JP6376667B2 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Description

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
修正前のヘリコプタの側面図である。 図1のヘリコプタのテールブームの断面図で、主ローターからの下向き通風によるヘリコプタのテールブームの周りの空気流を示す。 テールブームにストレーキを含むように修正された図1のヘリコプタのテールブームの断面図で、主ローターからの下向き通風によるヘリコプタのテールブームの周りの空気流を示す。 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。 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。 駆動シャフトカバーを取り外した図4Aのテールブームの断面図である。 より空気力学性の高い駆動シャフトカバーを設置した図4Bのテールブームの断面図である。 テールブームにストレーキを設置した図4Cのテールブームの断面図である。 修正前の別のヘリコプタの側面図である。 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。 駆動シャフトカバーを取り外した図6Aのテールブームの断面図である。 より空気力学性の高い駆動シャフトカバーを設置した図6Bのテールブームの断面図である。 テールブームにストレーキを設置した図6Cのテールブームの断面図である。 修正前の別のヘリコプタの側面図である。 図7のヘリコプタのテールブームの断面図で、主ローターからの下向き通風によるヘリコプタのテールブームの周りに流れる空気の空気速度を示す。 テールブームにストレーキを含むように修正された図7のヘリコプタのテールブームの断面図で、主ローターからの下向き通風によるヘリコプタのテールブームの周りに流れる空気の空気速度を示す。 修正の前に、テールから前方を見た、図7のヘリコプタのテールブームの断面図である。 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。 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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

Claims (15)

  1. ヘリコプタを修正する方法において、前記方法は、
    ヘリコプタのテールブームを設けること;及び
    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、
    前記テールブームの第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ており、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、ようになっており、
    さらに、
    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部分を含むようにして、ヘリコプタの運転中に修正されたテールブームの第2の側において固定分離点で流れ分離を促進させることを含む、方法。
  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。
  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。
  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。
  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1に記載の方法。
  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。
  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。
  8. さらに、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、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することを含む、請求項1に記載の方法。
  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。
  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。
  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、テールの表面プロフィールを再整形することを含む、請求項に記載の方法。
  12. 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、請求項に記載の方法。
  13. 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12に記載の方法。
  14. 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13に記載の方法。
  15. 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空気力学的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であって、該空気力学的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、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キャンバー状の連続表面を与える形状とされる第1の部分を有しており、前記空気力学的テール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の垂直頂点から、主ローターが回転中に接近する前記テールブームの側にほぼ垂直に延びる棚へと単一の連続曲線で延びる第2部分を有する、空気力学的テールローター駆動シャフトカバーと、
    前記空気力学的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と、
    及び、主ローターが回転中に接近する前記テールブームの第2の側における固定分離点に配置可能な、ヘリコプタの運転中に流れ分離を促進させる、少なくとも1つのストレーキと、を備えたキット。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3023827B1 (fr) * 2014-07-16 2017-12-29 Airbus Helicopters Poutre de queue de giravion, et giravion
CN104859864A (zh) * 2015-04-03 2015-08-26 南京航空航天大学 一种直升机旋翼流场显示介质发生、存储及输运装置
WO2017027112A2 (en) 2015-07-02 2017-02-16 Blr Aerospace, L.L.C. Helicopter with anti-torque system, related kit and methods
CN110654569B (zh) * 2019-09-29 2022-01-07 中国直升机设计研究所 一种直升机尾段疲劳试验载荷模拟简化方法
CN115783323B (zh) * 2022-12-08 2023-10-20 常州大学怀德学院 一种遥感成像的航拍无人机

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1893064A (en) 1931-04-03 1933-01-03 Zap Dev Company Aircraft
US2338935A (en) 1937-08-16 1944-01-11 Hafner Raoul Helicorter
US2626766A (en) 1947-09-09 1953-01-27 Firestone Tire & Rubber Co Rotor arrangement for singlerotor helicopters
US2674421A (en) 1948-09-25 1954-04-06 Cenzo Herbert A De Jet-driven rotary wing arrangement for jet propelled convertible aircraft
US2862361A (en) 1952-05-16 1958-12-02 United Aircraft Corp Fluid coupling
US2959373A (en) 1954-12-10 1960-11-08 Daniel R Zuck Convertiplane
US3540680A (en) 1968-05-24 1970-11-17 Lockheed Aircraft Corp Dual rotor system for helicopters
US3807662A (en) 1972-11-13 1974-04-30 Lockheed Aircraft Corp Anti-torque, propulsion, and directional control system
US3966145A (en) 1975-02-28 1976-06-29 The Boeing Company Structure for cooling helicopter tail rotor gearbox
US4200252A (en) 1977-12-21 1980-04-29 Summa Corporation Helicopter antitorque system using circulation control
US4227665A (en) 1978-05-11 1980-10-14 Textron, Inc. Fixed leading edge slat spoiler for a horizontal stabilizer
USD278227S (en) 1980-08-05 1985-04-02 Bell Helicopter Textron Inc. Helicopter
DE3371771D1 (en) * 1982-07-05 1987-07-02 Westland Plc Helicopter
US4542868A (en) 1983-06-06 1985-09-24 Lockheed Corporation Trailing edge device for an airfoil
US4708305A (en) 1987-01-30 1987-11-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Helicopter anti-torque system using fuselage strakes
US4948068A (en) 1988-05-12 1990-08-14 Mcdonnell Douglas Corporation Circulation control slots in helicopter yaw control system
IL101069A (en) 1991-02-25 1996-09-12 Valsan Partners Purchase N Y A system for increasing the fuel efficiency of an aircraft and a kit for changing aircraft wings
US5209430A (en) 1991-11-07 1993-05-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Helicopter low-speed yaw control
EP0615903B1 (en) 1993-03-13 1999-09-15 GKN Westland Helicopters Limited Rotary blades
USD425853S (en) 1998-04-17 2000-05-30 Finmeccanica S.P.A. Helicopter
US6352220B1 (en) 2000-06-02 2002-03-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Helicopter tail boom with venting for alleviation and control of tail boom aerodynamic loads and method thereof
WO2002038442A2 (en) 2000-10-10 2002-05-16 The Regents Of The University Of California Microfabricated translational stages for control of aerodynamic loading
GB0115130D0 (en) 2001-06-21 2001-08-15 Bae Systems Plc A winglet
JP2003212192A (ja) * 2002-01-18 2003-07-30 Nishimura Mutsuko 回転翼機における方向安定システム
RU2238221C2 (ru) 2002-12-04 2004-10-20 Открытое акционерное общество "Казанский вертолётный завод" Вертолет и способ управления одновинтовым вертолетом
US20050116116A1 (en) 2003-11-11 2005-06-02 Supersonic Aerospace International, Llc Wing employing leading edge flaps and winglets to achieve improved aerodynamic performance
FR2862941B1 (fr) 2003-11-27 2007-02-23 Airbus France Procede permettant d'eviter les vibrations d'une gouverne de direction d'un aeronef et aeronef mettant en oeuvre ce procede
US6869045B1 (en) 2004-03-11 2005-03-22 Boudary Layer Research, Inc. Helicopter tail section and retrofit method
RU2281226C1 (ru) 2005-03-23 2006-08-10 Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолетный Завод Им. М.Л. Миля" Устройство дополнительной компенсации реактивного момента несущего винта одновинтового вертолета
US20090302167A1 (en) 2006-08-23 2009-12-10 Desroche Robert J Apparatus and method for use on aircraft with spanwise flow inhibitors
US8074926B2 (en) 2006-12-22 2011-12-13 Calvin Burgess Structural dynamic stability for an aircraft
WO2008156533A2 (en) 2007-05-14 2008-12-24 Blr Aerospace L.L.C. Aircraft stabilizer system and methods of using the same
JP2009045976A (ja) * 2007-08-16 2009-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd テールブーム
DE102008015073B4 (de) 2008-03-19 2014-02-13 Eurocopter Deutschland Gmbh Hubschrauber mit Mitteln zur aerodynamischen Unterstützung des Drehmomentausgleichs
CN103097244B (zh) 2010-09-20 2016-03-16 贝尔直升机泰克斯特龙公司 翼型尾梁
US8840058B2 (en) 2010-09-20 2014-09-23 Textron Innovations Inc. Airfoil shaped tail boom
EP2511177B1 (en) 2011-04-11 2013-06-05 Eurocopter Deutschland GmbH Helicopter with cycloidal rotor system

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