JPS59501706A - 剛性翼上における圧力検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 剛性翼上における圧力検出方式 本発明ｔよ、剛性翼、さらに詳しく述べるとこのような剛性翼近傍の風圧および ／あるいは流れ状況をモニターする方式１式％ 本発明を適用できる型式の翼組みは、一般的には各々が（例えば航空機の）翼形 状に構成さ、ｆｔでいる１個以上の剛性エーロフオイルから成っているが、翼を 構成している調布は航空機の翼の調布ど異なっていてもよい。

通常、エーロフォイルの横斯面は対康であるが、非対象断面形状を排除するもの ではない・。エーロフォイルは、それを通るような直交軸あるいはエーロフオイ ルからａｈでいる直交軸の囲りて回動するように搭載さに、例えばブームによっ て連結されている。上記１個以上のエーロフオイルをその軸の囲りて回転させる 二とにより翼組みの１−リム調整が行なわれる。この型式の翼組みは、公開され たヨーロッパ特許出願Ｎｏ、　６１．２９１及びＮｏ、　７７．２０５に記載さ れている。

航行中には、最大可能スラストの何パーセントにか該当するような′要求される スラストを与えるエーロフォイル迎角を選択し、かつ翼組み及び航空機本体を強 風による過度な力から防護することが常に必要である。さらに、特殊な装置を組 み込んで航行中あるいは航空機の係留中に横領斜角を一定に維持したり、捻れ張 力、横転１通り波等を最小限にするよう簀に応答する自動的あるいは半自動的な システムを得るには、エーロフォイル近傍の風及び流れの正確な状況をモニター することが好ましい。

従って、本発明は、少なくとも１個の剛性エーロフオイルから成り、かつエーロ フオイル表面の近情ての空気の流れの状態の指標を与えるよう配設さ扛た少なく とも１対の圧ガ取８１０を有するス組みを提供するものである。

以下に、本発明を添付する図面を参照−で例どして説明すｊシの状態を模式的に 図示したものである７第２図は、本発明に係る圧力取出点を有するエーロ“フπ イルの断面を図示するものである。

第３図は、本発明に係る別の配置とした圧力取出点を有するエーロフ】ｒイルＸ ｍみの断面を模式的に図示するものであろ−そして、 第１図は、本発明に係オノる流、１尤惑知・失連コ報装置を模式％式％ 疑義を避けるため、揚力、抗力及びスラストの語句は以下に述・・る関係を有す るものどする。、揚力は横力、抗力は下向風の力、及びスラストは揚力及び抗力 の・＼クトル和どする。

第１図において、二一ロフォイルスｆＩｉ、ｂを断面図で表わしである。このス 徂は、一般的にはエーロフオイルを°通る直交軸の周りで回動されるようになっ ている前方翼部１と、一般的には前方翼部Ｘに保持さ、１１ている直交軸の周り に回動されるようになっている後方翼部２とから成っており、後方翼部二の直交 軸は前方翼部を通りその後縁の方向に延びている。

後方翼部２は、ブームによってその軸に取り伺けられており。

ブームによって後方翼部は鏡像位置にある前方翼部１の一方の側から他方の側ノ ＼と揺動可能となっている。

２つの翼部との間に形成される空力的スロット形状の効果を高めるたｆバースウ ソ１−言）るいはフラップを前方翼部１の後（敷に取−’　！’Ｊ”することも てきるっ翼部１と２としこよって翼組みの主要なスが構成さ！ｔでおり、全体の 組立体は、後方羽根（図示せずンの動作によって回転させ、Ｓようにてきる。

第１１Ｔ’ｌ　ｌＪ３にだいて、矢印で示した風は、−１０°の角度で前方翼部 ｌに〕＼す、エーロフオイルの周りでの空気の流れは、飲圧側の後方翼部２の後 縁で剥離をする小さな（！？流３ａを除いて滑らかで１１首した流れとなってい る。

この刊濯伴流の程度かかなり大きくなった場合は、失速の圀′Ｆｉを了、し、失 速の程度か増すと、それぞれ第ｉ図（ｂ）及び（−）σ、う照番汗３ｂと３して 示すよう【；剥離、皮は二−ロフオｒルにイ・０って前１水八とさらに移動しく すなわち、空気の流れ中の？’Ｊ雛かさらに早い時期に生じる）、これらの場合 には風は００及び＋１０″で入っている。単一のエーロフォイルに・ついても失 速の開始は同様に起こる。すなわち、臨界点におし）で、初めは低圧側のｍ＋ｆ ３’において、次に低圧側に沿って漸進的に前：改に方向へと空気の流れの剥離 が生じる。失速時には。

エーロフオイルでもはや有益なスラストが得られな％Ｎ点に到着する。

走航下風等の特殊な状況は除いて、一般的には翼組みの失速を回避するよう計ら れている。特殊７ｆ翼組み及び制御システムでは、好ましい作動迎角は最大揚力 及び最大の揚力抗力比が生じるエーロフオイルの位置に依拠している。最大揚力 は、翼組みの失速近傍・方位置で生じる可能性があり、ス、風は、おそらく秒当 り４０°て急速にシフ１〜することもあり得、かつニーしフォイルの回動制御シ ステム（ま有限の応答時間を有するので　好ましい作動位置は洛最大掲力か生し る位置より、例えば、４°薄れ、失速立国；Ｊ・らは安全なゆとりかあるよう選 択さＩｒで５する。

本発明では、圧力取出し点の圧力差力・Ｈとなるように迎角を調整することによ って翼組みか好ましい作動位置に位置する飼所に配置しである。

本発明カ一実施態様では、第３図に、もいてス間り配置の概略が図示しであるか 、圧力取出し点１つ、　１１及び１２は前方翼部り前、Ｘ、部す周囲１・；設け てあり、３つの圧力取出し点からの信号が演算手段ζ二速Ｉもれ、この手段によ ：、〕又：１（さ引（る規亭に従って；Ｚ、徂みの角度が調節さ！］−る上うに なっている。最通スラＰ　Ｉｎは取出し点′、０の圧力であり、ｐ　Ｉ＋は取出 し点１１の圧力であり、そしてＰ　１２は取出し点１２の圧力である。

取出し点１ｑは、前方翼部の中心線上に位置してし）る。取出し、点１１ど１２ の位置によってス組みが同調する場合の風の正確な入射角力・決定される。取出 し点１１ど１２の位置は、前縁及び取出し点１０から周面のまわりの全体の翼弦 の５％の距雛にあミことが好ましいことが決定された。圧力取出し点が１．こ」 ｔらの位置にある場合には、風の入射角が零のどぎ上記関係は、ｆｔ１される。

取出し点をさら【こ前縁に近く設けると、入射角か負のとき上記開院力・満足さ れ１例えば取出し点を翼弦全体の二８９δの周面のまわりの距雅に配置するど、 上記関係式が満さ」する入射角は一１°　どなる。この位置は、取出し点在５２ ６の位置にした局かよりもさらに失速位置から遠（なり、また、零点に近い関係 式の値の変化が小ごくなるので、同調操作の感度はもし、取出し点が前縁よりガ らに遠くにＩＩ　ｉｔて位置するとき、例えば１０％の点の場合には、上記関係 は正の入射角で満７され（ｉｌｌ１％Ｖｊ位置ては１と°）、翼組りはさらに失 速位置に近い所で作動するということに７多乙、この後者の位置の取出し点の場 合、上記関係及び従って感度の意義が、圧力対入射角の曲線力１、失速した状態 ノ（の移入及び該状態からの移出との間にヒステリシスを呈するのて゛損なわれ るという開運がある。

２　Ｐ　Ｉｏ　Ｐ　ｕ　＝　Ｐ　１２の値が零からはず７ｈた場合には、雲の値 か再び得られるまで翼組みが制御システムあるいは演算手段によって回動される 。所定の開き状態では、正方向のずれにより一方向の回転が必要であることが指 示され、負方向のず７れの場合には逆の回転が指示さ扛る。あるずれに必要な回 転の意味は、開き状態での変化どどもに変わるので、どんな開さて航行している かについてあ情報も演算手段に入力されてし゛する。この情報は９後方翼部の動 きに連結したス１′ノチシステムル；よって組み入れることも出来るし５、また 風羽根や池の手段から取り出すことができる。

最適の搗カニ抗力比を得る九力には、満足さｂる）＼き関係式はＰｌ・−ｐ　、 ：　＝○である。う％Ｃカ位置に取出し口かあ７る場合゛には、風の入射角が一 １Ｇ’、ｓ’の時に雪となる。開きが変えら九るど、差の符号は変、しり、従っ て、例えば正は時計回りで負は反時計回りとの取り決めを採用し、でもよい（正 、は時計回りということは、取出し７点１１は上弦側にあることを、意味する） 。もし、より高い揚カニ抗力比を望ものてあ、れば、取出し点を局面のまわりに 荊、歇からさらに還くに置いてもよい。

暴弘状況て、翼■みを過度−力から防書することを望むのてあ、１１は、後方翼 部を前方翼部（二３わきて、クツ・つスｉｉみを入射角零に推持する、このため には、圧力取出し点１１と１：の差も同様に零に１εつ− 全てｆ・弓か、ダ、えられている図は近１１Ｊ的なものてあり、所定の翼組みに 対しての取出し点の正確な位置は、例えば風洞その上／’＋１０．１１．　’１ ２．１３．１４．　ｔｂ及び１６と番号をつけた点は本発明による圧力取出し点 を示す。本発明の全ての実施例において、番号を寸した圧力取出し１点全てが必 要という訳ではなく、ある実施態様では、全ての取出し点がエーロフオイルの一 方の側あるいは両側に１′ａっで存在していてもよい。大部分の場合、エーロフ オイルは対象なので、一般的には取出し点の配置は対象であることが好ましく、 また、翼組みは、各鏡像位置で同じように殿能する、すなわち、下肢及び上肢の 開きの両方で同じように機能することが望ましい。

図示しであるように、前徴中心線上の孤立している取出し点は除いて、取出し点 はエーロフオイルの両側に対になって対象に位置してし・る。各取出し点は、例 えばバルブ及び圧力″Ｘ換器を介して演算手段に信号を送るようにされており、 演算手段により最適執行条件め決定および／または失速状態の警告が行ｊ、２　 ニー１．１ｚろ 流１１の状態の指標をぢ−えろため、下記いす１１かのあるいは両方の方法で取 ；−’′ＪＬ点の圧力か比較さ才する。

まず、二−ロフ士イルの低下側にあ：）１対の取出し１点の圧力差をモニターし 、でも良い、そ、↑ｔ：主開きによるか取出点１１とＩＣ１、Ｌ−・は取出し点 １２ど１１との圧力差である。

１トら５かな流、１シか存在すＪｌば、゛圧力差は小さいが、失速開始時には、 ７す：ＩＬ庫流は紙速てあ７−より高い圧力をもたらす（揚力の低下につ−」・ かる）ので圧力差は増大するーこのようにして、失速状況をモニターする場ａ、 第２の苅の（あるいは、さらに別の）取出し点を空気の流れの剥踵程度の許容範 囲ではあるか一計が必要であるエーロフオイル上の位置に設置すハきである。勿 論、多数の対となった取出し点を用いて、利率した空気力流れの進行を正確しこ 確認することもてきる。

あるい（よ、エーロフォイルの両側の取出し点の間の圧力差をモニターしてもよ い。この場合には、１１と１２．１３と１４．１５らかな空気の流オｌ、が存在 する場合には、エーロフオイルメの高・低圧力側に圧力差がある５失速状態では 、空気の流九が剥離するので低圧側の圧力が増大し、従って、圧力差は減少する 。

取出し点が第２図のように位置している場合には、圧力差は最初に対１５と１６ 間、次に勾ｙ３ど１１間、最後に対１１と１２間で紙上する。対１５と１６及び 対１３と１４との間に新しい対を設け′１ｔば、さらに詳細に失速の開始をモニ ターできるのは明らかであろう。

Ｘ　Ｅ的には、エーロフオイルの全長に沿って圧力取出し点を設ける必要はない 。すなわち、線上に合わせる目的では、前縁部の周りの１．ｉｌｌの３一つの圧 力取出し点及び／または失速警告システムどしての後縁近傍の１勾のもので充分 である。

第３図に前方及び後方翼部を陥えた翼組みに適合させた二のような組み畠−」− せが図示’！、’、ｊｌており、失速譬告取出し点は、後方翼部に位置している ３異なる高度で状況は変化するので、翼幅（直交）方向に離間し、た幾組かの取 出し点からの信号を（演算手段で）平均化することが好ましい。

暴風雨進入に対しての防護として、取出し点を低い曲げ係数を有する非２過性の 膜て塞いて圧力信号がほどんど変わらないようにして内側へ伝達するようにして もよい。氷に対する防護として、加熱あるいは低凍結点スプレー装置あるいは他 の逍当な手段を設ける。

例えば、エーロフオイルの前縁部あるいはその近傍に所定の高さに三つの圧力取 出し点を有するシステムを用いる場合には１．取出し点の位置での小さな誤差が エーロフオイルの角度調整の際に重大な誤差を生み出すという点で制約がでてく る。又、摩耗によってエーロフオイルの平滑性及び対象性が除々に損なわれたと しても単に局部的な圧力情報に依存している制御システムでは感知できないであ ろう−このような制約を取り除くために、本発明の好ましい実施態様では、圧力 取出し点に変更を加えて変化する風速に対して流れの状態をモニターする装置を 提供している。第４図において、この装置は二−ロ、フォイル構造中の空洞に窪 ませたボックス１７ヲ有し、ボックスの外表面にはエーロフオイルの前縁部に最 も近い縁部に沿って１９でヒンジあるいはさもなくばピボットするようにしたフ ラップ１８が設けられている。フラップ１９はそのヒンジ縁部がエーロフオイル の表面を沿う空気の流れに対してほぼ横切るように配置されており、閉じた位置 にある場合にはフラップは、エーロフオイルの表面と同一面となるようになって いる。フラップの縁部は可撓性隔膜２０てポＺノクスの周辺部にシールされてい る。フラッ゛プは、例えば外側方向に付勢するバネによって軽く偏向されている 。

ボックスの内部には、ピトー管２１によって外部の風速に見合う圧力が供給きれ ており、ピトー管のプローブ端部２２は、ニー〇フォイル前織部あるいはその前 方に載置されている。

このようにして、ピトー圧力及びバイヤスの組合わせによりフラップ１８は外側 に押圧されぎみになっている。エーロフオイルの表面に滑らかな流れが存在する 場合には、該流れの運動エネルギーによってフラップが開くのが防止され、この 運動エネルギーにより外側方向へのバイヤス及びピトー圧力に対抗している。失 速状態では、運動エネルギーは小さいか、あるいは全く逆向きとなっており、圧 力が不十分で・あり、フラップが、隔膜２０と失速警告指示装置を始動させる剥 離接点２３によって許容される範囲内ではあるが外側方向へ移動するのを阻止で きなくなる（勿論、接点はフラップが外側にこ移動する際に接触するように配置 −することも可能である）この装置は、高い運動エネルギーの滑らかな流れとは 異なる流れ状態における変化により始動され、ピト°−プロ、−ブによって代償 圧力か加えられるので風力とは独立的に稼働するという利点がある。装置の位置 により、本装置とは種々の揚力・抗力比１こおいて始動され、後縁部の方のもの は、前縁近傍に位置するものより前に失速伴流によって影響を受ける。

本発明の別の実施態様では、エーロフオイルのほぼ最大径（すな、わち、弦に垂 直な最大の厚さ）に位置する１対あるいは翼幅方向に離隔した複数の対の゛圧力 取出し点の圧力差ΔＰがモニターされる。揚力係数ＣＬは、エーロフオイル全表 面に渡って圧力係数Ｃｐを積分した値である。

エーロフオイル上の圧力＝ＣｐＸ＋ρ■ｉって・ 圧力／＋ρｌ　＝−Ｃｐ ２つの圧力取出し点及びピトー静圧装置からこの関係式しこよりＣｐがまる。

あるいは、流速に比例する出力を出す風速計を用し）で運動ヘッドを計算するこ ともできる。ρは定数である。

特定のどの点でもＣｐをめられれば、Ｃｐの値を翼組みの全角度に対し、てプロ ツ１−することができる。Ｌ＞え番；、第３図に図示した翼組みては、翼組みを 、例えＩよ、角度θ回転するようにセラ１−シて、従って前方翼部の回転及び入 射角の変更を行なうことができる。Ｃｐの値をモニターすることによって、Ｃｐ 対人羽角の曲線を現下の傷勢な状態【二対してプロットすることもできる、失速 点では、θ　（あるｂｌｌよ、入射角しこ関連するモニターされた他の変数）ｔ こ対するＣｐの増加率（よ減少し５、究極にはりになる。現下のＣｐ対対画曲線 び現下の最大Ｃｐをめ引１ば、翼組みをＣ，ｐの最大値以下の安全レベルΔＣｐ となる所望の作＠ＣＰにセ・ソトできる。

定期的に繰り返し〔ｐ対Ｏ曲線をひき、それ（こ従って翼組みを調整する。翼組 みは、３〜５分ごと番；「θ範囲」の振幅を行なうよう考慮される一典型例とし てζま、最大Ｃｐを約十とすることが予想さｈよう。

全ての実施態様において、翼組みの上流側の風羽根を利用して入射角に対しての 適切な値を制御システムＶこ゛入力し、微調整のために圧力取出し点を利用する こと力＼好ましｂ１カ１キノ知国際調査報告

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも１つの剛性エーロフオイルからなり、エーロフオイル近傍の空気 の流れ指標を与えるように配置されている少なくとも１対の圧力取出し点を有す る翼組み。 ２、異なった値について圧力取出し点のミニターを行なう特許請求の範囲第１項 に記載の翼組み。 ３、圧力取出し１点が、エーロフオイルの後縁に向かう両側面に位置し、圧力差 がモニターさｔて、圧力差が零に向かって減少する場合に失速警告を行なう特許 請求の範囲第２項に記載の翼組み。 ４、さらに、運動ヘットの呟の表示を行なう手段と前記異なった値と運拘ヘッド どから揚力係数を決定する手段とを有する特許請求の範囲第２項に記載の翼組み ７５、圧力取出し点が、エーロフォイルの後縁に向かう両側面に位置し、差が零 値を維持するように翼組みの角度を調整するための手段が設けら４でいろ特許請 求の範囲第２項に記載の翼組み− ６さ４に、エーロフオイルの前縁の中心線に位置する圧力取出し点ど中心線の取 、出し点の値の２倍と両側面の取出し点の値の和との差を零値に維持するよう翼 組みを調整する手段どを有する特許請求の範囲第５項に記載の翼組み。 ７、両側面に位置する取り出し点が前縁の中心線から周面のまわりて全翼弦の５ ％の距離に配置されている特許請求の範囲第５項に記載の翼組み。 ８、−翼表面と連続面を形成するフラップによって閉じられるチャンバーを有し 、該フラップは滑らかな付着空気流によって吹き付けられて平らになるようにピ ボットされ、かつフラップの内表面は、外側風速に見合う力を受けるようにされ ている失速警告手段。 ９、フラップが、可撓性隔膜によって少なくともその周縁で二一口フォイルにシ ールされている特許請求の範囲第８項に記載の失速警告手段。 １０、前轍の中心線に位置している圧力取出し点とエーロフォイルの両側面に対 象的にかつ前縁の中心線から局面の周りの全翼弦の５％の距離に位置している圧 力取出し点とをモニターし、中心取出し点の値の２倍と両側面の取出し点の値の 和との差が零の位置に翼組みを維持するか、あるいは１両側面の取出し点の値の 血を零に維持をする、空気流の状態を決定し及び／または剛性のエアロフォイル 翼組みへの風の入射角をモニターする方法。