JP3232297B2 - ロール振動吸収装置 - Google Patents

ロール振動吸収装置

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JP3232297B2 JP10276790A JP10276790A JP3232297B2 JP 3232297 B2 JP3232297 B2 JP 3232297B2 JP 10276790 A JP10276790 A JP 10276790A JP 10276790 A JP10276790 A JP 10276790A JP 3232297 B2 JP3232297 B2 JP 3232297B2
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    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F16F7/116Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on metal springs
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、プロペラを有する航空機の通常運転時に
おけるロール振動を低減させるロール振動アブソーバに
関するものである。
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題] ヘリコプタの通常運転時には、プロペラブレードは一
定の回転数で回転しており、この回転数のブレード枚数
倍の振動数が、主にロータハブに発生する。そして、こ
の強制振動はヘリコプタ胴体を介して操縦士と副操縦士
席に伝達する。
ヘリコプタ胴体は複合構造となっているために、種々
の周波数の振動が吸収されて、胴体各部が振動する傾向
にある。そこで、胴体各部の固有周波数を変えることに
より、振動を実質的に低減することができる。また、燃
料の搭載状態、または、胴体へ取り付けられる他の部品
を変えることにより、特に、操縦士または副操縦士が感
じ取る体感振動を変えることができる。
上下振動を収容するアブソーバを機首またはキャビン
に取り付けた場合、振動が効果的に吸収されて、体感振
動を低減することができることが知られている。操縦席
の臨界周波数に対して一致するアブソーバを設けた場合
ても、アブソーバの取り付け後に再度調整しなければな
らい場合がある。この種の問題は、取り付け状態、飛行
中の支持構造の変形及びこれらのアブソーバに使用され
るベアリングの摩擦に対するアブソーバの感度等が原因
と考えられている。
しかしながら、アブソーバを水平方向に移動可能に取
り付けた場合でも、ロール方向の振動を低減することは
不可能である。
そこで、この発明は、通常運転時においてロータの振
動周波数における振動を部分的に吸収することによりロ
ール振動を低減することを目的とする。
また、この発明は、上下、すなわち、垂直振動とロー
ル振動が同時に生じた場合に、この垂直振動をも吸収可
能なアブソーバを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記課題を解決するために、この発明によれば、複数
のブレードを有するロータを備えた航空機のロール振動
を吸収するロール振動吸収装置であって、航空機の長手
軸に対して略垂直方向への運動を許容するように航空機
機体に弾性的に支持した所定重量の重りを有する垂直振
動アブソーバから構成され、この垂直振動アブソーバを
航空機機体の左翼側及び右翼側の各外端部に設けたロー
ル振動吸収装置が提供される。
好適実施例においては、振動アブソーバの固有振動数
は、ロータの定常運転時における回転数のブレードの枚
数倍の振動数に一致させることが好ましい。
また、振動アブソーバは、片持ち支持スプリングを有
し、この片持ち支持スプリングの一方の端部には重りを
固定するとともに、他方の端部を航空機機体に固着させ
るようにする。さらに、片持ち支持スプリングは、航空
機機体の長手軸に対して略平衡に支持することが好まし
い。ただし、航空機機体の長手軸に対して0から20゜の
範囲内で支持するようにしてもよい。
航空機は剛性構造の機体外方に延びる円筒部材を有す
る場合には、振動アブソーバをこの延長部材に取り付け
ることが好ましい。また、航空機が機首にキャビンを有
している場合には、振動アブソーバをこのキャビン近傍
に設けることが好ましい。
なお、片持ち支持スプリングはチタニウムで構成する
ことが望ましい。
航空機機体が、スタブウイングとこのスタブウイング
に固定した坑力支柱を有している場合には、振動アブソ
ーバをスタブウイングに配置する。なお、スタブウイン
グの外方端部にボルト締めにより固定してもよい。そし
て、片持ち支持スプリングは航空機の長手軸に対して垂
直方向へ移動が許容されるとともに、水平方向への移動
が規制されるように支持するようにする。
[作用] 上記課題を解決する手段は以下のように作用する。
航空機機体の左右外端部に垂直振動アブソーバを設け
ることにより、ロール振動は、垂直方向に移動可能な重
りにより効果的に吸収される。
[実施例] 次に、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
ヘリコプタ10は、胴体12と4枚のブレード16を有する
ロータ14から概略構成されている。258RPMの通常運転回
転数でロータが回転すると、ロータハブ18に17.2Hzの強
制振動が発生する。この振動が生じると、胴体全体が振
動して操縦士及び副操縦士の座るコックピット20に伝達
される。この振動を吸収するため、従来のアブソーバ
は、キャビンとしてのオーバヘッドキャビン22の内側に
設置された構成となっている。
従来のヘリコプタホイール24は、抗力支柱26によって
スタブウイング30内のフレーム28に固定されている。こ
のフレーム28は、胴体に固定された剛性構造となってお
り、着陸の際に受ける衝撃に耐えるようになっている。
また、スタブウイングは、空気の抗力を減じるために流
線形に成形されている。
なお、ステップ32を取り付ける場合には、ボルト穴を
有するスタブウイングもある。
ヘリコプタ胴体の左翼及び右翼側の各々に垂直振動を
吸収する、垂直振動アブソーバとしてのアブソーバ34が
取り付けられている。胴体外部の、延長部材としての剛
性延長部28には、アルミニウムブラケット36がボルト締
めされており、アブソーバの片持ち支持スプリングとし
ての片持スプリング部40に接続固定されている。
一方、片持スプリング部40の他端には、重り42が垂直
可動に固定されている。なお、この重り42は、スタブウ
イング30の外方端部に位置している。また、支持ブラケ
ットとなるステップ32は、限定するものではないが、第
2図に図示するように端部に設けられている。
片持スプリング部40は、水平、すなわち、機体の長手
軸に対して平行に配置するのが理想的である。第2図に
おけるαは機体の長手軸に対して15゜傾斜しているが、
0から20゜の範囲で設定することができる。
また、片持スプリング部の厚さ44は、0.86cm、その幅
は、最小幅46を2.5cm、最大幅48は8.9cmとなっている。
重り42は4.1kgとし、これを支持ブラケットと重りの重
中間の距離は所定距離49となっている。なお、この構成
による固有振動数は、7.1Hzである。したがって、アブ
ソーバは、水平振動により垂直運動が影響を受ける傾向
にあるが、この水平振動の有無にかかわず垂直振動を効
果的に吸収することができる。また、アブソーバの各部
材の接合が固定接合であり、滑り摩擦も軸受けもないた
め、アブソーバの取り付け方法により、固有振動数に影
響を与えることはない。さらに、この剛性構造により、
アブソーバ自体の変形を小さくすることができ、アブソ
ーバの設置部材の固有振動数を著しく変化させることは
ない。
これらのアブソーバを、運動総重量6100kg、離陸重量
7600kgのヘリコプタに試験的に搭載した。それぞれのア
ブソーバは、4.1kgの重り、スプリング、ブラケット及
びフェアリングを含め、その総重量が7.7kgであった。
本発明に係るアブソーバを設置せず、キャビン内に従来
のアブソーバのみを設置した場合には、垂直振動は効果
的に吸収されていることが確認された。しかしながら、
最近の航空機の変容に伴い、ロール振動は、かなり大き
なレベルにまで増大していることが認められている。す
なわち、このロール振動により、副操縦士席が上方に移
動する一方、操縦士席が下方向に移動する。
上述したような従来のアブソーバを設置して本発明の
ロール振動アブソーバを設置しない場合では、座席で生
じる最高速度は、80ノットで0.5cm/秒、120ノットで0.4
6cm/秒、140ノットで1.5cm/秒、155ノットで1.5cm/秒で
あった。ロール振動アブソーバ設置例では、これらの最
高速度に相当する加速度は、それぞれ、0.1、0.25、0.1
5及び0.1cm/秒に減少した。
これらの振動アブソーバは、17.2Hzの周波数下でロー
ル振動を減じるように設置することが理想的である。し
かしながら、ロールが生じることなく同周波数の垂直振
動が生じた場合でも、この振動の一部を吸収することが
できる。さらに、垂直振動とロール振動との相互作用に
よる複合振動が生じた場合でも、両翼側に設置したアブ
ソーバの双方により、これらの複合振動を効果的に吸収
することができる。
たとえば、一方のアブソーバにおいては垂直振動(運
動)が起こらず、他方のアブソーバにおいては垂直振動
が運動が起こるような特殊な情況では、一方のアブソー
バは効果的に作動するが、他方のアブソーバは作動しな
い。なお、その他の情況においても、この発明に係るア
ブソーバは効果的に振動を吸収する。
各アブソーバの片持スプリング部は、鉄鋼のおよそ半
分の弾性係数を有するチタンで構成することが望まし
い。これにより、一定の剛性が得られ、スプリングの厚
さを鉄鋼より若干薄く構成することができる。なお、所
定の振幅を与えた場合には、スプリング厚の大きいもの
は若干高い歪みを生じるが、弾性係数が低いために応力
は低くなる。本発明の構成に用いたチタンスプリングの
試験では、アブソーバの永久的な寿命を達成できる応力
レベルを示した。
スタブウイングアブソーバの取り付け重量は、わずか
15.2kgであり、機体の最も外側に設置したために、効果
的に振動を吸収することができる。また、延長フェアリ
ングをアブソーバ周囲に設けることにより、アブソーバ
を非常にコンパクトで邪魔にならない形状とすることも
でき、抵抗衝撃も無視することができるようになる。
本発明に係るスタブウイングアブソーバは、従前のヘ
リコプタに簡単に搭載することができる。また、確実に
前調整できるため、試験した全アブソーバは搭載後に調
整を行う必要なく的確に作動した。
[発明の効果] 上述したような構成により、ロータの回転により生じ
る垂直振動、または、ロール振動が効果的に吸収される
ようになる。特に、アブソーバを機体に取り付ける取り
付け部品が少ないために、アブソーバの固有振動数を適
切に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ヘリコプタの全体を示す斜視図である。 第2図は、ヘリコプタのスタブウイングに取り付けたこ
の発明に係るアブソーバの断面図である。 第3図は、アブソーバの取り付け状態を示す平面図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ モーダント アメリカ合衆国,コネチカット,ミルフ ォード,331,メドーサイド 300 (56)参考文献 特公 昭56−37120(JP,B2) Societe Nationale Industrielle aero spatiale、”ILLUSTRA TED PARTS CATALOG AS350”VOL.2(1986)(仏)C hapter53 Section10 S ubject20 Page16−17 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B64C 27/51 F16F 15/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のブレードを有するロータを備えた航
    空機のロール振動を吸収するロール振動吸収装置であっ
    て、航空機の長手軸に対して略垂直方向への運動を許容
    するように航空機機体に弾性的に支持した所定重量の重
    りを有する垂直振動アブソーバから構成され、この垂直
    振動アブソーバを航空機機体の左翼側及び右翼側の各外
    端部に設けたロール振動吸収装置において、前記航空機
    機体は、スタブウィングとこのスタブウィングに固定し
    た抗力支柱を有し、前記振動アブソーバを前記スタブウ
    ィングに配置したことを特徴とするロール振動吸収装
    置。
  2. 【請求項2】前記振動アブソーバは、前記スタブウィン
    グの外方端部にボルト締めにより固定したことを特徴と
    する請求項1記載のロール振動吸収装置。
JP10276790A 1989-04-18 1990-04-18 ロール振動吸収装置 Expired - Fee Related JP3232297B2 (ja)

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