JPH09267799A - Articulated aerodynamic steering surface - Google Patents
Articulated aerodynamic steering surfaceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高速車両、高速翼
船等の陸,海上輸送機器、若しくは飛行体等、航行中に
その姿勢制御等を空気力で行う機体に装備される多関節
空力舵面、特に、航空機の姿勢制御装置、または高揚力
装置として機体に装備するために好適な多関節空力舵面
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-joint aerodynamic system equipped on an aircraft such as a high-speed vehicle, a high-speed wing ship, or other land and sea transportation equipment, or an air vehicle that aerodynamically controls its attitude during navigation. The present invention relates to a control surface, and more particularly to a multi-joint aerodynamic control surface suitable for mounting on an aircraft as an attitude control device for an aircraft or a high lift device.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、航空機は機体の重量を支えるた
めの揚力を発生する主要構成部分である主翼と、飛行時
の機体の空気力学的な安定を付与する尾翼とを具えてい
る。また、これらの主翼および尾翼の前縁部および/又
は後縁部には、通常可動にされた翼素、いわゆる、可動
舵面がヒンジを介して取付けられており、主翼又は尾翼
に対するその取付角度を変更することにより、主翼およ
び尾翼の翼面上の空気力分布を変化させて、離着陸時に
おいて機体の揚力を増加させたり、飛行中において機体
が機体の3軸回りに必要な運動を行うための姿勢を制御
する力を発生させる、いわゆる、機体高揚力機能若しく
は機体姿勢制御機能(以下、これらの機能を併せて呼称
するときは、機体機能という)を航空機に持たせるよう
にしている。2. Description of the Related Art For example, an aircraft is provided with a main wing that is a main component that generates a lift for supporting the weight of the airframe and a tail that imparts aerodynamic stability of the airframe during flight. Further, normally-movable blade elements, so-called movable control surfaces are attached via hinges to the leading edge portion and / or the trailing edge portion of these main wings and tail wings, and their attachment angles with respect to the main wings or tail wings. Change the aerodynamic force distribution on the wing surfaces of the main and tail wings to increase the lift of the aircraft during takeoff and landing, and the attitude for the aircraft to perform the necessary movements around the three axes of the aircraft during flight. The aircraft is provided with a so-called airframe high lift function or airframe attitude control function (hereinafter, when these functions are collectively referred to as airframe function) that generates a force for controlling the.
【0003】一般的に、これら可動舵面で発生する機体
機能は、各可動舵面で特化されており、機体高揚力機能
を主として発生させる可動舵面として使用されるものを
フラップ、機体姿勢制御機能を発生させる可動舵面とし
て使用されるものを方向舵(ラダー)、補助翼(エルロ
ン)、および昇降舵(エレベータ)等と呼称している。Generally, the body functions generated on these movable control surfaces are specialized for each movable control surface, and those used as movable control surfaces that mainly generate the high lift function of the body are flaps and body attitudes. What is used as a movable control surface for generating a control function is called a rudder (ladder), an auxiliary wing (aileron), an elevator (elevator), and the like.
【0004】これらの可動舵面のうち、従来から使用さ
れているフラップを、図5にもとづき説明する。図に示
すように、フラップ1は、その前縁部に固着されたヒン
ジ2で主翼3の内弦側後縁部に枢着されており、その主
翼3に対する取付角度を変更するため、ヒンジ2を回転
の中心軸として回動させるようにしている。また、ヒン
ジ2はアクチュエータ4で駆動されるレバー5により、
ヒンジ2に固定されたアーム6が回動し、所定の角度変
更が行なわれる。このヒンジ2の角度変更で回動して設
定される、フラップ1の主翼3に対する取付角度の変更
により、主翼3およびフラップ1の外周面上の空気力分
布が変化し、航空機の離着陸時等に必要とされる高揚力
が機体に生じ、機体高揚力機能を発揮させることができ
る。Among these movable rudder surfaces, a flap which has been conventionally used will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the flap 1 is pivotally attached to the inner chord side trailing edge of the main wing 3 by a hinge 2 fixed to the front edge of the flap 1. Is used as the central axis of rotation. Further, the hinge 2 is moved by the lever 5 driven by the actuator 4,
The arm 6 fixed to the hinge 2 rotates to change a predetermined angle. By changing the mounting angle of the flap 1 with respect to the main wing 3 which is set by rotating the hinge 2 to change the angle, the aerodynamic force distribution on the outer peripheral surfaces of the main wing 3 and the flap 1 changes, which is necessary when the aircraft takes off and takes off. The high lift force generated is generated in the airframe, and the high lift function of the airframe can be exerted.
【0005】また、フラップ1に、より大きな機体高揚
力機能を発揮させる必要がある場合には、図6に示すよ
うに、可動舵面であるフラップ1を翼弦方向に、第1フ
ラップ7、第2フラップ8に分割して、各第1フラップ
7、第2フラップ8のそれぞれを、第1ヒンジ9、第2
ヒンジ10で主翼3の後縁部に取付け、主翼3に対する
取付角度を大きくできるようにして、主翼3、第1フラ
ップ7および第2フラップ8の外周面上の空気力分布を
大きく変化させて、より大きい高揚力を発生させるよう
にすることもできる。Further, when it is necessary for the flap 1 to exert a larger lift function of the airframe, as shown in FIG. 6, the movable rudder face flap 1 is arranged in the chord direction of the first flap 7, The first flap 7 and the second flap 8 are divided into the second flap 8 and the first hinge 9 and the second flap 8, respectively.
The hinge 10 is attached to the trailing edge of the main wing 3 so that the attachment angle with respect to the main wing 3 can be increased, and the aerodynamic force distribution on the outer peripheral surfaces of the main wing 3, the first flap 7 and the second flap 8 is greatly changed to be larger. It is also possible to generate high lift.
【0006】このようなフラップでは、一連の複数の可
動舵面である第1フラップ7、第2フラップ8が、第1
ヒンジ9、第2ヒンジ10まわりに回動して、上述した
ように主翼3に対する取付角度を大きく変えることがで
きるばかりでなく、複雑なリンク機構11を介して、第
1フラップ7、第2フラップ8を第1のヒンジ9、第2
のヒンジ10とともに、主翼3の後方側に伸展するとと
もに、第1フラップ7、第2フラップ8の主翼3への取
付角度を別個の角度設定にすることもできる。In such a flap, the first flap 7 and the second flap 8, which are a series of a plurality of movable control surfaces, are first
Not only can the rotation angle around the hinge 9 and the second hinge 10 change the mounting angle with respect to the main wing 3 as described above, but also the first flap 7 and the second flap 7 can be connected via the complicated link mechanism 11. 8 for the first hinge 9, the second
It is also possible to extend the rearward side of the main wing 3 together with the hinge 10 and to set the attachment angles of the first flap 7 and the second flap 8 to the main wing 3 separately.
【0007】しかしながら、このようなフラップ1の持
つ機能は、機体高揚力機能に限定され、主翼3に対する
取付角度を変えることにより、機体高揚力機能のほか
に、機体姿勢制御機能のうちの、例えば、ロール姿勢制
御機能を発生させるようにすることはできない。すなわ
ち、航空機のロール姿勢制御を行うためには、従来の航
空機では、左右主翼3に設けたフラップ1の外舷側後縁
部に、新たに補助翼を配設し、この補助翼の主翼3に対
する取付角度を、左と右で符号を逆にした同じ角度に
し、例えば、左翼側の補助翼を後縁下げ側、右翼側の補
助翼を後縁上げ側にして、左右の補助翼を含む主翼に発
生する揚力にアンバランスを発生させて、機体軸回りの
ロールモーメントを発生させるようにしなければならな
い。However, the function of the flap 1 as described above is limited to the machine body high lift function, and by changing the mounting angle to the main wing 3, in addition to the machine body high lift function, for example, the machine body attitude control function, , The roll attitude control function cannot be generated. That is, in order to control the roll attitude of the aircraft, in the conventional aircraft, a new auxiliary wing is arranged at the outer edge of the flaps 1 provided on the left and right main wings 3 on the outboard side rear edge. The mounting angle is the same with the left and right having opposite signs, for example, the left wing side auxiliary wing is the trailing edge lower side, the right wing side auxiliary wing is the trailing edge rising side, and the main wing including the left and right auxiliary wings It is necessary to generate an unbalance in the lift force generated on the aircraft and generate a roll moment around the machine axis.
【0008】また、第1フラップ7、第2フラップ8の
持つ機能も、第1フラップ7および第2フラップ8を、
それぞれ主翼3(リンク機構11)に取付ける第1ヒン
ジ9、第2ヒンジ10が、図6の紙面にそれぞれ垂直な
方向であるほぼ平行に配設されており、多関節空力舵面
とはなっているものの、その機能はフラップ1と同様
に、機体高揚力機能に限定されるものである。The functions of the first flap 7 and the second flap 8 are also the same as those of the first flap 7 and the second flap 8.
The first hinge 9 and the second hinge 10, which are respectively attached to the main wing 3 (link mechanism 11), are arranged substantially parallel to each other in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 6, and serve as an articulated aerodynamic control surface. However, like the flap 1, its function is limited to the high lift function of the airframe.
【0009】このように、従来の航空機において可動舵
面として具えられる方向舵、昇降舵、補助翼およびフラ
ップは、航空機に必要とされる通常全く別個の機体機能
の1つだけを発生させるものであり、さらに、これらの
特化された機体機能を発揮させるために都合の良い場所
に設置される必要がある。Thus, the rudders, elevators, ailerons and flaps provided as movable control surfaces in conventional aircraft generate only one of the usually completely separate airframe functions required by the aircraft. In addition, it needs to be installed in a convenient place to exert these specialized airframe functions.
【0010】このため、航空機には、離着陸時において
機体の揚力を増加させたり、又は飛行中において機体が
機体の3軸回りに必要な運動を行うための姿勢を制御す
る力を発生させる、いわゆる機体機能毎に、可動舵面を
設ける必要があり、さらに、これらの可動舵面の駆動
に、別個の制御機器、駆動装置が必要となり、機体をコ
ンパクトに設計する上では大きな制約条件となってい
る。For this reason, the so-called aircraft is designed to increase the lift of the aircraft during takeoff and landing, or to generate a force that controls the attitude for the aircraft to perform the necessary movements around the three axes of the aircraft during flight. It is necessary to provide a movable control surface for each aircraft function, and a separate control device and drive device are required to drive these movable control surfaces, which is a major constraint for compact design of the aircraft. There is.
【0011】さらに、可動舵面で発生させる機体機能の
うち、上述したロール姿勢制御の場合を例にとると、主
翼幅の小さい機体、さらには、主翼を有さない軸対称形
状に近い飛行体では、モーメント・アームが小さいた
め、十分なローリング・モーメントを発生することがで
きず、ロール姿勢制御機能を充分発揮できない等の不具
合があるほか、また主翼幅の大きい機体においても、ロ
ール姿勢制御を行うために行う補助翼作動時には、片側
翼の揚力が低下し、機体揚力機能が損われる等の、他の
可動舵面で発生させる機能を損い、機体全体の空力特性
を低下させる場合がある等の不具合もある。Further, among the functions of the machine body generated on the movable control surface, taking the case of the roll attitude control described above as an example, the machine body having a small main wing width, and further, an aircraft body having no main wing and having an axisymmetric shape. In addition, since the moment arm is small, there are problems such as not being able to generate a sufficient rolling moment, and not being able to fully exercise the roll attitude control function.In addition, roll attitude control is required even for aircraft with a large main wing width. When the auxiliary wing is operated to perform, the lift force of one side wing may be reduced and the lift function of the aircraft may be impaired.Therefore, the functions generated on other movable control surfaces may be impaired, and the aerodynamic characteristics of the entire aircraft may be reduced. There are also problems such as.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の可動舵面の不具合を解消するため、可動舵面をヒン
ジで連接した多関節空力舵面において、連接した可動舵
面のそれぞれに作用する空気力によって、異なる機体姿
勢制御機能、若しくは機体高揚力機能からなる、機体機
能の1つを発生させることのできる多関節空力舵面を提
供することを課題とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems of the conventional movable control surfaces, the present invention provides a multi-joint aerodynamic control surface in which the movable control surfaces are connected by hinges to each of the connected movable control surfaces. An object of the present invention is to provide a multi-joint aerodynamic control surface that can generate one of the airframe functions, which is composed of different airframe attitude control functions or airframe high lift functions, depending on the aerodynamic force acting.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】このため、本発明の多関
節空力舵面は、次の手段とした。主翼又は胴体等に配設
された第1ヒンジのまわりに回動して、主翼又は胴体等
に対する取付角度が設定される第1舵面、第1舵面の第
1ヒンジが設けられた側と対向する側に配設された第2
ヒンジのまわり回動して、第1舵面に対する取付角度が
設定される第2舵面からなる多関節空力舵面において、
第1ヒンジおよび第2ヒンジを、それらの延長線上が交
叉するような、いわゆる非平行に配設し、これらの第1
ヒンジおよび第2ヒンジまわりに、それぞれ回動自在に
設けられた第1舵面および第2舵面をそれぞれ回動させ
て、取付角度を設定して、第1舵面および第2舵面のそ
れぞれに作用する空気力がそれぞれ異る機体機能、すな
わち機体の3軸回りの運動を行うために必要な機体姿勢
にする機体姿勢制御機能、若しくは機体に高揚力を発生
させる機体高揚力機能のうちの、異る機体機能の1つを
発生させるようにした。Therefore, the articulated aerodynamic control surface of the present invention has the following means. A first rudder surface on which a mounting angle with respect to the main wing or the fuselage is set by rotating around a first hinge arranged on the main wing or the fuselage, and a side provided with the first hinge of the first rudder surface Second arranged on the opposite side
In a multi-joint aerodynamic rudder surface composed of a second rudder surface that is rotated around a hinge and whose mounting angle with respect to the first rudder surface is set,
The first hinge and the second hinge are arranged so-called non-parallel so that their extension lines intersect,
The first rudder surface and the second rudder surface, which are rotatably provided around the hinge and the second hinge, are respectively rotated to set a mounting angle, and the first rudder surface and the second rudder surface are respectively set. Aircraft functions that differ in aerodynamic force acting on the aircraft, namely, the aircraft attitude control function that makes the aircraft attitude necessary to move the aircraft about the three axes, or the aircraft high lift function that generates high lift force on the aircraft , To generate one of the different aircraft functions.
【0014】なお、第1舵面および第2舵面は、常に、
第1ヒンジおよび第2ヒンジまわりに同時に回動させ、
取付角度がそれぞれ設定されるようにする必要はなく、
一方の舵面のみの取付角度が、設定されるようにしても
良い。このような場合は、勿論取付角度が設定された可
動舵面に作用する、空気力による機体機能のみが発生す
ることとなる。The first control surface and the second control surface are always
Rotate about the first hinge and the second hinge at the same time,
It is not necessary to set each mounting angle,
The mounting angle of only one control surface may be set. In such a case, of course, only the function of the airframe that acts on the movable rudder surface for which the mounting angle is set is generated.
【0015】本発明の多関節空力舵面は、上述の手段に
より、第1舵面の機体に対する取付位置、取付角度、お
よび舵面形状、第1舵面に第2舵面を取付けるヒンジ位
置、取付角度、機体に第1舵面を取付ける第1ヒンジの
方向に対する第2ヒンジの傾き角、および第2舵面の形
状等が決まると、作用する空気力により第1舵面および
第2舵面で発生する機体機能が決定される。According to the articulated aerodynamic control surface of the present invention, the mounting position of the first control surface with respect to the body, the mounting angle, the control surface shape, the hinge position for mounting the second control surface on the first control surface, When the mounting angle, the tilt angle of the second hinge with respect to the direction of the first hinge that attaches the first control surface to the airframe, the shape of the second control surface, etc. are determined, the aerodynamic force acts on the first control surface and the second control surface. The airframe function that occurs in is determined.
【0016】すなわち、気流に対して最上流側で第1ヒ
ンジにより機体に取付けられ、取付角度が設定された第
1舵面で1番目の機体機能を発生させ、さらに、その下
流側で第1ヒンジに対して傾斜して配設された、第2ヒ
ンジにより第1舵面に取付けられ、第1舵面に対する取
付角度が設定された第2舵面で、2番目の機体機能を発
生させるというように、機体の1個所に設置された多関
節空力舵面で、異る複数の機体機能を発生させることが
できる。これは、勿論、同時に第1舵面および第2舵面
のそれぞれを第1ヒンジおよび第2ヒンジの回りに回転
させ、それぞれの取付角度を設定して異る機能を発生さ
せることも、そのうちの一方の舵面のみを回転させ、取
付角度を設定して、1つの機体機能のみを発生させるよ
うにすることもできる。That is, a first hinge surface is attached to the airframe by a first hinge on the most upstream side with respect to the air flow, and the first airframe function is generated on the first control surface with the attachment angle set. It is said that a second airframe function is generated by a second control surface that is attached to the first control surface by a second hinge that is inclined with respect to the hinge and that has a mounting angle set with respect to the first control surface. As described above, it is possible to generate a plurality of different airframe functions with the articulated aerodynamic control surface installed at one location of the airframe. This is, of course, because the first control surface and the second control surface are simultaneously rotated around the first hinge and the second hinge, respectively, and the respective mounting angles are set to generate different functions. It is also possible to rotate only one control surface and set the mounting angle so that only one airframe function is generated.
【0017】これにより、離着陸時等において機体の揚
力を増加させたり、又は機体が機体の3軸回りに必要な
運動を行うための姿勢を制御する力を発生させる、いわ
ゆる機体機能毎に、可動舵面を設ける必要がなくなると
ともに、機体機能を発生させる可動舵面の駆動のために
設ける制御機器、駆動装置を数を低減できる。さらに、
機体機能を発生させるための可動舵面の設置位置の制約
が少くなり、これらによって、機体をコンパクトに設計
する上での大きな制約条件を回避することができる。Thus, the lift force of the body is increased at the time of takeoff and landing, or the force for controlling the attitude for the body to perform necessary movements about the three axes of the body is generated. It is not necessary to provide a control surface, and the number of control devices and drive devices provided for driving the movable control surface that generates the airframe function can be reduced. further,
There are less restrictions on the installation position of the movable control surface for generating the airframe function, and by doing so, it is possible to avoid a large constraint condition in designing the airframe compactly.
【0018】さらに、ロール姿勢制御の場合を例にして
説明した主翼幅の小さい機体、さらには主翼を有さない
軸対称形状に近い飛行体での、ロール姿勢制御機能を充
分発揮できない不具合、または主翼幅の大きい機体にお
いても、ロール姿勢制御を行うための補助翼作動時に、
片側翼の揚力が低下し、機体揚力機能が損われる不具合
等、他の可動舵面で発生させる機能を損い、機体全体の
空力特性を低下させる場合がある等の不具合を解消する
ことができる。なお、第1舵面および第2舵面で、それ
それ発生する機体機能は、空気力学的には、完全に独立
にすることはできないため、これらの舵面のそれぞれ
に、目的とする機体機能を発生させるための最適な変角
等の組合せは、相互の干渉効果を考慮して設定する必要
があることを述べておく。Further, the roll attitude control function has not been sufficiently exhibited in the aircraft having a small main wing width described in the case of the roll attitude control as an example, and in the case of an aircraft having no main wing and having an axisymmetric shape. Even in aircraft with a large main wing width, when operating the auxiliary wings to perform roll attitude control,
It is possible to solve problems such as the lift of one side is reduced, the lift function of the aircraft is impaired, and the aerodynamic characteristics of the entire fuselage may be degraded by impairing the function generated on other movable control surfaces. . It should be noted that since the airframe functions that occur on the first control surface and the second control surface cannot be completely aerodynamically independent, each of these control surfaces has a desired airframe function. It should be noted that the optimum combination of the angle of refraction and the like for generating the above must be set in consideration of mutual interference effects.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の多関節空力舵面の
実施の一形態を、図面にもとづき説明する。図1は本発
明の多関節空力舵面の実施の第1形態を示す図で、図1
(a)は側面図、図1(b)は正面図である。本実施の
形態は、主翼を有さない軸対称に近い形状の機体のエレ
ベータ、またはフラップに適用した多関節空力舵面を示
すものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of an articulated aerodynamic control surface of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of an articulated aerodynamic control surface of the present invention.
1A is a side view, and FIG. 1B is a front view. The present embodiment shows a multi-joint aerodynamic control surface applied to an elevator or flap of an airframe having a shape close to an axial symmetry without a main wing.
【0020】本実施の形態の多関節空力舵面は、図に示
すように、軸対称に近い形状の機体胴体20表面の一部
を分割式にして形成された、第1舵面21、第2舵面2
2、第1舵面21の1側端を機体胴体20に枢着する第
1ヒンジ23、第1ヒンジ23の配設方向と非平行、す
なわち延長線上が交叉するようにして、第1ヒンジ23
を設けた側と対向する側の第1舵面21の他側端に、第
2舵面22を枢着する第2ヒンジ24とからなる。As shown in the figure, the articulated aerodynamic control surface of this embodiment has a first control surface 21 and a first control surface 21, which are formed by dividing a part of the surface of the fuselage body 20 having a shape close to axial symmetry. 2 control surfaces 2
2, the first hinge 23 that pivotally attaches one end of the first control surface 21 to the body 20 of the machine body, is not parallel to the arrangement direction of the first hinge 23, that is, the extension line intersects the first hinge 23.
The second hinge 24 pivotally attaches the second rudder surface 22 to the other end of the first rudder surface 21 on the side opposite to the side provided with.
【0021】また、上述した実施の形態に代えて、第1
ヒンジ23を機体胴体20の後端部に設け、機体胴体2
0の後端より後方に、第1舵面21、および第2舵面2
2を突出させるようにして設けても良い。すなわち、前
者の実施の形態の構成では、第1舵面21を駆動するア
クチュエータが胴体内に収納できること、また後者の実
施の形態の構成では、第1舵面21および第2舵面22
の機体重心からの距離であるモーメントアームが、大き
くとれる利点があるものとすることができる。Further, instead of the above-described embodiment, the first
A hinge 23 is provided at the rear end of the body fuselage 20 to allow the body fuselage 2
Behind the rear end of 0, the first control surface 21 and the second control surface 2
2 may be provided so as to project. That is, in the configuration of the former embodiment, the actuator that drives the first control surface 21 can be housed in the body, and in the configuration of the latter embodiment, the first control surface 21 and the second control surface 22.
The moment arm, which is the distance from the center of gravity of the robot, may have a large advantage.
【0022】また、第1舵面21、若しくは第2舵面2
2をエレベータ、またはフラップとして使用する場合に
は、必要な効き量に応じて第1または第2ヒンジの回り
に角度をとって左右舷の舵面を対称に作動させる。さら
に、第1舵面21、若しくは第2舵面22をエルロンと
して使用する場合には、左舷側の正面図に示すように、
第2ヒンジ24の回りに角度をとることによって、第2
舵面22の上流側の面を内側に向けて、すなわち、気流
に対向するため下流側の面より高い圧力となる上流側の
面を内側に向けることにより、機体中心軸回りに反時計
回りのローリング・モーメントを発生させることができ
る。Further, the first control surface 21 or the second control surface 2
When 2 is used as an elevator or flap, the left and right control surfaces are actuated symmetrically at an angle around the first or second hinge depending on the required effectiveness. Further, when the first control surface 21 or the second control surface 22 is used as an aileron, as shown in the front view on the port side,
By angling around the second hinge 24, the second
By turning the upstream surface of the rudder surface 22 inward, that is, by directing the upstream surface, which faces the airflow and has a higher pressure than the downstream surface, to rotate in the counterclockwise direction about the machine body central axis. A rolling moment can be generated.
【0023】このように、左右舷の2つの第1舵面2
1、および第2舵面22の、それぞれの第1ヒンジ23
および第2ヒンジ24回りの角度設定を組み合わせるこ
とによって、上記のエレベータ、またはフラップとして
の機能と、エルロンとしての機能を、1つの多関節空力
舵面である第1舵面21、および第2舵面22で同時に
実現することができる。また、第1ヒンジ23、および
第2ヒンジ24の回りに、第1舵面21および第2舵面
22を同時に回転させた場合には、機体胴体20下方部
を流れる気流が、機体胴体20上方部に回り込みにくく
なり、これらの第1舵面21および第2舵面22の効き
が増すという効果も期待できる。As described above, the two first control surfaces 2 on the left and right sides are provided.
First hinge 23 of each of the first and second control surfaces 22
By combining the angle setting around the second hinge 24, the function as the elevator or the flap and the function as the aileron can be achieved by the first control surface 21 and the second control surface which are one multi-joint aerodynamic control surface. It can be realized simultaneously on the surface 22. Further, when the first rudder surface 21 and the second rudder surface 22 are simultaneously rotated around the first hinge 23 and the second hinge 24, the airflow flowing through the lower portion of the body fuselage 20 is above the body fuselage 20. It is also possible to expect an effect that it becomes difficult for the parts to go around to the portion, and the effectiveness of the first control surface 21 and the second control surface 22 increases.
【0024】次に、図2は尾翼を有さない軸対称に近い
形状の機体胴体20のラダーに適用した、本発明の多関
節空力舵面の実施の第2形態を示す図である。一般的に
は、ラダーとしての機能を持たせる場合には、右舷側正
面図に示すように、第2ヒンジ24回りには第2舵面2
2を回動させず、第1舵面21に対する第2舵面の取付
角度をとらずに、第1舵面21のみ第1ヒンジ23回り
に回動させて、機体胴体20に対する第1舵面21のみ
の取付角度を持たせるようにする。Next, FIG. 2 is a view showing a second embodiment of the multi-joint aerodynamic control surface of the present invention, which is applied to a ladder of a fuselage body 20 having a shape close to an axis symmetry without a tail. In general, when the function as a ladder is provided, as shown in the front view on the starboard side, the second control surface 2 is provided around the second hinge 24.
2 is not rotated and the mounting angle of the second control surface with respect to the first control surface 21 is not taken, only the first control surface 21 is rotated about the first hinge 23, and the first control surface with respect to the fuselage body 20 is rotated. Make sure that only 21 is attached.
【0025】さらに、第1舵面21、第2舵面22をエ
ルロンとして利用する場合には、左舷側正面図に示すよ
うに、第2ヒンジ24の回りに第2舵面22を回転さ
せ、第1舵面21(機体胴体20)に対する取付角度を
設けて、機体中心軸回りに反時計回りのローリング・モ
ーメントを発生させるようにする。この際には、同時に
頭下げ方向のピッチング・モーメントを発生し、この方
法で左右同時に第2舵面22を作動させることによっ
て、エレベータ舵面としての機能を兼ね備えることもで
きる。これらの機能の分担は、機体胴体20の姿勢角、
すなわち、気流に対する角度を、飛行速度に応じて第2
ヒンジ24の機軸に対する角度を調整することにより設
定可能である。When the first control surface 21 and the second control surface 22 are used as ailerons, the second control surface 22 is rotated around the second hinge 24 as shown in the port side front view. An attachment angle with respect to the first control surface 21 (fuselage body 20) is provided so as to generate a counterclockwise rolling moment about the center axis of the fuselage. At this time, a pitching moment in the head-down direction is generated at the same time, and the second rudder surface 22 is operated simultaneously in the left and right directions in this way, so that the function as an elevator rudder surface can also be provided. These functions are shared by the attitude angle of the fuselage body 20,
That is, the angle to the air flow is
It can be set by adjusting the angle of the hinge 24 with respect to the machine axis.
【0026】次に、図3は本発明の多関節空力舵面の実
施の第3形態を示す図である。図に示すように、通常の
飛行機のフラップとエレベータに、本実施の形態の多関
節空力舵面を適用した、フラップ第1ヒンジ25の回り
に第1フラップ26および第2フラップ27を回転させ
ることによって、第1フラップ26、およびフラップ第
2ヒンジ28まわりに回動せず、第1フラップ26に対
する取付角度が設けられてない第2フラップ27に、主
翼29に対する同一の取付角度を設定し、通常のフラッ
プとしての機能を果たすことができる。Next, FIG. 3 is a view showing a third embodiment of the multi-joint aerodynamic control surface of the present invention. As shown in the drawings, the articulated aerodynamic control surface of this embodiment is applied to the flaps and elevators of an ordinary airplane, and the first flap 26 and the second flap 27 are rotated around the flap first hinge 25. Therefore, the second flap 27, which does not rotate around the first flap 26 and the flap second hinge 28 and is not provided with the attachment angle with respect to the first flap 26, has the same attachment angle with respect to the main wing 29. Can function as a flap of.
【0027】さらに、フラップ第2ヒンジ12の回りに
第2フラップ27を回転させ、設定することによって、
図3(d)に示すように、主翼29、第1フラップ2
6、第2フラップ27上方の断面揚力分布は、第2フラ
ップ27の部分での揚力を増加させることができるの
で、片舷のみの第2フラップ27を作動させることによ
って、機体中心軸回りのローリング・モーメントを発生
させることができる。勿論、第2フラップ27のみの変
角設定で、同様の効果を得ることができるものである。Furthermore, by rotating and setting the second flap 27 around the flap second hinge 12,
As shown in FIG. 3D, the main wing 29 and the first flap 2
6. The cross-sectional lift distribution above the second flap 27 can increase the lift at the portion of the second flap 27, so by operating the second flap 27 on only one side, rolling around the center axis of the fuselage is performed.・ A moment can be generated. Of course, the same effect can be obtained by setting the angle change of only the second flap 27.
【0028】さらに、この第1フラップ26及び第2フ
ラップ27の取付角度の設定を組み合わせることによっ
て、フラップ外舷側の端部での下方気流の上面側への回
り込みを抑え、揚力増加装置としての第1フラップ2
6、第2フラップ27の効きを高める効果も期待できる
ものである。Furthermore, by combining the setting of the mounting angles of the first flap 26 and the second flap 27, the downward airflow at the end of the flap port side is suppressed from wrapping around to the upper surface side, and the first lift increasing device is provided. 1 flap 2
6. The effect of increasing the effectiveness of the second flap 27 can also be expected.
【0029】さらに、水平尾翼30に設けるエレベータ
についても、第1エレベータ31、第2エレベータ32
を、第1フラップ26、第2フラップ27と同様に、エ
レベータ第1ヒンジ33、エレベータ第2ヒンジ34で
水平尾翼30に取付け、エレベータ部分についても、フ
ラップの場合と全く同様に、エルロンとしての機能を付
加し、さらには、エレベータ自身の効きを高めることが
可能となる。Further, regarding the elevators provided on the horizontal stabilizer 30, the first elevator 31 and the second elevator 32 are also provided.
Is attached to the horizontal stabilizer 30 by the elevator first hinge 33 and the elevator second hinge 34 in the same manner as the first flap 26 and the second flap 27, and the elevator portion also functions as an aileron just as in the case of the flap. It becomes possible to increase the effectiveness of the elevator itself.
【0030】次に、図4は本発明の多関節空力舵面の実
施の第4形態を示す図である。図に示すように、本実施
の形態の多関節空力舵面は、通常の飛行機の後部胴体4
0に立設する垂直尾翼35に設けるラダーに適用した。Next, FIG. 4 is a view showing a fourth embodiment of the multi-joint aerodynamic control surface of the present invention. As shown in the figure, the articulated aerodynamic control surface of the present embodiment is the same as the rear fuselage 4 of an ordinary airplane.
It was applied to the ladder provided on the vertical stabilizer 35 standing at 0.
【0031】本実施の形態では、ラダー第1ヒンジ36
の回りに第1ラダー37を回転させ、取付角度を設定す
ることにより、通常のラダーとしての機能を有するほ
か、さらに、ラダー第2ヒンジ38の回りに第2ラダー
39を回転させ、取付角度を設定することによって、図
4(d)の右の横力分布図に示すように、垂直尾翼35
上方部での横力が増加し、機体中心軸回りのローリング
・モーメントを発生させることができる。さらに、ラダ
ー第1ヒンジ36のまわりの第1ラダー37のみの変角
設定で、同様の効果を得ることもできるものである。な
お、上述した実施の形態では、2つの可動舵面を持つ多
関節空力舵面について示したが、本発明はこのような実
施の形態に限定されるものではなく、例えば可動舵面を
3つ以上にして、それぞれの可動舵面に機体機能を発生
せるようにすることもできるものである。In this embodiment, the ladder first hinge 36 is used.
By rotating the first ladder 37 around and setting the mounting angle, it has a function as a normal ladder, and further rotates the second ladder 39 around the ladder second hinge 38 to set the mounting angle. By setting the vertical tail 35, as shown in the lateral force distribution chart on the right side of FIG.
Lateral force in the upper part is increased, and a rolling moment around the center axis of the airframe can be generated. Further, the same effect can be obtained by setting the angle change of only the first ladder 37 around the first ladder hinge 36. In addition, although the multi-joint aerodynamic control surface having two movable control surfaces is shown in the above-described embodiment, the present invention is not limited to such an embodiment, and for example, three movable control surfaces are provided. As described above, it is possible to generate the airframe function on each movable control surface.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の多関節空力
舵面によれば、特許請求の範囲に示す構成により、 (1)航空機の離着陸時等において、機体の揚力を増加
させたり、又は飛行中において、機体が機体の3軸回り
に必要な運動を行うための機体姿勢を制御する力を発生
させる、いわゆる機体機能毎に設ける可動舵面がなくな
るとともに、機体機能を発生させる可動舵面の駆動のた
めに設ける制御機器、駆動装置を数を低減できる。ま
た、機体機能を発生させるための可動舵面の設置位置の
制約が少くなり、これらによって、機体をコンパクトに
設計する上での大きな制約条件が回避でき、秀れた機体
とすることができる。As described above, according to the articulated aerodynamic control surface of the present invention, due to the configuration described in the claims, (1) the lift force of the airframe is increased at the time of takeoff and landing of the aircraft, Alternatively, a movable rudder that generates a fuselage function while eliminating the so-called movable control surface that is provided for each fuselage function that generates a force that controls the posture of the fuselage to perform necessary movements around the three axes of the fuselage during flight The number of control devices and driving devices provided for driving the surface can be reduced. Further, there are few restrictions on the installation position of the movable control surface for generating the airframe function, and by doing so, it is possible to avoid a large constraint condition in designing the airframe in a compact size, and it is possible to obtain an excellent airframe.
【0033】(2)また、主翼幅の小さい機体、主翼を
有さない軸対称形状に近い飛行体に対して、効率的にロ
ーリング・モーメントを発生するエルロンとしての機能
を与えることができる。(2) Further, it is possible to give a function as an aileron for efficiently generating a rolling moment to an aircraft body having a small main wing width and a flight body having no main wing and having an axisymmetric shape.
【0034】(3)さらに、他の操縦用舵面(エレベー
タ,ラダー)及び高揚力装置(フラップ)と組み合わせ
ることによって、その機能を損うことなしに、あるいは
機能を増加させる効果を伴って、新しい舵面(エルロ
ン,その他)としての機能を付加することができる。(3) Furthermore, by combining with other control surface (elevator, rudder) and high lift device (flap), without impairing its function, or with the effect of increasing the function, The function as a new control surface (aileron, etc.) can be added.
【図1】本発明の多関節空力舵面の実施の第1形態を示
す図で、図1(a)は側面図、図1(b)は正面図、1A and 1B are views showing a first embodiment of an articulated aerodynamic control surface of the present invention, in which FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a front view.
【図2】本発明の実施の第2形態を示す図で、図2
(a)は側面図、図2(b)は正面図、2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG.
2A is a side view, FIG. 2B is a front view,
【図3】本発明の実施の第3形態を示す図で、図3
(a)は機体全体斜視図、図3(b)は図3(a)に示
す矢視A−Aにおける断面図、図3(c)は図3(a)
に示す矢視B−Bにおける断面図、図3(d)は第1フ
ラップ、第2フラップの取付角度設定による揚力増加分
を示す図、FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention;
3A is a perspective view of the entire machine body, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3A, and FIG. 3C is FIG.
FIG. 3D is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 3, and FIG. 3D is a view showing the amount of lift increase due to the setting of the mounting angles of the first flap and the second flap,
【図4】本発明の実施の第4形態を示す図で、図4
(a)は機体後部の斜視図、図4(b)は図4(a)に
示す矢視C−Cにおける断面図、図4(c)は図4
(a)に示す矢視D−Dにおける断面図、図4(d)は
第1ラダー、第2ラダーの取付角度設定による横力増加
分を示す図、FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
4A is a perspective view of the rear part of the fuselage, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 4A, and FIG.
FIG. 4A is a cross-sectional view taken along the line D-D shown in FIG. 4A, and FIG.
【図5】従来の空力舵面としてのフラップを示す斜視
図、FIG. 5 is a perspective view showing a flap as a conventional aerodynamic control surface,
【図6】従来の多関節空力舵面としてのフラップ断面を
示す図である。FIG. 6 is a view showing a flap cross section as a conventional articulated aerodynamic control surface.
1 フラップ 2 ヒンジ 3 主翼 4 アクチュエータ 5 レバー 6 アーム 7 第1フラップ 8 第2フラップ 9 第1ヒンジ 10 第2ヒンジ 11 リンク機構 20 機体胴体 21 第1舵面 22 第2舵面 23 第1ヒンジ 24 第2ヒンジ 25 フラップ第1ヒンジ 26 第1フラップ 27 第2フラップ 28 フラップ第2ヒンジ 29 主翼 30 水平尾翼 31 第1エレベータ 32 第2エレベータ 33 エレベータ第1ヒンジ 34 エレベータ第2ヒンジ 35 垂直尾翼 36 ラダー第1ヒンジ 37 第1ラダー 38 ラダー第2ヒンジ 39 第2ラダー 40 後部胴体 1 flap 2 hinge 3 main wing 4 actuator 5 lever 6 arm 7 1st flap 8 2nd flap 9 1st hinge 10 2nd hinge 11 link mechanism 20 fuselage body 21 1st control surface 22 2nd control surface 23 1st hinge 24 24th 2 hinge 25 flap 1st hinge 26 1st flap 27 2nd flap 28 flap 2nd hinge 29 main wing 30 horizontal tail 31 first elevator 32 second elevator 33 elevator first hinge 34 elevator second hinge 35 vertical tail 36 ladder first Hinge 37 1st ladder 38 Rudder 2nd hinge 39 2nd ladder 40 Rear fuselage
Claims (1)
第1舵面、および前記第1舵面に配設した第2ヒンジま
わりに回動して設定される第2舵面の、それぞれに作用
する空気力によって、機体姿勢制御機能、若しくは機体
高揚力機能を発生させる多関節空力舵面において、前記
第1舵面および前記第2舵面のそれぞれが、非平行に配
設された前記第1ヒンジおよび前記第2ヒンジまわりに
回動して、設定され、前記第1舵面および前記第2舵面
のそれぞれに作用する空気力によって、異なる前記機体
姿勢制御機能若しくは前記機体高揚力機能を、それぞれ
発生させることを特徴とする多関節空力舵面。1. A first rudder surface which is set by rotating around a first hinge and a second rudder surface which is set by rotating around a second hinge arranged on the first rudder surface, In a multi-joint aerodynamic control surface that generates a vehicle body attitude control function or a vehicle body high lift function by aerodynamic forces acting on the respective surfaces, each of the first control surface and the second control surface is arranged non-parallel. The machine body attitude control function or the machine body high lift force that is set by rotating around the first hinge and the second hinge and is different depending on the aerodynamic force acting on each of the first control surface and the second control surface. An articulated aerodynamic control surface that is characterized by each function.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8154996A JPH09267799A (en) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | Articulated aerodynamic steering surface |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8154996A JPH09267799A (en) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | Articulated aerodynamic steering surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09267799A true JPH09267799A (en) | 1997-10-14 |
Family
ID=13749385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8154996A Withdrawn JPH09267799A (en) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | Articulated aerodynamic steering surface |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09267799A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115571325A (en) * | 2022-09-29 | 2023-01-06 | 中国航天空气动力技术研究院 | Double-freedom-degree composite material hinge and preparation method thereof |
| CN116853481A (en) * | 2023-07-10 | 2023-10-10 | 北京新风航天装备有限公司 | Folding fixing device of air rudder |
-
1996
- 1996-04-03 JP JP8154996A patent/JPH09267799A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115571325A (en) * | 2022-09-29 | 2023-01-06 | 中国航天空气动力技术研究院 | Double-freedom-degree composite material hinge and preparation method thereof |
| CN115571325B (en) * | 2022-09-29 | 2024-08-30 | 中国航天空气动力技术研究院 | A double-degree-of-freedom composite hinge and preparation method thereof |
| CN116853481A (en) * | 2023-07-10 | 2023-10-10 | 北京新风航天装备有限公司 | Folding fixing device of air rudder |
| CN116853481B (en) * | 2023-07-10 | 2024-01-05 | 北京新风航天装备有限公司 | Folding fixing device of air rudder |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |