JPH04503495A - ティルト回転翼用フラッペロン・システム - 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】 発明の名称 ティルト回転翼用フラッペロン・システム技術的分野 本発明は航空機翼のフラップ及び補助翼として作用するフラッペロン・システム （ｆｌａｐｓｒｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　）にｔＨｆる。フラッペロン・システムは 、航空機翼の後縁及びフラッペロンの前縁の間のすきｔを選択的に閉じて航空機 性能を向上するように制御する位置制御シールを協働させる。

発明の背景 傾斜回転翼航空機は、航空機設計の進展における革新的段階を示すものである。

傾斜回転翼構造により航空機にヘリコプタの垂直離着陸特性が得られるようにな る。飛行中は、回転翼は前進回転し航空機が固定翼航空機のように飛行すること ができる。機体の重量を最少にするように、一層短く一層剛性の高い翼が使われ る。この場合有効な制御面に対する余地がほとんど残されない。

航空機に対する典型的翼構造では、補助翼及びフラップを協働させた主翼面を備 えている。フラップは翼揚力を増すように構成しであるが、補助翼は横転軸、線 制御に使う。６翼のフラップは一緒に作動し翼の反りを増すことにより翼揚力を 増す。これに比べて補助翼は互いに反対の向きに枢動し一方の翼の揚力を増すと 共に反対側の他方の翼の揚力を減らし横ゆれモーメントを生ずる。

ティルト回転翼航空機の翼面積に利用できる周辺空間によって、若干の構造では フラッグ及び補助翼はフラッペロンとして知られる単一の単位に組合せである。

多くの構造では少なくとも１つのフラッペロン単位を航空機の６翼に位置させで ある。離陸時又は着陸時には、各フラッペロンは協働して作用し付加的な翼揚力 を生ずる。航空機構ゆれを減らすように各７ラペロンは互いに反対の方向に枢動 しこのような操縦を行う。

ティルト回転翼の空気力学的揚力はとくに、フラッペロンの片寄り翼の寸法と機 体の飛行速度と翼表面に沿って流れる空気の状態とによる。揚力を有効に生ずる には、空気は、流れの剥離と死空気の協働する大きい領域とを生じないで翼に沿 い平滑に流れなければならない。流れ剥離の大きｂ領域には翼の失速を伴い、流 れ剥離の小さい領域は抗力を増す。低速の飛行条件では、フラッペロンの下降回 転は流れ剥離を最少にし所要の揚力を生ずるのに必要である。機体速度が増すに 伴って、揚力は増大する動圧によって増し、所要の揚力を生ずるのに一層小さい フラップ下向き回転が必要である。

これ等の高速の航空機巡航条件では、翼後縁及びフラッペロン間のすき゛まが開 いたままになっていれば流れの剥離によって揚力が増す。フラッペロンは又高速 前進条件では横ゆれ制御を行うのに前進回転しなければならないから、このすき まにわたる流れ特性は、す′＠まに橋架し連続した流れ面を生ずる装置により改 良することができる。

異なる種類の飛行体の揚力能力を増大するのに複数種類の装置が作られている。

たとえばルイス（ｔ、ｅｗｔｓ＋）等を発明者とする米国特許第５．９７７，６ ３０号明細書には短距離離着陸（５ＴＯＬ　）航空機用の翼構造について記載し である。この構造では、揚力を増すのにジェット排気を使う多重区分外部吹出し フラップとなお著しくはスロット閉鎖装置を協働させる。各フラップ片が相互か ら遠ざかる向きに延びるときは、各フラップの位置に無関係に制御されるスロッ ト閉鎖装置は伸長したフラッグにより形成されるスパン方向のスロット又はくぼ みに橋架する。

ドーニア（Ｄｏｒｎｉｅｒ　）を発明者とする米国特許第３．１１２，０８９号 明細書には区分フラップについて記載しである。各区分はフラップを下降させた ときに各区分が回動し実質的に連続し定上面を生ずるような形状を持つ。この構 造では別個のすきま制御装置を生ずることができない。

グランド（Ｇｒａｎｔ　）を発明者とする米国特許第２．７７２，０５８号明細 書にはスロット制御装置について記載しである。このスロット制御装置は、翼後 縁及び主フラップアセンブリの間のすきまを成るフラップ方位だけで満たすのに 役立つ。各フラップを上向きに回動すると、これ等のフラップはスポイラとして 作用し、す＠まはフラップ及び翼区分間で開かれる。

アルハレツズーカルダｏ　ｙ　（Ａｌｖｅｒｅｚ−Ｃａｌｄｅｒｏｎ　）を発明 者とする米国特許第３．２２３，３５６号明細書には、回転シリンダ及びカバー 板を備え翼上面及び協働するフラップの間に低抗力面を生ずる垂直離着陸（■Ｌ ）航空機用の翼フラップ・システムについて記載しである。このフラップ・シス テムは内側及び外側の領域を備えた可動部分を持つ。これ等の領域は、巡航用の 固定の負のフラップ設定で片寄せられる。しかし各フラッグは巡航中は動くこと ができない。

ドウウルツ（ＤｅｗＯｌｆｆ　）を発明者とする米国特許第２．９０８，４５４ 号明細書には、フラップの下降運動を制御するように軌道リンク仕掛により駆動 される多重フラップを持つ１つの航空機翼に係わる。このシステムでは、全部の フラッペロン方位でフラッペロン及び翼間のすきまを制御する構造とのフラッペ ロン組合せは得られない。

フラップ及び補助翼として作用し適当なシールを橋架させ適当なフラッペロン方 位で主翼面及びフラッペロンの間のすきまを選択的に密封する装置が必要になっ ている。このようなシールは中断されない上部境界翼面を形成し下面から上面に 移動する流れにより抗力をなくすようにしなければならない。さらにこのフラッ ペロン・シールの角度方位を制御し翼区分に対する全部の調整角度に対し容易か つ自動的に適正に位置させるようにするシステムが必要である。

発明の概要 本発明は、ティルト回転翼航空機に向上した性能を与える改良され几フラッペロ ン・システムに係わる。

本発明の１実施例ではフラッペロン・システムは、限定され友後縁を持つ主翼部 分を備えた航空機翼に協働させる。枢動フラッペロンは、翼と協働し、主翼部分 の後縁に対して前縁を枢動自在に取付けである。フラッペロン・シールは、主翼 部分及びフラッペロンの間に設けられ、主翼部分及びフラッペロン間の相互連結 構造により制御される。相互連結構造は、フラッペロンを枢動させる際に上面上 で翼の主部分の後縁と可動フラッペロンの前縁との間のすきまをフラッペロンに 対する選定した位置角度で可動フラッペロン・シールにより選択的に満たされる ように構成する。

本発明の別の実施例では相互連結構造は、カム従動子を取付けたフラッペロン・ シールから延びるアームを備えている。カム面はフラッペロンに設けられフラッ ペロンを案内しフラッペロン９シールの所望の角度方位が得られるようにする。

本発明の１実施例ではカム面はカム従動子を受入れる軌道である。

この構造によってフラッペロン・システムは、フラツベロンを主翼区分の後縁で フラッペロンをそのヒンジ線のまわりに枢動させる際に所望の角度位置に７ラツ ペロン・シールを自動的に位置させる。フラッペロン・シール及びフラッペロン の間に相互連結部を構成し、とくにカム面を構成することにより、フラッペロン ・シールの位置を７ラツペロン任意の位置に対し制御することができる。風洞そ の他の試験によって最適のフラッペロン及びフラッペロン・シールの構造を定め てティルト回転翼の性能を最大にすることができる。

このような構造は空気力学的性能対重量比特性を最高にすることができる。

図面の簡単な説明 本発明をその好適な実施例について添付図面により詳細に説明する。

第１図は本発明フラッペロン・システムを協働させた航空機翼の横断面図である 。

第２図は第１図の航空機翼をフラッペロン、フラッペロン・シール及びアクチュ エータと共に示す拡大横断面図である。

第３ａ図はフラッペロンをニュートラル水平位置で示す横断面図である。

第３ｂ図はフラノにロンを部分的に下降した位置で示す横断面図である。

第３ｃ図は下方に最も片寄った位置のフラッペロンの横断面図である。

第４図は本発明フラップロン・システムから得られる抗力減少を示す線図である 。

第５図はティルト回転翼の変換通路の堪に対する最高揚力係数の影響を示す線図 である。

第６図はフラッペロン・シールによシ生成する最大揚力係数の向上を示す線図で ある。

実施例の説明 本発明は従来認められている欠点の多くを除いた航空機翼フラップロン・システ ムである。第１図につ−て本発明を実施する航空機翼１０を説明する。翼１０は 、主翼部分２０、フラッペロン２２及びフラッペロン・シールａｏｔ−備えてい る。

主翼部分２０は前縁２０ａ及び後縁２０ｂを備えている。主翼部分２０は補強材 ２８及びス）　ＩＪンが３０を備えた普通の内部構造を持つ。後部は之６２は又 主翼部分２０の一体部分を形成する。アクチュエータ３４は点３６で後部けた３ ２に枢動自在に取付けである。主翼部分２０の後縁２０ｂに向かい伸縮自在に延 びるようにしたアクチュエータは、連結点３８でフラッペロン２２に枢動自在に 連結しである。

フラッペロン２２は、主翼部分２０の下方に後方に延びる取付具２６によジヒン ジ軸線２４で枢動自在に連結しである。フラッペロンは前縁２２ａ及び後縁２２ ｂを持つ。アクチュエータ３４はヒンジ点２４に対し軸線の離れた点６８でフラ ッペロン２２に取付ｆｆである。従ってアクチュエータがフラッペロンに向かい 伸縮するときは、フラッペロンは主翼部分２０の後縁２０ｂから遠ざかる向きに 動きヒンジ軸線２４のまわシに回動する。

フラッペロン・シール４０は、十分な寸法及び長さを持ちヒンジ線４２のまわり で前端部に枢動自在に取付けた輪郭板を備えている。この取付けは、主翼部分２ ０の後縁２０ｂから延びる取付具４４に対して行われる。

第２図はフラッペロン・シール４０をさらに詳しく示ス。フラッペロン・シール ４０は、フラッペロンーシール４０に固定したアーム４６を備え、文末端側端部 にカム従動子５０を取付けた延長部分４８を備えている。カム従動子５０は、フ ラッペロン２２に取付けたカム軌道５２内で動く。１実施例では軌道５２は、本 システムの作動中にローラが移動する直立の脚５６゜５８を備えた基部５４を持 つみぞから成っている。

カム面５２は、多数個のファスナ６０によりフラッペロン２２の端部に固定しで ある。フラッペロン２２が回動すると、カム面５２も又回動じ、カム従動子５０ はカム面５２により形成された固定通路に沿って移動する。

第２図、５ａ図、３ｂ図及び３Ｃ図は種種の片寄り角におけるフラッペロンを示 す。第２図に示すようにフラッペロン後縁２２ｂを２５°（その上昇行程の限度 ）に高めるときは、フラップロン凹入部はフラッペロン・シールにより児全に密 封される。第３ａ図はニュートラル水平位置におけるフラッペロン２２を示す。

高速飛行に相当する位置であるこの位置では、翼に対する動圧力は高くて、フラ ップロン・シールは、フラッペロン・シール及び主翼部分の間のすきまを閉じる ように位置させる。第３ｂ図は、後縁を５°以上下げ之フラッペロンを示しフラ ップ位置におけるフラッペロンを示す。図示のようにこの設定ではフラッペロン ２２及びフラッペロン・シール４０の間にわずかなすきまが存在する。このよう なすきまの開＠は、失速条件を避けて上部翼面への流れの付着を保つのに必要で あることが分った。第３Ｃ図ではフラッペロン後縁２２ｂは６７°の最大下向き 片寄ジにある。カム面５２の形状によって、フラッペロン２２及びフラッペロン ・シール４０の間にはすきまが生じていない。

図示のように本発明システムにより翼設計者は軌道５２、協働アーム４６及び従 動子５０の設計によりフラッペロンの任意の片寄りに対しフラッペロン・シール の任意の位置を選択することができる。この構造の設計によりフラッペロン・シ ールは、空気力学的要求により指示されるように閉じた又は部分的に閉じた位置 へのフラッペロンの運動に応答して自動的に位置決めすることができる。

第４図はティルト回転翼の抗力に対するフラッペロン・シールの抗力低減効果を 示す。フラッペロン・シールを加えると、試料翼部分の抗力係数は、０．４の巡 航揚力係数でフラッペロン・シールを除いた場合より２６．８　％低い。Ｃの場 合海抜零面における１０ノツトの最高速度の向上と３８８　ｌｂのペイロード又 は燃料の増大とが得られる。５°ないし４５°フラッペロン後縁下降位置ではフ ラッペロン・シールは５０の位ｆｆ１ｌＫ留まる。この場合ティルト回転翼に対 し大きい変換通路内で運動性を生ずるのに必要な高い最大揚力増分を生ずる必要 がある。データはマツハ−〇、１３又レイノルズ数−２，００Ｘ　１００万で記 録された。

第５図は、ティルト回転翼機体に対する変換通路の幅への最大揚力係数の効果を 示す。前記したように機体の最大揚力能力の増加によりヘリコプタ・モードから 航空機モードへの変換に対する許容速度範囲を増す。

最大揚力係数は第６図に例示したように新規なフラッペロン・システムの使用に より著しく向上する。第６図に例示したデータは、制御された表面片寄りによる 最大揚力増分は単純形フラップシステムより１２２チだけ増すことを示す。さら に高い翼揚力対抗力比はｆｆ１ｆｉなフラッペロン・システムを使うことによっ て得られる。４５°より大きいフラップロン角度で後縁を下降させると、フラッ ペロン・シール及びフラッペロンの間のすきまが小さくなり、行程の終り（６７ ｏ下降）にこのす＠ま又は凹入部は零に近づきヘリコプタ・モードにおける下向 き荷重を減らす。

要するに本発明の構造により翼構造及びフラッペロンシステムが得られる。フラ ッペロン・システムは、フラッペロンの上下運動中にフラッペロン、フラッペロ ン・シール及び得られるす＠まの運動を定めてティルト回転翼航空機の性能を最 高にする。好適とする実［１ではカム軌道はフラッペロンの各端部に取付けであ る。フラッペロンシールはブラケット及びカム従動子によりこのカム軌道に応答 する。カム軌道内に乗るカム従動子は、フラッペロンシールに取付けたブラケッ トに回転自在に取付けである。フラッペロンが回動するときは、取付けられたカ ム軌道も同様に回動し、カム従動子はカム軌道と共に動く。この運動はブラケッ トを介してフラッペロン・シールに伝わる。フラッペロンは、主翼アセンブリの けたに対して取付けたフラッペロン・アクチュエータにより動かされる。フラッ ペロンは固定のヒンジ点のまわりに回動する。このようなフラッペロンは４個の ヒンジにより主翼アセンブリに取付けである。

本発明により、フラッペロンの位置に応答してフラッペロン・シールを自動的に 設定する信頼性が高くしかも比較的簡単な構造が得られる。フラッペロンの任意 の設定に対するフラッペロン・シールの位置は、連結構造とその一部であるカム 軌道との設計とを単に変えるだけで、翼性能を最高にし抗力を減らすように容易 に設計することができる。

以上本発明をその好適とする実施例について詳細に説明したが本発明はなおその 精神を逸脱しないで種程の変化変型を行うことができるのはもちろんである。

ＦＩＣ；、５ ＬＩＦｎＮＧ　ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＹ　ＯＦ　ＴＨＥ　ＷＩＮＧ補正書補正口く 翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項の規定による）平成　３年　６月１３日

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．後縁を持つ主翼部分と、 この主翼部分に枢動自在に取付けた枢動フラッペロンと、 前記主翼部分に枢動自在に取付けたフラッペロン・ツールと、 前記のフラッペロン及びフラッペロン・シールを相互に連結し前記フラッペロン が前記主翼部分に対して枢動ずる除に前記フラッペロン・シールを前記フラツペ ロンに対して角度方向に位置決めする制御手段と、前記フラッペロンを前記主翼 部分に対して動かす作動手段と を包含する航空機翼アセンブリ。
2. ２．前記主翼部分を、 前縁及び後縁を持つ翼形により構成した請求項１の航空機翼アセンブリ。
3. ３．前記枢動フラッペロンを、 前縁及び後縁を持ち前記前縁を前記主翼部分の後縁に対して枢動自在に取付けた 翼形により構成した請求項１の航空機翼アセンブリ。
4. ４．前記フラツペロン・シールを、 前記の主翼部分の後縁と前記のフラッペロンの前縁との間のすきまにまたがる寸 法にした板により構成した請求項１の航空機翼アセンブリ。
5. ５．前記フラッペロン・シールにさらに、前記主翼部分の後縁に対し単一のピボ ツト点のまわりに枢動自在に取付けた板を設けた請求項１の航空機翼アセンブリ 。
6. ６．前記のフラッペロン及びフラッペロン・シールを相互に連結する前記制御手 段を、 剛性のアームと、 この剛性アームに取付けたカム従動子と、このカム従動子を受入れるカム面と にりに構成した請求項１の航空機翼アセンブリ。
7. ７．前記剛性アームを、 前記フラッペロン・ツールを前記カム従動子に連結する取付具にりに構成した請 求項６の航空機翼アセンブリ。
8. ８．前記カム従動子を、 前記カム面により形成した軌道内にはまる寸法を持ち前記剛性アームに回転自在 に連結したローラにより構成した請求項６の航空機翼アセンブリ。
9. ９．前記カム面を、 径路を形成するように長手に沿い直立の脚により仕仕られ前記主翼部分のスパン に沿い互いに間隔を隔てた点で前記フラツペロンに固定したみぞにより構成した 請求項６の航空機翼アセンブリ。
10. １０．前記作動手段を、 前記のフラッペロンと主翼部分との間に連結した流体圧アクチュエータにより構 成した請求項１の航空機翼アセンブリ。
11. １１．前記作動手段を、 前記の主翼部分及びフラッペロンの間に固定され延長線が前記フラッペロンのヒ ンジ点の軸線から前記主翼部分の方にはずれ前記アクチュエータ延長部分により 前記フラツペロンを前記ヒンジ点のまわりに回動させるようにした流体圧アクチ ュエータにより構成した請求項１の航空機翼アセンブリ。
12. １２．後線を持つ主翼部分と、 この主翼部分の後縁に対して前縁を枢動自在に取付けた枢動フラツペロンと、 フラッペロン・ツールと、 前記のフラッペロン及びフラツペロン・シールをこのフラツペロン・シールを枢 動ずるように相互に連結し前記の主翼部分の後縁と前記の可動フラッペロンの前 縁との間の上面のすきまを前記可動フラッペロンに対する所定の位置角度で前記 可動フラッペロン・シールにより選択的に閉じるようにした制御手段とを包含す る航空機翼。
13. １３．前記制御手段を、 前記フラツペロン・シールから延びカム従動子を取付けたアームと、 前記可動フラツペロン部分に設けられ前記カム従動子を案内し前記フラッペロン ・シールの所望の角度方位を生ずるようにしたカム面と により構成した請求項１２の航空機翼。
14. １４．前記カム面を前記カム従動子を受ける軌道とした請求項１３の航空機翼。
15. １５．後縁を持つ主部分と前記後縁に枢動自在に取付けた可動フラッペロンとを 持つ航空機翼に設けるシールにおいて、 前記の翼の主部分の後縁に対して運動するように枢動自在に取付けた前縁を持つ 可動なフラッペロン・シールにより構成し、前記の翼主部分及びフラッペロン・ シールの間に相互連結構造を設け、この連結構造が前記シール・フラップを枢動 ずるように作用し前記の主部分の後縁と前記の可動フラップの前縁との間の上面 のすきまを前記可動フラップに対する所定の角度位置で前記可動フラップにより 選択的に閉じるようにしたシール。
16. １６．前記相互連結構造を、前記フラッペロン・シールから延びカム従動子を取 付けたアームと、前記可動フラツペロンに設けられ前記カム従動子を追従させ前 記フラップ・シールの位置決めを行うようにしたカム面とにより構成した請求項 １５のシール。
17. １７．前記カム面を前記カム従動子を受入れるみぞ形軌道とした請求項１６のシ ール。