JPH04113991A

JPH04113991A - チップフィンを備えた航空機

Info

Publication number: JPH04113991A
Application number: JP23237990A
Authority: JP
Inventors: Miharu Tanahashi; 美治棚橋
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-09-04
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1992-04-15

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〕本発明は主翼の翼端にチップフィンを備えた航空機、詳
しくはその主翼とチップフィンとの結合部を補強した航
空機に関する。

〔従来の技術〕

第６図は主翼の翼端にチップフィンを備えた従来の航優
機の要部の図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は前方より左
片側を見た図、（ｃ）は（ａ）の左片側平面図である。

図において、１は主翼、２はチップフィン、３は舵面、
４は胴体、５はストレークであるが、このようにチップ
フィン形式を採用した場合、空力荷重の曲げモーメント
等によって高応力の発生しやすい主翼１とチップフィン
２との結合部７に高強度材の使用及び肉厚増加による補
強案が得案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のチップフィンを備えた航空機には解決すべき
次の課題があった。

即ち、第６図に示す様な従来形状の航空機ではチップフ
ィンに加わる空力荷重による、主翼とチップフィン結合
部のモーメント荷重が厳しいため、チップフィンを大き
くしたり、横・方向安定のためにその位置を後方に移動
したりすることができないという問題があった。また、
従来の補強案では、第６図（ｂ）に示す様に、結合部７
の肉厚が極めて大きくなり、重量増加が著しくなるとい
う問題があった。

本発明は、上記従来の問題点を解消し、軽量且つ高強度
の補強材を用いた構造により、少ない重置増加で十分な
チップフィン支持強度を得るとともに、機体の横・方向
安定性の改善手段である、チップフィンの後方移動及び
拡大を可能にし、良好な空力特性をもつ航空機を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題の解決手段として、主翼の翼端にチッ
プフィンを備えた航空機において、チップフィンと主翼
を含む胴体または他舷側のチップフィンとを連結支持し
た軽量かつ高強度の補強材を具備してなることを特徴と
するチップフィンを備えた航空機を提供しようとするも
のである。

〔作用）本発明は上記のように構成されるので次の作用を有する
。

即ち、航空機の主翼翼端のチップフィンを主翼または胴
体と、あるいは両舷のチップフィン同士とを補強材によ
って連結支持するので、主翼に対し、恰もキャンチレハ
ーとして空力荷重による最大モーメントを生ずべきチッ
プフィンの片持ち固定端、即ち主翼とチ、ブフインとの
結合部が、補強材の空力荷重負担コニより、大きなモー
メントを生しないととなり、従って結合部に発生する表
皮応力も著しく小さくなる。

［実施例］本発明の第１〜第４実施例を第１図〜第５図りこより説
明する。なお、従来例ないしは先の実施例と同一の構成
部材には同一の符号を付し、説明を省略する。また、各
実施例に対応する図は側面図を（ａ）、それを前方より
見た左片側の圓を（ｂ）、（ａ）の左片側平面関を（ｃ
）として示し、実施例毎の図の説明は省略する。

先ず、第】実施例を第１図により説明する。回において
、主翼ｌとチップフィン２とは補強材６ａで結合され、
三角構造を構成している。王翼１と補強材６ａとの結合
部は舵面３の外側とする。補強材６ａには図示のように
後退角を持たせ、空気流れの主流に対して平行な基準線
を持つ翼型断面を形成して全速度領域に於ける空気抵抗
の低減をはかる。補強材６ａの取付位置はストレーク５
からの渦流を妨げない位置とし、しかも主３［１上面後
方の翼端方向への流れを主流方向に整流する作用も備え
、揚力特性を向上させている。更には、マツハ数５以上
の極超音速領域で機体が大迎角をもって飛行する時には
、補強材６ａが主翼１の後流に入る位置に設置されてい
るため、空力加熱を緩和する。

本実施例によれば補強材６ａの大きさを小さくできるこ
と及び主！１とチップフィン２との結合部７の材質を高
強度材としたり肉厚を厚くしたりする必要がないので重
量増加の影響が小さく、かつ、自由にチップフィン２を
後方へ移動できるという利点がある。

次に第２実施例を第２図により説明する。

本実施例は補強材の内端側を主翼舵面の上流側に取付け
た以外は第１実施例とほぼ同様で、第２図において、補
強材６ｂはその外端をチップフィン２に、内端を舵面３
の上流側にそれぞれ結合されている。

本実施例は第１実施例とほぼ同様の効果を有するが、舵
面３の外方への延長を拘束することがないので舵面３の
必要面積が不充分な場合、チップフィン２との空力干渉
を避ける必要がある場合、及び補強材６ｂの後退角を更
に大きくする必要がある場合等にそれらが容易に達成さ
れるという一層の効果がある。

次に第３実施例を第３図により説明する。

図において、補強材６ｃは外端をチップフィン２に、内
端を胴体４の側面にそれぞれ結合されている。本実施例
の場合、補強材６ｃの長さが比較的に長くなり、重量は
稍々増すものの、第１実施例の効果に加え、横・方向及
び縦の空力特性が向上するという効果がある。

次に第４実施例を第４図により説明する。

図において、補強材６ｄの外端はチップフィン２に、内
端は図示しない右舷側の補強材に連結されている。即ち
、第３実施例の如く補強材６ｄの内端を胴体４に連結す
ることが困難な場合に採用する例で、左右のチップフィ
ン２を一体の補強材で連結した場合に相当し、いわゆる
円環翼の概念に近い構成である。従って本実施例の場合
は揚力面が増加するので第１実施例の効果に加え、空力
特性が向上するという効果がある。

以上第１〜第４実施例に用いられる補強材６８〜６ｄは
当然のことながら、軽量高強度材料であることが望まし
い。それによって結合部７の肉厚を厚くしないことの効
果、即ち、重量増抑制の効果が一層高まる。

以上の通り、第１〜第４実施例によれば補強材６８〜６
ｄによってチップフィン２を支持するので、恰も分布荷
重によって最大モーメント端となるキャンチレハーの片
持端即ち危険断面が、細かな支持材によってキャンチレ
バーを三角構造に支持された場合、勿ち、応力の大半を
消失して安全断面に移るように、チップフィン２に空力
荷重が加わった際に最もモーメント荷重が厳しくなる結
合部７の応力が軽減するため肉厚を厚くする様な極端な
高強度化の対策を講しる必要がなくなるという利点があ
る。また、これにより、チップフィン２の後方移動及び
拡大が格段に容易になり、機体の横・方向安定性が顕著
に改善し、大気中における飛行性能が向上するという利
点がある。

因みに上記第１〜第４実施例における空力特性の向上に
ついて第５図に基づいて包括的に説明すると次の通りで
ある。第５図（ａ）は航空機の横特性番こ関する概念図
である。横軸は迎角、縦軸はローリング・モーメントの
横滑り角に対する変化率Ｃ１βを示す。Ｃ１βが正値の
とき横特性が不安定、負債のとき安定である。従来形状
の航空ｌａ（第６図に示すチップフィン２形態）におい
ては、チップフィンと主翼または胴体との空力干渉のた
め、横特性は一般に不安定である。しかし、チップフィ
ンを後方移動したり、拡大することにより、横特性を安
定にすることができる。このとき、チップフィンに作用
する空力荷重は増加するので補強材（６ａ〜６４）によ
る支持が有効になる。第５［ｆｆ１（ｂ）においても同
様に、方向特性を示すヨーイングモーメントの横滑り角
に対する変化率Ｃｎβが従来形状に対しては負（ｌ！（
不安定）であるのに対し、チップフィンを後方移動また
は拡大したとき、空力特性が改善され、その際、補強材
（６ａ〜６ｄ）によるチップフィンの支持が有効になる
。

また、第１図または第２図に示す様な補強材６ａ６ｂの
一端が主翼ｌ上面と結合されている場合には、主翼ｌ上
面の気流を整流する効果も期待され（いわゆる「境界層
板」または「フェンス」と同等の役割をする）、航空機
の全機空力特性も改善される。

［発明の効果〕本発明は上記のように構成されるので、次の効果を有す
る。

即ち、本発明によれば、主翼の翼端にチップフィンを備
えた航空機のチップフィンを主翼との結合部及び舵面以
外の機体部分で軽量且つ強度の高い補強材を用いて連結
支持するので、主翼とチップフィンとの結合部にかかる
荷重を大幅に軽減出来る。従って結合部の材質を極度に
強力にしたり、肉厚を極度に大きくして大幅な重量増加
をもたらしたりすることもなく、十分な強度を持った航
空機を得ることが出来る。またこれにより、チ・７プフ
インの後方移動化及び拡大化が極めて容易になり、機体
の横・方向安定性を空力的に安定側にすることが出来る
。また、大気中の飛行で横・方向安定性が空力的に安定
であるため、ジェット等による姿勢制御を利用せずに飛
行することが出来る。

また、補強材の追加により、チップフィン自身の重量軽
減（荷重が減るため、チップフィンの構造が軽便になる
）も行なえ、全機の重量特性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る、第２図は本発明の
第２実施例に係る、第３図は本発明の第３実施例に係る
、第４図は本発明の第４実施例に係る各、チップフィン
を備えた航空機の要部の図で、（ａ）は側面図、（ｂ）
は（ａ）を前方から見た左片側の図、（ｃ）は（ａ）の
左片側平面図、第５図は上記第１〜第４実施例と従来例
との横・方向特性改善効果の比較線図で、（ａ）は横特
性を、（ｂ）は方向特性をそれぞれ示す図、第６図は第
１図に対応させて示した従来例の図である。１・・・主翼、　　　　　　２・・・チノプフィン３・
・・舵面４・・・胴体５・・・ストレーク。６８〜６ｄ・・・補強材。７・・・結合部。代理人

Claims

【特許請求の範囲】

　主翼の翼端にチップフィンを備えた航空機において、
チップフィンと主翼を含む胴体または他舷側のチップフ
ィンとを連結支持した軽量かつ高強度の補強材を具備し
てなることを特徴とするチップフィンを備えた航空機。