JPH0911992A - テールロータ可変速ヘリコプタ - Google Patents
テールロータ可変速ヘリコプタInfo
- Publication number
- JPH0911992A JPH0911992A JP16739495A JP16739495A JPH0911992A JP H0911992 A JPH0911992 A JP H0911992A JP 16739495 A JP16739495 A JP 16739495A JP 16739495 A JP16739495 A JP 16739495A JP H0911992 A JPH0911992 A JP H0911992A
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- JP
- Japan
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- tail
- rotor blade
- gear box
- tail rotor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はエンジン、メインロータ、テールロ
ータがそれぞれ一定の回転比で回転し、テールロータの
ピッチ角変更を最高効率で制御できなかった従来の不具
合を解消したテールロータ可変速ヘリコプタを提供する
ことを課題とする。 【解決手段】 本発明はエンジンの出力の一部がメイン
ギヤボックス、テールギヤボックスをこの順に介してテ
ールロータブレードに伝達されるテールロータを備えた
ヘリコプタにおいて、メインギヤボックスとテールギヤ
ボックスとの間に変速ギヤボックスを介装してなること
を特徴とするテールロータ可変速ヘリコプタを解決手段
とする。
ータがそれぞれ一定の回転比で回転し、テールロータの
ピッチ角変更を最高効率で制御できなかった従来の不具
合を解消したテールロータ可変速ヘリコプタを提供する
ことを課題とする。 【解決手段】 本発明はエンジンの出力の一部がメイン
ギヤボックス、テールギヤボックスをこの順に介してテ
ールロータブレードに伝達されるテールロータを備えた
ヘリコプタにおいて、メインギヤボックスとテールギヤ
ボックスとの間に変速ギヤボックスを介装してなること
を特徴とするテールロータ可変速ヘリコプタを解決手段
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジン、メインロ
ータの回転は一定のまま、テールロータ（ブレード）の
回転数、ピッチ角を自由に変えられるテールロータ可変
ヘリコプタに関する。
ータの回転は一定のまま、テールロータ（ブレード）の
回転数、ピッチ角を自由に変えられるテールロータ可変
ヘリコプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来のヘリコプタの模式的側面図
を示す。
を示す。
【０００３】図において、ヘリコプタの動力は、エンジ
ン６からメインギヤボックス１に伝達される。メインギ
ヤボックス１に伝達された動力は、その一部がメインロ
ータブレード５に、残りがテールドライブシャフト２及
びテールギヤボックス３を経由してテールロータブレー
ド４に伝達される。テールロータブレード４はメインロ
ータブレード５の発生するトルクを打ち消すために装備
されている。
ン６からメインギヤボックス１に伝達される。メインギ
ヤボックス１に伝達された動力は、その一部がメインロ
ータブレード５に、残りがテールドライブシャフト２及
びテールギヤボックス３を経由してテールロータブレー
ド４に伝達される。テールロータブレード４はメインロ
ータブレード５の発生するトルクを打ち消すために装備
されている。
【０００４】一般のヘリコプタのメインロータブレード
５とテールロータブレード４は歯車及び軸で直結されて
いるため、その速度比一定である。一般には、エンジン
６の出力回転数は一定であるため、メインロータブレー
ド５及びテールロータブレード４の回転数は一定とな
り、メインロータブレード５及びテールロータブレード
４はそれぞれのピッチを変更することにより、消費電力
を変更させ、操縦者の意図する飛行状態を保っている。
５とテールロータブレード４は歯車及び軸で直結されて
いるため、その速度比一定である。一般には、エンジン
６の出力回転数は一定であるため、メインロータブレー
ド５及びテールロータブレード４の回転数は一定とな
り、メインロータブレード５及びテールロータブレード
４はそれぞれのピッチを変更することにより、消費電力
を変更させ、操縦者の意図する飛行状態を保っている。
【０００５】機体全体から見れば、テールロータブレー
ド４はメインロータブレード５の発生するトルクを打消
すために装備されているものであるから、テールロータ
ブレード４及びテールギヤボックス３はできる限り小型
軽量化する必要がある。
ド４はメインロータブレード５の発生するトルクを打消
すために装備されているものであるから、テールロータ
ブレード４及びテールギヤボックス３はできる限り小型
軽量化する必要がある。
【０００６】なお、０１は胴体である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のヘリコプタ
には解決すべき次の課題があった。
には解決すべき次の課題があった。
【０００８】即ち、従来のヘリコプタでは、ヘリコプタ
の必要動力はヘリコプタの運用環境（気温等）、飛行状
態（前進速度等）等で変化するため、その条件に合わせ
たメインロータブレード５及びテールロータブレード４
各々のピッチ変更で対応していた。一般のヘリコプタで
はエンジン出力回転数は一定のため、メインロータブレ
ード５及びテールロータブレード４各々のピッチ変更
は、発生軸トルクの変更である。
の必要動力はヘリコプタの運用環境（気温等）、飛行状
態（前進速度等）等で変化するため、その条件に合わせ
たメインロータブレード５及びテールロータブレード４
各々のピッチ変更で対応していた。一般のヘリコプタで
はエンジン出力回転数は一定のため、メインロータブレ
ード５及びテールロータブレード４各々のピッチ変更
は、発生軸トルクの変更である。
【０００９】テールロータブレード４はメインロータブ
レード５の発生トルクを打消すために装備されているの
でテールギヤボックス３、とテールロータブレード４は
小型軽量化する必要がある。
レード５の発生トルクを打消すために装備されているの
でテールギヤボックス３、とテールロータブレード４は
小型軽量化する必要がある。
【００１０】これら事実を勘案すると従来ヘリコプタの
解決課題は次の（１），（２）に要約される。
解決課題は次の（１），（２）に要約される。
【００１１】（１）．ロータ効率は、ピッチ角変更で変
化し、常に最大効率でない。
化し、常に最大効率でない。
【００１２】（２）．テールギヤボックスの構造強度
上、トルク値は小さい方が有利であるが、ピッチ角とト
ルク値は一義的に決まるので、トルク値を任意に変更で
きない。（ピッチ角小で回転数上げれば、トルク値を抑
えることができる。） 本発明は上記課題を解決するため、テールロータ可変速
のヘリコプタを提供することを目的とする。
上、トルク値は小さい方が有利であるが、ピッチ角とト
ルク値は一義的に決まるので、トルク値を任意に変更で
きない。（ピッチ角小で回転数上げれば、トルク値を抑
えることができる。） 本発明は上記課題を解決するため、テールロータ可変速
のヘリコプタを提供することを目的とする。
【００１３】
【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、エンジンの出力の一部がメインギヤボック
ス、テールギヤボックスをこの順に介してテールロータ
ブレードに伝達されるテールロータを備えたヘリコプタ
において、メインギヤボックスとテールギヤボックスと
の間に変速ギヤボックスを介装してなることを特徴とす
るテールロータ可変速ヘリコプタの構成を備えるためメ
インギヤボックス側が一定の出力回転数にあっても変速
ギヤボックスの回転比を変えることにより、自由にテー
ルロータブレードのピッチ角、回転数を変えることがで
きる。
手段として、エンジンの出力の一部がメインギヤボック
ス、テールギヤボックスをこの順に介してテールロータ
ブレードに伝達されるテールロータを備えたヘリコプタ
において、メインギヤボックスとテールギヤボックスと
の間に変速ギヤボックスを介装してなることを特徴とす
るテールロータ可変速ヘリコプタの構成を備えるためメ
インギヤボックス側が一定の出力回転数にあっても変速
ギヤボックスの回転比を変えることにより、自由にテー
ルロータブレードのピッチ角、回転数を変えることがで
きる。
【００１４】即ち、回転数を増せばピッチ角が減じ、ピ
ッチ角を増せば回転数が減じる関係を自由にかつ、効率
的に利用できる。これにより、テールロータブレードの
回転に自由度を与えトルクの上限を抑えることもでき
る。
ッチ角を増せば回転数が減じる関係を自由にかつ、効率
的に利用できる。これにより、テールロータブレードの
回転に自由度を与えトルクの上限を抑えることもでき
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１、図
２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、必要ある場合を除き説明を省略する。
２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、必要ある場合を除き説明を省略する。
【００１６】図１は本形態のテールロータ可変速ヘリコ
プタの模式的側面図、図２は図１の無段変速ギヤボック
ス７近傍とその後方のテールギヤボックス３ａ近傍とを
拡大して取出した詳細斜視図である。
プタの模式的側面図、図２は図１の無段変速ギヤボック
ス７近傍とその後方のテールギヤボックス３ａ近傍とを
拡大して取出した詳細斜視図である。
【００１７】図１において、２ａはメインギヤボックス
１と無段変速ギヤボックス７を連結するテールドライブ
シャフト、２ｂは無段変速ギヤボックス７とテールギヤ
ボックス３ａとを連結するテールドライブシャフト、３
ａはメインギヤボックス１からの出力回転数（トルクと
回転数）を無段変速ギヤボックス７を介して伝達され、
直交方向に向きを変えてテールロータブレード４に更に
伝達するためのテールギヤボックス、７はメインギヤボ
ックス１からの出力回転数を、通常はテールロータブレ
ード４の効率が最大となるよう回転数を変えてテールロ
ータブレード４に伝達するため、テールドライブシャフ
ト２ａと同２ｂとの間に介装された無段変速ギヤボック
スである。
１と無段変速ギヤボックス７を連結するテールドライブ
シャフト、２ｂは無段変速ギヤボックス７とテールギヤ
ボックス３ａとを連結するテールドライブシャフト、３
ａはメインギヤボックス１からの出力回転数（トルクと
回転数）を無段変速ギヤボックス７を介して伝達され、
直交方向に向きを変えてテールロータブレード４に更に
伝達するためのテールギヤボックス、７はメインギヤボ
ックス１からの出力回転数を、通常はテールロータブレ
ード４の効率が最大となるよう回転数を変えてテールロ
ータブレード４に伝達するため、テールドライブシャフ
ト２ａと同２ｂとの間に介装された無段変速ギヤボック
スである。
【００１８】以下、無段変速ギヤボックス７、テールギ
ヤボックス３ａ等の詳細については図２を主にして上記
構成の作用と共に説明する。
ヤボックス３ａ等の詳細については図２を主にして上記
構成の作用と共に説明する。
【００１９】先ず、図１において、作用を概述すると、
テールドライブシャフト２ａと同２ｂとの間に介装され
た無段変速ギヤボックス７により、エンジン６の出力回
転数及びメインロータブレード５の回転数が一定であっ
ても、テールロータブレード４の回転数を任意に変更す
ることが可能である。
テールドライブシャフト２ａと同２ｂとの間に介装され
た無段変速ギヤボックス７により、エンジン６の出力回
転数及びメインロータブレード５の回転数が一定であっ
ても、テールロータブレード４の回転数を任意に変更す
ることが可能である。
【００２０】即ち、図２の左部に示すように無段変速ギ
ヤボックス７はサンギヤ駆動−遊星キャリヤ被駆動タイ
プの遊星歯車を用いた差動歯車装置である。テールドラ
イブシャフト２ａはサンギヤ９に連結され、プラネット
ギヤ１０を駆動する。プラネットギヤ１０は、リングギ
ヤ１１の内歯車ともかみ合っているため、自転しながら
サンギヤ９のまわりを公転する。この公転が遊星キャリ
ヤ１２を介してテールドライブシャフト２ｂの回転とな
る。一方、モータ１４はモータギヤ１５と連結し、リン
グギヤ１１を外歯車で駆動することができる。したがっ
て、テールドライブシャフト２ａの回転数が一定であっ
ても、モータ１４の出力回転数に応じて、テールドライ
ブシャフト２ｂの回転数を無段に変更することが可能で
ある。
ヤボックス７はサンギヤ駆動−遊星キャリヤ被駆動タイ
プの遊星歯車を用いた差動歯車装置である。テールドラ
イブシャフト２ａはサンギヤ９に連結され、プラネット
ギヤ１０を駆動する。プラネットギヤ１０は、リングギ
ヤ１１の内歯車ともかみ合っているため、自転しながら
サンギヤ９のまわりを公転する。この公転が遊星キャリ
ヤ１２を介してテールドライブシャフト２ｂの回転とな
る。一方、モータ１４はモータギヤ１５と連結し、リン
グギヤ１１を外歯車で駆動することができる。したがっ
て、テールドライブシャフト２ａの回転数が一定であっ
ても、モータ１４の出力回転数に応じて、テールドライ
ブシャフト２ｂの回転数を無段に変更することが可能で
ある。
【００２１】次に図２の右部はトルクセンサ付のテール
ギヤボックス３ａの詳細図で、テールギヤボックス３ａ
の主部は、ピニオン１６とギヤ１７のまがりばかさ歯車
対で構成される。
ギヤボックス３ａの詳細図で、テールギヤボックス３ａ
の主部は、ピニオン１６とギヤ１７のまがりばかさ歯車
対で構成される。
【００２２】まがりばかさ歯車対はテールドライブシャ
フト２ｂからテールロータ出力軸１９に動力が伝達され
るとギヤ反力（歯圧反力で軸力となる）が発生する。ギ
ヤ反力は伝達トルクに正比例するため、ピニオン１６
（又はギヤ１７：図示ではピニオン１６側）の反力を受
圧板２０ａを介してロードセル２０で感知すれば伝達さ
れるトルクを知ることができる。
フト２ｂからテールロータ出力軸１９に動力が伝達され
るとギヤ反力（歯圧反力で軸力となる）が発生する。ギ
ヤ反力は伝達トルクに正比例するため、ピニオン１６
（又はギヤ１７：図示ではピニオン１６側）の反力を受
圧板２０ａを介してロードセル２０で感知すれば伝達さ
れるトルクを知ることができる。
【００２３】一方、モータ１４とロードセル２０をコン
トローラ２１で電気的に連結させ、制御すればテールロ
ータブレード４への伝達トルクの制限を行うと共にテー
ルロータピッチ角センサ２２信号をコントローラ２１で
取込み演算し、モータ１４を作動させることにより、テ
ールロータブレード４の最大効率を得ることができる。
トローラ２１で電気的に連結させ、制御すればテールロ
ータブレード４への伝達トルクの制限を行うと共にテー
ルロータピッチ角センサ２２信号をコントローラ２１で
取込み演算し、モータ１４を作動させることにより、テ
ールロータブレード４の最大効率を得ることができる。
【００２４】次に上記構成の作用効果を定量的にみると
次の通りである。
次の通りである。
【００２５】動力ＨＰはスラスト力Ｔの（３／２）乗に
比例し、メリット値Ｍに反比例する。すなわちＨＰ∝Ｔ
3/2 ／Ｍ 公称値をＨＰ0 ，Ｔ0 ，Ｍ0 とすれば、 Ｔ／Ｔ0 ＝約０．７〜１．３ Ｍ／Ｍ0 ＝約０．７〜１．３ ∴ＨＰ／ＨＰ0 ＝０．５〜２．０ 従って最悪の機体に対しては、現状の消費動力の１／２
にすることができ、平均的には、最悪ケースの効果（５
０％減）の半分程度（２５％減）の効果は期待できると
予想される。すなわち、消費動力は現状の０．７５倍程
度になると予想される。
比例し、メリット値Ｍに反比例する。すなわちＨＰ∝Ｔ
3/2 ／Ｍ 公称値をＨＰ0 ，Ｔ0 ，Ｍ0 とすれば、 Ｔ／Ｔ0 ＝約０．７〜１．３ Ｍ／Ｍ0 ＝約０．７〜１．３ ∴ＨＰ／ＨＰ0 ＝０．５〜２．０ 従って最悪の機体に対しては、現状の消費動力の１／２
にすることができ、平均的には、最悪ケースの効果（５
０％減）の半分程度（２５％減）の効果は期待できると
予想される。すなわち、消費動力は現状の０．７５倍程
度になると予想される。
【００２６】次に上記の結果より、消費動力を０．７５
倍にできるところから重量についてみると、一般にヘリ
コプタの動力伝達装置に対して、次の関係がある。
倍にできるところから重量についてみると、一般にヘリ
コプタの動力伝達装置に対して、次の関係がある。
【００２７】Ｗ∝（ＨＰ）0.75 Ｗ：重量 ， ＨＰ：消費動力 従って、テールギヤボックスは（０．７５）0.75＝０．
８倍の重量となり、約２０％の軽量化が果たされる。
８倍の重量となり、約２０％の軽量化が果たされる。
【００２８】以上の通り本形態によれば、ヘリコプタの
メインギヤボックス１とテールギヤボックス３ａとの間
に無段変速ギヤボックス７を介装するのでテールロータ
ブレード４のピッチ角を自由に変更でき、出力に対して
常に最高効率を維持することができるという利点があ
る。
メインギヤボックス１とテールギヤボックス３ａとの間
に無段変速ギヤボックス７を介装するのでテールロータ
ブレード４のピッチ角を自由に変更でき、出力に対して
常に最高効率を維持することができるという利点があ
る。
【００２９】また、可能範囲でテールロータブレード４
の回転を任意に大きくしてトルクの過大化を抑制できる
ので、構造強度の上限を低くくでき、従って構造を軽量
化できるという利点がある。
の回転を任意に大きくしてトルクの過大化を抑制できる
ので、構造強度の上限を低くくでき、従って構造を軽量
化できるという利点がある。
【００３０】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。
の効果を有する。
【００３１】即ち、本発明によれば飛行状態に応じたテ
ールロータブレードの回転数を任意に選択し、テールロ
ータブレードの効率を最大とすることができる。これに
より、テールロータブレードの消費動力が最少となり損
失が減少する。
ールロータブレードの回転数を任意に選択し、テールロ
ータブレードの効率を最大とすることができる。これに
より、テールロータブレードの消費動力が最少となり損
失が減少する。
【００３２】また、テールロータブレードの発生トルク
を小さい値に制限できるため、テールギヤボックスを小
型化できる。その結果、重量も軽減する。
を小さい値に制限できるため、テールギヤボックスを小
型化できる。その結果、重量も軽減する。
【図１】本発明の実施の一形態に係るテールロータ可変
速ヘリコプタの模式的側面図、
速ヘリコプタの模式的側面図、
【図２】図１の無段変速ギヤボックス近傍とテールギヤ
ボックス近傍の拡大詳細斜視図、
ボックス近傍の拡大詳細斜視図、
【図３】従来のヘリコプタの模式的側面図である。
１ メインギヤボックス ２ａ，２ｂ テールドライブシャフト ３ａ テールギヤボックス ４ テールロータブレード ５ メインロータブレード ６ エンジン ７ 無段変速ギヤボックス ９ サンギヤ １０ プラネットギヤ １１ リングギヤ １２ 遊星キャリヤ １４ モータ １５ モータギヤ １６ ピニオン １７ ギヤ １９ テールロータ出力軸 ２０ ロードセル ２１ コントローラ ２２ テールロータピッチ角センサ
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジンの出力の一部がメインギヤボッ
クス、テールギヤボックスをこの順に介してテールロー
タブレードに伝達されるテールロータを備えたヘリコプ
タにおいて、メインギヤボックスとテールギヤボックス
との間に変速ギヤボックスを介装してなることを特徴と
するテールロータ可変速ヘリコプタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16739495A JPH0911992A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | テールロータ可変速ヘリコプタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16739495A JPH0911992A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | テールロータ可変速ヘリコプタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0911992A true JPH0911992A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=15848892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16739495A Withdrawn JPH0911992A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | テールロータ可変速ヘリコプタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0911992A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI620686B (zh) * | 2017-05-19 | 2018-04-11 | 林瑤章 | 推進裝置 |
| US20220171409A1 (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-02 | Textron Innovations Inc. | Airframe Protection Systems for Use on Rotorcraft |
-
1995
- 1995-07-03 JP JP16739495A patent/JPH0911992A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI620686B (zh) * | 2017-05-19 | 2018-04-11 | 林瑤章 | 推進裝置 |
| US20180334243A1 (en) * | 2017-05-19 | 2018-11-22 | Yao-Chang Lin | Propulsion device |
| CN108945483A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-12-07 | 林瑤章 | 推进装置 |
| US10589843B2 (en) * | 2017-05-19 | 2020-03-17 | Yao-Chang Lin | Propulsion device |
| US20220171409A1 (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-02 | Textron Innovations Inc. | Airframe Protection Systems for Use on Rotorcraft |
| US11720123B2 (en) * | 2020-12-01 | 2023-08-08 | Textron Innovations Inc. | Airframe protection systems for use on rotorcraft |
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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: 20020903 |