JPH0616191A - ヘリコプタの主ロータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はヘリコプタの高速化を可能にする主ロ
ータ装置を提供することを目的とする。 【構成】主ロータ・ブレード４をスパン方向に数箇所に
分け、各部において、内部構造部４１とそれを収納でき
る外部構造をつくり、内部構造部を４１を外部構造部）
に収納したり伸長することにより、伸縮可能なブレード
とする。 ・上記のブレードを用いて、高速前進飛行時には、前進
側でブレード４を短縮させ、後退側でブレードを伸長さ
せる。 ・ホバリング時にはブレード４と全方位角ψにわたって
均等に伸長させる。 ・上記の伸長を行なう為に必要なアクチュエータ、スプ
リング、油圧装置、バランサー（ウエイト）等の装置を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヘリコプタの伸縮式主ロ
ータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のヘリコプタの主ローた装置では、
図４に示すように主ロータの半径Ｒは一定である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のヘリコプタの主
ロータ装置では、主ロータ半径が一定である為、高速前
進飛行時には、図５に示すように主ロータ・ブレードに
対する合成速度Ｖは、 Ｖ＝Ωｒ＋Ｖｆsin ψ （１） となる。ただし、 Ω；主ロータの回転速度 ｒ；主ロータ・ブレードの半径方向位置 Ｖｆ；ヘリコプタの前進速度 ψ；主ロータ・ブレードの方向角 従って、合成速度Ｖは主ロータ・ブレードの半径方向位
置ｒと方位角ψの値により変化し、 ψ＝９０°，ｒ＝Ｒのとき；Ｖ＝ΩＲ＋Ｖｆ（最大） ψ＝２７０°，ｒ＝Ｒのとき；Ｖ＝ΩＲ−Ｖｆ（最小） になる。

【０００４】他方、機体が安定して飛行できるために
は、主ロータ・ブレードの前進側（ψ＝０°〜１８０
°）と後退側（ψ＝１８０°〜３６０°）のロール・モ
ーメントは釣り合わねばならないため、主ロータ・ブレ
ードの迎角αは ψ＝９０°で αを最小 ψ＝２７０°で 最大

【０００５】にする必要がある。以上のことから、前進
側ブレードでは、圧縮性の影響により、後退側ブレード
では失速の影響により最高速度が制限され高速飛行がで
きないという問題がある。本発明は前述の問題を解決
し、ヘリコプタの高速化を可能にする主ロータ装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るヘリコプタ
の主ロータ装置は主ロータ・ブレード４とスウォッシュ
・プレート１０と主ロータ・シャフト１１とコントロー
ル・ロッド１２からなる主ロータ装置において、ウエイ
ト５と斜板７とポンプ８を具備し、前記主ロータ・ブレ
ード４は内部構造部４１と外部構造部４２を有し、ブレ
ード伸長用アクチュエータ１３とスプリング１６により
伸縮し、前記斜板７は斜板コントロール用アクチュエー
タ９と、スプリング６により傾き角をコントロールさ
れ、前記ウエイト５はウエイト伸長用アクチュエータ５
３とスプリング５６を介してウエイト支持具１５に装着
され、前記油圧ポンプ８は斜板７の傾き角に対応した油
圧をブレード伸長用アクチュエータ１３とウエイト伸長
用アクチュエータ５３に送ることにより、方位角ψに対
応して主ロータ・ブレード４を伸縮するとともに、ウエ
イト５の主ロータ回転中心からの長さを伸縮し、前記主
ロータ・シャフト１１は主ロータ・ハブ１４を介して主
ロータ・ブレード４を回転するとともに、ウエイト支持
具１５を介してウエイト５を回転し、前記スウォッシュ
・プレート１０及びコントロール・ロッド１２は、方位
角ψに対応して主ロータ・ブレード４の迎角（α）をコ
ントロールすることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明装置により、ホバリング時には、方位角
ψの全域にわたり主ロータ・ブレードの長さＲをできる
だけ伸長した状態にすることにより、ホバリング効率の
向上が計れる。

【０００８】高速前進飛行時には、前進側の方位角ψ＝
９０°でブレードを最も短い状態にすることにより、翼
端マッハ数を下げ、圧縮性の影響を少なくし、後進側の
方位角ψ＝２７０°でブレードを最も長い状態にするこ
とにより、失速する部分の割合を減少し、前進飛行時の
飛行速度の向上を計ることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図１〜図３に示す。

【００１０】図１に示すように主ロータ・ブレードには
伸縮可能なブレード４を用いる。そしてホバリング時に
は図２に示すように主ロータ半径Ｒが一定となるように
方位角ψの全域にわたってブレードの長さを一定とす
る。

【００１１】（１）高速前進飛行時には図１に示すよう
に方位角ψによって主ロータ・ブレードの長さＲを変え
る。即ち、左回りに回転している主ロータに対しては、
ブレードが機体の右舷側（方位角ψ＝９０°）に来た時
には、ブレードを最も短い状態に収縮させる。その状態
から、ブレードが回転するにつれて、ブレードを伸長さ
せていき、ブレードが左舷側（方位角ψ＝２７０°）に
来た時に、最も長い状態にする。その後は、ブレードが
回転するにつれて、ブレードを収縮させ、右舷側に来た
時最も短い状態にし、上記の状態を繰り返す。右回りに
回転している主ロータに対しては、ブレードが機体の左
舷側に来た時に最も短い状態にさせ、右舷側に来た時に
最も長い状態にさせるようにする。

【００１２】主ロータ・ブレードの伸縮は、図３に示す
ようにアクチュエータ１３とスプリング１６を用いて行
なう。即ち、アクチュエータでブレードを伸ばし、バネ
力を利用してブレードを縮ませる。

【００１３】方位角ψによりブレード４を伸縮させる装
置としては、図３に示す様に、ブレードと共に回転する
油圧ポンプ８と、機体に取り付けられて回転しない斜板
７を用いる。即ち、斜板７を後退側が最も高く、前進側
が最も低くなるように斜板コントロール用アクチュエー
タ９で傾ける。主ロータ・ブレードと共に回転する油圧
ポンプ８のピストンは、１回転する間に１回上下運動を
行なう。

【００１４】この時、前進側では油が引き抜かれ、スプ
リング１６のばね力を利用して主ロータ・ブレード４を
縮め、後退側では、油が押し出され、主ロータ・ブレー
ド伸長用アクチュエータ１３により主ロータ・ブレード
４を伸ばす。他方、動的バランスをとる為に、ウエイト
５をつけたバランサーを用いる。これは、図３に示すよ
うに、主ロータ・ブレード４が伸びた時にはそのブレー
ドとちょうど反対側のウエイト５が伸び、縮んだ時に
は、そのブレードとちょうど反対側のウエイト５が縮む
ように、同じ油圧ポンプ８から油を供給する。即ち、ウ
エイト５は前進側で最も伸び、後退側で最も縮むように
する。 （２）通常の前進飛行時には、主ロータ・ブレードを伸
縮状態で飛行することができる。 （３）ホバリング時には主ロータ・ブレードの伸縮状態
は図２に示すように、主ロータ半径が一定となるように
する。

【００１５】このときは、図３に示してある斜板７を斜
板コントロール用アクチュエータとスプリング６を用い
て、主ロータ・シャフト１１に垂直となるようにする。
これにより、油圧ポンプ８から押し出される油の量がす
べてのブレードに対し同じになり、長さがすべて等しく
なる。以上の実施例は、任意のブレード枚数のメイン・
ロータに対し、任意のブレード分割数に対して適用でき
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に示すような効果を奏する。 （１）前進飛行時には、前進側では主ロータのブレード
長を短くすることにより、翼端でのマッハ数を低くする
ことができ、圧縮性の影響を少なくすることができる。
後退側では主ロータのブレード長を長くすることによ
り、失速する部分の割合を少なくすることができる。以
上のことから、前進飛行時の飛行速度の向上を計ること
ができる。 （２）ホバリング時には、主ロータ・ブレードを全方位
角に対してできるだけ伸ばすことにより、ホバリング効
率の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図（高速前進飛行
時）。

【図２】本発明の第１実施例を示す図（ホバリング
時）。

【図３】第１実施例の伸縮装置を示す図。

【図４】従来のヘリコプタの主ロータ装置を示す図。

【図５】従来のヘリコプタの主ロータ・ブレードに対す
る空気の合成速度を示す図。

【符号の説明】

１…ヘリコプタ、２…メイン・ロータ、３…テール・ロ
ータ、４…主ロータ・ブレード、５…ウエイト、６…ス
プリング（斜板コントロール用）、７…斜板（ブレード
伸縮用）、８…油圧ポンプ（ブレード伸縮用）、９…斜
板コントロール用アクチュエータ（ブレード伸縮用）、
１０…スウォッシュ・プレート、１１…主ロータ・シャ
フト、１２…コントロール・ロッド、１３…ブレード伸
長用アクチュエータ、１４…主ロータ・ハブ、１５…ウ
エイト支持具、１６…スプリング（ブレード伸長用）、
４１…主ロータ・ブレード（内部構造部）、４２…主ロ
ータ・ブレード（外部構造部）、５３…ウエイト伸長用
アクチュエータ、５６…スプリング（ウエイト伸縮
用）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主ロータ・ブレード（４）とスウォッシ
   ュ・プレート（１０）と主ロータ・シャフト（１１）と
   コントロール・ロッド（１２）からなる主ロータ装置に
   おいて、前記主ロータ・ブレード（４）は内部構造部
   （４１）と外部構造部（４２）を有し、ブレード伸長用
   アクチュエータ（１３）とスプリング（１６）により伸
   縮し、前記斜板（７）は斜板コントロール用アクチュエ
   ータ（９）と、スプリング（６）により傾き角をコント
   ロールされ、前記ウエイト（５）はウエイト伸長用アク
   チュエータ（５３）とスプリング（５６）を介してウエ
   イト支持具（１５）に装着され、前記油圧ポンプ（８）
   は斜板（７）の傾き角に対応した油圧をブレード伸長用
   アクチュエータ（１３）とウエイト伸長用アクチュエー
   タ（５３）に送ることにより、方位角（ψ）に対応して
   主ロータ・ブレード（４）を伸縮するとともに、ウエイ
   ト（５）の主ロータ回転中心からの長さを伸縮し、前記
   主ロータ・シャフト（１１）は主ロータ・ハブ（１４）
   を介して主ロータ・ブレード（４）を回転するととも
   に、ウエイト支持具（１５）を介してウエイト（５）を
   回転し、前記スウォッシュ・プレート（１０）及びコン
   トロール・ロッド（１２）は、方位角（ψ）に対応して
   主ロータ・ブレードの迎角（α）をコントロールするこ
   とを特徴とするヘリコプタの主ロータ装置。