JP2010530333A

JP2010530333A - 小翼

Info

Publication number: JP2010530333A
Application number: JP2010512773A
Authority: JP
Inventors: ガランフィリップ
Original assignee: エアバス・ユ―ケ―・リミテッド
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2010-09-09
Also published as: WO2008155566A1; CN101687543A; CA2691233A1; US8366056B2; EP2173616A1; US20100155541A1; BRPI0812531A2; GB0711942D0; RU2010101160A

Abstract

翼の遠位端に接続される付け根、上方へ曲げられた部分、先端、及び、上方へ曲げられた部分と先端との間の移行部を具える小翼であって、かかる小翼の外側のカント角度が翼の基準面に対して減少する小翼である。一実施形態において、小翼の少なくとも一部が連続的に屈曲しており、かかる小翼の翼幅の曲率に変化が生じる位置が変曲点となる。また、その他の実施形態において、上方に曲げられた部分は平面状である。更に、かかる小翼は、飛行時に先端渦を発生させる。移行部における外側のカント角度の減少により、先端渦は小翼の外側に移動する。

Description

この発明は、小翼に関するものである。

航空機の翼幅を増やすことは、誘導抗力（すなわちリフトの製造のために生じる抗力）を減らす周知の方法である。しかしながら、民間航空機の翼幅は、現行において、単一の通路航空機の翼幅を３６ｍに制限するというＩＣＡＡ（International Civil Aviation Authority）の規則によって拘束されている。

翼幅（ｙ）方向にて限界に達した場合には、翼の遠位端に取り付けた小翼という形で、垂直（ｚ）要素を追加し、翼の曲線幅を増大させることができる。

従来技術の小翼１を図１に示す。かかる小翼は、翼２の遠位端から上方に延在する。また、小翼は平面状であり、小翼の基準面３は、一定のカント角度にある。更に、「カント角度」は一般に、小翼と基準面とで形成される角度として定義される場合（例えば、特許文献１）や、小翼と基準面とで形成される角度と定義される場合があることには留意されたい。本明細書内では、後段の定義、すなわち、小翼を翼幅方向（ｙ）に垂直視したときに、カント角度を小翼と基準面とで形成される角度とする定義を使用している。また、「内側のカント角度」を、小翼の内側（インボード側）のカント角度と定義し、「外側のカント角度」を小翼の外側（アウトボード側）のカント角度と定義している。このように、小翼１は、外側のカント角度φと内側のカント角度θを有するものである。

小翼１は、飛行時に先端渦５を発生させる。先端渦５は、小翼の上面の領域６と相互作用する。かかる相互作用は、翼の性能を低下させるものである。

その他の従来技術の小翼は、特許文献１に記載されている。この場合、小翼は楕円曲線であることから、その外側のカント角度は、小翼の先端に向かって徐々に増大するものとなる。

特許文献２には、螺旋状の先端を有する小翼が記載されている。螺旋状の先端装置は、翼に接続されており、螺旋の端部は翼の先端に取り付けられている。このことから、翼の先端の外側のカント角度は連続的に増大するものとなる。

米国特許第６４８４９６８号明細書米国特許第５１０２０６８号明細書

この発明は、翼の遠位端に接続される付け根、上方へ曲げられた部分、先端、並びに、該上方へ曲げられた部分及び先端間の移行部を具える小翼であって、翼の基準面に対する小翼の外側のカント角度が減少することを特徴とする小翼を提供するものである。

一実施形態において、小翼の少なくとも一部が連続的に屈曲しており、小翼の翼幅の曲率に変化が起こる位置にて変曲点を有する。このとき、小翼の外側のカント角度が、移行部にて連続的に減少することが好ましい。その他の実施形態では、上方に曲げられた部分は平面状であり、実質的には一定のカント角度を有する。

一般的に、小翼の先端における外側のカント角度は、小翼の外側のカント角度の平均値よりも小さい。このとき、小翼の外側のカント角度は、先端にて２０°未満であることが好ましく、更には、０°又はそれ以下であることが好ましい。

また、小翼の翼幅の曲率が移行部において最大値となることが好ましい。これにより、外側のカント角度が急激に減少することとなる。

更に、小翼は、小翼の翼幅方向に対し垂直視したときに、移行部と先端との間に遠位部分を有し、該遠位部分は、上方に曲げられた部分に対し、９０°（±１５°）の角度となることが好ましい。このように、角度を９０°とすると、小翼の上方へ曲げられた部分から離間する外側方向への先端渦の移動が最大となる。

一実施形態において、小翼は、連続して屈曲した前縁、及び、連続して屈曲した後縁を有する。その他の実施形態では、小翼の前縁及び後縁は、屈曲した移行部により分離した一対の直線部分を有する。

また、小翼は、翼から後方に延びてなることが好ましい。

なお、この発明の実施形態を以下の図面を参照しつつ説明する。

小翼の翼幅方向に垂直視した、従来技術の小翼の正面図である。小翼の翼幅方向に垂直視した、この発明に従う第一の実施形態の小翼の正面図である。図２に示す小翼の展開平面図である。図２に示す小翼のその他の展開平面図である。図２に示す小翼の斜視図である。図２に示す小翼の斜視図である。図２に示す小翼の斜視図である。小翼の翼幅方向に垂直視した、この発明に従う第二の実施形態の小翼の正面図である。小翼の翼幅方向に垂直視した、この発明に従う第三の実施形態の小翼の正面図である。

図２には、この発明に従う第一の実施形態の小翼を示す。小翼は、翼の遠位端１３に接続される付け根１１、先端１４、上方へ曲げられた部分１２、及び、上方へ曲げられた部分１２と先端１４との間の移行部１５を具えるものである。小翼の外側のカント角度（すなわち、翼の基準面１６に相対する小翼の外側角度）は、移行部１５にて減少する。

また、小翼１０は、翼１３の上面１９に連続している上面１８、及び、翼１３の下面２１に連続している下面２０を有する。

かかる小翼１０は、連続的に屈曲している。外側のカント角度は、外側のカント角度が最大値となり、小翼の翼幅の曲率に変化が起こる変曲点１７に至るまで上方に曲がった部分１２にて増大する。次いで、外側カント角度は、変曲点１７と先端部１４との間の移行部１５にて連続的に減少する。移行部１５は、比較的小さな翼幅の曲率を有する部分２３、及び、先端１４近傍であり、小翼の翼幅の曲率が最大値となる部分２４を含むものである。部分２４と先端１４との間の部分２５は、比較的小さな曲率を有し、外側のカント角度が０°に近い（或いは、僅かに負の角度となっている）ものである。

小翼１０は、飛行時に先端渦２２を発生させる。かかる先端渦２２は、部分２４における外側のカント角度の顕著な変化により、小翼から外側に移動する。なお、部分２５と部分２３との間の角度を凡そ９０°（±１５°）とすると、小翼の上方へ曲げられた部分１２、２３から離間する外側方向への先端渦の移動が最大となることには留意されたい。

図３の平面図に示すように、翼は後方に延びており、直線状の前縁２６、及び、直線状の後縁２７を具える。小翼は翼に対し後方に延びており、連続的に屈曲した前縁２８、及び、連続的に屈曲した後縁２９を具える。それら前縁２８及び後縁２９の屈曲は、小翼に平滑な翼幅の荷重分布を提供するものである。

小翼１０のＳ字形状は、所定の翼幅の制限に対し、後縁の長さを更に長くすることを可能とする。また、所定の翼幅の制限範囲において、小翼のＳ字形状は、ｙｚ平面に突出した曲線長さを大きくし、そのことにより、所定の制約範囲内にて誘導抗力を小さくすることを提供するものである。

また、図３に示すように、小翼１０は、展開平面図において、非常に先細である。展開平面図は、Ｓ字形状を平面状にした際の上方からの小翼を示す図であることには留意されたい。先細の形状により、小翼の内側の圧力の中心が移動し、そのことにより、曲げモーメントへの衝撃が制限されることとなる。先細の範囲は、０．１３〜０．３５であることが好ましい。また、非常に先細の小翼は、掃引基準に対応させることに役立ち、また、小翼の面積を減少させることから、所定の曲線の展開された翼幅に対するプロファイル抗力への衝撃が低減することとなる。

掃引を非常に大きな程度とすることには、２つの理由がある。第一の理由は、小翼上及び翼との接合部における造波抗力を回避することにある。第二の理由は、翼の曲げモーメントを僅かに減少させることにある。前縁にて平均化された掃引線に対しては、ｙ軸から測定した角度が６５°を超えないようにしなければならない。推奨される掃引インターバルは、３０°〜６５°である。

抗力の減少には、小翼を高くすることが推奨されるが、構造的な理由から、重量を大きくしすぎてもいけない。これらの要件に対する適切な妥協点は、小翼のｘｚ平面に突出する高さを、小翼のｙｚ平面に突出する垂直長さの１．２５〜１０．０％の範囲内とすることにより得られる。

小翼の最大厚さに対する翼幅に沿って移動する局所的な翼弦の比率は、８.０〜１２．５％の範囲にあることが好ましく、理想的には、抗力のペナルティを低減することを確実とするために、かかる範囲の下限値に近い方が好ましい。

図４は、その他の展開平面形状の小翼のプロファイルを示すものである。このとき、小翼は、屈曲した移行部３１により分割された一対の直線部分３０、３２を有する前縁、及び、屈曲した移行部３４により分割された一対の直線部分３３、３５を有する前縁、を具える。

図８には、この発明に従う第二の実施形態の小翼４０を示す。かかる小翼４０は、翼４２の遠位端に接続した付け根４１、先端４４及び翼の基準面４７に対し非常に低い外側のカント角度φ_２を有する遠位部分４３、翼の基準面４７に対し非常に高い外側のカント角度φ_１を有する上方に曲げられた近位部分４５、並びに、近位部分４５と遠位部分４４との間にあり、小翼の外側のカント角度が減少する尖った移行部４６を具える。

連続的に屈曲した小翼１０とは対照的に、部分４３、４４は平面状である。移行部４６は、鋭い角となっているが、実際には僅かに屈曲するものである。かかる小翼４０は、飛行時に、先端渦を発生させる。かかる先端渦は、移行部４６におけるカント角度の急激な変化によって、小翼の近位部分４５から外側に移動する。

図９には、この発明に従う第３の実施形態の小翼５０を示す。かかる小翼５０は、翼５２の遠位端に接続した付け根５１、先端５４及び翼の基準面５７に対し非常に低い外側のカント角度φ_４を有する遠位部分５３、翼の基準面５７に対し非常に高い外側のカント角度φ_３を有する上方に曲げられた近位部分５５、並びに、近位部分５５と遠位部分５４との間にあり、小翼の外側のカント角度が急激に減少する移行部５６を具える。図９に示す実施形態の場合には、近位部分５５の外側のカント角度φ_３が９０°以上であることには留意されたい。

１種以上の好適な実施形態を参照してこの発明を説明してきたが、添付の特許請求の範囲にて規定される範囲を逸脱しない限りは、多様な変化又は修正を加えることが可能であることには留意されたい。

Claims

翼の遠位端に接続される付け根、上方へ曲げられた部分、先端、及び、該上方へ曲げられた部分と先端との間の移行部を具える小翼であって、
翼の基準面に対する小翼の外側のカント角度が減少することを特徴とする小翼。
前記小翼の少なくとも一部が連続的に屈曲しており、該小翼の翼幅の曲率に変化が起こる位置である変曲点を有する、請求項１に記載の小翼。
前記小翼の外側のカント角度は、移行部にて連続的に減少する、請求項２に記載の小翼。
前記小翼は、該小翼の翼幅方向に対し垂直視したときに、前記移行部と先端との間に遠位部分を有し、該遠位部分は、上方に曲げられた部分とともに、９０°（±１５°）の角度をなす、請求項１〜３のいずれか一項に記載の小翼。
前記外側のカント角度は、前記移行部にて９０°（±１５°）減少する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の小翼。
前記小翼の外側のカント角度は、前記先端にて２０°以下である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の小翼。
前記先端における小翼の外側のカント角度は、外側のカント角度の平均角度よりも小さい、請求項１〜６のいずれか一項に記載の小翼。
前記小翼の翼幅の曲率は、前記移行部にて最大となる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の小翼。
前記小翼は、連続して屈曲した前縁及び連続して屈曲した後縁を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の小翼。
前記小翼は、前記翼から後方に掃引してなる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の小翼。