JPH1016890A - 展開空力面 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 板状の小翼を航空機の胴体両舷から展開させ
て、揚力面を形成するとともに操舵翼又はブレーキとし
ても兼用できるようにした展開空力面を提供をする。 【解決手段】 胴体０２の左，右舷側に画成されたレセ
ス１４内で、ピッチ方向の傾動が自在にされて、立設さ
れたピボット軸１５と、基端部がピボット軸１５に枢着
されて、ピボット軸１５方向に積み重ねられた状態でレ
セス１４内に収容されるとともに、ピボット軸１５まわ
り扇子状に展開して、揚力面２１を形成する複数の板状
の小翼２０とからなる。これにより、高揚力装置として
使用できるほか、左，右舷側の揚力面の面積、又は迎角
を変えることにより、ロール運動を発生させる操舵翼と
して使用でき、さらに揚力面をピボット軸の回動により
大迎角にすることにより、スピードブレーキとして使用
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は航空機に適用され、
胴体舷側部に画成されたレセス内に立設したピボット軸
と、ピボット軸に枢着した複数枚の小翼とからなり、小
翼をピボット軸まわりに回動させて、舷側から外方に展
開させ揚力面を形成して、揚力面に発生する揚力を、高
揚力装置，ロール制御装置として使用し、または展開し
た揚力面を大迎角にして、スピードブレーキとして使用
するとともに、展開して揚力面を形成する小翼を回動さ
せて折畳み、縮合し、積み重ねた状態の積重体にして、
レセス内に収納できるようにした展開空力面に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、航空機内に収納され、使用時に航
空機外に展開させて、作動させ、機能を発揮させるよう
にした、従来の展開空力面の１例として、図４に示すも
のがある。この展開空力面は、グローブベーン０４と呼
ばれ、航空機０１の超音速域で生じる風圧中心の後退に
伴う飛行性悪化と、抵抗増加を防ぐために、超音速飛行
時に胴体０２の両舷側から、同時に主翼０３の前方に展
開させ、グローブベーン０４に発生する揚力で風圧中心
を前進させ、航空機０１の縦静安定を低下させて、飛行
性を向上させるとともに、超音速飛行時に発生する衝撃
波の強さを、このグローブベーン０４により緩和して、
抵抗増加を軽減するようにしたものである。従って、こ
のグローブベーン０４は、超音速飛行時、それも、飛行
性が要求されるとき以外の飛行時においては、胴体０２
の両舷側に収納された状態にしてある。

【０００３】また、従来の展開空力面の他の例として、
図５に示すものがある。この展開空力面は、フラップ０
５と呼ばれ、高揚力装置として多く用いられているもの
である。すなわち、航空機０１の離着陸の低速時に、大
きい揚力を発生させるために、主翼０３の後縁から後方
にフラップ０５を展開させ、揚力面を増大させるととも
に、主翼０３上面から、フラップ０５にかけての剥離を
防ぎながら、カンバ−を増大させることにより、高揚力
を発生させるようにしたものである。従って、このフラ
ップ０５は、離着陸の低速時に大揚力を発生させるとき
以外の通常飛行時においては、主翼０３の内部に収納さ
れた状態にしてある。

【０００４】上述した、従来の展開空力面から理解でき
るように、従来の航空機０１に装備される展開空力面
は、グローブベーン０４の抵抗増加の軽減を除き、上述
の（高）揚力発生装置として使用されるだけで、航空機
０１としての機能を達成するための、飛行方向又は機体
姿勢制御に必要とされる操舵翼、若しくは着陸時の機体
の減速に必要とされるスピードブレーキ等として使用さ
れることはなく、航空機の飛行時に必要とする、これら
の機能を達成させるためには、機能毎に、別々の機構，
装置が個別に設けられるのが通常である。すなわち、高
揚力装置，操舵翼、又はスピードブレーキ等の装置を設
けるとともに、これらの装置を制御して、作動させる機
構を航空機０１に設けるようにしている。

【０００５】従って、機体全体のシステムとしての運用
状況によっては、不要となる機構，装置が出てくること
となる。例えば、前述した図５に示す、従来の高揚力装
置として用いられているフラップ０５は、離着陸時の飛
行速度が著しく小さく、しかも機体を空中に浮揚させる
必要があるときにのみ用いられ、しかも、大がかりな機
構、装置にされている反面，通常飛行時には、主翼０３
内に収納された状態にされ、使用されないのが通常にあ
る。なお、フラップ０５でも、大型の輸送機等では使用
されない、空戦フラップという特殊なものが装備される
ことはあるが、このようなものでも、運用状況に限って
使用されるだけである。

【０００６】また、このことは、前述した操舵翼，スピ
ード・ブレーキについても同様で、前者においては、飛
行方向を変更するとき、又は飛行高度を変更するとき等
に行う、機体姿勢を制御するときを除いては使用され
ず、また、後者においては、着陸時の減速に用いられる
とき以外は、システムとしては不要となる機構，装置で
ある。

【０００７】このように、従来の航空機においては、使
用する状況で不要となる機構，装置を、重ね合せて装備
したシステムの機体となっており、このために機構が複
雑になり、多くの装置を装備する必要があり、飛行操作
が複雑になり、熟練を要するとともに、機体重量が増大
し、運航効率が劣化するという不具合がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の航空機の不具合を解消するため、１つの装置で、こ
れらの高揚力装置，操舵翼およびスピードブレーキとし
ての機能を達成でき、効率的な機体システムの構築に有
効な展開空力面を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の展開
空力面は、次の手段とした。

【００１０】（１） 航空機胴体内の左舷側、および右
舷側のそれぞれに設けられたレセス内で、航空機の全幅
方向に設けられる、ピッチ軸まわりに回動して、ピッチ
方向の傾斜を自在に変動できるようにして、航空機の全
高方向に設けられる、ヨー軸方向に向けてピボット軸を
立設した。なお、ピボット軸は、航空機の機体軸方向に
設けられる、ロール軸方向には、航空機の重心位置近傍
に立設することが望ましい。また、ピボット軸のピッチ
方向の傾斜角は、左舷側および右舷側で独立に設定で
き、しかもその大きさは、ピボット軸に枢着され、ピボ
ット軸まわりに回動して揚力面と形成する、小翼面上を
流れる空気の流れが剥離を起す大きさにまで、揚力面を
傾斜させることができるようにすることが望ましい。

【００１１】（２） ピボット軸に基端部が枢支され、
ピボット軸方向に積み重さねられて、積重体にされた複
数枚の板状のものからなり、ピボット軸まわりの個別の
回動により、開扇時の扇子のように展開され、しかも、
展開面積を変動できるようにした、揚力面を航空機胴体
の舷側から外方に向けて形成するとともに、展開されて
形成された揚力面を、ピボット軸まわりの回動により、
縮合して、積重体にしてレセス内に収容できるようにし
た複数枚からなる小翼を設けた。なお、左舷側および右
舷側に、それぞれ立設されたピボット軸に枢着された小
翼は、それぞれ独立に回動させて、展開することがで
き、若しくは収容できるようなものにすることが望まし
い。

【００１２】本発明の展開空力面は、上述の手段によ
り、胴体左、右舷側のレセス内に取付けられた、油圧又
は電動モータを設けた展開翼機構により、積重体にされ
て、レセス内に収容された複数枚の小翼をピボット軸ま
わりに、上下に隣接させた小翼の角度をずらしながら、
個別に回動させると、通常航空機に装備される主翼等の
翼面に付加される揚力面が、胴体舷側から外方に向けて
形成される。この付加される揚力面の面積は、小翼の回
動度合により変化させることができ、また胴体の左舷
側、又は右舷側にのみに揚力面を形成することもでき
る。

【００１３】また、小翼を回動させるため、その基端部
が枢着されたピボット軸は、レセス内に設けた傾斜機構
により、ピッチ軸まわりに回動させ、ピッチ方向の傾斜
角を変動できるので、この傾斜角を変えることにより、
ピボット軸に直交して、胴体舷側から外方に展開された
前述の揚力面は、外部の一様気流に対する傾き角である
迎角を変えることができ、上述した小翼の回動度合によ
る揚力面の面積の大きさを変えることによるほか、ピボ
ット軸のピッチ方向の傾斜を変えることによっても、揚
力面に発生する揚力の大きさを調節することができる。

【００１４】このように、小翼で形成される揚力面の面
積が最大になるように、小翼とピボット軸まわり角度を
ずらしながら回動させて、展開し、さらにピボット軸を
ピッチ方向に揚力面に発生する揚力が最大となる角度に
まで傾斜させることにより、展開空力面を高揚力装置と
して使用することができる。さらに、左，右舷側に、そ
れぞれ形成される揚力面の迎角を互いに変えることで、
若しくは一方の舷側にのみ揚力面を形成することによ
り、機体ロール運動を発生させる、操舵翼として使用す
ることもできるようになる。

【００１５】また、ピッチ方向のピボット軸の傾斜角を
さらに大きくして、小翼で形成される揚力面を流れる空
気の流れが、剥離を起す大迎角に、揚力面の迎角を設定
することにより、スピードブレーキとして使用すること
ができるようになる。さらに、左，右舷側の一方の舷側
の小翼をスピードブレーキとして機能するようにするこ
とにより、ヨー運動を発生させる方向舵としても使用す
ることができるようになる。

【００１６】また、高揚力装置，操舵翼若しくはスピー
ドブレーキとして使用する必要がないときは、展開され
て、揚力面を形成している小翼を、展開翼機構により回
動させて折畳み、小翼を積み重ねた積重体にして、レセ
ス内に収容しておくことができる。これにより、高揚力
装置，操舵翼，若しくはスピードブレーキを必要としな
い通常飛行時の抵抗を低減することができ、運航効率を
上げることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の展開空力面の実施
の一形態を、図面にもとづき説明する。図１は、本発明
の展開空力面の実施の第１形態を示す図で、図１（ａ）
は平面図，図１（ｂ）は図１（ａ）に示す矢視Ａ−Ａに
おける側面図，図１（ｃ）は図１（ａ）に示す矢視Ｂ−
Ｂにおける正面図である。なお、実施の形態を示す図に
おいて、図５，図６に示すものと同一部材には、同一符
番を行い説明は、省略する。

【００１８】図に示すように、航空機０１のロール軸
（機体軸）１１方向の重心位置近傍の胴体０２の両側に
は、レセス１４が画成されている。このレセス１４内に
は、ピッチ軸１２まわりに回動自在にされたピボット軸
１５が、ヨー軸１３方向に立設されている。このピボッ
ト軸１５の回動は、レセス１４内に設けた、図示しない
電動、若しくは油圧駆動の傾斜機構により、ピッチ軸１
２まわりに所定の角度１６、すなわち、後述する小翼２
０を展開して形成する揚力面２１の一様流に対する角度
が、揚力面２１上を流れる空気の流れに、剥離が生じる
２０°〜２５°程度の角度にまで設定できるようにして
いる。

【００１９】また、このピボット軸１５には、３枚の板
状からなる小翼２０の基端部が枢支されており、この小
翼２０はレセス１４内に設けた、図示しない、電動若し
くは油圧駆動の展開翼機構により、ピボット軸１５まわ
りに回動して、レセス１４から外方に向けて揚力面２１
を形成するとともに、展開させている揚力面２１を縮合
して、積重体にしてレセス１４内に収容するようにして
いる。

【００２０】すなわち、図に示すように、胴体０２の
左，右舷側（図においては、左舷側のみを示し、右舷側
は図示省略している）のレセス１４内に取付けられた展
開翼機構により、積み重ねられた状態でレセス１４内に
収容されている３枚の小翼２０を、ピボット軸１５まわ
りに、上下に隣接させた小翼２０の角度をずらしなが
ら、回動させることにより、通常航空機０１に装備され
る主翼０３等の翼面に付加される揚力面２１が、胴体２
０舷側から外方に向けて形成される。

【００２１】このように、左，右舷側の小翼２０を最大
に展開して揚力面２１を形成するとともに、ピッチ軸１
２まわりにピボット軸１５を回動させて左、右舷側に形
成された揚力面２１に、同方向の迎角をとることによ
り、高揚力装置として使用する状態にすることができ
る。また、揚力面２１に発生する揚力が、航空機０１の
重心付近に発生するような位置にピボット軸１５を設置
することで、機体のピッチ方向モーメントの発生をおさ
えながら、揚力面２１による、高揚力を得るようにする
ことができる。

【００２２】また、この揚力面２１の面積は、小翼２０
の回動度合いにより変化させることができ、さらに、ピ
ボット軸１５は、ピッチ軸１２まわりに回動し、ピッチ
方向の傾斜角１６を変動できる揚力面２１の一様気流に
対する迎角を変えることもできるので、この両者の調整
により、揚力面２１に発生する揚力の大きさを調節する
ことができる。

【００２３】次に、図２は本発明の展開空力面の実施の
第２形態を示す図で、図２（ａ）は平面図，図２（ｂ）
は図２（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図，図２
（ｃ）は図２（ａ）に示す矢視Ｄ−Ｄにおける正面図で
ある。本実施の形態では、片舷側のみの小翼２０を展開
して、揚力面２１を形成し、或いは、両舷側の小翼２０
の展開状態にして、両舷側のピッチ軸３まわりピボット
軸１５の回転角の大きさを変え、或いは方向を変えるこ
とにより、左右の揚力面２１に発生する揚力Ｌに差を作
り出し、航空機０１にローリングモーメントを発生させ
るロール・コントロール装置として使用できるようにし
たものである。

【００２４】このように、本実施の形態の展開空力面
は、左，右舷側にそれぞれ形成される揚力面２１の迎角
１６を変化させ、若しくは一方の舷側にのみ揚力面２１
を形成することにより、機体にロール運動を発生させる
操舵翼として使用することができる。

【００２５】次に、図３は本発明の展開空力面の実施の
第３形態を示す図で、図３（ａ）は平面図，図３（ｂ）
は図３（ａ）に示す矢視Ｅ−Ｅにおける側面図，図３
（ｃ）は図３（ａ）に示す矢視Ｆ−Ｆにおける正面図で
ある。本実施の形態では、両舷側の小翼２０を最大に展
開するとともに、両舷側のピボット軸１５をピッチ軸３
まわりに傾動させて、同方向（ピッチ方向）に最大角度
を持たせることで、小翼２０で形成される揚力面２１の
迎角を大きくして、揚力面２１上の流れを剥離させ、ス
ピード・ブレーキとして使用することができるようにし
たものである。

【００２６】さらに、左，右舷側の一方の舷側のみの小
翼２０をスピード・ブレーキとして機能するように、高
迎角にしてヨー軸まわりに機体の運動を発生させる操舵
翼としても使用することもできるものである。なお、図
２に示すロール運動を発生させる操舵翼、図３に示すス
ピード・ブレーキ、又はヨー運動を発生させる操舵翼と
して揚力面２１を使用する場合においても、揚力面２１
の大きさを変えることにより、モーメントの大きさ、又
はブレーキ力の大きさを変えることができることは、高
揚力発生装置として使用する場合と同様である。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の展開空力面
によれば、特許請求の範囲に示す構成により、 （１） 小翼をピボット軸まわりに展開させ、揚力面を
形成し、ピボット軸をピッチ軸まわりに回転させること
により、この揚力面に迎角を持たせて、離着陸時の高揚
力装置として使用できる。また、ピッチ角の大きさ、及
び展開角度に応じた有効空力面積の大きさの両方の調節
によって、揚力の大きさを任意にコントロールすること
ができる。

【００２８】（２） また、左，右舷側の揚力面のピッ
チ角，および／又は小翼の展開度合を調節することによ
る揚力面の大きさを変え、左，右舷側に発生する揚力に
差を作り、ロール制御装置としても用いることが可能と
なる。

【００２９】（３） さらにピッチ角を大きくとり、揚
力面上の流れを剥離させることで、抵抗板として作用さ
せ、スピード・ブレーキとしての機能を持たせることも
できるほか、左，右舷側の一方の揚力面を抵抗板として
作用させ、方向舵としての機能を持たせることもでき
る。

【００３０】（４） また、通常飛行（巡航飛行）時
は、小翼は重ね合せた状態で、せまいレセスに収納して
おくことで、抵抗を低減することが可能となる。

【００３１】このように、本発明の展開空力面は、使用
する状況で、不要となる機構，装置を重ね合せて装備
し、機構が複雑になるとともに、多くの装置を装備する
必要があり、飛行操作が複雑になり、熟練を要するとと
もに、機体重量が増大し、運航効率を劣化させていた、
従来の航空機の不具合が解消し、航空機の効率的な機体
システムの構築に大いに寄与し、秀れた航空機の実現を
招来することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の展開空力面の実施の第１形態を示す図
で、図１（ａ）は平面図，図１（ｂ）は図１（ａ）に示
す矢視Ａ−Ａにおける側面図，図１（ｃ）は図１（ａ）
に示す矢視Ｂ−Ｂにおける正面図、

【図２】本発明の展開空力面の実施の第２形態を示す図
で、図２（ａ）は平面図，図２（ｂ）は図２（ａ）に示
す矢視Ｃ−Ｃにおける側面図，図２（ｃ）は図２（ａ）
に示す矢視Ｄ−Ｄにおける正面図、

【図３】本発明の展開空力面の実施の第３形態を示す図
で、図３（ａ）は平面図，図３（ｂ）は図３（ａ）に示
す矢視Ｅ−Ｅにおける側面図，図３（ｃ）は図３（ａ）
に示す矢視Ｆ−Ｆにおける正面図、

【図４】従来の展開空力面としてのグローブベーンを設
けた航空機の片舷側平面図、

【図５】従来の展開空力面としてのフラップを設けた航
空機の斜視図で、図５（ａ）はフラップ収納時、図５
（ｂ）はフラップ展張時を示す図である。

【符号の説明】 ０１ 航空機 ０２ 胴体 ０３ 主翼 ０４ 従来の展開空力面としてのグローブベーン ０５ 従来の展開空力面としてのフラップ １１ ロール軸 １２ ピッチ軸 １３ ヨー軸 １４ レセス １５ ピボット軸 １６ ピボット軸の回動角（ピッチ角） ２０ 小翼 ２１ 揚力面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 航空機胴体の左，右舷にそれぞれ設けら
   れたレセス内で、ピッチ方向の傾動が自在にされて立設
   されたピボット軸と、基端部が前記ピボット軸に枢支さ
   れて、前記ピボット軸方向に積重され、前記ピボット軸
   まわりの回動により、扇子状に展開された揚力面を前記
   航空機胴体の舷側に形成するとともに、展開された揚力
   面を縮合し積重体にして、前記レセス内に収容するよう
   にした複数の小翼とからなることを特徴とする展開空力
   面。