JPH09254893A - ヘリコプタ用ロータブレードおよびロータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータブレードの後退位置での失速特性を改
善し、前進位置での抵抗の増大を防ぐことができるロー
タブレードおよびロータブレードシステムを提供する。 【解決手段】 ロータブレード１０の前縁下部にはドル
ープ可変機構１４が設けられる。ドループ可変機構１４
は複数の管状部材１５とこれを覆うカバー部材１６とを
有し、体積制御装置２４によって管状部材１５に空気を
注入することによってドループ１１を張り出させる。こ
のドループ１１は、ドループ制御装置２２によってロー
タブレード１０の後退位置でドループ１１を張り出さ
せ、前進位置で収納するように制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヘリコプタに用い
るヘリコプタ用ロータブレードおよびロータシステムに
関する。

【０００２】

【従来の技術】ヘリコプタが高速で前進飛行する場合、
ロータの回転により前進側ブレードはロータの回転速度
に飛行速度が加算されて対気速度が大きくなり、また後
退側ブレードではロータの回転速度から飛行速度が減算
されて対気速度が減少する。このように前進側ブレード
と後進側ブレードとでは対気速度が大きく異なるので、
左右の揚力のバランスをとるために前進位置では迎角を
小さくし、後退位置では迎角を大きくする必要がある。
これはブレードに周期的なピッチ変化を与えることによ
って行う。

【０００３】しかしながら前進速度がさらに増加するに
つれて、後退側ではますます対気速度が減少するので、
迎角をより大きくする必要があるが、迎角が失速角に達
すると揚力係数が低下し、それ以上は揚力を増加させる
ことはできなくなる。このようなブレードの失速により
ヘリコプタに振動が発生し、この振動によって乗り心地
を悪化させ、最大速度などの飛行領域を制限する原因と
なっている。

【０００４】このようなロータブレードの失速特性を改
善する方法として、ブレードの前縁下部が張り出したド
ループを形成することによって、ブレードの失速特性の
改善に効果があることが従来から知られている。

【０００５】図１４はドループが形成されていないブレ
ード７およびドループが形成されたブレード２の翼型形
状を示すグラフであり、図１５は迎角αと揚力係数Ｃｌ
との関係を示すグラフである。図１４において実線で示
す参照符１は、ドループの形成されていないブレードを
示し、仮想線で示す参照符２は、ドループが形成された
ブレードを示すグラフであり、図１５において参照符Ｌ
１はドループが形成されない矩形翼の失速特性を示すグ
ラフであり、参照符Ｌ２はドループが形成されないテー
パ付翼の失速特性を示すグラフであり、参照符Ｌ３はド
ループが形成されたテーパ付翼の失速特性を示すグラフ
である。なお図１４では、図解の便宜のため翼厚方向、
すなわち図１４において上下方向の長さを拡大して示し
てある。

【０００６】前述したように前進速度が増加するにつれ
て後退側では対気速度が減少するので、迎角αをより大
きくする必要がある。しかしながらドループが形成され
ていないブレード１では、迎角αが図１５に示されるよ
うに約１７°に達すると、揚力係数Ｃｌが急激に減少す
る。これに対してドループを形成した翼２では、迎角α
が約２２°に達するまで揚力係数Ｃｌの低下が生じず、
失速特性が改善されていることが分かる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらドループ
はブレードの前縁下部において下方に張り出して形成さ
れるので、ドループが形成されるブレード２では、対気
速度が大きくなる前進側で、抵抗が大きくなるという問
題が生じる。

【０００８】図１６は、前進側ブレードにおいて対気速
度と抗力係数Ｃｄとの関係を示すグラフである。参照符
Ｌ４はドループが形成されていないブレード１を示すグ
ラフであり、参照符Ｌ５はドループが形成されているブ
レード２を示すグラフである。なお、対気速度はマッハ
数Ｍで表す。

【０００９】ヘリコプタの前進速度が増加するにつれて
前進側ブレードの対気速度は大きくなり、図１６に示さ
れるように対気速度が音速、すなわちマッハ１に近付く
につれて抗力係数Ｃｄ、すなわち抵抗が急激に増加す
る。

【００１０】このようにドループが形成されたブレード
２では、後退位置での失速特性は改善されるものの、前
進位置では抵抗が増大するといった問題が生じる。

【００１１】したがって本発明の目的は、ロータブレー
ドの後退位置での失速特性を改善し、さらに前進位置で
の抵抗の増大を防ぐことができるヘリコプタ用ロータブ
レードおよびロータシステムを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレードの前
縁下部にドループが形成され、前記ドループの断面形状
を変化させるためのドループ可変機構を備えるヘリコプ
タ用ロータブレードである。本発明に従えば、ブレード
に形成されるドループは、ドループ可変機構によって断
面形状を変化することができるので、ロータブレードの
迎角を大きくする後退位置で、ドループ可変機構によっ
てドループを張り出させることによってロータブレード
の後退位置での失速特性を改善することができ、さらに
迎角は小さいものの対気速度が大きくなる前進位置でド
ループを収納することによって、張り出したドループに
よって生じる抵抗の増大を防ぐことができる。このよう
に前進位置で抵抗の増大を生ずることなく後退位置での
失速特性を改善することができる。

【００１３】また本発明の前記ドループ可変機構は、ブ
レード本体の前縁に沿って配置され、伸縮性を有する管
状部材と、ドループの前端および後端を滑らかな曲面で
連結するように前記管状部材を覆い、伸縮性を有するカ
バー部材と、前記管状部材の体積を制御する体積制御手
段とを含むことを特徴とする。本発明に従えば、カバー
部材は管状部材を覆って、ドループの前端および後端を
滑らかな曲面で連結するので、体積制御手段によって管
状部材に、たとえば空気を注入して膨張させて体積を増
加させることによって、ブレードの前縁下部を張り出し
てドループを形成することができる。また体積制御手段
によって、前記空気を抜いて管状部材の体積を低下させ
ると、伸縮性を有するカバー部材とともにドループは収
納される。このように、管状部材の体積を制御すること
によって容易にドループの形成および収納を行うことが
できる。

【００１４】また本発明の前記ドループ可変機構は、ブ
レードの前縁部およびドループの断面形状を形成するカ
バー部材と、前記カバー部材の上端とブレード本体とを
角変位自在に連結する連結部材と、前記カバー部材の下
端を、前後方向に変位させるためのカバー部材変位手段
とを含むことを特徴とする。本発明に従えば、カバー部
材は上端がブレード本体と角変位自在に連結され、ブレ
ードの前縁部およびドループの断面形状を形成するの
で、カバー部材変位手段によってカバー部材の下端を前
方に変位させることによって、カバー部材は上端を角変
位中心として前縁が上端に変位するように角変位する。
これによって下方に張り出したドループが上方に変位
し、言わばドループが収納された状態となる。カバー部
材変位手段によってカバー部材の下端を後方に変位させ
ると、ドループ部は下方に張り出し、ブレードはドルー
プが形成された状態となる。このようにカバー部材変位
手段によってカバー部材の下端を前後方向に変位させる
ことによって、ドループの形成および収納を容易に行う
ことができる。

【００１５】また本発明の前記ドループ可変機構は、ド
ループの断面形状を形成する第１および第２カバー部材
と、第１カバー部材の上端とブレード本体とを角変位自
在に連結する第１連結手段と、第２カバー部材の下端と
ブレード本体とを角変位自在に連結する第２連結手段
と、第１または第２カバー部材を角変位させるためのカ
バー部材変位手段とを含むことを特徴とする。本発明に
従えば、カバー部材変位手段によって第１または第２、
たとえば第２カバー部材を下方に角変位させると、第１
および第２カバー部材が張り出してドループが形成され
る。次に第２カバー部材を上方に角変位させると、第１
および第２カバー部材の一部がブレード本体に収納され
てドループは収納される。このようにドループは、ドル
ープの断面形状を形成する第１および第２カバー部材か
ら成る２つの部材によって構成されるので、ブレードの
前縁で、ドループのみを張り出しおよび収納することが
できる。

【００１６】また本発明の前記ドループ可変機構は、ス
マートマテリアルを用いるアクチュエータによって駆動
されることを特徴とする。本発明に従えば、ドループ可
変機構は、たとえば圧電セラミクスから成るピエゾセラ
ミクス、または超磁歪素子、または形状記憶合金などを
動作原理とするスマートマテリアルを用いるアクチュエ
ータによって駆動されるので、ドループ可変機構を簡単
な構成でかつ軽量に形成することができ、さらにたとえ
ば電気によって容易にかつ高速度に制御することができ
る。

【００１７】また本発明の前記ドループ可変機構はブレ
ード先端部付近に設けられ、さらにブレード先端はパラ
ボラ型翼端形状を有することを特徴とする。本発明に従
えば、パラボラ型翼端形状を有するブレードの先端部付
近にドループ可変機構が設けられる。したがってこのよ
うなブレードにおいてもブレードの後退時に失速特性を
改善し、前進時に抵抗の増大を防ぐことができる。

【００１８】また本発明の前記ドループ可変機構はブレ
ード先端部付近に設けられ、さらにブレード先端はテー
パ付翼形状を有することを特徴とする。本発明に従え
ば、テーパ付翼端形状を有するブレードの先端部付近に
ドループ可変機構が設けられる。したがってこのような
ブレードにおいてもブレードの後退時に失速特性を改善
し、前進時に抵抗の増大を防ぐことができる。

【００１９】また本発明は、ブレードの前縁下部にドル
ープが形成され、前記ドループの断面形状を変化させる
ためのドループ可変機構と、ブレードの前進時にドルー
プを収納させ、ブレードの後退時にドループを張り出す
ように制御するドループ制御手段とを備えることを特徴
とするヘリコプタ用ロータシステムである。本発明に従
えば、ドループ制御手段はブレードの前進時にドループ
を収納させ、ブレードの後退時にドループを張り出すよ
うにドループ可変機構を制御するので、ヘリコプタの高
速前進時に、対気速度が低速となるブレードの後退時に
揚力を大きくするためにブレードの迎角を大きくしたと
しても、このときドループが張り出すように制御するの
でブレードの失速特性を改善することができる。また対
気速度が高速となる前進時には、ドループを収納するよ
うに制御するので、前進時にドループによって抵抗の増
大が生じるといったことが防がれる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の第１形態
であるロータブレード１０の前縁部１０ａ付近を示す断
面図であり、図２はドループ１１を収納した状態を示す
ロータブレード１０の前縁部１０ａ付近を示す断面図で
あり、図３はドループ１１を収納した状態を示すロータ
ブレード１０の簡略化した断面図であり、図４はドルー
プ１１を張り出した状態を示すロータブレード１０の簡
略化した断面図である。

【００２１】ロータブレード（以下、ブレードと省略す
る場合がある）１０は前縁部１０ａにマスバランス１８
を有する中空のブレード本体１２とブレード１０の前縁
下部に形成されるドループ１１とから成り、このドルー
プ１１はドループ可変機構１４によってドループ１１の
断面形状が変化させられる。ドループ可変機構１４は、
ブレード本体１２の前縁に沿って配置され、伸縮性を有
する管状部材１５と、ドループ１１の前端１１ａおよび
後端１１ｂを滑らかな曲面で連結するように前記管状部
材を覆う伸縮性のカバー部材１６と、管状部材１５の体
積を制御する体積制御装置２４（図６参照）とから構成
される。

【００２２】ブレード本体１２の前縁下部には、ドルー
プ１１が設けられる凹所１７が、ドループ１１の前端１
１ａから後端１１ｂにわたり、ブレード１０のスパン方
向（図１の紙面に対して前後方向）に延びて形成され、
この凹所１７に複数、たとえば６本の管状部材１５がス
パン方向に平行に並べられる。これらの各管状部材１５
を覆うカバー部材１６は、ドループの前端１１ａおよび
後端１１ｂでブレード本体１２に滑らかな曲面で連結す
る。管状部材１５およびカバー部材１６はたとえば伸縮
性を有する繊維強化ゴムから成り、管状部材１５および
カバー部材１６の強化繊維の方向をスパン方向に揃えて
おくことによって、ロータブレード１０の回転による遠
心力の影響などで、ドループ１１がスパン方向に変形す
ることを防ぐことができる。

【００２３】体積制御装置２４はたとえばポンプから成
り、管状部材１５内に空気または他の気体または油など
の作動流体を注入して管状部材１５の体積を増加させ
る。各管状部材１５の体積が増加して膨張することによ
って、伸縮性を有するカバー部材１６は押し広げられ、
これによってドループ１１が形成される。この際、カバ
ー部材１６はブレード本体１２に滑らかに連なる。

【００２４】各管状部材１５から体積制御装置２４によ
って前記作動流体を吸引することによって、各管状部材
１５は平らに押しつぶされ、それとともに押し広げられ
たカバー部材１６が縮み、管状部材１５から作動流体が
すべて抜き出されてドループ１１は凹所１７内に収納さ
れる。この際、カバー部材１６はブレード本体１２に滑
らかに連なる。なお、ドループ１１の張り出し量は２〜
３ｍｍ程度である。

【００２５】また、各管状部材１５の大きさや内部流体
の圧力およびカバー部材１６の局所的な弾性を変化させ
ることで、形成されるドループの形状を所望の形状とす
ることができる。

【００２６】図５は、ロータブレード１０を簡略化して
示す平面図である。ロータブレード１０は図５（ａ）に
示すように端部はパラボラ型翼端形状を有する。なお、
図５（ａ）ではブレード１０の先端部約２割程度を示す
平面図である。パラボラ型翼端は、ブレード１０の先端
部が前縁１０ａから後縁１０ｂに向かうにつれて先端側
に向かって滑らかに傾斜して形成される。ドループ１１
はブレード１０の先端部付近で前縁下部に設けられ、断
面形状がドループ可変機構１４によって変化させられ
る。ブレード１０の後退時に最も対気速度が大きくなる
のはブレード１０の先端部付近であるので、ドループ１
１は先端部付近の前縁下部に形成される。

【００２７】またロータブレード１０は図５（ｂ）に示
すようにテーパ付翼端形状であってもよい。テーパ付翼
端はブレード１０の先端から約１割程度の前縁１０ａお
よび後縁１０ｂがそれぞれ先端に向かうにつれて互いに
近接する方向に傾斜して形成される。ドループ１１はブ
レード１０の先端部の前縁下部で、前記傾斜する前縁１
０ａに沿って設けられる。

【００２８】またロータブレード１０の先端の形状は、
図５（ｃ）に示すようにパラボラ型翼端形状の前縁１０
ａおよび後縁１０ｂをそれぞれ前後方向に広げた翼端形
状であってもよい。ドループ１１は前方に広がった前縁
に沿って下部に設けられる。

【００２９】ここで再び前述の図１５を参照して、テー
パ付翼端の失速特性を説明する。参照符Ｌ１のグラフに
示されるように、矩形状の翼端形状を有し、ドループが
形成されないブレードでは、翼の迎角αが増加した場
合、α＝１６〜１８°付近において失速が起こり、揚力
係数Ｃｌの値が急激に低下する。これに対してテーパ付
翼端形状を有し、ドループが形成されるブレードでは、
失速が起こる迎角αおよびそのとき得られる最大揚力係
数Ｃｌｍａｘがともに増加し、さらに失速後の迎角αの
増加に対する揚力係数Ｃｌの減少がドループが形成され
ない翼に比べて緩やかとなり、高迎角領域における失速
特性が著しく改善される。このようにテーパ付翼端形状
を有するブレードにドループを形成することによって失
速特性を改善することができる。

【００３０】図６は、ロータブレード１０を備える本発
明のロータシスタム２５の実施の一形態の制御状態を示
すブロック図であり、図７はブレード１０の方位角Ψと
ドループ量との関係を示すグラフである。なお方位角Ψ
は、ヘリコプタ２０の飛行方向に対して後方を基準とし
て反時計まわりの角度を示す。

【００３１】ヘリコプタ２０のメインロータ２１は、た
とえば２枚のロータブレード１０を有し、このメインロ
ータ２１の回転角はたとえばロータリエンコーダから成
るロータ回転角センサ２３によって検出される。ドルー
プ制御装置２２はこのロータ回転角センサ２３からの出
力に応じて各体積制御装置２４を制御して各ドループ１
１の張り出しおよび収納の制御を行う。

【００３２】ドループ１１は方位角Ψ＝０°〜１８０°
であるブレード１０の前進位置では抵抗の増大を防ぐた
めにドループ１１を収納し、方位角Ψ＝１８０°〜３６
０°となるブレード１０の後退位置ではドループ１１を
張り出させてブレード１０の失速特性を向上させる。方
位角Ψとドループ量との関係は図７の参照符Ｌ６に示さ
れるグラフのように、方位角Ψ＝１８０°で０であり、
最も失速の起こりやすい方位角Ψ＝２７０°で最大とな
り、方位角Ψ＝３６０°で再び０となるサイン波で制御
されてもよく、あるいは参照符Ｌ７で示されるグラフの
ように、方位角Ψ＝２２５°〜３１５°にわたってドル
ープ量が最大となるように方形波パルスで制御されても
よい。このように制御することによって、ロータブレー
ド１０の後退位置での失速特性を改善し、さらに前進位
置での抵抗の増大を防ぐことができる。

【００３３】図８は本発明の実施の第２形態であるロー
タブレード３０を示す断面図であり、図９はロータブレ
ード３０の前縁部３０ａ付近を示す断面図であり、図１
０はドループ４６が張り出したロータブレード３０の前
縁部３０ａ付近を示す断面図である。

【００３４】ロータブレード３０は、ブレード本体３２
とドループ４６とから構成され、ドループ４６の断面形
状はブレード３０の前縁部およびドループ４６の断面形
状を形成するカバー部材３５を有するドループ可変機構
５０によって変化させられる。カバー部材３５の上端３
５ａとブレード本体３２とは連結部材３６によって角変
位自在に連結され、カバー部材３５の下端３５ｂは、カ
バー部材変位装置３７によって前後方向（図８の紙面に
おいて左右方向）に変位される。

【００３５】ブレード本体３２は、前部に設けられる中
空のスパー３１と後部に設けられる複数のリブ３３およ
びこのリブ３３を覆う薄板３４とから構成される。スパ
ー３１の前部にはマスバランス４１が設けられ、スパー
３１の後方の下部には凹所４７が形成され、この凹所４
７にカバー部材変位装置３７が設けられる。

【００３６】カバー部材３５はブレード３０の前縁の上
部を形成する上カバー部３８と、ブレード３０の前縁の
下部を形成する下カバー部３９と、上カバー部３８と下
カバー部３９とを連結するカバー部連結部材４０とから
構成され、カバー部材３５が下方に変位すると、下カバ
ー部３９は下方に張り出してドループ４６として機能す
る。カバー部材３５とスパー３１との間には空間が形成
され、カバー部材３５とスパー３１とは繊維強化複合材
料から成る。これらのカバー部材３５とスパー３１とは
一体に形成されてもよい。上カバー部３８とブレード本
体３２との間の連結部材３６および上カバー部３８と下
カバー部３９との間のカバー部連結部材４０は、それぞ
れ強化繊維の方向がスパン方向に沿ってのみ設けられる
ので、連結部材３６およびカバー部連結部材４０におい
て上および下カバー部材３８，３９に比べて剛性が低下
し、ブレード本体３２と上カバー部３８、および上カバ
ー部３８と下カバー部３９とをスパン方向に平行な角変
位軸まわりに角変位自在に連結する。カバー部材３５の
下端３５ｂは、下面から上方に向かうにつれて後方に傾
斜するように傾斜面４８が形成され、この傾斜面４８は
スパー３１の傾斜面４９に当接して支持される。

【００３７】カバー部材変位装置３７は、スパー３１の
凹所４７内の前方側に設けられるＬ型のクランク４２
と、凹所４７内に設けられ、一端４３ａがスパー３１に
固定されるアクチュエータ４３とから成り、クランク４
２は取付片４４を介してスパー３１に角変位自在に連結
され、Ｌ型のクランク４２の短い方の一端はアクチュエ
ータ４３の他端４３ｂにリンク５１を介して連結され、
クランク４２の他端はリンク５２を介してカバー部材３
５の下端３５ｂに連結される。したがって、アクチュエ
ータ４３の他端４３ｂを上方に変位させることによっ
て、クランク４２を介してカバー部材３５の下端３５ｂ
は後方に変位する。この際、下端３５ｂは傾斜面４８が
スパー３１の傾斜面４９に当接して支持されているの
で、クランク４２の角変位によってカバー部材３５の下
端３５ｂは滑らかにブレード３０内に引込まれる。また
クランク４２はＬ型であるので、アクチュエータ４３の
わずかな変位を拡大し、カバー部材３５の下端３５ｂを
大きく後方へ変位させることができる。

【００３８】カバー部材３５の下端３５ｂが後方に変位
すると、図１０に示されるようにブレード３０の前縁部
３０ａ全体が下方に傾斜し、下カバー部３９が下方に張
り出してドループ４６が張り出した状態となる。この
際、カバー部材３５は上カバー部３８と下カバー部３９
とがカバー部連結部材４０によって角変位自在に連結さ
れるので、下カバー部３９が前縁下部で張り出し、ドル
ープ４６を効果的に形成することができる。

【００３９】アクチュエータ４３はたとえばスマートマ
テリアルによって実現される。代表的なスマートマテリ
アルとしてピエゾセラミクス、超磁歪素子、および形状
記憶合金を用いたものがある。ピエゾセラミクスは圧電
セラミクスの結晶から成る圧電アクチュエータであり、
電圧を印加すると歪みを生じる逆圧電効果を利用して、
変位出力を得るものであり、超磁歪素子は磁性体を磁化
したときにその寸法が変化する磁歪現象を利用したアク
チュエータである。本形態のアクチュエータ４３として
たとえば２枚の圧電セラミクスの薄板を張り合わせた構
造を有し、上側または下側の板を、電圧を印加して伸ば
すことで全体を曲げ、先端部分に大きな変位を発生させ
るバイモルフ型のピエゾセラミクスによって好適に実現
される。このようにスマートマテリアルから成るアクチ
ュエータ４３を用いることによって軽量かつ高速度で作
動するドループ可変機構５０を形成することができる。

【００４０】図１１は本発明の実施の第３形態であるロ
ータブレード５５を示す断面図であり、図１２はロータ
ブレード５５の前縁部５５ａ付近を示す断面図であり、
図１３はドループ５６が張り出した状態を示すロータブ
レード５５の前縁部５５ａ付近の断面図である。

【００４１】ロータブレード５５はロータブレード本体
５９とドループ５６とから構成され、ドループ５６の断
面形状はドループ可変機構６７によって変化させられ
る。ロータブレード本体５９は前部に設けられるマスバ
ランス５８と、複数のリブ５７と、マスバランス５８お
よび各リブ５７を覆う薄板６２とから構成される。ドル
ープ可変機構６７は、ドループ５６の断面形状を形成す
る第１および第２カバー部材６０，６１と、第１カバー
部材６０の上端６０ａとブレード本体５９とを角変位自
在に連結する第１連結手段である第１ヒンジ６３と、第
２カバー部材６１の下端６１ａとブレード本体５９とを
角変位自在に連結する第２連結手段である第２ヒンジ６
４と、第２カバー部材６１を角変位するためのカバー部
材変位装置６５とを含んで構成される。

【００４２】第１ヒンジ６３はブレード５５の前端に設
けられ、第１カバー部材６０を角変位自在に支持する。
第２カバー部材６１は、下端６１ａがブレード本体５９
の下部に、第２ヒンジ６４によって角変位自在に連結さ
れ、この下端６１ａからブレード５５の先端に向けて緩
やかに弯曲して延び、第２カバー部材６１の上端６１ｂ
は、屈曲部７３でほぼ垂直に上方に屈曲する。マスバラ
ンス５８には、ドループ５６が形成されない状態で、第
２カバー部材６１の上端６１ｂが収納される凹所６９が
形成される。

【００４３】第１ヒンジ６３の角変位軸には、捩りばね
６６が設けられ、この捩りばね６６によって第１カバー
部材６０は第２カバー部材６１の外側から第２カバー部
材６１に近接する方向にばね付勢される。第１カバー部
材６０の遊端部は先細状に形成され、ドループ５６が収
納された状態で、第１カバー部材６０の下端６０ｂは第
２カバー部材６１の下面に弾発的に当接し、第１カバー
部材６０と第２カバー部材６１とは滑らかな曲面で連な
る。

【００４４】第２ヒンジ６４よりも後方側のリブ５７に
はカバー部材変位装置６５のアクチュエータ７０の一端
７０ａがほぼ垂直に固定される。アクチュエータ７０の
他端７０ｂは第２ヒンジ６４よりもややブレード５５の
前端側に延び、このアクチュエータ７０の他端７０ｂと
第２カバー部材６１とはリンク７１を介して連結され
る。アクチュエータ７０の他端７０ｂと第２ヒンジ６４
との距離は、アクチュエータ７０の他端７０ｂと第２カ
バー部材６１の上端６１ｂとの距離に比べて短く選ばれ
るので、アクチュエータ７０の僅かな変位で第２カバー
部材６１の上端６１ｂを大きく変位させることができ
る。

【００４５】アクチュエータ７０の他端部７０ｂを下方
に変位させると、図１３に示されるように第２カバー部
材６１の上端６１ｂ付近が下方に下がり、これとともに
第２カバー部材６１に弾発的に当接する第１カバー部材
６０の他端６０ｂが前方に押し出され、ドループ５６が
張り出す。この際、第１カバー部材６０の下端６０ｂは
第２カバー部材６１の屈曲部７３付近に当接して第１カ
バー部材６０と第２カバー部材６１とは滑らかな曲面で
連なり、第１カバー部材６０と第２カバー部材６１とに
よってドループ５６が滑らかに形成される。第２カバー
部材６１の上端６１ｂ付近は屈曲部７３でほぼ垂直に屈
曲して設けられるので、ドループ５６が形成されたとき
に第１カバー部材６０の下端６０ｂが捩りばね６６のば
ね力によって第２カバー部材６１よりも内方に入り込む
といったことが防がれる。

【００４６】ドループ５６を収納する場合には、アクチ
ュエータ７０を上方に変位させることによって再び第２
カバー部材６１の上端６１ｂはマスバランス５８の凹所
６９に収納され、これとともに第１カバー部材６０の下
端６０ｂは捩りばね６６のばね力によって第２カバー部
材６１の下面に案内されて閉じ、ドループ５６は収納さ
れる。

【００４７】このようにドループ５６は、ロータブレー
ド５５の前端に連結される第１カバー部材６０と下面に
連結される第２カバー部材６１の２つの部材によって形
成されるので、ドループを形成する際、ロータブレード
５５の前縁下部のみを張り出させてドループ５６を形成
することができる。またアクチュエータ７０は、前述の
実施の第２形態におけるアクチュエータ４３と同様にピ
エゾセラミクスから成るバイモルフ型アクチュエータに
よって好適に実現される。

【００４８】第２および第３実施形態のロータブレード
３０，５５は、ロータブレード１０のロータシステム２
５と同様にドループ制御装置２２によって制御される。
この際、ドループ制御装置は体積制御装置２４に代えて
アクチュエータ４３および７０を、ロータ回転角センサ
２３に応答して制御する。

【００４９】またドループはロータブレードの前縁下部
において先端部付近にのみ設けられるだけでなく、前縁
下部にスパン方向全幅にわたって設け、ドループ可変機
構によって断面形状を変化させるように構成してもよ
い。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ドループ
可変機構によってドループの断面形状を変化させること
ができるので、ロータブレードの後退位置でドループを
張り出させることによって失速特性を改善し、前進位置
でドループを収納することによって抵抗の増大を防ぐこ
とができる。

【００５１】また本発明によれば、ドループ可変機構は
スマートマテリアルを用いるアクチュエータによって駆
動されるので、軽量にかつ高速度でドループの張り出し
および収納を行うことができる。

【００５２】また本発明によれば、ブレードの先端の形
状はパラボラ型翼端形状またはテーパ付翼端形状であ
り、この場合にもドループ可変機構によって失速特性お
よび抵抗の増大を防ぐことができる。

【００５３】また本発明によれば、ドループ制御手段は
ブレードの前進時にドループを収納させ、ブレードの後
退時にドループを張り出させるように制御するので、ロ
ータブレードの後退時での失速特性を改善し、さらに前
進時での抵抗の増大を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態であるロータブレード
１０の前縁部１０ａ付近を示す断面図である。

【図２】ドループ１１を収納した状態を示すロータブレ
ード１０の先縁部１０ａ付近を示す断面図である。

【図３】ドループ１１を収納した状態を示すロータブレ
ード１０の簡略化した断面図である。

【図４】ドループ１１を張り出した状態を示すロータブ
レード１０の簡略化した断面図である。

【図５】ロータブレード１０を簡略化して示す平面図で
ある。

【図６】ロータブレード１０を備える本発明のロータブ
レードシステム２５の実施の一形態の制御状態を示すブ
ロック図である。

【図７】方位角Ψとドループ量との関係を示すグラフで
ある。

【図８】本発明の実施の第２形態であるロータブレード
３０を示す断面図である。

【図９】ロータブレード３０の前縁部３０ａ付近を示す
断面図である。

【図１０】ドループ４６が張り出したロータブレード３
０の前縁部３０ａ付近を示す断面図である。

【図１１】本発明の実施の第３形態であるロータブレー
ド５５を示す断面図である。

【図１２】ロータブレード５５の前縁部５５ａ付近を示
す断面図である。

【図１３】ドループ５６が張り出した状態を示すロータ
ブレード５５の前縁部５５ａ付近を示す断面図である。

【図１４】ドループが形成されないブレード１およびド
ループが形成されたブレード２の翼型形状を示すグラフ
である。

【図１５】迎角αと揚力係数Ｃｌとの関係を示すグラフ
である。

【図１６】対気速度と抗力係数Ｃｄとの関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１０，３０，５５ ロータブレード １１，４６，５６ ドループ １４，５０，６７ ドループ可変機構 １５ 管状部材 １６ カバー部材 １８，４１，５８ マスバランス ２０ ヘリコプタ ２１ メインロータ ２２ ドループ制御装置 ２５ ロータシステム ３５ カバー部材 ３６ 連結部材 ３７ カバー部材変位装置 ４３，７０ アクチュエータ ６０ 第１カバー部材 ６１ 第２カバー部材 ６３ 第１ヒンジ ６４ 第２ヒンジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本宮 達郎 岐阜県各務原市川崎町２番地 株式会社コ ミュータヘリコプタ先進技術研究所内 (72)発明者 板東 舜一 岐阜県各務原市川崎町２番地 株式会社コ ミュータヘリコプタ先進技術研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレードの前縁下部にドループが形成さ
   れ、前記ドループの断面形状を変化させるためのドルー
   プ可変機構を備えるヘリコプタ用ロータブレード。
2. 【請求項２】 前記ドループ可変機構は、ブレード本体
   の前縁に沿って配置され、伸縮性を有する管状部材と、 ドループの前端および後端を滑らかな曲面で連結するよ
   うに前記管状部材を覆い、伸縮性を有するカバー部材
   と、 前記管状部材の体積を制御する体積制御手段とを含むこ
   とを特徴とする請求項１記載のヘリコプタ用ロータブレ
   ード。
3. 【請求項３】 前記ドループ可変機構は、ブレードの前
   縁部およびドループの断面形状を形成するカバー部材
   と、 前記カバー部材の上端とブレード本体とを角変位自在に
   連結する連結部材と、前記カバー部材の下端を、前後方
   向に変位させるためのカバー部材変位手段とを含むこと
   を特徴とする請求項１記載のヘリコプタ用ロータブレー
   ド。
4. 【請求項４】 前記ドループ可変機構は、ドループの断
   面形状を形成する第１および第２カバー部材と、 第１カバー部材の上端とブレード本体とを角変位自在に
   連結する第１連結手段と、 第２カバー部材の下端とブレード本体とを角変位自在に
   連結する第２連結手段と、 第１または第２カバー部材を角変位させるためのカバー
   部材変位手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の
   ヘリコプタ用ロータブレード。
5. 【請求項５】 前記ドループ可変機構は、スマートマテ
   リアルを用いるアクチュエータによって駆動されること
   を特徴とする請求項１、３または４記載のヘリコプタ用
   ロータブレード。
6. 【請求項６】 前記ドループ可変機構はブレード先端部
   付近に設けられ、さらにブレード先端はパラボラ型翼端
   形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか
   に記載のヘリコプタ用ロータブレード。
7. 【請求項７】 前記ドループ可変機構はブレード先端部
   付近に設けられ、さらにブレード先端はテーパ付翼形状
   を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載のヘリコプタ用ロータブレード。
8. 【請求項８】 ブレードの前縁下部にドループが形成さ
   れ、前記ドループの断面形状を変化させるためのドルー
   プ可変機構と、 ブレードの前進時にドループを収納させ、ブレードの後
   退時にドループを張り出すように制御するドループ制御
   手段とを備えることを特徴とするヘリコプタ用ロータシ
   ステム。