JPH08258795A - フラップ付きヘリコプタロータ - Google Patents

フラップ付きヘリコプタロータ

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JPH08258795A
JPH08258795A JP7068415A JP6841595A JPH08258795A JP H08258795 A JPH08258795 A JP H08258795A JP 7068415 A JP7068415 A JP 7068415A JP 6841595 A JP6841595 A JP 6841595A JP H08258795 A JPH08258795 A JP H08258795A
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榮一 山川
Noboru Kobiki
昇 小曳
Hideshi Shima
英志 嶋
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KOMIYUUTA HERIKOPUTA SENSHIN G
KOMIYUUTA HERIKOPUTA SENSHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
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    • B64C27/58—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブレード重心に作用する遠心力の影響を大幅
に軽減し、フラップ制御機構の小型軽量化が可能なフラ
ップ付きヘリコプタロータを提供する。 【構成】 ロータのブレード１１は主ロータ軸１２に取
付けられ、上方から見て反時計回りに高速回転する。ブ
レード１１の翼端付近には、後端の一部を切欠くよう
に、翼断面形状のフラップ１３がヒンジによって角変位
自在に軸支されている。ヒンジの角変位中心を示すヒン
ジライン１４は、ロータ回転中心Ｃおよびフラップ重心
Ｇを通る直線Ｌに対して平行になるように形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フラップ付きヘリコプ
タロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のヘリコプタの操縦は、アクチュエ
ータ、スワッシュプレート、リンク機構等を介して、主
ロータのブレード翼根においてピッチ角を制御すること
によって実現している。
【０００３】ヘリコプタロータは高速の回転物体であ
り、しかも振動レベルも相当高いため、ブレードのピッ
チ角を制御する機構は高精度のものが要求される。ま
た、ブレード全体に渡ってフェザリング軸回りに発生す
る空力モーメントも大きく、ロータ駆動機構の質量にも
打ち勝ってブレードピッチ角を変化させるには、高出力
のアクチュエータおよび油圧機構が必要となる。そのた
め機体重量の軽減化が困難になる一因となっている。
【０００４】その対策として、動圧が十分高いブレード
翼端付近に比較的小さいフラップを取付け、この部分に
発生する大きな空気力を利用してブレードピッチ角を制
御する方法が提案されている（特開平６−１０７２９３
号、米国特許第３０７７９３４、米国特許第３１２９７
６９号、米国特許第３５８９８３１号、米国特許第４４
６１６１１号など）。フラップをブレード翼端付近に設
けることによって、小さな操舵力で制御可能になり、全
体の制御機構は軽量かつコンパクトになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のヘリコプタロー
タでは、ロータの高速回転によってフラップの重心に作
用する遠心力も大きくなり、たとえばブレード翼端付近
で重力の約１０００倍という大きな値になる。
【０００６】図４は、従来のヘリコプタロータの一例を
示す部分斜視図である。ロータのブレード１は主ロータ
軸２に取付けられ、上方から見て反時計回りに高速回転
する。ブレード１の翼端付近には、後端の一部を切欠く
ように、翼断面形状のフラップ３がヒンジ（不図示）に
よって角変位自在に軸支されている。ヒンジの角変位中
心を示すヒンジライン４は、ブレード１の長手方向に対
して平行に設定され、ロータ回転中心Ｃおよびフラップ
重心Ｇを通る直線Ｌに対して、約２．５度で交差してい
る。
【０００７】フラップ重心Ｇに作用する遠心力ＣＦは、
ヒンジライン４に沿った分力Ｆ１と、ヒンジライン４に
直交する面内であってフラップ３の翼弦方向に沿った分
力Ｆ２およびフラップ３の翼厚方向に沿った分力Ｆ３と
に分解される。分力Ｆ１、Ｆ２はヒンジによって支持さ
れるが、分力Ｆ３はヒンジライン４回りのヒンジモーメ
ントとなって、フラップ３を角変位するように作用す
る。
【０００８】こうして遠心力によってフラップにヒンジ
モーメントが作用することになり、以下のような問題が
発生する。 １）遠心力によるモーメントが余分な負荷となって、フ
ラップ駆動機構に対する荷重条件が厳しくなり、強度保
証を優先すると機構のコンパクトな設計が困難になる。 ２）フラップ駆動アクチュエータの出力値を高くする必
要があり、アクチュエータおよび油圧系統のコンパクト
設計が困難になる。 ３）遠心力のうちフラップ面に垂直な成分がブレード対
してねじりやフラッピングを引き起こして、ブレード翼
素の有効迎角に予期せぬ変化を発生するような空弾性現
象が起こり、飛行性能、飛行特性、振動レベルに悪影響
を及ぼす。
【０００９】本発明の目的は、ブレード重心に作用する
遠心力の影響を大幅に軽減し、フラップ制御機構の小型
軽量化が可能なフラップ付きヘリコプタロータを提供す
ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ブレードに対
して角変位自在にフラップを軸支するヒンジが取付けら
れたフラップ付きヘリコプタロータにおいて、ロータ回
転中心およびフラップ重心を通る直線に対して平行にな
るようにヒンジラインを形成したことを特徴とするフラ
ップ付きヘリコプタロータである。
【００１１】
【作用】本発明に従えば、ロータ回転中心およびフラッ
プ重心を通る直線に対して平行になるようにヒンジライ
ンを形成することによって、フラップ重心に作用する遠
心力はヒンジラインに平行に働くため、ヒンジライン回
りのヒンジモーメントは空力的なモーメントのみとなり
大幅に軽減される。そのためフラップ駆動機構や駆動用
のアクチュエータおよび油圧系統のコンパクト設計が可
能になる。またフラップ自体に余分な荷重が作用しなく
なるため、ヘリコプタの飛行特性等が向上する。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す部分斜視図
である。ロータのブレード１１は主ロータ軸１２に取付
けられ、上方から見て反時計回りに高速回転する。ブレ
ード１１の翼端付近には、後端の一部を切欠くように、
翼断面形状のフラップ１３がヒンジ（不図示）によって
角変位自在に軸支されている。ヒンジの角変位中心を示
すヒンジライン１４は、ロータ回転中心Ｃおよびフラッ
プ重心Ｇを通る直線Ｌに対して平行になるように形成さ
れ、たとえばブレードの翼幅方向の直線に対して約２．
５度の角度をなす。
【００１３】フラップ重心Ｇに作用する遠心力ＣＦは、
ヒンジライン１４に平行に働くため、ヒンジライン回り
のヒンジモーメントは空力的なモーメントのみとなる。
したがって図４に示す従来のロータと比べてヒンジモー
メントに約５分の１になり、大幅に軽減される。そのた
めフラップ１３の駆動機構や駆動用のアクチュエータお
よび油圧系統のコンパクト設計が可能になり、しかもヘ
リコプタの飛行特性等が向上する。
【００１４】図２は、フラップ駆動機構の各例を示す。
図２（ａ）において、フラップ１３はヒンジ１５によっ
てブレード１１に軸支され、フラップ１３の下面に別の
ヒンジ１６が取付けられる。ヒンジ１６には、アクチュ
エータ１８によって駆動されるプッシュプルロッド１７
がピン結合されている。こうしてプッシュプルロッド１
７の直線変位量に応じて、フラップ１３の角度が制御さ
れる。
【００１５】図２（ｂ）は、アクチュエータ１８の位置
を遠心力の小さなブレードの内側部へ移動した例であ
る。
【００１６】一方、図２（ｃ）において、フラップ１３
はヒンジ１５によってブレード１１に軸支され、フラッ
プ１３の周面の一部にラック２０が形成され、このラッ
ク２０と噛合するピニオン２１がサーボモータ２２によ
って駆動される。こうしてサーボモータ２２の回転量に
応じて、フラップ１３の角度が制御される。
【００１７】図３は、フラップの形状の各種例を示す部
分平面図である。図３（ａ）は図１に示したものと同様
に、ブレード１１の翼端付近には、後端の一部を切欠く
ように、翼断面形状のフラップ１３が角変位自在に軸支
されている。ヒンジライン１４は、ロータ回転中心Ｃお
よびフラップ重心Ｇを通る直線Ｌに対して平行になるよ
うに設定される。
【００１８】図３（ｂ）では、フラップ１３がブレード
１１の翼端と翼根の中間に軸支されている。ヒンジライ
ン１４は、ロータ回転中心Ｃおよびフラップ重心Ｇを通
る直線Ｌに対して平行になるように設定される。
【００１９】図３（ｃ）では、２つのフラップ１３がブ
レード１１の翼端付近において、互いに独立に制御され
るように軸支されている。各ヒンジライン１４は、ロー
タ回転中心Ｃおよび各フラップの重心Ｇを通る直線Ｌに
対してそれぞれ平行になるように設定される。
【００２０】図３（ｄ）では、三角形状のフラップ１３
がブレード１１の翼端付近に軸支されている。ヒンジラ
イン１４は、ロータ回転中心Ｃおよびフラップ重心Ｇを
通る直線Ｌに対して平行になるように設定される。
【００２１】図３（ｅ）では、三角形状のフラップ１３
がブレード１１の翼端付近において、後端から突出する
ように軸支されている。ヒンジライン１４は、ロータ回
転中心Ｃおよびフラップ重心Ｇを通る直線Ｌに対して平
行になるように設定される。
【００２２】図３（ｆ）では、ブレードの翼端付近で端
面が滑らかな曲線になるように形成されており、三角形
状のフラップ１３がその後端から突出するように軸支さ
れている。ヒンジライン１４は、ロータ回転中心Ｃおよ
びフラップ重心Ｇを通る直線Ｌに対して平行になるよう
に設定される。
【００２３】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、フ
ラップのヒンジライン回りのヒンジモーメントを大幅に
軽減できるため、フラップ駆動機構や駆動用のアクチュ
エータおよび油圧系統のコンパクト設計が可能になり、
しかもヘリコプタの飛行特性等が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す部分斜視図である。
【図２】フラップ駆動機構の各例を示す。
【図３】フラップの形状の各種例を示す部分平面図であ
る。
【図４】従来のヘリコプタロータの一例を示す部分斜視
図である。
【符号の説明】
１１ ブレード １２ 主ロータ軸 １３ フラップ １４ ヒンジライン １５、１６ ヒンジ １７ プッシュプルロッド １８ アクチュエータ ２０ ラック ２１ ピニオン ２２ サーボモータ Ｃ ロータ回転中心 Ｇ フラップ重心 Ｌ 直線 ＣＦ 遠心力 Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３ 分力

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ブレードに対して角変位自在にフラップ
    を軸支するヒンジが取付けられたフラップ付きヘリコプ
    タロータにおいて、 ロータ回転中心およびフラップ重心を通る直線に対して
    平行になるようにヒンジラインを形成したことを特徴と
    するフラップ付きヘリコプタロータ。
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