JPH026293A - 翼形帆の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、陸上又は水上の乗物に使用される翼形帆の翼
体及び翼形帆の翼体を失速させる構成に関する。

（従来の技術） 翼形帆の翼体は、より馴染みのある飛行機の翼とは若干
違ったかたちで搭載され且つ操作されるようになってい
る、即ち、それはスパンを直立状態に（即ち、垂直に又
はほぼ垂直に）して且つ翼体の断面をほぼ水平にして搭
載される。又この翼形帆が取付けられる乗物は、陸上又
は水上に支持され、翼体はあらゆる移動可能な方向に実
際の目的に応じて与えられる必要のある推進力を提供し
又は増大するために使用される。本発明が主として関与
している翼形状帆アセンブリのタイプは、自動設定又は
自動調整する翼形帆アセンブリである。その種の翼形帆
アセンブリは、推進力を反力として発揮し且つ風及び望
みの移動方向に応じて異った角度に調節されるように垂
直軸線周りにおいて自由に回転できる少なくとも１つの
推進用翼形帆を有した、以下セール・セットと称する一
組の翼体と、上記推進翼形帆に堅固に連結された一本又
は複数本の帆桁に搭載され且つ以下に説明するように推
進翼形帆を調整するために使用される少なくとも１つの
補助翼体（通常尾部翼体と称する）とから構成されてい
る。

推進翼形帆は、前方の翼構成部材と、該前方構成部材の
後に近接して配置された後方の翼構成部材とから構成さ
れた条部材構造を成している。後方構成部材は前方構成
部材に対して横方向に旋回可能となっており、翼形帆が
風の右又は左に推力を発揮する非対称形状をとるように
なっている。

後方構成部材は推進位置にロックされ且つ整列位置又は
左右が逆の鏡像状態をとる反った位置に復帰するように
解放されるようになっている。一般にセール・セットの
回転軸線は前方構成部材を貫通するように、又は複数の
並設された推進翼形帆から成る多面構造のセール・セッ
トの場合には前方構成部材の対称中央面を貫くように通
っている。

そして後方構成部材はこの主旋回軸線とは無関係に旋回
するようになっている。翼体が全て直線上に揃うと、セ
ール・セットは抵抗が一番小さくなる位置に風見鶏のよ
うに旋回される。次いで推進翼形状帆が、後方構成部材
を回転させ且つロックすることによって推進形状に設定
されると、風は主軸線周りに旋回モーメントを生じさせ
る。しかし補助翼体も独自に回転され又主軸線からの距
離によってその回転力が非常に小さいものであっても同
等のモーメントを発揮することができるよになっている
。かくして補助翼体の角度偏向量を選択することによっ
て（即ち、推進翼のある与えられた角度偏向量に対する
主軸線周りの推進翼モーメントと同等のモーメントを選
択することによって）推進翼の風に対する姿勢調整が行
われる。風の向きが変わるとそれに伴う主軸線周りにお
ける推進翼と補助翼体とのモーメントの変化はモーメン
トが再び釣合うまでセール・セットを自然に回転させる
。

その詩風に対する姿勢調整角は、その元の値に復帰され
ることになる。

吹いている風の方向に対する乗物の移動方向は。

次の３つの一般的な類別に帰着するものと思われる。即
ち、風に向う方向と、広範囲に風を横切る方向と、風か
ら遠ざかる又は風下に沿った方向とに類別される。これ
らの類別の各々に対し、風に対して別々に設定が行われ
るのが望ましい。これら一般的な類別間において一番良
いとされる設定は、これら一般的な類別に対して後で例
示されるものの中間的なものとされよう。

もし乗物が風に向って推進されているならば、姿勢調整
は一般に揚力／抗力の比として表現される空気力学的効
率が可能な限り最大値を呈するように通常調節されてい
る。その揚力／抗力比は、風に直角を成す成分と風の方
向の成分に分解される出力の比率として示される。もし
乗物の移動方向が風を横切るものであれば、姿勢調整は
失速することなしに利用可能な最大力を発揮するように
調節されている。又、移動が風下に向っている場合は、
出力の風下方向の成分が最大化されており、もしより効
果的であるとわかれば故意に失速状態にされるようにな
ってる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、特に多面構造のセール・セットと、風下に沿
った移動において最大速度を得るように完全失速状態を
維持できるようにする形状に関するものである。一般的
に失速中、翼体上を流れる空気流は渦を成し且つ乱流と
なり、補助の後方翼体は展開され且つ失速状態で推進翼
の調整を制御するのに有効でなくなる。更に、主回転軸
線から後方に離れるように推進翼の圧力中心を移動する
゛ことによって起される完全な失速状態になるのに対抗
する付加モーメントも形成されよう。本件発明者は、対
称中央面に向って内側に後方端縁を傾斜させて最初から
の角度格差を有するように中央以外の後方翼体が配列さ
れているシステムを既に提案している。この最初からの
角度格差は、キャンバ−の内側湾曲部（風方向側）上に
在る推進翼が風下側の推進翼よりも失速の度合が小さく
なるように、結果的に風下側の翼のより度合の大きい失
速がセール・セットを失速状態に保持しようとするよう
に後方部が偏向するべく維持される。しかし、対称位置
において角度格差を有することは必ずしも望ましいこと
ではなく、又後方部の偏向の度合が変化するに従って角
度格差の度合を変化させることが望ましいであろう。

（課題を解決するための手段） 従って、本発明は前縁と後縁とを有した直立した前方翼
体と、前縁と後縁とを有した直立した後方翼体と、後方
翼体が前方翼体と共面状態（ｃｏρ１ａｎａｒ）に整合
される整列位置から各側に該整列位置から角度転位した
位置へ最初の翼体に対して垂直軸線周りにおいて旋回移
動するように後方翼体を搭載する手段とから各々が構成
され且つ後方翼体の前縁が前方翼体の後に接近して配置
された複数の推進翼と、後方翼体が上記整列位置から角
度転位されると上記複数の推進翼のうち少なくても一対
の後方翼体を異った角度に回転させるように制御する手
段とから構成されている翼形帆の構造を提供する。

次に、添付図面を参照にして本発明を実施例によって説
明する。

第１図は単一面を成す翼形帆のセール・セットの概略平
面図であり、第２図は推進翼アセンブリの一部を示す概
略斜視図であり、第３図は一対の面を成す推進翼の概略
平面図であり、第４図は対称位置で示された一対の面を
成す推進翼に関する本発明の一実施例を示しており、第
５図は風の右側に推力を発揮するように設定された角度
偏向形状をとった第４図の推進翼を示している。

（実施例及び作用） 第１図を参照にすると、単一面を成す翼形帆のセール・
セットの主要部が平面図で対称に示されている。主推進
翼は前方構成部材ｌ　（１６ａｄｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ
）　　と、後方構成部材（ｔｒａｉｌｉｎｇ　ｅｌｅｍ
ｅｎｔ・・・フラップと称する）２とから構成されてい
る。

フラップ２は、前方構成部材１内に配置された旋回軸線
３周りにおいて側方から側方に旋回できるようになって
おり、フラップは、第２図により明瞭に図示されている
一連の蝶板アーム４によって旋回軸線３に連結されてい
る。旋回軸線３は、連続した軸線である必要が無く、各
蝶板アーム４に関連した一連の整列された軸線から構成
される。

後方構成部材２が前方構成部材１との整列状態から旋回
されても前方構成部材１の後縁まで伸びている小さなス
ラット（図示されていない）が好ましくは設けられてい
る。その種のスラットは、本出願人の米国特許筒４，４
６７．７４１号と第４゜５６３．９７０号の要旨となっ
ている。

尾部の翼体１１は、推進翼の頂部と底部において又推進
翼に向って通常設けられている帆桁６上の軸線５周りに
旋回可能に搭載されており、帆桁は前方構成部分１に堅
固に連結されている。油圧又は空気圧シリンダ７．８又
は他の移動機構がフラップ２と連部翼体とを各々それら
の旋回軸線３．５周りにおいて回転させるために設けら
れており、これら流体圧シリンダ又は他の機構は端板ア
センブリをも形成する帆桁６に丁度良く搭載されている
。尾部の翼体の釣合い重り９が更に、セール・セットが
周りで自由に回動できる軸線１０周りにおいてセール・
セットが質量バランスが取られるように設けられている
。セール・セットを動的に釣合せるために、釣合い重り
を前方構成部分の半分の高さの若干下方に配置すること
によって幾分でも慣性応答性上有利になっても前方構成
部材の約半分の高さに釣合い重りが配置されている。多
面型セール・セットは、第１図を参照にして示され且つ
述べられているのと同じ構成部材から構成されているが
、各々が前方構成部材１とフラップ２とを有した複数組
の推進翼を有している。たとえ、多くの補助翼体が使用
されていても通常単一の補助連部翼体が依然使用されて
いる。もし、多面型セール・セットが奇数の推進翼を有
していれば、中央構造は主軸線１０を中央の前方部分に
整合させており第１図で示されているものと類似したも
のとなる。偶数の推進翼に対しては、主軸線１０は１番
内側の前方部の間の中間に位置する。

多面型セール・セ・ットの推進翼は、１つのフラップ（
通常奇数の多面の場合は中央翼のフラップ）がマスター
フラップとして制御され残りがスレーブフラップとして
駆動さるようにリンク連結されるか、又は代りに各フラ
ップは、物理的な連結によるか又は制御機構によって同
時に動かされるように制御される駆動手段で別々に駆動
される。

第３図は一対の面セットを成す推進翼を図示しており、
各推進翼は前方構成部材１と後方フラップ構成部材２と
から構成されている。フラップ２は、各々がその各前方
構成部材の各偏積方向に角度偏向できるように各前方構
成部材の中央コード上に配置された軸線３周りにおいて
旋回できるようになっている。前方構成部材の間隔は、
前方構成部材同士が相互に平行を維持するように、直立
方向に間隔をとって２つの前方構成部材を相互に連結す
る部材によって固定、維持されている。

公知の構造は、各フラップのその前方構成部材に対する
角度偏向が等しくなるようにフラップが相互に平行に維
持されるか、又は風下側翼（キャンバ−の外側）が最初
からの角度格差の大きさでより強く失速されるようにフ
ラップの後縁の最初からの内側への角度格差が偏向中保
持されるようになっている。

第４図及び第５図に示されている本発明の一実施例にお
いては、フラップが中央の非偏向位置において平行にな
るように、しかし風下側のフラップがより大きな角度を
とるように偏向されると異った大きさの角度偏向を呈す
るようにフラップはリンク連結されている。第４図は前
方翼体が相互に平行に堅固に連結され且つフラップ２の
間隔がフラップの後縁に取付られた各アーム１６に位置
１５で旋回可能に連結されたリンク１４によって前方翼
体と平行且つ共面状態に維持されている直線形状を成し
ているものを示している。アーム１６はリンク１４の長
さが翼の各コード面間の距離よりも短かくなるようにセ
ール・セットの対称面に向って内側に向けられている。

さて、風（矢印で示されている）に向って角度偏向され
たフラップを示している第５図を考慮すると、風下側フ
ラップ２ａは角度見たけ偏向されているが、風上側フラ
ップ２ｂはフラップの蝶板軸線３とアーム上の旋回連結
部１５間に形成された非平行四辺形リンクによってより
小さい角度且だけ偏向されている。主と一β−との間の
正確な角度格差は、蝶番軸線３及び旋回連結部１５を連
結する四辺形の幾何図形的外形によって変わり、アーム
１６とリンク１４の長さは完全にフラップ偏向を行った
時の所望の角度格差に応じて選定される。

完全なフラップ偏向よりも小さい偏向を行うと、角度格
差は零偏向時、即ち対称位置（これは第５図における零
角度格差に相当する）における場合と完全なフラップ偏
向時（通常約４０”の偏向における翼毎に２＠のオーダ
となっている）の場合の中間となる。

第４図と第５図の実施例を参照にして述べられた非平行
リンク原理は、最初からの角度格差が存在する偏向され
ていないフラップ設定と組合せて利用される。この場合
、リンクの幾何図形的外形を加味した当初の角度格差は
フラップが完全に偏向された位置における最終の角度格
差を決定する。

非平行リンクと組合せた当初の角度格差においてフラッ
プの後縁を収斂させるだけが必要とされるのではなく、
零偏向（対称位置）でフラップの後縁を拡開させた設定
も選択され得る。

３翼システムに対する同様な実施例においては、完全に
偏向した時に偏向角度が＋３８°、＋４０’＋４２°と
なるか又は反対側のタック角度が−３８゜−４０°、−
４２’となっている。４翼又は５翼に関した形状に対し
て、対を成した翼が風下に向うに従ってより強い失速を
維持するように異った非平行度を成すリンクを有するこ
とができる。

前方翼体について、それらのコード線が平行を成して隔
設されたものについて述べて来たが、前方翼体のコード
面が平行構造を有するものと比較して拡開状態又は収斂
状態をとるように平行なものと違ったものも実現される
。偏向制御構造は、補助翼体又は尾部翼体によって回動
されない推進翼にも使用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一面を成す翼形帆のセール・セットの概略平
面図であり、第２図は推進翼アセンブリの一部を示す概
略斜視図であり、第３図は一対の面を成す推進翼の概略
平面図であり、第４図は対称位置で示された一対の面を
成す推進翼に関する本発明の一実施例を示しており、第
５図は風の右側に推進力を発揮するように設定された角
度偏向形状をとった第４図の推進翼を示している。 （符号の説明） １・・・前方（翼）構成部材、　２・・・後方（翼）構
成部材、　３・・・旋回軸線、　４・・・蝶板アーム、
５・・・軸線、　６・・・帆桁、　７，８・・・空気圧
シリンダ、　９・・・重り、　１０・・・主軸線、　１
１・・・尾翼の翼体、　　１４・・・リンク、　１５・
・・位置、１６・・・アーム。 一以上一 出願人　　ウォーカー、ジョン　グラハム（ほか１名）
代理人　　弁理士（６２３５）松　野　英　彦手続省り
正置（方式）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前縁と後縁とを有した直立した前方翼体と、前縁と
   後縁とを有した直立した後方翼体と、後方翼体が前方翼
   体と共面状態に整合される整合位置から各側に該整合位
   置から角度転位した位置へ最初の翼体に対して垂直軸線
   周りにおいて旋回移動するように後方翼体を搭載する手
   段とから各々が構成され且つ後方翼体の前縁が前方翼体
   の後縁の後に近接して配置された複数の推進翼と、後方
   翼体が上記整合位置から角度転位されると上記複数の推
   進翼のうち少なくても一対の後方翼体を異った角度に回
   転させるように制御する手段とから構成された翼形帆の
   構造。 ２、上記制御手段が非平行四辺形の機械式リンクから構
   成れた請求項１記載の翼形帆の構造。 ３、上記機械式リンクが上記対を成した後方翼体の各々
   に上記対の他方に向って伸びるように堅固に取付られた
   各部材と、該各部材に旋回するように連結された硬質の
   リンクとから構成された請求項１又は請求項２記載の翼
   形帆の構造。 ４、２つの推進翼から構成された上記いずれかの請求項
   記載の翼形帆の構造。 ５、少なくても３つの推進翼から構成された請求項１か
   ら請求項３いずれか記載の翼形帆の構造。 ６、風上にある後方翼体が一番小さく角度転位されるよ
   うに、後方翼体が整合位置から角度転位されると上記制
   御手段は上記複数の後方翼体に徐々にちがった角度格差
   を与える上記いずれかの請求項記載の翼形帆の構造。