JPS62113697A - 飛行機翼後縁フラツプのリンク式作動機構 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、飛行機の主翼の高揚力装置として後縁に揺動
可能に設けられるファウラー型の後縁フラップのリンク
式作動機構に関し、特に後縁フラップの作動初期におい
てフラップ全体が略水平に後方へ移動すると共に作動機
構を覆うフェアリングの大形化を防止できる飛行機翼後
縁フラップのリンク式作動機構に関する。

従来の技術 従来のファウラー型後縁フラップのリンク式作動機構は
、第８図に示すように、主翼Ｗの後桁１にフラップ駆動
部支持金具２が取り付けられ、後縁フラップ３の下面に
はフラップ支持金具４がリジッドに取り付けられて前方
に突出されており、上記フラップ駆動部支持金具２にフ
ラップ作動のリンク機構の一要素である第一リンク５の
一端５ａを回動自在に軸着すると共に、その他端５ｂは
上記フラップ支持金具４の前端部４パに回動自在に軸結
合していた。ここで、上記フラップ駆動部支持金具２に
は、駆動源としてのロータリアクチュエータ６が取り付
けられ、そのドライブアーム７及びドライブリンク８を
介して、或いは他の駆動方法によって上記第一リンク５
に駆動力を伝達するようになっている。そして、上記ロ
ータリアクチュエータ６を駆動することにより、第一リ
ンク５を一端５ａを回転中心として矢印Ａ方向に回動さ
せ、その結果後縁フラップ３が後方に張り出すと共に矢
印Ｂ方向に下がるようになっていた。

このとき、第一リンク５の第８図における取付角度ψを
９０度に近ずけるほど主Ｓ（Ｗ下面への機構の突出が小
さくなり、これを空力的に整形して覆うフェアリング９
も小さくなる。なお、第８図では、説明に直接関係しな
い他のリンクは図示省略しである。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このようなリンク式作動機構においては、第一
リンク５が後縁フラップ３の下面にリジッドに取り付け
られたフラップ支持金具４に対してその前端部４′のみ
で一関節で結合されているので、上記第一リンク５が矢
印Ａ方向に円弧状に回動すると、その回動初期において
は上記フラップ支持金具４の前端部４′は下降運動をし
、その結果後縁フラップ３の全体は作動初期において下
降するものであった。例えば上記第一リンク５が角度ψ
だけ回転して翼弦線に直交する状態となりその他端が５
ｂ’　の位置に来たときが最大下降位置であり、後縁フ
ラップ３は破線で示す位置３′まで下降する。一般に、
飛行機は離着陸時に後縁フラップ３をその作動途中の適
当な位置に固定して使用する。ここで、ファウラー形式
の後縁フラップの場合、そのフラップが略水平に作動す
る間は空力抵抗の増加は少なく、揚力だけを増加するよ
うに作用する。そして、このファウラー形式のフラップ
を用いる機体では離陸時にこの特性を利用するが、上述
のように後縁フラップ３が作動の途中で下降するため、
揚力と同時に空力抵抗をも増加させるものであった。

このような後縁フラップ３の下降運動を小さくするため
には、第８図における第一リンク５の取付角度ψを小さ
くすればよい。すなわち、第９図に示すように、第一リ
ンク５の初期位置を翼弦線と直交する状態に近づけて直
立させればよい。しかし、この場合は、後縁フラップ３
の後方への張り出しを必要な量だけとるため、上記第一
リンク５のアーム長を長くしなければならなかった。従
って、第一リンク５が主翼Ｗの後縁下面に大きく突出し
、この第一リンク５を空力的に整形して覆うフェアリン
グ９が上記後縁下面に大きく突出するものであった。こ
のように、従来は、主翼Ｗ下面へのフェアリング９の突
出を小さくしようとすれば後縁フラップ３の作動途中で
の下降量が増大し、これを抑えようとすれば主翼Ｗ下面
へのフェアリング９の突出が大きくなるものであった。

ここで、後縁フラップ３の作動途中での下降は、機体の
離陸時の空力抵抗を増大させ、離陸性能の低下を招く。

また、フェアリング９の大形化は、機体の巡航時の空力
抵抗を増大させ、巡航性能を低下させる。従って、従来
の後縁フラップのリンク式作動機構では、機体の離陸性
能と巡航性能との間の妥協が求められるものであった。

そこで、本発明はこのような問題点を解決することを目
的とする。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決する本発明の手段は、飛行機の主翼
の後桁に取り付けたフラップ駆動部支持金具に一端部が
回動自在に軸着されると共に他端部は後縁フラップのフ
ラップ支持金具に連結されたりリンク機構を有し、この
リンク機構を駆動部で駆動することにより上記後縁フラ
ップをファウラー形式で作動させる飛行機翼後縁フラッ
プのリンク式作動機構において、上記リンク機構は、上
記後桁近傍の主翼下面に設けたリンク支持金具に一端が
軸着されたベースリンクと、このベースリンクの後端部
にて四辺形をなすように設けられ先端が上記フラップ支
持金具に連結された二本のフラップサポートリンクと、
上記駆動部からの駆動力によりフラップサポートリンク
の回転を制御する回転制御リンクと、上記駆動部からの
駆動力によりベースリンクの上下動を制御するベースリ
ンク制御リンクと、このベースリンク制御リンク及び回
転制御リンクに駆動部の駆動力を伝達すると共に両リン
クの作動を同期させる同期リンクとからなり、この同期
リンクを駆動部で駆動することによりベースリンクとフ
ラップサポートリンクが共同動作をして後縁フラップを
略水平に後方へ移動させると共に所定の作動形式に従っ
て揺動させるようにしたことによってなされる。

作用 本発明による飛行機翼後縁フラップのリンク式作動機構
は、フラップ作動のリンク機構のうちベースリンクとフ
ラップサポートリンクとを同期して共同動作させること
により、後縁フラップを略水平に後方へ移動させると共
に所定のファウラー形式の作動に従って揺動させるもの
である。

その作動の原理を、第１図及び第２図を参照して説明す
る。まず、第１図において、ベースリンク１ｏの後端部
には点Ｂ、Ｃの位置において四辺形をなすように二本の
フラップサポートリンク１１．１２が設けられており、
このフラップサポートリンク１１．１２の先端は点り、
Ｅにおいて後縁フラップ１３のフラップ支持金具（図示
省略）に連結されている。ここで、上記フラップサポー
トリンク１１．１２の長さはそれぞれ異なっており、第
二のフラップサポートリンク１２の方が短くされている
。このようなリンク機構におシ１で、ベースリンク１ｏ
を固定した状態で図示外の駆動部からの駆動力の伝達に
より二本のフラップサポートリンク１１．１２をそれぞ
れ点Ｂ、Ｃ回りに矢印方向に回転させると、その回転角
度Δθに応じて後縁フラップ１３の前縁はΔＳ　（＝Δ
ｘ）だけ後退する（０及びＳはそれぞれ最大値を示す）
。

このとき、第１図から明らかなように、後縁フラップ１
３は回転角度Δθに応じて上昇し１点りにおいてΔＹだ
け上昇することとなる（Ｙは上昇量の最大を示す）。そ
こで、この後縁フラップ１３の上昇運動を打ち消すため
、第１図におけるΔＹの増大、すなわちΔＸの増大に応
じて、第２図に示すように図示外の駆動部からの駆動力
の伝達により上記ベースリンク１０を矢印のように下方
に角度Δαだけ回転させる。すると、上記ΔＹの上昇量
と、上記ベースリンク１０の下方への回転による下降量
とが相殺され、第２図に破線で示すように後縁フラップ
１３は略水平に後方へ移動することとなる。本発明は、
このような作動原理に基づいて後縁フラップのリンク式
作動機構を提供するものである。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第３図は本発明に係る後縁フラップ１３の取付は状態を
示す平面図である。この後縁フラップ１３は、飛行機の
主ｙ＆Ｗの後桁に取り付けたフラップ駆動部支持金具１
４によって支えられて所定の角度まで揺動可能に設けら
れている。なお、第３図では、内側後縁フラップ１３と
外側後縁フラップ１３′が一枚ずつ図示されている。

上記主翼Ｗの後桁１には、第４図に示すように。

フラップ駆動部支持金具１４が固定されており、このフ
ラップ駆動部支持金具１４の前部にはロータリアクチュ
エータ１５が取り付けられている。

このロータリアクチュエータ１５は本発明のリンク式作
動機構の駆動源となるもので、その回転軸に固着された
ドライブアーム１６の先端には駆動力伝達のためのドラ
イブリンク１７が回動自在に軸結合されている。そして
、上記ロータリアクチュエータ１５と、ドライブアーム
１６と、ドライブリンク１７とで駆動部を形成している
。なお、駆動源は、ロータリアクチュエータ１５に限ら
ず、他の動力装置でもよい。上記主翼Ｗの翼断面の後縁
には、高揚力装置としての後縁フラップ１３が設けられ
ている。この後縁フラップ１３は、第４図においてはダ
ブルスロッテッド・フラップ型式のものを図示しており
、メインフラップ１３ａと、その後方にレール及びロー
ラ等により組み付けられたアフトフラップ１３ｂとから
なる。そして。

上記メインフラップ１３ａの下面には、フラップ支持金
具１８がリジッドに取り付けられている。

上記フラップ駆動部支持金具１４に取り付けられたロー
タリアクチュエータ１５の近傍から上記後縁フラップ１
３のフラップ支持金具１８のところに向けて、該後縁フ
ラップ１３を作動するためのリンク機構が設けられてい
る。このリンク機構は、駆動部のロータリアクチュエー
タ１５から駆動力を与えられて、上記後縁フラップ１３
を所定のファウラー形式の作動に従って後方へ張り出す
と共に所定の舵角をとるようにするもので、ベースリン
ク１０と、第−及び第二のフラップサポートリンク１１
．１２と１回転制御リンク１９と、ベースリンク制御リ
ンク２０と、同期リンク２１との六本のリンクを組み合
わせてなる。

上記ベースリンク１０は、その一端が点Ａで上記後桁１
の近傍の主翼Ｗ下面に設けたリンク支持金具２２に回動
自在に軸結合されており、略へ字形に上方へ屈曲して後
方に延び、上記後縁フラップ１３のフラップ支持金具１
８の下方まで至っている。上記ベースリンク１０の後端
部にて略へ字形に屈曲した点Ｂ及び点Ｃには、第−及び
第二のフラップサポートリンク１１．１２が回動自在に
軸結合されている。この第−及び第二のフラップサポー
トリンク１１．１２は、後縁フラップ１３を支えると共
に作動させるもので、上記点Ｂ及び点Ｃにおいて四辺形
をなすように設けられている。

そして、上記第一のフラップサポートリンク１１の先端
は１点りにおいてフラップ支持金具１８の前端部に連結
され、第二のフラップサポートリンク１２の先端は、点
Ｅにおいてフラップ支持金具１８の後端部に連結されて
いる。ここで、上記フラップサポートリンク１１．１２
の長さはそれぞれ異なっており、第二のフラップサポー
トリンク１２の方が適宜の比率で短くされている。これ
により、上記後縁フラップ１３は作動初期の段階では舵
角をとらず、作動の末期において所定の舵角をとること
ができる。上記第一のフラップサポートリンク１１の先
端にて点りには、回転制御リンク１９が回動自在に軸結
合されている。この回転制御リンク１９は、上記駆動部
からの駆動力によって第−及び第二のフラップサポート
リンク１１゜１２の回転を制御するものである。また、
上記ベースリンク１０の中間部にて点Ｆには、ベースリ
ンク制御リンク２ｏが回動自在に軸結合されている。こ
のベースリンク制御リンク２０は、上記駆動部からの駆
動力によってベースリンク１０の上下動を制御するもの
である。上記フラップ駆動部支持金具１４の後端部にて
点Ｇには、同期リンク２１の一端が回動自在に軸結合さ
れている。この同期リンク２１は、上記ベースリンク制
御リンク２０及び回転制御リンク１９に駆動部の駆動力
を伝達すると共に上記両リンク１９．２０の作動を同期
させるもので、その中間部の点Ｈにはベースリンク制御
リンク２０の一端が回動自在に軸結合されており、その
他端部の点工には回転制御リンク１９の一端が回動自在
に軸結合されている。ここで、上記ベースリンク制御リ
ンク２０と回転制御リンク１９とは、ベースリンク１０
の点Ｆと第一のフラップサポートリンク１１の点りの配
置関係から、途中で交差するように設けられている。

そして、上記同期リンク２１の中間部の点Ｈには、駆動
部のロータリアクチュエータ１５のドライブアーム１６
に点Ｊで軸結合されたドライブリンク１７が回動自在に
軸結合されている。これにより、上記同期リンク２１に
駆動部からの駆動力が伝達される。

なお、第４図において、後縁フラップ１３のアフトフラ
ップ１３ｂは、メインフラップ１３ａ側に取り付けられ
たローラ２３とアフトフラップ１３ｂ側に取り付けられ
たレール２４との嵌合およびメインフラップ１３ａ側に
取り付けられたレール２５とアフトフラップ１３ｂ側に
取り付けられたローラ２６との嵌合によって組み付けら
れている。そして、第一のフラップサポートリンク１１
の中間部に連結されたブツシュロッド２７と取付金具２
８に回動自在に軸着されたベルクランク２９とを介して
駆動力が伝達され、所定の作動形式に従って揺動するよ
うになっている。また、第４図において、符号３ｏは、
上記ベースリンク１０の下面側に設けられ上記リンク機
構を空力的に整形して覆うフェアリングである。

次に、このように構成された後縁フラップのリンク式作
動機構の動作について説明する。まず、第４図に示す後
縁フラップ１３を引込めた状態、すなわち巡航位置にお
いては、駆動部のロータリアクチュエータ１５は駆動せ
ず初期状態にある。

このときは、ドライブリンク１７は最も前進した位置に
あり、同期リンク２１も最も前進した位置にある。この
位置から、上記後縁フラップ１３を作動して、第５図に
示すようにある舵角をとるには、まず、ロータリアクチ
ュエータ１５を所定方向に駆動し、そのドライブアーム
１６及びドライブリンク１７を介して同期リンク２１に
駆動力を伝達し、該同期リンク２１を第５図に示すよう
に点Ｇを回転中心として矢印に方向へ回動する。すると
、この同期リンク２１に点■で軸結合された回転制御リ
ンク１９が上記矢印に方向の回動によって点りを中心と
して回動しながら押され、第一のフラップサポートリン
ク１１の点りの部分を後方へ押す。この押圧力はフラッ
プ支持金具１８を介して第二のフラップサポートリンク
１２へも伝達され、その点Ｅの部分を後方へ押す。この
結果、上記第一のフラップサポートリンク１１は点Ｂを
回転中心として矢印り方向へ上昇しながら回動し、同時
に第二のフラップサポートリンク１２は点Ｃを回転中心
として矢印Ｌ′方向へ上昇しながら回動する。このとき
、上記同期リンク２１の点Ｈに軸結合されたベースリン
ク制御リンク２０は、該同期リンク２１の矢印に方向の
回動に従って徐々′　に立ち上がる。ここで、第４図及
び第５図から明らかなように、同期リンク２１の点Ｇ、
Ｈ間の距離は一定であると共に、ベースリンク制御リン
ク２０の点Ｈ，Ｆ間の距離も一定であるので、上記同期
リンク２１が矢印に方向に回動すると共にベースリンク
制御リンク２０が立ち上がることにより、該ベースリン
ク制御リンク２ｏの点Ｆは下向きに移動することとなる
。そして、この点Ｆはベースリンク１ｏに軸結合されて
いるので、該ベースリンク１０は点Ａを回転中心として
矢印Ｍ方向に下向きに回動する。上記回転制御リンク１
９及びベースリンク制御リンク２０は、それぞれ同期リ
ンク２１上の点工及び点Ｈに軸結合されているので、上
記第−及び第二のフラップサポートリンク１１．１２の
矢印り、Ｌ’力方向回動とベースリンク１０の矢印Ｍ方
向の回動とは、同期して行われる。この結果、第−及び
第二のフラップサポートリンク１１．１２の回動による
後縁フラップ１３の上昇分は、ベースリンク１０の矢印
Ｍ方向の回動による下降分で相殺され、後縁フラップ１
３は略水平に後方へ移動し始める。そして、第５図に示
すように、同期リンク２１上の点Ｇ、Ｈ及びベースリン
ク制御リンク２０上の点Ｈ，Ｆが同一直線上にあるとき
がベースリンク１ｏの最下降位置となり、また、第−及
び第二のフラップサポートリンク１１．１２はほぼ直立
状態となる。

その後、さらにロータリアクチュエータ１５が所定方向
に駆動することにより、第６図に示すように、同期リン
ク２１は点Ｇを回転中心として矢印に方向へ引き続き回
動する。すると、この同期リンク２１によって回転制御
リンク１９が点りを中心として回動しながら押され、第
一のフラップサポートリンク１１の点りの部分を後方へ
押すと共に、この押圧力はフラップ支持金具１８を介し
て第二のフラップサポートリンク１２へも伝達されその
点Ｅの部分を後方へ押す。この結果、上記第一のフラッ
プサポートリンク１１は点Ｂを回転中心として矢印り方
向へ下降しながら回動し、同時に第二のフラップサポー
トリンク１２は点Ｃを回転中心として矢印Ｌ′方向へ下
降しながら回動する。このとき、上記同期リンク２１の
点Ｈに軸結合されたベースリンク制御リンク２０は、該
同期リンク２１の矢印に方向の回動に従って点Ｈによっ
て持ち上げられ、該ベースリンク制御リンク２０の点Ｆ
は上向きに移動する。そして、この点Ｆはベースリンク
１ｏに軸結合されているので、該ベースリンク１０は点
Ａを回転中心として矢印Ｎ方向に上向きに回動する。従
って、上記第−及び第二のフラップサポートリンク１１
．１２が矢印り、Ｌ’力方向下降しながら回動するのと
ベースリンク１０が矢印Ｎ方向へ上昇しながら回動する
のとは、同期リンク２１によって同期して行われる。こ
の結果、第−及び第二のフラップサポートリンク１１．
１２で支持された後縁フラップ１３は、略水平に後方へ
移動し続けると共に、上記第−及び第二のフラップサポ
ートリンク１１，１２の長さ比により所定の舵角をとっ
てゆく。そして、第６図に示すように、同期リンク２１
と回転制御リンク１９とが一直線状に延びたときに後縁
フラップ１３の後方への張り出しストロークが最大とな
ると共に、舵角も最大となる。これが着陸状態における
フラップ位置となる。

このようにして、ベースリンク１０と第−及び第二のフ
ラップサポートリンク１１．１２を主とする六本のリン
クの共同動作により、後縁フラップ１３は、第７図に示
すように、その作動初期において略水平に後方へ移動す
ると共に所定のファウラー形式の作動に従って後方へ張
り出され、かつ各位置において所定の舵角をとるように
制御される。

なお、第４図ないし第６図では、後縁フラップ１３とし
てアフトフラップ１３ｂを有するダブルスロッテッド・
フラップ型式のものを図示したが、本発明はこれに限ら
ず、アフトフラップ１３ｂが無い、或いはより多段の形
式のファウラーフラップに対しても同様に適用できる。

発明の効果 本発明は以上説明したように、後縁フラップ１３を作動
させるリンク機構を、ベースリンク１゜と、第−及び第
二のフラップサポートリンク１１゜１２と、回転制御リ
ンク１９と、ベースリンク制御リンク２０と、同期リン
ク２１とで構成したものであり、上記同期リンク２１を
駆動部で駆動することによりベースリンク１０と第−及
び第二のフラップサポートリンク１１．１２が共同動作
をして、後縁フラップ１３を略水平に後方へ移動させる
と共に所定のファウラー形式の作動に従って揺動させる
ことができる。すなわち、第８図に示す従来例の第一リ
ンク５に相当する同期リンク２１及び回転制御リンク１
９がフラップ支持金具１８に一関節で直接結合されず二
関節とされることにより、上記同期リンク２１の回動に
よる上昇または下降運動がフラップ全体の上昇または下
降運動に直接影響しないようにすることができ、同時に
上記回転制御リンク１９の作動による後縁フラップ１３
の上昇／下降をベースリンク制御リンク２０の作動によ
るベースリンク１０の下降／上昇で相殺することができ
る。従って、後縁フラップ１３の作動途中における空力
抵抗の増大を解消することができる。また、上記同期リ
ンク２１の取付角度をある程度大きくしてそのアーム長
を第９図に示す従来例に比し短くすることができるので
。

主翼Ｗの後縁下面への突出量を少なくすることができる
。従って、従来の後縁フラップのリンク式作動機構に対
して主翼Ｗ下面のフェアリング３０を大形化することな
く、即ち機体の巡航性能を犠牲にすることなく、離陸性
能を向上させることが可能となる。或いは、同型式のフ
ラップにおいて同程度の離陸性能を達成する場合、従来
のリンク式作動機構に対して巡航時に機体の主翼Ｗ下面
への突出量を小さくできるので、フェアリング３０も小
形化され、巡航性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による後縁フラップのリンク
式作動機構の作動原理を示す説明図、第３図は本発明に
係る後縁フラップの取付は状態を示す平面図、第４図は
本発明による後縁フラップのリンク式作動機構の実施例
を示す第３図のｒＶ−■線拡大断面図、第５図は中間位
置の舵角を示す動作説明図、第６図は着陸状態の舵角を
示す動作説明図、第７図は後縁フラップの動作の軌跡を
示す説明図、第８図及び第９図は従来の後縁フラップの
リンク式作動機構を示す説明図である。 Ｗ・・・主　翼 １・・・後　桁 １０・・・ベースリンク １１・・・第一のフラップサバ−１−リンク１２・・・
第二のフラップサポートリンク１３・・・後縁フラップ １４・・・フラップ駆動部支持金具 １５・・・ロータリアクチュエータ １６・・・ドライブアーム １７・・・ドライブリンク １８・・・フラップ支持金具 １９・・・回転制御リンク ２０・・・ベースリンク制御リンク ２１・・・同期リンク ２２・・・リンク支持金具 ３０・・・フェアリング 出願人　財団法人日本航空機開発協会 第１図 １υ 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 飛行機の主翼の後桁に取り付けたフラップ駆動部支持金
   具に一端部が回動自在に軸着されると共に他端部は後縁
   フラップのフラップ支持金具に連結されたりリンク機構
   を有し、このリンク機構を駆動部で駆動することにより
   上記後縁フラップをファウラー形式で作動させる飛行機
   翼後縁フラップのリンク式作動機構において、上記リン
   ク機構は、上記後桁近傍の主翼下面に設けたリンク支持
   金具に一端が軸着されたベースリンクと、このベースリ
   ンクの後端部にて四辺形をなすように設けられ先端が上
   記フラップ支持金具に連結された二本のフラップサポー
   トリンクと、上記駆動部からの駆動力によりフラップサ
   ポートリンクの回転を制御する回転制御リンクと、上記
   駆動部からの駆動力によりベースリンクの上下動を制御
   するベースリンク制御リンクと、このベースリンク制御
   リンク及び回転制御リンクに駆動部の駆動力を伝達する
   と共に両リンクの作動を同期させる同期リンクとからな
   り、この同期リンクを駆動部で駆動することによりベー
   スリンクとフラップサポートリンクが共同動作をして後
   縁フラップを略水平に後方へ移動させると共に所定の作
   動形式に従って揺動させるようにしたことを特徴とする
   飛行機翼後縁フラップのリンク式作動機構。