JP4703638B2 - 航空機の前縁装置システムおよび対応するサイズ決定方法 - Google Patents
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Description
以下の開示は一般に、航空機システムと、たとえば航空機のエーロフォイルにおける前縁装置構成のサイズ決定を行なうための、対応するサイズ決定方法とに関する。
多くの航空機は、高迎え角におけるエーロフォイルの性能を改善するために、さまざまな前縁装置を使用する。たとえば、最新の民間輸送型航空機は一般に、高速飛行条件に対して最適化された翼を有する。これらの航空機は一般に、離陸および着陸性能を改善するために、可動の前縁装置を使用する。これらの可動の前縁装置は、一般に格納位置と呼ばれて最適な飛行性能を提供する少なくとも1つの位置と、一般に展張位置と呼ばれて低速運転のための1つ以上のさらなる位置とを有する。展張位置は、低速運転の条件においてエーロフォイル上の気流を改善し、航空機は、失速することなく、より高い迎え角を得ることができる。その結果、指定された構成に対してより低い失速速度が生じる。離陸および着陸のための運転速度が一般に、失速速度の或るパーセント値に基づくため、より低いこれらの失速速度は、離陸および着陸性能の改善を生じる。一般的な前縁装置の例には、前縁フラップ、固定スロット、クルーガー(Kruger)フラップ、スラット、および可変キャンバクルーガーフラップが含まれる。他の航空機は、運転の他の局面におけるエーロフォイルの性能を改善するために前縁装置を使用する。たとえば、戦闘機型航空機は、しばしば、機動飛行中に前縁装置を使用する。
の理由により)使用されることがある。
この発明は一般に、航空機システムおよび対応するサイズ決定方法、たとえば、エーロフォイルにおいて航空機の前縁装置構成のサイズを決定するための方法に向けられる。この発明の一局面は、航空機システムのサイズを決定するための方法に向けられ、この方法は、エーロフォイルの前縁装置構成の少なくとも2つのテーパ部分についてのテーパを特定するステップを含み、テーパ部分の各々は、複数のスパン方向位置を有し、当該前縁装置構成は、少なくとも1つの前縁装置の少なくとも一部を含む。この方法はさらに、複数のスパン方向位置の各々において前縁装置のコード長またはコード長率を選択するステップを含み得、当該少なくとも2つのテーパ部分は、第1のスパン方向に漸減するコード長またはコード長率を有する第1のテーパ部分と、第1の方向とはほぼ反対の第2のスパン方向に漸減するコード長またはコード長率を有する第2のテーパ部分とを含む。
この開示は、航空機の前縁装置および対応するサイズ決定方法を記載する。以下の説明および図2〜11にこの発明のいくつかの具体的な詳細を明示して、この発明の或る実施例の完全な理解を図る。しかしながら当業者は、以下の記載に説明されている具体的な特徴のいくつかを用いなくても、この発明のさらなる実施例および他の実施例が実現され得ることを理解するであろう。
の位置)を含み得る。したがって、どのような設計条件も、(a)航空機の物理的特性、(b)航空機が作動する環境の特性、および/または(c)航空機の動的特性の1つ以上を含み得る。
分の全体にわたって少なくともほぼ選択されたスパン方向の揚力係数分布をエーロフォイルが提供するように、複数のスパン方向位置の各々における前縁装置コード長を決定することを含み得る(プロセス部分504)。前縁装置コード長を決定するプロセスは、計算流体力学(CFD)、風洞試験、航空機の飛行試験、および/または他の設計ツールの使用を含み得る。
局所最大揚力係数に対応し得る。3次元の特性は、1つ以上の局所最大揚力係数を生じる最も低い航空機の迎え角を上回る航空機の迎え角において航空機が機動飛行することが予測される場合に、特に重要であり得る。たとえば、3次元の特性は、スパン方向の流れ効果を含んで、揚力の係数が、航空機の迎え角が増大した状態でエーロフォイルの或る部分において、エーロフォイルの他の部分が失速した後に著しく増大し続ける航空機において重要であり得る。このプロセスはさらに、航空機の迎え角の特定されたスパン方向の分布に少なくともほぼ合致するように、複数のスパン方向位置の各々における前縁装置コード長のサイズを決定すること(プロセス部分903)を含む。上で論じたように、連続したテーパによるスパン方向のテーパか、または、異なるが一定のコード長を有する多数の前縁装置を用いて、前縁装置コード長の分布に少なくともほぼ比例する態様で前縁装置構成のコード長を変化させることができる。
る。さらに別の実施例では、上で論じたように、或るテーパが選択され得、次に、前縁装置コード長のサイズが、翼の臨界部分に対して決定され得る。
Claims (17)
- 航空機のエーロフォイルにおける前縁装置構成のサイズを決定するための方法であって、
少なくとも1つの設計条件を選択するステップと、
少なくとも1つの航空機の迎え角を特定するステップと、
当該少なくとも1つの設計条件および当該少なくとも1つの航空機の迎え角に対応するスパン方向の揚力係数分布を選択するステップとを含み、当該スパン方向の揚力係数分布は、エーロフォイルのスパン方向部分の全体に及び、当該スパン方向部分は、複数のスパン方向位置および前縁装置構成を含み、当該前縁装置構成は、少なくとも1つの前縁装置の少なくとも一部を有し、前記方法はさらに、
当該エーロフォイルが当該少なくとも1つの設計条件および当該少なくとも1つの航空機の迎え角で作動される際に、当該エーロフォイルが当該スパン方向部分全体にわたり、少なくともほぼ当該選択されたスパン方向の揚力係数分布を提供するように、当該複数のスパン方向位置の各々において前縁装置のコード長を決定するステップを含む、方法。 - 当該少なくとも1つの設計条件は、航空機の物理的特性、当該航空機の動的特性、および当該航空機が作動する環境の特性の少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 複数の前縁装置を配置するステップをさらに含み、各前縁装置は、ほぼ一定のコード長を有し、当該複数の前縁装置は、当該複数の位置の各々における当該前縁装置コード長が当該複数の位置の各々に対して決定された当該前縁装置コード長に少なくともほぼ比例するように、配置される、請求項1に記載の方法。
- 航空機システムであって、
スパン方向部分を有するエーロフォイルを備え、当該スパン方向部分は複数のスパン方向位置を有し、前記システムはさらに、
当該スパン方向部分に結合された前縁装置構成を備え、当該前縁装置構成は、少なくとも1つの前縁装置の少なくとも一部を含み、当該前縁装置構成は、少なくとも2つのテーパ部分を有し、当該少なくとも2つのテーパ部分は、
第1のスパン方向に漸減するコード長またはコード長率を有する第1のテーパ部分と、
当該第1の方向とほぼ反対の第2のスパン方向に漸減するコード長またはコード長率を有する第2のテーパ部分とを含む、航空機システム。 - 当該前縁装置構成は、複数の前縁装置を含み、
当該複数の前縁装置のそれぞれが固有のコード長を有し、該固有のコード長は前縁装置のそれぞれにおいてほぼ一定となり、当該複数の前縁装置は、当該第1及び第2の方向において当該前縁装置のコード長またはコード長率の漸減を生じるように配置される、請求項4に記載のシステム。 - 当該第1のテーパ部分は、少なくとも1つの第1の前縁装置の少なくとも一部を含み、当該第2のテーパ部分は、少なくとも1つの第2の前縁装置装置の少なくとも一部を含む、請求項4に記載のシステム。
- 当該前縁装置構成は、1つの前縁装置の少なくとも一部を含む、請求項4に記載のシステム。
- 航空機をさらに備え、当該エーロフォイルは当該航空機に結合される、請求項4に記載のシステム。
- 当該少なくとも1つの前縁装置は、格納位置および少なくとも1つの展張位置を有して配備可能である、請求項4に記載のシステム。
- 航空機システムであって、
スパン方向部分を有するエーロフォイルを備え、当該スパン方向部分は複数のスパン方向位置を有し、前記システムはさらに、
当該スパン方向部分に結合された前縁装置構成を備え、当該前縁装置構成は、少なくとも1つの前縁装置の少なくとも一部を含み、当該複数のスパン方向位置の各々における前縁装置コード長は、当該エーロフォイルが少なくとも1つの選択された設計条件および選択された航空機の迎え角で作動される際に、局所最大揚力係数を提供するのに必要とされる最小の前縁装置コード長に少なくともほぼ等しく、
当該前縁装置構成は、少なくとも2つのテーパ部分を有し、当該少なくとも2つのテーパ部分は、
第1のテーパ部分を含み、当該前縁装置コード長は、第1のスパン方向に漸減し、当該少なくとも2つのテーパ部分はさらに、
第2のテーパ部分を含み、当該前縁装置コード長は、当該第1の方向とほぼ反対の第2のスパン方向に漸減し、当該前縁装置コード長は、当該局所最大揚力係数を提供するのに必要とされるほぼ最小の前縁装置コード長が当該スパン方向部分にわたって変化する態様と少なくともほぼ同じ態様で変化する、システム。 - 請求項10記載のシステムであって、航空機をさらに備え、当該エーロフォイルは当該航空機に結合される、システム。
- 請求項10記載のシステムであって、当該少なくとも1つの選択された設計条件は、航空機の物理的特性、当該航空機の動的特性、および当該航空機が作動する環境の特性の少なくとも1つを含む、システム。
- 請求項10記載のシステムであって、 当該少なくとも1つの前縁装置は、格納位置および少なくとも1つの展張位置を有して配備可能である、システム。
- 航空機システムであって、
スパン方向部分を有するエーロフォイルを備え、当該スパン方向部分は複数のスパン方向位置を有し、前記システムはさらに、
当該スパン方向部分に結合された前縁装置構成を備え、当該前縁装置構成は、少なくとも1つの前縁装置の少なくとも一部を含み、当該複数のスパン方向位置の各々における前縁装置コード長は、当該エーロフォイルが少なくとも1つの選択された作動条件および少なくとも1つの選択された航空機の迎え角において作動される際に、選択された揚力係数分布を提供するように決定された各位置における前縁装置コード長に少なくともほぼ比例し、
当該前縁装置構成は、少なくとも2つのテーパ部分を有し、当該少なくとも2つのテーパ部分は、
第1のテーパ部分を含み、当該前縁装置コード長は、第1のスパン方向に漸減し、当該少なくとも2つのテーパ部分はさらに、
第2のテーパ部分を含み、当該前縁装置コード長は、当該第1の方向のほぼ反対の第2のスパン方向に漸減し、当該前縁装置コード長は、当該選択された揚力係数分布を提供するように決定された各位置における当該前縁装置コード長が当該スパン方向部分にわたって変化する態様と少なくともほぼ同じ態様で変化する、システム。 - 航空機システムであって、
スパン方向部分を有するエーロフォイルを備え、当該スパン方向部分は複数のスパン方向位置を有し、前記システムはさらに、
当該スパン方向部分に結合された前縁装置構成を備え、当該前縁装置構成は、少なくとも1つの前縁装置の少なくとも一部を含み、当該複数のスパン方向位置の各々における前縁装置コード長は、当該エーロフォイルが少なくとも1つの選択された作動条件および少なくとも1つの選択された航空機の迎え角において作動される際に、選択された揚力係数分布を提供するように決定された各位置における前縁装置コード長に少なくともほぼ比例し、
航空機をさらに備え、当該エーロフォイルは当該航空機に結合される、システム。 - 航空機システムであって、
スパン方向部分を有するエーロフォイルを備え、当該スパン方向部分は複数のスパン方向位置を有し、前記システムはさらに、
当該スパン方向部分に結合された前縁装置構成を備え、当該前縁装置構成は、少なくとも1つの前縁装置の少なくとも一部を含み、当該複数のスパン方向位置の各々における前縁装置コード長は、当該エーロフォイルが少なくとも1つの選択された作動条件および少なくとも1つの選択された航空機の迎え角において作動される際に、選択された揚力係数分布を提供するように決定された各位置における前縁装置コード長に少なくともほぼ比例し、
当該少なくとも1つの選択された設計条件は、航空機の物理的特性、当該航空機の動的特性、および当該航空機が作動する環境の特性の少なくとも1つを含む、システム。 - 航空機システムであって、
スパン方向部分を有するエーロフォイルを備え、当該スパン方向部分は複数のスパン方向位置を有し、前記システムはさらに、
当該スパン方向部分に結合された前縁装置構成を備え、当該前縁装置構成は、少なくとも1つの前縁装置の少なくとも一部を含み、当該複数のスパン方向位置の各々における前縁装置コード長は、当該エーロフォイルが少なくとも1つの選択された作動条件および少なくとも1つの選択された航空機の迎え角において作動される際に、選択された揚力係数分布を提供するように決定された各位置における前縁装置コード長に少なくともほぼ比例し、
当該少なくとも1つの前縁装置は、格納位置および少なくとも1つの展張位置を有して配備可能である、システム。
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