JPS6047156B2

JPS6047156B2 - 航空機のエルロン下げ操作機構

Info

Publication number: JPS6047156B2
Application number: JP7916881A
Authority: JP
Inventors: 政次野沢
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1985-10-19
Also published as: JPS57194192A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、航空機のエルロンドループ操作機構い関する
。

周知のように、航空機には、離着陸時のみ使用しその離
着陸性能の向上を計るフラツプ装置（高揚力装置）と、
横操縦に使用するエルロン（補助翼）とがある。

フラツプ装置は、第１図にＦで示すように主翼１の後縁
内側に、またエルロンは同図Ａで示すように主翼１の後
縁外側に設けられる。より優れた離着陸性能を得るには
フラツプ面積の拡大が考えられる。

フラツプ面積の拡大のためには、フラツプコード（翼弦
）の延長、またはフラツプバン（翼長）の延長が考えら
れるが、フラツプコードの延長は、主翼本体構造がフラ
ツプの前方にあるため、必然的に限度があり、またフラ
ツプバンの延長にはフラツプの外方にエルロンがあるの
で、これもまた限度がある。そこで、離着陸時のみ左右
両翼のエルロンを、Ｊ横操縦機能を保持したまま下方へ
傾動させ、主翼のフルスパンにわたつてフラツプが設け
られていると同様の形態とし、エルロンをフラツプの一
助として離着陸性能の向上を計る「エルロンドループ」
（以下エルロン下げと官う）という方法があｉる（株式
会社潮書店昭和５俳３月１０日発行「丸メカニツク」第
１５号第１項、および昭和６時７月１０日発行「丸メカ
ニツク」第２３号第２４−２５頁参照）。

このエルロンドルーブは、他に特別な動翼を追加するこ
ともなく、また既存の航空機に対してはエルロンを離着
陸時のみフラツプに連動させる機構の追加ばけで離着陸
性能の向上が計れる便利な方法である。ところが、従来
のエルロン下げによる方法では、離着陸性能は向上する
が、エルロン下げ時にエルロンに十分な舵角を与えるこ
とができず、エルロン本来の能力が半減し、結局、期体
としての総合的性能の向上はさきほどの効果が得られな
いという問題があり、これが、エルロン下げが多用され
なかつた大きな原因となつていた。

従来のエルロン下げ機構の構造および問題点を図面につ
いて詳述すると、第２図において、２は操縦桿であつて
、この操縦桿２はエルロンＡに次のようなリンク機構を
介して連結されている。

操縦桿２は、枢軸３まわりに回動自在に支持され、その
下端は、リンク牡ベルクランク５、リンク６、ベルクラ
ンク７、リンク８を介してレバー９の先端に枢着されて
いる。レバー９は基端を枢軸１０で支持され、その中間
部にはピン１２を介して左右のロッド１３Ｌ，１３Ｒが
枢着されている。なお、第２図において、矢印Ｌは航空
機の左側を、Ｒは同じく右側を、Ｆｒは同じく前方を、
Ｂは同じく後方を意味する。よつて、１３Ｌは左側のロ
ッド１３を，１３Ｒは右側のロッド１３をそれぞれ指す
ものである。なお、ロッド１３Ｌ，−１３Ｒより先に連
なる機構は左右対称てあるので、その左側のみについて
以下説明し、右側については左側と同じ数字にＲを付し
て説明を省略する。ロッド１３Ｌの先端は、三角形状ベ
ルクランク．１４Ｌの１つの頂点部に枢着されている。

このベルクランク１４Ｌの第２の頂点部はピン１５Ｌに
よつて腕１６Ｌの先端に枢着されてにり、腕１６Ｌの基
端は枢軸１７Ｌによつて枢着されている。ベルクランク
１４Ｌの第三の頂点部はロッド１８Ｌの一端に枢着され
、このロッド１８Ｌの他端は、エルロンＡの脚２０Ｌに
枢着されている。エルロンの脚２０Ｌは固定枢軸２１Ｌ
に枢着されている。エルロンＭのアップ方向Ｕへの回動
はストッパ２２Ｌにより、またダウン方向Ｄへの回動は
くストッパ２３Ｌによつて制限される。フラツプＦは脚
２５Ｌに支持され、この脚２５Ｌは固定枢軸２６Ｌに支
持されている。

フラツプＦには、モータＭによつて作動されるアクチュ
エータ２７Ｌの回転ねじ２８Ｌが螺入されており、アク
チュエータ２７Ｌによる回転ねじ２８Ｌの回転によつて
フラツプＦは枢軸２６Ｌまわりに回動しうるようになつ
ている。フラツプの脚２５Ｌにはロッド３０Ｌに一端が
枢着され、その他は前記ピン１５Ｌによりベルクランク
１４Ｌに枢着されている。以上の構成において、モータ
Ｍを作動させアクチュエータ２７Ｌ１２７Ｒを介して回
転ねじ２８ＩＬ，２８Ｒを回転させると、フラツプＦは
第２図および第３図に示す上昇位置から第４図および第
５図に示す下降位置へ枢軸２６Ｌ，２６Ｒのまわりで回
動して揚力を高める。

フラツプＦの下降によつて、ロッド３０Ｌ，３０Ｒは第
４図に示すように後方へ引かれ、腕１６Ｌ，１６Ｒは後
方へ向つて回動する。

この時ベルクランク１４Ｌ，１４Ｒは、ロッド１３Ｌ，
１３Ｒによつて互いに連結されているため、ピン１５Ｌ
，１５Ｒまわりで実質的に回転することなく単に後方に
移動する。よつて、ロッド１８Ｌ，１８Ｒも後方に変位
し、エルロンＡはダウン方向Ｄへ向つて回動させられる
。この方向Ｄへのエルロンの移動がエルロン下げである
。そして、フラツプＦの下降に連動してエルロンＡも下
降することにより、エルロンはフラツプと同様に離着陸
性能の向上にあずかることになる。エルロンＡによる横
操縦のためには操縦桿２を操作する。

いま、第２図の状態において操縦桿２を右方向（矢印Ｒ
）に操作したよすると、レバー９は枢軸１０まわりで反
時計方向に回動し、これによつて両ロッド１３Ｌ，１３
Ｒは左方へ移動し、このためベルクランク１４Ｌ，Ｙ（
Ｒは反時計方向に回動し、左方のエルロンＡはロッド１
８Ｌを介してダウン方向Ｄの回動し、右方のエルロンＡ
はロッド１８Ｒを介してアップ方向Ｕに回動する。逆に
、操縦桿２を左方Ｌへ操作すると、同様にして左方のエ
ルロンＡはアップ方向Ｕに回動し、右方のエルロンＡは
ダウン方向Ｕに回動する。このようにしフラツプＦが上
昇位置にある時には、操縦桿２によるエルロンＡの操作
は左右等角度で支障なく行われる。

しかしながら、第４図に示すようにフラツプＦが下降位
置にある時には操縦桿による左右のエルロンＡの操作に
次のような問題が生じる。いま、具体的一例として、エ
ルロン最大作動角をアップ方向３０とおよびダウン方向
３０動と仮定し、その条件のもとでエルロン１４．５０
下がるようにフラツプＦを下降させたとする。

この状態で操．縦桿を左右へフル操作したとすると、第
４図においてレバー９は反時計方向に回動し、ベルクラ
ンク１４Ｌも同方向に回動し、ロッド１８Ｌを介して左
翼エルロンＡはダウン方向のストッパ２３Ｌに当接する
まで下降する。かくして、左翼エルロンＡが停止した位
置では、エルロンの回動角度は最大作動角の３００に等
しく、したがつて、左翼エルロンＡはフラツプ操舵によ
り予め下がつた位置からダウン方向に３０舵−１４．５
下＝１５．５ことになる。ところが、右翼エルロンＡの
アップ方向への回動については問題が生じる。

すなわち、右翼エルロンＡは、ロッド１３Ｒ１ベルクラ
ンク１４Ｒ１ロッド１８Ｒを介してアップ方向に左翼エ
ルロンＡと等しい１５．５てだけ回動するが、この回動
方向は予め与えられているエルロン下げ方向とは逆の方
向であるから、結局、右翼エルロンＡは１４．５向−１
５．５か＝ー１．００だけ回動したことになり、右翼エ
ルロンＡは第２図の中立位置からアップ方向に１０ロ回
動したにすぎない。したがつて、右翼エルロンＡはその
アップ方向のストッパ２２Ｒまで、未た３００−１．０
０＝２９．００に相当する隙間を残していることになる
。このように左翼エルロンが最大作動角まて回動してい
るにもかかわらず、右翼エルロンが最大作動角のほんの
一部しか回動しないことは、エルロンによる横操縦能力
が低いことを意味する。これは、右翼エルロンを最大作
動角まで回動させた場合にも同様で、左翼エルロンは少
ししか回動しない。本発明は、従来のエルロン下げ操作
機構の上述のような問題点を解決することを目的とする
ものである。

本発明によれば、操縦桿をエルロンに連係するリンク機
構に多節可変差動リンク機構を組込み、この差動リンク
機構には、操縦桿側に連なる原動リンクと出力リンクの
基端を両リンクが相互に角度をなすように共通の固定枢
軸により枢着し、これら両リンクの先端を、屈曲可能に
端部に端部同士を枢着した２本の連結リンクで枢着連結
し、これら２本の連結リンクの間の屈曲枢着部に第三の
連結リンクの一端を枢着し、前記原動リンクと出力リン
クが回動する領域でそれらリンクの共通固定枢軸に対し
て間隔をおいて設けた固定部に基端を枢着した揺動リン
クの先端を前記第三の連結リンクの他端に枢着し、前記
第三の連結リンクと揺動リンクの枢着部をロッドを介し
てフラツプに連結し、フラツプ上昇時には、原動リンク
と出力リンクの共通の固定枢軸と、第三の連結リンクと
揺動リンクの枢着部の枢軸とが同一軸線上にあり、フラ
ツプ下降時には、第三の連結リンクと揺動リンクの枢着
部の枢着が前記固定枢軸との同軸関係から外れるように
構成することによつて、前記目的が達成される。

以下、本発明の詳細を説明すると、第６図は本発明によ
るエルロン下げ操作機構を第２図に対応する形で示した
ものであり、第６図において、第２図におけると同じ部
分および部材を示している。

よつて、そのような部分および部材については説明を省
略し、第２図の機構に比し改変された部分のみにつき説
明する。本発明によれば、第２図における三角形状ベル
クランク１４Ｌ，１４Ｒに代つて、多節可変差動リンク
機構３２Ｌ，３２Ｒが設けられる。

これらの気構３２Ｌ，３２Ｒは左右対称てあり、したが
つて、その右方の機構３２Ｒのみについて説明し、左方
の機構３２Ｌの説明は省略する。中央のレバー９の右側
に連なるロッド１３Ｒの先端には原動リンク３３Ｒの一
端が、第７図に示フすようにピン３４によつて枢着され
ている。

原動リンク３３Ｒの他端はピン３５によつて固定ブラケ
ット３６Ｒに枢着されている。前記ピン３４には、また
、連結リンク３７Ｒの一端が枢着され、その他端はピン
３８によつて連結リンク３９Ｒの５一端に枢着され、リ
ンク３９Ｒの他端はピン４０によつてリンク４１Ｒの一
端に枢着され、このリンク４１Ｒの他端は前記ブラケッ
ト３６Ｒのピン３５によつて枢着される。よつて、リン
ク３３Ｒ，３７Ｒ，３９Ｒ，４１Ｒは４節リンク機構を
θ構成する。ピン４０には、エルロンＡに連なるロッド
１８Ｌが連結されている。よつて、ロッド１３Ｒによつ
て原動リンク３３Ｒがピン３５まわりて回動させられる
と、リンク３７Ｒ，３９Ｒを介してリンク４１Ｒがピン
３まわりで回動させられ、リンク４１Ｒの回動がロッド
１８Ｒを介して右翼エルロンＡに伝達される。したがつ
て、リンク４１Ｒは出力リンクとして機能する。ピン３
８には、また、上下１対の連結リンク４３Ｒ，４３Ｒの
一端が枢着され、それらのリンクの他端のピン４４には
、同様に上下１対の揺動リンク４５Ｒ，４５Ｒの先端が
枢支されており、これらリンク４５Ｒ，４５Ｒの基端は
固定ブラケット４６Ｒのピン４７によつて枢着されてい
る。

そして、ピン４４によつて、リンク４３Ｒ，４５Ｒには
、フラツプＦに連なる前記ロッド３０Ｒが連結されてい
る。第６図に示すように、フラツプＦが上昇位置にある
場合には、多節可変差動リンク機構３２Ｒは、第７図に
示す状態にはなく、第８Ａ図に示す状態にある。

この状態では、リンク４３Ｒ，４５Ｒの枢着ピン４４の
軸線と固定枢軸ピン３５も軸線とが一致した状態にある
。そして、ピン４４の位置は、ロッド３０Ｒとリンク４
５Ｒによる拘束によつて不動となつている。したがつて
、このリンク機構３２Ｒの原動リンク３３Ｒと出力リン
ク４１Ｒのなす角度αは常に一定であり、リンク機構３
２Ｒは第２図を場合と同様に１個のベルクランクと同じ
形態となり、軸線４４，３５のまわりに回動する。この
状態は、左側の多節可変差動リンク機構３２Ｌ（第６図
）についても同様である。よつて、第２図に示す楊合と
同様、操縦桿２の左右Ｌまたは右方Ｒへの操作によつて
、左右のエルロンＡはアップ方向Ｕまたはダウン方向Ｄ
に等角度回動させることができる。例えば、操縦桿！２
を第８Ｂ図に示すように右方へ操作すると、リンク機構
３２Ｒは前記角度αを保持したまま反時計方向に回動し
、ロッド１８Ｌを引き、左側ではそれと全く反対の運動
が起きる。また、操縦桿２を左方へ操作すると、右側の
リンク機構３２Ｒは３第８Ｃ図に示すように時計方向に
回動し、ロッド１８Ｒを押す。離着陸時にフラツプＦを
下降させて第９図の状態にすると、ロッド３０Ｌ，３０
ＲがフラツプＦによつて後方へ引かれるため、多節可変
差動リン４，ク機構３２Ｌ，３２Ｒは、例えばその右側
のものについては第１０Ａ図に示す状態になる。

この状態ではロッド３０Ｒがリンク４３Ｒ，４５Ｒを後
方へ引くために、四辺形リンク機構３３Ｒ，３７Ｒ，３
９Ｒ，４１Ｒがや）偏平状につぶれ、ピン４４はピン３
５との同軸関係をもたなくなり後方へ変位する。これに
よつて、角度αは第９図に示すように下げ角相当分大き
くなる。しかし、原動リンク３３Ｌ，３３Ｒは、ロッド
１３Ｌ，１３Ｒにより連結されていてそれらが回転力が
バランスするので回転移動することはない。角度αの増
大によつて出力リンク４１Ｌ，４１Ｒが後方へ回動した
分だけロッド１８Ｌ，１８Ｒが後方へ変位２し、したが
つてエルロンＡは左右とも第９図のように下がる。第９
図の状態において、操縦桿２を第１０Ｂ図に示すように
右方Ｒへ操作すると、ロッド１３Ｒが左方へ引かれ、リ
ンク機構３２Ｒは同図に示すｉ状態になる。

すなわち、連結リンク３３Ｒは矢印で示すように反時計
方向に回動し、それに連結された連結リンク３７Ｒ，３
９Ｒに引かれて出力リンク４１Ｒもピン３５のまわりで
反時計方向に回動する。この時、ピン４４は前述のよう
にピン３５とは同軸的でない位置に固定されており、連
結リンク４３Ｒは固定されており、連結リンク４３Ｒは
固定ピン４４のまわりで反時計方向に回動する。第１０
Ａ図の状態を第１０Ｂ図の状態の比較によつて明らかな
ように、原動リンク３３Ｒと出力リンク４１Ｒの先端部
同士を連結する連結リンク３７Ｒ，３９Ｒは、第１０Ａ
図の状態では両者がほぼ直線状をなすように延びている
が、第１０Ｂ図の状態では、リンク４３Ｒのピン３８に
よる拘束によつて両リンク３７Ｒ，３９Ｒは屈曲してい
る。

よつて、原動リンク３３Ｒがピン３５まわりで反時計方
向に回動した角度より、出力リンク４１Ｒがピン３５ま
わりで反時計方向に回動した角度の方が大きいことがわ
かる。すなわち、リンク機構３２Ｒは原動リンクと出力
リンクの回動量が異なる差動リンク機構を構成するもの
である。このリンク機構は、固定ピン３５，４４の間を
仮想固定リンクとし、リンク３３Ｒを原動リンクとし、
リンク３７Ｒ，３９Ｒ，４３Ｒを連結リンクとし、リン
ク４１Ｒを出力リンクとする多節差動リンク機構であり
、原動リンク３３Ｒの回動角度に対する出力リンク４１
Ｒの回動角度の比は、仮想固定リンクとしてのピン３５
，４４の間隔によつても変化する。いずれにしても、こ
のリンク機構の原動リンク３３Ｒの作動角に対する出力
リンクの作動角の比は両リンクが反時計方向に回動する
につれて漸次増加する。これは原動リンクの作動角に対
し出力リンクの作動角が二次以上の関数をなすことを意
味する。これに対し、第２図に示３す従来例の場合では
ベルクランク１４Ｒの原動側および出力側の作動角は一
次関数の関係にあるにすぎない。一方、操縦桿２を左方
へ操作した場合には、第１０Ｃ図に示すように、原動リ
ンク３３Ｒは時計Ｊ方向に回動し、出力リンク４１Ｒも
時計方向に回動する。

この場合には、原動リンクの作動角に対する出力リンク
の作動角の比は、両リンクが時計方向に回動するこにつ
れて漸次減少する。第１０Ｂ図のようにリンク機構３２
Ｒが反時計方向に回動させられる場合は左翼のリンク機
構３２Ｌも同様に反時計方向に回動させられる。

よつて、リンク機構３２Ｌは第１０Ｃ図の状態を左右に
反転させた状態をとることになり、右翼側では、リンク
機構３２Ｒの原動リンクに対する出カーリンクの作動角
は二次以上の関数関係をもつて漸次増加し、左翼側ては
リンク機構３２Ｌの原動リンクに対する出力リンクの作
動角は二次以上の関数関係をもつて漸次減少する。した
がつて、右翼側では、エルロンＡは、ロッド１８Ｒを介
してアップ方向Ｕ（下げを減少させる方向）に、漸次増
加する作動角をもつて変位させられ、左翼側では、エル
ロンＡは、ロッド１８Ｌを介してダウン方向Ｄ（下げを
増加させる方向）に漸次減少する作動角をもつて変位さ
せられる。よつて、右翼側では、エルロン下げを打消す
方向のエルロン上昇運動が強く現われ、左翼側では、エ
ルロン下けを増加させる方向のエルロン下降運動が弱く
現われることになり、従来例のように、左翼エルロン中
立位置に関してのダウン方向運動が大であるにもかかわ
らず、右翼エルロンの中立位置に関してのアップ方向運
動が過小になることはない。以上は、エルロン下げ状態
において操縦桿２を第１０Ｂ図に示すように右側に操作
した場合についてのものであるが、操縦桿２を第１０Ｃ
図のように左側に操作した場合にも前述と同様な効果が
得られる。

以上実施例について述べたように、本発明によれば、航
空機の通常飛行時にも、また離着陸のためのエルロン下
げ時にも、左右同量のエルロン最大作動角が得られ、離
着陸時にエルロン能力の不足をきたすことがないように
することができる。

また、離着陸時にも、通常飛行時と同量のエルロン最大
作動角が得られるため、航空機の横安定および横操縦能
力が向上し、機体性能および安全性を向上させることが
できる。さらに、離着陸時も、通常飛行時とまつたく同
量の操縦桿最大操作量が得られ、ごく自然なパイロット
操縦桿操作惑覚が得られる。

このことは、未熟なパイロットが操縦する錬習機等にも
、エルロン下げ装置を容易に付加できることを意味する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は航空機のフラツプとエルロンを示す斜視図、第
２図は従来のエルロン下げ操作機構の下げ時の状態を示
す図、第３図はフラツプの上昇時の状態を示す第１図の
■一■線矢印方向にみた図、第４図は従来のエルロン下
げ操作機構の下げ時の状態を示す図、第５図はフラツプ
下降時の状態を示す図、第６図は本発明によるエルロン
下げ操作機構の非下け時の状態を示す図、第７図は第６
図の機構における多節可変差動リンク機構の拡大斜視図
、第８Ａ図ないし第８Ｃ図は、主として第７図の機構の
非下げ時における異なる状態をそれぞれ示す図、第９図
は本発明によるエルロン下げ操作機構の下げ時の状態を
示す図、第１０Ａ図ないし第１０Ｃ図は、主として第７
図の機構の下）げ時における異なる状態をそれぞれ示す
図である。Ｆ・・・・・・フラツプ、Ａ・・・・・・エルロン、２
・・・・・・操縦桿、９・・・・・ルバー、１３Ｌ，１
３Ｒ，１８Ｌ，１８Ｒ，３０Ｌ，３０Ｒ・・・・・・ロ
ッド、２２Ｌ，２２５Ｒ，２３Ｌ，２３Ｒ・・・・・・
ストッパ、２７Ｌ，２７Ｒ・・・・・・フラツプアクチ
ユエータ、３２Ｌ，３２Ｒ・・・・多節可変差動リンク
機構、３３Ｌ，３３Ｒ・・・・・・原動リンク、３５・
・・・・・固定枢軸、３７Ｌ，３７Ｒ，３９Ｌ，３９Ｒ
・・・・・・連結リンク、４１Ｌ，４０１Ｒ・・・・・
・出力リンク、４３Ｌ，４３Ｒ・・・・・・第三の連結
リンク、４４・・・・・・枢着ピン、４５Ｌ，４５Ｒ・
・・・揺動リンク、４７・・・・・・固定枢軸。

Claims

【特許請求の範囲】

１操縦桿を左右のエルロンに連係し、操縦桿の変位を
エルロンの左右逆方向の上下動に変換する左右のリンク
機構と、左右のフラツプの下降運動を左右それぞれの側
で前記左右リンク機構に操縦桿へ影響が及ばないように
伝達し、両エルロンを下げる機構とを有する航空機のエ
ルロン下げ操作機構において、前記左右のリンク機構の
各々に、多節可変差動リンク機構を組込み、この差動リ
ンク機構には、操縦桿側に連なる原動リンクと、エルロ
ン側に連なる出力リンクとを設け、原動リンクと出力リ
ンクの基端を両リンクが相互に角度をなすように共通の
固定枢軸により枢着し、これら両リンクの先端を、屈曲
可能に端部同士を枢着した２本の連結リンクで枢着連結
し、これら２本の連結リンクの間の屈曲枢着部に第三の
連結リンクの一端を枢着し、前記原動リンクと出力リン
クが回動する領域でそれらリンクの共通固定枢軸に対し
て間隔をおいて設けた固定部に基端を枢着した揺動リン
クの先端を前記第三の連結リンクの他端に枢着し、前記
第三の連結リンクと揺動リンクの枢着部をロッドを介し
てフラツプに連結し、フラツプ上昇時には、原動リンク
と出力リンクの共通の固定枢軸と、第三の連結リンクと
揺動リンクの枢着部の枢軸とが同一軸線上にあり、フラ
ツプ下降時には、第三の連結リンクと揺動リンクの枢着
部の枢軸が前記固定枢軸との同軸関係から外れるように
構成したエルロン下げ操作機構。