JPS63284097A

JPS63284097A - ヘリコプター用ロータの可撓ビーム装置

Info

Publication number: JPS63284097A
Application number: JP63105351A
Authority: JP
Inventors: エリック　ジー・オルセン; トーマス　ジー・キャンベル
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1987-04-27
Filing date: 1988-04-27
Publication date: 1988-11-21
Also published as: KR950013360B1; EP0288957A2; KR880012440A; EP0288957A3; EP0288957B1; US4792280A; DE3879744D1; DE3879744T2

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】［産業上の利用分野コこの発明は、ヘリコプタのロータに関するもので、特に
、ロータブレードをロータハブに取り付けるための可撓
ビーム装置に関するものである。

［従来の技術］ヘリコプタのロータに用いる可撓ビームはヘリコプタの
ロータブレードをロータドライブシャフトの端部に設け
るハブに取り付けるための部材である。これに加えて、
近年のベアリングを装備しない無軸受ロータに用いる可
撓ビーム装置は、ヒンジ等の可撓継ぎ手を用いずに、午
に可撓ビームを折曲するのみでロータブレードの動作時
における変位を許容する構成となっている。即ち、この
種の可撓ビーム装置は、ロータブレードの回転に伴うロ
ータブレードのブレード面にほぼ直角方向（以下、フラ
ッピング方向と称す）及びロータブレードの取り付け面
と同一面上でかつロータブレードの回転方向（以下、リ
ード／ラグ運動方向と称す）への変位を許容する。更に
、可撓ビーム装置は、ロータブレードに生じる最小のモ
ーメンに対しても十分な捩れ方向の可撓性を存しており
、また小さなビッヂ調整アクチュエータの出力に応じて
ピッチ調整を可能としている。一方、こうしたフラッピ
ング方向、リード／ラグ運動方向及び捩り方向の可撓性
が、構造上の欠陥をもたらすものであってはならない。

従って、可撓ビーム装置は過大なフラッピング方向、リ
ード／ラグ運動方向及び捩れ方向の動的負荷、及びロー
タブレードの重量によって生じるフラッピング方向の静
止負荷に対して十分は反力を発生するための十分な剛性
を有している必要がある。更に、可撓ビーム装置にはフ
ラッピング方向、リード／ラグ運動方向の振動が生じる
が、これらの振動成分の相互共振を防止して、可撓ビー
ムに自励共振振動を発生しないようにする必要がある。

またさらに、可撓ビーム装置の長さは、重量の低減、空
力の減少及びレーダによる検出標識の小さくするために
、出来る限り短くする必要が有る。また、この種の可撓
ビーム装置は、低コストで、しかも構造的な完成度をた
かめ、製品寿命を伸張するために応力集中を最小をして
、製造されなければならない。

［発明の解決しようとする課題］無軸受型のヘリコプタ用ロータの可撓ビーム装置は、従
来より公知である。従来より知られているこの種の無軸
受型のヘリコプタロータの可撓ビーム装置は幾つかの欠
点を有していた。例えば、従来のある種の可撓ビーム装
置は、ピッチ調整シャフトを中心位置の同一平面上に配
設することが出来ないために、装置を小型化し、形状の
適合及びピッチ調整アク手ユエータの機械的出力を最も
効率的にするためのピッチ調整シャフトの配置を取り得
ないものとなっている。また、従来のある種の可撓ビー
ム装置においては、ロータブレードの進み角、遅れ角を
予じめ設定するプレラグ（ｐｒｃｌａｇ）又はブレコー
ン（ｐｒｅｃｏｎｅ）をロータブレードに容易に付与出
来るようにブレードを取り付けることが出来ないものと
なっていた。また、従来の可撓ビーム装置の多くは、ロ
ータブレードの静止状態におけるたわみ（トロープ：　
ｄｒｏｏｐ）を効果的に防止出来ないために、ピッチ調
整シャフトをトロープ抑制材として用いる必要が生じ、
これによって可撓ビーム装置に対してピッチ調整シャフ
トを同一平面上に配設することが不可能となっている。

そこで、本発明は、ヘリコプタロータの可撓性、構造的
な完成度を向上し、かつ低コストで製造可能な可撓ビー
ム装置を提供することを目的としている。

また、本発明の目的は、剛性を向上するとともに、フラ
ッピング方向、リード／ラグ運動方向の振動成分の共振
を防止することによって自励振動の発生を防止するよう
にした可撓ビーム装置を提供することにある。

更に、本発明の他の目的は捩れ方向の剛性を長さ方向の
配分することによって応力集中を最小限として、構造的
な完成度を向上し、ロータブレードのピッチ調整用のビ
ッチコ４整ソヤフトをビームと同一平面上に配設出来る
ようにし、さらに、装置の小型、軽囁化を達成する可撓
ビーム装置を提供することにある。

またさらに、本発明の他の目的はプレラグ及びプレコー
ンを適宜設定可能にロータブレードを取り付け可能とし
たヘリコプタロータの可撓ビーム装置を提供することに
ある。

さらに、本発明のもう一つの目的は、静止状態における
ロータブレード支持を強化してロータブレードのトロー
プを減少し、中立軸及びセン断中心を最適位置に設定出
来るようにしたヘリコプタロータの可撓ビーム装置を提
供することにある。

［課題を解決するだめの手段］本発明の第一の発明によるヘリコプタのロータブレード
をハブに取り付けるための可撓ビーム装置は、少くとも
一つのビームを有し、該ビームは内側基端と、外側傾斜
端部と、基端近傍の内側部分ど、傾斜端部近傍の外側部
分とを有し、前記内側部分はロータ駆動時におけるフラ
ッピング方向の振動入力に対して外側部分に比して大き
なコンプライアンス特性を有するジオメトリ−を有し、
前記外側部分はロータ駆動時におけるリード／ラグ運動
方向及び捩り方向の振動入力に対して内側部分に比して
大きなコンプライアンス特性を有するジオメトリ−を有
するように構成され、可撓ビームの固有振動数付近のリ
ード／ラグ運動方向及びフラッピング方向の振動入力の
作用部位を相ｐＨに離間させるとともに振動入力の周波
数をロータの回転数よりも低い周波数としてリード／ラ
グ運動方向、フラッピング方向及び捩り方向の可撓性を
付与したことを特徴としている。

また、本発明の第二の発明よるヘリコプタのロータブレ
ードをハブに取り付けるための可撓ビーム装置は、相互
に略平行に配設された第一及び第二のビームを有し、該
第一及び第二のビームが相互に離間して配設されるとと
もに、第一及び第二のビーム間にピッチ調整シャフトを
１１升記ビームと略平行でかつ略同一平面−にに介装し
て構成され、各第一及び第二のビームは断面視Ｃ字状に
形成されるとともに内側基端と、外側傾斜端部と、基端
近傍の内側部分と、傾斜端部近傍の外側部分とを存し、
前記内側部分はロータ駆動時におけるフラッピング方向
の振動入力に対して外側部分に比して大きなコンプライ
アンス特性を有するジオメトリ−を有し、前記外側部分
はロータ駆動時におけるリード／ラグ運動方向及び捩り
方向の振動入力に対して内側部分に比して大きなコンプ
ライアンス特性を有するジオメトリ−を有するように構
成され、可撓ビームの固有振動数付近のリード／ラグ運
動方向及びフラッピング方向の振動入力の作用部位を相
互に離間させるとともに振動入力の周波数をロータの回
転数よりも低い周波数としてリード／ラグ運動方向、フ
ラッピング方向及び捩り方向の可撓性を付与したことを
特徴としている。

なお、前記第一及び第二の発明において、前記第一及び
第二のビームはそれぞれ外側開放のＣ字状断面に形成す
ることが出来る。この場合、前記第一及び第二のビーム
間に形成する間隙は中間；１１Ｊ分において最大をなる
ように構成され、ビームの折り曲げを伴わずに前記ピッ
チ調整シャフトを収容可能とすることが望ましい。

さらに、本発明の実施に好ましいビームの形状によれば
、前記断面視略Ｃ字状のビームはほぼ垂直に延びるウェ
ブ部と該ウェブ部両端縁部よりこれとほぼ直行する方向
に延びるとともに相互に平行なフランジ部とを有する構
成となる。前記ウェブ部は、フラッピング方向の可撓性
を付与するために内側部分において、その高さが最小と
なるように構成され、内側部分より外側部分に向かって
漸増するように構成される。

また、前記フランジの幅は、前記外側部分にリード／ラ
グ運動方向の可撓性を付与するために、前記外側部分に
おいて最小となるように構成され、前記内側部分より外
側部分に向かって漸減するように構成されている　また
更に、前記フランジ部の肉厚は、前記捩り方向の可撓性
を付与するために外側方向に向って減少するように構成
され、内側部分より外側部分に向かって漸減しており、
可撓ビームの前記外側部分の中央部において最小となり
、当該中央部より外側に向かって漸増するように構成す
る。

前記第一及び第二のビームは前記の内側基端と外側傾斜
端部には前記ハブとロータブレードの取り付け位置を規
定する一対のブロックに接続されていることが望ましい
。前記第一及び第二のビームの外側傾斜端部に取り付け
られたブロックは、好ましくは係止部材と係合可能に構
成されており、該係止部材は前記ロータブレードの縦方
向の回動動作を許容して格納スペースを減少するように
前記ビームの取り付ける。また、前記第一及び第二のビ
ームの内側基端に接合されたブロックは係止部材に係合
可能に構成されており、前記係止部材は前記可撓ビーム
装置とロータブレードをハブに対して水平方向に回動可
能に取り付けて、ロータブレードのハブに対する進み角
、遅れ角を調整可能とする。

前記可撓ビームは、合成材料にて形成され、前記の合成
材料は複数の繊維材料をバインダ基材中に配設し、前記
第一及び第二のビームの自由端部にそって連続している
ことが望ましい。。更に好ましくは、前記第一及び第二
のビームにはテーパが付されており、このテーバ状ビー
ムは連続した繊維材料及び合成材の重合材内のテーパ状
の複合ダーツの配列によって形成される。

本発明の第三の発明によるヘリコプタのロータブレード
をハブに取り付けるための可撓ビーム装置は、少くとも
一つのビームを有し、該ビームはハブに取り付けられる
内側基端と、ロータブレードに取り付けられる外側傾斜
端部とを有し、前記ビームは前記基端より外側端部に向
って約２０％乃至約４０％のビームスパン位置に形成さ
れた第一の部分とビームスパンの約４０％乃至約８０％
の位置に形成される第二の部分と有し、前記第一の部分
はフラッピング方向に前記第二の部分よりも大きな可撓
性を有し、前記第二の部分はリード／ラグ運動方向に前
記第一の部分に比して大きな可撓性を有することを特徴
としている。

［実　施　例］以下に、本発明の好適な実施例によるヘリコプタ用ロー
タの可撓ビーム装置を添付する図面を参照しながら説明
する。

第１図は、本発明の好適実施例によるヘリコプタロータ
の可撓ビーム装置２０を示しており、断面視Ｃ字状の第
一及び第二のビーム２５には外装面ＩＯを有するロータ
ブレード５が取り付けられている。第一及び第二のビー
ム２５は相互に平行に、かつ０字の開放部をそれぞれ外
向きにして配設される。ロータブレード５は中空に、若
しくは例えば周知の合成発泡材３０等の適当な充填材を
充填して形成されている。外側開放のＣ字状に形成され
た第一及び第二のビーム２５の間には、ピッチ調整シャ
フト３５が、ビームとほぼ同一平面上に位置するように
介挿されている。ピッチ調整シャフト３５の端部、１０
は矩形断面に形成されており、第一及び第二のビーム２
５の端部と貫通ボルト４５にて連結されている。この第
一及び第二のビーム２５とピッチ調整シャフト３５は、
サブアッセンブリとして構成され、このサブアッセンブ
リは周知の方法によってロータブレード５の図示しない
桁に外装材ＩＯの内側において固定された取り付けブロ
ック４７に取付されている。このサブアッセンブリは、
ロータブレード５の外装材１０の内側辺縁部にそって形
成されたフランジ５０に固定取り付けされる図示しない
流線形構造体（ファーリング：　ｆｉｒｉｎｇ）によっ
て被覆されている。

なお、好適実施例においてはＣ字状断面に形成した第一
及び第二のビームを用いているが、ビームの断面形状は
これに限定されるものではなく、ビームとして用いるも
に適したいかなる断面形状をも取りうるちので、例えば
、１字状、Ｈ字状、Ｔ字状等の断面を用いることが可能
である。

周知のように、ピッチ調整ンヤフト３５は、図示しない
ピッチ調整アクチュエータの出力によってシャフトの軸
線を中心に回転駆動されて、ロータブレード５のピッチ
（取り付け角）を調整するように構成されている。

このロータブレード５には、これを取り付けるヘリコプ
タの通常の動作中に、ロータブレード５には、ロータブ
レードのピッチに影響する円周方向（リード／ラグ方向
：以下、エツジ方向）と、ロータブレードの而の路上下
方向（以下、面変位方向）の変位が生じる。可撓ビーム
装置２０の第一及び第二のビーム２５の基端は、図示し
ないヘリコプタハブに固定取付されているので、ロータ
ブレード５のリード／ラグ運動、フラッピング方向の変
位力は、可撓ビーム装置２０にも作用する。

第２図乃至第９図は、本発明の好適実施例による可撓ビ
ーム装置の構成を示しており、前記のように可撓ビーム
装置を構成する第一及び第二のビーム２５は相互に略平
行に配設されている。各第一及び第二のビーム２５は、
Ｃ字状断面を有し、他方のビームと背中合わせの状態（
この状態を、外側開放と称す）で相互に離間しており、
ロータブレード側端部（以下、傾斜端部）においてブレ
ード取り付けブロック４７に連結され、ハブ側端部（基
端）においてハブ取り付けブロック５５に連結されてい
る。ハブ取り付けブロック５５には、第一、第二のビー
ム２５の幅方向中央部に対向する位置に貫通孔６０がビ
ームの水平面に対して直行する方向に形成されており、
この孔に挿通する、例えばボルト等の係止部材によって
、可撓ビーノ、装置２０をヘリコプタのロータハブにク
レビス接合（ｃｌｅｖｉｓ−ｔｙｐｅ　ｃｏｎｎｅｃｔ
ｉｏｎ）されている。同様に、ロータブレード取り付け
ブロック４７には可撓ビーム装置２０のビーム２５の水
平面に対して平行な方向に貫通孔６５が形成されており
、ビーム２５の基端とピッチ調整シャフトの端部４０を
接合するボルト４５が、この貫通孔６５に挿通される。

各第一及び第二のビーム２５は、縦方向に延びるウェブ
部７０と、ウェブ部の上下端部より水平方向に延びる一
対のフランジ部７５とにで構成されており、上下のフラ
ンジ：’！＜　７５は相互に平行となっている。各第一
及び第二のビーム２５の基端の上下フランジ部７５間に
は帯板材７７が挿入されており、基端の帯板材挿入部分
の断面を中実断面としている。

第４図乃至第９図に示すように、第一及び第二のビーム
２５のウェブ部７０の高さ■（及び肉厚、及びフランジ
部７５の幅Ｗ及び肉厚Ｔはビーム長手方向の各部位にお
いてそれぞれ異なるものとされており、それぞれの変化
は第１０図に示されている。第１０図にしめすウェブ部
７０の高さＨとフランジ部７５の幅Ｗ及び肉厚Ｔはビー
ムの長手方向のスパンにそってプロブトしたものである
。

ウェブ７０は高さ■４は、第４図乃至第９図に示し、第
１０図のグラフ８０にて示すように、基端より漸次減少
して、ビームスパンの約２０％の位置で最小となる。ウ
ェブ７０の高さＨは、このビームスパン約２０％の位置
より約４０％の位置まで略一定となっている。ウェブ７
０の高さ）（は、ビームスパン約４０％のより約８０％
の位置まで線形的に漸増し、ビームスパンの約８０％の
位置より外側部分において急激に増加して最大となり、
高さｌ−１が最大となった位置より外側では、この最大
高さでほぼ一定となる。この、最大高さ１１に維持され
ている部分においてビーム２５は、ロータブレード取り
付けブロック４７に連結される。

第１θ図において、グラフ８３はフランジ部７５の幅Ｗ
の変化を示している。フランジ部７５の幅Ｗは、基端に
おいて最大となっており、この基端よりビームスパンの
約４０％の位置までの間において、急激に減少する。フ
ランジ部７５の幅Ｗは、約４０％の位置より約７５％の
位置にかけて、前記した基端より約４０％の位置での減
少割合よりも小さな減少割合で減少し、約７５％の位置
において略最小となり、これより外側の部分ではほぼ一
定となっている。従って、ロータブレード取り付けブロ
ック４７の連結される傾斜端部においては、フランジ７
５の幅Ｗは最小となっている。

一方、フランジの肉厚Ｔは、第１０図のグラフ８７でそ
の変化が示されており、前記のフランジ部の幅Ｗと同様
に、基端よりビームスパンの約４０％の位置にかけて急
激に減少する。ビームスパンの約４０％の位置と約６０
％の位置の間において、フランジ部７５の肉厚Ｔは、前
記した基端より約４０％の位置にかけての減少割合より
も小さい減少割合で減少して略最小となり、この約６０
％の位置より傾斜端部にかけて急激に増加して傾斜端部
において最大となる。

上記のように形成した第一及び第二のビーム２５は、は
ぼ平行に配置されている。第１１図のグラフ９５は、各
第一及び第二のビームのピッチ調整シャフト３５の軸線
にそったピッチ軸に対する距離を示している。この距離
を以下に「ビーム距離」と略称する。このグラフ９５に
示すように、ビーム距離は、基端よりビームスパンの約
２５％の位置にかけて増加し、約２５％の位置において
最大となる。ビーム距離は、ビームスパンの約２５％の
位置より約７５％の位置にわたって、はぼ最大値で一定
に保持され、この約７５％の位置より外側では傾斜端部
に向かって僅かに減少する。

第１１図のグラフ１００には、ビーム２５中心の軌跡に
そった中立軸線の変位を示している。この第１１図のグ
ラフ１００より明らかなように、第一及び第二のビーム
２５の中立軸線の変位はピッチ軸線に対する設定距離に
対する変化が少なく、従って両ビーム２５の中立軸線は
ほぼ直線となり、他方のビームの中立軸線と長手方向に
ほぼ平行となっており、また、ロータブレード５の中立
軸線ともほぼ平行となっている。第１１図のグラフＩ０
５は、セン断中心線のピッチ軸線よりの距離（以下、セ
ン断中心距離）のビーム長手方向の変位を示している。

このセン断中心距離は、基端において最小であり、基端
よりビームスパンの約２０％の位置にかけて増加し、こ
の約２０％の位置より約８５％の位置にかけて略一定、
若しくは僅かに漸増する。ビームスパンの約８５％の位
置より外側部分において、セン断中心距離は、傾斜端部
に向かって増加して、傾斜端部において最大となる。

第１２図及び第１３図は、各第一及び第二のビーム２５
のフラッピング、リード／ラグ運動方向の剛性分布を示
している。第１２図は、ビーム２５のフラッピング方向
の剛性は基端よりビームスパンの約５０％の位置にかけ
て急激に、かつ非線形的に減少する。第１２図に示すよ
うに、ビーム２５のフラッピング方向の剛性は、ビーム
スパン約２５％の位置より約７５％の位置では非常に小
さくなる。ビーム２５の剛性は、最小となる約５０％の
位置より、約８０％の位置に向かって増加し、約８０％
の位置より外側の部分ではほぼ一定となっている。一方
、第１３図に示す、リード／ラグ運動方向の剛性は、基
端において最大であり、ビームスパンの約６０％の位置
にかけて、急激に、かつ非線形的に減少する。第１３図
に示すように、リード／ラグ運動方向の剛性は、ビーム
スパンの約５０％の位置より外側ではほぼ最小値で一定
に保持されている。しかしながら、第１３図より明らか
なように、ビームスパン約２５％の位置より外側の位置
におけるリード／ラグ運動方向の剛性は極めて低い値と
なっている。　上記のように、静止状態におけるリード
／ラグ運動方向及びフラッピング方向の剛性分布によっ
て、ロータブレード５が回転している動的状態における
第３図にしめす内側部分Ａと外側部分Ｂが規定される。

内側部分Ａは、外側部分Ｂよりも高いフラッピング方向
の可撓性を有しており、外側部分Ｂは内側部分Δと比較
して高いリード／ラグ運動方向の可撓性を有している。

従って、フラッピング方向のロータブレード５の変位は
、内側部分Ａによってもたらされ、一方、ピッチ調整に
伴うツジ方向及び捩れ方向のロータブレードの変位は外
側部分Ｂの折れ曲がり及び捩れによってもたらされる。

従って、フラッピングの発生するビーム２５の部位と、
リード／ラグ運動方向の変位を生じるビームの部位が分
離され、可撓ビーム装置のフラッピング方向の固有共振
周波数とリード／ラグ運動方向の変位方向の固有共振周
波数は相互に分離されることとなり、両回ａ共振周波数
はロータの回転周波数よりも低く設定されている。これ
によって、ロータの回転周波数のスペクトルの反対側に
生じるロータ固有のリード／ラグ運動方向の変位周波数
とフラッピング方向の変位周波数によって生じる共振を
大きく減少させる。　可撓ビーム装置２０の内側部分Ａ
のフラッピング方向の可撓性を向上することによって、
静止負荷に対して外側部分Ｂは直線状態に維持されるの
で、ロータブレード５のトロープは最小となり、この結
果、可撓ビームの下向きの折曲変形は最小となる。従っ
て、ロータブレードの傾斜変形が減少される。このよう
に、静止状態におけるトロープを、可撓ビームの内在的
折り曲げ抵抗によって最小限とするので、ビッチコＭ整
シャフト３５を従来の装置において用いられていたよう
にトロープの抑制に用いる必要がなくなる。この結果、
ビッチコＭ整シャフトの配設位置に関する制限がなくな
り、従ってこのピッチ調整シャフトをその形状面、機能
面で最適な可撓ビーム装置内に配置することが可能とな
る。この結果、ピッチ調整シャフトの遅れ角を最小とす
ること出来るとともに、可撓ビーム装置と形状を合わせ
ることが出来るしのとなるので、空力抵抗を減少し、ま
た、レーダによる検出可能部材の断面積を可及的に小さ
くすることが出来る。また、第１図に示すように、ピッ
チ調整シャフト３５の矩形断面端部４０を第一及び第二
のビーム２５間に形成した空隙部に収容することによっ
て、ピッチ調整シャフトに対する捩れ方向のピッチ調整
入力を最小とすることが可能となる。内側部分Ａを、基
端より外側に配置することによって、基端の上下フラン
ジ７５間に帯板材を介装して基端の剛性を向上して基端
における曲げモーメント及びセン断力に対する反力を生
じる。

また、面記の内側部分Ａの外側に配設された外側部分Ｂ
は、ビーム長手方向の内側端部付近において中立軸線距
離が最大となり、この部分の剛性によって、リード／ラ
グ運動方向モーメント及び捩り力に対する反力が発生さ
れる。一方、この部分のビームフランジ７５の肉厚は最
小となっているので、セン断中心のピッチ軸線に対する
距離を示すセン断中心距離が大きくなり、ピッチ調整に
必要な所要ピッチ調整トルクを最小とすることが出来る
。また、リード／ラグ運動方向変位に対する可撓性は、
外側部分Ｂによって付与されるので、小さな軸方向変形
を伴う捩れ方向の変位中におけるセン断中心とピッチ軸
線の僅かなズレによって生じる折れ曲がりの吸収力が増
大する。

第一及び第二のビーム２５間に形成された空隙は、ビー
ムの中央部においてウェブ７０間の間隔が最大となり、
ビームのリード／ラグ運動方向への変形を伴わずにピッ
チ調整シャフト３５を収容出来るように構成されている
。さらに、各ビーム２５が離間して配設されることによ
って、各ビームの中立軸線が離間し、この結果、局部的
なリード／ラグ運動方向の曲がりを最小とすることが可
能となる。特に、中立軸線間の間隔が最大となる内側部
分に於いては、局部のリード／ラグ運動方向の局部折曲
変形量は極めて小さくなる。

」１記のように、本発明による可撓ビーム装置は、ロー
タブレードハブに取り付けられ、貫通孔６０を有するハ
ブ取り付けブロック５５は、ヘリコプタのロータハブに
クレヴイス接合により取り付けられ、ロータブレードの
リード（進み）角及びラグ（遅れ）角を所望の角度に調
整出来るようになっている。このハブ取り付けブロック
５５内に挿入された各ビームの端部は前記のように帯板
材を介挿して中実断面とされているので、この部分の中
立軸線はロータブレード取り付けブロック４７に挿入さ
れた外側端部の中立軸線と一直線上に配設され、モーメ
ント負荷に対しての反応を最適なものとすることが出来
る。同様に、ロータブレード取り付けブロック４７に形
成した貫通孔６５は可撓ビームと同一平面上に配設され
、空力抵抗を低減すると同時に、ロータブレードの取り
付けとともに、レーダによる被検出性を低下させる。さ
らに、各ビームの外側端部も実質的に中実断面に形成さ
れており、従って中立軸線をブロック４７に対する挿入
方向軸線と一直線上に位置するように配設したので、モ
ーメント負荷に対する反力を増大することが出来る。貫
通孔６５は、ビーム２５に対するロータブレードの取り
付け角度を任意に設定できるように配置される（ブレコ
ーン）。

本発明による可撓ビーム装置は、周知の方法によって低
コストで製造可能である。上記したＣ字状断面のビーム
２５、ロータブレード取り付けブロック４７、ハブ取り
付けブロック５５及び帯板材７７はいずれも所望の可撓
性、剛性及び軽ｔｌ化を達成する種々の合成材料にて形
成される。即ち、これらの可撓ビーム装置構成部材は、
ボロン、アルミニウム、グラファイト又は種々の合成ガ
ラスにて形成する繊維材料と、例えばエボキン樹脂又は
たの金属、非金属の材料にて構成するバインダ材の複合
材にて形成することが出来る。

第１４図は、前記のＣ字状断面の第一及び第二のビーム
の製造過程の一例を示している。第１４図の例によれば
、繊維材料！１０は、雄型１１５に塗布された未凝固の
又は半凝固のバインダ内に並列、凝固させて成型する。

ビームを上記のウェブ部の高さ及び／又はフランツ部の
肉厚及び幅に形成するために、拡幅部分は連続する繊維
を幅方向に変位させて繊維を配設しない空隙部分をバイ
ンダの拡幅部分中央に形成し、この空隙部分に失態状に
形成した複合材セグメント１２０を嵌入して形成する。

好ましくは、上記の複合材セグメント１２０の配設位置
は中立軸線に出来る限り接近した位置として、このセグ
メント配設位置におけるストレスを最小とする。セグメ
ント１２０の配設位置を除く部分においては、連続した
繊維材料を用いることによって、ストレスが最大となる
ビームの自由端に繊維の端部を配設した場合に生じる応
力集中を低減することが出来る。また、失態状の複合材
セグメントを用いることによって、ビームの傾斜部分の
成型が容易となる。

上記の説明においては、本発明の可撓ビーム装置の特定
の実施例について詳細に説明をしたが、本発明の要旨を
変更しない種々の実施例の変更、変形が可能である。従
って、可撓ビーム装置のジオメトリを変更し、又は可撓
ビーム装置の各部の剛性又は剛性を変更することは本発
明の範囲に含まれるしのである。さらに、上記の実施例
においては可撓ビーム装置の構成材を桁と別に形成して
、これを固定取り付けする構成となっているが、これを
一体に構成することも可能である。従って、本発明は、
特許請求の範囲の各請求項に記載した本発明の構成、要
旨、要件を満足するすべての変更、改良をも包含するも
のである。

［効　　果］本発明は、上記のように構成したので、ヘリコプタロー
タの可撓性、構造的な完成度を向上し、かつ低コストで
製造可能な可撓ビーム装置を提供することが出来る。

また、本発明の可撓ビーム装置の構成によれば、剛性を
向」ニするとともに、リード／ラグ運動方向及びフラッ
ピング方向の振動成分の共振を防止することが出来、こ
れによって自励振動の発生を防止することが出来る。

更に、本発明の可撓ビーム装置は捩れ方向の剛性を長さ
方向に配分することによって応力集中を最小限として、
構造的な完成度を向上し、ロータブレードのピッチ調整
用のピッチ調整ンヤフトをビームと同一平面上に配設出
来るようにし、さらに、装置の小型、軽量化を達成する
ことが可能となる。

またさらに、本発明の可撓ビーム装置はプレラグ及びプ
レコーンを適宜設定可能にロータブレードを取り付け可
能とすることが出来る。

さらに、本発明の可撓ビーム装置は、静止状態における
ロータブレード支持を強化してロータブレードのトロー
プを減少し、中立軸及びセン断中心を最適位置に設定出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の可撓ビーム装置にヘリコプタのロー
タブレードを取り付けた状態の概略斜視図、第２図は、本発明の好適実施例による可撓ビーム装置の
平面図、第３図は、本発明の好適実施例による可撓ビーム装置の
側面図、第４図は、第２図４−４線断面図、第５図は、第２図５−５線断面図、第６図は、第２図６−６線断面図、第７図は、第２図７−７線断面図、第８図は、第２図８−８線断面図、第９図は、第２図９−９線断面図、第１０図は、ビームのウェブ部の高さ、フランジ部の幅
、及びフランジ部の肉厚のビーム長手方向の変化をしめ
ずチャート、第１Ｉ図は、ビームのセン断中心、中立軸線及びビーム
間距離のビーム長手方向の変化を示すチャート、第１２図は、フラッピング方向のビーム長手方向の剛性
変化を示すチャート、第１３図は、リード／ラグ運動方向のビーム長手方向の
剛性変化を示すチャート、及び第１４図は、本発明の可
撓ビーム装置に用いるビームの成型例を示す斜視図であ
る。５・・・ロータブレード２０・・・可撓ビーム装置２５・・・ビーム３５・・・ビッヂ調整ノヤフト４７・・・ロータブレード取り付けブロック５５・・・
ハブ取り付けブロック７０・・・ウェブ部７５・・・フランジ部５５：ｏ−ｙブレード取りけけプＯ−／　り７０　ウェ
ブ部７５：フランジ部ＦＩＧ、ＪＦＩＧ、４　　　　　　ＦＩＧ、５　　　　　　　ＦＩ
Ｇ、　６ＦＩＧ、　７　　　　　　ＦＩＧ、　８　　　
　　　　ＦＩＧ、９ＦＩ６．１０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少くとも一つのビームを有し、該ビームは内側基
端と、外側傾斜端部と、基端近傍の内側部分と、傾斜端
部近傍の外側部分とを有し、前記内側部分はロータ駆動
時におけるフラッピング方向の振動入力に対して外側部
分に比して大きなコンプライアンス特性を有するジオメ
トリーを有し、前記外側部分はロータ駆動時におけるリ
ード／ラグ運動方向及び捩り方向の振動入力に対して内
側部分に比して大きなコンプライアンス特性を有するジ
オメトリーを有するように構成され、可撓ビームの固有
振動数付近のリード／ラグ運動方向及びフラッピング方
向の振動入力の作用部位を相互に離間させるとともに振
動入力の周波数をロータの回転数よりも低い周波数とし
てリード／ラグ運動方向、フラッピング方向及び捩り方
向の可撓性を付与したことを特徴とするヘリコプタのロ
ータブレードをハブに取り付けるための可撓ビーム装置
。
（２）相互に略平行に配設された第一及び第二のビーム
を有し、該第一及び第二のビームが相互に離間して配設
されるとともに、第一及び第二のビーム間にピッチ調整
シャフトを前記ビームと略平行でかつ略同一平面上に介
装して構成され、各第一及び第二のビームは断面視Ｃ字
状に形成されるとともに内側基端と、外側傾斜端部と、
基端近傍の内側部分と、傾斜端部近傍の外側部分とを有
し、前記内側部分はロータ駆動時におけるフラッピング
方向の振動入力に対して外側部分に比して大きなコンプ
ライアンス特性を有するジオメトリーを有し、前記外側
部分はロータ駆動時におけるリード／ラグ運動方向及び
捩り方向の振動入力に対して内側部分に比して大きなコ
ンプライアンス特性を有するジオメトリーを有するよう
に構成され、可撓ビームの固有振動数付近のリード／ラ
グ運動方向及びフラッピング方向の振動入力の作用部位
を相互に離間させるとともに振動入力の周波数をロータ
の回転数よりも低い周波数としてリード／ラグ運動方向
、フラッピング方向及び捩り方向の可撓性を付与したこ
とを特徴とするヘリコプタのロータブレードをハブに取
り付けるための可撓ビーム装置。
（３）前記第一及び第二のビームはそれぞれ外側開放の
Ｃ字状断面を有している請求項第１項又は第２項記載の
可撓ビーム装置。
（４）前記第一及び第二のビーム間に形成する間隙は中
間部分において最大をなるように構成され、ビームの折
り曲げを伴わずに前記ピッチ調整シャフトを収容可能と
したとことを特徴とする請求項第１項乃至第３項いずれ
かに記載の可撓ビーム装置。
（５）前記断面視略Ｃ字状のビームはほぼ垂直に延びる
ウェブ部と該ウェブ部両端縁部よりこれとほぼ直行する
方向に延びるとともに相互に平行なフランジ部とを有す
る請求項第３項又は第４項記載の可撓ビーム装置。
（６）前記ウェブ部は、フラッピング方向の可撓性を付
与するために内側部分において、その高さが最小となる
ように構成されている請求項第５項記載の可撓ビーム装
置。
（７）前記ウェブ部の高さは内側部分より外側部分に向
かって漸増するように構成されている請求項第６項記載
の可撓ビーム装置。
（８）前記フランジの幅は、前記外側部分にリード／ラ
グ運動方向の可撓性を付与するために、前記外側部分に
おいて最小となるように構成されている請求項第５項記
載の可撓ビーム装置。
（９）前記フランジ部の幅は前記内側部分より外側部分
に向かって漸減するように構成されている請求項第８項
記載の可撓ビーム装置。
（１０）前記フランジ部の肉厚は、前記捩り方向の可撓
性を付与するために外側方向に向って減少するように構
成されている請求項第５項記載の可撓ビーム装置。
（１１）前記フラジンの肉厚は、内側部分より外側部分
に向かつて漸減しており、可撓ビームの前記外側部分の
中央部において最小となり、当該中央部より外側に向か
って漸増するように構成した請求項第１０項記載の可撓
ビーム装置。
（１２）前記第一及び第二のビームは前記の内側基端と
外側傾斜端部には前記ハブとロータブレードの取り付け
位置を規定する一対のブロックに接続されている請求項
第１項乃至第１１項のいづれかに記載の可撓ビーム装置
。
（１３）前記第一及び第二のビームの外側傾斜端部に取
り付けられたブロックは係止部材と係合可能に構成され
ており、該係止部材は前記ロータブレードの縦方向の回
動動作を許容して格納スペースを減少するように前記ビ
ームの取り付ける請求項第１２項記載の可撓ビーム装置
。
（１４）前記第一及び第二のビームの内側基端に接合さ
れたブロックは係止部材に係合可能に構成されており、
前記係止部材は前記可撓ビーム装置とロータブレードを
ハブに対して水平方向に回動可能に取り付けて、ロータ
ブレードのハブに対する進み角、遅れ角を調整可能とす
る請求項第１２項又は第１３項記載の可撓ビーム装置。
（１５）前記可撓ビームは、合成材料にて形成されてい
る請求項第１項乃至第１４項のいずれかに記載の可撓ビ
ーム装置。
（１６）前記の合成材料は複数の繊維材料をバインダ基
材中に配設し、前記第一及び第二のビームの自由端部に
そって連続している請求項第１５項記載の可撓ビーム装
置。
（１７）前記第一及び第二のビームにはテーパが付され
ており、このテーパ状ビームは連続した繊維材料及び合
成材の重合材内のテーパ状の複合ダーツの配列によって
形成される請求項第１５項記載の可撓ビーム装置。
（１８）少くとも一つのビームを有し、該ビームはハブ
に取り付けられる内側基端と、ロータブレードに取り付
けられる外側傾斜端部とを有し、前記ビームは前記基端
より外側端部に向って約２０％乃至約４０％のビームス
パン位置に形成された第一の部分とビームスパンの約４
０％乃至約８０％の位置に形成される第二の部分と有し
、前記第一の部分はフラッピング方向に前記第二の部分
よりも大きな可撓性を有し、前記第二の部分はリード／
ラグ運動方向に前記第一の部分に比して大きな可撓性を
有することを特徴とするヘリコプタのロータブレードを
ハブに取り付けるための可撓ビーム装置。