JPS626897A - プロペラの制御装置 - 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】 この発明は航空機の二重反転形プロペラの制御装置に関
する。

発明の背景 第１図は、尾翼に装むされたガスタービン機関６を持つ
航空機３を示す。夫々の機関６が前側プロペラ９Ｆ及び
後側プロペラ９Ａを持ち、これらのプロペラが１つの軸
線の周りに互に反対向きに回転する。

第２図は第１図の機関−プロペラ装置を更に詳しく示す
。図面の左側には、ゼネラル・エレクトリック社製のＦ
２Ｏ３型の様なガスタービン機関１５がある。この発明
では、ガスタービン機関１５は、高エネルギ・ガス流３
３を発生して、ガス流３３をプロペラ段３６に供給する
ガス発生器とみなすことが出来る。

プロペラ段３６が、低速の互に反対向きに回転するター
ビン羽根の組により、ガス流３３から直接的にエネルギ
を抽出する（これは、速度を減速歯車装置によってプロ
ペラに至る途中で下げる様な、高速タービンを使う普通
の方式と違っている）。第１組の羽根３９がガス流３３
からエネルギを抽出して、前側プロペラ９Ｆを回転させ
る。

第２組の羽根４２が後側プロペラ９Ａを回転させるが、
前側プロペラ９Ｆとは反対向きである。軸受４７が羽根
の組及びプロペラを支持して、こういう互に反対向きの
回転が出来る様にする。

プロペラ９Ａ、９°Ｆのピッチを変更するピッチ変更機
構５２が概略的に示されている。プロペラのピッチが航
空機のその時の運転状態で適正になる様に、ピッチ変更
機構５２を制御することが望ましい。

発明の目的 この発明の目的は、二重反転形プロペラのピッチ変更機
構に対する制御装置を提供することである。

この発明の別の目的は、二重反転形プロペラ装置に於け
るプロペラを同期させると共に同相化（ｓｙｎ　ｃｈｒ
ｏ　ｐｈａｓｉｎｇ）する制御装置を提供することであ
る。

発明の要約 この発明の１形式では、航空機の二重反転形プロペラの
ピッチ、速度及び位相角を制御する。

発明の詳細な説明 第３図はこの発明の１形式を示している。速度センサ５
０Ｆ、５０Ａ（第２図にも示す）が前側及び後側プロペ
ラ９Ｆ、９Ａの夫々の速度を測定する。これらの速度セ
ンサが線５２．５４にディジタル信号を発生し、それを
加算器５６．５８で減算する。この様な速度の測定はガ
スタービン機関の分野で公知である。

プロペラ９Ａ、９Ｆに対する共通の速度要求信号が線６
０に印加され、ＸＮ４８Ｄ及びＸＮ４９Ｄと記しである
（記号ＸＮ４８Ｄ等は、後で説明する計算機プログラム
のソース・コードと相関させる為に使われている。この
記号のＤは「要求」（デマンド）を指す）。線６０の速
度要求信号は航空機の飛行条件によって生じ、航空機の
操縦士により、又は自動制御装置によって発生される。

この信号は、プロペラ９Ａ、９Ｆを回転させようとする
速度を表わす。自動制御装置によって信号を発生する場
合、速度要求信号は、第２図のガスタービン機関１５の
圧力Ｐ２（機関の入口の全圧）及びＰ４６（中圧タービ
ンの出口圧力）の関数として計画される。中圧タービン
は図面に示してないが、矢印３３の直ぐ上流側にある。

こういう計画は従来公知である。

線６０の速度要求信号が加算器５６．５８で加算される
。その結果、これらの加算器がその出力に速度誤差信号
Ｕｌ、Ｕ２を発生する。速度誤差信号はプロペラ（例え
ば９Ｆ）の要求速度（例えばＸＮ４８Ｄ）と測定された
速度（例えばＸＮ４８Ｆ）の間の差を表わす。速度誤差
信号Ｕｌ、Ｕ２が夫々のディジタル制御器６２．６４に
供給される。

ディジタル制御２Ｍ６２．６４は比例／積分形制御器と
して作用し、夫々の速度誤差信号Ｕｌ、　Ｕ２を処理し
て、処理済み要求信号ＹＩＤ、Ｙ２Ｄを発生する。ディ
ジタル制御器６２．６４は、説明をし易くする為に、別
々のブロックとして示されているが、実施列では、それ
らは速度誤差信号Ｕ１．Ｕ２を処理する１個のディジタ
ル計算機のプログラムとして構成される。制御器６２．
６４を使って、２つのファン制御ループ１３０．１３４
　Ｃ後で説明する）の間の相互作用を少なくすることが
出来る。この様なプログラムに対するソース・コードは
明細書の後の方に記載されている。

信号ＹＩＤ、Ｙ２Ｄが加算器７０．７２に対する位置要
求値として供給され、これらの加算器でディジタル信号
ＡＣＴＩＦ、ＡＣＴ２Ｆが減算される。信号ＡＣＴＩＦ
、ＡＣＴ２Ｆは、第２図の線形油圧ピストン８１．８４
の実測位置を表わす位置信号であって、センサ７４．７
７によって発生される。ピストンとプロペラ羽根の間の
リンクＦｊＸ　構の形状は前取て判っているから、信号
ＡＣＴＩＦ及びＡＣＴ２Ｆからプロペラのピッチを推量
することが出来る。即ち、信号ＡＣＴＩ　Ｆ及びＡＣ７
２Ｆはピストン位置（ピストン８１及び８４）を直接的
に表わすと共に、プロペラのピッチを間接的に表わす。

信号ＡＣＴＩＦ及びＡＣＴ２Ｆは、直接的に測定された
位置信号であると共に、間接的に測定したピッチ信号で
もある。

第２図のプロペラ９Ａ、９Ｆのピッチを変更する１つの
装置が、１９８４年９月４日出願の米国特許出願通し番
号第６４７．２８３号に記載されている。

加算器７０．７２がその出力に位置（又はピッチ）誤差
信号ＹＥＩ、ＹＥ２を発生する。位置誤差信号が補償器
８９．９２に供給される。補償器８９．９２が（ＹＥＩ
及びＹＥ２と記したディジタル信号とは対照的に）アナ
ログ信号ＸＭＡＩ。

ＸＭＡ２を発生し、これらの信号が増幅器９６゜９８に
供給される。これらの増幅器がトルク・モータ・サーボ
弁（ＴＭＳＶ）１００，１０２を駆動し、これらのサー
ボ弁がアクチュエータ１０６゜１０８を制御する。この
場合アクチュエータは第２図に示すピストン８１．８４
の形をしている。

第２図の航空機のプロペラ９Ｆのピッチの変更を行なう
為に、ＴＭＳＶ　１００及びアクチュエータ１０６を駆
動するのに増幅器９６を使うことは、制御装置の分野の
当業者が容易に出来ることであると考えられる。

アクチュエータ１０６．１０８の出力は、第２図のピス
トン８１．８４の実際の空間的な位置を表わし、これら
のピストンが前に述べた様にプロペラのピッチを定める
。これらの出力は信号ではない。センサ７４．７７が位
置を表わす信号を発生する。「機関」と記したブロック
１５が、プロペラ９Ｆ、９Ａを駆動する為に、第２図に
示すようにガス流３３を供給する。アクチュエータ１０
６．１０８の間に機械的なリンク機構１０６Ａ。

１０８Ａがある。これらのリンク機構は、ビストン８１
．８４の直線運動がプロペラのピッチの変化に変換され
ることを表わす。このため、機関１５は、アクチュエー
タ１０６，１０８によって決定されたピッチを持つプロ
ペラに対して作用する。

ピッチは所定の機関出力及び航空機の運動状態に於ける
プロペラの速度を決定する。

これまで説明したことをまとめると、線６０の要求速度
信号ＸＮ４８Ｄ、ＸＮ４９Ｄが、線５２゜５４の測定さ
れた速度信号ＸＮ４８Ｆ、ＸＮ４９Ｆと共に、速度誤差
信号Ｕｌ、Ｕ２を発生し、それらがディジタル制御Ｓ６
２．６４によって処理されて信号ＹＩＤ、Ｙ２Ｄとなる
。次に信号ＹＩＤ、Ｙ２Ｄが、ピッチ誤差（実際には位
置誤差）信号ＹＥＩ、ＹＥ２を発生する為に、ピッチ帰
還信号ＡＣＴＩＦ、ＡＣＴ２Ｆによって修正される。

これらのピッチ誤差信号が、プロペラ羽根のピッチを変
更することによりピッチ誤差（即ち要求されたピッチと
測定されたピッチの間の差）を少なくする様に、アクチ
ュエータ１０６．　１０８ヲ制御する。この羽根のピッ
チの変更が、第２図のタービン羽根の組３９．４２の負
荷に影響を与え、こうしてピッチの変更されたプロペラ
の速度を変える。これは、ガス流３３のエネルギが一般
的には一定にとＶまるからである。

これまで説明したこの発明では、各々のプロペラに対し
て２ループの制御系がある。何れも閉ループである。１
つは矢印１２０，１２４で示すピ゛ッチ帰還ループであ
り、もう１つは矢印１３０゜１３４で示す速度帰還ルー
プである。これらのループが、線６０の１個の要求速度
にプロペラの速度を保つ様に作用する。即ち、これらの
ループがプロペラを同期させる。

この発明はプロペラ９Ａ、９Ｆを同期させるだけでなく
、騒音及び振動を制御する為に、プロペラを同相化する
ことである。同相化を第１図を参照して定義する。位相
角は、羽根ＩＦが１２時の位置にある時の様な予定の時
刻に測定した、前側プロペラ９Ｆの羽根ＩＦと後側プロ
ペラ９Ａの羽根番号ＩＡの間の角度ＰＨである（勿論、
互に反対向きに回転している為に、角度ＰＨが絶えず変
化しているから、位相角ＰＨを予定の時刻又は他の何等
かの基準に対して定めることが必要である。

）。同相化は、位相角ＰＨを調節するプロセスである。

この発明は次の様にして位相角ＰＨを制御する。

第３図のブロック１２０Ａ、１２２が、第１図に示した
位相角ＰＨを表わす位相信号ＰＨを発生する。この様な
位相信号を発生する１つの方式は、プロペラを既知の位
相角で始動させ、その後、第２図のセンサ５０Ｆ、５０
Ａを使って、各々の羽根のその後の回転数を計数するこ
とである。この位相を測定する１つの方法が１９８５年
１２ＪＪ１２０出願の米国特許出願通し番号第８０８１
４７号に記載されている。この他にもプロペラ９Ａ。

９Ｆの位相を確認する方法があり、その幾つかは従来公
知である。

使う方法に関係なく、第１図の角度ＰＨを表わすディジ
タル位相信号ＰＨが、加算器１３０で位相要求信号ＰＨ
ＡＤから減算される。信号ＰＨＡＤは操縦士から又は自
動制御装置から供給される。

この為、加算器１３０が位相誤差信号Ｕ６を発生し、こ
れが同相化制御器１２４に供給される。この制御器は線
１２５を介して機関速度を表わす速度信号をも受取る。

今述べた入力に応答して、同相化制御器１２４は位相制
御信号Ｙ３を発生する。

位相制御信号Ｙ３が加算器７２で加算され、こうして事
実上ピッチ誤差信号ＹＥ２を変更する。これによって、
アクチュエータ１０８は、後側プロペラ９Ａのピッチを
調節することにより、ピッチ誤差信号ＹＥ２を減らそう
とする。

例えば両方の速度誤差信号Ｕｌ、Ｕ２が、プロペラが要
求速度で同期していることを示す場合、航空機の操縦士
は位相角ＰＨを変更したいと思うことがある。操縦士が
位相角を増加しようとする場合、誤差信号Ｕ６を生ずる
様な位相要求信号ＰＨＡＤを発生する。誤差信号Ｕ６が
実効的にピッチ誤差信号ＹＥ２を増加し、第１図及び第
２図の後側プロペラ９Ａのピッチを増加される。この増
加により、後側プロペラが減速し、こうしてピッチ誤差
を減少する傾向を持つ。

次にこの発明の幾つかの重要な面について述べる。その
１番目は、前に述べた様に、各々のプロペラに対して２
つの閉帰還ループを用いていることであるが、更に、後
側プロペラ９Ａに対して、第３の帰還ループ、即ち、ブ
ロック１２ＯＡ、１２２．１２４及び加算器７２，１３
０を含む位相帰還ループが追加されている。この為、制
御方式は、前側プロペラに対する２つの帰還ループを含
むが、後側プロペラに対しては３つのループを含む。

２番目は、同相化の間、速度帰還ループを開かないこと
である。即ち、例えば位相変化の際、位相制御信号ＹＥ
２が加算器７２に供給されている間、加算器７０．７２
に供給されるピッチ誤差信号ＹＩＤ、Ｙ２Ｄも、ａ−１
定すレタピッチ信号ＡＣＴＩＦ、ＡＣＴ２Ｆ゛も、加算
器７０．７２から切離さない。即ち、速度ループ、ピッ
チループ及び位相ループが閉じたま＼でであり、常に動
作している。

３番目は、位相の調節が、後側プロペラのピッチの変更
によって行なわれることである。発明者のモデル及び試
験によると、後側プロペラ９Ａのピッチの変更が前側プ
ロペラ９Ｆを乱す程度は、前ｍ１プロペラ９Ｆのピッチ
の変更が後側プロペラ９Ａを乱す程度よりもずっと少な
いことが判った。

前向きに伝わる乱れが後向きに伝わる乱れよりも小さい
のである。その為、この発明は前側プロペラではなく、
後側プロペラを差動することによって、同相化を達成す
る。

４番目として、タービンの組３９．４２が流体結合され
ているから、それらの相対的な速度は違う様にすること
が出来る。この為、上に述べた同相化が可能である。

後で出て来るソフトウェアのコードについて若干の注釈
をつける。コードの行１及び２は、第３図の加算器５６
．５８の動作に対するものである。

行３乃至６は、ブロック６２．６４によって表わされる
比例／！ｉ２分（ｐ／ｉ）形制御器の数字表示である。

連続的なアナログ制御器では、行３乃至６は第４図に示
す様に記述することが出来る。

ｐ／ｉ形制御器（即ち第３図のブロック６２，６４）を
「比例形」と呼ぶのは、第４図のブロック１７０に“ａ
″項があるからである（このアナログの場合の“ａ”は
０．００１０５の値を持つ）。

出力（例えばコードの行９に示し、第４図に示すＹ２Ｄ
）は、人力（例えばコードの行４及び６と第４図に示す
Ｕ２）に対して比例係数“ａ″倍に比例している。

この制御器を「積分形」と呼ぶのは、ブロック１７６に
ｂ　／　ｓ項があるからである。こ＼で“ｂ”はアナロ
グの場合は、０．００３の値を持つ。

１　／　ｓは時間領域の積分を表わす。ブロック１７０
．１７６の定数ａ及びｂは計数形（即ちアナログでなく
ディジタル形）の場合、コードの行４及び６に示す数０
．００１０６５及びｏ、ｏｏｏ。

３で表わされる。

第３図のブロック６４に対し、行４及び６が、Ｔ−０，
０１秒のサンプル周期に対し、比肩し得るＺ変換制御器 ０．００００３２−’ ０．００１０６５＋□ １−Ｚ□′ のＡＢＣＤ状態変化形式又は差分方程式の形式を表わす
。ブロック１７０，１７６の定数ａ及びｂは、 Ｔ １＋−］薯 １−一薯「 という式に近似を用いている為に、Ｚ変換の場合の定数
と同じではない。

繰返して云うが、“ａ”及び“ｂ″の値は、アナログ領
域又はディジタル領域のどちらで作業しているかに応じ
て、若干異なる。

行７及び９の項ＸＩＩＢ及びＸ２１Ｂは、機関の動作点
の関数として計画された基点の値である。

行５及び６の０４８及びＧ４９は、動作点の関数として
計画されたループ利得倍数である。行３及び４で、Ｘｌ
及びＸ２は状態の過去の値であり、Ｕｌ及びＵ２は速度
誤差の過去の値である。行３及び４で、ＸＮＥＷＩ及び
ＸＮＥＷ２が、矩形数値積分によって得られる状態の現
在値である。行５の変数Ｘ１は状態の現在値であり、行
３の変数ＸＮＥＷＩと同じである。同様に、行６のＸ２
も行４のＸＮＥＷ２と同じである。行５及び６のＵｌ及
びＵ２が、速度誤差の現在値である。記号のこの区別が
、設計に使われる特別のソフトウェアによって行なわれ
る。行３乃至６の方程式が、典型的な差分方程式を表わ
す。

行１１及び１２は加算器７０．７２の動作を表わす。

行１３乃至１６の機能はこれまで説明しなかった。これ
らの行は「ハツト（ｆｅａｔ　）関数」と呼ぶことの出
来るものを発生する。ハツト関数の計算結果が、行１８
．２０．２４．２６．２９及び３０の変数ＧＦＩ及びＧ
Ｆ２である。行１３及び１４の動作“５ＩＧＮ”は５Ｉ
ＧＮ関数を表わす。

例えば、行１３の“５ＩＧＮ　（１，０，ＹＥＩ）”は
、ＹＥＩが正である時に＋１の値を持ち、ＹＥｌが負で
ある時に−１の値を持つ。ハツト関数の作用は、誤差信
号ＹＥＩ、ＹＥ２が小さい時、変数ＧＦＩ、ＧＦ２に一
層大きな値を与え、こうして行２９及び３０のＸＭＡｌ
及びＸＭＡ２を一層大きくすることである。これは、ト
ルク・モータ・サーボ弁の不感帯を克服するのに役立つ
。発明では、ＴＭＳＶの不感帯により、実際のピッチ角
度に誤差が生ずることが判った。「ハツト」関数はこの
誤差を小さくする。

コードの行２９及び、３０は、第３図の補償器８９．９
２に関係する。ＧＦＩ及びＧＦ２がハツト関数の倍数で
あり、ＹＥＩ及びＹＢ２が位置誤差（即ち第２図のピス
トン８１．８４の位置）であり、Ｇが単位換算定数であ
る（ＸＭＡｌ及びＸＭＡ２の単位はミリアンペアでなけ
ればならないが、ＹＥＩ及びＹＢ２はそうではない）。

コードの行３２は第３図の加算器１３０に関係する。行
３２乃至３７がＵ６を一４５″及び＋４５°の範囲に制
限する。この制限作用の１つの機能は、全てのプロペラ
羽根を同一のものとして取扱うことである。この為、例
えば位相角ＰＨが４４″から４６″に増加すると、コー
ドの行３１乃至３９は、位相角ＰＨを４４″から１°に
定め直す効果を持つ。この為、今度は位相が異なる１対
の羽根の間で測定される。この４５″の限界は、プロペ
ラあたり８枚の羽根（３６０／８−４５）を想定してい
る。異なる数の羽根を使う場合、勿論、制限範囲は異な
る。

行４６乃至４８は、第３図のブロック６４、ブロック１
２４で使われる比例／積分形制御器と実質的に同一の比
例／積分形制御器を表わす第２組の差分方程式である。

第４図について前に説明した考えが、行４６乃至４８に
も適用される。行４７は第３図の加算器７２に供給され
る信号Ｙ３に関係する。行４７のＧ１は、動作点の関数
として計画されたループ利得倍数である。

コードの行２が変数“ＴＲＩＭ″を含んでいるが、これ
が第３図の加算器５８に供給される。この変数は操縦士
によって制御され、操縦士が２つのプロペラに対して異
なる速度を選択することが出来る様にする。

ソース争コード Ｉ　　　　Ｕｌ−ＸＮ４８Ｄ−ＸＮ４ｇＦ２　　０２（
ＸＮ４９Ｄ＋ＴＲＩＭ）−ＸＮ４９Ｆ３　　　ＸＮＩＥ
ソ１−ｘｌ＋Ｇ４８　”　Ｕｌ４　　　ＸＮＥＷ２−Ｘ
２＋Ｇ４９　”　Ｕ２５　　　Ｙｌ−０，０００１４”
　Ｘｌ＋０．００４２７”　Ｕｌ”　０４８ＥＩ　　　
Ｙ２−０．００００３　”　Ｘ２＋０．００１０［ｉ５
　”　０２”　Ｇ４９７　　　ＹＩＤ−Ｙｌ　＋　ＸＩ
ＩＢ ８　ＣＲＥＰＬＥＣＴＳ　ＩＮＩＴＩＡＬ　Ｃ０ＮＤＩ
ＴＩＯＮＳ９　　　Ｙ２Ｄ−Ｙ２　＋　Ｘ２１Ｂ １０　ＣＩ？ＥＦＩ、ＥＣＴ５　ＩＮＩＴＩＡＬ　Ｃ０
ＮＤＩＴＩＯＮＳ１１　　　　ＹＨＩ−ＹＩＤ−ＡＣＴ
ＩＦ＋２　　　ＹＰ、２−（Ｙ２Ｄ＋Ｙ３）−ＡＣＴ２
Ｆ１３　　　Ｍｌ−ＳＩＧＮ（１，Ｏ，ＹＥｌ）　”　
（１，０−１１ＴＩ）／ＥＬＩＭ１１４　　　Ｍ２−８
ＩＧＮ（１，Ｏ，ＹＢ２）　”　（１，０−ＨＴ２）／
ＥＬｉＭ２＋５　　　　　　ＴＩ−Ｍｌ”　　ＹＥｌ＋
ｌｌＴ１１Ｇ　　　Ｔ２−Ｍ２”　Ｙｌ：２＋１ｌＴ２
１７　　　１Ｆ（ＡＢＳ（ＹＥＩ）、ＬＴ、ＥＬＩＭｌ
）ＴＩＩＥＮ１８　　　　　　　　　ＣＩ’１−Ｔ１１
９　　　ＥＬＳＥ ２０　　　　０ＰＩ−１，０ ２１ＥＮＤ　ＩＦ ２Ｃ ２３１Ｆ（ＡＢＳ（Ｙｌ’：２）、１．Ｔ、ＥＬＩＭ２
）ＴＩＩＥＮ２４　　　　　Ｇｌコ２−Ｔ２ ２５　　　Ｅｌ、ＳＥ ２８　　　　　０Ｐ２−１．０ ２７　　　　ＥＮＤ　ＩＦ ８Ｇ ２９　　　　ＸＭＡＩ−Ｇ　”　ＹＥＩ　”　ＧＰＩ３
０　　　　ＸＨＡＩ−Ｇ　”　ＹＥ２　”　ＧＦ２３１
１１コ（Ｌ４．ＧＴ、０）ＴＩＩＥＮ３２　　　　　　
Ｕ６−ＰＩＡＤ−ｐＨ３３１Ｆ（Ｕ６．ＬＴ、−２２，
５）ＴＩＩ［ＥＮ３４　　　　　　Ｕ８−ＵＯ＋４５゜ ３５　　　　　Ｅｌ、Ｓｒ：　ＩＦ（Ｕ［ｉ、ＧＴ、２
２．５）ＴＩＩＥＮ３６　　　　　０Ｂ−Ｕ６＋４５゜ ３７　　　　　　ＥＮＤＩＰ ３８　　　　ＥＬＳＥ ３９　　　　　　Ｕ３−０ ４０　　　　ＥＮＤ　ＩＰ ４１　　　　ＩＩ？　（ＳＰ、ＬＴ、１）ＴＩＩＥＮ４
２　　　　　　ＸＸ３−０ ４３　　　　Ｅｌ、５Ｅ ４４　　　　　ＸＸ３−Ｘ３ ４５　　　　ＥＮＤ　ＩＰ ４［ｉ　　　　ＸＮｒ？Ｗ３−ＸＸ３＋ＵＧ　”　Ｇ１
４７　　　　Ｙ３−０．００００３　”　Ｘ３＋０．０
０１００５　”　Ｕ［ｉ”　Ｇ１８Ｃ ４９Ｒ［ＥＴＵＲＮ ０Ｇ ５１　　ＣＣＯＭＰＵＴＡＴＩＯＮ　ＯＮ　ＡＣＣＥＰ
ＴＥＤ　ＶＡＬＬＩＥＳ５２７０　　ＲＩＥＴＵｌ？Ｎ ５３　ＣＦＩＮＡＬ　ＣＯＭＰＵＴＡＴｉＯＮＳ５４８
０　　ＲＥＴＵＲＮ ５５　　　１ＥＮＤ ソース・コード■ ４　　　ＸＮＩＥＷ２−Ｘ２＋（Ｇ４９”　Ｕ２＋Ｙ３
）６　　　　　　　Ｙ２−０．０（１００３”　　Ｘ２
十〇、０ＯＩ（１６５”　　（ｔ１２　　”　　Ｇ４９
＋Ｙ３）１２　　　ＹＩＥ２−Ｙ２Ｏ−ＡＣＴ２Ｆ互に
反対向きに回転するタービンによって駆動されるプロペ
ラの組に対する制御装置を説明した。

この制御装置は各々のプロペラに対し、速度制御ループ
とピッチ制御ループの２つのループを持っている。更に
、一方のプロペラに対し、制御装置は第３のループとし
て、位相制御ループを持っている。全てのループは常に
閉じていることが好ましく、位相制御ループは後側プロ
ペラのピッチ（従って速度）を調節することによって動
作することが好ましい。

これまでの説明では、加算器５６．５８によって速度誤
差信号Ｕｌ、Ｕ２を発生する場合を説明した。しかし、
これらの誤差信号は推力誤差信号と略同様であることを
指摘しておきたい。プロペラの推力はプロペラ速度の関
数である。従って、速度センサ５０Ａ、５０Ｆの代りに
、推力センサを用い、線６０の信号を速度要求信号では
なく、推力要求信号として取扱うことが出来る。推力の
測定は、従来公知の数多くの方法によって行なうことが
出来る。例えば、推力は、第１図の互に反対向きに回転
するタービン羽根の組３９．４２の前後の全圧力降下（
即ち、圧力比）の関数である。

更に、プロペラ９Ａ、９Ｆを支持する軸又は円筒に固定
した歪み計によって推力をハ１定することが出来る。軸
の伸びは推力の目安である。更に、推力は間接的に導き
出すことが出来る。互いに反対向きに回転する羽根の組
９Ａ、９Ｆを実入又はある倍率で組立て、荷重セル内で
運転することが出来る。種々のプロペラ速度及び羽根の
ピッチ状態を含む種々の動作状態に対する推力を計画表
に記録する。その後、実際の飛行中、プロペラ速度及び
羽根のピッチの様な状態を測定し、それに基づいて計画
表から推力を導き出す。従って、速度ループ１３０，１
３４は推力ループとみなすことが出来、この時推力が線
６０で要求されるパラメータであると共に、閉ループを
構成するのはこのパラメータに対してである。

第２の実施例は、第３図のディジタル制御器６４が同相
化制御器１２４と同様であることに基づいている。この
類似は、（ディジタル制御器６４に対する）ソース・コ
ードの行４及び６の形と（同相化制御器１２４に対する
）行４６．４４とを比較してみれば、それらの形が類似
していることによって示されている。この類似を認識す
れば、第５図に示す様に、同相化制御器１２４を除くこ
とが出来る。第５図の構成を実施する時は、行４゜６及
び１２をソース・コードＨの対応する行に置き換えると
共に、行４１乃至４８を包括的に除く。

第５図でこの様な取替えを行なった場合の１例が第６Ａ
図乃至第６Ｄ図の順序によって示されている。第６Ａ図
は、第４図と同様な線図であるが、第３図の信号Ｙ３を
表わす入力２００が付は加えられている。Ｙ３は同相化
制御器１２４の出力である。第６Ｂ図は、第６Ａ図のブ
ロック２０２゜２０４を含む閉ループを簡１ｉにした「
遅れ」、即ち第６Ｂ図のブロック２０６に変換すること
によって得られる。第６Ｃ図は、第６Ｂ図で稲妻形記号
２１０で示す様に、第６Ｂ図の線２０８を切離すことに
よって得られる。こうして第６Ｃ図が第６Ｂ図になるが
、開放人力２１２及び開放ループ２１４を持つ。第６Ｄ
図では、第６Ｃ図のブロック２１６がブロック２１８及
び２２０に分割されており、 ｓ／（ｓ＋ａ）が（ｓ＋ａ）／Ｓの反転という意味で、
ブロック２１８が反転している。

第６Ｄ図のブロック２２０の関数ｆ（ｓ）ｉ；ｔ、第３
図の同相化制御器１２４の一部分を表わす。

矢印２２２で示す様に、ブロック２２０を（ｓ＋ａ）／
ｓの形にし、ブロック２１８及び２２０内の項が同一で
あれば、ブロック２１８がブロック２２０を相殺する。

この相殺は非常に重要な結果を持つ。即ち、ブロック２
１８．２２０に存在する積分器がなくなるのである。ど
んな制御装置でも、積分器の設計は注意深くなければな
らないので、これは重要なことである。積分器は常に「
動作」しており、常にその入力を積分し、この為常に出
力を発生する（勿論積分器の時定数に較べて長い時間の
間、入力がゼロである場合は別である）。

ソース・コードを、ソース・コード■で修正した時、第
５図に示す考えが実現される。各々のプロペラに対して
１回の積分だけが行なわれる。即ち、ソース・コードの
行３乃至９である。更に、初めに説明したソース・コー
ドの場合でも、同相化制御器１２４及びディジタル制御
器６４の時定数は同じである。即ち、行６及び４７の係
数０゜００００３及び０．００１０６５が同じである。

この為、第３図のブロック１２４を省略し、第３図の破
線２５０で示す様に、適正な利得計画Ｇ１を用いて、ブ
ロック６４に直接的にＵ６を導入することが出来る。従
って、第４Ａ図の部品によって第４図でＹ２Ｄを処理す
ることが、第５Ａ図の部品によって、第５図でＹ２Ｄを
処理することに変更される。

特許請求の範囲によって定められたこの発明の範囲内で
、この発明に種々の変更を加えることが出来ることを承
知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は二重反転形プロペラを持つ航空機の略図、第２
図は第１図の二重反転形プロペラを詳しく示す図、第３
図はこの発明の１形式のブロック図、第４図はこの発明
で用いる計算機プログラムの一部分の作用を示すブロッ
ク図、第５図はこの発明の第２の形式のブロック図、第
４Ａ図及び第５Ａ図は第４図及び第５図の信号Ｙ２Ｄを
処理するブロック図、第６Ａ図乃至第６Ｄ図は第４図を
簡単にして第５図の構成にする様子を説明する為の一連
の工程を示すブロック図である。 （主な符号の説明） １５ニガスタ一ビン機関 ９Ｆ、９／’；プロペラ ３９．４２：タービン羽根の組 ５２：ピッチ変更機構 ８１．８４：ピストン ｊ５ ２Ｄ ｊ５Ａ ６Ａ 画聞

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）共通の軸線の周りに回転する航空機の前側及び後側
   プロペラの制御装置に於て、前側プロペラの速度を制御
   する手段と、後側プロペラの速度を制御する手段と、２
   つのプロペラの間の位相角を制御する手段とを有する制
   御装置。 ２）共通の軸線の周りに回転する航空機の前側及び後側
   プロペラの制御装置に於て、前側プロペラの速度に応答
   して前側プロペラのピッチを変更する手段と、後側プロ
   ペラの速度及びこれら２つのプロペラの間の位相角の両
   方に応答して後側プロペラのピッチを変更する手段とを
   有する制御装置。 ３）共通の軸線の周りに回転する航空機の前側及び後側
   プロペラの制御装置に於て、前側プロペラの推力に応答
   して前側プロペラのピッチを変更する手段と、後側プロ
   ペラの推力及びこれら２つのプロペラの間の位相角の両
   方に応答して、後側プロペラのピッチを変更する手段と
   を有する制御装置。 ４）共通の軸線の周りに回転する航空機の前側及び後側
   プロペラの制御装置に於て、前側プロペラの速度及び前
   側プロペラのピッチに応答して前側プロペラのピッチを
   変更する手段と、後側プロペラの速度、後側プロペラの
   ピッチ及びこれら２つのプロペラの間の位相角に応答し
   て、後側プロペラのピッチを変更する手段とを有する制
   御装置。 ５）航空機の同軸の互に反対向きに回転する１対のプロ
   ペラの制御装置に於て、第１のプロペラのピッチを調節
   することにより、第１のプロペラの速度を制御する手段
   と、第２のプロペラのピッチを調節することにより、第
   ２のプロペラの速度を制御する手段と、第１及び第２の
   プロペラの間の相対的な位相角を設定する手段と、一方
   のプロペラのピッチを調節して、該プロペラの速度を変
   えることにより、位相角を調節する手段とを有する制御
   装置。 ６）共通の軸線の周りに互に反対向きに回転する航空機
   の前側及び後側プロペラの制御装置に於て、前側プロペ
   ラの速度を表わす前側速度信号を発生する前側速度セン
   サと、後側プロペラの速度を表わす後側速度信号を発生
   する後側速度センサと、前側プロペラのピッチを表わす
   前側ピッチ信号を発生する前側ピッチ・センサと、後側
   プロペラのピッチを表わす後側ピッチ信号を発生する後
   側ピッチ・センサと、前記２つのプロペラの間の位相角
   を表わす位相信号を発生する位相センサと、前側プロペ
   ラのピッチを変更する前側ピッチ・アクチュエータと、
   後側プロペラのピッチを変更する後側ピッチ・アクチュ
   エータと、前側及び後側速度信号を要求速度信号と比較
   して、それに応答して前側及び後側速度誤差信号を発生
   する手段と、前側及び後側速度誤差信号を処理して、そ
   れに応答して処理済み前側及び後側速度誤差信号を発生
   する手段と、処理済み前側及び後側速度信号を夫々の前
   側及び後側ピッチ信号と比較して、それに応答して前側
   及び後側ピッチ誤差信号を発生する手段と、該手段から
   の夫々のピッチ誤差信号に応答して、前側及び後側プロ
   ペラの夫々のピッチを変更する手段と、前記処理済み後
   側速度誤差信号を変更する手段と、位相信号を要求位相
   信号と比較し、それに応答して位相誤差信号を発生する
   手段と、該位相誤差信号に応答して、前記処理済み後側
   速度誤差信号を変更する手段とを有する制御装置。