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特表2016-506335航空機安定化システム及びそれにより航空機を修正する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2016-506335(P2016-506335A)
(43)【公表日】2016年3月3日
(54)【発明の名称】航空機安定化システム及びそれにより航空機を修正する方法
(51)【国際特許分類】
B64C 27/04 20060101AFI20160205BHJP
B64C 23/00 20060101ALI20160205BHJP
【ＦＩ】
B64C27/04
B64C23/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2015-549585(P2015-549585)
(86)(22)【出願日】2013年12月17日
(85)【翻訳文提出日】2015年8月12日
(86)【国際出願番号】US2013075783
(87)【国際公開番号】WO2014123627
(87)【国際公開日】20140814
(31)【優先権主張番号】61/738,663
(32)【優先日】2012年12月18日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】13/871,710
(32)【優先日】2013年4月26日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】515166587
【氏名又は名称】ビーエルアール エアロスペース リミテッド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100092093
【弁理士】
【氏名又は名称】辻居 幸一
(74)【代理人】
【識別番号】100082005
【弁理士】
【氏名又は名称】熊倉 禎男
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100086771
【弁理士】
【氏名又は名称】西島 孝喜
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100109335
【弁理士】
【氏名又は名称】上杉 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100120525
【弁理士】
【氏名又は名称】近藤 直樹
(72)【発明者】
【氏名】デスロシュ ロバート ジェイ
(57)【要約】
ヘリコプタを修正する方法は、ヘリコプタのテールブームを設け、及びテールブームの少なくとも第１の側でテールブームの表面プロフィールを修正して、ヘリコプタの運転中にその修正されたテールブームの第１の側に流れる空気の流れの付着性を改善することを含む。テールブームの第１の側は、ヘリコプタの主ローターブレードが回転中に接近するところのテールブームの第２の側からテールブームの反対側に位置される。【選択図】 図２Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヘリコプタを修正する方法において、
ヘリコプタのテールブームを設け；及び
テールブームの少なくとも第１の側でテールブームの表面プロフィールを修正して、ヘリコプタの運転中にその修正されたテールブームの第１の側に流れる空気の流れの付着性を改善する；
ことを含み、テールブームの第１の側は、テールブームの第２の側とは反対のテールブームの側に位置され、ヘリコプタの主ローターブレードは、回転中にテールブームの前記第２の側に接近する、ようにした方法。
ヘリコプタのテールブームを設け；及び
テールブームの少なくとも第１の側でテールブームの表面プロフィールを修正して、ヘリコプタの運転中にその修正されたテールブームの第１の側に流れる空気の流れの付着性を改善する；
ことを含み、テールブームの第１の側は、テールブームの第２の側とは反対のテールブームの側に位置され、ヘリコプタの主ローターブレードは、回転中にテールブームの前記第２の側に接近する、ようにした方法。
【請求項2】
前記テールブームの第１及び第２の側は、前記テールブームの表面プロフィールを修正する前に前記テールブームの垂直平面に対して実質的に対称的な表面プロフィールを有し、そして前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、修正されたテールブームの第１及び第２の側が前記テールブームの垂直平面に対して非対称的な表面プロフィールを有するように表面プロフィールを変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記表面プロフィールを変更することは、前記テールブームの第１の側で肩部のサイズを減少することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記表面プロフィールを変更することは、前記テールブームの第１の側で肩部を排除することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項5】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、前記テールブームのテールローラー駆動シャフトカバーを置き換えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、前記テールブームの第１の側に構造エレメントを追加することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、前記テールブームの第１の側において前記テールブームの断面積を増加して、修正されたテールブームが、修正されたテールブームの垂直平面に対して非対称的な断面エリアを含むようにすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、修正されたテールブームの垂直頂点から、修正されたテールブームの第１の側における修正されたテールブームの水平頂点へと延びる単一の連続曲線を含むようにテールブームの表面プロフィールを再整形することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームのテールローター駆動シャフトカバーを置き換えることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームの第１の側に構造エレメントを追加することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項11】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームの第２の側において表面プロフィールを修正して、ヘリコプタの運転中にテールブームの第２の側における固定分離点で流れ分離を促進させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項12】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームの第２の側において少なくとも１つのストレーキを結合して、ヘリコプタの運転中にテールブームの第２の側における固定分離点で流れ分離を促進させることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記テールブームの表面プロフィールを修正することは、修正されたテールブームの垂直頂点から、修正されたテールブームの第２の側において実質的に垂直に延びる棚へと単一の連続曲線で延びる第２部分を含むように、テールブームの表面プロフィールを再整形することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項14】
前記単一の連続的な曲線と棚との間の移行点においてテールブームの第２の側へ第１のストレーキを結合することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
前記第１のストレーキの垂直に下の位置においてテールブームの第２の側に第２のストレーキを結合することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記移行点は、修正されたテールブームの垂直中心の上に位置される、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
ヘリコプタのテールブームを修正する方法であって、テールブームは、テールブームの垂直平面の両側で各々垂直に延びる接近ブーム側及び出口ブーム側を含み、ヘリコプタは、主ローターの複数の回転の各々においてテールブームの出口ブーム側の上を通過する前にテールブームの接近ブーム側の上を通過するように構成された主ローターを備えたものである方法において、
ヘリコプタのテールブームを設けることを含み、前記テールブームの接近ブーム側及び出口ブーム側は、テールブームの垂直平面に対して実質的に対称的な表面プロフィールを有し、及び
修正されたテールブームの出口表面プロフィールが修正されたテールブームの接近表面プロフィールに対称的とならないように少なくともテールブームの出口表面プロフィールを修正することを含む、方法。
ヘリコプタのテールブームを設けることを含み、前記テールブームの接近ブーム側及び出口ブーム側は、テールブームの垂直平面に対して実質的に対称的な表面プロフィールを有し、及び
修正されたテールブームの出口表面プロフィールが修正されたテールブームの接近表面プロフィールに対称的とならないように少なくともテールブームの出口表面プロフィールを修正することを含む、方法。
【請求項18】
前記テールブームを修正することは、
テールブームに設置された第１のローター駆動シャフトカバーを除去することを含み、その第１のローター駆動シャフトカバーは、第１のプロフィールを含み、及び
第２のローター駆動シャフトカバーをテールブームに結合することも含み、その第２のローター駆動シャフトは、前記第１のプロフィールより高い空気力学性の第２のプロフィールを含む、請求項１７に記載の方法。
テールブームに設置された第１のローター駆動シャフトカバーを除去することを含み、その第１のローター駆動シャフトカバーは、第１のプロフィールを含み、及び
第２のローター駆動シャフトカバーをテールブームに結合することも含み、その第２のローター駆動シャフトは、前記第１のプロフィールより高い空気力学性の第２のプロフィールを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記テールブームを修正することは、少なくともテールブームの出口ブーム側でテールブームに構造部材を追加することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記テールブームの接近側に少なくとも１つのストレーキを設けることを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項21】
ヘリコプタのテールブームを修正する方法において、
第１のローター駆動シャフトカバーをテールブームから除去することを含み、該第１のローター駆動シャフトカバーは、テールブームに設置されるときにテールブームの垂直平面に対して実質的に対称的である第１の外面を含み、及び
前記テールブームに第２のローター駆動シャフトカバーを設置することも含み、該第２の駆動シャフトカバーは、テールブームに設置されるときにテールブームの垂直平面に対して非対称的である第２の外面を含む、ようにされた方法。
第１のローター駆動シャフトカバーをテールブームから除去することを含み、該第１のローター駆動シャフトカバーは、テールブームに設置されるときにテールブームの垂直平面に対して実質的に対称的である第１の外面を含み、及び
前記テールブームに第２のローター駆動シャフトカバーを設置することも含み、該第２の駆動シャフトカバーは、テールブームに設置されるときにテールブームの垂直平面に対して非対称的である第２の外面を含む、ようにされた方法。
【請求項22】
前記第２の外面は、修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターの回転からの下向き通風を受けたときにテールブームの第１の側での流れの付着性を促進する形状にされ、そして前記テールブームの第１の側は、主ローターが回転中にテールブームに接近するところのテールブームの第２の側とは反対である、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記第２の外面は、修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターの回転からの下向き通風を受けたときに修正されたテールブームの第２の側の固定の分離点において流れの分離を促進する形状とされる、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記第２のローター駆動シャフトカバーは、修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターの回転からの下向き通風を受けたときに修正されたテールブームの第２の側の固定の分離点において流れの分離を促進する位置及び形状とされた少なくとも１つのストレーキを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターの回転からの下向き通風を受けたときにテールブームの第２の側の固定の分離点において流れの分離を促進する位置でテールブームの第２の側に少なくとも１つのストレーキを結合することを更に含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項26】
前記第２の外面は、第２のローター駆動シャフトカバーの垂直頂点からテールブームの第１の側の水平頂点への単一の連続曲線で延びる第１の部分を含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項27】
前記第２の外面は、第２のローター駆動シャフトカバーの垂直頂点から、修正されたテールブームの第２の側において実質的に垂直に延びる棚へと単一の連続曲線で延びる第２の部分を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項28】
前記第２の外面上の単一の連続曲線と棚との間の移行点においてテールブームの第２の側に第１のストレーキを結合することを更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記第１のストレーキの垂直に下の位置で修正されたテールブームの第２の側に第２のストレーキを結合することを更に含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
前記移行点は、修正されたテールブームの垂直の中心の上に位置される、請求項２９に記載の方法。
【請求項31】
前記第１の外面は、前記垂直の平面に対して対称的な肩部を含み、そして前記第２の外面は、前記垂直の平面に対して非対称的な肩部を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項32】
前記第１の外面は、前記垂直の平面に対して対称的な肩部を含み、そして前記第２の外面は、修正されたテールブームの少なくとも１つの側に肩部を含まない、請求項２１に記載の方法。
【請求項33】
前記第２の外面は、ヘリコプタの主ローターブレードが回転中に接近するところのテールブームの第２の側とは反対のテールブームの第１の側に肩部を含まない、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
前記第２の外面は、主ローターからの下向き通風を受けるときに修正されたテールブームの第１の側に低い空気圧を促進する翼形状を含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項35】
ヘリコプタのテールブームを修正する方法において、
テールブームの胴体の外面に空気流修正エレメントを結合して、テールブームの少なくとも第１の側でテールブームの外部プロフィールを修正し、それにより、その修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターからの下向き通風を受けたときにその修正されたテールブームの第１の側で連続的な流れパターンを促進することを含み、前記テールブームの第１の側は、主ローターが回転中にテールブームに接近するところのテールブームの第２の側とは反対であるようにした、方法。
テールブームの胴体の外面に空気流修正エレメントを結合して、テールブームの少なくとも第１の側でテールブームの外部プロフィールを修正し、それにより、その修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターからの下向き通風を受けたときにその修正されたテールブームの第１の側で連続的な流れパターンを促進することを含み、前記テールブームの第１の側は、主ローターが回転中にテールブームに接近するところのテールブームの第２の側とは反対であるようにした、方法。
【請求項36】
前記修正された外部プロフィールは、修正されたテールブームの垂直頂点から、修正されたテールブームの第１の側における水平頂点へと単一の連続曲線で延びる第１部分を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項37】
前記テールブームの胴体の外面に空気流修正エレメントを結合することで、修正されたテールブームの垂直頂点から、修正されたテールブームの第２の側で実質的に垂直に延びる棚までの単一の連続的な曲線を修正されたテールブームが含むように、テールブームの第２の側でテールブームの外部プロフィールを修正する、請求項３５に記載の方法。
【請求項38】
前記第２の外面上の単一の連続曲線と棚との間の移行点においてテールブームの第２の側に第１のストレーキを結合することを更に含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項39】
前記第１のストレーキの垂直に下の位置で修正されたテールブームの第２の側に第２のストレーキを結合することを更に含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項40】
前記移行点は、修正されたテールブームの垂直の中心の上に位置される、請求項３８に記載の方法。
【請求項41】
ヘリコプタのテールブームを修正するためのキットにおいて、
ヘリコプタのテールブームに設置されたときテールローター駆動シャフトカバーの垂直頂点を通過する垂直平面に対して非対称的である空気力学的テールローター駆動シャフトカバーを備え、そのテールローター駆動シャフトカバーは、主ローターが回転中に接近するテールブームの側とは反対のテールブームの側にキャンバー状の連続表面を与える形状とされ、更に、
前記テールローター駆動シャフトカバーをテールブームに結合する手段、
を備えたキット。
ヘリコプタのテールブームに設置されたときテールローター駆動シャフトカバーの垂直頂点を通過する垂直平面に対して非対称的である空気力学的テールローター駆動シャフトカバーを備え、そのテールローター駆動シャフトカバーは、主ローターが回転中に接近するテールブームの側とは反対のテールブームの側にキャンバー状の連続表面を与える形状とされ、更に、
前記テールローター駆動シャフトカバーをテールブームに結合する手段、
を備えたキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に、安定化システム、及び安定化システムで航空機を修正する方法に関するもので、より詳細には、ヘリコプタの航空力学的特性を変更する安定化システムでヘリコプタのテールブームを修正することに関する。
【背景技術】
【0002】
慣習的なシングルローターヘリコプタは、揚力を与える主揚力ローター（主ローター）と、主ローターの反発トルクに対抗しそしてヨー整列を調整するのに使用される横方向の力を与えるテールローターとを有している。主ローターがヘリコプタのテールブーム上を通過するときに、主ローターは、ヘリコプタのテールブームの周りに流れる洗流を発生する。テールブームの接近側にストレーキを含ませて、回転する主ローターからの洗流の流れを変更し、主ローターの回転によって発生する反発トルクに少なくとも一部分対抗する補償力を発生することが知られている。テールブームの「接近側」とは、主ローターのブレードが回転中に接近するテールブームの側である。
【0003】
例えば、米国特許第４，７０８，３０５号は、主ローターのトルクをコントロールして従来の逆トルク手段（テールローターのような）のパワー及びサイズ要件を緩和するためのシステムについて述べている。胴体の周りに流れる主ローターを攪乱することによりトルク対抗力が発生される。特に、テールブームの接近側の特定位置に配置されたストレーキにより導体表面から下方流が分離される。
【0004】
米国特許第８，２１０，４６８号は、テールブームの接近側に設置されたストレーキと、修正垂直安定器とを備えたヘリコプタの安定化システムについて述べている。この安定化システムのコンポーネントは、ヘリコプタの取り扱いを改善し（高い横風寛容度）、疲労（例えば、テールブーム疲労、胴体疲労、等）を減少し、上昇性能を改善し、巡航性能を改善し、コントロール安全余裕を増加し、それらを組み合わせて行い、等々のために協働する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
以上に述べた各システムにおいて、空気の流れの分離を促進するためにテールブームの接近側にストレーキが設置される。しかしながら、以上に述べたシステムの中で、接近側とは反対のテールブームの側で変更を行って、回転する主揚力ローターからの洗流の流れ特性を更に改善するものは皆無である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
ヘリコプタのテールブームのプロフィールを変更して、テールブームの反対側をより高い空気力学性とし、テールブームの反対側での流れの付着性を促進することで、ヘリコプタの安定性を改善できることが認識されている。ここに開示する少なくとも幾つかの実施形態は、ヘリコプタのテールブームを設け、そしてテールブームの少なくとも第１の側でテールブームの表面プロフィールを修正して、ヘリコプタの運転中にその修正されたテールブームの第１の側に流れる空気の流れ付着性を改善することを含む、ヘリコプタの修正方法に関する。テールブームの第１の側は、テールブームの第２の側とは反対のテールブームの側に位置される。ヘリコプタの主ローターブレードは、回転中にテールブームの第２の側に接近する。
【0007】
テールブームの第１及び第２の側は、テールブームの表面プロフィールを修正する前にテールブームの垂直平面に対して実質的に対称的な表面プロフィールを有し、そしてテールブームの表面プロフィールを修正することは、修正されたテールブームの第１及び第２の側がテールブームの垂直平面に対して非対称的な表面プロフィールを有するよう表面プロフィールを変更することを含む。表面プロフィールを変更することは、テールブームの第１の側で肩部のサイズを減少することを含む。他の実施形態では、表面プロフィールを変更することは、テールブームの第１の側で肩部を排除することを含む。
【0008】
テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームのテールローラー駆動シャフトカバーを置き換えることを含む。他の実施形態では、テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームの第１の側に構造エレメントを追加することを含む。テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームの第１の側においてテールブームの断面積を増加して、修正されたテールブームが、修正されたテールブームの垂直平面に対して非対称的な断面エリアを含むようにすることを含む。他の観点では、テールブームの表面プロフィールを修正することは、修正されたテールブームの垂直頂点から、修正されたテールブームの第１の側における水平頂点へと延びる単一の連続曲線を含むようにテールブームの表面プロフィールを再整形することを含む。テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームのテールローター駆動シャフトカバーを置き換えることを含む。他の実施形態では、テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームの第１の側に構造エレメントを追加することを含む。
【0009】
テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームの第２の側において表面プロフィールを修正して、ヘリコプタの運転中にテールブームの第２の側における固定分離点で流れ分離を促進することを含む。テールブームの表面プロフィールを修正することは、テールブームの第２の側において少なくとも１つのストレーキを結合し、ヘリコプタの運転中にテールブームの第２の側における固定分離点で流れ分離を促進することを含む。テールブームの表面プロフィールを修正することは、修正されたテールブームの垂直頂点から、修正されたテールブームの第２の側において実質的に垂直に延びる棚へと単一の連続曲線で延びる第２部分を含むように、テールブームの表面プロフィールを再整形することを含む。この方法は、更に、単一の連続的な曲線と棚との間の移行点においてテールブームの第２の側へ第１のストレーキを結合することを含む。この方法は、更に、第１のストレーキの垂直に下の位置においてテールブームの第２の側に第２のストレーキを結合することを含む。移行点は、修正されたテールブームの垂直中心の上に位置される。
【0010】
ある実施形態では、ヘリコプタのテールブームを修正する方法が提供される。テールブームは、テールブームの垂直平面の両側で各々垂直に延びる接近ブーム側及び出口ブーム側を含む。ヘリコプタは、主ローターの複数の回転の各々においてテールブームの出口ブーム側の上を通過する前にテールブームの接近ブーム側の上を通過するように構成された主ローターを備えている。この方法は、ヘリコプタのテールブームを設けることを含む。テールブームの接近ブーム側及び出口ブーム側は、テールブームの垂直平面に対して実質的に対称的な表面プロフィールを有する。この方法は、更に、修正されたテールブームの出口表面プロフィールが修正されたテールブームの接近表面プロフィールに対称的とならないように少なくともテールブームの出口表面プロフィールを修正することを含む。
【0011】
テールブームを修正することは、テールブームに設置された第１のローター駆動シャフトカバーを除去することを含み、その第１のローター駆動シャフトカバーは、第１のプロフィールを含み、そして第２のローター駆動シャフトカバーをテールブームに結合することも含み、その第２のローター駆動シャフトは、第１のプロフィールより高い空気力学性の第２のプロフィールを含む。テールブームを修正することは、少なくともテールブームの出口ブーム側でテールブームに構造部材を追加することを含む。
【0012】
別の態様において、テールブームを修正する方法は、テールブームの接近側に少なくとも１つのストレーキを設けることを含む。
【0013】
ヘリコプタのテールブームを修正する方法は、第１のローター駆動シャフトカバーをテールブームから除去することを含み、第１のローター駆動シャフトカバーは、テールブームに設置されるときにテールブームの垂直平面に対して実質的に対称的である第１の外面を含み、そしてテールブームに第２のローター駆動シャフトカバーを設置することも含み、第２の駆動シャフトカバーは、テールブームに設置されるときにテールブームの垂直平面に対して非対称的である第２の外面を含むものとして要約される。
【0014】
第２の外面は、修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターの回転からの下向き通風を受けたときにテールブームの第１の側での流れの付着性を促進する形状にされる。テールブームの第１の側は、主ローターが回転中にテールブームに接近するところのテールブームの第２の側とは反対である。第２の外面は、修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターの回転からの下向き通風を受けたときに修正されたテールブームの第２の側の固定の分離点において流れの分離を促進する形状とされる。第２のローター駆動シャフトカバーは、修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターの回転からの下向き通風を受けたときに修正されたテールブームの第２の側の固定の分離点において流れの分離を促進する位置及び形状とされた少なくとも１つのストレーキを含む。この方法は、更に、修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターの回転からの下向き通風を受けたときにテールブームの第２の側の固定の分離点において流れの分離を促進する位置でテールブームの第２の側に少なくとも１つのストレーキを結合することも含む。
【0015】
第２の外面は、第２のローター駆動シャフトカバーの垂直頂点からテールブームの第１の側の水平頂点への単一の連続曲線で延びる第１の部分を含む。第２の外面は、第２のローター駆動シャフトカバーの垂直頂点から、修正されたテールブームの第２の側において実質的に垂直に延びる棚へと単一の連続曲線で延びる第２の部分を含む。この方法は、更に、第２の外面上の単一の連続曲線と棚との間の移行点においてテールブームの第２の側に第１のストレーキを結合することも含む。この方法は、更に、第１のストレーキの垂直に下の位置で修正されたテールブームの第２の側に第２のストレーキを結合することも含む。移行点は、修正されたテールブームの垂直の中心の上に位置される。
【0016】
第１の外面は、垂直の平面に対して対称的な肩部を含み、そして第２の外面は、垂直の平面に対して非対称的な肩部を含む。別の観点において、第１の外面は、垂直の平面に対して対称的な肩部を含み、そして第２の外面は、修正されたテールブームの少なくとも１つの側に肩部を含まない。第２の外面は、ヘリコプタの主ローターブレードが回転中に接近するところのテールブームの第２の側とは反対のテールブームの第１の側に肩部を含まなくてよい。第２の外面は、主ローターからの下向き通風を受けるときに修正されたテールブームの第１の側に低い空気圧を促進する翼形状を含む。
【0017】
ある実施形態では、ヘリコプタのテールブームを修正する方法は、テールブームの胴体の外面に空気流修正エレメントを結合して、テールブームの少なくとも第１の側でテールブームの外部プロフィールを修正し、それにより、修正されたテールブームがヘリコプタの主ローターからの下向き通風を受けたときに修正されたテールブームの第１の側で連続流パターンを促進することを含む。テールブームの第１の側は、主ローターが回転中にテールブームに接近するところのテールブームの第２の側とは反対である。
【0018】
修正された外部プロフィールは、修正されたテールブームの垂直頂点から、修正されたテールブームの第１の側における水平頂点へと単一の連続曲線で延びる第１部分を含む。テールブームの胴体の外面に空気流修正エレメントを結合することで、修正されたテールブームの垂直頂点から、修正されたテールブームの第２の側で実質的に垂直に延びる棚までの単一の連続的な曲線を修正されたテールブームが含むように、テールブームの第２の側でテールブームの外部プロフィールを修正することができる。この方法は、更に、第２の外面上の単一の連続曲線と棚との間の移行点においてテールブームの第２の側に第１のストレーキを結合することも含む。又、この方法は、第１のストレーキの垂直に下の位置で修正されたテールブームの第２の側に第２のストレーキを結合することも含む。移行点は、修正されたテールブームの垂直の中心の上に位置される。
【0019】
添付図面において、同じ参照番号は、同様のエレメント又は行動を識別する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】修正前のヘリコプタの側面図である。
【図3】一実施形態によりテールブームを修正するための方法のフローチャートである。
【図4A】修正の前に、テールから前方を見た、テールブームの断面図である。
【図5】修正前の別のヘリコプタの側面図である。
【図6A】修正の前に、テールから前方を見た、テールブームの断面図である。
【図7】修正前の別のヘリコプタの側面図である。
【図10】一実施形態による修正されたテールブームの断面図である。
【図11】別の実施形態による修正されたテールブームの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下の説明において、本発明の種々の実施形態を完全に理解するために幾つかの特定の細部について述べる。しかしながら、当業者であれば、これらの細部がなくても本発明を実施できることが理解されよう。テールブーム修正システムは、ヘリコプタのテール区分の環境に関して開示される。というのは、それらは、この環境において特に有用だからである。しかしながら、これらの修正は、空気力学性が重要な事柄である他の形式の航空機に合体することができる。「後部」「前部」「後方」「前方」「反時計方向」「時計方向」「上方」及び「下方」、並びにその変化である用語は、ここに開示する実施形態を記述するのに使用されると共に、非限定の規範的アプリケーションの説明と一貫して使用される。しかしながら、ここに示す実施形態は、種々の望ましい位置に置かれ又は向けられてもよいことが明らかであろう。
【0022】
特に指示のない限り、以下の説明及び特許請求の範囲を通して、ワード“comprise（備える）”及びその変形“comprises”及び“comprising”は、オープンの包括的な意味と解釈され、即ち「含むが、限定されない」と解釈される。
【0023】
本明細書を通して「１つの実施形態」又は「一実施形態」を指すときは、その実施形態に関連して述べる特定の特徴、構造又は特性が少なくとも１つの実施形態に包含されることを意味する。従って、本明細書を通して種々の場所に「１つの実施形態」又は「一実施形態」という句が現れたときは、必ずしも全てが同じ実施形態を指していない。更に、特定の特徴、構造又は特性は、１つ以上の実施形態において適当な仕方で組み合わされてもよい。
【0024】
本明細書及び特許請求の範囲に使用される単数形態“a”“an”及び“the”は、特に明確な指示がない限り複数も包含する。又、“or(又は)”という語は、一般的に広い意味で使用され、即ち特に明確な指示がない限り“and/or(及び/又は)”を意味することにも注意されたい。
【0025】
又、要約書は、便宜的なものに過ぎず、実施形態の範囲又は意味を解釈するものではない。
【0026】
図１は、キャビン胴体区分１０４と、キャビン胴体区分１０４に接続され且つそこから外方に延びるテール区分１０８とを備えたヘリコプタ１００を示す。テール区分１０８の自由端１１０には垂直安定器１１８がしっかり結合される。垂直安定器１１８には、テールローター１１６が回転可能に結合される。主ローター１１２は、揚力を与える。
【0027】
図２Ａは、ヘリコプタ１００のテール１１８から前方を見た、図１のヘリコプタ１００のテールブーム１５０の断面図である。テールブーム１５０は、テールローター１１６の駆動シャフトをカバーするテールローター駆動シャフトカバー１５５を備えている。テールブーム１５０は、テールローター駆動シャフトカバー１５５の各側に個別の肩部１５２ａ及び１５２ｂを含む。表示を容易にするために図２Ａから多数の構造エレメントが除外されている。例えば、テールローター駆動シャフトは、図２Ａには示されていない。
【0028】
図２Ａは、主ローター１１２からの下向き通風によるヘリコプタ１００のテールブーム１５０の周りの空気流を示す。この例では、主ローター１１２は、反時計方向に回転し、テールブーム１５０の上に約７−１０°の迎え角で下向き通風を送出する。テールブーム１５０のプロフィールの形状と下向き通風の迎え角とが相まって、回転中に主ローターが接近するテールブームの側（テールブームの「接近側」）に低圧ゾーンをそしてテールブームの反対側に高圧ゾーンを生成する。図２Ａに示すように、この圧力差で、主ローター１１２の各ブレードの通過と共にテールローターの推力に対抗する揚力のサージを発生する。
【0029】
上述したように、テールブームの接近側にストレーキを含ませて、回転する主ローターからの下向き通風の流れを変更し、補償力を発生することが知られている。例えば、図２Ｂに示すように、流れの分離を促進するためにテールブームの接近側にストレーキ１４０及び１４２が設置される。ストレーキ１４０及び１４２で流れ分離点を固定することにより、比較的圧力の高い流れ停止領域が生成され、これは、例えば、離陸及びホバリング運転中のテールブーム１５０の安定性を改善することができる。
【0030】
ヘリコプタのテールブームのプロフィールを変更して、テールブームの反対側（接近側とは反対の側）をより高い空気力学性とし、テールブームの反対側での流れの付着性を促進することで多数の利益が得られることが更に認識される。例えば、テールブームの反対側のプロフィールを変更することで、他の利益の中でも、（ｉ）不利な形状のテールブームプロフィールから生じる下向きの力のペナルティを除去し；（ii）主ローターの回転により生じる反発トルクに少なくとも部分的に反作用を与えることにより馬力の節約を生じ；及び（iii）「テールローター作用ロス」（反時計方向に回転する主ローターを備えたヘリコプタの）又は「アンコマンデッド左ヨー」（時計方向に回転する主ローターを備えたヘリコプタの）として知られたものの減少を促進することにより方向性コントロールを改善することができる。
【0031】
１つの実施形態において、テールブームのプロフィールは、テールブームの接近側では流れを低速化しそしてテールブームの反対側では空気流を加速するように変更される。テールブームから既存のテールローター駆動シャフトカバーを取り外し、そしてより高い空気力学性のプロフィールを有するテールローター駆動シャフトカバーに置き換えることにより、変更を行うことができる。又、テールブームに構造物を追加することにより、変更を行うこともできる。それにより得られるテールブームは、（例えば、キャンバー状の連続表面を有する）翼に似せたプロフィールを有する。変更は、テールブームの接近側へのストレーキの追加を含んでも、含まなくてもよい。以下に述べる例は、個別のテールローター駆動シャフトカバーを含むテールブームの修正に関するものであるが、本発明の原理は、テールローター駆動シャフトがテールブームの胴体内に完全に収容されるテールブームの修正にも適用することができる。そのような場合、修正は、例えば、少なくともテールブームの反対側に少なくとも１つの構造エレメントを追加して、テールブームの空気力学プロフィールを改善することを含む。
【0032】
図２Ｂに示すように、テールブーム１５０の反対側の空気流は、テールローター駆動シャフトカバー１５５に隣接した肩部１５２ｂにおいて鋭くターンする。この鋭いターンは、テールブーム１５０の反対側を通過する流れの速度を不利に低速化するだけではなく、揚力発生の主ローター１１２に反作用する下方力も生じさせる。
【0033】
図３は、一実施形態によりテールブームを修正するための方法のフローチャートである。図４Ａ−４Ｄは、図３に示す修正を受けるテールブームの断面図である。３００において、ローターシャフトカバーを含むテールブームが設けられる。例えば、ローターシャフトカバー１５５を含むテールブーム１５０が設けられる。３１０において、テールローター駆動シャフトカバーがテールブームから取り外される。３２０において、空気力学的テールローター駆動シャフトカバーがテールブームに結合される。例えば、図４Ｃは、修正されたテールブーム１５０’となるようテールブームに結合された空気力学的テールローター駆動シャフトカバー１０５５を示している。ローターシャフトカバー１５５の以前の位置の輪郭が破線で示されている。図４Ｃに見られるように、空気力学的テールローター駆動シャフトカバー１０５５は、テールブームの反対側に肩部１５２ｂがない。３３０において、テールブームの接近側に１つ以上のストレーキが結合される。例えば、図４Ｄは、修正されたテールブーム１５０’の接近側に結合されたストレーキ１４０及び１４２を示している。
【0034】
従って、テールブーム１５０は、テールブームの垂直平面の各側に対称的な肩部１５２ａ及び１５２ｂを有することから、テールブームの反対側の肩部１５２ｂを除去するように修正される。又、テールブーム１５０は、テールブームの垂直平面に関して実質的に対称的なプロフィールを有するが、修正されたテールブーム１５０’は、非対称的なプロフィールを有する。修正されたテールブーム１５０’のプロフィールは、空気力学的駆動シャフトカバー１０５５の垂直頂点から、修正されたテールブーム１５０’の反対側の水平頂点への連続面を含む。その結果、修正されたテールブーム１５０’の反対側のプロフィールは、主ローターの洗流からの流れを付着し易くする。
【0035】
テールブームの接近側のストレーキは、固定の分離点において流れを分離し易くする。この実施形態は、修正に続いてテールブームに結合される１つ以上のストレーキを示すが、ストレーキは、修正の前に取り付けることもできる。更に、空気力学的駆動シャフトカバーは、ストレーキとして機能する構造体を含んでもよい。他の例では、テールブームの接近側に追加されるストレーキがない。更に、接近側の流れ分離は、ストレーキ、テールブームの形状変更、又はそれらの組み合わせによって達成できる。
【0036】
図２Ａのテールブーム１５０とは異なり、図４Ｄの修正されたテールブーム１５０’は、テールブームの接近側に高圧ゾーンを有すると共に、テールブームの反対側に低圧ゾーンを有する。この改善された圧力分布は、主ローターの回転により発生される反発トルクに少なくとも部分的に反作用することにより馬力の節約を生じる。又、これは、テールローター作用ロスを減少することにより方向性コントロールも改善する。
【0037】
図５は、キャビン胴体区分２０４と、キャビン胴体区分２０４に接続され且つそこから外方に延びるテール区分２０８とを備えたヘリコプタ２００を示す。テール区分２０８の自由端２１０には垂直安定器２１８がしっかり結合される。垂直安定器２１８には、テールローター２１６が回転可能に結合される。主ローター２１２は、揚力を与える。
【0038】
図６Ａ−６Ｄは、別の実施形態による修正を受けるテールブームの断面図である。図６Ａは、ローター駆動シャフト２５６をカバーするテールローター駆動シャフトカバー２５５を備えたテールブーム２５０を示す。テールローターシャフトカバー２５５は、カバー２５５の垂直頂点を通る垂直平面に対して実質的に対称的であるプロフィールを有する。図６Ｂは、テールローター駆動シャフトカバー２５５を取り外したテールブーム２５０を示す。図６Ｃは、修正されたテールブーム２５０’を生じるようにテールブームに結合された空気力学的テールローター駆動シャフトカバー２０５５を示す。カバー２５５とは異なり、カバー２０５５は、カバー２０５５の垂直頂点を通る垂直平面に関して非対称的である。カバー２０５５は、点２０５５ｃにヒンジを含み、点２０５５ａ及び２０５５ｂにおいてテールブーム２５０に結合される。図６Ｄは、修正されたテールブーム７５０’の接近側に結合されるストレーキ２０４ｂ及び２０４ｃを示す。又、テールブーム２５０’の接近側には、ストレーキ２０４ａが任意に結合されてもよい。
【0039】
図６Ｃ及び６Ｄに見られるように、空気力学的なテールローター駆動シャフトカバー２０５５は、カバー２０５５の垂直頂点と、修正されたテールブーム１５０’の反対側の水平頂点との間に連続的な曲線を定義する。カバー２０５５は、テールブーム２５０’の接近側に棚を画成する。それにより得られる非対称的なプロフィールは、反対側では流れを付着し易くしそして接近側では流れを分離し易くする。この例では、ストレーキ２０４４は、接近側の棚の垂直面と連続曲線との間で移行点２０５５ｃに位置される。ストレーキ２０４４は、接近側における固定の流れ分離点を生じさせる。
【0040】
図６Ｄの修正されたテールブーム２５０’は、図６Ａのテールブーム２５０より有利な圧力分布を発生する。例えば、修正されたテールブーム２５０’の反対側の連続曲線と、修正されたテールブーム２５０’の接近側の棚及びストレーキは、テールローター力と同じ方向に揚力を生成する。
【0041】
図７は、キャビン胴体区分３０４と、キャビン胴体区分３０４に接続され且つそこから外方に延びるテール区分３０８とを備えたヘリコプタ３００を示す。テール区分３０８の自由端３１０には垂直安定器３１８がしっかり結合される。垂直安定器３１８には、テールローター３１６が回転可能に結合される。主ローター３１２は、揚力を与える。
【0042】
図８Ａ及び８Ｂは、テールブーム３５０の接近側にストレーキを追加することによって達成できる有利な流れ分布を示す。図９は、修正前のテールブーム３５０の断面図であり、そして図１０及び１１は、本発明によるテールブームの２つの異なる修正を示す。図１０において、テールブーム３５５は、テールブーム３５０の反対側の肩部３５２ｂを除去する空気力学的テールブームカバー３０５５に置き換えられる。又、図１０の修正されたテールブーム３５０’は、テールブームの接近側にストレーキ３４４及び３４２を含む。
【0043】
図１１の修正されたテールブーム３５０”は、肩部３５２ａ及び３５２ｂの両方を除去する空気力学的な駆動シャフトカバー３０６５を備えている。カバー３０６５の接近側は、固定位置で流れを分離するためのストレーキとして働く構造物３０４６を含む。又、修正されたテールブーム３５０”の接近側には、ストレーキ３４２も固定される。
【0044】
前記例と同様に、修正されたテールブーム３５０’及び３５０”は、修正前のテールブームの対称的プロフィールより効果的な流れパターンをテールブームの周りに与える。
【0045】
ここに開示するテールブームの修正は、広範囲のヘリコプタに合体することができる。ここに使用する「ヘリコプタ」という語は、エンジンにより供給されるパワーを使用して垂直軸の周りで翼又はブレードを回転することにより持ち上げられて空中で水平に維持されるロータークラフト航空機、回転翼航空機、又は他の空気より重い航空機を含むが、それに限定されない。例えば、Ｂｅｌｌ ＵＨ−１、Ｂｅｌｌ ＨｕｅｙII、ＳｉｋｏｒｓｋｙＵＨ−６０、及びＥｕｒｏｃｏｐｔｅｒ ＨＨ−６５Ａ Ｄｏｌｐｈｉｎヘリコプタを含むヘリコプタは、ここに開示するテールブームシステムで改造するのに良く適したものである。上述した種々の実施形態を組み合わせて、更に別の実施形態を形成することができる。
【0046】
本書において参照され及び／又は出願データシートにリストされた米国特許、米国特許出願公告、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、及び非特許公告は、全て、参考としてここにそのまま援用される。ここに記載する実施形態、特徴、システム、装置、材料、方法、及び技術は、米国プロビジョナル特許出願第６０／９３０，２３３号、そして米国特許第４，７０８，３０５号、第６，８６９，０４５号、及び第７，０６３，２８９号に記述された実施形態、特徴（例えば、ストレーキ）、システム、装置、材料、方法、及び技術の１つ以上と同様である。更に、ここに記述する実施形態、特徴、システム、装置、材料、方法、及び技術は、幾つかの実施形態において、前記米国プロビジョナル特許出願第６０／９３０，２３３号、そして米国特許第４，７０８，３０５号、第６，８６９，０４５号、第７，０６３，２８９号、及び第８，２１０，４６８号に開示された実施形態、特徴、システム、装置、材料、方法、及び技術の１つ以上に関連して適用され又は使用されてもよい。前記米国プロビジョナル特許出願第６０／９３０，２３３号、そして米国特許第４，７０８，３０５号、第６，８６９，０４５号、第７，０６３，２８９号、及び第８，２１０，４６８号は、参考としてここに合体される。これら実施形態の態様は、種々の特許、特許出願及び公告の概念を使用して、更に別の実施形態を構成するように、必要に応じて、変更することができる。
【0047】
以上の詳細な説明に鑑み、前記実施形態に対してそれら及び他の変更をなすことができる。一般的に、特許請求の範囲に使用される用語は、明細書及び請求の範囲に開示された特定の実施形態に請求の範囲を限定するものと解釈されてはならず、請求の範囲により権利が与えられる全ての等効物と共に全ての考えられる実施形態を包含すると解釈されねばならない。従って、特許請求の範囲は、本開示によって限定されるものではない。
【符号の説明】
【0048】
１００：ヘリコプタ１０４：キャビン本体区分
１０８：テール区分
１１０：自由端
１１２：主ローター
１１６：テールローター
１１８：垂直安定器
１４０、１４２：ストレーキ
１５０：テールブーム
１５０’：修正されたテールブーム
１５２ａ、１５２ｂ：肩部
１５５：テールローター駆動シャフトカバー
２００：ヘリコプタ
２０４：キャビン本体区分
２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ：ストレーキ
２０８：テール区分
２１０：自由端
２１６：テールローター
２１８：垂直安定器
２５０：テールブーム
２５０’：修正されたテールブーム
２５５：テールローター駆動シャフトカバー
２５６：ローター駆動シャフト
７５０’：修正されたテールブーム
１０５５、２０５５：空気力学的テールローター駆動シャフトカバー
【図1】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2A】
【図2B】
【図8A】
【図8B】
【国際調査報告】