JPH05286498A

JPH05286498A - 航空機

Info

Publication number: JPH05286498A
Application number: JP11431192A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Inoue; 和雄井上; Michitada Fujino; 道格藤野; Hironari Otsuka; 裕也大塚
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-04-08
Filing date: 1992-04-08
Publication date: 1993-11-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、主翼とエンジンの組み合わせに特
徴を有する航空機に関する。【構成】前進翼を高翼配置とした航空機において、エ
ンジンを翼上面の翼根部後部に取り付けることによっ
て、構造重量の軽量化を図り且つＦＯＤの防止を図る。
この際キャビン内の騒音が低くなり、キャビンからの視
界も良好となる。又推力線と機軸の距離が短くなって片
揺れモーメントが小さくなり、最小操縦速度を低めるこ
とが可能となるばかりでなく、エンジン重心を弾性軸よ
り後方に位置させることでフラッタ速度を高めることも
出来る。更にエンジンの大きさ等の選択自由度が増す等
の効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主翼とエンジンの配置
の組み合わせに特徴を有する航空機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、航空機の主翼は、造波抵抗を減少
させ、抗力臨界マッハ数（抗力係数が急増し始める速
度）を引上げ、又は速度差による圧力中心（翼に働く空
気力の作用線と翼弦の交点）の変動を少なくする等のた
め、或いは機体の重心位置と空力中心を合せる等のた
め、後退角が与えられるのが一般的であるが、主翼がキ
ャビン部を通過してキャビン空間を制約するのを避ける
等のため翼胴結合部をキャビンの後方に位置させた前進
翼を採用する場合がある。すなわち、かかる前進翼を採
用すると翼根結合部がキャビンを通過しないためキャビ
ンの空間容量が広くなり、又、視界も良好になってキャ
ビンの快適性が向上するというものである。一方、航空
機のエンジンは機体の構造部材との関係、機体重心との
関係、機軸と推力線との関係、空力安定の関係等を勘案
して最適位置に選定されるが、従来では主翼付根の翼内
に設けたり、主翼の下方に吊り下げたり、胴体後方の側
面に設けたりするような形態が代表的な例として知られ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、主翼が前進
翼でしかも高翼のような従来ではあまり普及していない
形態を採用する場合、エンジンの配置には特別の配慮を
払う必要があった。すなわち、前述のような一般的なエ
ンジンの搭載方式には夫々一長一短があり、例えばエン
ジンを主翼付根の翼内に設ける方式では、エンジンの推
力線が機軸に近づいて片発飛行時等において片揺れモー
メントを少なく出来、結果的に垂直尾翼を小さく出来る
等の利点を有する反面、強度的にきつい翼根部にあるた
め機体重量の増加を招きやすく且つサイドスリップ時に
インレットディストーションを起こしやすい欠点を有
し、又、エンジンを主翼の下方に吊り下げる方式では、
主翼のフラッタに対してエンジンがマスバランスの役目
を果たしてフラッタ速度を高めることが出来る等の利点
を有する反面、片発飛行時において片揺れモーメントが
大きくなる欠点を有し、更にエンジンを胴体の後方側面
に設ける方式では、エンジンの騒音が少なくＦＯＤ防止
上からも有利となるが、重心が後方に移動しやすくなっ
て尾翼の面積を大きくする必要が生じ又この形態は安全
上好ましくないディープストールに陥りやすい等の欠点
があるというものである。このため、航空機の形態、飛
行特性等に合わせて各利害得失を勘案し、最適の位置に
選定する必要があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は前進翼を高翼配置とした航空機において、
エンジンを翼上面の翼根部後部に配設した。又、主翼の
翼胴結合部をキャビン部後方とするとともに、機体構造
を複合材によって構成した。又、エンジンの取り付け部
材は、主翼３本のスパーのうち、中間ビームとルートビ
ームに固定するようにした。

【０００５】

【作用】前進翼の航空機は構造部材が後方に集中して重
心が後方になりやすいが、エンジンを翼上面の翼根部後
部に配設することによって、エンジンの取り付け位置を
機体の重心位置に近づけることが出来て尾翼面積の増加
を招かず、構造重量の軽量化、抵抗の最小化が可能とな
る。しかも胴体後部に配置したと同様に、推力線から機
軸までの距離が短くなって片揺れモーメントを小さく出
来る。又、この結果最小操縦速度（Ｖｍｃ）を低くする
ことが出来る。又、ノードラインより内側（胴体側）の
場合、エンジンの重心を弾性軸（翼が空気力によって弾
性変形する際、翼の捩れを伴わず曲げ変形のみを起こす
点を結んだ線）より後方に配置することによって、対称
モードのフラッタ速度を高めることが出来る。又、エン
ジンが主翼上部にあるため、整備されていない滑走路で
もＦＯＤによるエンジン被害を避けることが出来る。

【０００６】

【実施例】本発明の航空機の実施例について添付した図
面に基づき説明する。図１は本発明の航空機の平面図、
図２は同側面図、図３は同正面図、図４は主要構造部材
の分解斜視図である。

【０００７】本発明の航空機１は、図１から図３に示す
ように、胴体２に前進角Λをもって取り付けられた前進
主翼３が高翼配置とされ、左右の翼の上面の付根部後部
には各ターボファンエンジン６、６が搭載されて双発エ
ンジンの形態で構成されている。そして胴体２後部には
垂直尾翼４が取り付けられ、この垂直尾翼４の上部に
は、水平尾翼５が取り付けられている。

【０００８】又、胴体２は、前方からノーズセクション
７、キャビンセクション８、アフトセクション９に大別
され、ノーズセクション７の下方にはノーズギア１１が
設けられるとともに、アフトセクション９の下方には、
短脚構成による一対のメインギア１２、１２が設けられ
ている。

【０００９】ところでこのメインギア１２、１２を短脚
に構成した訳は、荷物の積み下ろし性とか乗員、乗客の
乗降性を向上させて乗用車並みにするためであり、地上
から胴体床面までの高さを出来るだけ低い値にして、ス
テップ等の補助なしで乗降できるようにしようとするも
のである。このため本機の場合は、着陸時に機体と地面
が干渉を起こさないぎりぎりの高さまで胴体を地面に近
づけて、地面と胴体床面の距離が約４４４ｍｍ程度の高
さとなるようにしている。

【００１０】又、かかる短脚構成によると、バンク角を
とった状態で着陸時等を行なうと主翼翼端等が滑走路面
に接触する事態が生ずるため、一般的に低翼以外の形態
にすることが多いが、低翼以外の形態にしようとすると
主翼の取り付け部が胴体のキャビン部を通過するためキ
ャビン空間に制約を与えるという問題がある。このた
め、本機の場合は翼胴結合部をキャビン部の後方に位置
させることの出来る前進翼を採用してキャビンの快適性
の向上を図っているものである。

【００１１】それでは、かかる短脚レイアウトにともな
って採用した前進翼の主翼３、胴体２の構造の概要につ
いて述べる。

【００１２】胴体２は、既述のようにノーズセクション
７、キャビンセクション８、アフトセクション９に区分
されるとともに、断面形状が横長楕円形状とされ、図４
に示すように、縦通材を用いない純モノコック構造とし
ている。このため、機体全体は、例えばエポキシ樹脂を
カーボン繊維で強化したプラスチック系複合材等によっ
て形成されており、適所に配置した複合材のフレームの
まわりを複合材の表皮で覆って必要な剛性を確保してい
る。そして、表皮の構造は例えば芯材を複合材でサンド
イッチ状にしたハニカム構造としている。

【００１３】キャビンセクション８は、前後の隔壁１
３、１４と表皮によってキャビン室１５を画成するよう
に構成され、このキャビン室１５に乗員、乗客が乗降す
るためのパイロットドア１６、パッセンジャードア１７
が設けられている。そしてこの乗降高さが約４４４ｍｍ
と非常に低い値になっているのは前述のとおりである。

【００１４】アフトセクション９は、主翼３の取り付け
部とメインギア１２の取り付け部が集中する耐荷重構造
の中心であり、例えば前方に胴体強度補強部材としての
４本のメインフレーム１８、１９、２０、２１を備える
とともに、後方に斜めとなった２本のフレーム２３、２
４を備えている。そして、胴体下方の底面中央部には前
後方向に延出するキール部材２５が設けられ、このキー
ル部材２５は各メインフレーム１８〜２１に接着固定さ
れている。そしてこのメインフレーム１８〜２１の上部
に主翼３が取り付けられるとともに、メインフレーム１
９の下部とキール部材２５にメインギア１２が取り付け
られることになる。そしてこのアフタセクション９の内
部空間の前方側が貨物室となり、側方にはカーゴドア２
９（図１参照）を設けている。

【００１５】主翼３はメインフレーム１８〜２０上部に
結合されて片持ち支持されている。つまり、翼端まで延
びる前縁側のメインスパー２６と中間スパー２７は夫々
メインフレーム１８、１９に結合され、後縁側翼根部の
短いルートスパー２８はメインフレーム２０に結合され
ている。そしてこの各スパー２６、２７、２８も複合材
によってそれぞれ必要な方向に高強度を持たせている。
又、これらの各スパー２６、２７、２８の延出方向に
は、複数のリブが直交して設けられている。

【００１６】又、既述のようにこの主翼３は前進角Λを
有しており、翼根部の上部には後述するターボファン式
のエンジン６、６が取り付けられているが、このエンジ
ン６に隣接した後縁側には図１に示すような高揚力装置
としてのフラップ３０が設けられ、これより更に翼端側
の前縁に設けられた前縁スラット３１とともに、最大揚
力係数の増加を図っている。つまり、離着陸時等の低速
性能の向上、離着陸距離の短縮化等を図っている。又、
フラップ３０はトリプルスロッテッドフラップとして、
大きい最大揚力を得ることが出来るようにしているが、
本案では短脚であるにも拘らず高翼を採用しているた
め、かかる展伸量の多いトリプルスロッテッドフラップ
を採用することが出来る。又、主翼３翼端部の後縁側に
はエルロン３２を設けている。

【００１７】尾翼は、胴体２のアフトセクション９に取
り付けられる大型の垂直尾翼４と、この垂直尾翼４の上
部に取り付けられる水平尾翼５からなり、この大きい垂
直尾翼４によって方向の安定性の増加を図っている。つ
まりエンジン６を主翼３上面に配置していることによ
り、その影響が垂直尾翼に悪影響を与えるのを防止し、
方向安定性が弱まるのを補うものである。又、水平尾翼
５は垂直尾翼４の上部に取り付けられているが、これは
主翼３、胴体２等により発生した後流の悪影響を避ける
位置であり、又、垂直尾翼４、水平尾翼５双方の舵の効
きを良くするためにも効果がある。つまり、フィンの上
方に逃げようとするエアフローが水平尾翼５でブロック
されるというエンドプレート効果を利用してラダー４
０、エレベータ４１の効きの増大を図るものである。

【００１８】それではエンジン６の配置について説明す
る。エンジン６は主翼３の翼根部上面にパイロン４２を
介して取り付けられている。このパイロン４２は前記主
翼３の中間スパー２７とルートスパー２８に固定される
取り付け部材に取り付けられるものであり、本機は短
脚、前進翼、高翼という特殊な形態を採用しているが、
エンジン６の配置についても、翼上面で且つ翼根部後部
という従来には見られなかった配置を採用している。そ
の理由は、この配置が本機の特性を発揮させるに最良の
位置だからであり、以下、かかるエンジン配置の形態の
利点を列挙すると次のとおりである。

【００１９】（１）前進翼の航空機では構造部材が比較
的後方に集中するため重心が後方にさがった位置になり
やすいが、胴体後方にエンジンを配置すると更に重心が
後方に移り、尾翼の面積を増加せざるを得なくなる。そ
こで本機のような形態は機体の重心位置近傍にエンジン
を配置出来るので構造重量、抵抗の増加を防ぐことが出
来る。

【００２０】（２）胴体後部に配置したと同様に、推力
線から機軸までの距離が短いので片揺れモーメントが小
さく、結果として低い最小操縦速度を得ることが出来
る。

【００２１】（３）前進翼においてダイバージェンス
（翼の捩り破壊）速度を上げるため複合材によってテー
ラリング設計をした場合、フラッタ速度が下がる傾向に
ある。又、一般的に主翼の外方にエンジンを取り付ける
場合、エンジンの重心を弾性軸より前方に配置すればフ
ラッタ速度を上げることができるが、これに伴って最小
操縦速度を上げてしまうという欠点がある。本機にあっ
ては、内翼においてエンジンの重心を弾性軸の後方に配
置することで、片発飛行時の片揺れモーメントの増加を
招くことなくフラッタ速度を上げることが出来る。

【００２２】（４）短脚構成のため高翼とはいえ主翼下
方にエンジンを設けると、離着陸時にバンク角をとった
状態でエンジンが滑走路に接触しやすくなる。又、これ
を避けるためにエンジンをインボード寄りに設けると、
エンジンナセルと胴体の間が狭くなって、いわゆるチャ
ネル現象によって干渉抵抗を増加させることとなる。本
機では翼上面であるため、かかる抵抗の増加を招かな
い。

【００２３】（５）胴体を低くした航空機では、エンジ
ンの搭載位置が低くなってＦＯＤ（異物吸入によるエン
ジンの損傷）の問題が生起するが、本機のように主翼上
面とすることで、かかるＦＯＤの危険性が少なくなる。
このため特に整備状況の悪い滑走路でも運用することが
出来る。又、万一タービンブレード等が飛散しても、操
縦系にダメージを受ける危険性が少ない。

【００２４】（６）主翼上面にエンジンを配置すること
で、キャビン内の騒音を避けることが出来る。

【００２５】（７）主翼に取り付けるような場合は、高
揚力装置との干渉防止を図る必要があり、例えば本機の
ようにトリプルスロッテッドフラップ３０のような揚力
装置にあっては、展長量に制約を与えたり、或いはエン
ジン後流からの高熱対策を余儀なくされたりするが、翼
面上部とすることでかかる配慮が不要である。つまり、
フラップ等のレイアウトの自由度が増し、常に最大揚力
を得ることが出来る。

【００２６】（８）キャビン内からの視界が制限され
ず、又、貨物室等への荷物の積載が制限されない。

【００２７】（９）取り付けるエンジンの直径、長さ等
に制約を受けず、又、重心に近いため重量にも制約が少
ない。すなわち、エンジンの選択自由度が増す。等であ
る。

【００２８】このため、かかるエンジン配置によって、
本機の目的とするキャビンの快適性、乗降容易性、安定
した飛行特性、良好な操縦性等を効果的に達成すること
が出来る。

【００２９】以上のように、本機はまず降着装置を短脚
とすることによって乗客等の乗降性を乗用車並みとし、
この際、主翼を前進翼、高翼として充分なキャビン空間
を確保している。ちなみに本機は前進翼を採用している
が、これに伴ってカナード翼等の補助翼は使用していな
い。このため、キャビンからの視界性もよく、快適性は
一層向上している。そして、エンジンの配置は高翼上面
で翼根部後部であり、その利点については上述のとおり
であり、本機の目的を最も有効に実現し得るものであ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明は、前進翼、高翼の
航空機に搭載するエンジンを、高翼の上面で翼根部後部
に配置するようにしたため、低速性能を含めた機体の空
力的な安定度を高めることが出来、又、キャビンからの
視界の確保、キャビン内の騒音低下といった快適性を実
現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の航空機の平面図

【図２】同側面図

【図３】同正面図

【図４】主要構造部材の分解斜視図

【符号の説明】

１航空機２胴体３主翼５水平尾翼６エンジン８キャビンセクション１８、１９、２０、２１メインフレーム２６メインスパー２７中間スパー２８ルートスパー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】胴体と、主翼と、該主翼に取付けられた
エンジンを備え、前記主翼を前進翼とし且つ高翼配置と
した航空機において、前記エンジンを前記主翼の翼根部
上面後部に配設したことを特徴とする航空機。
【請求項２】請求項１記載の航空機において、前記胴
体はキャビン部を有し、前記主翼と前記胴体の結合部を
前記キャビン部後方に配したことを特徴とする航空機。
【請求項３】請求項１又は請求項２記載の航空機にお
いて、前記主翼及び前記胴体の構造材料が複合材である
ことを特徴とする航空機。
【請求項４】請求項１又は請求項２又は請求項３記載
の航空機において、前記主翼は少なくともメインスパ
ー、中間スパー、ルートスパーを有し、前記エンジンを
前記中間スパーと前記ルートスパーにわたり固定したこ
とを特徴とする航空機。