JPH07205897A - Rotor with shroud - Google Patents

Rotor with shroud

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JPH07205897A
JPH07205897A JP199694A JP199694A JPH07205897A JP H07205897 A JPH07205897 A JP H07205897A JP 199694 A JP199694 A JP 199694A JP 199694 A JP199694 A JP 199694A JP H07205897 A JPH07205897 A JP H07205897A
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shroud
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blades
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JP199694A
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Inventor
Kiyoshi Sakura
潔 佐倉
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Mitsubishi Heavy Ind Ltd
三菱重工業株式会社
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Abstract

PURPOSE: To provide a shroud to a rotor which does not need to have a driving part and a pitch angle changing mechanism in its central part.
CONSTITUTION: A rotor 2 has a shroud part 1 along the turning circle of blades 3 at their tips. Electromagnets 5 are placed in the shroud 1. Permanent magnets 4 are interposed at the tip parts of the blades 3. The blades 3 are rotated by a rotating magnetic field generated from the electromagnets 5.
COPYRIGHT: (C)1995,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は航空機等の推力装置或いはヘリコプタの反トルク装置等のダクテッド・ファン形式の回転翼に適用されるシュラウド付回転翼に関する。 The present invention relates to a rotary winged shroud is applied to the rotating blades of the ducted fan type anti-torque device such as a thrust device or the helicopter, such as an aircraft.

【0002】 [0002]

【従来の技術】航空機の推力装置に用いられるいわゆるダクテッド・ファン形式のエンジンの場合は、従来、図6に示すようにその回転翼22を駆動する為のエンジンやギヤ・ボックス等の駆動部26を回転翼22の中心2 For BACKGROUND ART called ducted fan type used in the thrust of the aircraft engine, conventionally, the driving unit 26 such as an engine or a gearbox for driving the rotary blade 22 as shown in FIG. 6 the center 2 of the rotor blades 22
5に配置する必要があった。 5 had to be arranged in. これらはかなり大きな重量となる。 It is a fairly large weight. 加えて、これらを機体に取り付け支持するには強固な支持構造27が必要で、従って上記駆動部(エンジン,ギヤボックス)26と合わせて全体で大きな重量増となる。 In addition, these to support attached to the airframe requires robust support structure 27, thus the drive unit (engine, gearbox) a significant weight gain in total together with 26. 従来はこのようなダクテッド・ファンを胴体部や翼部に取り付けて推力を得ていた。 It has been conventionally obtain a thrust mounting such a ducted fan fuselage portion and the wing portion.

【0003】また、図7に示すようなヘリコプタの反トルク装置、即ちテール・ロータ28の場合は前述の例のように回転翼中心にエンジンは配置されないが、メイン・ギヤ・ボックスから離れたテール・ブーム30先端に動力を伝達する為にドライブ・シャフトを用いる。 [0003] tail anti-torque device for a helicopter, as shown in FIG. 7, that is, when the tail rotor 28 although the engine rotor blade center as shown in the previous example are not disposed, away from the main gear box boom 30 using the drive shaft to transmit power to the tip. その伝達された動力を回転翼中心25のテール・ギヤ・ボックスを介して回転の速さ・方向を変更した上でテール・ Tail on changing the speed and direction of rotation of the delivered power over the tail gearbox rotary blade center 25
ロータ28に伝えてロータを回転させる。 The rotor is rotated to convey to the rotor 28. 従ってこの場合も回転翼の中心25にテール・ギヤ・ボックスを支持する為の支持構造27が必要である。 Therefore, in this case also it is necessary support structure 27 for supporting a tail gearbox to the center 25 of the rotor blades.

【0004】また、図6,図7いずれの場合も、推力を変化させるにはロータ・ブレードのピッチ角を変更する。 Further, in either case 6, 7, in order to change the thrust to change the pitch angle of the rotor blades. その為に回転翼中心部にピッチ角変更機構を設ける必要がある。 It is necessary to provide a pitch angle change mechanism for rotor blade center to its. 直接駆動用のエンジンがつながるダクテッド・ファン形式ではエンジン回転数変更によっても推力を変えることが可能であるが、ヘリコプタのテール・ロータの場合はメイン・ロータの回転数に連動するので回転数変更によって推力を変えることは困難である。 Although the ducted fan type engine leads directly drive it is possible to vary the thrust by the engine rotational speed change, the rotational speed change so interlocked to the rotational speed of the main rotor in the case of a helicopter tail rotor it is difficult to change the thrust.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】前記したように、一般にシュラウド付回転翼の場合は、従来、回転翼中心部にエンジン、ギヤボックス等の駆動部、更にそれらを支持する為の構造が必要となり重量が増加していた。 As described above [0008], the general case the rotational winged shroud, conventionally, the engine rotor blade center, the driving portion such as a gear box, are required structure for further support them weight had increased. また、 Also,
回転翼を通過する空気の流れの中にそれらの構造物が置かれることにより、回転翼の空力的な性能も劣化する。 By the structure thereof into a stream of air passing through the rotor blades is placed, it is also degraded aerodynamic performance of the rotor blades.

【0006】一方、ヘリコプタの反トルク装置の場合は、メイン・ロータ直下のメイン・ギヤ・ボックスからテール・ロータ付近のテール・ギヤ・ボックスを結ぶテール・ドライブ・シャフトが必要で、重量が増加する。 On the other hand, in the case of anti-torque device for a helicopter, the tail drive shaft connecting the tail gearbox nearby tail rotor from the main gear box directly below the main rotor is required, the weight is increased .
更に、長いドライブ・シャフトの回転による不安定が起こる可能性もある。 Furthermore, there is a possibility that instability due to the rotation of the long drive shaft occurs. また、ヘリコプタの場合はロータの回転数は変えられないのでエンジン出力に応じて反トルク即ちテール・ロータ推力を調節するように、ロータ・ Also, as in the case of helicopter adjusting the reaction torque i.e. the tail rotor thrust in accordance with the engine output the rotational speed of the rotor can not be changed, the rotor
ブレードのピッチ角を変化させる機構が必要で、重量増やシステムの複雑化を招いていた。 Mechanism for changing the pitch angle of the blades is needed, it has led to complication of the weight increase and the system.

【0007】本発明は、回転翼中心部に駆動部を設けず、或いはまたピッチ角変更の為の機構を設ける必要がないようにしたシュラウド付回転翼を提供することを課題としている。 [0007] The present invention, rotary wing center without providing the driving unit to unit, or also has an object to provide a rotary winged shroud so there is no need to provide a mechanism for the pitch angle changes.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレードの先端回転円に沿ってシュラウドを有する回転翼における前記課題を解決するため、そのシュラウドに磁石を配設すると共にブレードの先端部に磁石を配設し、両磁石のいづれか一方に回転磁界を発生させることによってブレードを回転させるようにした構成を採用する。 Means for Solving the Problems The present invention for solving the problem in the rotor blade having a shroud along a tip rotation circle of the blades, a magnet on the tip portion of the blade as well as disposed magnet in its shroud disposed, to adopt a configuration which is adapted to rotate the blade by generating a rotating magnetic field Izure or one of the magnets. 例えばシュラウドに設ける磁石を電磁石、ブレードの先端部に設ける磁石を永久磁石とし、その電磁石に回転磁界を発生させる。 For example a magnet provided in the shroud electromagnets, the magnet provided on the tip portion of the blade and the permanent magnet, generates a rotating magnetic field in the electromagnet. また、本発明で採用する磁石としては超電導磁石であってもよい。 Furthermore, as a magnet employed in the present invention may be a superconducting magnet.

【0009】 [0009]

【作用】本発明によるシュラウド付回転翼は前記した構成を有しているので、ブレードの先端部とシュラウド部にそれぞれ配設した磁石の相互作用によって、電動モーターと同様の原理でブレード(ロータ)を回転させる。 Since the rotary winged shroud according action present invention has the structure described above, by the interaction of magnets arranged respectively at the tip and the shroud portion of the blade, the electric motor and the same principle in the blade (rotor) the rotation.
従って、従来の回転翼のように中心部に駆動部を設ける必要がない。 Therefore, it is not necessary to provide a driving portion to the central portion as in the conventional rotor blade. また、従来の回転翼のようにブレードピッチ角調節機構を中心に設ける必要がない。 Moreover, it is not necessary to provide about the blade pitch angle adjustment mechanism as in the conventional rotor blade. 更に、ブレード先端とシュラウドの間にガイドを設けて回転面内に回転翼を拘束することによって、回転翼の中心に設けるシャフトを除去するか或いは設けるにしても極めて小規模のものでよくなる。 Furthermore, by constraining the rotor blades in the rotational plane with a guide between the blade tips and the shroud, even when the provided or whether to remove a shaft provided in the center of the rotor blades made can be of very small.

【0010】 [0010]

【実施例】以下、本発明によるシュラウド付回転翼を図示した実施例に基づいて具体的に説明する。 EXAMPLES The following specifically described based on the embodiment shown the rotary winged shroud according to the present invention.

【0011】(第1実施例)本発明の第1実施例を図1 [0011] The first embodiment of the (first embodiment) the present invention FIG. 1
に基づいて説明する。 It will be described with reference to. 図1に示すように、シュラウド1 As shown in FIG. 1, the shroud 1
付回転翼2において、ブレード3の先端にブレード先端磁石4とシュラウド1内部にシュラウド部磁石5を設置して、回転翼2を回転させる。 In urging rotary blades 2, by installing a shroud portion magnet 5 inside the blade tip magnet 4 and the shroud 1 to the tip of the blade 3, thereby rotating the rotary blade 2. 即ち、シュラウド部磁石5を電磁石とし、これに回転磁界を発生させるように通電してブレード先端磁石4(永久磁石)との相互作用によって回転翼2に対する回転力を発生する。 That is, the shroud portion magnet 5 is an electromagnet, which generates a rotational force by interaction with the rotor blades 2 and is energized to generate a rotating magnetic field blade tips magnet 4 (permanent magnet) thereto.

【0012】このように、本実施例においては回転翼2 [0012] Thus, in this embodiment rotor blade 2
の中心6に大きな駆動装置(エンジン、ギヤ・ボックス等)は必要なくなり、磁石の構成部品にも軽量のものを使用すれば大幅な重量軽減が図れる。 Large driving device at the center 6 of the (engine, gearbox, etc.) was not needed, thereby drastic lightening Using those lighter to the components of the magnet. また、シュラウド部磁石5としては上記の方式だけでなく、最新の超電導磁石等種々の方式が適用できる。 As the shroud portion magnet 5 not only the above method can be applied the newest superconducting magnet or the like various methods.

【0013】なお、本実施例によるシュラウド付回転翼におけるブレード3の先端部には、図2に示すようにブレード3の先端を磁石4内蔵のブロック状にしてブレード先端ガイド7を形成している。 [0013] Incidentally, the tip portion of the blade 3 in the rotational winged shroud according to this embodiment, forms a blade tip guide 7 to the tip of the blade 3 to the magnet 4 internal block shape as shown in FIG. 2 . このブレード先端ガイド7は、シュラウド1に形成したシュラウド側ガイドライン8内に入り込ませている。 The blade tip guide 7 is allowed to enter into the shroud side guidelines 8 formed on the shroud 1. このようにブレード3の回転に対するガイド機能をシュラウド側に持たせることによって回転翼2の中心6にシャフトを設ける必要が無くなる。 Thus need a guide function for the rotation of the blades 3 is provided a shaft in the center 6 of the rotary blade 2 by giving to the shroud side is eliminated.

【0014】一方、図3に示すように、ブレード3の先端に磁石4を設置するがその先端形状をほゞ通常のブレード先端形状にし、シュラウド1内に嵌入されない構造としてもよい。 [0014] On the other hand, as shown in FIG. 3, installing the magnet 4 at the tip of the blade 3 is to the tip shape ho Isuzu normal blade tip shape, may have a structure that is not fitted into the shroud 1. このようにした図3に示す構造の場合には、ブレード曲げ変位を逃がすことができ、かつ、ブレード先端にブロック状のガイドも不要で軽量となるが、 Thus when the structure shown in Figure 3, the can be released blade bending displacement, and becomes a block-shaped guide also unnecessary weight to the blade tip,
回転翼の中心のシャフトが必要となる。 Center of the shaft of the rotor blades is required.

【0015】(第2実施例)図4に航空機の推力装置等に用いられるダクテッド・ファンに本発明を適用した例を示している。 [0015] shows a (second embodiment) example of applying the present invention to ducted fan used in an aircraft thrust device or the like in FIG. この図4に示す回転翼12において、ブレード13の先端に永久磁石、シュラウド11に電磁石(いづれの磁石も図示していない)を第1実施例の場合と同様に取り付けてある。 In rotary wing 12 shown in FIG. 4, the blade 13 tip to the permanent magnet, Aru electromagnets shroud 11 (also not shown Izure magnet) mounted in the same manner as in the first embodiment. ブレード13の先端部の構造は図3に示したものと同様である。 Structure of the tip of the blade 13 is the same as that shown in FIG.

【0016】本実施例における推力装置では図6に示す従来方式に比べ、中心16に設置されるべき装置が極めて簡易になる。 [0016] In the thrust device in this embodiment compared with the conventional method shown in FIG. 6, the device to be placed at the center 16 is extremely simplified. 即ち、従来は中心部に大きな駆動部が必要でそれを支持する構造も含めて中心部で多くの重量を占めていた。 That is, conventionally accounted for much weight in structures including central portion for supporting it requires a large drive unit to the central unit. 本発明を適用した図4のものにおいては駆動源がシュラウド11内となる為、中心16は簡易なシャフトで済みその支持も従来方式に比べ非常に小規模(重量とサイズ)で良い。 Since the drive source is within the shroud 11 in that of Figure 4 according to the present invention, the center 16 may be the support requires a simple shaft is also very small compared with the conventional method (weight and size).

【0017】更に、シュラウド11とブレード13の先端の間に図2に示したもののようにガイドを設け回転翼12を回転面内に拘束するようにすれば、回転翼12の中心16を支持しなくても良い。 Furthermore, if the rotor blade 12 provided with a guide like that shown in FIG. 2 between the tip of the shroud 11 and blade 13 so as to restrain the plane of rotation, and support the center 16 of the rotary blade 12 may or may not. このように回転翼12 Rotary wing in this way 12
の中心16付近の機構が簡易に(或いは小さく)なることにより、重量軽減の他に回転翼2を通過する空気の流れの乱れが少なくなり、回転翼12の空力性能も従来方式に比べて向上する。 By the center 16 near the mechanism is simplified (or smaller), the less disturbance of the air flow passing through the rotor blades 2 in addition to the weight reduction, aerodynamic performance of the rotor blade 12 as compared with the conventional system improving to.

【0018】(第3実施例)図5にヘリコプタの反トルク装置即ちテール・ロータ18に本発明を適用した例を示している。 [0018] illustrates a (third embodiment) example of applying the present invention to anti-torque device or tail rotor 18 of a helicopter in FIG. このテール・ロータ18もその回転翼のブレード先端部とそのシュラウドとに図1及び図2に示した場合と同様にそれぞれ磁石が取り付けられており、その磁石により発生される回転磁界でブレードが回転されるようになっている。 The tail rotor 18 are also respectively similar magnets in the case shown in FIGS. 1 and 2 are attached to the blade tips of the rotor blades and the shroud, the rotating blade at a rotational magnetic field generated by the magnet It is adapted to be. この場合も第2実施例同様、テール・ロータ18の中心付近の機構が簡易になることによる重量軽減、空力性能向上が得られる。 In this case as well the second embodiment, weight reduction due to the mechanism in the vicinity of the center of the tail rotor 18 is simplified, aerodynamic performance improvement is obtained.

【0019】特に従来はロータの駆動がメイン・ロータのギヤ・ボックスから長いドライブ・シャフト(テール・ブーム内)を介してなされていたのに対し本実施例によるヘリコプタの場合はそれを除去できるメリットは大きい。 The merit particular conventional in the case of helicopter according to the present embodiment while the driving of the rotor has been made via the long drive shaft from the gear box of the main rotor (tail in boom) capable of removing it It is large. また、エンジン出力に応じてテール・ロータ18 In addition, the tail rotor 18 in accordance with the engine output
の反トルク(推力)を調節する場合も本実施例の場合回転数を変更で対応できるので、ロータ18の中心に従来設けていたブレードピッチ角調節機構が不要となる。 When adjusting the reaction torque (thrust), so can be dealt with changing the rotational speeds of this example, the blade pitch angle adjustment mechanism has been provided conventionally in the center of the rotor 18 is not required. 従来は図7に示したように大規模な支持構造を必要としていたが、本実施例では小規模又は不要となる。 Has been conventionally require extensive support structure, as shown in FIG. 7, a small or unnecessary in this embodiment.

【0020】回転数の調節は、電気的な制御で実施でき、従来に比べて容易となる。 The adjustment of rotational speed may be carried out in an electrical control becomes easy as compared with the prior art. 図5にそのブロック図の一例を示す。 Figure 5 shows an example of the block diagram. 図5に示すように、エンジン出力を検知1 As shown in FIG. 5, detects the engine output 1
7して反トルク(テール・ロータ推力)計算19及び必要なテール・ロータ回転数計算20を行い、テール・ロータ18に対して指令を出す。 7 to perform anti-torque (tail rotor thrust) calculation 19 and the required tail rotor speed calculation 20, issues a command to the tail rotor 18.

【0021】以上、本発明を図示した実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形状、構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。 [0021] above, within the scope of the present invention has been concretely described based on the illustrated embodiments, the present invention is the invention shown in the claims appended not limited to these embodiments, the shape, structure it goes without saying that may make various changes to.

【0022】 [0022]

【発明の効果】以上具体的に説明したように本発明による回転翼によれば次のように種々の効果を奏することができる。 According to the rotary blade according to the present invention as specifically described above, according to the present invention can be exhibited various effects as follows. (1)回転翼中心部にエンジン、ギヤ・ボックス等の駆動部を配する必要がなくなり、重量軽減、空力性能向上が図れる。 (1) Rotor blades center in the engine, it is not necessary to dispose a driving part such as a gear box, reduce weight, aerodynamic performance improvement can be achieved. (2)推力を変更する際にはブレードピッチ角でなく電磁石の回転磁界を抑制することによってロータ回転数を変更すれば良く、ピッチ角変更の為の機構が不要となり重量軽減、システムの簡素化が図れる。 (2) when changing the thrust may be changed rotor rotational speed by suppressing the rotating magnetic field of the electromagnet instead of a blade pitch angle, weight reduction mechanism for the pitch angle change is unnecessary, simplification of the system It can be achieved. (3)回転翼中心のシャフトをなくすことも可能である。 (3) It is also possible to eliminate the rotor blade center of the shaft.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1実施例によるシュラウド付回転翼を示す平面図。 Figure 1 is a plan view showing a rotary winged shroud according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示されたシュラウド付回転翼のブレード先端部分の拡大斜視図。 Figure 2 is an enlarged perspective view of a blade tip portion of the rotary winged shroud shown in Figure 1.

【図3】図2に示したブレード先端部分の変形例を示し、(a)はその部分的平面図、(b)は部分的側面図。 Figure 3 shows a modification of the blade tip portion shown in FIG. 2, (a) the partial plan view, (b) partial side view.

【図4】本発明の第2実施例による推力装置の斜視図。 Perspective view of a thrust device according to a second embodiment of the present invention; FIG.

【図5】本発明の第3実施例によるテール・ロータを備えたヘリコプタを示す説明図。 Figure 5 is an explanatory view showing a helicopter having a tail rotor according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来の推力装置を示す斜視図。 6 is a perspective view showing a conventional thrust device.

【図7】従来のヘリコプタのテール・ロータ部分を示す側面図。 Figure 7 is a side view showing a tail rotor portion of the conventional helicopters.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1,11 シュラウド 2,12 回転翼(ロータ) 3,13 ブレード 4 ブレード先端磁石 5 シュラウド部磁石 6,16 中心 7 ブレード先端ガイド 8 シュラウド側ガイドライン 17 エンジン出力検知 18 テール・ロータ 19 反トルク(テール・ロータ推力)計算 20 テール・ロータ回転数計算 1,11 shroud 2,12 rotary blades (rotor) 3,13 blade 4 blade tip magnets 5 shroud portion magnet 6,16 center 7 blade tip guide 8 shroud side Guideline 17 engine output detection 18 tail rotor 19 anti-torque (tail rotor thrust) calculation 20 tail rotor speed calculation

Claims (1)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 ブレードの先端回転円に沿ってシュラウドを有する回転翼において、前記シュラウドに配設した磁石と、前記ブレードの先端部に配設した磁石とを有し、前記両磁石のいづれか一方に回転磁界を発生させて前記ブレードを回転させるよう構成したことを特徴とするシュラウド付回転翼。 1. A rotor blade having a shroud along a tip rotation circle of the blades has a magnet disposed in said shroud, and a magnet which is disposed on the tip portion of the blade, whereas any of said two magnets rotation winged shroud, characterized in that by generating configured to rotate the blade rotating magnetic field.
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