JPH05178292A - Helicopter - Google Patents

Helicopter

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Publication number
JPH05178292A
JPH05178292A JP74692A JP74692A JPH05178292A JP H05178292 A JPH05178292 A JP H05178292A JP 74692 A JP74692 A JP 74692A JP 74692 A JP74692 A JP 74692A JP H05178292 A JPH05178292 A JP H05178292A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
tip
lift
generated
vortex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP74692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Nakao
雅弘 中尾
Naoto Adachi
直人 足立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP74692A priority Critical patent/JPH05178292A/en
Publication of JPH05178292A publication Critical patent/JPH05178292A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors
    • B64C27/46Blades
    • B64C27/463Blade tips

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a helicopter which has a simple structure and can increase the lift of a blade, reduce the blade revolution torque, and improve fuel consumption. CONSTITUTION:The top edge part 6 of the blade 4 of a main rotor is bent upward to provide a dihedral angle. Accordingly, the blade edge vorgex generated at the blade top edge part of the preceding blade induces an air stream, and the inclined stream is introduced to the blade top edge having the dihedral angle of the succeeding blade, and a lift is generated at the blade top edge by this stream, and lift is generated by the winglet effect.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主ロータにおける揚力
の向上を図ったヘリコプタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helicopter with improved lift in a main rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ヘリコプタは、比較的直径の大きな複数
枚のブレード(羽根)をもった主ロータを略垂直な主軸
によって回転させることによりこれらブレードを旋回さ
せ、これらブレードで空気に下向きの速度を与え、この
反作用としてブレードに揚力を発生させて垂直昇降やホ
バーリングおよび前進飛行などを可能とした航空機であ
ることは知られている。
2. Description of the Related Art In a helicopter, a main rotor having a plurality of blades (blades) having a relatively large diameter is rotated by a substantially vertical main shaft so as to rotate these blades, and these blades make a downward velocity to air. It is known that the aircraft is capable of vertical lift, hovering, and forward flight by generating lift on the blade as a reaction.

【0003】特にヘリコプタの特徴は空中で停止飛行
(ホバーリング)が可能な点にある。しかしながら、上
記ホバーリング時には、前進飛行することなく単に空中
で停止しているだけであるにも拘らず、燃料の消費量が
比較的多いという問題がある。このホバーリング時の燃
費効率を改善すれば運航全体に対する燃費効率が著しく
向上することが期待できる。
A feature of a helicopter is that it can be stopped (hovering) in the air. However, at the time of hovering, there is a problem that the amount of fuel consumption is relatively large, even though the vehicle does not fly forward and merely stops in the air. If the fuel efficiency during hovering is improved, the fuel efficiency for the entire operation can be expected to be significantly improved.

【0004】ところで、燃費を改善するには揚力を増す
必要がある。この手段として従来からブレードの先端形
状についての研究開発がなされている。つまり、主ロー
タの回転速度は、ブレードの翼端(翼先端)が最大速度
となり、この部分の形状変化が揚力性能に大きな影響を
及ぼす。
By the way, in order to improve fuel economy, it is necessary to increase lift. As a means for this, research and development on the tip shape of the blade have been made conventionally. In other words, the rotation speed of the main rotor has a maximum speed at the blade tip (blade tip) of the blade, and the change in the shape of this portion greatly affects the lift performance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来におけるブレード
の翼端形状を、図6ないし図8にもとづき説明する。
A blade tip shape of a conventional blade will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

【0006】図6は、最も多く用いられている矩形翼の
例であり、この場合はブレード60の翼端付近で翼端渦
が発生し、この翼端渦により誘導抵抗が生じて大きな翼
回転トルクを必要とする。
FIG. 6 shows an example of the most widely used rectangular blade. In this case, a blade tip vortex is generated in the vicinity of the blade tip of the blade 60, and this blade tip vortex causes induced resistance to cause large blade rotation. Requires torque.

【0007】図7はテーパ翼の例であり、ブレード70
先端側の面積を根元に比べて次第に小さくしたものであ
る。この場合はブレードの先端部で空気荷重が減少する
ので、翼端渦を弱めることができ、よって誘導抵抗を減
少させることができる。しかし、この場合、ブレード7
0の先端側の面積が減少した分、揚力が低下する欠点が
ある。この揚力を補うためにブレードの迎え角を大きく
しようとすると抵抗が増大し、失速などの原因になり、
結局は揚力上昇の成果は期待できない。図8は、ブレー
ド80の先端部81を下向きに折り曲げて下反角を付け
た場合である。
FIG. 7 shows an example of a tapered blade, which is a blade 70.
The area on the tip side is gradually made smaller than that at the root. In this case, since the air load is reduced at the tip portion of the blade, the tip vortex can be weakened, and thus the induced resistance can be reduced. However, in this case, the blade 7
There is a drawback in that the lift is reduced as much as the area on the tip side of 0 is reduced. If you try to increase the angle of attack of the blade to compensate for this lift, resistance will increase, causing stall, etc.
After all, the result of lift rise cannot be expected. FIG. 8 shows a case where the tip end portion 81 of the blade 80 is bent downward to form a dihedral angle.

【0008】しかし、一般にブレードから発生する翼端
渦は吹きおろしにより下向き内側に移動する性質があ
り、図6のような矩形翼の場合は、後続するブレードは
先行するブレードの翼端渦の上を通るようになるが、先
端を下向きに積極させた図8のような形状では、先行す
るブレードで発生した翼端渦の領域に後続するブレード
の先端部が進入してしまい、迎え角が局所的に変化する
ので振動などの原因となり、空力特性が低下する。
However, generally, the blade tip vortex generated from the blade has a property of moving downward and inward by blowing down, and in the case of a rectangular blade as shown in FIG. 6, the trailing blade is above the blade tip vortex of the preceding blade. However, in the shape shown in FIG. 8 in which the tip is positively directed downward, the tip of the trailing blade enters the region of the tip vortex generated by the leading blade, and the angle of attack is locally increased. Change, which may cause vibrations and the like, which deteriorates aerodynamic characteristics.

【0009】また、下反角を設けた先端部では、下向き
に押される力が発生し、いわゆるマイナスの揚力が発生
する欠点があり、むしろ逆に、大きな翼回転トルクを必
要とする不具合がある。
Further, at the tip end portion having the dihedral angle, there is a drawback that a downward pushing force is generated and a so-called negative lift is generated, and conversely, there is a problem that a large blade rotating torque is required. ..

【0010】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、簡単な構造でブレード
の揚力を上げることができ、翼回転トルクを低減し、燃
費を向上させることができるヘリコプタを提供しようと
するものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to increase the lift of the blade with a simple structure, reduce the blade rotation torque, and improve the fuel consumption. It aims to provide a helicopter that can.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、主ロータのブレード先端部を上向きに曲げて
上反角を形成し、このブレード先端部に揚力を発生させ
るようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is designed so that the blade tip portion of the main rotor is bent upward to form a dihedral angle and a lift force is generated at this blade tip portion. Is characterized by.

【0012】[0012]

【作用】本発明のようにブレードの先端に上反角を設け
た場合は、ホバ−リング中においては、ブレード先端部
で発生する翼端渦を、通常の矩形翼の場合に比べて少し
上から発生させることができ、この翼端渦が後続するブ
レードに当たるようになる。この場合、渦自体はブレー
ドの先端から接線方向に流れるが、この翼端渦は、図1
の(b)図のような旋回円の接線方向の流れであり、ブ
レードが進行しているので後続するブレードからみると
螺旋状の渦が進入してくるようにみえる。このような螺
旋状の渦は、前方斜め下から後方斜め上向きの空気流れ
を誘起する。この結果、上反角を有する翼先端部に揚力
が発生する。すなわちウイングレット効果により前に傾
く揚力を発生させることができ、したがって翼回転トル
クを低減して燃費を向上させることができる。
When the tip of the blade is provided with a dihedral angle as in the present invention, the tip vortex generated at the tip of the blade is slightly raised during hovering as compared with the case of a normal rectangular blade. And the tip vortex will hit the following blade. In this case, the vortex itself flows tangentially from the tip of the blade, but this tip vortex is
(B), the flow is in the tangential direction of the swirling circle, and since the blade is advancing, it looks like a spiral vortex is coming in from the following blade. Such a spiral vortex induces an air flow from diagonally lower front to diagonally upper rear. As a result, lift is generated at the tip of the blade having the dihedral angle. That is, the winglet effect can generate a lift that leans forward, so that the blade rotation torque can be reduced and fuel consumption can be improved.

【0013】[0013]

【実施例】以下本発明について、図1ないし図5に示す
一実施例にもとづいて説明する。図5に示すヘリコプタ
において、1は機体、2は主ロータ、3は主軸、4…は
主ロータ2のブレード、5は尾部補助ロータを示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on an embodiment shown in FIGS. In the helicopter shown in FIG. 5, 1 is a fuselage, 2 is a main rotor, 3 is a main shaft, 4 ... Blades of the main rotor 2, and 5 is a tail auxiliary rotor.

【0014】上記各ブレード4…は断面形状が、図2に
示すNACA型などのように、下面の長さよりも上面の
長さが大きな翼形状をなしている。また、各ブレード4
…は、翼前端縁が水平面に対して上向きとなるようなピ
ッチ角αを有している。
Each of the blades 4 ... Has a blade shape whose cross-sectional shape is larger than the length of the lower surface in the upper surface like the NACA type shown in FIG. Also, each blade 4
Has a pitch angle α such that the front edge of the blade faces upward with respect to the horizontal plane.

【0015】なお、ブレード4…は旋回中心側(根元
側)のピッチ角に比べて翼端側のピッチ角が小さくなる
ようなねじり(ツイスト)を与えられており、これによ
りブレード4…全体に発生する揚力分布を、速度の大き
な翼端側が相対的に小さくなるようにしてある。なお、
翼端側のピッチ角αはマイナスになることはない。
The blades 4 are provided with a twist so that the pitch angle on the blade tip side is smaller than the pitch angle on the turning center side (root side), whereby the blades 4 ... The distribution of lift generated is made relatively small on the blade tip side where the velocity is high. In addition,
The pitch angle α on the blade tip side never becomes negative.

【0016】このようなブレード4…においては、翼端
の所定長さ部分が上向きに所定角度で折り曲げられてお
り、いわゆる上反角θが付けられている。この先端折曲
部6は、本実施例の場合、折り曲げ線7がブレード4…
の旋回円の接線方向に沿うようにしてある。このような
構成のヘリコプタについて、作用を説明する。
In such a blade 4, a predetermined length portion of the blade tip is bent upward at a predetermined angle, and a so-called dihedral angle θ is attached. In the case of the present embodiment, the tip bending portion 6 has a bending line 7 in which the blade 4 ...
It is arranged along the tangential direction of the turning circle. The operation of the helicopter having such a configuration will be described.

【0017】主ロータ2が旋回されると、各ブレード4
が主軸3の回りに旋回する。ブレード4が旋回すると、
各ブレ−ド4に揚力が発生し、この揚力が機体1の重量
に打ち勝つと機体1は上昇する。
When the main rotor 2 turns, each blade 4
Turns around the main shaft 3. When the blade 4 turns,
A lift is generated in each blade 4, and when this lift overcomes the weight of the body 1, the body 1 rises.

【0018】ところで、ヘリコプタがホバーリングして
いる場合は、機体が移動しないから各ブレード4は同一
旋回面を旋回し、したがって後続するブレード4は先行
するブレード4の通過経路を辿って旋回する。そして、
各ブレード4の翼端では翼端渦Γが発生し、この翼端渦
Γは後続するブレード4からみれば図1の(b)図に示
すように、時計回り方向の渦流れとなっている。
By the way, when the helicopter is hovering, since the machine body does not move, each blade 4 turns on the same turning plane, and therefore the succeeding blade 4 turns along the passage of the preceding blade 4. And
At the blade tip of each blade 4, a blade tip vortex Γ is generated, and this blade tip vortex Γ is a vortex flow in a clockwise direction as shown in FIG. ..

【0019】このような時計回り方向の翼端渦Γは、後
続するブレード4の折曲された先端折曲部6に当たり、
かつ前方斜め下から後ろ斜め上に向かう流れfを誘発す
る。この流れfは、図4に示すような揚力を発する。つ
まり、先行するブレード4先端に発生した翼端渦により
前方斜め下から後ろ斜め上に向かう流れfが誘発され、
この誘導流れは後続するブレード4の先端折曲部6に対
して、その下面に前方斜め下から後ろ斜め上に向かって
当たる。このため先端折曲部6には流れfの方向に沿う
抵抗Mと、これと直交する方向の揚力Uが生じる。これ
ら揚力Uは斜め前方に傾いて発生するので、抵抗Mと揚
力Uとの合力Fが生じ、この合力Fは前に傾斜している
ため前向きの力、つまり推力Tを生じる。
Such a clockwise tip vortex Γ hits the bent tip bending portion 6 of the following blade 4,
In addition, the flow f is directed from diagonally lower front to diagonally upper rear. This flow f produces lift as shown in FIG. That is, a tip end vortex generated at the tip of the leading blade 4 induces a flow f directed obliquely downward from the front to obliquely upward.
This induced flow strikes the lower surface of the trailing edge bent portion 6 of the blade 4 from diagonally forward to diagonally upward and backward. Therefore, a resistance M along the direction of the flow f and a lift U in a direction orthogonal to the resistance M are generated in the tip bending portion 6. Since these lift forces U are tilted forward, a resultant force F of the resistance M and the lift force U is produced. Since this resultant force F is inclined forward, a forward force, that is, a thrust force T is produced.

【0020】つまり、先行するブレード4で発生した翼
端渦Γにより誘発された後ろ斜め上に向かう流れfは、
後続するブレード4の先端折曲部6に対して揚力Uおよ
び推力Tを発生させるようになり、トルクQを減少させ
ることができる。
In other words, the backward-floating upward flow f induced by the tip vortex Γ generated by the preceding blade 4 is
Lifting force U and thrust force T are generated with respect to the tip bending portion 6 of the blade 4 that follows, and the torque Q can be reduced.

【0021】したがって、このような構造によれば翼面
積を減じることなく、トルクを減少させることができ、
またピッチ角αを大きくすることなく、したがって翼抵
抗を増大させることもなく先端折曲部6によって揚力お
よび推力を補填することができる。このことから、主ロ
ータ2を駆動するためのトルクを低減することができ、
ロータ効率が向上し、燃料消費量を節約することができ
る。
Therefore, according to such a structure, the torque can be reduced without reducing the blade area,
In addition, the lift force and the thrust force can be compensated by the tip bent portion 6 without increasing the pitch angle α, and thus without increasing the blade resistance. From this, the torque for driving the main rotor 2 can be reduced,
The rotor efficiency is improved and fuel consumption can be saved.

【0022】なお、上記実施例の場合、先端折曲部6の
折り曲げ線7がブレード4の旋回円の接線方向に沿うよ
うにしたが、折り曲げ線を接線方向に対して傾斜させる
ようにすれば、先端折曲部6がねじられて立ち上がるよ
うになり、このようにすると先端折曲部6のねじり方向
およびねじり量に応じて揚力および推力を変更すること
ができる。
In the above embodiment, the bending line 7 of the tip bending portion 6 is arranged along the tangential direction of the turning circle of the blade 4, but the bending line may be inclined with respect to the tangential direction. The tip bending portion 6 is twisted and rises up. By doing so, the lift force and the thrust force can be changed according to the twisting direction and the twisting amount of the tip bending portion 6.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、先
行するブレードにより発生した翼端渦が空気流れを誘発
して後続するブレードに形成した上反角を有する翼先端
部に揚力を発生させるようになり、つまりウイングレッ
ト効果により揚力を発生させることができ、したがって
翼回転トルクを低減することができ、燃費を向上させる
ことができる。
As described above, according to the present invention, the blade tip vortex generated by the preceding blade induces an air flow to generate a lift force at the blade tip portion having a dihedral angle formed on the following blade. That is, the lift force can be generated by the winglet effect, so that the blade rotating torque can be reduced and the fuel consumption can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のブレードを示すもので、
(a)図は平面図、(b)図は後面図。
FIG. 1 shows a blade of one embodiment of the present invention,
(A) figure is a top view, (b) figure is a rear view.

【図2】同実施例のブレードの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the blade of the same embodiment.

【図3】同実施例のブレードの翼端渦の流れを示す図。FIG. 3 is a diagram showing a flow of a blade tip vortex of the blade of the embodiment.

【図4】同実施例のブレードの作用を説明するためのベ
クトル線図。
FIG. 4 is a vector diagram for explaining the operation of the blade of the same embodiment.

【図5】同実施例のヘリコプタ全体の側面図。FIG. 5 is a side view of the entire helicopter of the same embodiment.

【図6】従来の矩形ブレードを示すもので、(a)図は
平面図、(b)図は後面図。
FIG. 6 shows a conventional rectangular blade, in which (a) is a plan view and (b) is a rear view.

【図7】従来のテー形ブレードを示すもので、(a)図
は平面図、(b)図は後面図。
FIG. 7 is a view showing a conventional T-shaped blade, in which (a) is a plan view and (b) is a rear view.

【図8】従来の下反角付ブレードを示すもので、(a)
図は平面図、(b)図は後面図。
FIG. 8 shows a conventional dihedral angled blade, (a)
The figure is a plan view and the figure (b) is a rear view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…機体、2…主ロータ、3…主軸、4…ブレード、5
…補助ロータ、6…先端折曲部。
1 ... Airframe, 2 ... Main rotor, 3 ... Main shaft, 4 ... Blade, 5
... Auxiliary rotor, 6 ... Tip bending part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主ロータのブレード先端部を上向きに折
り曲げて上反角を付けたことを特徴とするヘリコプタ。
1. A helicopter, characterized in that a tip of a blade of a main rotor is bent upward to form a dihedral angle.
JP74692A 1992-01-07 1992-01-07 Helicopter Withdrawn JPH05178292A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP74692A JPH05178292A (en) 1992-01-07 1992-01-07 Helicopter

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JP74692A JPH05178292A (en) 1992-01-07 1992-01-07 Helicopter

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JPH05178292A true JPH05178292A (en) 1993-07-20

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JP (1) JPH05178292A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005239147A (en) * 2004-02-27 2005-09-08 Agusta Spa Helicopter
WO2007147640A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Alessandro Quercetti & C. - Fabbrica Giocattoli Formativi - S.P.A. A flying aircraft supported by a birotor having dihedral blades

Cited By (2)

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JP2005239147A (en) * 2004-02-27 2005-09-08 Agusta Spa Helicopter
WO2007147640A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Alessandro Quercetti & C. - Fabbrica Giocattoli Formativi - S.P.A. A flying aircraft supported by a birotor having dihedral blades

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Legal Events

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A300 Withdrawal of application because of no request for examination

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Effective date: 19990408