JPH06239298A - ヘリコプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、速度性能を向上し、かつ横風（突
風）による影響を軽減することのできるヘリコプタを提
供することを目的とする。 【構成】前ロータの回転中心及び後ロータの回転中心を
胴体の中心線からオフセットして配置する。ヘリコプタ
の胴体の前部又は後部に推進装置（プロペラ又はダクテ
ィッド・プロペラ）を装置し、ロータ駆動装置の動力で
作動させる。速度センサとコンピュータをヘリコプタに
搭載し、ヘリコプタの速度が一定速度以上になると前記
コンピュータの制御により、自動的に推進装置を作動さ
せる。ことを主な特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘリコプタに適用され
るロータおよび推進装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の軸駆動のシングル・ロータ式・ヘ
リコプタ１では、図１５に示すように、主ロータ２の回
転により発生するトルク１１は、テールロータ駆動によ
る反トルク１２により打ち消している。

【０００３】また、図１６に示すタンデム・ロータ式・
ヘリコプタ５８では前後の揚力ロータ５６Ａ、５６Ｂの
回転方向を逆にして、揚力ロータによるトルクを打ち消
している。

【０００４】そして、従来のタンデム・ロータ式・ヘリ
コプタ５８においては、前後の揚力ロータ５６Ａ、５６
Ｂはいずれも胴体５７の中心線２９上に位置してとりつ
けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のシングル・ロー
タ式・ヘリコプタ１に係る横から見た図を図１（Ａ）
に、上方から見た図を図１（Ｂ）に、前方から見た断面
図を図１（Ｃ）に示す。

【０００６】主ロータ２の回転により発生する主ロータ
トルク１１は垂直尾翼７の先端部にとりつけられたテー
ルロータ８を駆動して、重心９まわりにテールロータ推
力による偏揺れモーメント（反トルク）１２をつくるこ
とにより、打ち消していた。しかし、垂直尾翼７の先端
部にテールロータ８がとりつけられているため、垂直尾
翼７の構造、機構等を複雑にし、垂直尾翼７の重量を増
大したり、空力抵抗を増加したりして、ヘリコプタの性
能劣化をもたらしていた。

【０００７】また、テールロータ８と垂直尾翼７との間
に空力干渉をもたらし、垂直尾翼７の効きを減少して方
向安定を小とし、それを補うために大きな垂直尾翼とす
る必要があり、そのためにまた重量増加をもたらした
り、空力抵抗を増加したりして、ヘリコプタの性能を劣
化することにつながっていた。

【０００８】また、図１６に示すタンデム・ロータ式・
ヘリコプタでは前後の主ロータ５６Ａ、５６Ｂの回転方
向６１、６２を逆にして、サイドバイサイド・ロータ式
・ヘリコプタでは左右の主ロータの回転方向を逆にし
て、二重反転ロータ式・ヘリコプタでは、上下の主ロー
タの回転方向を逆にして主ロータトルクを打ち消してい
る。しかし、これらの方法は、機構が複雑で、コストが
高くなり、故障・不具合の発生も相対的に多くなるとい
うデメリットがある。

【０００９】図１６に示すタンデム・ロータ式・ヘリコ
プタにおいては前後の主ロータ５６Ａ、５６Ｂはいずれ
も胴体５７の中心線２９に位置してとりつけられてい
て、前後主ロータ間で空力干渉が生じたり、前後軸まわ
りの慣性モーメント（重量に距離の２乗をかけたものの
総和）が小さく、横風のある場合、横風に対する影響を
受け易く、飛行特性上の問題があったり、縦方向に長く
なりすぎるという問題もある。

【００１０】シングル・ロータ式・ヘリコプタ１では、
主ロータ２を回転させることによって、揚力を得、この
主ロータによる揚力１４とヘリコプタの重力１５とをバ
ランスさせて、ヘリコプタ１を空中に浮揚させている。
そして、ヘリコプタ１の主ロータ２を傾けた状態１８と
することにより、推力１９を得、この主ロータによる推
力１９により、ヘリコプタ１を推進させている。すなわ
ち、ヘリコプタ１の主ロータ２はヘリコプタを浮揚させ
ること、およびヘリコプタを前進させるとここの両方の
役目を行なっている。

【００１１】しかしシングル・ロータ式・ヘリコプタ１
の主ロータ２のロータ面を傾ける方法では、傾ける角度
の大きさが制限されている。したがって、主ロータによ
る推力１９の大きさも制限される。そのため、ヘリコプ
タ１の高速性能（最高速度、巡航速度等）も制限をう
け、固定翼機（プロペラ機とかジェット機）よりも劣っ
ている。他方、高速性能（最高速度、巡航速度等）の優
れたヘリコプタの出現が望まれている。本発明は、従来
のヘリコプタが有する以上のような問題点を解消するヘ
リコプタを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

（第１の手段）

【００１３】本発明に係るヘリコプタは、揚力を発生す
る前ロータ２３Ａと後ロータ２３Ｂを有するヘリコプタ
において、前記両ロータは、胴体の中心線２９から、オ
フセットした位置に配置するとともに、両ロータは互い
に反対方向に回転することを特徴とする。 （第２の手段）

【００１４】本発明にかかるヘリコプタは、第１の手段
において、胴体の前部又は後部にプロペラ３７又はダク
ティッド・プロペラを有するとともに、前記プロペラ３
７又はダクティッド・プロペラは伝達装置４０と制御装
置３９を介して前記ロータ２３Ａ、２３Ｂの駆動装置２
５の動力により作動することを特徴とする。 （第３の手段）

【００１５】本発明に係るヘリコプタは、第２の手段に
おいて、胴体の前部又は後部にプロペラ３７又はダクテ
ィッド・プロペラを有するとともに、前記プロペラ３７
はダクティッド・プロペラ駆動用に、ロータ駆動装置２
５とは別に、独立の電動機４６を有することを特徴とす
る。 （第４の手段）

【００１６】本発明に係るヘリコプタは、第２の手段又
は第３の手段において、ヘリコプタ速度検出用のセンサ
４７とプロペラ３７又はダクティッド・プロペラ制御用
のコンピュータ４９を有し、ヘリコプタの速度が一定速
度以上になると前記コンピュータの制御により、自動的
に制御装置３９又は電動機４６を作動させることを特徴
とする。

【００１７】

【作用】前後の前ロータ２３Ａ及び２３Ｂを胴体の中心
線２９上ではなく、その中心線２９から左右にオフセッ
トしてとりつけ、（例えば前ロータ２３Ａを中心線２９
から右側にとりつけ、後ロータ２３Ｂを中心線２９から
左側にとりつけ、）かつ、前後の前ロータ２３Ａ及び２
３Ｂの回転方向２７、２８を逆にしているので、従来の
タンデム・ロータ式・ヘリコプタに比し、ロータの空力
干渉が減少する。そのため空力性能が向上する。また、
胴体の中心線の左右にロータを配置しているので、前後
軸まわりの慣性モーメントを従来のタンデム・ロータ式
・ヘリコプタに比し大きくすることができる。そのた
め、横風に対するヘリコプタの応答を改善し、飛行特性
を良好にすることができるとともに、従来のタンデム・
ロータ式・ヘリコプタよりも前後方向の長さを横方向に
広げることができる。そのため、全体としてコンパクト
にまとめることができる。

【００１８】ヘリコプタの前部または後部に、プロペラ
またはダクティッド・プロペラをとりつけているので、
ヘリコプタの速度性能（最高速度、巡航速度等）を向上
することができる。

【００１９】プロペラまたはダクティッド・プロペラ
は、ロータ駆動装置２５の動力を伝達装置４０と制御装
置３９を介して作動するか、ロータ駆動装置２５とは別
の電動機４６の動力により行なう。

【００２０】プロペラまたはダクティッド・プロペラの
作動はパイロットのスイッチ操作で行なうか、ヘリコプ
タに搭載したセンサによりヘリコプタの速度を検出し
て、コンピュータで処理し、ヘリコプタの速度がある値
（例えば５０ノット）以上になると、制御信号を制御装
置又は、電動機に送信し、自動的にプロペラ３７または
ダクティッド・プロペラ４４を作動する。

【００２１】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第１実施例

【００２２】本発明の第１実施例について図１を参照し
ながら説明する。図１（Ａ）は、第１実施例を横から見
た断面図、図１（Ｂ）は第１実施例を上方から見た図、
図１（Ｃ）は第１実施例を前方から見た断面図を示す。

【００２３】上方から見て胴体２６の中心線２９に対し
て前、後のロータ２３Ａ及び２３Ｂを中心線２９の左右
に分けて設置する。図１では前ロータ２３Ａを中心線２
９より右側に、後ロータ２３Ｂを中心線２９より左側に
配置しているが、この逆でもよい。

【００２４】前ロータ２３Ａと後ロータ２３Ｂは従来の
タンデム・ロータ式・ヘリコプタのように胴体中心中心
線２９上の前後方向に配置せず、胴体中心中心線２９の
左右にずらし配置しているので、前後のロータの空力干
渉が軽減される。そのためヘリコプタの性能向上が可能
となる。またヘリコプタの前後軸まわりの慣性モーメン
トも大きくできるため、横風をうけた時の影響を軽減で
き、飛行特性を改善できる。そして左右方向に広げると
ともに、前後方向に短くできるので、全体としてコンパ
クトにまとめることができる。前ロータ２３Ａのロータ
回転方向２７と後ロータ２３Ｂのロータ回転方向２８を
逆にしているので、ロータトルクを相互に打ち消すこと
もできる。 第２実施例

【００２５】本発明の第２実施例について図２を参照し
ながら説明する。図２（Ａ）は、第２実施例を横から見
た断面図、図２（Ｂ）は第２実施例を上方から見た図、
図２（Ｃ）は第２実施例を前方から見た断面図を示す。

【００２６】横方向から見て後方へ行くほどヘリコプタ
の胴体３０の高さを高くするか、あるいはその逆に低く
し、中心線２９に対して前、後のロータ２３Ａ及び２３
Ｂを左右に分けて設置する。図２では前ロータ２３Ａを
中心線２９から右側に、後ロータ２３Ｂを中心線２９か
ら左側に配置しているが、この逆でもよい。

【００２７】第２実施例は、前後のロータ２３Ａ及び２
３Ｂを中心線２９に対して左右にずらしている上に、さ
らに上下方向にもずらしているので、第１実施例よりも
さらに、前後ロータ２３の空力干渉を軽減することがで
きる。その他の機能、作用、効果等は前述の第１実施例
と同様である。 第３実施例

【００２８】本発明の第３実施例について図３を参照し
ながら説明する。図３（Ａ）は、第３実施例を横から見
た断面図、図３（Ｂ）は第３実施例を上方から見た図、
図３（Ｃ）は第３実施例を前方から見た断面図を示す。

【００２９】前方から見て図３（Ｃ）に示すように傾き
を設ける。図３（Ｃ）では右側の方が高く、左側が低く
なっているが、この逆でもよい。中心線２９に対して
前、後のロータ２３Ａ及び２３Ｂを左右に分けて設置す
る。図３では前ロータ２３Ａを中心線２９から右側に、
後ロータ２３Ｂを中心線２９から左側に配置している
が、この逆でもよい。

【００３０】第３実施例は、前後のロータ２３Ａ及び２
３Ｂを中心線２９に対して左右にずらしている上に、さ
らに上下方向にもずらしているので、第１実施例よりも
前後ロータ２３の空力干渉を軽減することができる。そ
の他の機能、作用、効果等は、第１実施例と同様であ
る。 第４実施例

【００３１】本発明の第４実施例について図４を参照し
ながら説明する。図４（Ａ）は、第４実施例を横から見
た断面図、図４（Ｂ）は第４実施例を上方から見た図、
図４（Ｃ）は第４実施例を前方から見た断面図を示す。

【００３２】胴体２６の左右にロータ取付部３４をとり
つけ、これに中心線２９に対して前、後のロータ２３を
左右に分けて設置する。図４では前ロータ２３Ａを中心
線２９から右側に、後ロータ２３Ｂを中心線２９から左
側に配置しているが、この逆でもよい。

【００３３】第４実施例は、左右のロータ２３Ａ及び２
３Ｂが第１実施例よりも、より左右方向にずれているの
で、第１実施例よりもさらに前後ロータ２３の空力干渉
を軽減することができる。その他の機能、作用、効果等
は、第１実施例と同様である。 第５実施例

【００３４】本発明の第５実施例について図５を参照し
ながら説明する。図５（Ａ）は、第５実施例を横から見
た断面図、図５（Ｂ）は第５実施例を上方から見た図、
図５（Ｃ）は第５実施例を前方から見た断面図を示す。

【００３５】上方から見て右又は左へくの字の形になっ
ている胴体３５の中心線２９に対して前後のロータ２３
Ａ及び２３Ｂを左右に分けて設置する。図５では前ロー
タ２３Ａを中心線２９から右側に、後ロータ２３Ｂを中
心線２９から左側に配置しているが、この逆でもよい。

【００３６】第５実施例は、左右のロータ２３Ａ及び２
３Ｂが第１実施例よりも、より左右方向にずれているの
で、第１実施例よりも前後ロータ２３の空力干渉を軽減
することができる。 第６実施例

【００３７】本発明の第６実施例について図６及び図１
１を参照しながら説明する。図６（Ａ）は、第６実施例
を横から見た断面図、図６（Ｂ）は第６実施例を上方か
ら見た図、図６（Ｃ）は第６実施例を前方から見た断面
図を、図１１は、第６実施例の作動ブロック図を示す。
胴体２６の中心線２９に対して前後のロータ２３Ａ及び
２３Ｂを左右に分けて設置し、その胴体２６の後部にプ
ロペラ３７を設ける。

【００３８】前後のロータ２３Ａ及び２３Ｂを駆動する
ロータ駆動装置２５の動力により、伝達装置４０おわび
プロペラ回転軸３８を介して、プロペラ３７を回転させ
る。パイロット４３がスイッチ４２の操作をすると、配
線４１を通して電気信号が制御装置３９に伝えられ、プ
ロペラ３７の回転が制御される。これらの作動プロセス
は、図１１に示す作動ブロック図に示す通りである。

【００３９】このようにプロペラ３７を回転させると、
ロータ面を傾けることによって得られるロータによる推
力１９にプロペラ３７の推力がプラスされるので、より
大きな推力が得られ、ヘリコプタの高速性能の向上に寄
与することができる。なおプロペラ３７は胴体２６の前
部にとりつけてもよい。またプロペラの代わりに胴体２
６の前部又は後部にダクティッド・プロペラをつけても
よい。 第７実施例

【００４０】本発明の第７実施例について図７及び図１
２を参照しながら説明する。図７（Ａ）は、第７実施例
を横から見た断面図、図７（Ｂ）は第７実施例を上方か
ら見た図、図７（Ｃ）は第７実施例を前方から見た断面
図、図１２は、第７実施例の作動ブロック図を示す。

【００４１】第６実施例ではプロペラ３７を回転する動
力はロータを回転するロータ駆動装置２５であるが、第
７実施例では独立に電動機４６を搭載し、これにプロペ
ラ回転軸３８を直接連結してプロペラ３７を回転する。
第７実施例によるとプロペラ３７の近傍に電動機４６を
搭載できるので、全体をコンパクトにまとめることがで
きる。

【００４２】パイロット４３がスイッチ４２を操作する
と、その電気信号が配線４１を通して電動機４６に伝達
され、電動機４６が作動してプロペラ回転軸３８を介し
てプロペラ３７が回転する。プロペラの代わりにダクテ
ィッド・プロペラを用いてもよい。これらの作動のプロ
セスを図１２に示す作動ブロック図に示す。第７実施例
の機能、作用、効果等は、第６実施例と同様である。 第８実施例

【００４３】本発明の第８実施例について図８及び図１
１を参照しながら説明する。図８は、第８実施例を横か
ら見た断面図、図１１は、第８実施例の作動ブロック図
を示す。

【００４４】第６実施例ではパイロット４３のスイッチ
４２操作によりプロペラ３７を作動させていたが、第８
実施例では、センサ４７を搭載し、ヘリコプタの速度を
検出して、この電気信号を配線４８により、コンピュー
タ４９に入力し、コンピュータ４９で処理し、制御す
る。ヘリコプタが一定の速度（例えば５０ノット）以上
になると制御信号が配線５０により制御装置３９に伝達
され、プロペラ３７を回転する。これらのブロック図を
図１１に示す。

【００４５】このようにすれば、パイロット４３のパイ
ロット４３操作なしに自動的にプロペラ３７が回転でき
るので、パイロットの作業負担を軽減でき、ヘリコプタ
の飛行安全の確保、向上に寄与できる。第８実施例では
プロペラ３７の駆動に伝達装置４０を用いているが、独
立したプロペラ駆動用の電動機を用いてもよい。また、
プロペラの代わりにダクティッド・プロペラを用いても
よい。 第９実施例

【００４６】本発明の第９実施例について図９及び図１
３を参照しながら説明する。図９は、第９実施例を横か
ら見た断面図、図１３は、第９実施例の作動ブロック図
を示す。

【００４７】第７実施例がパイロット４３のスイッチ４
２操作によりプロペラ３７を作動させていたが、第９実
施例では、ヘリコプタにセンサ４７を搭載し、ヘリコプ
タの速度を検出して、この電気信号を配線４８により、
コンピュータ４９に入力し、コンピュータ４９で処理
し、制御する。ヘリコプタが一定の速度（例えば５０ノ
ット）以上になると制御信号が配線５０により制御装置
３９に伝達され、プロペラ３７を回転する。これらのブ
ロック図を図１３に示す。

【００４８】このようにすれば、パイロット４３のスイ
ッチ４２操作なしに自動的にプロペラ３７が回転できる
ので、パイロットの作業負担を軽減でき、ヘリコプタの
飛行安全に寄与できる。 第１０実施例

【００４９】本発明の第１０実施例について図１０及び
図１４を参照しながら説明する。図１０（Ａ）は、第１
０実施例を横から見た断面図、図１０（Ｂ）は第１０実
施例を上方から見た図、図１０（Ｃ）は第１０実施例を
前方から見た断面図を、図１４は、第１０実施例の作動
ブロック図を示す。

【００５０】第６実施例ではプロペラ３７を胴体２６の
前部または後部にとりつけるが、この第１０実施例は、
胴体２６の前部および後部にプロペラ３７Ａ及び３７Ｂ
をとりつける。第１０実施例によれば、前部及び後部に
プロペラがとりつけられているので、第６実施例よりも
大きな推力が得られ、ヘリコプタの速度性能（最高速
度、巡航速度等）の向上に寄与できる。

【００５１】第１０実施例のプロペラ駆動用として独立
に電動機４６を搭載し、これにプロペラ回転軸３８を直
接連結して、プロペラ３７を回転してもよい。また、プ
ロペラの代わりにタグデット・プロペラを用いてもよ
い。

【００５２】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）前ロータの回転中心及び後ロータの回転中心を胴
体の中心線からオフセットして配置しているため、 イ．従来のタンデム・ロータ式・ヘリコプタよりも、ロ
ータの空力干渉を少なくすることができる。そのためヘ
リコプタの空力性能を向上することができる。

【００５３】ロ．ヘリコプタの前後軸まわりの慣性モー
メントを従来のタンデム・ロータ式・ヘリコプタに比し
大きくすることができるので、ヘリコプタに対する横風
（突風）による影響を軽減することができる。 ハ．胴体を左右に広げることができ、全体としてまとま
りのよいヘリコプタを提供することができる。

【００５４】（２）ヘリコプタの前部または後部に装着
したプロペラまたはダクティッド・プロペラを、伝達装
置と制御装置を介してロータ駆動装置の動力により作動
させるので、従来のタンデム・ロータ式・ヘリコプタに
比し大きな前進力を得ることができる。そのためヘリコ
プタの速度性能を向上することができる。

【００５５】（３）プロペラまたはダクティッド・プロ
ペラを駆動する動力として、ロータ駆動装置の動力の他
に独立した電動機を搭載することにより、全体としてコ
ンパクトにまとまったヘリコプタを提供することができ
る。

【００５６】（４）プロペラまたはダクティッド・プロ
ペラのを駆動する制御装置、または電動機の作動を自動
的に行なわせるため、速度センサとコンピュータをヘリ
コプタに搭載し、ヘリコプタの速度が一定の速度（例え
ば５０ノット）以上になると、コンピュータの制御によ
り、自動的にプロペラまたはダクティッド・プロペラを
作動することができる。そのため、パイロットの作業負
担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図。

【図２】本発明の第２実施例を示す図。

【図３】本発明の第３実施例を示す図。

【図４】本発明の第４実施例を示す図。

【図５】本発明の第５実施例を示す図。

【図６】本発明の第６実施例を示す図。

【図７】本発明の第７実施例を示す図。

【図８】本発明の第８実施例を示す図。

【図９】本発明の第９実施例を示す図。

【図１０】本発明の第１０実施例を示す図。

【図１１】第６及び第８実施例の作動ブロック図。

【図１２】第７実施例の作動ブロック図。

【図１３】第９実施例の作動ブロック図。

【図１４】第１０実施例の作動ブロック図。

【図１５】従来のヘリコプタ（シングル・ロータ式）を
示す図。

【図１６】従来のヘリコプタ（タンデム・ロータ式）を
示す図。

【符号の説明】

１…ヘリコプタ、２…ロータ、３…ロータ回転軸、４…
エンジン、５…胴体、６…水平尾翼、７…垂直尾翼、８
…テールロータ、９…重心、１０…ロータ回転方向、１
１…ロータトルク、１２…テールロータ推力による偏揺
れモーメント、１３…進行方向、１４…ロータによる揚
力、１５…ヘリコプタの重量、１６…気流、１７…横滑
り角、１８…ロータ面を傾けた状態、１９…ロータによ
る推力、２３…ロータ、２４…ロータ回転軸、２５…ロ
ータ駆動装置、２６…胴体、２７…前ロータ回転方向、
２８…後ロータ回転方向、２９…胴体の中心線、３０…
胴体、３１…胴体、３２…胴体、３３…胴体、３４…ロ
ータ取付部、３５…胴体、３６…胴体、３７…プロペ
ラ、３８…プロペラ回転軸、３９…制御装置、４０…伝
達装置、４１…配線、４２…スイッチ、４３…パイロッ
ト、４４…ダクティッド・プロペラ、４６…電動機、４
７…センサ、４８…配線、４９…コンピュータ、５０…
配線。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 揚力を発生する前ロータ（２３Ａ）と後
   ロータ（２３Ｂ）を有するヘリコプタにおいて、前記両
   ロータは、胴体の中心線（２９）から、オフセットした
   位置に配置するとともに、両ロータは互いに反対方向に
   回転することを特徴とするヘリコプタ。
2. 【請求項２】 胴体の前部又は後部にプロペラ（３７）
   又はダクティッド・プロペラを有するとともに、揚力を
   発生する前ロータ（２３Ａ）と後ロータ（２３Ｂ）を有
   するヘリコプタにおいて、前記プロペラ（３７）又はダ
   クティッド・プロペラは伝達装置（４０）と制御装置
   （３９）を介して前記ロータ（２３Ａ、２３Ｂ）の駆動
   装置（２５）の動力により作動することを特徴とする請
   求項１に記載のヘリコプタ。
3. 【請求項３】 胴体の前部又は後部にプロペラ（３７）
   又はダクティッド・プロペラを有するとともに、揚力を
   発生する前ロータ（２３Ａ）と後ロータ（２３Ｂ）を有
   するヘリコプタにおいて、前記プロペラ（３７）はダク
   ティッド・プロペラ駆動用に、ロータ駆動装置（２５）
   とは別に、独立の電動機（４６）を有することを特徴と
   する請求項２のヘリコプタ。
4. 【請求項４】 ヘリコプタ速度検出用のセンサ（４７）
   とプロペラ（３７）又はダクティッド・プロペラ制御用
   のコンピュータ（４９）を有し、ヘリコプタの速度が一
   定速度以上になると、前記コンピュータの制御により、
   自動的に制御装置（３９）又は電動機（４６）を作動さ
   せることを特徴とする請求項２又は請求項３のヘリコプ
   タ。