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
- Prior art keywords
- tail
- rotor blade
- gear box
- tail rotor
- main
- Prior art date
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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 |