JPH085437B2 - 回転翼航空機用の無関節ハブ構造 - Google Patents
回転翼航空機用の無関節ハブ構造Info
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- JPH085437B2 JPH085437B2 JP2113919A JP11391990A JPH085437B2 JP H085437 B2 JPH085437 B2 JP H085437B2 JP 2113919 A JP2113919 A JP 2113919A JP 11391990 A JP11391990 A JP 11391990A JP H085437 B2 JPH085437 B2 JP H085437B2
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- lead lug
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/51—Damping of blade movements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/33—Rotors having flexing arms
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/46—Blades
- B64C27/473—Constructional features
- B64C27/50—Blades foldable to facilitate stowage of aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
- Springs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転翼航空機のハブ構造、殊に回転翼航空
機の無関節ハブ構造に関する。
機の無関節ハブ構造に関する。
回転翼航空機の無関節ハブ構造において、リードラグ
運動とピッチ角変更のための運動との間の相互干渉を排
除し、設計上の許容範囲を拡げるようにした構造が特開
昭61−21894号により提案されている。この構造は、回
転軸に固定されるハブ本体のたわみ桁に、リードラグ方
向の曲げ剛性の低い可撓部と、ねじれ剛性の低いねじれ
たわみ部とを、放射方向の位置が異なるように形成する
ものである。この形式のハブ構造をさらに改良して優れ
たダンピング特性を得るようにした構造が特開昭61−29
1299号により提案されている。すなわち、特開昭61−29
1299号の明細書に説明されているように、特開昭61−21
894号に好ましい実施例として挙げられたハブ構造は、
たわみ桁がＳ字状の変形をする傾向があり、リードラグ
方向に十分なダンピングを得ることができず、地上共振
および空中共振を防止するのが困難になる、という問題
を有する。
運動とピッチ角変更のための運動との間の相互干渉を排
除し、設計上の許容範囲を拡げるようにした構造が特開
昭61−21894号により提案されている。この構造は、回
転軸に固定されるハブ本体のたわみ桁に、リードラグ方
向の曲げ剛性の低い可撓部と、ねじれ剛性の低いねじれ
たわみ部とを、放射方向の位置が異なるように形成する
ものである。この形式のハブ構造をさらに改良して優れ
たダンピング特性を得るようにした構造が特開昭61−29
1299号により提案されている。すなわち、特開昭61−29
1299号の明細書に説明されているように、特開昭61−21
894号に好ましい実施例として挙げられたハブ構造は、
たわみ桁がＳ字状の変形をする傾向があり、リードラグ
方向に十分なダンピングを得ることができず、地上共振
および空中共振を防止するのが困難になる、という問題
を有する。
そこで、特開昭61−291299号では、リードラグ方向に
曲げ剛性が低い可撓部を放射方向内端がリードラグ方向
に間隔をもって位置し、放射方向外方に向けて間隔が狭
くなるように配置した２本のビーム状部により構成する
ことを提案している。このビーム状部は、ねじれたわみ
部に対して放射方向内方に配置され、放射方向外端部が
ねじれたわみ部の放射方向内端に連続して形成される。
この特開昭61−291299号に開示された構造では、回転翼
羽根は、その放射方向内端がピッチハウジングの放射方
向外端に複数本のボルトにより取り付けられている。
曲げ剛性が低い可撓部を放射方向内端がリードラグ方向
に間隔をもって位置し、放射方向外方に向けて間隔が狭
くなるように配置した２本のビーム状部により構成する
ことを提案している。このビーム状部は、ねじれたわみ
部に対して放射方向内方に配置され、放射方向外端部が
ねじれたわみ部の放射方向内端に連続して形成される。
この特開昭61−291299号に開示された構造では、回転翼
羽根は、その放射方向内端がピッチハウジングの放射方
向外端に複数本のボルトにより取り付けられている。
回転翼航空機は、格納庫に収容するに際して羽根を折
りたたむ必要が生じるが、上述した構造では、回転翼羽
根をピッチハウジングに結合するボルトを１本だけ残し
て取り外し、残されたボルトを支点として羽根を旋回さ
せ回転翼航空機の機軸方向に向けることにより、回転翼
羽根が横方向に張り出さない状態にすることができる。
りたたむ必要が生じるが、上述した構造では、回転翼羽
根をピッチハウジングに結合するボルトを１本だけ残し
て取り外し、残されたボルトを支点として羽根を旋回さ
せ回転翼航空機の機軸方向に向けることにより、回転翼
羽根が横方向に張り出さない状態にすることができる。
しかし、この構造では、回転翼羽根とピッチハウジン
グとの間の取り付けの剛性が、リードラグ方向に弱くな
り、リードラグ運動に際してこの取り付け部で変形を生
じるため、リードラグダンパの変位量が少なくなり、ダ
ンピング不足になる、という問題がある。また、この回
転翼羽根取り付け部は、太いボルトと強大な取り付け金
具を必要とし、寸法が大きく空気抵抗が増大し、かつ重
量が嵩む、という問題がある。さらに、回転翼羽根を上
述したように折りたたむ場合に、羽根先端を保持するこ
とに失敗して取り落とすようなことがあれば、たわみ桁
部材のねじれたわみ部を大きくねじることになり、該た
わみ桁部材の破損を生じる恐れがある。
グとの間の取り付けの剛性が、リードラグ方向に弱くな
り、リードラグ運動に際してこの取り付け部で変形を生
じるため、リードラグダンパの変位量が少なくなり、ダ
ンピング不足になる、という問題がある。また、この回
転翼羽根取り付け部は、太いボルトと強大な取り付け金
具を必要とし、寸法が大きく空気抵抗が増大し、かつ重
量が嵩む、という問題がある。さらに、回転翼羽根を上
述したように折りたたむ場合に、羽根先端を保持するこ
とに失敗して取り落とすようなことがあれば、たわみ桁
部材のねじれたわみ部を大きくねじることになり、該た
わみ桁部材の破損を生じる恐れがある。
そこで、たわみ桁部材をフラップ方向に曲げ剛性の低
い板ばね状部より放射方向内方で分割し、この位置で回
転軸に固定することが考えられる。しかし、この板ばね
状部の放射方向内方位置は、回転翼羽根のフラップ運動
により板ばね状部に生じた強大なフラップ方向曲げ荷重
が作用する部分であるため、この位置に取り付け部を設
ける場合には、取り付け金具を非常に大きくしなければ
ならない、という問題が生じる。さらに、この位置に取
り付け部を設けると、前述した回転翼の折りたたみに際
して、回転翼羽根が互いに干渉する、という問題も生じ
る。
い板ばね状部より放射方向内方で分割し、この位置で回
転軸に固定することが考えられる。しかし、この板ばね
状部の放射方向内方位置は、回転翼羽根のフラップ運動
により板ばね状部に生じた強大なフラップ方向曲げ荷重
が作用する部分であるため、この位置に取り付け部を設
ける場合には、取り付け金具を非常に大きくしなければ
ならない、という問題が生じる。さらに、この位置に取
り付け部を設けると、前述した回転翼の折りたたみに際
して、回転翼羽根が互いに干渉する、という問題も生じ
る。
本発明は、上述した従来技術の問題点を念頭に置いて
完成されたもので、回転翼航空機の無関節ハブ構造にお
いて、ハブ本体に設けられるたわみ桁部材と回転翼羽根
との間の結合部で生じるリードラグ方向の剛性の不足が
リードラグダンパの変位量の不足という結果を生じるこ
とがなく、かつ結合部の構造を大きくする必要がなく、
回転翼羽根の折りたたみにも支障を生じないような回転
翼航空機のハブ構造を提供することを解決すべき課題と
する。
完成されたもので、回転翼航空機の無関節ハブ構造にお
いて、ハブ本体に設けられるたわみ桁部材と回転翼羽根
との間の結合部で生じるリードラグ方向の剛性の不足が
リードラグダンパの変位量の不足という結果を生じるこ
とがなく、かつ結合部の構造を大きくする必要がなく、
回転翼羽根の折りたたみにも支障を生じないような回転
翼航空機のハブ構造を提供することを解決すべき課題と
する。
上記課題を解決するため、本発明においては、たわみ
桁部材を、フラップ方向に曲げ剛性の低い板ばね状部
と、前記板ばね状部より放射方向外方に設けられたリー
ドラグ方向に曲げ剛性の低い可撓部と、この可撓部より
放射方向外方に設けられたねじれたわみ部とにより構成
する。そして、可撓部は放射方向内端がリードラグ方向
に間隔をもって位置し放射方向外方に向けて間隔が狭く
なるように配置された２本のビーム状部からなる構造と
し、該ビーム状部の放射方向外端をねじれたわみ部の放
射方向内端部に一体に接続する。また、可撓部を構成す
るビーム状部の放射方向内端は、回転方向に離れた少な
くとも２か所において上下方向のピンにより板ばね状部
の放射方向外端部に着脱自在に結合する。さらに本発明
においては、ダンパー手段を、球面軸受の上下面にそれ
ぞれ取り付けられた上下エラストメリック・ダンパーに
より形成し、上方のエラストメリック・ダンパーの上面
にはリードラグ方向に延びる上方支持板を取り付け、下
方のエラストメリック・ダンパーの下面にはリードラグ
方向に延びる下方支持板を取り付ける。これら上下方支
持板は、前記ビーム状部の放射方向内端を板ばね状部の
放射方向外端部に結合する前記ピンによりたわみ桁部材
に結合する。さらに、ピッチハウジングには放射方向内
方に延びるピボット軸を設け、該ピボット軸を前記球面
軸受に挿入する。
桁部材を、フラップ方向に曲げ剛性の低い板ばね状部
と、前記板ばね状部より放射方向外方に設けられたリー
ドラグ方向に曲げ剛性の低い可撓部と、この可撓部より
放射方向外方に設けられたねじれたわみ部とにより構成
する。そして、可撓部は放射方向内端がリードラグ方向
に間隔をもって位置し放射方向外方に向けて間隔が狭く
なるように配置された２本のビーム状部からなる構造と
し、該ビーム状部の放射方向外端をねじれたわみ部の放
射方向内端部に一体に接続する。また、可撓部を構成す
るビーム状部の放射方向内端は、回転方向に離れた少な
くとも２か所において上下方向のピンにより板ばね状部
の放射方向外端部に着脱自在に結合する。さらに本発明
においては、ダンパー手段を、球面軸受の上下面にそれ
ぞれ取り付けられた上下エラストメリック・ダンパーに
より形成し、上方のエラストメリック・ダンパーの上面
にはリードラグ方向に延びる上方支持板を取り付け、下
方のエラストメリック・ダンパーの下面にはリードラグ
方向に延びる下方支持板を取り付ける。これら上下方支
持板は、前記ビーム状部の放射方向内端を板ばね状部の
放射方向外端部に結合する前記ピンによりたわみ桁部材
に結合する。さらに、ピッチハウジングには放射方向内
方に延びるピボット軸を設け、該ピボット軸を前記球面
軸受に挿入する。
〔作用〕 本発明の上記したハブ構造においては、回転翼羽根を
ピッチハウジングと一体に構成することが可能になる。
もちろん、構造上の必要性があれば回転翼羽根とピッチ
ハウジングを別体に形成し、後で結合してもよいが、こ
の結合は着脱自在である必要はなく、したがってリード
ラグ方向の剛性の問題や取り付け金具が大きくなるとい
う問題は生じない。たわみ桁部材は、リードラグ方向の
剛性が低い可撓部の放射方向内端と、フラップ方向の曲
げ剛性が低い板ばね状部の放射方向外端との間でピン結
合を有するので、このピン結合の一つを残して他のピン
を外し、回転翼羽根を折りたたむことが可能である。こ
の結合は、リードラグ方向のたわみを生じる可撓部より
放射方向内方で行われるので、可撓部のリードラグ方向
の変位に対する結合部の剛性の影響を少なくすることが
できる。したがって、リードラグダンパを可撓部または
その近傍に配置すれば、十分なリードラグ方向のダンピ
ング特性を得ることができる。また、たわみ桁部材の結
合部の位置が板ばね状部より放射方向外側にあるので、
回転翼羽根の折りたたみに際して、回転翼羽根が互いに
干渉する、という問題は生じない。
ピッチハウジングと一体に構成することが可能になる。
もちろん、構造上の必要性があれば回転翼羽根とピッチ
ハウジングを別体に形成し、後で結合してもよいが、こ
の結合は着脱自在である必要はなく、したがってリード
ラグ方向の剛性の問題や取り付け金具が大きくなるとい
う問題は生じない。たわみ桁部材は、リードラグ方向の
剛性が低い可撓部の放射方向内端と、フラップ方向の曲
げ剛性が低い板ばね状部の放射方向外端との間でピン結
合を有するので、このピン結合の一つを残して他のピン
を外し、回転翼羽根を折りたたむことが可能である。こ
の結合は、リードラグ方向のたわみを生じる可撓部より
放射方向内方で行われるので、可撓部のリードラグ方向
の変位に対する結合部の剛性の影響を少なくすることが
できる。したがって、リードラグダンパを可撓部または
その近傍に配置すれば、十分なリードラグ方向のダンピ
ング特性を得ることができる。また、たわみ桁部材の結
合部の位置が板ばね状部より放射方向外側にあるので、
回転翼羽根の折りたたみに際して、回転翼羽根が互いに
干渉する、という問題は生じない。
リードラグダンパをたわみ桁部材の可撓部を構成する
２本のビーム状部の間に配置し、このダンパの内部にピ
ッチハウジングをハブに連結するための球面軸受を収め
る本発明の態様においては、ダンパを可撓部が囲む空間
内に配置することが可能になり、外形寸法がコンパクト
になる。また、可撓部を構成する２本のビーム状部の間
の位置で支持部材をピッチハウジングに結合し、該支持
部材に放射方向に延びるピボット軸を設けて、該ピボッ
ト軸を球面軸受に回転自在に挿入することによりピッチ
ハウジングと球面軸受との間の結合を行う本発明の態様
においては、外形寸法がコンパクトになる、という利点
に加えて、結合部の軽量化という効果も達成できる。さ
らに、たわみ桁部材の可撓部と板ばね状部との間の結合
部で若干の回転変位が許容され、この変位によりリード
ラグ方向の変位の一部が吸収されるので、可撓部のビー
ム状部の曲げ応力が減少する。その結果、ビーム状部の
長さを減少させることが可能になる。
２本のビーム状部の間に配置し、このダンパの内部にピ
ッチハウジングをハブに連結するための球面軸受を収め
る本発明の態様においては、ダンパを可撓部が囲む空間
内に配置することが可能になり、外形寸法がコンパクト
になる。また、可撓部を構成する２本のビーム状部の間
の位置で支持部材をピッチハウジングに結合し、該支持
部材に放射方向に延びるピボット軸を設けて、該ピボッ
ト軸を球面軸受に回転自在に挿入することによりピッチ
ハウジングと球面軸受との間の結合を行う本発明の態様
においては、外形寸法がコンパクトになる、という利点
に加えて、結合部の軽量化という効果も達成できる。さ
らに、たわみ桁部材の可撓部と板ばね状部との間の結合
部で若干の回転変位が許容され、この変位によりリード
ラグ方向の変位の一部が吸収されるので、可撓部のビー
ム状部の曲げ応力が減少する。その結果、ビーム状部の
長さを減少させることが可能になる。
第１図を参照すると、無関節ハブ構造100は回転軸１
の上端に固定された剛なハブ本体２を有し、このハブ本
体２には90°間隔で放射方向にたわみ桁部材４が延びて
いる。たわみ桁部材４はハブ本体２に一体に成形され、
放射方向内端部に水平方向に扁平な矩形断面の板バネ状
部分３を有する。この板バネ状部分３は、フラップ方向
の揺動運動を主に行う部分である。たわみ桁部材４は、
この板バネ状部分３の放射方向外側に可撓部29を有す
る。この可撓部29は、回転方向に間隔をもって配置され
たビーム状部8a、8bからなり、このビーム状部8a、8bは
放射方向内側部分から放射方向外方に向けて次第に間隔
が狭まり、ほぼ３角形状をなしている。この可撓部29
は、回転方向すなわちリードラグ方向のたわみに対して
最も柔らかく、この部分でリードラグ運動が行われる。
さらに可撓部29より放射方向外方では、再び巾は扇形に
拡がる。この扇形に拡がった部分は、非常にねじれ剛性
の低いねじれたわみ部９を構成する。このねじれたわみ
部９において、フェザリング運動が行われる。
の上端に固定された剛なハブ本体２を有し、このハブ本
体２には90°間隔で放射方向にたわみ桁部材４が延びて
いる。たわみ桁部材４はハブ本体２に一体に成形され、
放射方向内端部に水平方向に扁平な矩形断面の板バネ状
部分３を有する。この板バネ状部分３は、フラップ方向
の揺動運動を主に行う部分である。たわみ桁部材４は、
この板バネ状部分３の放射方向外側に可撓部29を有す
る。この可撓部29は、回転方向に間隔をもって配置され
たビーム状部8a、8bからなり、このビーム状部8a、8bは
放射方向内側部分から放射方向外方に向けて次第に間隔
が狭まり、ほぼ３角形状をなしている。この可撓部29
は、回転方向すなわちリードラグ方向のたわみに対して
最も柔らかく、この部分でリードラグ運動が行われる。
さらに可撓部29より放射方向外方では、再び巾は扇形に
拡がる。この扇形に拡がった部分は、非常にねじれ剛性
の低いねじれたわみ部９を構成する。このねじれたわみ
部９において、フェザリング運動が行われる。
可撓部29とねじれたわみ部９は、一体に成形されてい
るが、可撓部29と、板バネ状部３は、結合部５におい
て、ピン６により結合されている。したがってピン６を
引き抜けば、たわみ桁部材は、分解可能である。
るが、可撓部29と、板バネ状部３は、結合部５におい
て、ピン６により結合されている。したがってピン６を
引き抜けば、たわみ桁部材は、分解可能である。
この結合部５は、第１図から第４図に示すように、板
バネ状部側結合ラグ15と可撓部29のビーム状部８の内端
側結合ラグ16により構成される。これらの結合ラグは、
ピン６にかかる曲げモーメントを小さくするために、複
数のラグ要素15a−１、15a−２、15b−１、15b−２、16
a−１、16a−２、16a−３、16b−１、16b−２、16b−３
からなり、これらラグ要素を互いに噛み合わせることに
よって、コンパクトに結合することができる。
バネ状部側結合ラグ15と可撓部29のビーム状部８の内端
側結合ラグ16により構成される。これらの結合ラグは、
ピン６にかかる曲げモーメントを小さくするために、複
数のラグ要素15a−１、15a−２、15b−１、15b−２、16
a−１、16a−２、16a−３、16b−１、16b−２、16b−３
からなり、これらラグ要素を互いに噛み合わせることに
よって、コンパクトに結合することができる。
結合部５には、リード・ラグ方向の減衰を与えるため
のエラストメリック・ダンパー７が配置される。このエ
ラストメリック・ダンパー７は、上下支持板18a、18b
と、これら上下支持板18a、18bの間に配置された複数の
中板20とエラストマー材料19が交互に接着されており、
さらに内側には、支持部材21が挿入される。支持部21の
中央には、球面軸受17が内蔵されている。上下支持板18
a、18bには、両端に２個の穴があけられており、この穴
にピン６を通して、結合部５に固定する。ピン６は、第
４図に示す如く、直径が２段に分けられており、先端の
小径部が下側の支持板18bの孔に挿入される。したがっ
て、ナット30を締め込むと、下側支持板18bが所定の段
の部分まで締め込まれて固定される。このことにより、
エラストマー材料19に十分な圧縮応力がかけられる。エ
ラストマー材料は一般に引張力が作用する状態で繰り返
し力をかけると、疲労強度が大幅に低下するので、この
ような工夫が重要である。また、ピン６に段がつけら
れ、所定の長さ以上に締め込まぬようにすることによっ
て、複合材料のラグ要素15、16に不必要な上下方向曲げ
力をかけることがなくなる。
のエラストメリック・ダンパー７が配置される。このエ
ラストメリック・ダンパー７は、上下支持板18a、18b
と、これら上下支持板18a、18bの間に配置された複数の
中板20とエラストマー材料19が交互に接着されており、
さらに内側には、支持部材21が挿入される。支持部21の
中央には、球面軸受17が内蔵されている。上下支持板18
a、18bには、両端に２個の穴があけられており、この穴
にピン６を通して、結合部５に固定する。ピン６は、第
４図に示す如く、直径が２段に分けられており、先端の
小径部が下側の支持板18bの孔に挿入される。したがっ
て、ナット30を締め込むと、下側支持板18bが所定の段
の部分まで締め込まれて固定される。このことにより、
エラストマー材料19に十分な圧縮応力がかけられる。エ
ラストマー材料は一般に引張力が作用する状態で繰り返
し力をかけると、疲労強度が大幅に低下するので、この
ような工夫が重要である。また、ピン６に段がつけら
れ、所定の長さ以上に締め込まぬようにすることによっ
て、複合材料のラグ要素15、16に不必要な上下方向曲げ
力をかけることがなくなる。
球面軸受17に作用する力は、支持部材21からエラスト
マ材料19を介して、上下支持板18に伝達され、ピン６に
より、たわみ桁部材４に伝えられる。エラストマ材料19
は、中板20と交互に層状をなして接着されているので、
上下、すなわちフラップ方向には剛であり、回転前後方
向すなわちリードラグ方向には柔らかく揺動することが
できる。ここで用いられているエラストマは非常にダン
ピングの大きい材料を使用するので、リードラグ方向の
運動に対して十分なダンピングを与えることができる。
マ材料19を介して、上下支持板18に伝達され、ピン６に
より、たわみ桁部材４に伝えられる。エラストマ材料19
は、中板20と交互に層状をなして接着されているので、
上下、すなわちフラップ方向には剛であり、回転前後方
向すなわちリードラグ方向には柔らかく揺動することが
できる。ここで用いられているエラストマは非常にダン
ピングの大きい材料を使用するので、リードラグ方向の
運動に対して十分なダンピングを与えることができる。
第１図および第２図に示すように、回転翼羽根12と一
体にピッチハウジング10が形成されている。ピッチハウ
ジング10の回転方向内端部中央には、３本のボルトによ
り支持部材13が固定され、該支持部材13の放射方向内端
部中央にピボット軸14が水平にかつ放射方向に平行に形
成されている。ピボット軸14は、前記エラストメリック
・ダンパー７内の球面軸受17に挿入されており、回転翼
羽根12がリードラグ運動を行うとき、支持部材13はピッ
チハウジング10と一体となり、球面軸受17のまわりにリ
ードラグ方向に揺動する。回転翼羽根12のリードラグ運
動は、エラストメリック・ダンパー７に伝達されて減衰
される。
体にピッチハウジング10が形成されている。ピッチハウ
ジング10の回転方向内端部中央には、３本のボルトによ
り支持部材13が固定され、該支持部材13の放射方向内端
部中央にピボット軸14が水平にかつ放射方向に平行に形
成されている。ピボット軸14は、前記エラストメリック
・ダンパー７内の球面軸受17に挿入されており、回転翼
羽根12がリードラグ運動を行うとき、支持部材13はピッ
チハウジング10と一体となり、球面軸受17のまわりにリ
ードラグ方向に揺動する。回転翼羽根12のリードラグ運
動は、エラストメリック・ダンパー７に伝達されて減衰
される。
回転翼羽根12は、ピン11により、たわみ桁部材４の放
射方向外端部に結合されており、回転翼羽根12に作用す
る遠心力はピン11を介し、たわみ桁部材４に伝達され
る。第５図に示すように、回転翼羽根12がリードラグ運
動を行うと、それにともなって、たわみ桁部材４のねじ
れたわみ部９は、リードラグ方向に平行の変位δと角変
位θ１を生ずる。このとき、ビーム状部材8a、8bは各々
曲げ変形を生ずるとともに、トラスビームとしての引
張、圧縮力を生ずる。ビーム状部材8a、8bは複合材料に
より作られており、引張圧縮には剛であるが、曲げ変形
には柔らかい。このことにより、可撓部29は、回転方向
すなわち、リードラグ方向の回転のたわみに対して最も
柔らかく、リードラグ方向の平行変位には剛な特性が得
られる。ビーム状部材８の内端部は結合ラグ16により、
結合されているので、この部分では、微少角の回転が可
能である。ねじれたわみ部９がθ１の角変位を生ずると
き、結合ラグ部16a、16bはそれぞれθ２の角変位を生ず
る。したがって、この部分が剛に結合されている場合に
比べ、回転翼羽根12は非常に柔らかく、リードラグ方向
の角変位を行なうことができる。また、この角変位θ２
によりビーム状部材８の曲げ応力も大幅に低下するの
で、ビーム状部材を短くすることができ、ハブを軽くコ
ンパクトに製作することができる。さらに回転翼羽根12
とピッチ・ハウジング10を一体に形成する図示の構造で
は、これらが分割され、結合金具で結合されている構造
に比較すると、リード・ラグ方向に非常に剛になる。こ
のため、従来の無関節型ハブにおけるように、ねじれた
わみ部９や回転翼羽根12とピッチ・ハウジング10の結合
部の変形により、回転翼羽根12のリード・ラグ運動が吸
収されてエラストメリック・ダンパーの動きが少なくな
るという不具合が解消され、小型のエラストメリック・
ダンパーでも、十分にダンピングを付与することができ
るようになる。
射方向外端部に結合されており、回転翼羽根12に作用す
る遠心力はピン11を介し、たわみ桁部材４に伝達され
る。第５図に示すように、回転翼羽根12がリードラグ運
動を行うと、それにともなって、たわみ桁部材４のねじ
れたわみ部９は、リードラグ方向に平行の変位δと角変
位θ１を生ずる。このとき、ビーム状部材8a、8bは各々
曲げ変形を生ずるとともに、トラスビームとしての引
張、圧縮力を生ずる。ビーム状部材8a、8bは複合材料に
より作られており、引張圧縮には剛であるが、曲げ変形
には柔らかい。このことにより、可撓部29は、回転方向
すなわち、リードラグ方向の回転のたわみに対して最も
柔らかく、リードラグ方向の平行変位には剛な特性が得
られる。ビーム状部材８の内端部は結合ラグ16により、
結合されているので、この部分では、微少角の回転が可
能である。ねじれたわみ部９がθ１の角変位を生ずると
き、結合ラグ部16a、16bはそれぞれθ２の角変位を生ず
る。したがって、この部分が剛に結合されている場合に
比べ、回転翼羽根12は非常に柔らかく、リードラグ方向
の角変位を行なうことができる。また、この角変位θ２
によりビーム状部材８の曲げ応力も大幅に低下するの
で、ビーム状部材を短くすることができ、ハブを軽くコ
ンパクトに製作することができる。さらに回転翼羽根12
とピッチ・ハウジング10を一体に形成する図示の構造で
は、これらが分割され、結合金具で結合されている構造
に比較すると、リード・ラグ方向に非常に剛になる。こ
のため、従来の無関節型ハブにおけるように、ねじれた
わみ部９や回転翼羽根12とピッチ・ハウジング10の結合
部の変形により、回転翼羽根12のリード・ラグ運動が吸
収されてエラストメリック・ダンパーの動きが少なくな
るという不具合が解消され、小型のエラストメリック・
ダンパーでも、十分にダンピングを付与することができ
るようになる。
第２図に示すように、結合部材13とエラストメリック
・ダンパー７は、ビーム状部材８と結合ラグ16に囲まれ
た空間の内部に収納される。この配置により、コンパク
トで軽量なハブ構造が得られる。
・ダンパー７は、ビーム状部材８と結合ラグ16に囲まれ
た空間の内部に収納される。この配置により、コンパク
トで軽量なハブ構造が得られる。
第６図は、本発明の無関節ハブを回転面方向から見た
状態であり、図面横方向が放射方向であり、縦方向にハ
ブを作用するフラップ方向曲げモーメント荷重分布を示
す。回転軸１の位置で、ハブモーメント23は最大であ
り、等価フラップヒンジ位置26付近で最小となり、そこ
から回転放射方向外方に向けて若干増加する傾向があ
る。等価ヒンジ位置というのは、回転翼羽根12の中心軸
線と回転軸１に直角の水平面24の交点であり、この点を
中心にしてフラッピング運動をしているように見なせる
点である。この等価ヒンジ位置26は、ほぼ板バネ状部３
の中央部付近にあるので、結合ラグ部５は、フラップ方
向曲げモーメント荷重の最も小さいところにある。図か
ら明らかなように、結合ラグ部５を板バネ状部３の回転
内端部に配置すれば、結合ラグ部５に作用する荷重が非
常に大きくなるので、結合ラグ部の構造を大きくする必
要がある。したがって、本発明の構造によれば、非常に
コンパクトなハブ構造を提供することができる。
状態であり、図面横方向が放射方向であり、縦方向にハ
ブを作用するフラップ方向曲げモーメント荷重分布を示
す。回転軸１の位置で、ハブモーメント23は最大であ
り、等価フラップヒンジ位置26付近で最小となり、そこ
から回転放射方向外方に向けて若干増加する傾向があ
る。等価ヒンジ位置というのは、回転翼羽根12の中心軸
線と回転軸１に直角の水平面24の交点であり、この点を
中心にしてフラッピング運動をしているように見なせる
点である。この等価ヒンジ位置26は、ほぼ板バネ状部３
の中央部付近にあるので、結合ラグ部５は、フラップ方
向曲げモーメント荷重の最も小さいところにある。図か
ら明らかなように、結合ラグ部５を板バネ状部３の回転
内端部に配置すれば、結合ラグ部５に作用する荷重が非
常に大きくなるので、結合ラグ部の構造を大きくする必
要がある。したがって、本発明の構造によれば、非常に
コンパクトなハブ構造を提供することができる。
第７図は、本発明のハブ構造を上方から見た状態であ
って、４本の回転翼羽根12のうち、相対する２本を折り
たたんだ状態を示す。この状態では、結合部５の２本の
ピンのうち、１本を引き抜き、残りの１本のピンを中心
として回転翼羽根12を90°回転させて、隣接する回転翼
羽根に平行になるように折りたたみ、羽根ばさみ22によ
り固定する。従来の無関節ハブ構造では、回転翼羽根12
と、ピッチ・ハウジング10が分割され、結合金具により
結合されているが、この場合、結合金具の２本のピンの
うち、１本を引き抜き、他の１本を中心として折りたた
むとき、回転翼羽根12の重量がたわみ桁部材のねじれた
わみ部にかかるようになるが、本発明の構造では、回転
翼羽根12を折りたたむときに、ねじれたわみ部に力がか
かるのを防止できる。
って、４本の回転翼羽根12のうち、相対する２本を折り
たたんだ状態を示す。この状態では、結合部５の２本の
ピンのうち、１本を引き抜き、残りの１本のピンを中心
として回転翼羽根12を90°回転させて、隣接する回転翼
羽根に平行になるように折りたたみ、羽根ばさみ22によ
り固定する。従来の無関節ハブ構造では、回転翼羽根12
と、ピッチ・ハウジング10が分割され、結合金具により
結合されているが、この場合、結合金具の２本のピンの
うち、１本を引き抜き、他の１本を中心として折りたた
むとき、回転翼羽根12の重量がたわみ桁部材のねじれた
わみ部にかかるようになるが、本発明の構造では、回転
翼羽根12を折りたたむときに、ねじれたわみ部に力がか
かるのを防止できる。
以上述べたように、本発明においては、ピッチ・ハウ
ジングと回転翼羽根を剛な関係とし、さらにたわみ桁部
材を可撓部の２本のビーム状部の内端部で分割しピンに
より板バネ状部材と結合したので、リード・ラグ・ダン
ピングを増加させることができる。したがって、エラス
トメリック・ダンパーが小型化するため、ダンパーを２
本のビーム状部材の間の空間に収納することができ、コ
ンパクトで軽量で空気抵抗の少ないハブが実現できる。
このことにより、本発明のハブを搭載したヘリコプタの
性能および経済性が著しく向上するという効果が得られ
る。
ジングと回転翼羽根を剛な関係とし、さらにたわみ桁部
材を可撓部の２本のビーム状部の内端部で分割しピンに
より板バネ状部材と結合したので、リード・ラグ・ダン
ピングを増加させることができる。したがって、エラス
トメリック・ダンパーが小型化するため、ダンパーを２
本のビーム状部材の間の空間に収納することができ、コ
ンパクトで軽量で空気抵抗の少ないハブが実現できる。
このことにより、本発明のハブを搭載したヘリコプタの
性能および経済性が著しく向上するという効果が得られ
る。
第１図は本発明の実施例の斜視図、第２図は第１図の部
分を拡大した分解斜視図、第３図はエラストメリック・
ダンパーの平面図、第４図は第３図のａ−ａ線断面図を
示す。 第５図は可撓部の２本のビーム状部のリード・ラグ方向
の変形状態を示す図。 第６図はロータ・ブレードから板バネ状部にかけての曲
げ荷重分布を示す図。 第７図は、ロータ・ブレードを折りたたんだ状態を示す
図である。 １……回転軸、３……板バネ状部、４……たわみ桁部
材、５……結合部、７……エラストメリック・ダンパ
ー、８……ビーム状部材、９……ねじれたわみ部、10…
…ピッチ・ハウジング、12……回転翼羽根、13……支持
部材、14……ピボット軸、17……球面軸受、18a、18b…
…支持板、21……内側支持部、23……曲げ荷重分布、24
……回転翼水平回転面。
分を拡大した分解斜視図、第３図はエラストメリック・
ダンパーの平面図、第４図は第３図のａ−ａ線断面図を
示す。 第５図は可撓部の２本のビーム状部のリード・ラグ方向
の変形状態を示す図。 第６図はロータ・ブレードから板バネ状部にかけての曲
げ荷重分布を示す図。 第７図は、ロータ・ブレードを折りたたんだ状態を示す
図である。 １……回転軸、３……板バネ状部、４……たわみ桁部
材、５……結合部、７……エラストメリック・ダンパ
ー、８……ビーム状部材、９……ねじれたわみ部、10…
…ピッチ・ハウジング、12……回転翼羽根、13……支持
部材、14……ピボット軸、17……球面軸受、18a、18b…
…支持板、21……内側支持部、23……曲げ荷重分布、24
……回転翼水平回転面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 板東 舜一 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 柿沼 朝雄 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (72)発明者 若月 正 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工業 株式会社岐阜工場内 (56)参考文献 特開 昭61−291299（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−21894（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】回転軸に固定されるハブ本体と、前記ハブ
本体に一体に設けられ放射方向に延びる複数のたわみ桁
部材と、前記たわみ桁部材の各々を間隔をもって囲むよ
うに配置されたピッチハウジングとからなり、前記ピッ
チハウジングは放射方向外端部が回転翼羽根の内端部に
対して剛の関係にあり、放射方向内端部が前記たわみ桁
部材の内端部付近において球面軸受により支持され、前
記たわみ桁部材と前記ピッチハウジングとの間にリード
ラグ方向に作用するダンパー手段が設けられた回転翼航
空機の無関節ハブ構造において、前記たわみ桁部材は、
フラップ方向に曲げ剛性の低い板ばね状部と、前記板ば
ね状部より放射方向外方に設けられた、リードラグ方向
に曲げ剛性の低い可撓部と、前記可撓部より放射方向外
方に設けられたねじれたわみ部からなり、前記可撓部
は、放射方向内端がリードラグ方向に間隔をもって位置
し放射方向外方に向けて間隔が狭くなるように配置され
た２本のビーム状部からなり、前記ビーム状部は、放射
方向外端が前記ねじれたわみ部の放射方向内端部に一体
に接続され、放射方向内端が回転方向に離れた複数個所
において上下方向のピンにより前記板ばね状部の放射方
向外端部に着脱自在に結合されており、前記ダンパー手
段は、前記球面軸受の上下面にそれぞれ取り付けられた
上下エラストメリック・ダンパーからなり、上方の前記
エラストメリック・ダンパーの上面にはリードラグ方向
に延びる上方支持板が取り付けられ、下方の前記エラス
トメリック・ダンパーの下面にはリードラグ方向に延び
る下方支持板が取り付けられ、前記上下方支持板は、前
記ビーム状部の放射方向内端を前記板ばね状部の放射方
向外端部に結合する前記ピンにより前記たわみ桁部材に
結合され、前記ピッチハウジングには放射方向内方に延
びるピボット軸が設けられ、該ピボット軸が前記球面軸
受に挿入されたことを特徴とする回転翼航空機の無関節
ハブ構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2113919A JPH085437B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 回転翼航空機用の無関節ハブ構造 |
| US07/685,646 US5228834A (en) | 1990-04-27 | 1991-04-16 | Hub structure for a rotary wing aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2113919A JPH085437B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 回転翼航空機用の無関節ハブ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0411599A JPH0411599A (ja) | 1992-01-16 |
| JPH085437B2 true JPH085437B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=14624479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2113919A Expired - Lifetime JPH085437B2 (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | 回転翼航空機用の無関節ハブ構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5228834A (ja) |
| JP (1) | JPH085437B2 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5620305A (en) * | 1995-03-20 | 1997-04-15 | The Boeing Company | Hub for rotary wing aircraft |
| JP2774786B2 (ja) * | 1995-10-31 | 1998-07-09 | 防衛庁技術研究本部長 | Ｍｄｃシステム |
| US5980206A (en) * | 1996-05-31 | 1999-11-09 | Sikorsky Aircraft Corporation | Monolithic structure having improved flaw tolerance |
| US6024325A (en) * | 1997-01-09 | 2000-02-15 | Cartercopters, Llc | Rotor for rotary wing aircraft |
| ITMI991127A1 (it) * | 1998-05-28 | 2000-11-21 | Eurocopter Deutschland | Pala per un rotore privo di supporto di un elicottero |
| DE10035334B4 (de) | 2000-07-20 | 2007-11-29 | Eurocopter Deutschland Gmbh | Flugzeugtür und eine Außenhaut einer Flugzeugtür |
| FR2839945B1 (fr) * | 2002-05-24 | 2004-08-13 | Hutchinson | Dispositif combine amortisseur-rotule pour rotor d'helicoptere |
| US6695583B2 (en) * | 2002-05-30 | 2004-02-24 | Sikorsky Aircraft Corporation | Snubber-vibration damper system for a bearingless main rotor |
| US7503750B1 (en) * | 2005-02-07 | 2009-03-17 | Rotating Composite Technologies, Llc | Variable pitch rotor blade with double flexible retention elements |
| US7857590B1 (en) | 2006-08-11 | 2010-12-28 | Neal Larry R | Folding rotor for a rotorcraft |
| EP2246257B1 (en) * | 2009-04-29 | 2016-02-17 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Multi-section connecting region of a flexbeam |
| US9169011B2 (en) | 2011-09-13 | 2015-10-27 | Sikorsky Aircraft Corporation | Rotor with blades including outer blade shell and inner structural member |
| EP2772430B1 (en) * | 2013-02-27 | 2016-06-29 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Partly cruciform flexbeam and method of manufacturing such a flexbeam |
| US10160540B2 (en) * | 2015-01-09 | 2018-12-25 | Rohr, Inc. | Rotor head for a vertical takeoff and landing aircraft |
| US10442531B2 (en) * | 2015-08-18 | 2019-10-15 | Sikorsky Aircraft Corporation | Rotor damping |
| EP3248870B1 (en) | 2016-05-25 | 2019-07-03 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Multi-blade rotor for a rotary wing aircraft |
| FR3057541B1 (fr) | 2016-10-14 | 2019-03-29 | Airbus Helicopters | Amortisseur de trainee integre a l'interieur d'une pale d'un rotor |
| US10793254B2 (en) * | 2016-12-12 | 2020-10-06 | Textron Innovations Inc. | Soft-in-plane proprotor systems |
| US10457380B2 (en) * | 2017-06-28 | 2019-10-29 | Bell Textron Inc. | Articulated rotor systems with pitch independent damping |
| US10597150B2 (en) | 2018-04-24 | 2020-03-24 | Textron Innovations Inc. | Articulated rotor systems with blade-to-blade damping |
| US11299265B2 (en) * | 2019-05-30 | 2022-04-12 | Lockheed Martin Corporation | Rotor blade folding system |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2652293A (en) * | 1950-07-08 | 1953-09-15 | Self Aligning Bearing Company | Self-aligning bearing |
| FR2397325A1 (fr) * | 1977-07-13 | 1979-02-09 | Aerospatiale | Moyeu de rotor, en particulier pour le rotor principal d'un helicoptere |
| DE3241754C2 (de) * | 1982-11-11 | 1986-02-06 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Rotor, insbesondere eines Drehflügelflugzeuges |
| JPS61291299A (ja) * | 1985-06-18 | 1986-12-22 | 防衛庁技術研究本部長 | 回転翼航空機用の無関節ハブ構造 |
| US4676720A (en) * | 1984-07-10 | 1987-06-30 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Bearingless hub structure for rotary-wing aircrafts |
| US4588355A (en) * | 1984-08-23 | 1986-05-13 | United Technologies Corporation | Flexible swashplate centering member |
| DE3526470C1 (de) * | 1985-07-24 | 1987-01-02 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor,insbesondere eines Drehfluegelflugzeugs |
| DE3633346C1 (de) * | 1986-10-01 | 1987-11-05 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor,insbesondere eines Drehfluegelfluegzeuges |
| DE3635180C1 (de) * | 1986-10-16 | 1987-11-12 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Rotor,insbesondere eines Drehfluegelflugzeugs |
| JP2667176B2 (ja) * | 1987-11-10 | 1997-10-27 | 富士重工業株式会社 | ヘリコプタのピッチ変更及びリードラグ減衰装置 |
| US5059094A (en) * | 1989-10-13 | 1991-10-22 | Bell Helicopter Textron, Inc. | Rotor redundant force retention system for vtol and vstol aircraft |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2113919A patent/JPH085437B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-04-16 US US07/685,646 patent/US5228834A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5228834A (en) | 1993-07-20 |
| JPH0411599A (ja) | 1992-01-16 |
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