JPH0550993A - プロペラ取付装置 - Google Patents
プロペラ取付装置Info
- Publication number
- JPH0550993A JPH0550993A JP22962191A JP22962191A JPH0550993A JP H0550993 A JPH0550993 A JP H0550993A JP 22962191 A JP22962191 A JP 22962191A JP 22962191 A JP22962191 A JP 22962191A JP H0550993 A JPH0550993 A JP H0550993A
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- Japan
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- output shaft
- engine output
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プロペラのジャイロプレセッションによりエ
ンジン出力軸にかかる荷重を軽減し、ジャイロプレセッ
ションが機体の姿勢変化に与える影響を軽減する。 【構成】 エンジン出力軸１２と、このエンジン出力軸
１２の回転駆動力により回転駆動されるプロペラ１とを
備えている。そして、このプロペラ１が、フラッピング
軸Ｆ回りの回動を許容するジンバル機構３を介してエン
ジン出力軸１２に連結されている。
ンジン出力軸にかかる荷重を軽減し、ジャイロプレセッ
ションが機体の姿勢変化に与える影響を軽減する。 【構成】 エンジン出力軸１２と、このエンジン出力軸
１２の回転駆動力により回転駆動されるプロペラ１とを
備えている。そして、このプロペラ１が、フラッピング
軸Ｆ回りの回動を許容するジンバル機構３を介してエン
ジン出力軸１２に連結されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プロペラ取付装置に係
り、とくに、曲技専用の軽飛行機のプロペラの取り付け
等に適用して好適なプロペラ取付装置に関する。
り、とくに、曲技専用の軽飛行機のプロペラの取り付け
等に適用して好適なプロペラ取付装置に関する。
【０００２】
【背景技術】従来、軽飛行機では、ピッチ角β（プロペ
ラの翼断面の翼弦と回転面の成す角）を固定した固定ピ
ッチプロペラや、プロペラの最大推進効率を与える進行
率がピッチ角によって大きく変わることに着目し速度の
小さいときピッチ角を小さくし高速飛行時にはピッチ角
βを大きくするようにした可変ピッチプロペラ（自動車
の変速ギヤーに相当するが主として用いられている。こ
の可変ピッチプロペラで初期のものは、低ピッチ，高ピ
ッチの２段切り換えであったが、その後自動可変ピッチ
のプロペラが用いられるようになった。
ラの翼断面の翼弦と回転面の成す角）を固定した固定ピ
ッチプロペラや、プロペラの最大推進効率を与える進行
率がピッチ角によって大きく変わることに着目し速度の
小さいときピッチ角を小さくし高速飛行時にはピッチ角
βを大きくするようにした可変ピッチプロペラ（自動車
の変速ギヤーに相当するが主として用いられている。こ
の可変ピッチプロペラで初期のものは、低ピッチ，高ピ
ッチの２段切り換えであったが、その後自動可変ピッチ
のプロペラが用いられるようになった。
【０００３】上述した２段切り換えの可変ピッチプロペ
ラは、離陸時と巡航時にピッチ角βを変えることにより
迎角αを所望の値に設定し離陸を円滑に行なう方式や、
１２０度位までピッチ角βを変えて逆推力を得て着陸距
離を小さくする方式が主であった。また、自動可変ピッ
チのものは、高価な調速機を用いてプロペラの回転数を
一定に保つようにピッチを変えるものである。
ラは、離陸時と巡航時にピッチ角βを変えることにより
迎角αを所望の値に設定し離陸を円滑に行なう方式や、
１２０度位までピッチ角βを変えて逆推力を得て着陸距
離を小さくする方式が主であった。また、自動可変ピッ
チのものは、高価な調速機を用いてプロペラの回転数を
一定に保つようにピッチを変えるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のプロペラ装置にあっては、ヘリコプターと異なりフ
ラッピングヒンジを備えていないことから、プロペラの
回転軸の方向が機体の進行方向と一致する水平飛行時以
外（アクロバット飛行，超低速飛行等）の場合，例え
ば，図３に示す機首を上げて水平飛行をするような場合
には、プロペラ１１の左右の翼素（断面）に生じる空気
力（これは、揚力と抗力の合力である。）に不均衡が生
じる。
来のプロペラ装置にあっては、ヘリコプターと異なりフ
ラッピングヒンジを備えていないことから、プロペラの
回転軸の方向が機体の進行方向と一致する水平飛行時以
外（アクロバット飛行，超低速飛行等）の場合，例え
ば，図３に示す機首を上げて水平飛行をするような場合
には、プロペラ１１の左右の翼素（断面）に生じる空気
力（これは、揚力と抗力の合力である。）に不均衡が生
じる。
【０００５】ここで、この空気力の不均衡が生じる原理
を図４ないし図５に基づいて説明する。図４には、操縦
席側から見て左側のプロペラ１１の回転中心から一定距
離の翼素１１Ａに働く力が図示されており、図５には、
プロペラ１１の回転中心から同じ距離の右側の翼素１１
Ｂに働く力が図示されている。これらの図において、符
号Ｖは対気流ベクトルを示し、符号Ｒはブレードの回転
速度ベクトルを示し、符号Ａ，Ｂはそれぞれの合成ベク
トルを示す。また、符号α1，α2 はそれぞれの迎角を
示す。
を図４ないし図５に基づいて説明する。図４には、操縦
席側から見て左側のプロペラ１１の回転中心から一定距
離の翼素１１Ａに働く力が図示されており、図５には、
プロペラ１１の回転中心から同じ距離の右側の翼素１１
Ｂに働く力が図示されている。これらの図において、符
号Ｖは対気流ベクトルを示し、符号Ｒはブレードの回転
速度ベクトルを示し、符号Ａ，Ｂはそれぞれの合成ベク
トルを示す。また、符号α1，α2 はそれぞれの迎角を
示す。
【０００６】図４に示す左側の翼素１１Ａの迎角α1 は
右側の翼素１１Ｂの迎角α2 より小さいので、それぞれ
に働く空気力は左側の翼素１１Ａに働く空気力ａの方が
右側の翼素１１Ｂに働く空気力ｂより小さい。このた
め、空気力ｂが空気力ａに打ち勝って機首を左に振ろう
とするモーメント（「Ｐファクター」あるいは「プロペ
ラファクター」ともいう）が生じる。
右側の翼素１１Ｂの迎角α2 より小さいので、それぞれ
に働く空気力は左側の翼素１１Ａに働く空気力ａの方が
右側の翼素１１Ｂに働く空気力ｂより小さい。このた
め、空気力ｂが空気力ａに打ち勝って機首を左に振ろう
とするモーメント（「Ｐファクター」あるいは「プロペ
ラファクター」ともいう）が生じる。
【０００７】このモーメントに起因して図３に示すよう
にプロペラ１１が操縦席側から見て右回りの場合には、
プロペラ１１がコマとなりジャイロプレセッション（ｇ
ｙｒｏ ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）が生じ、機首が持ち上
げられ、これがためジャイロプレセッションを抑制する
ための操舵操作を行なう必要があり、操舵操作が大変で
あるという不都合があった。
にプロペラ１１が操縦席側から見て右回りの場合には、
プロペラ１１がコマとなりジャイロプレセッション（ｇ
ｙｒｏ ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）が生じ、機首が持ち上
げられ、これがためジャイロプレセッションを抑制する
ための操舵操作を行なう必要があり、操舵操作が大変で
あるという不都合があった。
【０００８】また、プロペラ１１のジャイロプレセッシ
ョンは、宙返りや旋回等のプロペラ回転軸の方向を意識
的に変えようとする飛行状態にも生ずるため、プロペラ
の回転軸，即ち，エンジン出力軸１２に大きな力が加わ
るとともに、ジャイロプレセッションによりパイロット
が意識した方向と９０度ずれた方向に機体がかってに姿
勢を変えてしまうため、これらの特性を念頭においた煩
雑な操舵操作が必要であるという問題点があった。
ョンは、宙返りや旋回等のプロペラ回転軸の方向を意識
的に変えようとする飛行状態にも生ずるため、プロペラ
の回転軸，即ち，エンジン出力軸１２に大きな力が加わ
るとともに、ジャイロプレセッションによりパイロット
が意識した方向と９０度ずれた方向に機体がかってに姿
勢を変えてしまうため、これらの特性を念頭においた煩
雑な操舵操作が必要であるという問題点があった。
【０００９】
【発明の目的】本発明は、かかる従来技術の有する問題
点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プロペラ
のジャイロプレセッションによりエンジン出力軸にかか
る荷重を軽減し得るとともに、ジャイロプレセッション
が機体の姿勢変化に与える影響を軽減し、これにより操
舵操作を容易ならしめることが可能なプロペラ取付装置
を提供することにある。
点に鑑みてなされたものであり、その目的は、プロペラ
のジャイロプレセッションによりエンジン出力軸にかか
る荷重を軽減し得るとともに、ジャイロプレセッション
が機体の姿勢変化に与える影響を軽減し、これにより操
舵操作を容易ならしめることが可能なプロペラ取付装置
を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のプロペラ取付装
置は、エンジン出力軸と、このエンジン出力軸の回転駆
動力により回転駆動されるプロペラとを備えている。そ
して、このプロペラが、当該プロペラの回転軸の一の方
向の回動を許容するジンバル機構を介してエンジン出力
軸に連結されている。このような構成によって、前述し
た目的を達成しようとするものである。
置は、エンジン出力軸と、このエンジン出力軸の回転駆
動力により回転駆動されるプロペラとを備えている。そ
して、このプロペラが、当該プロペラの回転軸の一の方
向の回動を許容するジンバル機構を介してエンジン出力
軸に連結されている。このような構成によって、前述し
た目的を達成しようとするものである。
【００１１】
【作用】飛行中にプロペラの左右の翼素に働く空気力に
不均衡が生じ、当該空気力の不均衡に起因して発生する
モーメントによりプロペラの回転軸方向を変換しようと
するジャイロプレセッションが生じた場合に、ジンバル
機構を介してプロペラの回転軸方向がその方向に変向さ
れるが、その回転軸の変向の影響はジンバル機構の機能
により、エンジン出力軸に殆ど伝わることはなく、この
ため、エンジン出力軸にかかる荷重が著しく軽減され
る。同様に、旋回時等に意識的に機体の姿勢を変えよう
とした場合にも、パイロットが意識した方向と９０度ず
れた方向へプロペラの回転軸が方向変換するが、この回
転軸の方向変換の影響がエンジン出力軸に直接的には伝
わらない。
不均衡が生じ、当該空気力の不均衡に起因して発生する
モーメントによりプロペラの回転軸方向を変換しようと
するジャイロプレセッションが生じた場合に、ジンバル
機構を介してプロペラの回転軸方向がその方向に変向さ
れるが、その回転軸の変向の影響はジンバル機構の機能
により、エンジン出力軸に殆ど伝わることはなく、この
ため、エンジン出力軸にかかる荷重が著しく軽減され
る。同様に、旋回時等に意識的に機体の姿勢を変えよう
とした場合にも、パイロットが意識した方向と９０度ず
れた方向へプロペラの回転軸が方向変換するが、この回
転軸の方向変換の影響がエンジン出力軸に直接的には伝
わらない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図１ないし図
２に基づいて説明する。
２に基づいて説明する。
【００１３】図１には、本発明の一実施例のプロペラ取
付装置１０を装備した軽飛行機の機体２０の機首部分が
が示されている。この実施例のプロペラ取付装置１０
は、プロペラ１がエンジン出力軸１２に直接ではなくジ
ンバル機構３を介して取り付けられている点に特徴を有
する。
付装置１０を装備した軽飛行機の機体２０の機首部分が
が示されている。この実施例のプロペラ取付装置１０
は、プロペラ１がエンジン出力軸１２に直接ではなくジ
ンバル機構３を介して取り付けられている点に特徴を有
する。
【００１４】即ち、このジンバル機構３は、エンジン出
力軸１２の先端面に一体的に固着された断面コ字状の外
側ジンバル４と、この外側ジンバル４に同一直線上に位
置する支軸５Ａ，５Ｂを介して支持された断面コ字状の
内側ジンバル６とにより構成されている。これらの支軸
５Ａ，５Ｂがプロペラ１のフラッピング軸（図３，図４
中符号Ｆ参照）を構成している。そして、この内側ジン
バル６には、その長手方向軸がフラッピング軸Ｆに対し
９０度より幾分小さな取付角度（図４中角度γ参照）と
なるようにプロペラ１が取り付けられている。
力軸１２の先端面に一体的に固着された断面コ字状の外
側ジンバル４と、この外側ジンバル４に同一直線上に位
置する支軸５Ａ，５Ｂを介して支持された断面コ字状の
内側ジンバル６とにより構成されている。これらの支軸
５Ａ，５Ｂがプロペラ１のフラッピング軸（図３，図４
中符号Ｆ参照）を構成している。そして、この内側ジン
バル６には、その長手方向軸がフラッピング軸Ｆに対し
９０度より幾分小さな取付角度（図４中角度γ参照）と
なるようにプロペラ１が取り付けられている。
【００１５】ここで、このプロペラ１の内側ジンバル６
への固定は、プロペラ１の回転方向矢印Ｃを考慮して左
ねじのボルト７及びナット８が用いられている。このよ
うにして、内側ジンバル６に固定されたプロペラ１は、
フラッピング軸Ｆを中心として矢印Ｄ，Ｅ方向に回動
（揺動）し得るような構造となっている。なお、プロペ
ラ１の重心は、その回転中心と一致し、フラッピング軸
Ｆを通るようになっていることは勿論である。
への固定は、プロペラ１の回転方向矢印Ｃを考慮して左
ねじのボルト７及びナット８が用いられている。このよ
うにして、内側ジンバル６に固定されたプロペラ１は、
フラッピング軸Ｆを中心として矢印Ｄ，Ｅ方向に回動
（揺動）し得るような構造となっている。なお、プロペ
ラ１の重心は、その回転中心と一致し、フラッピング軸
Ｆを通るようになっていることは勿論である。
【００１６】次に、この実施例のプロペラ取付装置１０
を装備した軽飛行機の主要な動作を説明する。
を装備した軽飛行機の主要な動作を説明する。
【００１７】通常の水平飛行状態では、機体２０の進行
方向とエンジン出力軸１２の方向が一致するので、プロ
ペラ１の回転面がエンジン出力軸１２の方向と直交す
る。このとき、左右の翼素に生じる空気力は均衡がとれ
ているので、いわゆるＰファクターと呼ばれるモーメン
トは発生しない。この一方、曲技飛行や超低速飛行時等
に、前述した図３のように、機体の進行方向（対気流の
方向）とエンジン出力軸１２の方向が平行でなくなった
場合には、前述した理由により、プロペラ１の左右の翼
素に生じる空気力に不均衡が生じ、機首を左に振ろうと
するモーメントが生じる。このモーメントにより、プロ
ペラ１のジャイロプレセッションにより、プロペラ１の
回転軸を上に向けようとするモーメントが働き、プロペ
ラ１がフラッピング軸Ｆを中心として起伏回動する。
方向とエンジン出力軸１２の方向が一致するので、プロ
ペラ１の回転面がエンジン出力軸１２の方向と直交す
る。このとき、左右の翼素に生じる空気力は均衡がとれ
ているので、いわゆるＰファクターと呼ばれるモーメン
トは発生しない。この一方、曲技飛行や超低速飛行時等
に、前述した図３のように、機体の進行方向（対気流の
方向）とエンジン出力軸１２の方向が平行でなくなった
場合には、前述した理由により、プロペラ１の左右の翼
素に生じる空気力に不均衡が生じ、機首を左に振ろうと
するモーメントが生じる。このモーメントにより、プロ
ペラ１のジャイロプレセッションにより、プロペラ１の
回転軸を上に向けようとするモーメントが働き、プロペ
ラ１がフラッピング軸Ｆを中心として起伏回動する。
【００１８】ここで、この回動（フラッピング）により
前進した側の翼素の迎角αは減少し、反対に後退した側
の翼素の迎え角は大きくなり、この結果元の状態に戻ろ
うとする力が働くため、プロペラ１の回転軸がある程度
傾いた位置で回動が停止する。結果的には、機体２０の
進行方向とプロペラ１の回転軸の方向とは、プロペラ１
の回転軸の起伏回動によりますます傾くが、この際プロ
ペラ１の左右の翼素に働く空気力の不釣合はジャイロモ
ーメントとなってプロペラ１の回転軸を変向させるだけ
で、エンジン出力軸１２には横荷重が殆どかからず、機
体２０の姿勢制御に与える影響が著しく低減されること
になる。
前進した側の翼素の迎角αは減少し、反対に後退した側
の翼素の迎え角は大きくなり、この結果元の状態に戻ろ
うとする力が働くため、プロペラ１の回転軸がある程度
傾いた位置で回動が停止する。結果的には、機体２０の
進行方向とプロペラ１の回転軸の方向とは、プロペラ１
の回転軸の起伏回動によりますます傾くが、この際プロ
ペラ１の左右の翼素に働く空気力の不釣合はジャイロモ
ーメントとなってプロペラ１の回転軸を変向させるだけ
で、エンジン出力軸１２には横荷重が殆どかからず、機
体２０の姿勢制御に与える影響が著しく低減されること
になる。
【００１９】以上説明したように、本実施例のプロペラ
取付装置１０では、プロペラ１の左右の翼素に生じる空
気力の不均衡に起因して生じるモーメントの影響がエン
ジン出力軸１２に殆ど伝わらないので、エンジン出力軸
１２にかかる荷重を著しく低減できるとともに、パイロ
ットが意図した機体２０の姿勢制御を容易に行なうこと
が可能となり、操舵操作が簡単になるといういう効果が
ある。
取付装置１０では、プロペラ１の左右の翼素に生じる空
気力の不均衡に起因して生じるモーメントの影響がエン
ジン出力軸１２に殆ど伝わらないので、エンジン出力軸
１２にかかる荷重を著しく低減できるとともに、パイロ
ットが意図した機体２０の姿勢制御を容易に行なうこと
が可能となり、操舵操作が簡単になるといういう効果が
ある。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プロペラをジンバル機構を介してエンジン出力軸に連結
したことから、飛行中にプロペラの左右の翼素に働く空
気力の不均衡に起因して発生するモーメントによりプロ
ペラの回転軸方向を変換しようとするジャイロプレセッ
ションが生じた場合に、ジンバル機構を介してプロペラ
の回転軸方向がその方向に変向されるが、ジンバル機構
の機能により、その回転軸の変向の影響がエンジン出力
軸に殆ど伝わらないようにすることができ、これにより
エンジン出力軸にかかる荷重を著しく軽減することがで
き、同様に、旋回時等に意識的に機体の姿勢を変えよう
とした場合にも、パイロットが意識した方向と９０度ず
れた方向へプロペラの回転軸の方向が変向するが、この
変向の影響がエンジン出力軸に直接的には伝わらないよ
うにすることができる。従って、プロペラのジャイロプ
レセッションによりエンジン出力軸にかかる荷重を軽減
し得るとともに、ジャイロプレセッションが機体の姿勢
変化に与える影響を軽減し、これにより操舵操作を容易
ならしめることができるという従来にない優れたプロペ
ラ取付装置を提供することができる。
プロペラをジンバル機構を介してエンジン出力軸に連結
したことから、飛行中にプロペラの左右の翼素に働く空
気力の不均衡に起因して発生するモーメントによりプロ
ペラの回転軸方向を変換しようとするジャイロプレセッ
ションが生じた場合に、ジンバル機構を介してプロペラ
の回転軸方向がその方向に変向されるが、ジンバル機構
の機能により、その回転軸の変向の影響がエンジン出力
軸に殆ど伝わらないようにすることができ、これにより
エンジン出力軸にかかる荷重を著しく軽減することがで
き、同様に、旋回時等に意識的に機体の姿勢を変えよう
とした場合にも、パイロットが意識した方向と９０度ず
れた方向へプロペラの回転軸の方向が変向するが、この
変向の影響がエンジン出力軸に直接的には伝わらないよ
うにすることができる。従って、プロペラのジャイロプ
レセッションによりエンジン出力軸にかかる荷重を軽減
し得るとともに、ジャイロプレセッションが機体の姿勢
変化に与える影響を軽減し、これにより操舵操作を容易
ならしめることができるという従来にない優れたプロペ
ラ取付装置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例の主要部の構成を示す一部省
略した外観斜視図である。
略した外観斜視図である。
【図２】図１のプロペラ１の取付角を説明するための図
である。
である。
【図３ないし図５】発明が解決しようとする課題を説明
するための図である。
するための図である。
１ プロペラ ３ ジンバル機構 １２ エンジン出力軸
Claims (1)
- 【請求項１】 エンジン出力軸と、このエンジン出力軸
の回転駆動力により回転駆動されるプロペラとを備え、
このプロペラを、当該プロペラの回転軸の一の方向の回
動を許容するジンバル機構を介して前記エンジン出力軸
に連結したことを特徴としたプロペラ取付装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22962191A JPH0550993A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | プロペラ取付装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22962191A JPH0550993A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | プロペラ取付装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0550993A true JPH0550993A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=16895063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22962191A Withdrawn JPH0550993A (ja) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | プロペラ取付装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0550993A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6732973B1 (en) * | 2001-11-07 | 2004-05-11 | Rehco, Llc | Stabilizer for a propeller related vehicle |
-
1991
- 1991-08-16 JP JP22962191A patent/JPH0550993A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6732973B1 (en) * | 2001-11-07 | 2004-05-11 | Rehco, Llc | Stabilizer for a propeller related vehicle |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |