JPH06270894A - ヘリコプタのピッチコントロールロッド - Google Patents

ヘリコプタのピッチコントロールロッド

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JPH06270894A
JPH06270894A JP5555193A JP5555193A JPH06270894A JP H06270894 A JPH06270894 A JP H06270894A JP 5555193 A JP5555193 A JP 5555193A JP 5555193 A JP5555193 A JP 5555193A JP H06270894 A JPH06270894 A JP H06270894A
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JP
Japan
Prior art keywords
actuator
control rod
pitch control
vibration
helicopter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5555193A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Sakura
潔 佐倉
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はIBC相当の作用効果を果たすにも
拘らず、高い信頼性を確保する、ヘリコプタのピッチコ
ントロールロッドを提供することを目的とする。 【構成】 本発明はヘリコプタのメインロータヘッドを
コントロールする機構内にあって回転側スワッシュプレ
ートとブレードを結合するピッチコントロールロッドに
おいて、同ピッチコントロールロッドに設けられた同ロ
ッドの長さを変更可なアクチュエータと、振動の加速度
を検出する振動加速度計とを具備してなることを特徴と
するヘリコプタのピッチコントロールロッドを構成とす
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のいわゆる能
動制御のための機構に属するメインローターヘッドのコ
ントロール機構に用いるスマート構造のピッチコントロ
ールロッドに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にヘリコプタの能動制御とは、その
主要目的は振動低減による乗心地の改善にあり、その振
動の源であるメイン・ローター・ブレードのピッチ角
(空気の流れに対する傾き角)を制御する。
【0003】従来ヘリコプタの振動レベルは旅客機に比
べてかなり大きく、その利用拡大のひとつの障害となっ
ていた。ヘリコプタの振動源は回転するメイン・ロータ
ーであり、これまでローターから機体に至る振動伝達経
路の様々なポイントで、このやっかいな振動を低減する
方法が提案されて来た。なかでも理論的にもっとも効率
の良い方法は振動源であるメイン・ローター自身で振動
を消滅させてしまうことで、このためには有害な振動を
発生させている微小なメイン・ローター・ブレードのピ
ッチ角変化を制御する必要がある。この制御はその操作
量が僅かで高速の応答が要求される為、コンピューター
による能動制御でなければ実現されない。これが「高調
波制御」すなわちHHCといわれるものである。
【0004】通常「能動制御」と言う言葉自体は、振動
制御だけでなく、広くコンピューター等による制御(例
えば自動操縦)を指すが、ヘリコプタの場合、振動制御
の為のHHC或いはIBCが対象となる。
【0005】HHCは広く研究されているが、ヘリコプ
タに従来備わっているスワッシュプレートと言う機構を
使用する為、複数ある(一般に4枚)メイン・ローター
・ブレードを独立に制御して最大限の効果を上げること
はできない。そこで近年注目されているのが個々のメイ
ン・ローター・ブレードを制御するIBCで、本発明は
このIBC相当の作用を容易にかつ安全に実現しようと
する一手段である。IBCには、上述の振動制御のみな
らず、飛行速度の増加や運動性能の向上等HHCにはな
い効果があり、より高級な制御で、言わば「未来の制御
技術」とも云うべきものである。IBCの制御効果の例
を以下に記載する。
【0006】(IBCの効果) 振動低減 (上述) 突風軽減 突風に遭遇してもその影響が機体に及
ばないようにできる。
【0007】安定性増加 ブレードのフラッター等
危険な現象を防止できる。
【0008】操縦補助 パイロットの操縦の補助
的な制御ができる。
【0009】これらの結果:飛行速度増加/乗心地改善
/運動性能向上/安全性向上 即ちヘリコプタとしての総合的な性能を向上させること
が可能。
【0010】また、スマート構造とは近年特に米国で注
目を集めている新技術で、「スマート構造(Smart Stru
cture )」と呼ばれ、「自身の中にアクチュエータとセ
ンサーの機能を備えた構造」と定義される。
【0011】上記従来のヘリコプタの能動制御には大別
して以下の(1),(2)の2つがあった。 (1)HHC(Higher Harmonic Control )(図2参
照) パイロット操縦に用いる操縦ロッド9にHHC用アクチ
ュエータ13をそう入し、固定側スワッシュプレート8
の動きを介して、各ブレード1のピッチ角を変更する。
回転側スワッシュプレート7、固定側スワッシュプレー
ト8を介する為、個々のブレード1を細かく制御するこ
とが困難であった。なお、図中、2はピッチコントロー
ルロッド、6はメインローターシャフト、12はヒンジ
である。 (2)IBC(Individual Blade Control)(図3参
照) HHCの難点を解決し、個々のブレード1を独立に制御
する為に回転側スワッシュプレートに相当するアクチュ
エータ固定用プレート15の上側のピッチコントロール
ロッド2にIBCアクチュエータ16をそう入する。こ
れにより、HHCの回転側スワッシュプレート7及び固
定側スワッシュブレート8の担っていた操縦機能までも
IBCアクチュエータ16にもたせることができ、長年
ヘリコプタに用いられている回転側スワッシュプレート
7及び固定側スワッシュプレート8をなくすことができ
る。しかし、機体の全操縦機能をIBCアクチュエータ
16が担う為、その信頼性が大きな問題となり、万一故
障した場合の対策等、未だ検討段階で実用化には到って
いない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来のHHC及びIB
Cには解決すべき次の課題があった。
【0013】即ち、HHCでは個々のブレードの細かな
効率の良い制御を行なうことができないという問題があ
った。
【0014】また、IBCでは故障時の信頼性を確保
し、万一アクチュエータが故障した場合でも飛行安全に
影響がないようにするための対策が未解決であるという
問題があった。
【0015】また、操縦ロッド又はピッチコントロール
ロッドへのアクチュエータそう入による重量の増加を小
さくしなければならないという問題もあった。
【0016】本発明は上記問題解決のため、IBC相当
の作用効果を果たすにも拘らず、高い信頼性を確保する
ヘリコプタのピッチコントロールロッドを提供すること
を目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、ヘリコプタのメインロータヘッドをコント
ロールする機構内にあって回転側スワッシュプレートと
ブレードを結合するピッチコントロールロッドにおい
て、同ピッチコントロールロッドに設けられた同ロッド
の長さを変更可なアクチュエータと、振動の加速度を検
出する振動加速度計とを具備してなることを特徴とする
ヘリコプタのピッチコントロールロッドを提供しようと
するものである。
【0018】
【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。
【0019】即ち、ピッチコントロールロッドに、ロッ
ド長を変更可能なアクチュエータと振動加速計を備える
ので個々のブレードの振動をピッチコントロールロッド
内の振動加速度計で検知し、これを機体搭載のコンピュ
ータに入力し、この信号を元に適切なブレードピッチ角
制御信号をピッチコントロールロッドに送ることによっ
てピッチコントロールロッドの長さが伸縮してブレード
ピッチ角が望ましい角度に変化する。万一コンピュータ
やアクチュエータ機能の故障等により、この能動制御シ
ステムが故障してもピッチコントロールロッド自身はそ
のままで、通常のロッドの役目を果たすので、ヘリコプ
タの飛行に支障はない。
【0020】
【実施例】本発明の一実施例を図1により説明する。な
お、従来例と同様の構成部材には同符号を付し、必要あ
る場合の他は説明を省略する。
【0021】図1は本実施例の模式的斜視図で、図にお
いて、2aはブレード1と回転側スワッシュプレート7
とを結合するピッチコントロールロッド、3はピッチコ
ントロールロッド2の長さを変更可能にピッチコントロ
ールロッド2内に設けられたアクチュエータ、4はピッ
チコントロールロッド2の振動の加速度を検出するため
のセンサ、5はメインローターシャフト6内を通り、ス
リップリング10を介して機体内のコンピュータ11等
に信号を送るためのケーブル、10は回転するメインロ
ーターシャフト6の信号を、回転することなくスリップ
しながら検出するためのスリップリング、11はピッチ
コントロールロッド2aの振動加速度信号をセンサ4を
経て入力し、それによりピッチコントロールロッド2a
の長さを適切に変更するためのコンピュータで、因みに
図4に示すような制御プロセスをその内部で経てアクチ
ュエータ3へ指令する。
【0022】その他の構成は従来例、特に図2に示すH
HCの従来例にほぼ同様の構成をなしている。
【0023】次に上記構成の作用について説明する。説
明は更に詳細な構成の具体例等を加えながら行なう。
【0024】理解を容易にするため、作用を先ず概述す
ると、例えば図2に示す従来の回転側スワッシュプレー
ト7では回転側スワッシュプレート7からの動きをブレ
ード1に伝えるだけであったピッチコントロールロッド
2を、本実施例ではアクチュエータ3とセンサー(振動
加速度計)4を備えたスマート構造のピッチコントロー
ルロッド2aとし、相応の作用を奏させる点である。ア
クチュエータ3にはピッチコントロールロッド2aの長
さを変化(伸縮)させられるように埋め込まれたピエゾ
素子等が用いられる。センサ4には通常の振動加速度計
を用いるが、小型のものをブレード1の振動を的確に検
知する為にピッチコントロールロッド2aのブレード1
結合部近くに埋め込む。場合によっては、センサ4の機
能をアクチュエータ3に用いたピエゾ素子に兼ねさせる
こともできる。すなわち、ピッチコントロールロッド2
aの振動をピエゾ素子が感知し、電気信号に変えられる
ようにする。
【0025】これにより一層の軽量化が可能となる。ア
クチュエータ3及びセンサ4のケーブル5はメインロー
ターシャフト6内を通し、スリップリング10を介して
機体内(非回転部)に信号を伝える。このようにして、
機体搭載のコンピュータ11に入った振動加速度信号か
ら、最適な制御が計算されてピッチコントロールロッド
2a内のアクチュエータ3に送られる。
【0026】通常の機体操縦はパイロットからの操作が
操縦ロッド9を介して回転側スワッシュプレート7及び
固定側スワッシュプレート8を傾けることによって行わ
れる。上記のIBC制御はピッチコントロールロッド2
a部でこのパイロット操縦に重ね合わされる。
【0027】何らかの原因でピッチコントロールロッド
2aの制御系が故障した場合には、ピッチコントロール
ロッド2aが通常の結合ロッドと同じ役目を果たし、パ
イロット操縦は回転側スワッシュプレート7及び固定側
スワッシュプレート8により行うことができる。その
際、故障状況に応じて、パイロットは操縦の中立位置を
修正する必要がある。例えば、全ブレード1のピッチコ
ントロールロッド2aが通常より短かくなった状態で固
定した場合には、全ブレード1のピッチ角が不足するの
で、これを通常に戻す為、コレクティブ角を増やすよう
に補正する。又、いずれか1本のピッチコントロールロ
ッド2aが他のロッドより短かく或いは長くなって固定
した場合にはサイクリック角を増やすように補正する。
このようにして、従来提案されていたたとえばIBCで
は故障すると操縦不能となっていたものが、若干の中立
位置補正で少なくとも短時間(着陸するまで)は安全に
飛行することができる。
【0028】すなわち、従来のIBC相当の高性能の能
動制御性を備えると同時に従来ヘリコプタと同等の信頼
性を維持することができるという利点がある。
【0029】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので、
次の(1)〜(3)の効果を有する。 (1)個々のブレードを能動制御するIBC相当の作用
を実現し、効率の良い制御ができるヘリコプタが得られ
る。 (2)制御システムが故障しても、ピッチコントロール
ロッド自体は通常のロッドの役目を果たすので、従来の
IBCの問題点であったアクチュエータ故障時の安全性
を確保できる。 (3)ピッチコントロールロッド内に、従来別に取り付
けられていたアクチュエータを組み込む(スマート構造
化)ことにより、ロッド、アクチュエータ全体の重量を
軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の模式的斜視図、
【図2】従来例のHHC例の模式的斜視図、
【図3】従来例のIBC例の模式的斜視図、
【図4】上記実施例に用いたコンピュータの制御プロセ
スを示す参考図である。
【符号の説明】
1 ブレード 2a ピッチコントロールロッド 3 アクチュエータ 4 センサ 5 ケーブル 6 メインローターシャフト 7 回転側スワッシュプレート 8 固定側スワッシュプレート 9 操縦ロッド 10 スリップリング 11 コンピュータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘリコプタのメインロータヘッドをコン
    トロールする機構内にあって回転側スワッシュプレート
    とブレードを結合するピッチコントロールロッドにおい
    て、同ピッチコントロールロッドに設けられた同ロッド
    の長さを変更可なアクチュエータと、振動の加速度を検
    出する振動加速度計とを具備してなることを特徴とする
    ヘリコプタのピッチコントロールロッド。
JP5555193A 1993-03-16 1993-03-16 ヘリコプタのピッチコントロールロッド Withdrawn JPH06270894A (ja)

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JP5555193A JPH06270894A (ja) 1993-03-16 1993-03-16 ヘリコプタのピッチコントロールロッド

Applications Claiming Priority (1)

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JP5555193A JPH06270894A (ja) 1993-03-16 1993-03-16 ヘリコプタのピッチコントロールロッド

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Publication Number Publication Date
JPH06270894A true JPH06270894A (ja) 1994-09-27

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ID=13001847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5555193A Withdrawn JPH06270894A (ja) 1993-03-16 1993-03-16 ヘリコプタのピッチコントロールロッド

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JP (1) JPH06270894A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999012809A1 (fr) * 1996-03-11 1999-03-18 Advanced Technology Institute Of Commuter-Helicopter, Ltd. Systeme de commande de rotor
WO2000076844A1 (de) * 1999-06-10 2000-12-21 Zf Luftfahrttechnik Gmbh Einrichtung zum gleichzeitigen verriegeln mehrerer aktuatoren
JP2006051892A (ja) * 2004-08-12 2006-02-23 Seiko Epson Corp 小型飛行体

Cited By (4)

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WO2000076844A1 (de) * 1999-06-10 2000-12-21 Zf Luftfahrttechnik Gmbh Einrichtung zum gleichzeitigen verriegeln mehrerer aktuatoren
US6676377B1 (en) 1999-06-10 2004-01-13 Zf Luftfahrttechnik Gmbh Device for simultaneously interlocking a plurality of actuators
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