JPH11509802A - ヘリコプタの動作 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ヘリコプタのための推力装置がテール・ブーム（１６）の後端部の中に取付けられる。２組の逸らせ羽根が、テール・ブームに沿って流れる空気流をそれぞれテール・ブームの両側にある開口へ向けて逸らす。テール・ブームのそれぞれの側に２つの開口を残すように、２枚のシャッター（４６、４８）がこれらの羽根を部分的に囲んで回動可能に配置される。これらのシャッターは、開口の状態に関りなく各開口の幾何学的中心線が静止したままであるように、それぞれの開口を同期的に且つ同時に開く／閉じるよう、同調して相互に向かって又は相互に離れるように回動される。

Description

【発明の詳細な説明】 ヘリコプタの動作 本発明は、ヘリコプタの動作に関する。より具体的には、それはヘリコプタの 偏揺れを制御する方法に関する。更には、それはヘリコプタのための推力装置に 、そしてヘリコプタに関する。 例えば、米国特許第4,948,068号から、テール・ブームの周囲の気流の循環を 制御することによって、そしてヘリコプタのテール・ブームの後端の片側又は両 側から推力装置を通して側方へ排除される空気を制御することによって、ヘリコ プタのメーン・ロータに伝達される駆動トルクに打ち勝って偏揺れを制御するこ とが知られている。 出願人は、米国特許4,948,068号のシステムに全体として対応するシステムは パワーを食い、慣用のテール・ローターに比べて、動作に一層大きなパワーを必 要とするものと信じる。 本発明の第１の面によれば、メーン・ロータと、両方の側及び後端部を有する テール・ブームと、該テール・ブームの所定の片側に沿った長手方向の回転制御 スロットと、そして該テール・ブームの後部に収められた推力装置とを含んだヘ リコプタにおいて、ヘリコプタの偏揺れを制御するために該推力装置を動作させ る方法が提供され、該方法は、 該推力装置の逸らせ羽根であって長手方向の空気流を該ヘリコプタの両側へ と側方へそして該テール・ブームの後部の両側にある開口へと逸らせるように配 置されたものである逸らせ羽根へと、該テール・ブームに沿って長手方向に空気 を導き、そして 各開口に関して、該開口の、長手及び側方の何れの方向に対しても全体とし て垂直である縦方向寸法を、それぞれの開口の調節状態に関りなく該開口の幾何 学的中心が実質的に静止したままであるよう、該開口の対向した限界位置から全 体として対称的に調節することを含む。 こうして、使用に際しては、該開口からの空気流の中心線は、それぞれの開口 の調節状態に関りなく、静止したままである。 該開口の調節は、それらの開口の限界位置から一対のシャッターを、互いに向 かい且つ互いから離れるように、選択的に動かすことによるものであってよい。 好ましくは、テール・ブームが丸い場合には、それらのシャッターは、相補的 に丸い部分であってよく、それらシャッターの運動は、該テール・ブームの軸の 周りにそれらのシャッターを回動させることによるものであってよい。最も好ま しくは、該テール・ブームは、円筒状であり、そしてシャッターは相補的な部分 円筒状である。 有利的には、それらのシャッターは、同時に反対方向に且つ等しい角速度で回 動するようリンク（例えば機構的にリンク）されていてよい。最も有利的には、 それら一対のシャッターは、両方の開口に同時に働くように寸法、形状及び配置 がとられており、そして一方の開口を拡大するようそれらのシャッターを調節す ることが、他方の開口のサイズを同時に狭めるようなものであってよい。 第２の面によれば、本発明は、メーン・ロータと、両方の側及び、推力装置を 収めるのに適合させた後端部を有するテール・ブームと、該テール・ブームの所 定の片側に沿った長手方向の回転制御スロットとを含んだヘリコプタのための推 力装置に及び、該推力装置は、 逸らせ羽根であって、使用に際して、該テール・ブームに沿って長手方向に 流れる空気流を該ヘリコプタの両側へと側方へ逸らすように構成されたものであ る逸らせ羽根と、 使用に際して空気流の側方へ逸らされた各部分を通すために該後端部のそれ ぞれの側にある開口と、 長手及び側方の何れの方向に対しても全体として垂直である縦方向寸法を、 それぞれの開口の調節状態に関りなく該開口の幾何学的中心が実質的に静止した ままであるよう、該開口の対向した限界位置から全体として対称的に調節するた めに各開口に関して備えられたシャッターアセンブリーとを含む。 好ましい具体例においては、該シャッターアセンブリーは、同時に反対方向に 且つ等しい角速度で、互いに向かいそして互いから離れるように対称的に回動す るようリンク（例えば機構的にリンク）されている一対のシャッターを含んでよ い。 有利的には、該テール・ブームは丸く、そして該シャッターは相補的な丸い部 分であり該テール・ブームの軸の周りに回動することができるものであってよい 。最も有利的には、該テール・ブームは、円筒状であり、そして、該シャッター は対応した円筒状であってよい。 最も好ましい具体例においては、該一対のシャッターをなすそれぞれのシャッ ターは、一つのサイズ及び形状であってよく、そして、それらの動きが一方の開 口を拡大し同時に他方の開口を狭めるように、両方の開口に対して同時に働くも のであってよい。 本発明は、第３の面に関して、メーン・ロータと、両方の側及び後端部を有す るテール・ブームと、該テール・ブームの所定の片側に沿った長手方向の回転制 御スロットと、そして、該テール・ブームの後端部の中に取付けられた本発明の 第２の面に従った推力装置とを含んだヘリコプタに及ぶ。 本発明は、今や、添付の図式的図面を参照して例を挙げることにより記述され る。 図面において、 図１は、本発明によるヘリコプタを概念的に側面図で示しており、 図２は、本発明による、図１のヘリコプタの構成部分である推力装置機構を、 拡大した縮尺で、部分的に断面図である平面図として示しており、 図３は、図２の推力装置機構の構成要素を分解図として示しており、そして 図４及び５は、２通りの異なった調節状態にある図２及び３の推力装置機構を 側面図として示している。 図面の図１を参照して、本発明によるヘリコプタが全体として参照数字１０で 示されている。それは、操縦室及び旅客又は荷物室及びまたヘリコプタのエンジ ンコンパートメントを形成する本体１２を含む。ヘリコプタ１０は、全体として 本体１２の上方にあるメーン・ロータ１４を有する。本体１２の後部から、テー ル・ブームが、そしてこの具体例においては参照数字１６で示された円筒状のテ ール・ブームが、外方へと延びている。参照数字１８で一般的に示されているテ ール・ブーム１６の後部には、本発明による推力装置機構が収められている。テ ール・ブーム１６の所定の片側に沿って、回転制御スロット２０が備えられてい る。 作動中、加圧空気が、回転制御スロット２０から側方へと外方へ導かれ、その 側方へ逸らされた空気は、メーン・ロータ１４の駆動に関連したトルクに打ち勝 つトルクを発生させるよう、メーン・ロータ１４の吹き下ろしと協働する。 ヘリコプタ１０の偏揺れを制御するために、後端部１８の中に推力装置機構が 備えられている。該推力装置機構及びその動作を以下に一層詳細に記述する。 図２から５を参照して、推力装置機構が、後端部１８の中に収められている。 それは、テール・ブーム１６の中心線２１の周りに対称的に配置されている。 該推力装置機構は、参照数字２４で一般的に示されたようにはめ込み式でネジ 、リベットその他によってテール・ブーム１６に取付けられた前方環状フランジ ２２を含む。部分円筒状の壁部分２６が、後端部１８の底部に沿って前方フラン ジ２２に剛直に且つ同軸に固定されている。同様に、部分円筒状壁部分２８が、 後端部１８の頂部に沿って延びるように前方フランジ２２に剛直に且つ同軸に固 定されている。壁部分２６、２８は、それらの後端において後方環状フランジ３ ４に剛直に且つ同軸に取付けられている。こうして、円筒状の体積が、長手方向 には前方フランジ２２と後方フランジ３４との間に、そして外周としては下側壁 部分２６と上側壁部分２８との間に規定される。 後端部１８は、後方フランジ３４に参照数字３８で示したようにはめ込み式で 取付けられた皿状後部蓋３６によって後方から閉じられている。 ２組の逸らせ羽根（この具体例では各組は４枚の羽根を含んでいる。）が、壁 部分２６及び２８の間に取付けられている。これらの組をなす逸らせ羽根は、中 心線２１に一致する直立平面の両側に対称的に取付けられており、それらの羽根 は、それぞれが鏡像をなしている。羽根の各組は、後部羽根３０．１、３２．１ を含んでおり、それらは、図２のような平面図で見たとき、後端部１８の半径に 一致した半径の四分円の形状をしている。各羽根３０．１、３２．１は、後端部 １８の側方の際に一致する垂直に延びる中心線の周りに配置されている。 各羽根３０．１、３２．１から前方に間隔を空けて、第２の羽根３０．２、３ ２．２が備えられており、それらは、平面図で見たとき、やはり四分円の形状で あるがしかし一層小さい半径を有しており、その側方の際が後端部１８の周縁に 終わり且つその内方の際が中心線２１から側方に間隔を空けるように配置されて いる。 更なる羽根の組３０．３、３２．３；３０．４、３２．４が、漸次縮小する形 式で備えられている。 これらの羽根は、テール・ブーム１６の前方から長手方向に見たとき、羽根の 一方の組は後端部の一方の側に収められ、羽根の他方の組は後端部１８の他方の 側に収められるように配置されている。更には、これらの羽根の内側にある前端 は、接線方向が長手方向前方へと向けられており、これらの羽根の外側後端は接 線方向が側方外方へと向けられている。 更には、都合よくは、最も小さい前方の羽根３０．４、３２．４の各々は所定 の断面流れ面積を有する一囲いの流れに曝される。長手方向の投影で見るとき、 前から２番目の羽根３０．３、３２．３が最前の羽根３０．４、３２．４の縁を 超えて内方へ延びている程度は、第１の一囲いの流れ断面流れ面積に一致する第 ２の断面流れ面積を有する第２の一囲いの流れに対応している。 同様に、最後から２番目の羽根３０．２、３２．２の各々は、等しい断面流れ 面積を有する一囲いの流れに曝されるように配置され、最後の羽根３０．１、３ ２．１の各々は、断面流れ面積の等しい一囲いの流れに曝される。こうして、後 端部の各半分の中にある各羽根は、名目的に後端部の該半分における流れの４分 の１を逸らせるように配置されている。 対応して、側方から見たときは、これらの羽根の間隔は等しい。この配置は、 推力装置を通り後端部１８の両側の開口を通って外方へ流れる、名目上一定の速 度を有する流れを提供することを意図したものである。 この構成が必ずしも決定的であるわけではなく、必ずしも重要ですらないとい うことが強調される。更には、テール・ブームの両側において流れが均一でなく 、以下に記述するように、開口が空けられる程度に強く依存するであろうことが 、出願人により認識されている。 図５から最も良く認められるように、長手方向に延びた、側方に向けられた開 口が、壁部分２６、２８の垂直又は周方向に間隔の空いた長手方向の縁の間に規 定されている。羽根３０、３２の組は、テール・ブーム１６に沿った長手方向の 流れを逸らしてそれぞれの開口に通すように配置されている。 推力装置機構は、参照数字４６、４８によってそれぞれ示された一対のシャッ ターを更に含む。各シャッター４６、４８は、部分円筒状であり、壁部分２６、 ２８の外側に合わさる同心円となるような半径を有する。各シャッター４６、４ ８は、その長手方向両端へ向かう一対のスポーク４６．１、４８．１及び、該ス ポークの内側末端に取付けられこれらのスポークの内側末端を相互連結している 軸受手段４６．２、４８．２を有する。シャッター４６、４８は、前方フランジ ２２及び後方フランジ３４にそれぞれ取付けられている。取付けの目的上、前方 フランジ２２及び後方フランジ３４の各々は、ジャーナル軸受２２．４、３４． ４をテール・ブーム１６の中心線上に取付けている、内方へ向けられたスポーク 、それぞれ２２．３、３４．３を有する。軸受手段４６．２、４８．２は、その ようなジャーナル上に回転可能に支持される。スポーク４６．１、４８．１を通 すために、フランジ２２、３４は、シャッター４６、４８の回動をも可能にする 適切に配置された部分外周スロット２２．５、３４．５を有する。 シャッター４６、４８が、それぞれ後端部１８の底部に沿って対称にそして頂 部に沿って対称に配置されているときは、シャッター４６、４８の長手方向の縁 （それら縁は、各側において垂直方向に又は周方向に間隔が空いているであろう ）は、壁部２６、２８の間に規定される開口よりも狭いであろう等しい開口を規 定している。そのような各開口は、テール・ブームの中心線に関して所定の開光 角度に対応した高さを有する。この具体例においては、そのような開光角度は約 ７６°である。以下に手短に記述するように、シャッター４６、４８は、一方の 側では縁が互いに向かって動き且つ他方の側では縁が同時に互いから離れる方向 に動くよう、そしてまたこれらの逆が起こるよう、同期して回動される。運動は 、テール・ブームの一方の側に沿った縁が接触できるようなものであってよい。 テール・ブームの他方の側においては、そのとき開口は最大であろう。壁部分２ ６、２８の間の開口は、各側において、一般にシャッター４６、４８の最大の開 口に一致するであろう。 ヘリコプタの偏揺れの制御は、シャッター４６、４８を適切に回動させること によって実行される。こうして、シャッターの一つの極限状態においては、片方 の開口が閉じられて側面を通る側方への空気の流れが起こらない一方、反対側に おいては、開口は最大であり、側方への流れの全てがその側において起こる。当 然、シャッターの回動は、ヘリコプタの操縦士又はオペレーターの選択により、 無段階方式で又は小さい段階を単位として選択的且つ漸進的に行われる。この目 的のために、操縦室に制御手段が備えられ、そして該制御手段とシャッターとの 間に任意の適当な且つ便利な方式のリンク手段、例えばケーブル、滑車その他な どによるものが備えられるであろう。 これらのシャッターの回動が、各側においてシャッター間の開口の中心が実質 的に静止したままであるよう同期して起こるということを認識しなければならな い。これは、側方へと導かれた流れが、開口の静止した中心に一致した中心を有 する一囲いの中にあるようにするであろう。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． メーン・ロータと、両方の側及び後端部を有するテール・ブームと、該テ ール・ブームの所定の片側に沿った長手方向の回転制御スロットと、そして該テ ール・ブームの後部に収められた推力装置とを含んだヘリコプタにおいて、ヘリ コプタの偏揺れを制御するために該推力装置を動作させる方法であって、 該推力装置の逸らせ羽根であって、長手方向の空気流を該ヘリコプタの両側 へと側方へそして該テール・ブームの後部の両側にある開口へと逸らせるように 配置されたものである逸らせ羽根へと、該テール・ブームに沿って長手方向に空 気流を導き、そして 各開口に関して、該開口の、長手及び側方の何れの方向に対しても全体とし て垂直である縦方向寸法を、それぞれの開口の調節状態に関りなく該開口の幾何 学的中心が実質的に静止したままであるよう、該開口の対向した限界位置から全 体として対称的に調節すること を含む方法。 ２． 該開口の調節が、それらの開口の限界位置から一対のシャッターを、互い に向かい且つ互いから離れるように、選択的に動かすことによるものである、請 求項１の方法。 ３． テール・ブームが丸く、該シャッターが、相補的に丸い部分であり、そし て該シャッターの運動が該テール・ブームの軸の周りに該シャッターを回動させ ることによるものである、請求項２の方法。 ４． 該シャッターが、同時に反対方向に且つ等しい角速度で回動するようリン クされているものである、請求項３の方法。 ５． 両方の開口に同時に働くように該一対のシャッターの寸法、形状及び配置 がとられており、そして一方の開口を拡大するようそれらのシャッターを調節す ることが他方の開口のサイズを同時に狭めるものである、請求項２乃至４の何れ かの方法。 ６． メーン・ロータと、両方の側及び、推力装置を収めるのに適合させた後端 部を有するテール・ブームと、該テール・ブームの所定の片側に沿った長手方向 の回転制御スロットとを含んだヘリコプタのための推力装置であって、 逸らせ羽根であって、使用に際して、該テール・ブームに沿って長手方向に 流れる空気流を該ヘリコプタの両側へと側方へ逸らすように構成されたものであ る逸らせ羽根と、 使用に際して側方へ逸らされた空気流の各部分を通すために該後端部のそれ ぞれの側にある開口と、 長手及び側方の何れの方向に対しても全体として垂直である縦方向寸法を、 それぞれの開口の調節状態に関りなく該開口の幾何学的中心が実質的に静止した ままであるよう、該開口の対向した限界位置から全体として対称的に調節するた めに各開口に関して備えられたシャッターアセンブリーと を含む推力装置。 ７． 該シャッターアセンブリーが、同時に反対方向に且つ等しい角速度で、互 いに向かいそして互いから離れるように対称的に回動するようリンクされている 一対のシャッターを含むものである、請求項６の推力装置。 ８． 該テール・ブームが丸く、該シャッターが相補的な丸い部分であり該テー ル・ブームの軸の周りに回動することができるものである、請求項７の推力装置 。 ９． 該テール・ブームが円筒状であり且つ該シャッターが対応した円筒状であ る、請求項８の推力装置。 １０． 該一対のシャッターをなすそれぞれのシャッターが、一つのサイズ及び 形状であり、そして、それらの動きが一方の開口を拡大し同時に他方の開口を狭 めるように、両方の開口に対して同時に働くものである、請求項７、８又は９の 推力装置。 １１． メーン・ロータと、両方の側及び後端部を有するテール・ブームと、該 テール・ブームの所定の片側に沿った長手方向の回転制御スロットと、そして、 該テール・ブームの後端部の中に取付けられた請求項６乃至１０の何れかの推力 装置とを含んだヘリコプタ。