JPS6092999A - Main rotor for aircraft - Google Patents

Main rotor for aircraft

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Publication number
JPS6092999A
JPS6092999A JP59201416A JP20141684A JPS6092999A JP S6092999 A JPS6092999 A JP S6092999A JP 59201416 A JP59201416 A JP 59201416A JP 20141684 A JP20141684 A JP 20141684A JP S6092999 A JPS6092999 A JP S6092999A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blade
blades
aircraft
rotor
rotation
Prior art date
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Pending
Application number
JP59201416A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
エンリケ、バニヨーラス、デ、アヤラ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MARIA DERU PIRARU BANIYOORASU
MARIA DERU PIRARU BANIYOORASU DE AYARA
Original Assignee
MARIA DERU PIRARU BANIYOORASU
MARIA DERU PIRARU BANIYOORASU DE AYARA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MARIA DERU PIRARU BANIYOORASU, MARIA DERU PIRARU BANIYOORASU DE AYARA filed Critical MARIA DERU PIRARU BANIYOORASU
Publication of JPS6092999A publication Critical patent/JPS6092999A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は航空機用主回転翼の改良及びこの改良された主
回転翼を装着した航空機に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improved main rotor for an aircraft and an aircraft equipped with the improved main rotor.

〔従来技術及び問題点〕[Prior art and problems]

今日の主回転翼は、固定ピッチの場合も可変ピッチの場
合も、ブレードの軸の中心を空力中心に合わせて、推力
、材料疲労、及び振動等を生じないように設計される。
Today's main rotors, both fixed pitch and variable pitch, are designed to center the blade axis on the aerodynamic center to avoid thrust, material fatigue, vibration, etc.

然し乍らこの主回転翼が回転と水平方向の移動を同時に
行う場合には十Eする力と水平移動する力との合力が生
じ、この合力は各ブレードの位置によって異り、このブ
レードの位置はこのブレードを装着した航空機の移動即
ち前進運動を支配する。この条件の下では回転翼は回転
時に前進方向の横断方向に移動する傾向即ち回転翼に固
有の前進運動妨害があり、この傾向を機械的に相殺する
装置は構造が複雑であシ、そのために航空機が高価にな
り、脆弱になり、効率が落ち、安全性が乏しくなる等の
欠点が生じ、これらの欠点が操縦士の負担を大きくする
However, when this main rotor rotates and moves horizontally at the same time, a resultant force of the force of 1E and the force of horizontal movement occurs, and this resultant force differs depending on the position of each blade. Controls the locomotion or forward motion of the aircraft equipped with the blade. Under these conditions, the rotor has a tendency to move transversely to the forward direction when rotating, that is, there is an inherent forward motion disturbance to the rotor, and a device for mechanically counteracting this tendency has a complicated structure. The disadvantages are that the aircraft becomes more expensive, more fragile, less efficient, less safe, etc., and these disadvantages increase the burden on pilots.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は前記欠点を、回転翼のグレードの自動平
4N作用によって、軽減乃至除去するものである。
The object of the present invention is to reduce or eliminate the above-mentioned disadvantages by means of a self-leveling 4N action of the rotor grade.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

前記目的は、航空機用主回転翼がその直径方向に延びる
少なくともl対のブレードを有し、このブレードは回転
y3のハブを中心として回転するように装着され、この
ブレードの回転中心とハブの回転中心は同一の縦軸上に
あり、この縦軸は各ブレードのpX型の或ろ1点を通り
、この点は前記ブレードの空力中心より前方にあり、こ
のようにして、前記回転界が回転と前進とを同時に行l
よう時に各ブレードを復元させるトルクが生じ、前記ブ
レードが前進運動中の回転界の中における位置に応じて
自動的に迎角を変える時に、前記トルクによって前記各
ブレードが相互に平衡するようにすることによつて達成
できる。
The object is to provide an aircraft main rotor with at least l pairs of blades extending in the diametrical direction thereof, the blades being mounted for rotation about a hub of rotation y3, and the center of rotation of the blades and the rotation of the hub. The centers are on the same longitudinal axis, which passes through some point of the pX shape of each blade, which point is forward of the aerodynamic center of said blade, and in this way said rotating field is rotated. and forward at the same time
A torque is generated which restores each blade when the blades move forward, and which causes the blades to balance each other as they automatically change their angle of attack according to their position in the rotating field during forward motion. This can be achieved by

前記各ブレードは1回転開始時の迎角を確実に等しくす
るtこd)に平面用ばねな有するのが好ましく、このば
ねは緩衝装置と協働して振動を吸収する。
Preferably, each blade has a planar spring ensuring equal angles of attack at the start of one revolution, which spring cooperates with a damping device to absorb vibrations.

前記回転具は各ブレードの迎角な変化させる装置を有し
、この装置が前記各ブレードが休止位置にある時も回転
中又は飛行中と同様前記各ブレードの迎角な変えるよう
にするのが好ましい。
The rotating tool has a device for changing the angle of attack of each blade, and the device changes the angle of attack of each blade when the blade is at rest in the same way as during rotation or flight. preferable.

また前記回転翼は横に移動するためにプレーし゛を所望
の方向に向は得る装置を備えるのが好まし−)。
Preferably, the rotary blade is provided with a device for lateral movement to direct the blade in a desired direction.

同様に前記回転具は駆動用原動機に着脱自在に係合する
装置を備え、必要に応じて風車のよ5に空転できるよう
にするのが好ましい。
Similarly, it is preferable that the rotary tool is provided with a device for removably engaging with the driving motor, so that it can be idled like a windmill if necessary.

更に、本発明に基く回転翼は中心に水平軸をイ1し、こ
の水平軸にブレードが連接され、このブレードがこのブ
レードに加わる力の機体を上昇させる分と遠心力の分力
に応じて設定され、このようにして前記ブレードに曲げ
応力が生ずるのを防止する・ 最後に前記ブレードは入子式に伸縮自在とし、それによ
−て所要駐磯面fItな小さくすることができる。
Further, the rotor blade according to the present invention has a horizontal axis in the center, and blades are connected to this horizontal axis, and the blades respond according to the part of the force applied to the blade that lifts the aircraft and the part of the centrifugal force. Finally, the blade may be telescopically telescopic, thereby making it possible to reduce the required parking surface fIt.

〔実施例及び作用〕[Examples and effects]

第1図乃至第5図は従来型の回転具である。この回転翼
のブレードにおいて、前記回転力及び回転速度は空力中
心Oに加えられる。第1図においてAは揚力、Wは抗力
即ち移動に対する抵抗、αは迎角即ち翼弦と空気の流線
との角度、ωは角速度、rは回転半径、vOは前記ブレ
ードの対気速度、βは前記ブレードの速度と空気流の速
度とがなす角度である。
1 to 5 show conventional rotary tools. In the blades of this rotor, the rotational force and rotational speed are applied to the aerodynamic center O. In Figure 1, A is the lift force, W is the drag force or resistance to movement, α is the angle of attack or the angle between the chord and the streamline of the air, ω is the angular velocity, r is the radius of rotation, vO is the airspeed of the blade, β is the angle between the speed of the blade and the speed of the airflow.

前記回転具が回転と前進とを同時に行なう場合(即ち前
記航空機が運動の水平分力を有する場合)には、611
記ブレードの速度は第2図及び第3図に示すように変化
する。鼓にV′は前進速度であυ、この前進速度V′に
は前記前進した位置における回転速度ω・rが加算又は
減算される。このブレードの速度差によ−て揚力B、C
(第≠図)に差が生じ、この揚力差のために前記回転翼
は点Mを中心に回転し、垂直面に対して傾斜する。理論
的には前記回転翼をりO″′′傾斜、垂直面と平行にし
て水平飛行用プロペラとすることが可能ではあるが、現
実には回転翼の重刑りのために前記回転具の傾斜は第5
図に示す如く限定される。舷にCgは回転翼の重心であ
シ、この重心Cgは回転翼の傾斜に応じて移動する。如
何なる場合でも回転具が傾斜することはあり得るし、こ
の傾斜を相殺しなければブよら1よいが、そのために前
記回転翼を備えた航空機(1構造が複雑になり、製造、
の費用も嵩む。
If the rotating tool rotates and moves forward at the same time (i.e., the aircraft has a horizontal component of motion), 611
The speed of the blade varies as shown in FIGS. 2 and 3. V' is the forward speed υ of the drum, and the rotational speed ω·r at the advanced position is added to or subtracted from this forward speed V'. Due to this blade speed difference, lift forces B and C
(Fig. ≠), and due to this lift difference, the rotor blade rotates about point M and is inclined with respect to the vertical plane. Theoretically, it is possible to make the rotor blades tilt O'''' and parallel to the vertical plane to form a propeller for horizontal flight, but in reality, due to the heavy weight of the rotor blades, the rotor blades are The slope is 5th
Limited as shown in the figure. Cg on the side is the center of gravity of the rotor, and this center of gravity Cg moves according to the inclination of the rotor. In any case, the rotor may be tilted, and it would be better if this tilt was not offset, but this would complicate the structure of the aircraft (1) equipped with the rotary wing, making it difficult to manufacture,
The cost also increases.

この傾斜を相殺するたd〕にへりコックに最も広く採用
されているのtよ、小さい補助プロペラを設け、この補
助プロペラの回転11+を主回転V又の回転転に対して
直角にする方法であυ、この補助プロペラはヘリコプタ
の尾部の側部に取り伺けられる。
To offset this inclination, the most widely used method for helical cocks is to install a small auxiliary propeller and make the rotation 11+ of this auxiliary propeller perpendicular to the rotation of the main rotation V. Ah, this auxiliary propeller can be accessed from the side of the helicopter's tail.

これに対して本発明においては、前記各ブレードは、第
を図に示ず如く、各ブレードのを男中心0から距1tJ
I dだけ離間した点Gをよぎる縦通線を軸として回転
するように装着され、この離間距離dはブレードの前縁
を基準として1/x(このXは≠以上とするのが好まし
く、このlはプレート”の翼弦長である)で表わされる
。従−て前記ブレードの回転軸は第4図の如く空力中心
0よりも概ね前縁側にあるので、前記回転力の合力が前
記空力中心0に働き、前記点Gを通る縦通軸線に対する
トルクが生じ、このトルクtcが前記グレードをその迎
角な減らすように、従−て揚力を減らすように回転させ
る。
On the other hand, in the present invention, each blade has a distance of 1tJ from the man's center 0, as shown in the figure.
It is mounted so as to rotate around a vertical line that crosses a point G separated by I d, and this distance d is 1/x (this X is preferably ≠ or more, 1 is the chord length of the plate. Therefore, since the rotational axis of the blade is approximately on the leading edge side of the aerodynamic center 0 as shown in FIG. 4, the resultant force of the rotational force is 0, a torque is created relative to the longitudinal axis passing through the point G, which torque tc causes the grade to rotate so as to reduce its angle of attack and thus its lift.

第7図は直径方向に対向して延びる2枚のブレードを示
し、このブレードは前記回転翼のノ・プの回転支持部に
結合装着され、この装着されたブレードによって前記ハ
ブを直径方向によぎる水平回転軸が決まる。前記2枚の
ブレードが共有する面上で、このブレードの回転中心点
Gはこの2枚のブレードの共有軸G上にあり、前記回転
中心Gは迎角β、β′が等しい2枚のブレードの空力中
心0゜0′から距離d離れた位置にある。
FIG. 7 shows two diametrically oppositely extending blades which are coupled to and mounted on the rotary support of the nozzle of the rotor and which diametrically traverse the hub. The horizontal rotation axis is determined. On the plane shared by the two blades, the rotation center point G of this blade is on the shared axis G of these two blades, and the rotation center G is located on the two blades with the same angle of attack β and β'. It is located a distance d from the aerodynamic center of 0°0'.

前記回転翼が同時に回転した時に、迎角が等しければ、
前記1枚のブレードの空力中心に作用する力)1.Jは
第7図に示すようにnなろ。これは前記2枚のブレード
が上述の如く共通軸を中心として回転するように装着さ
れているからである。
If the angles of attack are equal when the rotary blades rotate at the same time,
Force acting on the aerodynamic center of one blade) 1. J should be n as shown in Figure 7. This is because the two blades are mounted to rotate around a common axis as described above.

然し乍ら、前記一方のブレードの迎角は減少し、他方の
ブレードの迎角は増大し、この迎角の変化は前記H−J
が等しくなるまで続く。第2図から判ることは、前記力
H1Jが等しいにも拘らず迎角β、β′が具り、βがβ
′より大きいということである。
However, the angle of attack of the one blade decreases and the angle of attack of the other blade increases, and this change in the angle of attack
continues until they are equal. What can be seen from Fig. 2 is that even though the forces H1J are equal, the angles of attack β and β' are the same, and β is β.
′.

第り図はl対のブレードの平面図でありこのl対のブレ
ードは軸Gを共有すると共に2つの空力中心O10′を
有し、この2つの空力中心O10′は前記軸Gから距離
dだけ離間している。従−てこの図から前記ユ枚のブレ
ードに加わる力が等しいことが判る。また、このことか
ら回転翼が回転している時には常に前記自己平衡作用が
働き、回転翼が1回転する間に、その前進方向に対する
位置が変化するのに応じて、各ブレードが交互に最大迎
角から最小迎角まで変化することが判る。
The second figure is a plan view of a pair of blades, which share an axis G and have two aerodynamic centers O10', which are at a distance d from the axis G. They are separated. Therefore, it can be seen from this figure that the forces applied to the three blades are equal. Also, from this fact, when the rotor blade is rotating, the self-balancing effect is always at work, and during one rotation of the rotor blade, each blade alternately moves to the maximum thrust as its position in the forward direction changes. It can be seen that the angle changes from the angle to the minimum angle of attack.

前記回転翼の回転開始時のブレードの迎角な確実に等し
くするために、第io図に示す如くブレードの前縁と回
転翼のハブとの間にばねNを取p′付けて、ブレードの
揚力がばねNを圧縮するようにした。
In order to ensure that the angle of attack of the blades is equal when the rotor starts rotating, a spring N is installed between the leading edge of the blade and the hub of the rotor as shown in FIG. The lift force compresses the spring N.

コルツメイヤ効果(Kolzmayr Effect 
) とは。
Kolzmayr Effect
) What is it?

ブレードの典型の前縁が成る面(C対して絶えず向きを
変える空気流にさらされる場合、その抗力は理論上ゼロ
であるという作用を℃・い、この効果は、第11図に示
す如く、各ブレードが完全に1回転する場合に表れる。
When exposed to an air stream that constantly changes its direction relative to the plane (C) where the typical leading edge of a blade is, the drag force is theoretically zero. This occurs when each blade makes one complete revolution.

この効果によって前記回転翼の効率は極めて高くなる。This effect makes the efficiency of the rotor extremely high.

前記回転翼な最適条件で使用するために、上述のブレー
ドの回転中心を空力中心からはずすという改良と他の改
良、即ちブレードの迎角を任意に変え得るようにし、回
転翼の)・プに駆動用原動機を着脱自在に係合させると
共にブレードを連接させ、ブレードの長さを入子式に伸
縮させる等の改良とを組み合せることができる。第7.
2図に示す回転翼はl対のブレードを前記ノ・プに点に
、Lで連接したものであシ、このブレードは前記ハブに
対して接線をなす平行軸を中心にして上下に旋回自在で
あり、かつ、各ブレードに加わる合力Rの方向に対して
角度をなすように装着され、前記合力Rは揚力Aと遠心
力Fcとの合力である。この構造によって前記グレード
及びその軸方向の支持部に生ずる曲げ応力を小さくする
ことができる。
In order to use the rotary blade under optimal conditions, we have made the above-mentioned improvement of moving the rotation center of the blade away from the aerodynamic center and other improvements, namely, making it possible to change the angle of attack of the blade arbitrarily, and improving the angle of attack of the rotor blade. It is possible to combine improvements such as removably engaging the drive motor and connecting the blades, telescopically extending and contracting the length of the blades. 7th.
The rotor blade shown in Figure 2 has a pair of blades connected at a point L at the nozzle, and these blades are able to pivot up and down about a parallel axis that is tangential to the hub. and is mounted so as to form an angle with respect to the direction of the resultant force R applied to each blade, and the resultant force R is the resultant force of the lifting force A and the centrifugal force Fc. This structure makes it possible to reduce the bending stress generated in the grade and its axial support.

上述の改良の主な長所は要約すれば次の如くである。The main advantages of the improvements described above can be summarized as follows.

その第1点は、ブレードの自己平衡特性が一定になるこ
とによシ、ブレードの水平方向の前進即ち前記回転翼の
平行移動に固有の移動妨害が除かれることである。
The first is that the constant self-balancing properties of the blades eliminate the movement disturbances inherent in the horizontal advancement of the blades, ie the translation of the rotor.

その第2点は、全てのブレードが回転中にどの位置にあ
ろうとも、また垂直上列1、水平飛行、或いは垂直上昇
と水平飛行とを組み合わせた飛行をする時の倒れの時点
においても、前記全てのブレードの荷重倍数及び楊子係
数が等しいことである。
The second point is that no matter what position all the blades are in during rotation, and at the point of collapse when performing vertical flight, horizontal flight, or a combination of vertical rise and horizontal flight, The load factor and toothpick coefficient of all the blades are equal.

その第3点は、完全な空中安定性を保つために操縦士又
は自動操縦装置その他の機措を必要としないことである
。その理由は修正すべき妨害が生じな℃・からである。
Third, it does not require a pilot, autopilot, or other mechanical equipment to maintain perfect air stability. The reason is that there is no disturbance to be corrected.

それ数本発明に基く構造の回転翼な用いれば極めて操縦
し易い航空機を製造することができる。
By using a rotor blade having a structure based on the present invention, it is possible to manufacture an aircraft that is extremely easy to maneuver.

最後に、空気力学的効率が極めて良し・ことである。そ
の理由は前進に対する抵抗(抗力)が最小になる(コル
ツメイヤ効果)からである。
Finally, it is extremely aerodynamically efficient. The reason for this is that the resistance (drag) to forward movement is minimized (Korzmeyer effect).

また、指摘しておきたいことは、回転翼が水平前進と自
由回転とを同時に行なう場合即ち回転翼が駆動原動機に
係合せず所謂空転状態に陥った時に、機体の前進によ−
て、第13図及び第14図に示ス如く、フレードが風車
の作用をすることである。
Also, I would like to point out that when the rotor blades move horizontally forward and rotate freely at the same time, that is, when the rotor blades do not engage with the drive motor and fall into a so-called idling state, the forward movement of the aircraft causes
As shown in FIGS. 13 and 14, the flade acts like a windmill.

この図において、太い矢印は機体の前進運動を示し、細
い矢印はブレードに対する空力的作用を示す・ ヘリコプタと対比すれば、空転状態では回転翼は前進速
度よりも遅くしか回転し得なし・から、ブレードの翼端
速度が回転翼の前進速度より小さくなることtまあり得
す、本発明においてはプロペラによって飛行速度を大き
くできるから回転翼の前進速度も大きくなる。理論上、
前進速度に基く抵抗はゼロになるから(全体としてのコ
ルツメーヤ−効果により)、ブレードの平均速度は平行
移動速度即ちブレードの対気速度に等い・。ブレードの
楓端速度が大きい場合、即ちマツハlに近い場合のみ妨
害が生ずる。
In this figure, the thick arrows indicate the forward motion of the aircraft, and the thin arrows indicate the aerodynamic effect on the blades.Compared to a helicopter, the rotor blades can only rotate slower than the forward speed in the idle state. It is possible that the tip speed of the blade is less than the forward speed of the rotor, but in the present invention, since the flight speed can be increased by the propeller, the forward speed of the rotor is also increased. In theory,
Since the drag based on forward speed is zero (due to the overall Korzmeyer effect), the average speed of the blade is equal to the translation speed, ie, the airspeed of the blade. Disturbances occur only when the blade edge velocity is high, ie close to the speed of the blade.

従って1本発明に基く回転翼を装着した航空機の速度は
推進機関及び推進力(プロペラ、ジェット噴炎)と、揚
力発生装置である回転翼の抵抗係数とによ−て決まシ、
これらの要素は航空機のタイプ毎に実験的にめて行く他
はない。
Therefore, the speed of an aircraft equipped with a rotary wing according to the present invention is determined by the propulsion engine and propulsive force (propeller, jet flame), and the drag coefficient of the rotor wing, which is a lift generating device.
These factors must be determined experimentally for each aircraft type.

回転翼空転時の機体の速度をヘリコプタやオートジャイ
ロより速くなるように、またプロペラやジェットエンジ
ンを装着した軽飛行イ1(と同程度の速度になるように
設計することができろ。
It can be designed so that the speed of the aircraft when the rotor blades are idling is faster than that of a helicopter or an autogyro, and that the speed is comparable to that of a light flight aircraft equipped with a propeller and a jet engine.

本発明に基く回転翼を、第1!i図に示す如く、着陸用
エアブレーキとして落下傘のよ5に使うこともできる。
The first rotor blade based on the present invention! As shown in Figure i, it can also be used for a parachute as an air brake for landing.

この特性にょ−て、本発明に基く回転翼を備えた航空機
は如何なる地形の所にでも着陸することができ、着陸の
安全性は従来の航空機よりも高〜・。その理由は従来の
航空機はエンジンが停止又は故障を起した場合に滑空し
ながら着陸できる場所を選ぶ他に着陸し得る手段がない
からである。
Due to this characteristic, an aircraft equipped with a rotary wing according to the present invention can land on any terrain, and the landing safety is higher than that of conventional aircraft. The reason for this is that in the event that the engine of a conventional aircraft stops or malfunctions, there is no other way to land than by gliding to a landing location.

本発明に基〈回転翼を2組ヘリコプタのように2粗分離
して使用することもでき、この場合には一方の回転翼を
前進力発生装置とする。また本発明に基ぐ回転翼を2粗
分離使用してジャイロブレーン即ちオートジャイロとす
ることもでき、この場合にはブレードは空力的に(風車
のように)駆動される。
Based on the present invention, it is also possible to roughly separate the rotor blades into two sets, such as in a helicopter, and use one of the rotor blades as a forward force generating device. It is also possible to use two rotor blades according to the invention to form a gyroplane or autogyro, in which case the blades are driven aerodynamically (like a windmill).

ヘリコプタとして使用する場合には、機体の安定を保つ
ために操縦士が機体の姿勢を修正する必要はなく、機体
姿勢修正装置も不要であり、また突風によって機体が不
安定になることもない。更に、空中で駆動原動機が係合
せず回転翼が空転状態にな〜た場合、即ち緊急事態に陥
−た場合には、回転翼が落下傘として働くから安全に着
陸できる。
When used as a helicopter, there is no need for the pilot to correct the attitude of the aircraft in order to maintain its stability, there is no need for an aircraft attitude correction device, and the aircraft does not become unstable due to gusts of wind. Furthermore, if the drive motor is not engaged in the air and the rotor blades are idling, that is, in an emergency situation, the rotor blades function as a parachute, allowing a safe landing.

既に説明したとおり1本発明′に基く回転翼をヘリコプ
タのように使用した場合には従来のヘリコプタよりも機
体の操縦及び姿勢制御を細かく行なうことができるので
安全に飛行することができる。
As already explained, when the rotary wing according to the present invention is used like a helicopter, the aircraft can be operated and controlled more precisely than conventional helicopters, so it can fly safely.

オートジャイロとして使用する場合には、コルツメーヤ
ー効果がよく利くので効率が高くなシ、また速度を上げ
ることもできる。
When used as an autogyro, the Korzmeyer effect is very effective, resulting in high efficiency and speed.

本発す]に基く回転翼はまた、必要に応じてヘリコプタ
としオートジャイロにもなるように組み合せることもで
きる。この場合、この2つの回転翼の長所を活用するこ
とができる。ヘリコプタとして使用する場合にはホバリ
ング、垂直上昇、及び垂直下降が可能であり、水平速度
を非常に小さくすることができ、塔載量を増大すること
もできる。
The rotor based on this invention can also be combined to become a helicopter and an autogyro, if desired. In this case, the advantages of these two rotors can be utilized. When used as a helicopter, it is capable of hovering, vertically rising, and vertically descending, allowing very low horizontal speeds and increasing tower payload.

オートジャイロとして使用する場合には前進速度を太き
ぐすることができる。
When used as an autogyro, the forward speed can be increased.

使用者の立場から見れば操縦容易で飛行特性に癖のない
ことが重要であり、その理由は誰でも慣熟訓練不要で容
易に操縦できるのが好まし℃・がらである。また構造や
機構が簡単であれば価格も下がる。
From the user's point of view, it is important that the aircraft be easy to operate and have consistent flight characteristics, and the reason for this is that anyone can easily operate the aircraft without the need for familiarization training. Also, if the structure and mechanism are simple, the price will be lower.

本発明に適する利用分野は航空機であり、この航空機は
スポーツ用及び自家用を含み、特にエアタクシ−又はエ
アバスとして適当であり、この用途にはヘリコプタも軽
飛行機も適していない。ヘリコプタの場合は製造経費が
高額にすぎ、軽飛行機の場合は滑走路や飛行場以外に着
陸できないからである。
The field of application suitable for the invention is aircraft, including sports and private aircraft, in particular as air taxis or airbuses, for which neither helicopters nor light aircraft are suitable. Helicopters are expensive to manufacture, and light aircraft can only land on runways or airfields.

最後に、ブレードを入子式に短縮して所要駐機面積を小
さくできるので、輸送機関として使用する場合の最大の
難問を解消できる。直径コ。mのオートジャイロに応用
すればブレードを巾≠m、長さlユ乃至11mまで短縮
でき、この広さは同じ積載量の車両と殆んど同じである
Finally, the blades can be telescopingly shortened to reduce parking requirements, thus solving one of the biggest challenges when used as a vehicle. Diameter If applied to an autogyro with a size of 1.5 m, the blade can be shortened to a width of ≠ m and a length of 1 m to 11 m, which is almost the same width as a vehicle with the same loading capacity.

本発明に基く回転翼をオートジャイロ又はヘリコプタと
して使用し、乗客数を夕。人とした航空機100機を収
容しFJ+ff着陸させるために必要な面積はlヘクタ
ール以下である。
The rotary wing according to the invention can be used as an autogyro or a helicopter to reduce the number of passengers. The area required to accommodate 100 human aircraft and land FJ+ff is less than 1 hectare.

第1A図に、本発明に基〈回転翼を、単葉機の興を取り
外した機体に装着した状態を示す。本発明を経済的に利
用する場合には、このように簡単且つ迅速に切り換える
という方法をとることができる。
FIG. 1A shows a state in which a rotary wing according to the present invention is attached to a monoplane with the frame removed. If the present invention is to be used economically, this simple and quick switching method can be adopted.

第77図に、本発明に基く回転翼な、2台のジェットエ
ンジンを備えたオートジャイロ式エアバスに装着した状
態を示す。
FIG. 77 shows a rotary wing according to the present invention installed in an autogyroscopic airbus equipped with two jet engines.

前記2例において、設計上のパラメータを適当に選定す
れば飛行速度を300Rrrb/時のオーダーにするこ
とができる。
In the two examples above, the flight speed can be on the order of 300 Rrrb/hour if the design parameters are selected appropriately.

〔効果〕〔effect〕

上述の説明から、本発明を応用した装置を用いれば航空
機の飛行条件を改良した主回転翼を提供することができ
る。
From the above description, it is possible to provide a main rotor with improved flight conditions for an aircraft by using a device to which the present invention is applied.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

1(7図は従来の回転翼ブレードの断面の力と速度の説
明図、第2図はλ枚羽根型回転外の平面図、第3図は回
転しながら平行移動するブレードの断面の力と速度の説
明図、第グ図は回転しながら平行移動する2枚羽根型回
転翼に加わる力を示す斜視図、第5図は第φ図に示す回
転翼に加わる力が回転翼装置の重量によって相殺される
ことを示す説明図、第6図は本発明に基く回転翼のブレ
ードの散型の図面、第7図は本発明に基くλ枚羽根型回
転興に加わる力の説明図、第r図は第7図の回転翼の迎
角が変化した時にこの回転翼をバランスさせる力の説明
図、第り図は本発明に基く2枚羽根型回転「この平面図
、第1O図はばねを有する回転翼の断面図、第1/図は
コルズメーヤー効果が加わったブレードのAmの図面、
第12図は2枚のブレードを連結して成る回転翼の側面
図、第13図は空転させている回転翼の斜視図、mla
図は7g13図の回転翼の41・7断面概念図、第1S
図は第13図及び第1μ図の回転翼の空転緩降下時の横
断面概念図、第1A図及び第77図は本発明に基く回転
翼を装着した航空機の側面図である、 Δ、B、C,II、J・・−揚力、Cg・・・回転翼の
重心。 d、d’・・・離間距PJI 、 Fc・・・遠心力、
G・・・ブレードの回転中心、に、L・・・ブレード連
接点、1・・・翼弦長。 0.0′・・・空力中心、R・・・合力、tc・・・ト
ルク、■0゜V′・・・対気速度、W・・・抗力、ω・
・・角速度、α、α′。 β、β′・・・迎角。
1 (Figure 7 is an explanatory diagram of the force and speed of a cross section of a conventional rotary blade, Figure 2 is a plan view of a λ-bladed non-rotating blade, and Figure 3 is an explanatory diagram of the force and velocity of a cross section of a blade that moves in parallel while rotating. Figure 5 is a perspective view showing the force applied to the two-blade rotor blade that moves in parallel while rotating. Figure 5 is a diagram showing the force applied to the rotor blade shown in Figure φ due to the weight of the rotor device. FIG. 6 is an illustration of the dispersion of the blades of the rotor based on the present invention. FIG. The figure is an explanatory diagram of the force that balances the rotor blade when the angle of attack of the rotor blade in Figure 7 changes. A cross-sectional view of a rotary blade having a rotary blade, Figure 1/A is a drawing of Am of a blade to which the Kolsmeyer effect is added,
Figure 12 is a side view of a rotor formed by connecting two blades, and Figure 13 is a perspective view of a rotor that is idling.
The figure is a 41.7 cross-sectional conceptual diagram of the rotor blade in Figure 7g13, 1S
The figures are cross-sectional conceptual diagrams of the rotor blades shown in FIG. 13 and FIG. , C, II, J...-lift force, Cg... center of gravity of the rotor. d, d'... separation distance PJI, Fc... centrifugal force,
G...Rotation center of the blade, L...Blade connection point, 1...Chord length. 0.0'...Aerodynamic center, R...Resultant force, tc...Torque, ■0°V'...Airspeed, W...Drag force, ω・
...Angular velocity, α, α′. β, β′...Angle of attack.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 l)空力的翼型な有する2枚のブレードと、航空機の機
体中央部に回転への回転軸を装着する部分とを有し、前
記ブレードが前記回転翼回転軸を装着する部分から延び
、その延びる方向が前記回転軸のほぼ半径方向反対方向
である航空機用主回転翼において、前記回転翼回転軸を
装着する部分は前記ブレードを回転自在に結合し、前記
ブレードは回転軸を有し、このブレードの回転軸は前記
航空機の機体の上方で前記回転翼の回転軸を横断し。 概ね前記ブレードの縦通軸の方向に延びて前記各ブレー
ドの散型の1点に結合支持され、前記点は前記数州の空
力中心よシ前方に離間した位置にあり、前記回転翼が回
転と前進運動とを同時に行なう時に前記各ブレードに復
元力としてのトルクが生じ、前記各ブレードの迎角が前
記ブレードの前進運動に対する位置に応じて変化する時
に、前記トルクが前記ブレードを互いに平衡させること
を特徴とする航空機用主回転翼。 2)前記ブレードにばね装置が取υイ」けられ、このば
ね装置は前記ブレードの回転開始時に前記ブレードを、
その迎角の平衡する位置まで押し、緩衝装置が前記ばね
装置と協衝して振動を吸収することを特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載の航空機用主回転翼。 3)前記ブレードが休止位置にある時に、このブレード
の回転時又は飛行時と同様に各ブレードの迎角を変化さ
せ得る装置を有することを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の航空機用主回転翼。 ψ)^11記ブレードの姿勢を制御する装置を有し。 この装置によ−て前記ブレードの回転時にも水平方向に
移動する力を生ずることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の航空機用主回転翼。 j)前記回転翼を回転させる駆動装置と、この駆動装置
に前記回転翼を着脱自在に係合させる装置とを有し、こ
の装置によ−て前記回転翼が前記駆動装置と係合しない
時に風車のように空転することを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の航空機用主回転翼。 6)前記回転翼回転軸の装着部は前記ブレードの連接装
置を有し、この連接装置に前記各ブレードの半径方向内
側の端部が上下旋回自在に取り付けられ、それによ−て
前記回転翼の縦通回転軸を含む放射状の面上での各ブレ
ードの角度がこのブレードに飛行中に作用する揚力及び
遠心力の影しシを受けないことを特徴とする特許請求の
範囲Eα1項に記載の航空機用主回転翼。 7)前Pi8各ブレードtま入子式装置をイテし、この
入子式装置が前記回転翼をその半径方向に自動的に伸縮
させ、それにより前記航空機の駐機場の所要面積を小さ
くし得ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の航空機用主回転翼。 g)回転式ハブを有し、このハブに主回転r′(の少な
くともl対のブレードの半径方向内側の端部が装着され
、前記l対のブレードが前記ハブからほぼ放射状に直径
方向反対側に延び、前記各ブレードの断面がIZMを形
成し、この翼型が空力中心を有し、前記各ハブが前記各
ブレードをこの各ブレードの縦通軸線を中心として回転
させる装置を有し、前記回転翼は上方に延びる回転中心
軸を有し、この回転中心軸が前記ブレードの長手方向の
軸に概ね直角をなす航空機用主回転界にお〜・て、前記
直径方向に対向する!対のブレードの2枚のブレードの
間に結合装置が設けられ、この結合装置が前記ブレード
を前記ブレードの縦通軸線を中心として回転し得るよう
に結合し、前記各ブレードの縦通111bの中心が前記
ブレードの典型の空力中心より前方にあり、その作用に
より、前記主回転翼の回転及び前記航空機の水平飛行が
行なわれる時に、前記対をなす2枚のブレードに加わる
空力的力が前記/対のブレードに回転による調整を行わ
せ。 前記各ブレードの表面を流れる空気流の速度の相違に基
因する前記2枚のブレードの空力的外力の差を少1.C
くとも減少させるように前記2枚のグレードの迎角が変
ることを特徴とする航空機用主回転界。
[Scope of Claims] l) Two blades having an aerodynamic airfoil shape and a part for attaching a rotational axis to the center of the aircraft body, the blades attaching to the rotary blade rotational axis. In a main rotor wing for an aircraft, the part to which the rotor blade rotation shaft is mounted rotatably couples the blades, and the blades are rotatably connected to each other, and the blades are rotatably coupled to each other. an axis of rotation of the blade, the axis of rotation of the blade transverse to the axis of rotation of the rotor above the fuselage of the aircraft; extending generally in the direction of the longitudinal axis of the blades and being coupled and supported at a point on the dispersion of each of the blades, said point being spaced apart forwardly of the aerodynamic center of said blades, said point being spaced apart forward of said rotor's aerodynamic center; A torque is generated as a restoring force in each of the blades when the forward movement and forward movement are performed simultaneously, and when the angle of attack of each blade changes depending on the position of the blade with respect to the forward movement, the torque balances the blades with each other. An aircraft main rotor blade characterized by: 2) A spring device is attached to the blade, and this spring device causes the blade to move when the blade starts rotating.
The main rotor blade for an aircraft according to claim 1, wherein the main rotor blade for an aircraft is pushed to a position where its angle of attack is balanced, and a shock absorber cooperates with the spring device to absorb vibrations. 3) The aircraft according to claim 1, further comprising a device capable of changing the angle of attack of each blade when the blade is in the rest position in the same manner as when the blade is rotating or in flight. main rotor blade. ψ)^11 It has a device that controls the attitude of the blade. 2. The main rotor wing for an aircraft according to claim 1, wherein this device generates a force that moves the blade in the horizontal direction even when the blade rotates. j) A drive device for rotating the rotor blade, and a device for removably engaging the rotor blade with the drive device, and when the rotor blade is not engaged with the drive device by the device, The main rotor blade for an aircraft according to claim 1, characterized in that it idles like a windmill. 6) The mounting portion of the rotor blade rotation shaft has a connecting device for the blades, and the radially inner end of each blade is attached to the connecting device so as to be able to rotate up and down, so that the rotor blade can be rotated vertically. Claim Eα1, characterized in that the angle of each blade on a radial plane including the longitudinal axis of rotation is not affected by lift and centrifugal forces acting on the blade during flight. Aircraft main rotor. 7) inserting a telescoping device on each of the front Pi8 blades, which telescoping device can automatically extend and retract the rotor blade in its radial direction, thereby reducing the apron area requirement of the aircraft; An aircraft main rotor according to claim 1, characterized in that: g) having a rotatable hub on which are mounted the radially inner ends of at least l pairs of blades of the main rotation r', said l pairs of blades being substantially radially diametrically opposite from said hub; , the cross-section of each blade forming an IZM, the airfoil having an aerodynamic center, and each hub having a means for rotating each blade about its longitudinal axis; The rotor blade has an upwardly extending center axis of rotation, and the center axis of rotation is generally perpendicular to the longitudinal axis of the blade. A coupling device is provided between the two blades of the blades, the coupling device coupling the blades for rotation about the longitudinal axis of the blades, the center of the longitudinal 111b of each blade being connected to the longitudinal axis of the blade. forward of the typical aerodynamic center of the blades, the action of which is to exert an aerodynamic force on the pair of blades during rotation of the main rotor and horizontal flight of the aircraft. The blades are adjusted by rotation.The difference in aerodynamic external force between the two blades due to the difference in the speed of the airflow flowing over the surface of each blade is reduced.1.C
A main rotating field for an aircraft, characterized in that the angle of attack of the two grades changes so as to at least reduce the angle of attack.
JP59201416A 1983-09-26 1984-09-26 Main rotor for aircraft Pending JPS6092999A (en)

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GB (1) GB2148816A (en)
IT (1) IT1176699B (en)
NL (1) NL8402922A (en)

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IT8422599A0 (en) 1984-09-10
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