JPH07315297A - 航空機の運動エネルギ蓄積装置 - Google Patents
航空機の運動エネルギ蓄積装置Info
- Publication number
- JPH07315297A JPH07315297A JP11513894A JP11513894A JPH07315297A JP H07315297 A JPH07315297 A JP H07315297A JP 11513894 A JP11513894 A JP 11513894A JP 11513894 A JP11513894 A JP 11513894A JP H07315297 A JPH07315297 A JP H07315297A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- kinetic energy
- aircraft
- pitch angle
- airplane
- rotary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は航空機が減速時に失う飛行エネルギ
を蓄積利用する航空機の運動エネルギ蓄積装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 本発明は航空機の機軸方向に回転軸を有する
ピッチ角可変の回転翼と、同回転翼の先端に設けられた
錘体と、上記回転翼のピッチ角を機体と回転翼間で運動
エネルギの授受可能にコンピュータにより変更するピッ
チ角変更手段とを具備してなることを特徴とする航空機
の運動エネルギ蓄積装置、を構成とする。
を蓄積利用する航空機の運動エネルギ蓄積装置を提供す
ることを目的とする。 【構成】 本発明は航空機の機軸方向に回転軸を有する
ピッチ角可変の回転翼と、同回転翼の先端に設けられた
錘体と、上記回転翼のピッチ角を機体と回転翼間で運動
エネルギの授受可能にコンピュータにより変更するピッ
チ角変更手段とを具備してなることを特徴とする航空機
の運動エネルギ蓄積装置、を構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機に搭載される運
動エネルギの蓄積装置に関する。
動エネルギの蓄積装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の航空機における運動エネルギ制御
装置の例を図５に示す。従来の航空機１においては、運
動エネルギを蓄積する装置を有しないため、航空機１の
持つ運動エネルギは航空機１の速度から一意的に決定さ
れる。従って、航空機１の運動エネルギは、エンジン５
の推力の増減もしくは、航空機１の機体外部に取付けら
れた抵抗増加装置６の展張、収納により機速を変化させ
ることで制御される。
装置の例を図５に示す。従来の航空機１においては、運
動エネルギを蓄積する装置を有しないため、航空機１の
持つ運動エネルギは航空機１の速度から一意的に決定さ
れる。従って、航空機１の運動エネルギは、エンジン５
の推力の増減もしくは、航空機１の機体外部に取付けら
れた抵抗増加装置６の展張、収納により機速を変化させ
ることで制御される。
【０００３】なお、４は主翼である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の航空機には
解決すべき次の課題があった。
解決すべき次の課題があった。
【０００５】即ち、従来の航空機は、運動エネルギを蓄
積する装置を有しないため、減速した後、再加速する運
動エネルギ制御を行った場合、一度航空機の有する全エ
ネルギ（＝位置エネルギ＋運動エネルギ）を減少させた
後、エンジン推力によって再加速する必要が生じる。こ
のため、加速時に大きなエンジン推力が必要となり、燃
料消費が大きくなるという問題があった。
積する装置を有しないため、減速した後、再加速する運
動エネルギ制御を行った場合、一度航空機の有する全エ
ネルギ（＝位置エネルギ＋運動エネルギ）を減少させた
後、エンジン推力によって再加速する必要が生じる。こ
のため、加速時に大きなエンジン推力が必要となり、燃
料消費が大きくなるという問題があった。
【０００６】本発明は上記問題解決のため、減速前の運
動エネルギ等を錘を有する回転翼に溜め、再加速時にこ
れを放出して増速に寄与させる航空機の運動エネルギ蓄
積装置を提供することを目的とする。
動エネルギ等を錘を有する回転翼に溜め、再加速時にこ
れを放出して増速に寄与させる航空機の運動エネルギ蓄
積装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、航空機の機軸方向に回転軸を有するピッチ
角可変の回転翼と、同回転翼の先端に設けられた錘体
と、上記回転翼のピッチ角を機体と回転翼間で運動エネ
ルギの授受可能にコンピュータにより変更するピッチ角
変更手段とを具備してなることを特徴とする航空機の運
動エネルギ蓄積装置、を提供しようとするものである。
手段として、航空機の機軸方向に回転軸を有するピッチ
角可変の回転翼と、同回転翼の先端に設けられた錘体
と、上記回転翼のピッチ角を機体と回転翼間で運動エネ
ルギの授受可能にコンピュータにより変更するピッチ角
変更手段とを具備してなることを特徴とする航空機の運
動エネルギ蓄積装置、を提供しようとするものである。
【０００８】
【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。
を有する。
【０００９】即ち、ピッチ角可変の回転翼とコンピュー
タによるピッチ角変更手段とを有するため、航空機減速
時には、回転翼の回転トルクが最大となるように回転翼
のピッチ角をピッチ角変更手段により最適値に設定し、
減速中に回転翼に作用する空気力により回転翼に回転運
動エネルギを蓄積する。
タによるピッチ角変更手段とを有するため、航空機減速
時には、回転翼の回転トルクが最大となるように回転翼
のピッチ角をピッチ角変更手段により最適値に設定し、
減速中に回転翼に作用する空気力により回転翼に回転運
動エネルギを蓄積する。
【００１０】減速後、航空機を再加速する際は、回転翼
の発生する推力が最大となるように回転翼のピッチ角を
ピッチ角変更手段により最適値に変更し、回転翼の回転
運動エネルギを推力として取り出す。この推力により航
空機を加速し、運動エネルギを回復する。
の発生する推力が最大となるように回転翼のピッチ角を
ピッチ角変更手段により最適値に変更し、回転翼の回転
運動エネルギを推力として取り出す。この推力により航
空機を加速し、運動エネルギを回復する。
【００１１】また、回転翼の先端には錘が設けられるた
め、即ち、一定質量で慣性モーメントが最大となるよう
構成されるため、減速時の運動エネルギを無駄なく蓄積
できる。
め、即ち、一定質量で慣性モーメントが最大となるよう
構成されるため、減速時の運動エネルギを無駄なく蓄積
できる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例を図１〜図４により説明す
る。なお、従来例と同部材には同符号を付す。
る。なお、従来例と同部材には同符号を付す。
【００１３】図１は本実施例の装置を備えた航空機の斜
視図、図２は図１の後部の側面図、図３は図１の後部の
要部拡大図、図４は図１の航空機の平面図で、（ａ）は
運動エネルギ蓄積時（減速時）のピッチ角θを、（ｂ）
は運動エネルギ開放時（加速時）のピッチ角θをそれぞ
れ示す図である。
視図、図２は図１の後部の側面図、図３は図１の後部の
要部拡大図、図４は図１の航空機の平面図で、（ａ）は
運動エネルギ蓄積時（減速時）のピッチ角θを、（ｂ）
は運動エネルギ開放時（加速時）のピッチ角θをそれぞ
れ示す図である。
【００１４】これらの図において、航空機１の尾部に
は、航空機１の機軸方向に図示しない回転軸を有する回
転翼２群が一対取付けられている。回転翼２の先端部に
は錘３が取付けられており、回転軸まわりの慣性モーメ
ントを大きくしている。７は機体の減速時には回転翼２
に運動エネルギを最も能率よく蓄積できるピッチ角に、
増速時（加速時）には回転翼２が有していた回転エネル
ギを最も能率よく機体の運動エネルギに解放（転換）で
きるピッチ角に、回転翼２を演算制御するためのコンピ
ュータ、８はピッチ角変更のため摺動環９を機軸方向に
往復摺動するためのアクチュエータ、９はその外周に回
転翼２の数に対応して等間隔で枢支されるリンク１０を
同時に操作するため、回転軸まわりに軸方向に摺動可能
に設けられた摺動環、１０は回転翼２のアーム２ａ回動
用にその先端と摺動環９とを枢支連結するリンクであ
る。
は、航空機１の機軸方向に図示しない回転軸を有する回
転翼２群が一対取付けられている。回転翼２の先端部に
は錘３が取付けられており、回転軸まわりの慣性モーメ
ントを大きくしている。７は機体の減速時には回転翼２
に運動エネルギを最も能率よく蓄積できるピッチ角に、
増速時（加速時）には回転翼２が有していた回転エネル
ギを最も能率よく機体の運動エネルギに解放（転換）で
きるピッチ角に、回転翼２を演算制御するためのコンピ
ュータ、８はピッチ角変更のため摺動環９を機軸方向に
往復摺動するためのアクチュエータ、９はその外周に回
転翼２の数に対応して等間隔で枢支されるリンク１０を
同時に操作するため、回転軸まわりに軸方向に摺動可能
に設けられた摺動環、１０は回転翼２のアーム２ａ回動
用にその先端と摺動環９とを枢支連結するリンクであ
る。
【００１５】次に上記構成の作用について説明する。
【００１６】回転翼２のピッチ角θは、以下のようにし
て変更される。
て変更される。
【００１７】即ち、コンピュータ７からの指令がアクチ
ュエータ８に伝えられ、アクチュエータ８の作動によっ
て摺動環９が回転軸に対して前後に動かされる。摺動環
９の回転部は上記のようにリンク１０を介して回転翼２
の付根のアーム２ａとつながれており、摺動環９の前後
によって回転翼２のピッチ角θが変更される。
ュエータ８に伝えられ、アクチュエータ８の作動によっ
て摺動環９が回転軸に対して前後に動かされる。摺動環
９の回転部は上記のようにリンク１０を介して回転翼２
の付根のアーム２ａとつながれており、摺動環９の前後
によって回転翼２のピッチ角θが変更される。
【００１８】回転翼２による運動エネルギの蓄積を利用
した機動は、以下のようにして行う。まず、航空機１の
旋回率が最大となる速度（以下コーナー速度と称する）
以上に航空機１を加速しておく、旋回する点に達したと
ころで減速を行う。この際、コンピュータ７からの指令
によりアクチュエータ８を作動させ、回転翼２のピッチ
角θを図４（ａ）のように回転軸に対して９０°以下に
設定する。この時、回転翼２は空気力を受けて風車のよ
うに回転する。これによって、航空機１の持っていた運
動エネルギの一部は、回転翼２の回転エネルギとして蓄
積される。
した機動は、以下のようにして行う。まず、航空機１の
旋回率が最大となる速度（以下コーナー速度と称する）
以上に航空機１を加速しておく、旋回する点に達したと
ころで減速を行う。この際、コンピュータ７からの指令
によりアクチュエータ８を作動させ、回転翼２のピッチ
角θを図４（ａ）のように回転軸に対して９０°以下に
設定する。この時、回転翼２は空気力を受けて風車のよ
うに回転する。これによって、航空機１の持っていた運
動エネルギの一部は、回転翼２の回転エネルギとして蓄
積される。
【００１９】旋回が終了するか又は旋回中にコーナー速
度以下に速度が低下した場合は、コンピュータ７からの
指令により回転翼２のピッチ角θを図４（ｂ）のように
回転軸に対して９０°以上に設定する。この時、回転翼
２は推力を発生し、航空機１を加速する。
度以下に速度が低下した場合は、コンピュータ７からの
指令により回転翼２のピッチ角θを図４（ｂ）のように
回転軸に対して９０°以上に設定する。この時、回転翼
２は推力を発生し、航空機１を加速する。
【００２０】これにより、回転翼２に蓄えられていた回
転運動エネルギは、失われる。
転運動エネルギは、失われる。
【００２１】以上の過程を運動エネルギ変化に注目する
と以下のように説明することができる。減速中は本来機
速の低下にともなって失われる運動エネルギは回転翼２
の回転エネルギとして蓄積される。このため、減速後に
航空機１が有する全運動エネルギは、従来の航空機に比
し、回転翼２の回転エネルギ分だけ大きい。加速の際
は、回転翼２に蓄えられた回転エネルギを推力の形で取
り出し、再び航空機１の運動エネルギにもどしているこ
とになる。
と以下のように説明することができる。減速中は本来機
速の低下にともなって失われる運動エネルギは回転翼２
の回転エネルギとして蓄積される。このため、減速後に
航空機１が有する全運動エネルギは、従来の航空機に比
し、回転翼２の回転エネルギ分だけ大きい。加速の際
は、回転翼２に蓄えられた回転エネルギを推力の形で取
り出し、再び航空機１の運動エネルギにもどしているこ
とになる。
【００２２】以上の通り本実施例によれば錘３を先端に
備えて大きな慣性モーメントを有する回転翼２に、機体
（航空機）減速時は運動エネルギを回転エネルギとして
蓄積し、加速時はその回転エネルギを飛行エネルギとし
て吐き出すので、減速、加速に際して殆どエネルギ損失
がなく、燃料を節減できるという利点がある。
備えて大きな慣性モーメントを有する回転翼２に、機体
（航空機）減速時は運動エネルギを回転エネルギとして
蓄積し、加速時はその回転エネルギを飛行エネルギとし
て吐き出すので、減速、加速に際して殆どエネルギ損失
がなく、燃料を節減できるという利点がある。
【００２３】また、回転翼２の径を大きくすることによ
り、低速域での加速効率がジェットエンジンのみの場合
より高いという利点がある。
り、低速域での加速効率がジェットエンジンのみの場合
より高いという利点がある。
【００２４】
【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），（２）の効果を有する。
の（１），（２）の効果を有する。
【００２５】（１）航空機減速時に運動エネルギを一時
的に蓄積し、再加速時に再び取り出すことが可能となる
ため、航空機運動エネルギの制御に伴う全エネルギの変
化が抑制され、燃料消費が減少する。
的に蓄積し、再加速時に再び取り出すことが可能となる
ため、航空機運動エネルギの制御に伴う全エネルギの変
化が抑制され、燃料消費が減少する。
【００２６】（２）大直径の回転翼を加速に用いるた
め、低速域における推進効率が、ジェットエンジンのみ
の場合よりも高い。
め、低速域における推進効率が、ジェットエンジンのみ
の場合よりも高い。
【図１】本発明の一実施例に係る航空機全体の斜視図、
【図２】上記実施例に係るピッチ角変更装置概念図、即
ち、図１の後部側面図、
ち、図１の後部側面図、
【図３】上記実施例に係るピッチ角変更機構説明図、即
ち、図１の後部の要部拡大図、
ち、図１の後部の要部拡大図、
【図４】上記実施例に係るピッチ角θ設定説明のための
平面図で、（ａ）は運動エネルギ蓄積時、（ｂ）は運動
エネルギ解放時の各図、
平面図で、（ａ）は運動エネルギ蓄積時、（ｂ）は運動
エネルギ解放時の各図、
【図５】従来の航空機の例を示す全体斜視図である。
１ 航空機 ２ 回転翼 ３ 錘 ４ 主翼 ５ エンジン ７ コンピュータ ８ アクチュエータ ９ 摺動環 １０ リンク
Claims (1)
- 【請求項１】 航空機の機軸方向に回転軸を有するピッ
チ角可変の回転翼と、同回転翼の先端に設けられた錘体
と、上記回転翼のピッチ角を機体と回転翼間で運動エネ
ルギの授受可能にコンピュータにより変更するピッチ角
変更手段とを具備してなることを特徴とする航空機の運
動エネルギ蓄積装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11513894A JPH07315297A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 航空機の運動エネルギ蓄積装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11513894A JPH07315297A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 航空機の運動エネルギ蓄積装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07315297A true JPH07315297A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=14655231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11513894A Withdrawn JPH07315297A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 航空機の運動エネルギ蓄積装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07315297A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541143A (ja) * | 2006-06-24 | 2009-11-26 | エアバス ドイッチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | プロペラブレードのピッチ角を調整する調整装置、可変ピッチプロペラ、コンピュータにおいて実行できる制御機能、及びプロペラブレードのピッチ角を調整する方法 |
| JP2018047905A (ja) * | 2014-03-26 | 2018-03-29 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 電動化航空機及び電動化航空機の回生電力の制御方法 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP11513894A patent/JPH07315297A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009541143A (ja) * | 2006-06-24 | 2009-11-26 | エアバス ドイッチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | プロペラブレードのピッチ角を調整する調整装置、可変ピッチプロペラ、コンピュータにおいて実行できる制御機能、及びプロペラブレードのピッチ角を調整する方法 |
| JP2018047905A (ja) * | 2014-03-26 | 2018-03-29 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 | 電動化航空機及び電動化航空機の回生電力の制御方法 |
| US10377500B2 (en) | 2014-03-26 | 2019-08-13 | Japan Aerospace Exploration Agency | Electrified aircraft and method of controlling regenerative electric power of electrified aircraft |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010731 |