は、これらが取り付けられるべき曲線に
対応して曲線状をなしている。また、横断するように傾
斜して、かつ、上流側から下流側へ、翼9の側面形状に
対応して傾斜している。このため、各翼は、一方では、
半径方向に対して、整流装置の本体14からダクト6の
壁43に向かって傾斜し、また、ローター7の回転と反
対の方向へは、νの角度で傾斜している。この角度ν
は、翼の根元部41で24゜に達してもよい。これによ
り、ローター7の回転の反作用としてリアトランスミッ
ションボックスに作用するトルクを曲げよりも圧縮によ
り伝達する。同時に、ブレード13の翼9に対する後流
の作用による騒音を減少させることができる。また、各
翼9は、整流装置の本体14から環状の壁43に向かっ
て、および、ダクト6の上流側の端部から下流側の端部
に向かってψなる角度で傾斜している。なお前記ψは約
4゜とされている。これにより、ブレード13の翼9に
対する後流の影響による騒音を減少させることができ
る。すなわち、前記傾斜により、ダクト6の周縁におい
て、翼9の前縁からブレード13の後縁を離間させるこ
とにより騒音が減少する。同時に、ダクト6内における
ローター7の正確な位置決めを保証する。すなわち、ロ
ーター7が回転する平面Pの下流もしくは後部でわずか
な間隔で覆っている後部トランスミッションボックスと
整流装置の本体14との固定により前記位置決めがなさ
れる。
【0021】一例として、各翼9は、NACA65A1
0タイプの空力的断面の翼型を有しており、弦長90m
mで、負の迎え角が軸まわりに2.5゜とされ、ロータ
ー7から離れる空気流を正しく直線化するようになって
いる。上記のように構成された整流装置8は、後部トラ
ンスミッションボックス18およびローター7を以下の
要因に基づく荷重に対抗して支持する。 後部トランスミッションボックス18とトランスミッ
ションアーム16とによるトルク。 ピッチ制御による、ヨーの制御のためのトルクおよび
荷重。 ローター7の推力。 ローター7、整流装置8、後部トランスミッションボ
ックス18およびそのケーシング17に加わる重力。 各部材間に生じる熱応力。
【0022】後部トランスミッションボックス18およ
びそのケーシングのスクリューテイクアップによって整
流装置8の環状ボディー14に引き起こされる応力は小
さい。その理由は、半径方向へのアーム19およびリブ
20の数は実質的に翼9の数より多く、かなり大きな安
全率があるからである。整流装置8の重量を減少させる
ため、翼9は中空状とされ、アルミニウム合金などの金
属や、複合材料により形成される。また複合材料の場
合、複合材料製の翼9は、周囲にブレードを形成するた
めの発泡状のコアとして、例えば、ガラス繊維やカーボ
ン繊維などの補強用繊維にエポキシ樹脂などの強化樹脂
を含浸させて小片状、撚り線状にしたものが用いられて
いる。
【0023】前記複合材料製の翼9は、所定形状に予備
成形された小片状、あるいは撚り線状の補強用繊維にエ
ポキシ樹脂を所定形状トランスファー成形することによ
っても製造することができる。各複合材料製の翼9は、
補強用の短繊維を含む樹脂材料を射出成形することによ
っても得ることができる。この補強用の短繊維として、
例えばガラス繊維や炭素繊維があり、これらは樹脂のマ
トリックス中に埋め込まれている。前記樹脂として、例
えばビニルエステル、ポリエステル−エーテル−ケトン
(PEEKと称される)がある。前記翼9の根元部およ
び先端部41、42を固定するためのタブ44、45
は、翼9の側面に対して一体である。図7は翼9の根元
41を図2の矢印VIIの方向から見たもので、これ
を横切っているタブ44は4つのリベットによってボデ
ィー14および翼型部40の側面の両方に固定されてい
る。
【0024】図6および図8は翼の先端部42をインサ
ート46へ着脱可能にして取り付ける機構を示しもの
で、図2の矢印VIIIの方向から見たものである。イ
ンサート46は、実質的に円筒状をなし、外側に突出す
るリブを備えていて、壁43へ食い込んで固定されるよ
うになっている。またインサート46の一端には平坦な
取り付け面49が設けられていて、前記環状の壁43の
内面に面接触するようになっている。前記根元部42の
二つのタブ45は、それぞれ二つのボルト48内の一つ
によって前記取り付け面49に固定されている。前記タ
ブ45と取り付け面49との間には、取り外し可能なス
ペーサ50によって間隔があけられている。このスペー
サ50は、前記ダクト6の末広がり状のノズル12に整
流装置8を取り付けようとする際のこれらの間の隙間を
埋めるように変形することができるようになっている。
【0025】前記インサート46は、アルミニウム合金
などの鋳物を機械加工したものであって、平坦な取り付
け面49を有している。また前記インサート46は、無
機性また有機性の短繊維、例えばガラス繊維やカーボン
繊維により補強された樹脂の射出成形により形成されて
いる。図9は、前記整流装置の変形例に係わる第2実施
例を示すものである。この変形例は本質的には前述の実
施例と共通するが、翼9’が整流装置8の本体14に結
合される一方、ダクト6の環状壁43にも結合されてい
る。この変形例では、例えばリベットによってダクト6
の横の壁面27に連結されたタブ44’は、翼9’の翼
型部分40’と一体の部材として構成されるものではな
く、翼型部分40’の端部に設けられたブレードの根本
部41’に固定されている。またタブ45’は、環状の
壁43に埋め込まれた図示しないインサート部材を介し
て環状の壁43にボルト結合されている。同様に、翼型
部分40’の端部に固定された結合部42’に固定され
ている。この実施例では、各結合部41’、42’は、
前記主たる翼型部40’が緊密にはめ込まれる嵌合部と
なっている。すなわち前記タブ44’、45’は、前記
結合部41’、42’に対応する形状とされた、例えば
単一の金属版により構成されている。
【0026】図10および図11は、一体構造の翼9”
に限定されてなる他の変形例にかかる第3実施例を示す
ものである。この整流装置にあっては、ボディー14に
リベット結合またはボルト結合されたタブ44”、およ
び、環状壁43にボルト結合されたたタブ45”が翼9
の翼型部40”の両端に取り付けられている。この変形
例では、翼の根元との結合部41”および先端との結合
部42”が翼型部40”の両端の中空部に緊密に嵌合し
ている。前述のように緊密に嵌合する結合部41”,4
2”は、翼9の中空部へ接着、溶接その他の手段により
固着されていてもよい。また、翼先端の結合部42”の
タブ45”は、ダクト6の環状壁43にインサート46
の補助により、前述の図6あるいは図8の実施例と同様
に支持されている。
【0027】図12ないし図16は、整流装置を一体構
成のモノブロック化してなる第4実施例を示すものであ
る。この整流装置は全体として符号58で表されてい
る。筒状の中央ボディーは符号64で表されており、翼
59とともに、複合材料による一体構造とされている。
このような構造とされた結果、ブレードの根元には、連
結用のタブなどが設けられていないが。各翼59のチッ
プ72は、これを横切る二つのタブ75により、先行す
る各実施例と同様、ダクト6の環状壁43に着脱可能に
取り付けられている。しかしながら、翼の根元に必要な
強度を得るため、各翼59には中央ボディー64の内側
においてリブ71が設けられている。このリブ71は、
ボディー64の内側の上流側の環状のフランジ70から
下流側に至る範囲に設けられている。
【0028】先行する各実施例のように、上流側のフラ
ンジ70には、後部トランスミッションボックスのケー
シングの半径方向へのリブおよびアームの端部の連結用
タブへボルト結合するための穴73が設けられている。
これらのボルト結合のための穴73は、実質的に半径方
向へ向けて前記翼59の根元部に設けられている。ま
た、トランスミッションアームが通る横向きの開口78
は、前記固定用フランジ70と同様に、環状ボディー6
4の横向きの壁77に設けられていて、わずかに円錐状
をなしている。
【0029】この変形例では、前記フランジ70は、前
記環状ボディー64の下流側の端部で支持されていても
よいが、フランジ70がボディー64の横壁77の上流
側もしくは下流側のいずれの端部に設けられているかに
かかわらず、環状ボディー64の反対側の端部に、例え
ばステンレス鋼のプレス成形によるアングル材からなる
フランジもしくはリブを設けて剛性を高めるようにして
もよい。複合材料の一体成形による整流装置58は、例
えば密度が1800ないしは1900kg/m3の樹脂
の圧縮成形によるもので、長さが2.54cm程度の補
強用のガラス繊維あるいはカーボン繊維などの短繊維か
らなっている。この補強繊維は、複合材料中で重量比で
67%、容積比で47%を占めていて、ビニルエステル
樹脂、あるいはPEEK樹脂のマトリックス中に埋め込
まれている。前記圧縮成形は、2.3ないし10MPa
の圧力下で、130ないし150℃の温度下で行われた
ものである。前記複合材料は、例えば、英国のICI社
の商品名FIBERITE(参照番号VE49595)
であって、ガラス繊維とビニルエステル樹脂が用いられ
ている。
【0030】翼から伝わる荷重の良好な吸収を確実にす
るため、ダクト6の環状の壁43における先細り状のノ
ズル10、円筒状部11、および末広がり状のノズル1
2は、複合のサンドイッチ構造をなしている。この構造
は図6に示す通りである。壁43が連結されている二つ
の環状のリム51、52を介して、フェアーリング5の
側部における二つの横向きの外板53の内一つの内側に
前記壁43が連結されている。前記リム51および52
の間に、前記環状の壁43が、内側の外板54(ダクト
6のX−X軸に沿う)と、外側の外板55と、これら内
外の外板54、55の間でこれらを安定させるべく設け
られたハニカム構造の層56とによって構成されてい
る。
【0031】このハニカム構造の層56は、例えばNo
mex(不織布の登録商標)とフェノール樹脂とにより
構成されるもので、壁43の先細り状のノズル10と円
筒状部分11とにおいて実質的に一定の厚さを持ち、末
広がり状のノズル12(丸められた出口部以外)では、
ハニカム構造へのインサート46の良好なアンカー止め
のため、厚さが大きくされている。前記各外板54、5
5、53は、ラミネートが施された構造であって、一定
の厚さを持ち、ガラス繊維や炭素繊維あるいはこれらの
ハイブリッド繊維などの補強用繊維の布のいくつかの層
と強化合成樹脂とから構成されていて、内側の外板54
は、外側の外板55より厚くされるとともに、それ自身
が、横向きの外板53より厚くされている。この横向き
の外板53は、フェアーリング5の側部を形成するた
め、横の外板53と環状リム51、52とに重なる領域
を越えてハニカム構造57によって内側から補強されて
いる。これらは、少なくとも内側もしくは外側の外板5
4、55の一部の層を延ばすことにより形成される。ま
た外板には、例えば、膨張性材料からなるシールフィル
ムが設けられている。
【0032】
【発明の効果】上記構成の反トルク装置は、容易に交換
可能な整流装置が設けられていて、その外側に、ロータ
ー7と、ケーシング17に収容された後部トランスミッ
ションボックス18の組立体があるので、ケーシングの
アームに設けられたチップの止めねじを緩めることによ
り、容易に取り外すことができる。また、ローターおよ
び後部トランスミッションボックスの再組立が容易なの
で、反トルク装置のメインテナンス作業が迅速で経済的
になる。このような利点により、フェアーリング5と、
整流装置8と、後部トランスミッションボックスとロー
ター7とを支持するケーシング17との機械的な結合を
高められ、これらの組立品の強度や剛性が高められる。
前記環状の壁43とローター7のブレード13の先端と
の隙間が小さくなり、この結果、装置の流体力学的な特
性および音響特性が向上する。加えて、ダクト内の翼に
異なる傾斜を与えることにより、前記機械的な結合や音
響特性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例におけるローターと、ヘリコプタ
ー後部を貫通するダクト内に整流のための固定翼を設け
てなる整流装置を備えたダクト式反トルク装置の3/4
斜め後方から見た斜視図。
【図2】 図1の整流装置のダクト入り口側から見た側
面図。
【図3】 図1の装置のダクトに収容された機構の半断
面図。
【図4】 図1のリアトランスミッションボックスのケ
ーシングのダクト出口方向へ向く面の側面図。
【図5】 図1の整流装置の断面図。
【図6】 図1の整流装置ボディーの図5と垂直な断面
図であって、ダクトとその横壁とこれを整流装置ボディ
ーに連結する翼の半断面図。
【図7】 図2の矢印VIIの方向から見た図であっ
て、翼の根元と整流装置との連結を示す図。
【図8】 図2の矢印VIIIの方向から見た図であっ
て、翼の先端とダクトの横壁のインサートとの連結を示
す図。
【図9】 第2実施例を示すもので、整流装置の翼の取
付を示す一部が断面とされた側面図。
【図10】 第3実施例における整流装置の翼の取付を
示す拡大された側面図。
【図11】 図10の整流装置の一部を断面とした側面
図。
【図12】 第4実施例のモノブロック式の整流装置の
ダクトの一方側から見た側面図。
【図13】 図12のXIII−XIII線に沿う矢視
断面図。
【図14】 図12のXIV−XIV線に沿う矢視断面
図。
【図15】 図12の矢印XV方向から見た図。
【図16】 図15の矢印XVI方向から見た図。
【符号の説明】
5 フェアーリング 6 ダクト 7 ロー
ター 8 整流装置 9 固定翼 10 入り
口ノズル 11 円筒部 12 出口ノズル 14 中
央ボディー 17 ケーシング 19 アーム 19a
アーム 19b アーム 20 リブ 27 リ
ブ 28 リブ 29 フランジ 30 フ
ランジ 31 ボルト 32 穴 33 穴 34 ナット 40 翼型部 41 結合部(根元部) 42 結合部(先端部) 43 壁 44 タブ 45 タ
ブ 46 インサート部材 50 スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バルケ・アンリ・フェルナン フランス・13220・シャトーヌフ・レ・ マルティグ・ブールヴァール・シャト ー・ムスティエ・55 (56)参考文献 特開 平6−280792(JP,A) 特開 平5−270495(JP,A) 特開 平6−344993(JP,A) 特開 平5−185992(JP,A) 特開 平4−328097(JP,A) 米国特許4585391(US,A) 米国特許5131604(US,A) 米国特許3212583(US,A) 米国特許5272869(US,A) 国際公開93/2916(WO,A1) 仏国特許出願公開2534222(FR,A 1) 欧州特許出願公開107543(EP,A 1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B64C 27/82 B64C 27/20

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 航空機の長手方向軸と実質的に交差する
    方向へ向けられたX−X軸を中心として実質的に軸対称
    形状をなし、航空機の後部のフェアーリング(5)を貫
    通して設けられたダクト(6)と、 前記ダクト(6)と実質的に同軸状に設けられ、前記ダ
    クト(6)に実質的に同軸状に固定された回転駆動機構
    (18)により駆動されて、前記ダクト(6)内に空気
    流を発生させる複数のブレードを有するローター(7)
    と、 前記ダクト(6)内に前記ローター(7)の空気流に沿
    う下流の位置に固定された流れの直線化のための整流装
    置(8)とから構成され、 該整流装置(8)は、 前記回転駆動機構(18)および固定式の翼(9)を囲
    む環状の中央ボディー(14)を有し、 前記翼(9)は、前記ダクト(6)のX−X軸方向へ向
    かって空気流を直線化するための空気力学的な断面ない
    しは側面形状をなす翼型をなして根本部(41)と先端
    部(42)との間に存在して環状の中央ボディー(1
    4)とダクト(6)の環状の壁(43)との間に延びる
    翼型部(40)を有してなり、 前記ダクト(6)は、前記根本部(41)および先端部
    (42)を介して前記中央ボディーと壁とに連結され
    て、前記回転駆動機構(18)およびローター()を
    前記ダクト(6)内で支持してなり、 前記回転駆動機構(18)は、実質的に半径方向へ向け
    られ、周方向へのリム(25)により互いに連結された
    補強アーム(19)を備えるケーシング(17)内に収
    容され、前記リム(25)は前記ケーシング(17)の
    周方向の少なくとも一部に設けられ、前記補強アーム
    (19)は、半径方向外方の端部で着脱可能な固定手段
    (26)を支持し、 この固定手段(26)は、互いに係合可能な取付手段
    (31、32、34)と互いに作用し、 これらの取付手段(31、32、34)は、前記整流装
    置(8)と前記中央ボディー(14)とを互いに芯合わ
    せして強固に固定するとともにこれらをダクト(6)に
    固定するための内側の環状のフランジ(30)に設けら
    れたことを特徴とするヘリコプター等の回転翼式航空機
    におけるダクト付きテールロータおよびダクト付き整流
    装置を有する反トルク装置。
  2. 【請求項2】 前記整流装置(8)は、少なくとも、前
    記ケーシング(17)が有する補強アーム(19)と同
    数の翼(9)を有し、前記補強アーム(19)は、前記
    整流装置(8)の前記中央ボディー(14)に、実質的
    に半径方向の内側の位置で少なくとも一つの根本部(4
    1)を介して連結され、この根本部(41)は、これに
    対応する翼(9)を前記整流装置(8)の前記中央ボデ
    ィー(14)に連結していることを特徴とする請求項1
    に記載のヘリコプター等の回転翼式航空機におけるダク
    ト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有する
    反トルク装置。
  3. 【請求項3】 前記補強アーム(19)は、周方向に平
    坦な形状をなし、前記ケーシング(17)から前記整流
    装置の前記中央ボディー(14)へ向かって、および前
    記ダクト(6)の上流から下流へ向かって傾斜し、それ
    ぞれ、半径方向へ向けられた実質的に三角形状をなすリ
    ブ(20)によって補強され、この補強リブ(20)
    は、前記整流装置の中央ボディー(14)に向かって薄
    くされるとともに、前記整流装置の翼(9)と実質的に
    同数とされたことを特徴とする請求項1または2のいず
    れかに記載のヘリコプター等の回転翼式航空機における
    ダクト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有
    する反トルク装置。
  4. 【請求項4】 前記ケーシング(17)は、補強アーム
    (19)、リム(25)、補強リブ(20)、および着
    脱可能な固定手段(26)を一体的に成形してなるもの
    であって、すくなくとも一つの、ボルト結合手段(3
    1、32)による整流装置の前記中央ボディー(14)
    のフランジ(30)への芯合わせおよび固定のためのタ
    ブ(26)を有し、これらのタブ(26)は、前記リム
    (25)の半径方向外方へ突出することを特徴とする請
    求項1ないし3のいずれかに記載のヘリコプター等の回
    転翼式航空機におけるダクト付きテールロータおよびダ
    クト付き整流装置を有する反トルク装置。
  5. 【請求項5】 前記ケーシング(17)は、周方向へ互
    いに隣合う二つの補強アーム(19a、19b)を有
    し、これらは他の補強アーム(19)より広幅とされる
    とともに互いに間隔が開けられているとともに前記リム
    (25)によって連結されておらず、これらの間には、
    回転駆動機構(18)に連結されたトランスミッション
    アーム(16)が通過するための切欠(23)が設けら
    れ、前記トランスミッションアーム(16)は環状の前
    記中央ボディー(14)に前記ケーシング(14)の切
    欠(23)へ向けて形成された横向きの開口(38)を
    も通過することを特徴とする請求項1ないし4のいずれ
    かに記載のヘリコプター等の回転翼式航空機におけるダ
    クト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有す
    る反トルク装置。
  6. 【請求項6】 整流装置の環状の中央ボディー(14)
    は、軸対称形状をなす円筒状ないしは円錐状の外表面が
    同軸状に設けられ、この外表面には、前記翼の根本部
    (41)が取り付けられるとともに、ケーシング(1
    7)の上流側もしくは下流側の一方の端部に取り付けお
    よび芯合わせ用のフランジ(30)が設けられ、また、
    内側向きの環状のフランジ(29)が他方の端部に設け
    られたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに
    記載のヘリコプター等の回転翼式航空機におけるダクト
    付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有する反
    トルク装置。
  7. 【請求項7】 前記ローター(6)と整流装置の中央ボ
    ディー(14)とを連結する曲がり環状のブラケット
    (36)が前記フランジ(30)に支持され、このブラ
    ケット(36)は、前記中央ボディー(14)のフラン
    ジ(30)の上流側の面に対して前記ケーシング(1
    7)のアーム(19)を位置決めする取付手段(31、
    34)により前記整流装置の中央ボディー(14)を芯
    合わせして固定することを特徴とする請求項1ないし6
    のいずれかに記載のヘリコプター等の回転翼式航空機に
    おけるダクト付きテールロータおよびダクト付き整流装
    置を有する反トルク装置。
  8. 【請求項8】 前記翼(9)は、中空状であって個々に
    前記整流装置の中央ボディー(14)に固定され、前記
    ダクト(6)の横向きの壁(43)に、翼の根本部(4
    1)および先端部(42)をそれぞれ固定するためのタ
    ブ(44、45)の補助により着脱可能に固定されたこ
    とを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のヘ
    リコプター等の回転翼式航空機におけるダクト付きテー
    ルロータおよびダクト付き整流装置を有する反トルク装
    置。
  9. 【請求項9】 前記翼の根本部(41)およびまたは
    端部(42)を固定するための単数または複数のタブ
    (44、45)は、前記翼(9)の翼型部(40)と一
    体化されていることを特徴とする請求項8に記載のヘリ
    コプター等の回転翼式航空機におけるダクト付きテール
    ロータおよびダクト付き整流装置を有する反トルク装
    置。
  10. 【請求項10】 前記翼の根本部41’、41”)お
    よびまたは先端部42’、42”)を固定するための
    単数または複数のタブ(44’、44”、45’、4
    5”)は、対応する前記翼(9’、9”)の翼型部(
    0’、40”)の端部に取り付けられたことを特徴とす
    る請求項8に記載のヘリコプター等の回転翼式航空機に
    おけるダクト付きテールロータおよびダクト付き整流装
    置を有する反トルク装置。
  11. 【請求項11】 前記翼(9”)に設けられた少なくと
    も一つの結合部(41”、42”)は、対応する前記翼
    (9”)の端部の中央部に緊密に嵌合したことを特徴と
    する請求項10に記載のヘリコプター等の回転翼式航空
    機におけるダクト付きテールロータおよびダクト付き整
    流装置を有する反トルク装置。
  12. 【請求項12】 前記翼(9’)に取り付けられた前記
    結合部(41’、42’)の少なくとも一つは、対応す
    る翼(9’)に緊密に取り付けられた嵌合部により結合
    されたことを特徴とする請求項10に記載のヘリコプタ
    ー等の回転翼式航空機におけるダクト付きテールロータ
    およびダクト付き整流装置を有する反トルク装置。
  13. 【請求項13】 前記翼(9、9’、9”)は、複合材
    料からなることを特徴とする請求項8ないし12のいず
    れかに記載のヘリコプター等の回転翼式航空機における
    ダクト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有
    する反トルク装置。
  14. 【請求項14】 前記複合材料製の翼(9、9’、
    9”)は、発泡状のコアを有することを特徴とする請求
    項13に記載のヘリコプター等の回転翼式航空機におけ
    るダクト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を
    有する反トルク装置。
  15. 【請求項15】 前記複合材料製の翼(9、9’、
    9”)は、補強用の短繊維からなる補強材が強化樹脂中
    に埋め込まれてなる射出成形品であることを特徴とする
    請求項13または14に記載のヘリコプター等の回転翼
    式航空機におけるダクト付きテールロータおよびダクト
    付き整流装置を有する反トルク装置。
  16. 【請求項16】 前記複合材料製の翼(9、9’、
    9”)は、繊維製の布にエポキシ樹脂をトランスファー
    成形したものであることを特徴とする請求項13または
    14に記載のヘリコプター等の回転翼式航空機における
    ダクト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有
    する反トルク装置。
  17. 【請求項17】 前記複合材料製の翼(9、9’、
    9”)は強化合成樹脂が含浸された成形繊維布であるこ
    とを特徴とする請求項13または14に記載のヘリコプ
    ター等の回転翼式航空機におけるダクト付きテールロー
    タおよびダクト付き整流装置を有する反トルク装置。
  18. 【請求項18】 前記翼(59)および整流装置の中央
    ボディー(64)は、複合材料の一体構造とされたこと
    を特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のヘリ
    コプター等の回転翼式航空機におけるダクト付きテール
    ロータおよびダクト付き整流装置を有する反トルク装
    置。
  19. 【請求項19】 前記複合材料製の整流装置(58)
    は、強化合成樹脂のマトリックス中に補強用の短繊維を
    埋め込んで圧縮成形してなる単一ブロック製であること
    を特徴とする請求項18に記載のヘリコプター等の回転
    翼式航空機におけるダクト付きテールロータおよびダク
    ト付き整流装置を有する反トルク装置。
  20. 【請求項20】 前記複合材料製の整流装置(58)の
    各翼(59)は、環状の前記中央ボディー(64)の軸
    方向の一端に設けられた取付および芯合わせのための中
    央フランジ(70)から環状の前記中央ボディー(6
    4)の他方の端部まで前記中央ボディー64の内側
    で軸方向に延びていることを特徴とする請求項18およ
    び19のいずれかに記載のヘリコプター等の回転翼式航
    空機におけるダクト付きテールロータおよびダクト付き
    整流装置を有する反トルク装置。
  21. 【請求項21】 前記翼(9、9’、9”、59)は、
    整流装置の中央ボディー(4、64)からダクト(6)
    の壁(43)に向かって、半径方向に対して、ローター
    (7)の回転方向と反対へ傾斜し、およびまたは、ダク
    ト(6)の上流側の端部から下流側の端部へ向かって傾
    斜したことを特徴とする請求項1ないし20のいずれか
    に記載のヘリコプター等の回転翼式航空機におけるダク
    ト付きテールロータおよびダクト付き整流装置を有する
    反トルク装置。
  22. 【請求項22】 各翼(9)は、前記ダクト(6)の横
    の壁(43)に設けられたインサート部材(46)に翼
    の先端(42)を挿入することにより前記ダクト(6)
    の横の壁(43)に連結されたことを特徴とする請求項
    1ないし21のいずれかに記載のヘリコプター等の回転
    翼式航空機におけるダクト付きテールロータおよびダク
    ト付き整流装置を有する反トルク装置。
  23. 【請求項23】 前記インサート部材(46)は、補強
    用の短繊維を有するプラスチックの射出成形品であっ
    て、平坦な取付面(46)を有し、前記壁(43)にア
    ンカーとして埋め込まれる周方向へのリブを備えた環状
    中央ボディーと同様に前記ダクト(6)の前記壁(4
    3)の内面に実質的に同一平面状に設けられたことを特
    徴とする請求項22に記載のヘリコプター等の回転翼式
    航空機におけるダクト付きテールロータおよびダクト付
    き整流装置を有する反トルク装置。
  24. 【請求項24】 前記ダクト(6)の横向きの壁(4
    3)は、サンドイッチ状の複合材料製であって、フェア
    ーリング(5)を構成する二つの横向きの外板(53)
    を連結する二つの環状のリム(51、52)の間に形成
    され、上流側から下流側へ連続して、先細り状の入り口
    ノズル(10)と、円筒状部(11)と、翼(9)が取
    り付けられる末広がり状の出口ノズル(12)とが設け
    られるとともに、これらは、ハニカム構造層(56)が
    形成される内側の外板(54)と外側の外板(55)と
    の間に設けられ、前記ハニカム構造層(56)の厚さ
    は、前記出口ノズル(12)において、前記入り口ノズ
    ル(10)および円筒状部(11)より大きくされ、前
    記リム(51、52)と、横の外板(53)とにおける
    各外板(54、55)は、強化樹脂が含浸された繊維布
    を少なくとも二枚重ねてなる構造とされ、内側の外板
    (54)は、横の外板(53)より厚さが大きくされた
    外側の外板(55)よりさらに厚さが大きくされたこと
    を特徴とする請求項1ないし23のいずれかに記載のヘ
    リコプター等の回転翼式航空機におけるダクト付きテー
    ルロータおよびダクト付き整流装置を有する反トルク装
    置。
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