JP4344821B2 - 可変デルタ翼航空機及びその機体姿勢制御方法 - Google Patents
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Description
離陸時には、外翼5を内翼4の延長上に位置させて一体化した状態(取付角度0度)に設定する。この場合、機体2を浮揚させるための揚力を内翼4と外翼5が発生し、外翼5は内翼4と一体となって揚力を発生する。その際、揚力の中心は平均翼弦長の25%付近に存在する。
飛行機前方から両者を比較すると従来のデルタ翼10では空気を受ける面が三角形であるのに対し、本発明の可変デルタ翼3では菱形に近くなっている。これにより、従来のデルタ翼10では翼厚みの薄い後縁近くで翼スパン方向の揚力荷重を支えなければならず、撓み変形を生じ、構造重量増を招いていた。これに対し本発明の可変デルタ翼3では揚力は機体に固定された内翼部が主に受け持っており撓みを少なくすることができる。
左右の外翼5を個別に制御してヒンジを中心にその取付角度を変化させることで、外翼の発生する揚力を制御することができ、それにより機体の左右方向、機軸回り、縦方向の各安定性をとることができる。
該線図において、aは本実施形態の可変デルタ翼の全機軸方向揚力分布をし、bは従来のデルタ翼の全機軸方向揚力分布を示し、cは機体の揚力分布を示す概念図である。該図に示すように、従来のデルタ翼の場合は、揚力分布が前後非対称となっており、揚力中心が後方に移動しているため、前後方向の釣り合いが崩れている。これに対し、本実施形態の可変デルタ翼の場合は、機軸の前後方向にほぼ対称となっており、揚力中心の移動、空気抵抗の問題点を解決できる。特に、超音速飛行時、航空機が受ける空気抵抗を低減するためには、エリアルールの考えに従い、全機の断面積と揚力の分布を滑らかにする必要があるが、本実施形態の可変デルタ翼は、その条件に合致している。これに対して、細長胴体と従来のデルタ型主翼の組み合わせでは、図4において線図bに示すように、主翼部分の揚力が後縁で急激に減少する分布となってしまう。
図のブロック線図において、11は中央演算装置としてのコントローラであり、該コントローラに干渉係数テーブルを随時更新できる記憶装置12が連結され、左右の外翼5の揺動駆動装置であるアクチュエータ13に制御信号を出力し、それにより左右の外翼5の取付角度が変化し、その結果随時変化する航空機14のピッチ角、ロール角及びヨー角をそれぞれの姿勢センサー15で検出し、それをコントローラ11にフィードバックする構成となっている。
2 機体
3 デルタ翼
4 内翼
5 外翼
6 取付軸線
7 マッハ線
10 中央演算装置
12 記憶装置
13 アクチュエータ
14 航空機
15 姿勢制御センサー
Claims (4)
- 三角の平面形を基本とし、内翼と外翼からなる主翼としてのデルタ翼であって、該外翼が機軸に対し左右対称の機尾から前方へのマッハ線を取付軸線として前記内翼に対して該取付軸線の回りに回転可能に設けられていることを特徴とする可変デルタ翼航空機。
- 前記左右の主翼外翼の取付角度を個別に可変することができることを特徴とする請求項1に記載の可変デルタ翼航空機。
- 前記主翼内翼内に燃料タンクを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の可変デルタ翼航空機。
- 主翼としてのデルタ翼を内翼と外翼で構成し、該外翼を機軸に対し左右対称の機尾から前方へのマッハ線を取付軸線として前記内翼に対して該取付軸線の回りに回転可能に設け、離陸時には前記外翼の取付角度を0度とし、高亜音速もしくは超音速飛行時には左右の前記外翼を上方に折り曲げた状態にして空気抵抗を防ぎ、且つ機体姿勢の変化に対して、左右の前記外翼の取付角度を個別に制御することにより機体姿勢を制御することを特徴とする可変デルタ翼航空機の機体姿勢制御方法。
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