JPH04237697A - ヘリコプタ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘリコプタの主ロータ
が回転する際に機体に与えられるトルクを打ち消すため
の推力手段を備えたヘリコプタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のシングルロータ型ヘリコプタの、
主ロータ２は図１２に示すように胴体５の上部に装着さ
れ、胴体５にとりつけられたエンジン４の動力により回
転している。主ロータ２が回転すると、図１３に示すよ
うに、その回転による主ロータトルクＭが作用し、ヘリ
コプタが回転することになりそのままでは飛行すること
ができない。そのため、従来の、シングルロータ型ヘリ
コプタでは、図１２および図１４に示すように、ヘリコ
プタ１の垂直尾翼８の上部にテールロータ７をとりつけ
たり、図１６，１７に示すように、垂直尾翼１３の中に
テールロータ１４をうめこんだりして、図１３に示すよ
うに、テールロータ推力による偏揺れモーメントＭＴを
利用して、主ロータトルクＭを打消している。なお、図
１８に示すタンデムロータ型ヘリコプタ１７では前後の
ロータ１８の回転方向を逆にして、図１９に示すサイド
バイサイドロータ型ヘリコプタ２０では左右のロータ２
１の回転方向を逆にして、図２０に示す二重反転ロータ
型ヘリコプタ２３では上下のロータ２４，２５の回転方
向を逆にしてそれぞれ主ロータトルクを打消している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のシングルロータ
型ヘリコプタにおいて、図１２，図１３に示すように垂
直尾翼８の上部にテールロータ７をとりつける場合には
図１５に示すようにテールロータ７と垂直尾翼８の位置
が非常に接近して、オーバーラップしているため、図１
５に示すようにテールロータ７と垂直尾翼８とが互いに
空力的に干渉して、テールロータ７の効率を劣化し、そ
の劣化分を補うためにより寸度の大きなテールロータ７
をとりつける必要がある。同時に垂直尾翼８の効きを劣
化しており、その劣化分を補うために同様により寸度の
大きな垂直尾翼８をとりつける必要がある。したがって
、これらによって重量増加、空力抵抗増加による性能劣
化をもたらし、ヘリコプタに対しデメリットとなってい
る。

【０００４】また図１６，図１７に示すように垂直尾翼
１３内にテールロータ１４をうめこむ場合には垂直尾翼
１３の一部が切り欠かれるためにその構造強度が弱くな
るのでこれを補強する必要が生じる。他方垂直尾翼１３
本体の有効面積も減少して垂直尾翼１３のヘリコプタ方
向安定への寄与が不足するので、これを補うために垂直
尾翼１３を大きくする必要があり、形状が図１６に示す
ような異常な形状とならざるをえず、またこれでも不足
する場合には、図１７に示すように垂直尾翼１３とは別
に、補助垂直安定板１６を装着している例もある。以上
のように、構造強度補強のための重量増加や垂直尾翼８
，１３の寸度増大に伴う重量増加や空力抵抗増加による
性能低下等の不具合をもたらしている。

【０００５】また垂直尾翼８にテールロータ７をとりつ
ける場合には、比較的低い位置までテールロータ７の回
転面がくるので、その近傍に人、物等が接近することも
あり安全性の確保の点からも問題がある。

【０００６】他方、図１８のタンデムロータ型ヘリコプ
タ１７、図１９のサイドバイサイドロータ型ヘリコプタ
２０、図２０の二重反転ロータ型ヘリコプタ２３等にお
いては、機構が非常に複雑となり、重量増加が極端に大
きくなったり故障の確率が高くなったり、価格が高くな
ったりするという不具合があった。本発明は前記諸問題
を解消させる装置を有するヘリコプタを提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（第１の手段）

【０００
８】本発明に係るヘリコプタは主ロータと補助ロータを
有するシングルロータ型ヘリコプタにおいて、補助ロー
タとしてのテールロータを胴体内にうめこみ水平尾翼を
垂直尾翼の上部に配置することを特徴とする。 （第２の手段）

【０００９】本発明に係るヘリコプタは主ロータを補助
ロータを有するシングルロータ型ヘリコプタにおいて、
補助ロータとしてのフロントロータを胴体内に水平尾翼
を垂直尾翼の上部に配置することを特徴とする。 （第３の手段）

【００１０】本発明に係るヘリコプタは第１の手段又は
第２の手段において、補助ロータの流路の形状を変化さ
せる可変のベルマウスおよび可変のダクトを有し、パイ
ロットのスイッチ操作により、前記流路の形状を変化さ
せることを特徴とする。 （第４の手段）

【００１１】本発明に係るヘリコプタは、第３の手段に
おいて補助ロータの流路の形状を変化させる可変のベル
マウスおよび可変のダクトを有するとともに、飛行条件
を検知するセンサと前記センサからの信号を入力し、制
御信号を油圧装置又は電動機とアクチュエータに出力し
、自動的に前記流路を変化させるコンピュータを有する
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】ヘリコプタの胴体内にテールロータまたはフロ
ントロータをうめこみ式として装着し、水平尾翼を垂直
尾翼の上部に配置する。そのためテールロータまたはフ
ロントロータが垂直尾翼と分離され、互いに空力干渉を
しなくなるので、それぞれの空力効率がよくなる。その
結果従来のテールロータが垂直尾翼の上部に位置してい
たのに比較して、本発明のヘリコプタは作動機構が簡素
化でき（胴体内にテールロータ又はフロントロータが配
置されているので動力伝達の機構が短くて良い）、故障
の確率も減少でき、重量軽減も可能となる。

【００１３】水平尾翼が垂直尾翼の上部に配置されると
水平尾翼が垂直尾翼に対する端板として作用し、図３に
示すような端板効果のため垂直尾翼の空力的効果が向上
し、垂直尾翼の大きさを小さくでき、軽減が可能となり
、ヘリコプタの性能を向上することができる。

【００１４】図２１に示すようにダクトつきの場合の推
力はダクトなしの場合の推力に比して、増加（約１．５
倍以上）するので、図８に示すように可変ダクトにすれ
ば、テールロータ又はフロントロータの推力が向上でき
、推力一定とすれば従来のテールロータに比して、寸度
が小さくてすみ、重量が減少し、ヘリコプタの性能を向
上することができる。

【００１５】ベルマウスを可変とすることにより、低速
飛行時の流入空気量を増大することができ、テールロー
タまたはフロントロータの効率を増加することができる
ため、ヘリコプタの性能を向上することができる。

【００１６】センサで飛行条件（ヘリコプタの飛行速度
、ロータ回転数等）を検出して、その電気信号を配線を
介してコンピュータに入力し、処理し、制御信号を配線
により油圧装置又は電動機に伝達しアクチュエータを作
動させ、可変ベルマウスおよび可変ダクトの形状変化を
させる。このようにすれば、パイロットのスイッチ操作
なしに、自動的にベルマウス及び可変ダクトの形状を変
化させることができるので、パイロットの作業負担を軽
減でき、かつ可変ベルマウスおよび可変ダクトの形状を
変化させることができ、ヘリコプタの運用を効率よく行
なうことができる。

【００１７】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図２に示す。図
１は第１実施例の全体配置図を示し、図２はテールロー
タ３０の説明図を示す。第１実施例に係る補助ロータと
してのテールロータ３０は胴体２８の後部にうめこんで
いる。（従来のシングルロータ型式ヘリコプタ１のテー
ルロータは、図１２に示すように垂直尾翼８の上部にと
りつけられている。）。水平尾翼２９は垂直尾翼８の上
部にとりつける。（従来のヘリコプタ１では図１２に示
すように水平尾翼６は胴体５の後部にとりつけられてい
る。）第１実施例のようにすれば、テールロータ３０は
胴体２８内におさまっているのでテールロータ３０を駆
動するための作動機構が簡単になり（動力伝達の機構が
短くてよい）、重量軽減ができ、故障の確率が少なくな
る。

【００１８】水平尾翼２９を垂直尾翼８の上部に配置す
ると水平尾翼２９が垂直尾翼８の端板として作用し、図
３に示すような端板効果により、垂直尾翼８の空力的特
性が向上し、垂直尾翼８のヘリコプタ方向安定への寄与
が大きくなる。そのため同一能力とすれば、従来のヘリ
コプタの垂直尾翼より小さな寸度とすることができ、そ
の分重量の軽減および空力抵抗の減少ができる。

【００１９】図２はテールロータ３０を胴体２８に直角
な面で切断した図を示し、流入する空気を導きやすいよ
うに固定ベルマウス３６を有し、また図２に示すダクト
の効果を利用してテールロータ３０の推力を増大するた
めに、固定ダクト３９を有している。このようにすれば
、従来のヘリコプタのテールロータ７（図１２）やテー
ルロータ１４（図１６，図１７）に比して、格段と大き
な推力を得ることができ、推力を同じとすれば小さなテ
ールロータ３０でよいことになる。したがって重量も空
力抵抗も小さくなり、ヘリコプタの性能向上に寄与でき
る。

【００２０】またテールロータ３０は胴体２９内に完全
に収納された状態になっているので、テールロータ３０
の回転に対する人身事故を防ぎ、物、人の安全性を確保
できる。この方式はヘリコプタの胴体２８の後部が比較
的大きい場合（特に胴体２８の後部の高さが大きい場合
）に採用できる。本発明の第２実施例を図４に示す。 テールロータ４０の詳細は第１実施例（図２）と同様で
ある。

【００２１】この方式は、ヘリコプタの胴体２８の後部
が比較的小さい場合、特に胴体２８の後部の高さが小さ
い場合で、比較的大きなテールロータ３０の装着ができ
ない場合や、胴体２８の後部に複数の比較的小さなテー
ルロータ４０を装着する方式に適する。図４にはテール
ロータ４０が２個表示してあるが、３個でも、それ以上
でも良い。テールロータ４０の機能、効果等は前述の第
１実施例のテールロータ３０の場合と同様である。本発
明の第３実施例を図５に示す。第３実施例に係る補助ロ
ータとしてのフロントロータ４１部の詳細は第１実施例
（図２）と同様である。

【００２２】この方式は、第１，２実施例では補助ロー
タが胴体２８の後部内にとりつけたのに反し、補助ロー
タを胴体２８の前部内にとりつけるもので、第２実施例
のテールロータ４０と同様に、フロントロータ４１が複
数個あってもよい。テールロータの場合に比して、胴体
２８の後部がすっきりして、後方における重量が軽減で
きるので、ヘリコプタの全体をまとめる上でまとめ易く
、ヘリコプタ２７の重心が前方にくるので飛行特性（安
定性）上有利となる。その他フロントロータの機能、効
果等は前述の第１実施例のテールロータ３０の場合と同
様である。本発明の第４実施例を図６に示す。

【００２３】この方式は、ヘリコプタの胴体の後部にテ
ールロータ５６を、胴体の前部にフロントローラ５７を
うめこむもので、第１実施例と第３実施例とを合せたも
のである。（テールロータ５６の代りに複数個のテール
ロータにしてもよく、フロントロータの代りに複数個の
フロントロータとしてもよい）。

【００２４】胴体後部にとりつけられたテールロータ５
６と、胴体前部にとりつけられたフロントロータ５７は
単独の場合に比して、それぞれが約１／２の寸度となり
、ヘリコプタの全体をまとめる上でまとめ易くなる。 テールロータのみもの場合よりもヘリコプタ２７の重心
が前方にくるので飛行特性（安定性）上、有利となる。 その他、機能、効果等は前述の第１実施例のテールロー
タ３０の場合と同様である。本発明の第５実施例を図７
〜図９に示す。

【００２５】図７は第５実施例の全体配置図を示し、図
８は第５実施例の可変ベルマウス４２および可変ダクト
４３部の説明図を示し、図９は第５実施例の作動ブロッ
ク図を示す。

【００２６】第５実施例は、前述の図２の固定ベルマウ
ス３６および固定ダクト３９が一定の固定された状態で
あったのに反し、可変ベルマウス４２および可変ダクト
４３を採用し可変形状としたものである。図８の実線で
示しているのは、ベルマウス４２およびダクト４３が引
出された状態を示し、破線で示しているのは、ベルマウ
ス４２およびダクト４３が引込んだ状態を示している。

【００２７】固定のベルマウスの外側に可変のベルマウ
ス４２が、固定のダクトの外側に可変のダクト４３がと
りつけられており、油圧装置又は電動機３２とアクチュ
エータ３１の動力によって、ベルマウス４２とダクト４
３が引出されたり、引込んだりすることができる。

【００２８】パイロット３５がスイッチ３４を操作する
と電気信号が配線３３により伝達されて油圧装置又は電
動機３２に作動し、アクチュエータ３１を介して、ベル
マウス４２とダクト４３が引出されたり、引込んだりす
る。これらの作動ブロック図を図９に示す。

【００２９】このように、ベルマウス４２とダクト４３
の形状が変化できれば、特に低速度におけるテールロー
タの推力が大きくでき、テールロータの効率を向上でき
る。そのため小さなテールロータでもよく、重量軽減が
できヘリコプタ２７の性能向上に寄与することができる
。第５実施例は第１〜４実施例のすべてに適用できる。 本発明の第６実施例を図１０〜図１１に示す。図１０は
第６実施例の全体配置図を示し、図１１は第６実施例の
作動ブロック図を示す。

【００３０】第６実施例は、前述の第５実施例のパイロ
ット３５によるスイッチ３４操作を改善して、センサ４
４による飛行条件（ヘリコプタ２７の飛行速度、ロータ
回転数等）を検出してその電気信号が配線４５を介して
コンピュータ４６に入力され、ここで処理されて、制御
信号を発信し制御信号が配線４７により伝達されて、油
圧装置又は電動機３２とアクチュエータ３１を作動させ
、これらの動力により、ベルマウス４２とダクト４３の
形状を変化できる自動作動システムとしている。その作
動ブロック図は図１１に示すとおりである。

【００３１】パイロットによる操作が不要であるため、
パイロット３５の作業負担が軽減でき、その分、他に神
経を使用することができるので飛行の安全性が向上でき
る。その他の効果については前述の第５実施例と同様で
ある。第６実施例は第１〜４実施例のすべてに適用でき
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００３３】（１）　補助ロータを胴体内にうめこむこ
とにより、補助ロータの作動機構が簡単になるとともに
、故障が少なくなり、安全性が確保できる。又、水平尾
翼を垂直尾翼の上部に配置することにより、水平尾翼が
垂直尾翼の端板として作用するため、垂直尾翼の空力的
特性が向上し、方向安定への寄与を大きくすることがで
きる。

【００３４】（２）　ベルマウス４２およびダクト４３
を可変とすることにより、テールロータおよびフロント
ロータの空力効率を向上させ、より小さな寸度とするこ
とができる。そのためヘリコプタの重量を軽減して性能
向上に寄与することができる。

【００３５】（３）　飛行条件を検知するセンサと、前
記センサからの信号を入力し、制御信号を油圧装置又は
電動機およびアクチュエータに出力するコンピュータを
有する自動作動システムにより可変ベルマウスおよび可
変ダクトの形状を変化して、テールロータおよびフロン
トロータの空力効率を向上することができる。そのため
パイロット３５の作業負担を軽減し、可変ベルマウスお
よび可変ダクトの形状を変化することができるので、ヘ
リコプタの運用がより効率化でき、経済性の向上にも寄
与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す図。

【図２】第１実施例のテールロータの説明図。

【図３】端板の効果の説明図。

【図４】本発明の第２実施例を示す図。

【図５】本発明の第３実施例を示す図。

【図６】本発明の第４実施例を示す図。

【図７】本発明の第５実施例を示す図。

【図８】第５実施例のテールロータの説明図。

【図９】第５実施例の作動ブロック図。

【図１０】本発明の第６実施例を示す図。

【図１１】第６実施例の作動ブロック図。

【図１２】従来のシングルロータ型ヘリコプタを示す図
。

【図１３】主ロータトルクとそれを打消すためのテール
ロータトルクを示す図。

【図１４】従来のシングルロータ型ヘリコプタのテール
ロータの説明図。

【図１５】図１４に示すテールロータのまわりの流れを
示す図。

【図１６】テールロータを垂直尾翼にうめ込んだ状態を
示す図。

【図１７】補助垂直安定板をつけたヘリコプタを示す図
。

【図１８】タンデムロータ型ヘリコプタを示す図。

【図１９】サイドバイサイドロータ型ヘリコプタを示す
図。

【図２０】二重反転ローラ型ヘリコプタを示す図。

【図２１】ダクトの効果の説明図。

【符号の説明】

１…シングルロータ型ヘリコプタ、２…主ロータ、３…
回転軸、４…エンジン、５…胴体、６…水平尾翼、７…
テールロータ、８…垂直尾翼、１３…垂直尾翼、１４…
テールロータ、１６…補助垂直安定板、１７…タンデム
ロータ型ヘリコプタ、１８…ロータ、１９…胴体、２０
…サイドバイサイドロータ型ヘリコプタ、２１…ロータ
、２２…胴体、２３…二重反転ロータ型ヘリコプタ、２
４…ロータ、２５…ロータ、２６…胴体、２８…胴体、
２９…水平尾翼、３０…テールロータ、３１…アクチュ
エータ、３２…油圧装置又は電動機、３３…配線、３４
…スイッチ、３５…パイロット、３６…固定ベルマウス
、３９…固定ダクト、４０…テールロータ、４１…フロ
ントロータ、４２…可変ベルマウス、４３…可変ダクト
、４４…センサ、４５…配線、４６…コンピュータ、４
７…配線、４８…ロータ、４９…ダクト、５２…翼、５
５…端板、５６…テールロータ、５７…フロントロータ
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主ロータと補助ロータを有するシング
   ルロータ型ヘリコプタにおいて、補助ロータとしてのテ
   ールロータを胴体内にうめこみ、水平尾翼を垂直尾翼の
   上部に配置することを特徴とするヘリコプタ。
2. 【請求項２】　　主ロータと補助ロータを有するシング
   ルロータ型ヘリコプタにおいて補助ロータとしてのフロ
   ントロータを胴体内にうめこみ水平尾翼を垂直尾翼の上
   部に配置することを特徴とするヘリコプタ。
3. 【請求項３】　　補助ロータの流路の形状を変化させる
   可変のベルマウスおよび可変のダクトを有し、パイロッ
   トのスイッチ操作により、前記流路の形状を変化させる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のヘリコ
   プタ。
4. 【請求項４】　　補助ロータの流路の形状を変化させる
   ベルマウスおよびダクトを有するヘリコプタにおいて、
   飛行条件を検知するセンサと前記センサからの信号を入
   力し、制御信号を油圧装置又は電動機とアクチュェータ
   に出力し、自動的に前記流路を変化させるコンピュータ
   を有することを特徴とする請求項３に記載のヘリコプタ
   。