JPH0717236B2

JPH0717236B2 - 回転翼航空機のローターブレード

Info

Publication number: JPH0717236B2
Application number: JP59078308A
Authority: JP
Inventors: ロバ−ト・ジエ−ムス・フレミング・ジユニア
Original assignee: ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン
Priority date: 1983-04-18
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: GB2138374A; AU560133B2; ES289449U; US4569633A; AU2689284A; SE452298B; IT8420612A0; GB2138374B; JPS59206298A; IL71531A; SE8402124D0; IT8420612A1; ES289449Y; FR2544279B1; GB8408406D0; SE8402124L; DE3414334C2; IT1175830B; FR2544279A1; CA1220463A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は回転翼航空機に対するローターブレード、一層
詳細には、ローターブレードの先端部に対する翼型の横
断面の輪郭に係る。

発明の背景ヘリコプタのような回転翼航空機は主ロータ及び所望の
方向にヘリコプタを前進させるための尾部ロータを有す
る。主ロータは複数個のローターブレードを含んでい
る。エンジンは回転の軸線の周りにブレードを駆動する
ため主ロータに結合されている。各ブレード上の翼型は
ヘリコプタのための推進力を発生する形状とされてい
る。この翼型の形状はヘリコプタの性能に強い影響を有
する。

翼型の形状は複数個の翼型断面部により郭定されてい
る。これらの翼型断面部は翼長方向に延びる軸線に沿っ
て間隔を置いて設けられている。そして上側表面及び下
側表面がこれら翼型断面部を繋ぎ合せてローターブレー
ドの翼型を形成している。

ローターブレードが回転の軸線の周りに駆動されるにつ
れて、各ブレードの翼型と空気の如き作動流体との間の
相対的運動が流体に翼型への合成力を及ぼさせる。この
力は通常二つの成分に分解される。一つの成分は翼型の
前方にある流体の翼型に対する相対的運動の方向に垂直
な上方への力である。この上方への力は揚力と呼ばれ
る。他の一つの成分は相対的運動の方向に平行に作用
し、抵抗又は抗力と呼ばれる。

これらの二つの力、揚力及び抗力、は空気力学の主要な
関心の対象である。翼型は、揚力を増すべく一般にキャ
ンバー（湾曲）されており、又揚力を増大すべく翼型の
前方部分では厚くなっている。翼型のキャンバーが増す
につれて、ブレードと空気との間の相対的速度が増大
し、抗力を増大し、且騒音及び大きな空気力学的損失を
生じさせる強い衝撃波の発生確率を増大する。これらの
損失は翼型の空気力学的性能及びヘリコプタの効率を低
減させる。

揚力及び抗力に焦点を合せた翼型性能の一般的に受入れ
られている尺度がある。揚力に対して、この尺度は0.3
のマッハ数（Ｍ＝0.3）のような低いマッハ数に於ける
最大揚力係数である。抗力に対しては、この尺度は、一
定揚力係数に対して、抗力係数−マッハ数曲線の傾斜が
増大して0.1になるときのマッハ数である。このように
なるマッハ数は抗力発散マッハ数（Mdd）と呼ばれる。

空気力学上の他の関心対象は翼型・ピッチング・モーメ
ントである。ピッチング・モーメントは翼型に作用する
不平衡な空気力学的力の結果として生ずる。これらの力
は翼型に曲げ応力を生じさせる。曲げ応力は翼型の前縁
から翼弦方向に隔置された基準軸線の周りで測定され
る。基準軸線は一般に翼弦の前端から1/4の位置に翼長
方向に延びる軸線とされる。ブレード−ピッチング・モ
ーメント係数Cmはピッチング・モーメントの正規化され
た尺度を与える。ピッチング・モーメント係数は、翼型
断面部に作用する曲げモーメントＭを、1/2と空気の密
度ρと相対的速度Ｖの２乗と翼型断面部の面積Ａと翼型
断面部の翼弦長Ｃとの積で割った値に等しい（Cm＝M/
（1/2・ρ・V²・Ａ・Ｃ））。

翼型に関する揚力、抗力及び曲げモーメントに関する要
求を満足するための一つの方法は、所要の翼型が得られ
るまで、上側表面及び下側表面の輪郭を調節することで
ある。キャンバー分布（翼弦線に沿うキャンバーの変
化）及び翼厚分布（翼弦線に沿う翼厚の変化）が翼型の
輪郭を記述するのに用いられる。この方法の例は“ヘリ
コプタ・ロータ用の改良された翼型”という名称のDado
neの米国特許第4,314,795号、“ヘリコプタ・ブレー
ド”という名称のdeSimoneの米国特許第4,142,837号及
び“ヘリコプタ・ブレード”という名称のBalchの米国
特許第3,728,045号に記載されている。

Balchの特許もdeSimoneの特許も本発明の譲受人に譲渡
されている。Balchの特許により開示されている翼型断
面部は翼型断面部のSC10xxファミリとして知られてい
る。deSimoneの特許により開示されている翼型断面部は
翼型断面部のSC10xxR8ファミリとして知られている。第
10図は、SC10xxファミリ（SC1095）の翼型断面部及びSC
10xxR8ファミリ（SC1095 R8）の翼型断面部に対して、
0.3のマッハ数（Ｍ＝0.3）に於ける最大揚力係数と零の
揚力に於ける抗力発散マッハ数Mddとを示している。

第10図から解るように、SC1095 R8翼型断面部はSC1095
翼型断面部よりも大きな最大揚力係数を有する。SC10xx
R8ファミリは、ローターブレードの先端部分より内側に
位置し回転半径が小さくて流体に対する相対速度が低い
箇所の翼型断面部に特に適している。

一層高い回転速度で作動する新しいロータが開発される
につれて、ブレードの先端から始まってより大きな翼長
部分に亙って音速を越える（Ｍ＞1.0）速度を翼型に生
じさせるような高い流体速度が生ずる。SC10xxファミリ
からの翼型断面部を新しい翼型の先端部分に用いること
ができるかもしれないが、SC10xx翼型断面部に比して所
与の揚力に対する抗力発散マッハ数を増し、しかもピッ
チング・モーメント係数CmをBalchの特許に於てSC10xx
ファミリについて開示されているように±0.03の間（Cm
＝±0.03）に保つように、先端部分に対して新しい翼型
断面部を開発することが望まれる。新しい翼型断面部
は、翼型のSC1095ファミリに比較して所与の抗力発散マ
ッハ数に於て増大された揚力を生じ、一方騒音は減少す
ることにより、より低い回転速度に於ても使用されるで
あろう。加えて、新しい翼型断面部は、抗力発散マッハ
数以下のマッハ数に於ける抗力の目立った増大を回避す
べきであろう。この抗力の目立った増大は一般に抗力ク
リープと呼ばれる。

従って、空気力学のエンジニアは、ローターブレードの
先端部分に対する翼型断面部のファミリとして、SC10xx
ファミリよりも良好な性能を与え、ローターブレードが
新しいファミリ及びSC10xxR8ファミリからの翼型断面部
を組合せることにより製作され得るよう、SC10xxR8ファ
ミリに対して相補的である新しいファミリを開発するべ
く作業している。

発明の開示本発明によれば、回転翼航空機のローターブレードの先
端部分に対する翼型断面部は、翼弦の中央領域にて同程
度に平らで所定の領域で予め定められた曲率で翼弦へ向
けて湾曲する翼厚とキャンバーの分布により輪郭を定め
られて上表面と下表面よりにより比較的厚い前縁領域と
厚い翼弦中央領域とテーパ状の後縁領域が形成されるよ
うな翼厚分布とキャンバー分布により輪郭されている。

本発明の主要な特徴は、前縁領域、翼弦中央領域及び後
縁領域を有する翼型断面部である。最大キャンバーの点
は前縁領域の終端に於て生ずる。翼弦中央領域を横切る
キャンバー分布のスロープはほぼ一定である。翼弦中央
領域は、キャンバー分布のスロープが翼弦中央領域を横
切る平均スロープの２倍の負の値になる点で終る。他の
特徴は、上側の翼厚に対して下側の翼厚が比較し得る程
の大きさを有していることである。下側の翼厚と上側の
翼厚との比は50％乃至70％の範囲内にあり、またこの比
は実質的に翼弦全長に亙ってほぼ一定である。他の特徴
は上側表面及び下側表面のベンドである。上側表面のベ
ンドは前縁領域の中央部分にてほぼ一定の変化率で減少
する。下側表面のベンドは前縁と１％翼弦位置との間で
急速に減少する変化率にて減少する。翼弦中央領域内の
更に他の一つの特徴は、翼弦中央領域に全体に亙ってほ
ぼ等しい上側表面の平坦性及び下側表面の平坦性であ
る。他の一つの特徴は後縁領域の終端に於ける曲り方向
の反転である。

本発明の主要な利点は、翼厚分布とキャンバー分布の複
合効果から生ずる最大揚力係数と抗力発散マッハ数との
間の関係であ。一つの利点は抗力が正、零及び負の迎え
角にて１と1.2との間の局所マッハ数（1.0＜Ｍ＜1.2）
に於て抗力発散が生ずる以前の抗力のレベルであり、こ
の利点は、翼弦線に向かっての上側表面及び下側表面の
ベンドが上記の通り制御されていることにより得られる
ものである。更に他の利点は、各表面への正常水平飛行
時に於ける局所マッハ数の最大レベル（Ｍ＜1.2）に於
ける強い垂直衝撃波の回避であり、この利点も上側表面
及び下側表面のベンドが上記の通り制御されていること
により得られるものである。

本発明の上記の特徴及び利点は、以下の図面による詳細
な説明の中で一層明らかになろう。

発明を実施するための最良の形態第１図はヘリコプタ・ロータ10を上から見た概要図であ
る。ロータ組立体は回転の軸線Arの周りに回転可能なロ
ータハブ12を含んでいる。ローターブレード14により表
わされているような複数個のローターブレードがロータ
ハブから半径方向に外方に延びている。正常水平飛行条
件のもとで、前方飛行速度は0.27マッハ（Mh＝0.27）で
あり、飛行方向に向かっているブレードの対気速度は0.
85乃至0.95のマッハ数（Mafs＝0.85〜0.95）であり、ま
た飛行方向と逆の方向へ向かっているブレードの対気速
度は0.3〜0.4マッハ（Mrfs＝0.3〜0.4）である。

ローターブレード14は、ブレードをハブに取付けるよう
構成された根元部16と、中央部18と、先端部20とを含ん
でいる。回転の軸線Arからローターブレードの半径方向
最外端までの距離Ｓがローターブレードの翼長である。
ローターブレードの先端部は翼長Ｓの最外30％までであ
る。

各ローターブレードはロータハブに取付けられた翼型22
を有する。翼型は翼長方向に延びる前縁24と翼長方向に
延びる後縁26とを有する。翼弦線28は前縁と後縁を結ぶ
直線である。図示されている翼型に対して、翼弦線は前
縁及び後縁に対して垂直である。翼弦線はローターブレ
ードの各翼長方向位置に対応する翼弦長Ｃを有する。

翼弦長Ｃは、回転の軸線Arからの距離が変化するにつれ
て変化してよい。前縁から後縁に向かって翼弦長の1/4
の位置にある1/4翼弦軸線Aqは回転の軸線Arを含む平面
内に位置している。翼弦線は軸線Aqに対して垂直に延び
ている。

第２図は第１図に示されているローターブレードの代替
的な実施例であり、終端部32を含む先端部20を有するロ
ーターブレードを示している。この終端部は後方への傾
斜、テーパー及び垂下りを選択的に含む形状とされる。

第３図は第２図に示されているローターブレードの終端
部32の拡大図である。終端部は、角度Ｉにてブレードの
主部分の1/4翼弦軸線Aqと交わる1/4翼弦軸線Aq′を有す
る。長さＣ′の翼弦線34は1/4翼弦軸線Aq′に対して垂
直に延びている。

第４図は第１図の線４−４に沿うローターブレード14の
横断面図であり、ローターブレードの翼型形状を示して
いる。この横断面は、回転の軸線Arに対して平行であ
り、1/4翼弦軸線に対して垂直である平面内に位置して
いる。同様な横断面が第２図の線４′−４′又は第３図
の線４″−４″に沿って横断面を取ることにより得られ
る。これらのローターブレードの各々は、翼型断面部の
SSC−Axxファミリと名付けられる翼型断面部のファミリ
に属する翼型形状の横断面36を有する。

翼型断面部36は前縁24、後縁26及び翼弦長Ｃの翼弦線28
を含んでいる。翼型断面部は互いに前縁で交わる上側表
面38及び下側表面42を有する。座標系は翼型断面部を記
述するための基準ｘ軸及び基準ｙ軸を有する。これらの
軸は前縁に於て原点で交わっている。基準ｘ軸は翼弦線
と一致している。ｘ軸に沿う無次元化距離Ｘは、ｘを翼
弦線の長さＣで割った値である（Ｘ＝x/C）。基準ｙ軸
は翼弦線に対して垂直である。

上側表面は任意の点Ｘに於て翼弦線から距離yuをおいて
いる。この距離yuは一般に上側翼厚と呼ばれる。任意の
点Ｘに於ける無次元化距離Yuは、翼弦線から上側表面ま
での実際距離yuを翼弦線の長さＣで割った値に等しい
（Yu＝yu/C）。下側表面42は任意の点Ｘに於て翼弦線か
ら距離ylをおいている。この距離ylは一般に下側翼厚と
呼ばれる。任意の点Ｘに於ける無次元化距離Ylは、翼弦
線から下側表面までの実際距離を翼弦線の長さＣで割っ
た値に等しい（Yl＝yl/C）。

翼弦線に沿う任意の点Ｘに於ける翼型の翼厚ｔは、翼弦
線に対して垂直に測った上側表面と下側表面との距離で
ある。翼厚ｔはyu及びylの和に等しい（ｔ＝yu＋yl）。
翼型は翼弦線の長さＣの６％〜11％の範囲内にある最大
翼厚tmaxを有する（0.06C＜tmax＜0.11C）。無次元化翼
厚ｔは、翼厚ｔを長さＣで割った値に等しい。翼型断面
部の翼弦に沿う翼厚の表示が翼厚分布である。

キャンバーは翼弦線に沿う任意の位置に於ける翼弦線か
らの翼型の翼厚のずれの尺度である。任意の位置に於け
るキャンバーcaは翼弦線から上側表面と下側表面との間
の中間の点までの距離である（Ca＝yu＋yl/2）。無次元
化キャンバーCaは、キャンバーcaを翼弦線の長さＣで割
った値に等しい。（Ca＝ca/C）。キャンバー分布は翼弦
線に沿うキャンバーの分布である。合わせて、翼厚分布
とキャンバー分布とを合せることにより翼型の上側表面
及び下側表面上に位置するあらゆる点が郭定される。

上側表面は座標系に関してスロープYu′（Yu′＝dYu/d
X）及びベンドYu″（Yu″＝d²Yu/dX²）を有する。ベン
ドYu″は上側表面が翼弦線に向かって湾曲するにつれて
の上側表面のスロープの変化の尺度である。同様に、下
側表面は対応するスロープYl′及びベンドYl″を有す
る。スロープが零又は一定（Ｙ′＝０、一定値）である
時には、ベンドは零である。ベンドが一定値の時（即ち
Yu″一定）には、表面は翼弦線に関して一定の変化率で
湾曲する。同様に、表面の湾曲度の変化が一定であれ
ば、ベンドＹ″を表わす曲線は一定の傾きを有する。本
発明は、翼型のある限界的領域に於て表面のベンド若し
くはその変化率が一定でなければならないという認識に
基づいている。翼型のファミリを得るために有用な正規
化量Ｑは翼型の最大翼厚tmaxを翼弦線の長さＣで割った
値に等しい（Ｑ＝tmax/C）。そのファミリ内の各翼型は
Ｑの独特な値を有する。翼型の新しいファミリに対し
て、Ｑの値は0.06〜0.11の範囲である（0.06≦Ｑ≦0.1
1）。第１表中に示されているようにSSC−Axxファミリ
の翼型断面部は、無次元化翼厚ｔ（tn＝t/C）を量Ｑで
割った値に等しい任意の点Ｘに於ける正規化翼厚TNを有
する（TN＝tn/Q）。正規化翼厚分布は第５図にグラフで
示されている。翼型は、任意の点Ｘに於ける無次元化キ
ャンバーCaを量Ｑで割った正規化キャンバーCNを有する
（CN＝Ca/Q）。正規化キャンバー分布は第１表に示され
ており、また第６図にグラフで示されている。右側の軸
は、0.09のＱ（Ｑ＝0.09＝tmax/C）を有する翼型断面部
及び0.07のＱ（Ｑ＝0.07）を有する翼型断面部に対する
無次元化キャンバーCaを示している。

上側表面38及び下側表面42の距離、スロープ及びベンド
は同一の仕方で正規化されている。正規化距離Duは、距
離Yuを量Ｑで割った値に等しい（Du＝Yu/Q）。正規化Dl
は、距離Ylを量Ｑで含った値に等しい（Dl＝Yl/Q）。上
側表面のスロープYu′及び下側表面のスロープYl′は量
Ｑで割ることにより正規化されている。上側表面の正規
化微分係数はDu′である（Du′＝Yu′/Q）。下側表面の
正規化微分係数はDl′である（Dl′＝Yl′/Q）。これら
の量は第２表に示されており、また第７図にグラフで示
されている。右側の軸は、0.09の正規化量（Ｑ＝0.09）
を有する翼型断面部及び0.07の正規化量（Ｑ＝0.07）を
有する翼型断面部に対するスロープYu′及びYl′の値を
示している。

上側表面のベンドYu″及び下側表面のベンドYl″はそれ
ぞれ、量Ｑで割ることにより正規化されている。上側表
面に対する正規化ベンドDu″（Du″＝Yu″/Q）及び下側
表面に対する正規化ベンドDl″（Dl″＝Yl″/Q）は第２
表に示されており、又第８図にグラフで示されている。
右側の軸は、0.09のＱ（Ｑ＝0.09）を有する翼型断面部
及び0.07のＱ（Ｑ＝0.07）を有する翼型断面部に対する
上側表面のベンドYu″及び下側表面のベンドYl″を示し
ている。

第９図は、下側翼厚と上側翼厚の比を示すことにより、
上側翼厚に対する下側翼厚の相対的な大きさを示してい
る。翼厚の比は、翼弦長の最後の２％を除いて翼弦長の
全てに亙り50％乃至70％の範囲内にあり、また実質的に
翼型の全長に亙りほぼ一定である。

上側表面38及び下側表面42により郭定される翼型断面部
36は三つの主要な領域、即ち前縁領域44、翼弦中央領域
46、後縁領域48を有する。第４図及び第６図に示されて
いるように、前縁領域（LER）は前縁から最大キャンバ
ーCamの点Cmax迄延びている。翼弦中央領域（CCR）は前
縁領域から、キャンバーが最大キャンバーの65％よりも
大きく且前縁から翼弦長のほぼ2/3の点（2/3翼弦位置又
は一層短縮して2/3翼弦と呼ばれる）迄伸びており、こ
の点ではキャンバーのスロープは翼弦中央領域全体の負
のキャンバースロープの少なくとも２倍の負の値であ
る。従って、翼弦中央領域の終点は、その点に於けるキ
ャンバーのスロープ（一次微分係数）を翼弦中央領域の
始点とその点との間のキャンバーの平均スロープと比較
し、スロープか平均スロープの少なくとも２倍の負であ
る値に達する時に見出される。

前縁領域44内では下側表面42は前縁から0.5％翼弦位置
（0.5％Ｃ）のところ迄前縁に於ける第一の円弧曲線と
一致している。第一の円弧曲線は前縁と交わり、また翼
弦線上に中心を有する。第一の円弧曲線は半径R₁を有す
る。下側表面は前縁に於てまた下側表面が第一の円弧曲
線と一致する領域に亙って正規化半径Rlを有する。正規
化半径Rlは、第一の径を無次元化するため第一の径R₁を
翼弦長Ｃで割り、更にこれを正規化のための量Ｑで割っ
た値である。正規化第一半径は無次元化最大翼厚tmax
（tmax＝tmax/C）に0.66を掛けた値に等しい、即ちRl＝
R₁/（Ｑ・Ｃ）＝（0.66tmax/C）。

前縁24に於て上側表面38は下側表面42に正接しまた第二
の円弧曲線と一致している。上側表面は、前縁と0.5％
翼弦位置（0.5％Ｃ）との間で前記第二の円弧曲線に一
致している。第二の円弧曲線は前縁と交わり、また翼弦
線上に中心を有する。第二の円弧曲線は半径R₂を有す
る。半径R₂は半径R₁のほぼ２倍である。上側表面は前縁
に於て、また上側表面が第二の円弧曲線と一致する領域
に亙って正規化半径Ruを有する。正規化半径Ruは、第二
の半径を無次元化するため、半径R₂を量Ｃで割り、更に
正規化のための、量Ｑで割ったものである。正規化半径
Ruは無次元化最大翼厚（tmax＝tmax/C）に1.24を掛けた
値に等しい、即ちRu＝R₂/（Ｃ・Ｑ）＝（1.24tmax/
C）。

前縁領域内では、最大キャンバーCamの点Cmxが17％翼弦
（17％Ｃ）で生ずる。翼型断面部のキャンバーは前縁領
域の中点で最大キャンバーの90％（90％Cam）に達し、
また10％翼弦位置（10％Ｃ）から前縁領域の終端まで最
大キャンバーの95％以上に留まる。

前縁領域の最後の1/2内の翼型断面部の翼厚ｔは最大翼
厚の60％（60％tmax）から最大翼厚の85％（85％tmax）
へ増大する。下側無次元化翼厚Ylと２％翼弦位置（２％
Ｃ）を越える前縁領域内の上側無次元化翼厚Yuとの比は
ほぼ50％に等しく（Yl＝Yu≒50％）、第９図に示されて
いるように50％と55％との間の値である。

前縁領域内にて、翼厚分布及びキャンバー分布は、上側
表面及び下側表面を、連続的に表面のベンドを減少させ
ることにより、急速に曲りを減少させ、円錐状翼弦線に
向かわせるように選定されている。第８図に示されてい
るように、上側表面のベンドは７％翼弦位置に於ける点
から11％翼弦位置に於ける点へ（７％〜11％Ｃ）へ前縁
領域の中央部分を経てほぼ一定の変化率で減少する。こ
れは正の迎え角に於て上側表面上の最大局所マッハ数を
最小化して、局所マッハ数を第１図に示されている速度
での正の迎え角に於ける正常水平飛行条件の下で1.2以
下（Ｍ＜1.2）に保つ。第２表に示されているように、
下側表面のベンドは前縁と１％翼弦位置との間（０〜１
％Ｃ）で急速に減少する変化率で前縁領域に亙り連続的
に減少する。例えば、0.02％翼弦位置（0.02％Ｃ）と1/
3％翼弦位置（0.33％Ｃ）との間のベンドのベンド減少
変化率は1/3％翼弦位置と2/3％翼弦位置との間の減少の
変化率よりも100倍大きい。1/3翼弦位置と2/3翼弦位置
との間のベンド減少率は2/3翼弦位置（0.666％Ｃ）と１
％翼弦位置（１％Ｃ）との間のベンド減少の変化率より
も４倍大きいだけである。０％翼弦位置と１％翼弦位置
との間の下側表面のベンドのこの急速に減少する減少変
化率は、零及び負の迎え角に於ける下側表面上の局所マ
ッハ数を最小化し、第１図に示されている速度に於ける
正常な水平飛行条件のもとでマッハ数を1.2以下に保ち
（Ｍ＜1.2）、またこれらのマッハ数に於ける強い垂直
衝撃波の生成を避ける。

以上に説明したように、翼型断面部の翼弦中央領域46は
前縁領域の終りからほぼ2/3Cの点（66.666％Ｃ）迄延び
ている。翼型断面部のキャンバーは翼弦中央領域の始点
に於ける最大キャンバーの100％（100％Cam）から第６
図に示されているようにほぼ一様なスロープで翼弦中央
領域全体に亙って減少する。

翼弦中央領域は三つの1/3領域に分割されている。翼弦
中央領域の最初の1/3、CCR−Ａ、は17％翼弦位置から33
％翼弦位置まで延びている（17％〜33％Ｃ）。翼弦中央
領域の中央の1/3、CCR−Ｂ、は33％翼弦位置から50％翼
弦位置まで延びている（33％〜50％Ｃ）。翼弦中央領域
の最後の1/3、CCR−Ｃ、は50％翼弦位置から2/3翼弦位
置へ延びている（50〜66.666％Ｃ）。

翼型断面部の最も厚い部分は翼弦中央領域の中央の1/3
領域内に位置している。翼型断面部の最大翼厚tmaxは38
％翼弦位置（38％Ｃ）±２％翼弦位置（２％Ｃ）の点Tm
に位置している。上側最大翼厚Yumaxは点Tmの前方の４
％翼弦位置の長さＬ（Ｌ＝４％Ｃ）の範囲内にあり、翼
弦中央領域の中央の1/3領域の中にある。下側翼厚は点T
mの後方に位置する点Tmlに於て最大翼厚Ylmaxを有す
る。点Tm、Tmu及びTmlは全て、翼弦長の10％に等しい長
さＬ′（Ｌ′＝10％Ｃ）内に位置している。

翼弦中央領域内の下側表面42の翼厚Ｙと上側表面38の翼
厚Ｙの比はほぼ60％に等しく（Yl/Yu≒60％）、54％乃
至64％の範囲内にある（54％〜64％）。

第８図に示されているように、任意のファミリの構成メ
ンバーに対する上側表面及び下側表面は、上側表面では
翼弦中央領域の80％に亙り0.5よりも小さい絶対値を有
しまた下側表面では翼弦中央領域全体に亙り0.5よりも
小さい絶対値を有する、僅かなベンドＹ″で湾曲してい
る。下側表面のベンドは正であり、上側表面のベンドは
負であり、これらの表面を翼弦線に向けて湾曲させてい
る。各ベンドは比較的一定であり、絶対平均値Ｙ″及び
±0.15の範囲内の絶対値からの偏差を有しており、上側
表面の平均値からの偏差は翼弦中央領域に対して80％に
亙り測定されており、また下側表面では全翼弦中央領域
全体に亙り測定されている。11％に等しい正規化量Ｑ
（Ｑ＝11％）を有する翼型の絶対平均値Yu″はほぼ0.3
に等しい（Yu″≒0.3;Q＝0.11）。

僅かなベンドYu″、Du″、比較的一定なベンドの値、点
Tm、Tmu及びTlが互いに近いこと、第７図に示されてい
るような上下両表面が同様な形状及びほぼ等しいスロー
プを有していることのために、上側表面は、下側表面と
同一の平坦度を有し、何れの表面も他よりも大きく湾曲
されることなはない。両表面の輪郭は低又は負の迎え角
に於ける1.2以下の表面上の局所マッハ数（Ｍ＜1.2）で
の強い垂直衝撃波の生成を回避し、正常水平飛行条件下
での抗力クリープを減ずる。

後縁領域（TER）48はほぼ2/3翼弦位置にある翼弦中央領
域46の終点から100％翼弦位置（100％Ｃ）に於ける後縁
まで延びている。翼型断面部のキャンバーは後縁領域内
にて翼弦中央領域に於けるキャンバーの減少の平均スロ
ープの３乃至3.5倍の平均スロープで急速に減少する。
キャンバーは後縁領域の始点に於ける最大キャンバーの
７％から第一の逆反り点P₁に於ける最大キャンバーの10
％以下へ連続的に減少する。第一の逆反り点はほぼ95％
翼弦位置（95％Ｃ）であり、実際にはその位置よりも僅
か前方の94％翼弦位置（94％Ｃ）に位置している。キャ
ンバー分布は第一の逆反り点で始まる前縁逆反り点で終
り、キャンバーは第二の逆反り点P₂で最小値に減少し、
その後第一の逆反り点に於けるキャンバーに少なくとも
等しい後縁に於ける値まで増大する。第二の逆反り点は
97.5％翼弦位置にある。第二の逆反り点に於けるキャン
バーの値は最大キャンバーの４％（４％Cam）である。
これよりキャンバーは増大し、後縁にて最大キャンバー
の７％（７％Cam）に達する。翼厚分布は第５図に示さ
れているように最大翼厚の70％（70％tmax）から第二の
逆反り点に於ける最大翼厚の５％（５％tmax）以下へ急
速に減少し、後縁に於ける最大翼厚の３％（３％tmax）
に達する。

第二の逆反り点の前方に於ける後縁領域内の下側翼厚Yl
と上側翼厚Yuとの比はほぼ65％にであり、60％と68％と
の間の範囲内にある。

後縁領域48内では、下側表面42は翼弦線に向かって湾曲
しており、下側表面は翼弦中央領域内の下側表面のベン
ドにほぼ等しい小さな一定のベンドを有し、このベント
は翼弦中央領域のスロープに続いて縁領域内へその1/4
の点まで続く。下側表面は、上記1/4の点から翼弦線に
向かって殆ど曲らず（Ｄ″≒０）後縁領域の3/4の点に
至る。3/4点にて下側表面は、翼弦線から離れる方向へ
曲り小さな正の値のスロープにてほぼ99％翼弦位置（99
％Ｃ）に至り、これに平らなタブにて終る薄い後縁部が
続く。上側表面42は、後縁逆反り部を完成するべく、後
縁領域の始点から3/4点まで翼弦線へ向かって僅かにベ
ンドを減じる。次いで3/4点から後縁へ、上側表面は翼
弦線より外れる方向へ曲り、上側翼厚に対する下側翼厚
の比を約65％にし、抗力発散マッハ数を増大させる。

後縁領域は、零と−0.015との間の値であって（０＜Cm
＜−0.015）、抗力発散の開始前の値である−0.010より
も負であるが（Cm＜−0.010）−0.030よりも負ではない
（Cm＞−0.030）値のピッチング・モーメント係数Cmを
生ずるピッチング・モーメントを与えるように設計され
ている。低速零揚力に於けるピッチング・モーメント係
数は−0.010以下（Cm＜−0.010）であり、このような後
縁逆反りを有していない同様の翼型よりも優れている。

SSC−Axxファミリの翼型断面部に対する0.3のマッハ数
（Ｍ＝0.3）に於ける揚力の最大係数が抗力発散マッハ
数の関数として第10図に示されている。この図から解る
ように、SSC−Axxファミリの翼型断面部はSC10xxファミ
リの典型的な翼型セクションよりも性能がよい。SSC−A
xx部分は所与の揚力に対してより高い抗力発散マッハ数
を有し、また同じ抗力発散マッハ数に対してより大きい
最大揚力係数を有する。SSC−AxxファミリはSC10xxR8翼
型ファミリに対して相補的な翼型ファミリである。従っ
て、ローターブレードはSC10xxR8ファミリ及び相補的SS
C−Axxファミリの双方からの翼型断面部を取入れて製作
されてよい。

本発明をその詳細な実施例について図示し説明してきた
が、本発明の範囲内でその形態及び細部に種々の変更が
行われ得ることは当業者により理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図はヘリコプタ・ロータを上から見た概要図であ
る。第２図は第１図に示されているローターブレードの代替
的な実施例を上から見た図である。第３図は第２図に示されているローターブレードの先端
部分の終端の拡大図である。第４図は第１図の線４−４に沿うローターブレードの翼
型断面部横断面図である。第５図は第４図に示された翼型断面部の正規化された翼
厚分布を示すグラフであり、この正規化された翼厚は第
４図の翼型断面部の翼弦線に沿う翼弦位置の関数として
第１表に示されている。第６図は第４図に示された翼型断面部の正規化されたキ
ャンバー分布を示すグラフであり、この正規化された値
は第４図の翼型断面部の翼弦線に沿った翼弦位置の関数
として第１表に示されている。第７図は第４図に示された翼型断面部の上下両表面の正
規化されたスローブＤ′を示すグラフであり、この正規
化された値は第４図の翼型断面部の翼弦線に沿う翼弦位
置の関数として第２表に示されている。第８図は第４図に示された翼型断面部の上下両表面の翼
弦線へ向かう正規化されたベンド（正規化された二次微
分）を示すグラフであり、この正規化された値は第４図
の翼型断面部の翼弦線に沿う翼弦位置の関数として第２
表に示されている。第９図は上側翼厚に対する下側翼厚の比を第４図の翼型
断面部の翼弦線に沿う翼弦位置の関数として示すグラフ
である。第10図はSC10xxファミリの翼型断面部の一つの翼型断面
部（SC1095）、SC10xxR8ファミリの翼型断面部の一つの
翼型断面部（SC1095B8）、及びSSC−Axx翼型断面部につ
いて0.3マッハ数（Ｍ＝0.3）に於ける最大揚力係数と抗
力発散マッハ数の関係を示すグラフであり、曲線上の各
点は対応する最大揚力係数と抗力発散マッハ数を有する
別の翼型断面部のものである。 10……ヘリコプタ・ロータ,12……ロータハブ,14……ロ
ーターブレード,16……根元部,18……中央部,20……先
端部,22……翼型,24……前縁,26……後縁,28……翼弦
線,32……終端,34……翼弦線,36……翼型形状の横断面,
38……上側表面,42……下側表面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸線の周りに回転する回転翼航空機の
ローターブレードに於て、ローターブレードは回転軸線
から翼長方向に延び、翼長の最も外側の30％を含む先端
部を有しており、前記先端部は前縁と、後縁と、前縁と
後縁との間に延びる上側表面と、前縁と後縁との間に延
びる下側表面と、前縁と後縁との間に延びる翼弦長Ｃの
翼弦線とを有する翼型断面部を有しており、翼弦線は前
縁から翼弦線に対して平行に測定される座標に対する基
準軸をなしており、座標は翼弦長Ｃの関数として表わさ
れており、前記先端部に於ける一つの翼型断面部は、翼弦線に対し
て垂直な線に沿って測った上側表面と下側表面との間の
翼厚をｔ、翼弦線より下側の下側翼厚をY1、翼弦線上よ
り上側の翼厚をYuとすると、YlとYuの比が50％から70％
までの範囲内にあり（50％≦Yl/Yu≦70％）、翼厚ｔが
翼弦長Ｃの６％〜11％の範囲以内の最大値tmaxを有して
おり（0.06C≦tmax≦0.11C）、該翼型断面部は前縁領域
と翼弦中央領域と後縁領域とを有しており、前縁領域は、前縁から実質的に20％翼弦位置（20％Ｃ）
まで延び、前縁領域の終端に於て最大値に達する比較的
大きいキャンバーを有しており、連続的に減少するベン
ドにて翼弦線に向かって湾曲する上側表面及び下側表面
を有しており、上側表面上のベンドは正の迎え角に於け
る上側表面上の最大局所マッハ数を最小化するように前
縁領域の中心部分にて実質的に一定の変化率にて減少し
ており、下側表面上のベンドは零及び負の迎え角に於け
る局所マッハ数を最小化するように前縁と１％翼弦位置
との間で急速に減少する変化率にて減少しており、厚い翼弦中央領域が前縁領域に続いて延在しており、翼
弦中央領域の前方2/3内に於ける翼厚ｔが最大翼厚tmax
の80％よりも大きく（ｔ＞0.80tmax）、前縁領域に続く
その前端から後方へ翼弦の中点（50％Ｃ）を越えて次第
に減少するキャンバー分布を有しており、低または負の
迎え角に於て1.2以下の表面上の局所マッハ数（Ｍ≦1.
2）に於ける強い垂直衝撃波を避け、正常水平飛行時の
抗力クリープを減ずるため、上側表面及び下側表面が翼
弦中央領域全体に亙って一様なベンドにて実質的に平坦
に延在し、後縁領域は、翼弦中央領域に続いて後縁まで延在してお
り、翼厚及びキャンバーは翼弦中央領域に於ける翼厚及
びキャンバーの減少の変化率の実質的に３倍の変化率に
て急速に減少しており、97.5％翼弦位置（97.5％Ｃ）と
後縁との間に延在する反り方向が僅かに逆になった平坦
なタブ状部で終っている、ことを特徴とする回転翼航空
機のローターブレード。
【請求項２】回転軸線の周りに回転する回転翼航空機の
ローターブレードに於て、ローターブレードは、回転の
軸線から翼長方向に延び、根元部、中心部及び翼長の最
も外側の30％を含む先端部を有し、前縁より翼弦の1/4
の位置にある1/4翼弦軸線と、回転軸線に対して平行で
且1/4翼弦軸線に対して垂直である平面内にて表わされ
る翼型の翼型断面部とを有しており、前記翼型は前縁
と、後縁と、前縁から後縁へ延びている翼弦長Ｃの翼弦
線とを有し、翼弦線は前縁から翼弦線に対して平行に測
定される座標に対する基準軸をなしており、座標は翼弦
長Ｃの関数として表わされており、翼型断面部は、前縁
で交わる上側表面と下側表面とを有しており、翼弦線に
対して垂直な線に沿って測った上側表面と下側表面との
間の膜厚をｔとすると、翼厚ｔは翼弦長Ｃの６％〜11％
の範囲内にある最大値tmaxを有しており（0.06C≦tmax
≦0.11C）、翼弦線から距離より上側の翼厚をYuとし翼
弦線より下側の翼厚をYlとすると、翼弦線の上下翼厚分
布とキャンバー分布の双方を有しており、Yu及びYlの値
は翼弦線に沿う位置によって変化しており、前記先端部に於ける一つの翼型断面部は、翼弦線上の一
点Cmxに於て最大キャンバーCamを有しており、前縁から
点Cmxへ延びる前縁領域と、前縁領域に続く翼弦中央領
域であってキャンバーのスロープが該翼弦中央領域全体
の平均スロープの少なくとも２倍の負になる点まで延在
する翼弦中央領域と、翼弦中央領域から後縁まで延在す
る後縁領域とを有しており、 A.前記先端部の翼型断面部の前縁領域が前縁から最大キ
ャンバーCamの点Cmxまで延在する前縁領域に於て、 A1.キャンバーは前縁領域の中点に於て最大キャンバーC
amの90％（90％Cam）に達し、最後の1/2内にて最大キャ
ンバーまで増大し、 A2.前縁領域の最後の1/2内の翼厚ｔが最大翼厚の60％
（60％tmax）以上から最大翼厚の85％（85％tmax）以上
へ増大しており、 A3.2％翼弦位置（２％Ｃ）を越える前縁領域内の下側翼
厚Ylと上側翼厚Yuの比が実質的に50％に等しく（Yl/Yu
≒50％）、 A4.上側表面及び下側表面が急速にベンドを減少しつつ
翼弦線に向かう方向に湾曲しており、ベンドは、上側表
面上では正の迎え角に於ける最大局所マッハ数を最小化
するように前縁領域の中心部分にて実質的に一定の変化
率にて連続的に、また下側表面上では零及び負の迎え角
に於ける下側表面上の局所マッハ数を最小化するよう前
縁と１％翼弦位置との間で急速に減少する変化率にて連
続的に減少しており、 B.前記先端部の翼型断面部の前縁領域に続いて延在して
いる翼弦中央領域に於て、 B1.キャンバーは翼弦中央領域の始端に於ける最大キャ
ンバーの100％（100％Cam）から実質的に一様なスロー
プにて翼弦中央領域の中心部を経て翼弦中央領域の終端
まで減少しており、 B2.翼厚の最も大きい部分が翼弦中央領域の中央の1/3の
部分内に位置する最大翼厚tmaxの点Tmに置かれており、
上側翼厚が点Tmuに最大上側翼厚Yumaxを有し、下側翼厚
が点Tmlに最大下側翼厚Ylmaxを有しており、点Tm、Tmu
及びTmlは全て翼弦長の10％に等しい翼長部Ｌ（Ｌ＝10
％Ｃ）内に位置しており、点Tmuは点Tmの前方に位置
し、点Tmlは点Tmの後方に位置しており、 B3.翼弦中央領域内の下側翼厚Ylと上側翼厚Yuの比は実
質的に60％であり（Yl/Yu≒60％）、 B4.上側表面及び下側表面は翼弦中央領域内にて翼弦線
に向かうベンドを有する曲線により郭定されており、 B4a.ベンドは上側表面にては翼弦中央領域の80％に亙り
0.5以下の絶対値を有し、また下側表面にては翼弦中央
領域全体に亙り0.5以下の絶対値を有しており、下側表
面のベンドは正であり、上側表面のベンドは負であり、 B4b.各ベンドは絶対値平均値から±15％の範囲内の偏差
を有しており、 C.前記先端部の翼型断面部の翼弦中央領域に続いて後縁
まで延在する後縁領域に於て、 C1.キャンバーは翼弦中央領域全体の平均スロープの３
〜3.5倍の平均スロープで後縁領域の始端からほぼ95％
翼弦位置（95％Ｃ）に於ける第一の逆反り点に於ける最
大キャンバーの10％以下の値まで急速に減少しており、
キャンバー分布は前記第一の逆反り点にて始まる後縁逆
反り部にて終り、キャンバーは第二の逆反り点に於ける
最小値へ減少し、次いで前記第一の逆反り点に於けるキ
ャンバーと少なくとも等しい値まで後縁へ向けて増大し
ており、 C2.翼厚分布は最大翼厚の70％（70％tmax）から前記第
二の逆反り点及び後縁の双方に於ける最大翼厚の５％
（５％tmax）以下へ急速に減少しており、 C3.前記第二の逆反り点の前方に於ける後縁領域内の下
側翼厚Ylと上側翼厚Yuの比は実質的に65％であり（Yl/Y
u≒65％）、 C4.後縁領域の1/4の点まで下側表面は翼弦中央領域より
滑らかに続くよう翼弦中央領域内の下側表面のベンドに
実質的に等しい小さな一定のベンドを有し、前記1/4の
点から下側表面は翼弦線に向かってほとんどベンドして
いない状態で後縁領域の3/4の点まで続き、上記3/4点に
て下側表面は翼弦線に対する曲り方向を逆転して99％翼
弦位置（99％Ｃ）まで延在し、次いで平坦なタブに終る
薄い後縁端部を形成しており、 C5.上側表面は、後縁領域の始端から3/4の点まで翼弦線
へ向けてベンドを減じるように延在し、3/4点から後縁
へ向けて翼弦線から離れる方向へ曲り、下側翼厚と上側
翼厚との比は抗力発散マッハ数を増すように実質的に65
％とされており、翼弦線の周りの翼厚分布及びキャンバー分布は、大きな
キャンバーを有し比較的厚い前縁領域と一定のキャンバ
ーを有する比較的厚い翼弦中央領域とを与える上側表面
及び下側表面を形成しており、上側表面及び下側表面は
正、零及び負の迎え角に於ける正常水平飛行時に1.2以
下の表面局所マッハ数（Ｍ＜1.2）に於ける強い垂直衝
撃波の生成を回避する変化率にて前縁領域の全長に亙り
連続的に減少するベンドにて翼弦線に向かって湾曲して
おり、翼弦中央領域内の上側表面及び下側表面はそれぞ
れ、低又は負の迎え角に於て1.2以下の表面局所マッハ
数（Ｍ＜1.2）に於ける強い垂直衝撃波の生成を回避し
且前記作動条件下で抗力クリープを減少するように、一
定の僅かなベンドにて翼弦線に向かって湾曲しており、
後縁領域内の上側表面及び下側表面は後端部に薄いタブ
状の逆反り部を有し、かかる逆反り部がない場合に比し
て満足なピッチング・モーメントとより高い抗力発散マ
ッハ数とを与えるように形成されている、ことを特徴とする回転翼航空機のローターブレード。