JP4417714B2 - 最適速度ティルト・ローター - Google Patents
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Description
L=1/2ρV2SCL …(1)
D=1/2ρV2SCD …(2)
vr=2πr(RPM)/60 …(3)
ここで、vrは回転速度、rはローター中心から測定した半径距離である。
(ローターの回転中心から測定してローター半径の30%の点において)
羽根全重量: W≦0.0025D3
ここで、Dはローターの直径であり、フィートの単位で測定され、Wはポンドの単位で表される各羽根の全重量であり、EIはポンド−平方インチの単位で表される。
ここで、T=ローター推力、S=ローター円板面積、VT=ローター先端速度である。
Tは、約T=nWであり、nは垂直操縦係数であり、Wはヘリコプタ重量である。剛率比σは加重羽根総面積とローター円板面積の比である。
VT=2πR(RPM)/60 …(5)
フラップ剛性: EIflap≧200D4
(ローターの回転中心から測定してローター半径の30%の点において)
羽根全重量: W≦0.0025D3
ここで、Dはローターの直径であり、フィートの単位で測定され、Wはポンドの単位で表される各羽根の全重量であり、EIはポンド−平方インチの単位で表される。ただし、各羽根の全重量Wは、0.004D3以下でも良い。例えば、各羽根の全重量Wは、0.003D3以下、または0.002D3以下、または0.001D3以下でも良い。さらに、フラップ剛性EIflapは、ローターの回転中心から測定してローター半径の30%の点で100D4程度でも良い。
Claims (20)
- ティルト・ローターを備えるティルト・ローター式回転翼航空機の効率を向上させるための方法であり、前記ティルト・ローターが、ヘリコプタ・モード、切り替えモード及び飛行機モードに傾きこれらのモードで動作でき、かつ半径方向に伸びる羽根及び前記ローターを回転させるためのパワーを提供するためのエンジンを有し、前記ティルト・ローターが、ヘリコプタ・モードにおいて最大RPMレベルで動作することができ、該方法が、
ヘリコプタ・モードにおいて飛行中に、予め定められたRPMレベルで前記ローターを作動するステップと、
飛行機モードにおいて飛行中に、パワーを削減することによってヘリコプタ・モードにおける前記最大RPMレベルの80%未満のRPMレベルで前記ローターを作動し、それによってティルト・ローター式回転翼航空機の効率を向上するステップと、
を含む、方法であって、
飛行機モードにおいて、前記ローターがヘリコプタ・モードにおける最大RPMレベルの80%未満のRPMレベルで構造上の動力学的問題の発生なしに作動されることが可能であるように、前記ローターの羽根が十分な剛性と小さな質量とを有しており、
ポンド(キログラム)で表された羽根の前記小さな質量が、フィート(メートル)で表された前記ローターの直径の三乗の0.004(0.00025)倍を上回らず、
前記ローターの回転中心から測定されたローター半径の30%の点におけるポンド−平方インチ(ニュートン−平方メートル)で表された羽根の前記十分な剛性が、フィート(メートル)で表された前記ローターの直径の四乗の100(300)倍以上である、方法。 - 飛行機モードにおいて前記ローターを作動する前記ステップが、飛行機モードにおいて、ヘリコプタ・モードにおける前記最大RPMレベルの70%未満のRPMレベルで前記ローターを作動するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 飛行機モードにおいて前記ローターを作動する前記ステップが、飛行機モードにおいて、ヘリコプタ・モードにおける前記最大RPMレベルの60%未満のRPMレベルで前記ローターを作動するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- ヘリコプタ・モードにおいて予め定められたRPMレベルで前記ローターを作動する前記ステップが、ヘリコプタ・モードにおける前記最大ローターRPMレベルの94%未満のRPMレベルで前記ローターを作動するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- ヘリコプタ・モードにおいて予め定められたRPMレベルで前記ローターを作動する前記ステップが、ヘリコプタ・モードにおける前記最大ローターRPMレベルの80%未満のRPMレベルで前記ローターを作動するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- ヘリコプタ・モードにおいて予め定められたRPMレベルで前記ローターを作動する前記ステップが、ヘリコプタ・モードにおける前記最大ローターRPMレベルの70%未満のRPMレベルで前記ローターを作動するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ローターが、ローター回転中心から測定された半径及び直径を有し、及び前記ローターが、
ローター・ハブと、
前記ハブに半径方向に結合される少なくとも2枚の羽根であり、各羽根が、前記ハブに近位の付根及び前記ハブに遠位の先端を有し、ポンド(キログラム)で表される各羽根の重量がフィート(メートル)で表される前記ローターの直径の三乗の0.004(0.00025)倍を上回らない、羽根と、
を備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - ポンド(キログラム)で表される各羽根の重量がフィート(メートル)で表される前記ローターの直径の三乗の0.0025(0.000156)倍を上回らない、請求項7に記載の方法。
- 前記ローター回転中心から測定された前記ローター半径の30%の点におけるポンド−平方インチ(ニュートン−平方メートル)で表される各羽根のフラップ剛性が、フィート(メートル)で表されるローター直径の四乗の100(300)倍以上である、請求項7又は8に記載の方法。
- 前記ローター回転中心から測定された前記ローター半径の30%の点におけるポンド−平方インチ(ニュートン−平方メートル)で表される各羽根のフラップ剛性が、フィート(メートル)で表されるローター直径の四乗の200(600)倍以上である、請求項7〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 単位長さ当たりの各羽根の重量が、前記羽根付根から前記羽根先端に向かって徐々に減少する、請求項7〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 各羽根のフラップ剛性、ラグ剛性及びねじれ剛性が前記羽根付根から前記羽根先端に向かって徐々に減少する、請求項7〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ハブが非ジンバル式で、ヒンジレスである、請求項7〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ローターがローター回転中心から測定された半径及び直径を有し、及び前記ローターが、
ローター・ハブと、
前記ハブに半径方向に結合される少なくとも2枚の羽根であり、各羽根が前記ハブに近位の付根及び前記ハブに遠位の先端を有し、前記ローター半径の30%の点におけるポンド−平方インチ(ニュートン−平方メートル)で表される各羽根のフラップ剛性がフィート(メートル)で表される前記ローター直径の四乗の100(300)倍以上である、羽根と、
を備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記ローター半径の30%の点におけるポンド−平方インチ(ニュートン−平方メートル)で表される各羽根のフラップ剛性がフィート(メートル)で表される前記ローター直径の四乗の200(600)倍以上である、請求項14に記載の方法。
- 単位長さ当たりの各羽根の重量が、前記羽根付根から前記羽根先端に向かって徐々に減少する、請求項14又は15に記載の方法。
- 各羽根のフラップ剛性、ラグ剛性及びねじれ剛性が、前記羽根付根から前記羽根先端に向かって徐々に減少する、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 各羽根が質量を有する請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法であって、各羽根の前記質量は旋回モードフラッタを減少させるように十分に小さく選択されている、方法。
- 飛行機モードにおいて、ヘリコプタ・モードにおける最大RPMの80%未満のRPMレベルで構造上の動力学的問題の発生なしに前記ローターが作動されるように、各羽根は、そのような羽根のフェザリング軸に関する十分なフラップ剛性を有している、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 飛行機モードにおいてローターを作動する前記ステップが回転翼航空機の290ノットの速度において前記ローターを飛行機モードで作動するステップを含んでいる、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
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