JPH11510127A - 回転翼航空機の回転運動の制御及び自動安定用のシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ヘリコプター（１０）は、横方向ローター軸線（１４）まわりに回転可能に取り付けられた中空のローター軸（１５）から半径方向に伸びている複数のローターブレードを有する尾部回転翼（２）の使用によりヨー運動を安定化するための装置を持つ。尾部回転翼（２）には尾部回転翼（２）のブレード（１１）への操縦士入力及び尾部回転翼（２）の自動制御のためのジャイロローター（１２）の使用により推力を変える装置（２２）が設けられる。本発明は、（２９６）からの操縦士入力及びジャイロローター入力（３１０）の両者により尾部回転翼（２）の制御を許す３点混合リンク装置（２９７）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 回転翼航空機の回転運動の制御及び自動安定用のシステム本発明の背景及び概要 本発明は１９９５年７月２７日付け暫定出願６０／００１５５８号及び１９９ ５年１０月２４日付け暫定出願６０／００７０７９号の継続出願である。 本発明は、模型及びフルサイズの回転翼航空機のための飛行方向制御システム に関し、特にヘリコプターの尾部回転翼及びヘリコプターのヨー（左右の機首方 位）安定システムに関する。より特別には、本発明は、操縦士がフルサイズヘリ コプター内に乗っているか或いはリモコンにより模型ヘリコプターに指令してい るかのいずれにしろ、ヘリコプターが操縦士の選定した方向（機首方位）で飛行 し得るようにヘリコプター尾部回転翼組立体に取り付けられかつ飛行中のヘリコ プターを安定させために尾部回転翼がヨーモーメント又はトルクを作るようにさ れたジャイロ装置に関する。本発明は、フルサイズ及び模型の両者の多くの形式 の航空機に適用可能であるが、ここでは明瞭にするために第一にヘリコプターで の使用について説明されるであろう。 ヘリコプターはホバリング、前進、後退、及び横方向の飛行能力を有する航空 機械である。この軽快性は主回転翼システムの多能性に由来する。１９３０年代 におけるヘリコプターの発明以来、ヘリコプター技術の進歩に大きな努力が払わ れてきていて、この努力の相当大きな部分は主回転翼システムについてであった 。よりよい尾部回転翼システムの開発に向けられた努力は少なかった。 １個の主回転翼を有する総てのヘリコプターは、その方向制御を維持 するために、及び飛行中、主回転翼により生ずるトルクに対抗するためにある種 のヨースタビライザー又はヨー制御システムを必要とする。ヘリコプターの主回 転翼システムは、典型的にはヘリコプター乗員室の上方にあるように取り付けら れ、乗員室を通って伸びている垂直軸まわりに回転し、ヘリコプターを空中で浮 揚させるため及びヘリコプターをいかなる方向にも推進させるための制御可能な 原動力を作る。主回転翼システムは、典型的には、空気力学的揚力を作るための 回転翼ブレード及び主回転翼の制御と安定性とを向上させるように作用する別の ブレードを備える。主回転翼システムはスワッシュプレート組立体及び操縦士の 制御指令を回転している回転翼ブレードに伝えるための種々のリンク装置も備え る。 ヘリコプター用として、主回転翼システムにより又は風の流れの変化により作 られるトルクを打ち消すために幾つかの異なったヨー制御装置が開発されている 。これらのヨー制御装置は、例えばブローンテールブーム及びシュラウド付きフ ァンを含む。それにもかかわらず、伝統的なヘリコプターの尾部回転翼及びヨー 制御システムは、本質的に２５年間も変わらないままである。 一般に、ホバリング中、又は低速飛行中におけるヘリコプターの安定したヨー 方向（左右の機首方位）の維持はヘリコプター操縦士にとって困難である。主回 転翼ブレード及び横方向の突風のような大気条件により作られるヘリコプター胴 体の常に変化しているトルクを平衡させるために、ヘリコプターの操縦士は、そ の航空機のヨー制御装置を常に操作しなければならない。これは、模型ヘリコプ ターの操縦士の場合、模型ヘリコプターは寸法が小さくかつ質量が小さいので模 型ヘリコプターは 不平衡に急速に反応する傾向があるため、特に真実である。（あるときは航空機 のように、またあるときはヘリコプターのように作動する）尾部回転翼航空機の ような別形式の航空機は、（ロール軸のような）異なった回転軸線に沿った同様 な制御の問題のある可能性がある。 飛行中、ヘリコプターの方向制御を維持するためにヘリコプターの尾部回転翼 を制御する多くのヘリコプターのヨー制御システムは、飛行中にヘリコプターに 加えられる常に変化しているトルクを感知するためにジャイロ装置を使用し、更 にヘリコプターに搭載のジャイロ装置の動きに応じて尾部回転翼ブレードのピッ チを調整するための種々の機構を使用する。これらヘリコプターのヨー制御シス テムは、一般にジャイロスタビラーザーシステムと呼ばれ、例えば、電子式、単 一ローター式、及び２重ローター式のジャイロ・スタビラーザーシステムのよう に分類される。これら３種のスタビラーザーシステムの各の説明が以下与えられ る。 電子式ジャイロスタビラーザーシステムは、今日では、飛行中のヘリコプター のヨー不安定に伴う操縦士の処理を助けるために模型及びフルサイズの両方のヘ リコプターの尾部回転翼の制御に広く利用できる。しかし、これら電子式システ ムは、典型的に重くかつ高価である。模型ヘリコプターにおいては、これらは、 必要な増幅器電子回路への給電及び電子式ジャイロスタビラーザーシステムと組 み合わせられた電気・機械式ジャイロ装置の駆動のため追加又は増大された電力 供給が必要であることが多い。人員輸送用ヘリコプターにおいては、電子式ジャ イロスタビラーザーシステムは、電気式又は油圧式サーボアクチュエーターを持 った制御システムを有するヘリコプターの場合だけ実際的である。小さい 人員輸送用ヘリコプターの操縦士は、通常はその航空機の制御装置を直接操作し なければならず、これら電子式ジャイロスタビラーザーシステムの利点を得るこ とができない。 理想的には、多くの用途において、ヘリコプター機内に置かれかつヘリコプタ ーのヨー運動を感知するジャイロ装置は、（電池のような）補助電力供給による のではなくてヘリコプターのエンジン又は動力プラントにより作られる動力によ り直接駆動されるべきである。更に、これは、できるだけ多くの形式の飛行に有 用な多種のヘリコプター尾部回転翼の形態に順応すべきである。 今日まで、実用的な機械式のヘリコプターヨー制御及び安定化システムの開発 の試みの大部分は、一般に設計者がかかるシステムの基本的な作動要素を理解せ ず、かつこれら要素の設置に伴う実際的な機械的手段も持たないため、限定され た成功を得るに留まった。その結果、現在、利用可能なほとんどとのシステムが 、実際的な使用を非現実的なものとするに十分な一つ又は複数の不完全さ又は欠 点を持っている。 単一ローター式のジャイロスタビラーザーシステムが知られている。米国特許 ４７５９５１４号において、ジョン・イー・バルカンは、ヨースタビラーザーと しての作動中に傾く尾部回転翼を有する単一ローター式の制御及び安定化システ ムを説明する。バルカンによれば、尾部回転翼の傾きが尾部回転翼をスライダー に関して軸方向に動かそうとし、このスライダーの位置は、ヘリコプターの胴体 に連結された集中ピッチ変更レバーによる旋回点に関し固定される。固定された ピッチリンク装置に関する尾部回転翼のこの動きは、尾部回転翼ブレードのピッ チ変化を生じヨー運動に対抗する安定化推力を作ることを意味する。バルカンの 集中ピッチ変更レバーはここに説明されるような３点混合アームでなくて、ピッ チスライダーを一定位置に維持するように設計されたリンク装置の平行四辺形の 一つの辺として作用することに注意すべきである。 具合の悪いことに、バルカンのシステムの尾部回転翼の質量中心は尾部回転翼 旋回軸線からずれることが避けられない。作動時には、このずれた質量中心のた め、機能的にも構造的にも不具合な尾部回転翼全体の垂直方向の揺動が生ずる。 事実上、尾部回転翼が下方に落ちないように保持するように尾部回転翼組立体の 重量を補償するために、バネ又はその他の装置が必要である。上昇又は下降の操 縦中に発生するような航空機の垂直方向加速度は、尾部回転翼を上方に、又は下 方に揺らすであろう。この揺れは制御装置にまさしくジャイロ入力のように作用 し、航空機にヨー運動を生ずるであろう。対照的に、本発明による単一ローター 式システムは、大きな揺れ運動、従って垂直方向の変位なしにジャイロローター と実質的に同じ面内の軸線まわりに傾けるような形状にすることができる。 尾部回転翼全体の傾きは、ローターの推力を望ましくない方向に向け直す可能 性があり、更に航空機の変位回転軸線まわりの望ましくない回転を起こす可能性 がある。一般に、いかなる形式の機械式の航空機ヨー制御及び安定化システムの ジャイロ機構も、システムの推力作成部分（例えば尾部回転翼ブレード）のピッ チ制御を効果的に行うためにはシステムのリンク装置を変位させるに十分に傾か ねばならない。実際は、この傾きの角度は典型的に１０°から２０°の範囲内に あり、これを制御システムにおける「帯域幅」の一般概念と組み合わせることが できる。機械式システムは、通常は、リンク装置間に幾分かの遊びと摩擦とがあ り、航空機ヨー制御及び安定化システムの信号対雑音比を大きくするためにはこ のような大きい帯域幅（大きな傾き）が望ましい。しかし、単一ローター型ジャ イロスタビライザーシステムにおいては、１０から２０°の推力作成部分の傾き は、全推力の１７％から３４％に等しい推力の望ましくない横方向の（不安定） 成分を作る可能性がある。このことが、かかる単一型ロータージャイロスタビラ イザーシステムの応用を非現実的なものとする。バルカンの米国特許４７５９５ １４号に明らかにされたようなある種の安定化システムは、リンク装置の多くに 正常な回転翼の回転軸線を横切る方向の変位が生ずるため、有効な安定化のため にはより大きな傾き角度を必要とする。かかる横方向の変位は尾部回転翼ブレー ドのピッチに操作上の影響を与えず、従って航空機のヨー運動を制御するために 尾部回転翼により作られる推力に影響を与えることはできない。単一ローター型 ジャイロスタビライザーシステムは、実際の応用が厳しく限定されるという欠点 はあるが、ここに明らかにされる回転翼航空機用の制御及び安定化システムの技 術における最近の進歩は、実用的でかつ望ましい幾つかの単一ローター型ジャイ ロスタビライザーシステムを作った。 単一ローター型制御及び安定化システムと対比して、２重ローター型ジャイロ スタビライザーシステムは、ヨー安定用部分から第１の推力作成部分を分ける。 第１の推力作成用ローターは傾ける必要がないため、これが作る推力は希望の方 向にのみ作用する。２重ローター型ジャイロスタビライザーシステムはカルヴァ ーの米国特許３００４７３６号に説明され、別のものは American Aircraft Mod eler magazine（733 15th．Street N.E.，Washington，D.C．20005）１９７３年 発行、の４１、４ ５及び７６−７９ページに説明される。両システムの基本的な欠点は、航空機の 機首方位を制御するために操縦士制御指令をジャイロ機構に物理的に上乗せ（傾 け）しなければならない点である。これら装置においては、操縦士からの制御入 力は、航空機のヨー制御と安定化機能とを独立的に作動できるように、ジャイロ 機構からの航空機ヨー安定用入力と組み合わせることができない。 米国特許５３０５９６８号及び米国特願０８／２９２７１９号において、ポー ル・イー・アールトンは、操縦士制御システムとヨー安定化システムとが独立的 に作動する改良された２重ローター型ヨー制御及び安定化システムを説明する。 この装置は、実用的かつ機能的であるがどの航空機にも利用可能とはいえない取 付け構造が必要である。 要求されるものは、簡単、軽量、安価で、作動に要する動力が少なく、通常の 操縦に対する操縦士制御を過度に制約せず、かつ種々の機械的形態を有する航空 機に応用できる改良された回転制御及び安定化システムである。かかるシステム は、飛行中のヘリコプター又はその他の回転翼航空機のヨー運動を安定にするよ うに作動するであろう。 本発明の一つの目的は、模型又はフルサイズのヘリコプターのような回転翼航 空機の回転運動を制御しかつ自動的に安定させる改良された手段を提供すること である。本発明の別の目的は、種々の機械的形態を有する航空機にこの改良され た装置を設置するための実際的な手段を提供することである。本発明の更なる目 的は、最良の結果を得るために、本発明による種々の特徴をいかに入れ替えるか を示すことである。 本発明により、航空機の回転軸線まわりの回転翼航空機の回転運動を安定させ る装置が提供される。回転翼航空機は航空機胴体を備える。こ の装置は、航空機の回転軸線と実質的に直角な推力軸線に沿った推力を作るため の推力作成機構、及び推力作成機構により作られた推力の大きさを変えるように 推力作成機構を遠隔制御することを操縦士に許す推力変更機構を備える。この装 置は、飛行中の航空機の回転軸線まわりの回転翼航空機の回転運動に対抗するた めに推力作成機構により作られる推力の大きさを変えるように推力作成機構を自 動的に制御するジャイロローター機構を備える。ジャイロローター機構は、推力 作成機構に関して固定された位置を維持するように航空機胴体に取り付けられる 。この装置は、更に、ジャイロローター機構と推力変更機構の各とを推力作成機 構に独立的に連結する機構を備え、このため、推力変更機構とジャイロローター 機構の各が推力作成機構により作られる推力の大きさを変えるように独立的に作 動し、かつ推力作成機構により作られる推力の大きさを変えるために操縦士が推 力変更機構を操作したときジャイロローターは推力作成機構に関して一定の位置 に留まる。 好ましい実施例においては、推力作成機構は、ジャイロローター機構と共通の 回転軸線まわりに回転するような形態にされた尾部回転翼である。ジャイロロー ター機構は、これが共通の回転軸線に沿って尾部回転翼に関して固定されるよう にヘリコプター胴体に取り付けられる。そこで、ジャイロローター機構は、操縦 士が作られる推力の大きさを推力変更機構により変えるとき、共通回転軸線に沿 って直線的に動くことはない。 本発明により、飛行中の回転翼航空機の回転運動を制御しかつ自動的に安定化 するため、特に飛行中のヘリコプターを安定化するためのシステムが提供される 。かかるシステムは、航空機の回転軸線からオフセッ トしかつこの軸線と実質的に直角な軸線に沿って推力を向け得るヘリコプター尾 部回転翼のような第１の推力作成部分とヨー安定化部分とを備える。尾部回転翼 は、一般的に、空気力学的な力及び遠心力が平衡しかつヨー安定用部分としての 使用に適した反りの付けられたブレードを持つ。推力作成部分は、航空機が操縦 士制御システムを持っている場合は、操縦士制御部分からの入力及びヨー安定用 部分に含まれるジャイロ装置からの入力により制御される。作動時には、ヨー安 定用部分は、航空機の回転運動又はヨー運動を感知し推力作成部分を作動させ、 航空機の回転運動又はヨー運動を遅くし又は停止させる。航空機が回転を止めた 後で、システム内に備えられた遠心力復帰機構がヨー安定用部分を、続く航空機 の回転又はヨーに対して準備している正常状態に復帰させる。選択的に、ヨー安 定用部分は推力作成部分により作られる推力を増強するために推力を作るように することができる。 本発明により、推力作成部分及びヨー安定用部分は航空機の付属部分上に取り 付けられかつ互いに接近して置かれた別々の機構、互いに遠い距離に置かれかつ リンク装置手段又は電子的手段により連結された別々の機構、或いは推力作成機 能とヨー安定用機能との両方を行う単一の組合せ機構とすることができる。本発 明は種々の形式及び形態の航空機に適した広範囲の形態で適用することができる 。 好ましい実施例においては、推力作成手段は、ローター軸から半径方向に伸び ている多数のローターブレードを有する推力作成用ローターを備える。ジャイロ ローター手段は、重り付き円板又はジャイロハブから半径方向に伸びている複数 の重り付きアームである。航空機の回転はジャイロローター手段を傾けさせ、推 力作成用ローターに取り付けられたリ ンク装置を作動させ、これによりローターで作られる推力の大きさを調整し、航 空機を自動的に安定させる。ジャイロローターは、ジャイロローター回転面にお いて回転し、旋回軸線は一般にジャイロローター回転面と同一面でありか又はほ ぼ同一面であり、ジャイロローター手段の揺れ運動を最小にする。ある実施例で は、ジャイロローター手段は、これを推力作成手段により作られる推力を増強す るため推力を作るようにすることができ、或いは推力作成手段と一つの機構内に 組み合わせることができる。 飛行中の航空機の回転又はヨーに応答して傾いたジャイロローター手段を駆動 するために、例えば、自在継手、スライダー、及び従動リンク装置を有する数種 の駆動リンク装置が設けられる。ジャイロローター手段は、（周期的にピッチン グするパドル又はブレードにより作られるような）空気力学的な力、（重り付き アームのフラッピング作用又は「コーニング」によるような）回転力又はジャイ ロ力、及び／又は（バネによるような）機械的な力によりその正常な方向に復帰 される。 本発明は、ヘリコプターで使用するようにされ、かつジャイロローターハブか ら半径方向に伸びている複数の重り付きアーム又はパドルを有するジャイロロー ターを備え、そしてヘリコプターのエンジンにより作られる動力により駆動され る。ジャイロローターはジャイロローター軸線まわりに回転できるように取り付 けられ、この軸線は主回転翼軸線に対して実質的に直角であり、そしてプッシュ プルロッド、スライダー、及び尾部回転翼ブレードのピッチ変更用部材を作動さ せる混合ロッドを含んだリンク装置を動かすように取り付けられる。ヘリコプタ ーのヨー運動はジャイロローターをジャイロ旋回軸線まわりに旋回させ又は傾か せてジャイロローターリンク装置を変位させ、尾部回転翼ブレードのピッチを変 える。ピッチのこの変化が尾部回転翼により作られる推力を変え、最初のヨー運 動に対抗する。 本発明は、ジャイロローターがヘリコプターのヨー運動に応じて旋回され又は 傾けられた後、ジャイロローターをその正常な向きに復帰させる復帰機構を提供 する。好ましい実施例においては、ジャイロローターは、根元が支持機構に旋回 可能に連結された多数のジャイロアームを備える。各ジャイロアームに重りが連 結され、ジャイロアームに作用する遠心力がジャイロアームを支持機構から半径 方向に向けるように作用する。このため、ジャイロアームがヘリコプターのヨー 運動に応じて旋回され又は傾けられた後で、ジャイロアームに作用している遠心 力がジャイロアームをその正常な向きに戻すであろう。 本発明によるある形態においては、ジャイロローターは、尾部回転翼により作 られる推力を増強する推力を作るようにされる。本発明による別の形態は、ジャ イロローターと尾部回転翼とを１個の機構に組み合わせる。本発明による各形態 又は好ましい実施例は、別のものに勝る（より大きい単純性及びより大きい推力 作成の可能性のような）幾つかの利点、及び特別の用途に応じた適切な形態の選 択ができる。本発明による種々の実施例の特徴は、外見は異なるが一般に同じ機 能を行い得る別の実施例を形成するように再組合せできることが理解されるであ ろう。 本発明の好ましい実施例の重要な特徴は、ヨー安定用部分が操縦士制御入力に より機能的に影響されないことである。操縦士制御を阻害せずに、ヨー安定用部 分のジャイロ装置の安定化の特徴と操縦士からの制御入力とを組み合わせるため に、３点混合アームのような種々の手段が設 けられる。ある形態では、操縦士制御入力はジャイロローターを空中で直線的に 動かすように作用することができる。かかる直線運動はヨー安定用部分内のジャ イロ装置を傾けないので、操縦士入力はジャイロ装置には機能的な影響はない。 本発明の諸部材は、操縦士指令がジャイロ式安定化機構に強制的に重なる用途で 作動するであろうが、独立的な制御がより好ましくかつ有利である。 ある好ましい実施例においては、ジャイロローターはヘリコプターの機体に関 して固定される。固定旋回軸線を有するジャイロローター用の取付け構造は、機 体に関して旋回と移動との両方をしなければならないジャイロローター用の取付 け構造よりも（所与の重量に対して）より簡単かつ強く構成することができる。 更に、ジャイロローターの固定された取付けはジャイロローターをヘリコプター の異なった位置により容易に置くことを許す。 本発明は、ヘリコプターのヨー運動によるジャイロアームの旋回運動に応じて 旋回するジャイロスピンドルを備える。ある好ましい実施例では、ジャイロアー ムはジャイロスピンドルに直接連結されかつ支持される。別の好ましい実施例で は、ジャイロアームはジャイロリンク装置を経てジャイロスピンドルにリンク連 結され、従ってジャイロアームの旋回運動はジャイロスピンドルに伝えられる。 これら別の実施例においては、ジャイロスピンドルはジャイロアームを支持せず 、従ってジャイロスピンドルはジャイロアームにより作られる半径方向の飛行荷 重を受けず、軽量な構造に作ることができる。 本発明の更なる目的、特徴及び利点は、本発明を実行するために今日理解され る最良の方式を示す好ましい実施例の以下の詳細な説明より熟 練技術者に明らかになるであろう。図面の簡単な説明 以下の詳細な説明は付属図面を特に参照する。図面において 図１は、本発明による改良されたヨー制御及び安定化システムが取り付けられ たテール組立体を持つ代表的なヘリコプターの斜視図である。 図２は、テールブーム及び尾部回転翼ギヤボックス内に設置された諸構成要素 を示している図１に図示されたヘリコプターのテールブーム及び尾部回転翼ギヤ ボックス機構の分解斜視図である。 図２ａは、ジャイロローター、ジャイロスピンドル、ジャイロ制御リンク装置 、及びシザーリンク駆動手段を示している図１に図示されたヘリコプターのジャ イロ機構の分解斜視図である。 図３ないし７は、第１の尾部回転翼の外側でかつ尾部回転翼ギヤボックスと反 対側に置かれたジャイロローターを有する本発明の改良されたヨー制御及び安定 化システムの第１、第２及び第３の実施例をより詳細に示す。 図３は、本発明の改良されたヨー制御及び安定化システムの第１の実施例を取 り付けた図１の図示されたヘリコプターのテール組立体の拡大斜視図である。 図４は、図３−７に示された第１、第２及び第３の実施例に対する本発明の尾 部回転翼ギヤボックス及び第１の尾部回転翼の一般的形状を示す第１の実施例の 平面図であり、明瞭のため垂直のテールフィン、及び尾部回転翼ギヤボックスの 前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図５は、中空の尾部回転翼軸、プッシュプルロッドの端部に付属しかつ操縦士 制御指令に応じて動き得るジャイロローター、ジャイロロータ ーを駆動しているシザーリンク装置の形式の従動リンク駆動手段、及びジャイロ パドルの形式の空気力学的復帰手段を有する第１の実施例の後方立面図であり、 尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン 、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの 全部品を除いてある。 図６は、中空の尾部回転翼軸、プッシュプルロッドの端部に付属しかつ操縦士 制御指令に応じて動き得るジャイロローター、ジャイロローターを駆動している 駆動バーの形式の従動リンク駆動手段、及び重り付きジャイロアームの形式の遠 心力式復帰手段を有する第２の実施例の後方立面図であり、尾部回転翼ブレード の１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ブレード平衡用の 重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全部品を除いてある 。 図７は、中空の尾部回転翼軸、スライダーに取り付けられかつ操縦士制御指令 に応じて動き得るジャイロローター、ジャイロスピンドルを駆動している駆動バ ーの形式の従動リンク駆動手段、ジャイロローターを駆動している従動リンク駆 動手段、及び重り付きジャイロアームの形式の遠心力式復帰手段を有する第３の 実施例の後方立面図であり、尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明 瞭のため垂直のテールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボッ クスの前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図８ないし１４は、第１の尾部回転翼と尾部回転翼ギヤボックスとの間に置か れたジャイロローターを有する本発明の改良されたヨー制御及び安定化システム の第４ないし第９の実施例を示す。 図８は、それぞれ図９ないし１４に示される第４ないし第９の実施例 に対する本発明の尾部回転翼ギヤボックス及び第１の尾部回転翼の一般形態を示 す第４の実施例の平面図であり、ジャイロローター取付け機構の諸要素を有し、 かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギ ヤボックスの前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図９は、中空の尾部回転翼軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられたジャ イロローター、操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わせるための３点 混合アーム、ジャイロローターの中心に置かれた自在型駆動手段、及び調整可能 なバネの形式の機械式復帰手段を有する第４の実施例の後方立面図であり、尾部 回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ブ レード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全部 品を除いてある。 図１０は、中空の尾部回転翼軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられたジ ャイロローター、操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わせるための電 子式手段、ジャイロローターの中心に置かれた自在型駆動手段、及び調整可能な バネの形式の機械式復帰手段を有する第５の実施例の後方立面図であり、尾部回 転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ブレ ード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全部品 を除いてある。 図１１は、中空の尾部回転翼軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられた推 力作成ジャイロローター、ジャイロローターの中心に置かれた自在型駆動手段、 操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わせるための３点混合アーム、及 びジャイロローターブレードの形式の空気力学式復帰手段を有する第６の実施例 の後方立面図であり、尾部回転翼ブ レードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ブレード平 衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全部品を除い てある。 図１２は、中空の尾部回転翼軸、オフセットした旋回軸線上でギヤボックスに 旋回可能に取り付けられた推力作成ジャイロローター、操縦士制御入力とジャイ ロ制御入力とを組み合わせるための３点混合アーム、ジャイロローターを駆動し ているシザーリンク装置の形式の従動リンク駆動手段、及びバネの形式の機械式 復帰手段を有する第７の実施例の後方立面図であり、尾部回転翼ブレードの１個 が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ブレード平衡用の重り、 及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図１３は、中実の尾部回転翼軸、スライダーに旋回可能に取り付けられかつ操 縦士制御指令に応じて動き得るジャイロローター、従動リンク駆動手段、及び半 柔軟駆動バーの形式の機械式復帰手段を有する第８の実施例の後方立面図であり 、尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィ ン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプター の全部品を除いてある。 図１４は、中実の尾部回転翼軸、スライダーに旋回可能に取り付けられかつ操 縦士制御指令に応じて動き得るジャイロローター、操縦士制御入力とジャイロ制 御入力とを組み合わせるための３点混合アーム、ジャイロローターを駆動して得 る駆動バーの形式の従動リンク駆動手段、及びジャイロローターブレードの形式 の空気力学式復帰手段を有する第９の実施例の後方立面図であり、尾部回転翼ブ レードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ブレード平 衡用の重り、及び 尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図１５ないし２３は、尾部回転翼ギヤボックスの近くでかつ第１の尾部回転翼 の反対側に置かれたジャイロローターを有する本発明の改良されたヨー制御及び 安定化システムの第１１ないし第１７の実施例を示す。 図１５は、それぞれ図１６ないし２３に示される第１０ないし第１７の実施例 に対する本発明のギヤボックス及び第１の尾部回転翼の一般形態を示す第１０の 実施例の平面図であり、ジャイロローター取付け機構の諸要素が断面で示され、 かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ジャイロローターアーム、及びギヤボック スの前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図１６は、中実の尾部回転翼軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられたジ ャイロローター、操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わせるための３ 点混合アーム、ジャイロローターの中心に置かれた自在型駆動手段、及びバネの 形式の機械式復帰手段を有する第１０の実施例の後方立面図であり、尾部回転翼 ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン、ブレード 平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全部品を除 いてある。 図１７は、中実の尾部回転翼軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられたジ ャイロローター、操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わせるための３ 点混合アーム、ジャイロローターを駆動している駆動バーの形式の従動リンク駆 動手段、及びバネの形式の機械式復帰手段を有する第１１の実施例の後方立面図 であり、尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテー ルフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコ プターの全部品を 除いてある。 図１８は、中実の尾部回転翼軸、尾部回転翼軸に旋回可能に取り付けられかつ 傾き得るジャイロスピンドルにより旋回を拘束されるジャイロローター、操縦士 制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わせるための３点混合アーム、ジャイロ スピンドルを駆動している駆動バーの形式の従動リンク駆動手段、及び重り付き ジャイロアームの形式の遠心力式復帰手段を有する第１２の実施例の後方立面図 であり、尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテー ルフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコ プターの全部品を除いてある。 図１９は、中実の尾部回転翼軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられたジ ャイロローター、操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わせるための３ 点混合アーム、ジャイロローターを駆動している駆動バーの形式の従動リンク駆 動手段、及び重り付きジャイロアームの形式の遠心力式復帰手段を有する第１３ の実施例の後方立面図であり、尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ 明瞭のため垂直のテールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボ ックスの前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図２０は、中空の尾部回転翼軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられた推 力作成ジャイロローター、操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わせる ための３点混合アーム、ジャイロローターの中心に置かれた自在型駆動手段、及 びジャイロローターブレードの形式の空気力学式復帰手段を有する第１４の実施 例の後方立面図であり、尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭の ため垂直のテールフィン、 ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全 部品を除いてある。 図２１は、中実の尾部回転翼軸、オフセットした旋回軸線まわりに旋回可能に ギヤボックスに取り付けられたジャイロローター、操縦士制御入力とジャイロ制 御入力とを組み合わせるための３点混合アーム、従動リンク駆動手段、及びジャ イロローターを駆動している半柔軟な駆動バーの形式の従動リンク駆動手段、及 びジャイロローターブレードの形式の機械式復帰手段を有する第１５の実施例の 後方立面図であり、尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため 垂直のテールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前 方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図２２は、中実の尾部回転翼軸、オフセットした旋回軸線まわりに旋回可能に ギヤボックスに取り付けられた推力作成ジャイロローター、操縦士制御入力とジ ャイロ制御入力とを組み合わせるための３点混合アーム、ジャイロローターを駆 動している駆動バーの形式の従動リンク駆動手段、及びジャイロローターブレー ドの形式の空気力学式復帰手段を有する第１６の実施例の後方立面図であり、尾 部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテールフィン、 ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリコプターの全 部品を除いてある。 図２３は、中実の尾部回転翼軸、スライダーに旋回可能に取り付けられかつ操 縦士制御指令に応じて動くジャイロローター、ジャイロローターを駆動している 駆動バーの形式の従動リンク駆動手段、及びジャイロパドルの形式の空気力学式 復帰手段を有する第１７の実施例の後方立面 図であり、尾部回転翼ブレードの１個が断面で示され、かつ明瞭のため垂直のテ ールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘリ コプターの全部品を除いてある。 図２４ないし２８は、単一の機構に組み合わせられたジャイロローターと尾部 回転翼とを有する本発明の改良されたヨー制御及び安定化システムの５種の単一 ローター型実施例を示す。 図２４は、中空のローター軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられた単一 型推力作成ジャイロローター、操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組み合わ せるための３点混合アーム、ジャイロローターの中心に置かれた自在型駆動手段 、及び周期的にピッチング可能なジャイロローターブレードの形式の空気力学式 復帰手段を有する第１の単一ローター型の実施例の後方立面図であり、明瞭のた め垂直のテールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの 前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図２５は、中空のローター軸、ギヤボックスに旋回可能に取り付けられた単一 型推力作成ジャイロローター、ギヤボックスに取り付けられた電子式センサーに 応答して動き得るリンク装置の形式で操縦士制御入力とジャイロ制御入力とを組 み合わせる電子式手段、ジャイロローターの中心に置かれた自在型駆動手段、及 び周期的にピッチング可能なジャイロローターブレードの形式の空気力学式復帰 手段を有する第２の単一ローター型の実施例の後方立面図であり、明瞭のため垂 直のテールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方 のヘリコプターの全部品を除いてある。 図２６は、中空のローター軸、軸を通過しているプッシュプルロッド の端部に付属しかつ操縦士制御指令に応じて動き得る単一型推力作成ジャイロロ ーター、ジャイロローターを駆動している駆動バーの形式の従動リンク駆動手段 、及び周期的にピッチング可能なジャイロローターブレードの形式の空気力学式 復帰手段を有する第３の単一ローター型の実施例の後方立面図であり、明瞭のた め垂直のテールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの 前方のヘリコプターの全部品を除いてある。 図２７は、中空のローター軸、軸を通過しているプッシュプルロッドの端部に 付属しかつ操縦士制御指令に応じて動き得る単一型推力作成ジャイロローター、 ジャイロローターを駆動している駆動バーの形式の従動リンク駆動手段、及び周 期的にピッチング可能なジャイロローターブレードの形式の空気力学式復帰手段 を有する第４の単一ローター型の実施例の後方立面図であり、明瞭のため垂直の テールフィン、ブレード平衡用の重り、及び尾部回転翼ギヤボックスの前方のヘ リコプターの全部品を除いてある。 図２８及び２９は、本発明のある種の実施例に有利に使用し得る自在型駆動手 段を示す。 図２８は、本発明に使用されるピン及びスロット型の自在駆動手段の等角図で あり、明瞭のため本発明及びヘリコプターのその他の部品は全て除いてある。 図２９は、本発明に使用される六角型の自在駆動手段の等角図であり、明瞭の ため本発明及びヘリコプターのその他の部品は全て除いてある。図面の詳細な説明 本発明は、航空機の推力発生機構に関して一定の位置を維持するため に航空機胴体に取り付けられたジャイロローター機構を備える。推力発生機構は 、ジャイロローター機構と共通の回転軸線まわりに回転するような形状にされた 尾部回転翼である。ジャイロローター機構は、これが尾部回転翼と共通の回転軸 線に沿って一定の関係であるように航空機胴体に取り付けられる。従って、ジャ イロローター機構は、操縦士が推力発生機構により作られる推力の大きさを変え るとき、共通の回転軸線に沿って直線的に動くことはない。 本発明は、ヘリコプターのヨー運動によるジャイロアームの旋回運動に応じて 旋回するジャイロスピンドルを備える。ある好ましい実施例においては、ジャイ ロアームはジャイロスピンドルに直結される。別の好ましい実施例においては、 ジャイロアームは、その旋回運動をジャイロスピンドルに伝達するように、ジャ イロリンク機構を経てジャイロスピンドルに連結される。この別の実施例におい ては、ジャイロスピンドルはジャイロアームを支持せず、従ってジャイロスピン ドルは、ジャイロアームにより作られる半径方向の遠心荷重を受けず、より軽量 の構造で作ることができる。 本発明は、ジャイロローターがヘリコプターのヨー運動に応じて旋回され又は 傾けられた後で、ジャイロローターをその正常な方向に復帰させる復帰機構も提 供する。好ましい実施例においては、ジャイロローターは、基部において支持機 構に旋回可能に連結された複数のジャイロアームを備える。ジャイロアームに作 用する遠心力がジャイロアームを支持機構から半径方向に向けるように、各ジャ イロアームには重りが連結される。そこで、ジャイロアームがヘリコプターのヨ ー運動に応じて旋回され又は傾けられた後で、ジャイロアームに作用している遠 心力がジャ イロアームをその正常な方向に復帰させるであろう。 本発明の別の特徴は、ヨー安定用部分又はローター機構が操縦士の制御入力又 は推力変更機構により機能的な影響を受けないことである。操縦士の制御が阻害 されないように、操縦士からの制御入力とヨー安定用部分のジャイロスコープ安 定の特徴とを組み合わせるために３点混同アームのような種々の手段が設けられ る。ある形態においては、操縦士の制御入力は、ジャイロローターを空間内で直 線的に動かすように働くことができる。かかる直線運動は、ヨー安定用部分のジ ャイロ装置を傾けさせないであろうため、これら操縦士の入力はジャイロ装置に は機能的な影響を与えない。 図１を参照すれば、ヘリコプター１０は、ヘリコプター１０を空中で上昇させ るために主回転翼回転軸線５まわりに回転する大きい主回転翼１、及び主回転翼 １により生ずる回転力を補償しかつヘリコプター１０を操舵するために尾部回転 翼回転軸線１４まわりに回転する小さい尾部回転翼２を備える。尾部回転翼２は 、図１及び３に示されるようにテールブーム１６の端部に取り付けられる。一般 に、ヘリコプター１０の主回転翼１及び尾部回転翼２の両者は、通常はヘリコプ ター胴体内で主回転翼の付近に置かれるエンジン３（大部分は陰になって見えな い）のような動力源により駆動される。流線形の胴体シェル４がヘリコプター１ ０の正面を覆うが、これは後方尾部回転翼２には伸びていない。別の実施例では 、胴体シェルは尾部回転翼まで後方に伸びることがある。 図１に示されたヘリコプター１０は模型ヘリコプターであるが、人員輸送用ヘ リコプター（図示せず）も主回転翼と尾部回転翼とを有すること、及び（傾斜回 転翼航空機）のような別の形式の回転翼航空機も同様 な方式で運転できる推力作成用の付属装置を使用することが理解されるであろう 。適切な模型ヘリコプターの形態と構造の詳細な説明は、ここに参考文献として 取り入れられた１９９４年８月１８日付け、米国特願０８／２９２７１８号にお いてポール・イー・アールトン他により明らかにされる。適切な尾部回転翼シス テムの詳細な説明は、ここに参考文献として取り入れられた１９９４年８月１８ 日付け、米国特願０８／２９２７１９号においてポール・イー・アールトン他に より明らかにされる。適切なヘリコプター主回転翼システムの詳細な説明は、こ こに参考文献として取り入れられた１９９４年４月２５日付け、米国特願０８／ ２３３１５９号においてポール・イー・アールトン他により明らかにされる。 ヘリコプター１０の主回転翼１は、主回転翼回転軸線５に揃えられた主回転翼 軸（大部分が見えない）により支持された２個の回転翼ブレード１７と２個の短 いサブローター安定ブレード２３とを備える。作動時には、主回転翼１は、回転 方向６で主回転翼回転軸線５まわりに高速回転する。主回転翼１が回転すると、 主回転翼ブレード１７及びサブローターブレード２３が、大量の空気を下向きに 動かしこれによりヘリコプター１０を上方に浮揚させるプロペラ又は送風機のよ うに作用する。回転方向６における主回転翼１の回転により作られたヨートルク （反力）が、ヘリコプター１０を主回転翼軸線５まわりでヨー方向７に旋回させ ようとする（主回転翼軸線５まわりのヘリコプター１０の角度方向運動は「ヨー 運動」と呼ばれ、ヘリコプター１０を主回転翼軸線５まわりで回転させようとす る力は「ヨーモーメント」又は「ヨートルク」と呼ばれる）。安定したホバリン グ飛行をするような平衡状態にあるときは、 尾部回転翼２が空気を方向７に押して、主回転翼１により作られたヨートルクを 正確に打ち消すように十分な方向８の推力を作り、ヘリコプター１０は飛行中の 一定の機首方位を維持する。 尾部回転翼ブレード１１のピッチの同時減少又は同時増加による尾部回転翼２ の推力の減少又は増加は、それぞれヘリコプター１０のヨー方向７又は８におけ る回転を生ずるであろう。フルサイズヘリコプター（図示せず）の操縦士は、操 縦席に置かれたフットペダルの操作により尾部回転翼ブレードのピッチを集中制 御することが普通である。ケーブル、プッシュプルロッド、混合アーム、及びベ ルクランクが、ペダルと尾部回転翼ブレードのピッチ制御装置とを連結する。操 縦士がペダル位置を調整すると、迎え角（ピッチ）の変化及び組み合わせられた 回転中の尾部回転翼ブレードの推力の変化が主回転翼ブレードまわりのヨーモー メントを生ずる。このヨーモーメントがヘリコプターの操縦に向けられ、或いは 操縦士が感じた何らかの撹乱ヨーモーメントへの対抗に向けられる。 ラジコン式モデルヘリコプターのローターはフルサイズヘリコプターと同様に 作動する。操縦士は手持ち式送信機の小さいジョイスティックを操作し、送信機 は飛行中のモデル内におかれた電子・機械式のサーボアクチュエーターに指令を 送る。プッシュプルロッド、ミキシングアクチュエーター及びベルクランクがサ ーボアクチュエーターと尾部回転翼ブレードの同時ピッチ制御装置とを連結する 。 本発明による制御及び安定システムを有するヘリコプター１０のテール組立体 の拡大図である図３に詳細に示されるように、尾部回転翼２は、２個の尾部回転 翼ブレード１１、スパイダー２０２、ジャイロパドル５ ９を有するジャイロ機構１２、ジャイロパドルグリップ２０３、デルタ駆動バー ２０４、及びジャイロ軸５１上に回転可能に支持されかつジャイロ回転軸線５０ ０まわりに回転方向１３で回転するジャイロハブ６２を備える。一般に、ジャイ ロ機構１２の傾けられない正常な状態においては、ジャイロ回転軸線５００は尾 部回転翼軸線１４と一致する。尾部回転翼ブレード１１は、リーチアラウンドグ リップ３２、タイミングウエイトボルト３４を有し、かつ米国特願０８／２９２ ７１９号においてポール・イー・アールトンにより説明された空力的に平衡した 形式のものである。この出願は、ジャイロ機構１２に悪影響を与える可能性のあ る制御リンクの力を最小にし又は補償するものである。 図１ないし５に示された本発明の好ましい実施例においては、ジャイロ機構１ ２は、尾部回転翼２と共に回転するように尾部回転翼２の外側に機能的に取り付 けられ、更に図４に示されるように、ジャイロ回転軸線５００と直角な実質的に 水平のジャイロ旋回軸線５３３まわりで旋回する。図５に最もよく示されるよう に、シザーリンク２０４、２０５が尾部回転翼１２の回転運動をジャイロ機構１ ２に伝え、ジャイロ機構１２は尾部回転翼２に関して傾き又は移動することがで きる。作動時には、ヘリコプター１０のヨー方向７又は８における回転がジャイ ロ機構１２をジャイロ旋回軸線５５３まわりで歳差運動させ（傾けさせ）かつ制 御リンク４７６、４７５、４８、１９９を変位させ、これにより尾部回転翼ブレ ード１１のピッチ、従って対応して尾部回転翼２による作られる推力を調整し、 ヨー運動に対抗する。特徴及び機能的要素 本発明を全体として理解するためには、その基本的な機能部材の作動 と用途又は特徴を理解して出発することが重要である。本発明による改良された 制御及び安定化システムは、次の五つの基本的特徴のある組合せにより一般的に 説明することができる。 （１）尾部回転翼及びギヤボックスに関するジャイロローターの位置； （２）操縦士入力とジャイロローター入力との組合せ方法； （３）ジャイロローターの駆動方法； （４）ヘリコプターが回転を停止したときにジャイロローターを正常な非旋回 の向きに復帰させる方法；及び （５）ジャイロローターは、尾部回転翼により作られる推力を増加するための 推力を作るようにされているか否か。 以下の各項は、これらの特徴をより詳細に説明する。続く諸項は、これら基本 的特徴の項目における図解された実施例の各について論ずる。特徴１：ジャイロローターの位置 本発明によるジャイロ機構の位置はこのシステムの全体的な作動にはあまり影 響せず、航空機の特別な形状に適するように選ばれることが好ましい。大部分の 最近のヘリコプターの尾部回転翼は、２種の共通な形状に属する。一つは、尾部 回転翼ブレードのピッチを制御するために尾部回転翼軸の中心を通過している（ プッシュプルロッド２２と同様な）プッシュロッドのある（図２の尾部回転翼軸 １８４と同様な）中空軸を有し、他方の形状は尾部回転翼ブレードのピッチを制 御するために尾部回転翼軸を囲んでいる（スライダー２３０と同様な）制御スラ イダーとリンク機構とを有する（図１６の尾部回転翼軸２１６０と同様な）中実 軸を持つ。本発明による制御及び安定用のシステムは、いかなる尾部回 転翼形状との使用においても一般化することができる。 本発明のジャイロ機構は３カ所の場所の一つ、即ち、図４ないし７に示された ような尾部回転翼の外側、図８ないし１４に示されたような尾部回転翼とギヤボ ックスとの間、又は図１５ないし２３に示されたような尾部回転翼とは反対側の ギヤボックス（の外側）の隣に置かれる。これは、また尾部回転翼軸に対して（ ９０°のような）角度でギヤボックスの後端に、或いは図１に示されたヘリコプ ター１０の前方位置４４９におけるようなヘリコプターの前方部分内の動力伝達 機構の近くのような尾部回転翼から離れた飛行の別の部分に置くこともできる。 各位置は特有の取付け用構造を必要とし、異なった用途における利点を持つ。 例えば、図４ないし７に示された尾部回転翼の外側位置について必要な取付け用 構造は簡単であり、模型ヘリコプター用ではボールベアリングは不要であるが、 ジャイロローターを支持するために比較的頑丈な非回転式のプッシュプルロッド ２２が必要である。ジャイロ機構は、例えば図９及び１６に示されるようにギヤ ボックスのどちら側かに次いで取り付けるときは、（ジャイロスピンドル２２２ の内側で）比較的大きいボールベアリング組立体により支持され、これが取付け 用構造をより大きくかつ複雑にする。しかし、ジャイロ機構はギヤボックスに直 接取り付けることができるので、プッシュプルロッドを取り付けるときよりも取 付け用構造をよりしっかりと作ることができ、（推力を作るようにされたジャイ ロローターによるような）ジャイロローターにより作られるいかなる作動力もヘ リコプターの構造に直接的に伝えることができる。図１に示されたヘリコプター １の前方位置４４９におけるような尾部回転翼からある距離に取り付けられたと きは、ジャイロローターは、 現存の尾部回転翼取付け構造の利点を得ることができないが、ジャイロ機構の重 量を航空機の前方に置き、望ましくないテールヘビイ状況を避ける可能性があり 有利である。特徴２：操縦士入力とジャイロローター入力との結合方法 現在利用し得る機械式安定システムの多くの基本的な欠陥の幾つかはジャイロ による安定化と操縦士の制御機能とを結合させる方法に起因する。本発明の特有 かつ新規な性質は、操縦士の制御入力とジャイロ機構からの安定化入力とを相互 に独立した作動ができるように組み合わせ得る方法である。取付け位置により、 操縦士制御と安定化入力との結合方法は大きく決められるが、作動時には各方法 により同様な結果が得られる。 操縦士制御と安定化入力とを結合させる２種の基本的な機械式方法は、混合リ ンク装置によりジャイロ機構を尾部回転翼に関して直線的に動かすことによる。 ２個の機械的入力を尾部回転翼推力制御用の１個の機械的出力に組み合わせるた めに、本発明においては、図９に示された混合アーム２９７のような直線状又は 角度の付けられたベルクランク又は３点混合アームが使用される。これらのリン ク装置は入力を増大させ又は減少させるような形状とすることができる。リンク 装置は、一方の入力を他方の入力と等しくさせ又は増大させて入力を平衡させる ような形状とすることもできる。例えば、図９において、混合アーム２９７は複 数のジャイロ入力旋回点３１０を有し、これらの旋回点のそれぞれはリンク２９ ８に関して調整可能であり、これにより、操縦士プッシュロッド２９６を経て混 合アーム２９７上の操縦士入力旋回点３１１に伝えられる操縦士入力に関してジ ャイロローター２９０の入力を調整する。混合 アーム２９７は出力旋回点３１２においてプッシュプルロッド３０９に連結され 、このプッシュプルロッド３０９及びスパイダー３０７を移動させて尾部回転翼 ブレード１１のピッチを変える。 図４ないし７に示されたような本発明に幾つかの実施例は、操縦士の制御指令 に応じて（図５においてジャイロローター１２がプッシュプルロッド２２により 軸方向で動かされるように）ジャイロ機構を尾部回転翼に関して空間内で直線的 に動かす。ポール・アールトンの米国特許５３０５９６８号において詳細に説明 されるように、ジャイロ機構の空間におけるいかなる方向の移動（非旋回運動） もジャイロ機構にジャイロ効果を与えることなく、従ってかかる運動はジャイロ 機構を傾けないであろう。この方法で、操縦士の制御指令はジャイロ機構の直線 移動により尾部回転翼ブレードの推力制御手段に伝えられ、一方、ジャイロによ る安定化入力はジャイロ機構の角度変位（傾斜）により伝えられる。 或いは、操縦士はジャイロ機構に強制的に上乗せすることができるが、これは 操縦士の制御に望ましくない負荷が生じ、かつ制御システム内に尾部回転翼ブレ ードの直接制御を許さないバネのような上乗せ機構を必要とする。理想的ではな いが、かかる上乗せシステムは本発明の別の特徴から得ることができるであろう 。 図１０に示されたようなハイブリッド型電子・機械式システムは、操縦士制御 と安定化入力とを結合させるための第３の方法を提供する。このシステムにおい ては、ジャイロリンク装置は機械式のかわりに電子式であり、機械式リンク装置 と同じ機能を行い、かつ（操縦士制御に安定化入力を付加するために）尾部回転 翼ピッチのリンク装置を直接動かす代わりに尾部回転翼制御サーボ装置を経て尾 部回転翼を制御する。 ハイブリッド型電子・機械式システムにおいては、ローターの傾きを検知する ために、図１０に示されたようなホール効果スイッチ３２２又はその他の形式の 電気式又は電子式のスイッチ又はポテンショメーターのような電子的手段が使用 される。スイッチからの出力信号は電線により、典型的にはヘリコプターの胴体 内に置かれる電子式サーボ制御ユニットに伝えられ、信号は電子的に増幅され操 縦士の制御指令と混合され尾部回転翼制御サーボに向けられる。電子的な増幅と 混合とは電気的に駆動されるジャイロローターを有する電子式ジャイロシステム と共通であるが、機械的に駆動されるジャイロローターを有するシステムに使用 することは全く新規のものであり、ここに初めて明らかにされる。 図１０に示されたジャイロローター３２５のようなハイブリッド型電子・機械 式システムのジャイロ機構は、これが尾部回転翼ブレードに直接に作用するので はなくて小さいスイッチ又はポテンショメーターだけを作動させるため、純機械 式システム用に設計されたものよりも一般に小さくすることができ有利である。 更に、機械式であるため、ジャイロ機構の駆動には電気的動力の供給又は電動機 は不要である。しかし、電子・機械式システムの欠点は、尾部回転翼制御サーボ が、飛行中、絶えず運動していることである。かかる状態はサーボに高度の摩耗 を生じ、予期しないサーボの故障をもたらす可能性がある。特徴３：ジャイロローターの駆動方法 本発明の種々の実施例のジャイロローターは、従動リンク装置を経て、自在継 手を経て、或いは駆動軸への直結により駆動することができる。これらジャイロ ローター駆動システムが以下説明される。 本発明は、従動リンク装置の新しくかつ新奇な使用を行う。従動リン ク装置は、一般に、回転システムのある部材から別の部材に回転運動を伝えるリ ンク装置であって、機械的障害物を迂回し、間隙を越え、或いは他方の部品に関 して動き又は傾かなければならない部品間で回転運動を伝え得る能力を特徴とす る前記リンク装置のいずれかのリンク又はそれらの組合せとして説明できる。従 動リンク装置のよい例が図５に見られ、これにおいては、ジャイロローター１２ が旋回軸線５５３（図４参照）まわりで傾きかつスパイダー２０２がプッシュプ ルロッド２２に沿って滑るときも、回転運動をスパイダー２０２からジャイロロ ーター１２に伝達するために、シザーリンク２０１はインナー駆動リンク２０５ とデルタ駆動バー２０４とを備える。 従動リンクは、回転している部材に復帰力又は制御運動を与えて、回転システ ムの部材を正常方向又は位置に戻す復帰手段としても作用する。これは、一般に 回転軸線上に置かれシステムには有意の復帰力を与えない自在継手（ジンバルと も呼ばれる）とは対照的である。 図１８に示されたような直接駆動システムは、一般に、ジャイロローターアー ム２５４のあるジャイロローター２５３を有し、このアームは駆動軸２５８に旋 回可能に連結され、軸に実質的に直角方向のフラッピング軸線２５９、２６０ま わりに旋回し又はフラッピングする。旋回ピン２１２まわりで傾きかつ駆動バー ２５６によりジャイロローター２５３に連結された遠方ジャイロスピンドル２６ １が回転しているジャイロローター２５３を拘束して、フラッピング軸線２５９ 、２６０の中央部に置かれた１個の有効旋回軸線まわりで傾ける。特徴４：ジャイロローターを復帰させる方法 本発明の第４の特徴は、ヘリコプターの回転が止まったときに、ジャ イロ機構を正常な非旋回方向に復帰させる方法である。ジャイロ機構の方向を決 めるために、種々な実施例において機械的なバネ力、（回転方向の）遠心力、及 び空気力学的な力が使用される。これらは、それぞれ用途に応じて他のものに勝 る利点を持つ。 図９における３０１及び３０２のような機械式バネは比較的小型でありかつ変 形に応じて復帰力を作り、かつシステムの運転速度とは無関係である。バネは、 これにより作られる復帰力を小さい速度範囲内で最もよく作動するように調整（ 同調）できるので、一定速度で作動しているシステムによく適している。フルサ イズヘリコプター及び集中可変ピッチ式の主回転翼ブレードを有する模型ヘリコ プターにおいては、定速ローターシステムが普通である。 遠心力式及び空気力学的な機構は、通常はバネ式の機構より複雑であるが、シ ステムの運転速度と共に変化する復帰力を作る。遠心力式復帰手段は、力が（図 ７に示されたようにスピンドル駆動バー３５３に関連して作動している重り付き のアーム３５２のような）制御及び安定化機構の適宜部材の回転運動により得ら れる利点のある適宜の装置とすることができる。ジャイロ力は、ヘリコプターの ヨー角が回転速度と共に変化するときにジャイロ機構を傾けるので、遠心力式及 び空気力学式の復帰機構は、固定ピッチ式の主回転翼ブレードを有する模型ヘリ コプターで使用したいシステムのような広い速度範囲で運転しなければならない システムにおける使用によく適合する。特徴５：推力を作るようにされたジャイロローター 最も簡単な場合は、本発明のジャイロ機構は、空気力学的諸特性を持たない回 転円板を備えるが、多くのその他の実施例においては、ジャイ ロローターは空気力学的抗力を作る。ジャイロローターについては、この抗力が 利得なしで作られないように有用な推力を作ることが望ましい。尾部回転翼ブレ ード１１を集中的にピッチ変更をしない（図３のパドル５９のような）簡単なジ ャイロパドルは、尾部回転翼２を無負荷にし又は釣合いを取るために使用できる が、ヘリコプター１０を操縦するには尾部回転翼ブレード１１のピッチを集中的 に変えねばならないので、尾部回転翼２の効果を全体的には減らす可能性がある 。集中ピッチ可変式のパドル又はブレードは更に複雑になるが、ある種の用途で は、認め得る抗力の増大なしに尾部回転翼の推力を増加し得るので好ましい。 ある実施例においては、ジャイロローターは、推力作成用ローターとしての使 用に適している。ジャイロローターは運転中に傾けなければならないので、不用 意な観察者には、この傾斜したジャイロローターにより作られた推力が種々の望 ましくない方向に向けられるであろうように見えるかもしれない。しかし、ジャ イロローターブレードを周期的にピッチ変更するための手段を設けることができ るので、ジャイロローターを通る空気の流れは単に傾けられたローターを通る経 路と同じ経路を流れるとは限らないであろう。実際の空気流の方向は、ローター システムの寸法と速度、ジャイロローターの傾斜度、ローターブレードの質量、 及びジャイロローターブレードになされる周期的ピッチングの大きさを含んだ多 くの要因に依存するであろう。 ハイブリッド型電子・機械式システムにおけるジャイロローターの作動時の傾 きは、通常、全機械式システムにおけるよりかなり小さい。電気式及び電子式の スイッチは、非常に敏感であるため、ローターの傾きは少ししか要求されず、従 って電子・機械式システムにおける推力作成 用ジャイロローターにより作られる反安定化推力は、全機械式システムにおける 同様なジャイロローターによるよりも小さい。図示の実施例 本発明の基本的な特徴及び機能的な考察を一般的に説明するに当たり、多くの 好ましい実施例を表している図面が参照されるであろう。各実施例は図１のヘリ コプター１０についての機能として示されるがその他の航空機に一般化すること ができる。航空機の運動力学の基本的な作動力学の説明は、参考文献としてここ に組み入れられた１９９４年８月１８日付け米国特願０８／２９２７１９号並び に１９９４年４月２６日付け米国特許５３０５９６８号においてポール・イー・ アールトンにより詳細に説明されている。 一般に、本発明のジャイロ機構は、ジャイロローター旋回軸線まわりに旋回し 得る回転ジャイロローター、及びこのジャイロローターの旋回変位に応答するジ ャイロスピンドルを備える。例えば図１６に示されるようなある好ましい実施例 においては、ジャイロスピンドル２２２はジャイロローター２１０を直接支持す る。例えば図１８に示されるような別の好ましい実施例においては、ジャイロス ピンドル２２２はジャイロローター２５３からある距離に置かれ、リンク装置２ ５６によりジャイロローター２５３に連結される。 図面に示されたジャイロローターは一般に中央ハブから半径方向に伸びている ２個のジャイロアームを有する状態で明示されるが、（図１８に示されたような ）ある種の実施例においては２個以上のアームを持ったジャイロローターが有利 であることが理解されるであろう。追加アームはジャイロ回転軸線に直角な軸線 まわりのジャイロローターの慣性モ ーメントを大きくする。回転軸線に直角な軸線まわりの大きい慣性は、ジャイロ ローターの傾斜が図１８のジャイロスピンドル組立体２６１のような離れたジャ イロスピンドルに伝えれるときに特に重要である。これは、尾部回転翼ブレード １１の遠心力によるフェーザーリングにより作られる可能性のあるジャイロプッ シュロッド２２３に作用する遠心力が、スピンドル組立体２６１を旋回ピン２１ ２まわりで傾けようとするであろうためである。両方のジャイロアーム２５４が 旋回ピン２１２と平行である位置にジャイロローター２３５が尾部回転翼回転軸 線１４まわりに回転したときは、ジャイロローター２３５は、２個のアームだけ ではスピンドル組立体２６１の傾斜角を維持できない。ジャイロローター２５３ が半径方向に伸びている３個のジャイロアーム２５４（及び対応したスピンドル 駆動バー２５６）を有するならば、これは、スピンドル組立体２６１を常に拘束 するために必要な慣性を提供することができる。図３に示されたような別の実施 例は、ジャイロスピンドル５１の傾斜角を維持するに十分な慣性を作るように設 計できるジャイロハブ６２を持ち、従って２個以上のジャイロアームを不要にす ることができる。 一般に図４ないし２７の諸図面を参照すれば、ヘリコプター１０用の本発明の ２２種の好ましい実施例を示す。図４から２３は、種々の機械的形態を有するテ ール組立体用の本発明の１７種の２重ローター型実施例を示す。便宜上、図面は １次尾部回転翼と尾部回転翼ギヤボックスに関するジャイロ機構の位置に基づい て３グループに纏められる。各グループ内で、図面は本発明を構成する基本的な 機能的部材の変更例を示す。図２４ないし２７は本発明の４種の実施例を示し、 これらにおいては、１次尾部回転翼とジャイロ機構とは１個の回転翼に組み合わ せられてい る。一般に、各実施例は、機械式リンク装置及び駆動手段のような機能部材を備 え、これらはこの部材を予定するヘリコプターの形態により加えられる制限内で 種々の実施例において交換可能である。 さて、ヘリコプター１０のテールブーム組立体の分解図である図２を参照する と、ギヤボックス１５がテールブーム１６の端部に取り付けられ、かつボールベ アリング１７９、１８０、ベベルギヤ１８２、１８３、及び尾部回転翼軸１８４ を囲む。これらは一緒に尾部回転翼２を支持しかつ駆動する（図１参照）。ヘリ コプター１０の動力源３からの回転運動は、（駆動用ワイヤー７０に付けられた ）前面のベベルギヤ６９、ベベルギヤ１８２、１８３、尾部回転翼軸１８４、及 び尾部回転翼ハブ３９を経て、尾部回転翼ハブ３９に取り付けられた尾部回転翼 ２（図１に図示）に伝達される。 模型ヘリコプターについては、（切り取られて示された）テールブーム１６は 、中央ハウジング１９１及び各端部にある高価なボールベアリングに代わってデ ルリンのようなプラスチック材料製の端部ハウジング１９０を持つ。ギヤボック スボルト１９３が、ギヤボックス１５に形成されたギヤボックス穴１９４及びテ ールチューブ１６の端部付近の（図２に想像線で示された）ボルト溝１９２を通 過し、ギヤボックスロックナット１９５内に入り、これによりギヤボックス１５ をテールチューブ１６に固定する。端部ブシュ１９０には、ギヤボックスボルト １９３の通過ができるようにブシュ凹所１９６が形成される。 テールブーム１６をヘリコプター１０の胴体構造（図示せず）に取り付けるた めにテールチューブブラケット１９７が設けられる。操縦士の制御指令は図２に 示されたような（クレビス２００を有する）操縦士プッ シュロッド２０とベルクランク２１とを作動させる。本発明のある実施例は、尾 部回転翼ハブ３９に取り付けられた尾部回転翼組立体２に尾部回転翼軸１８４の 中心を通って制御指令を伝えるためにプッシュプルロッド２２を使用する。この 場合、尾部回転翼軸１８４は図示のように中空であることが必要である。 図２ａ、４及び５は、本発明の改良された制御及び安定化システムの第１の実 施例を取り入れたヘリコプター１０のそれぞれ分解図、平面図、及び後端部の図 である。この第１の実施例においては、ジャイロローター１２はジャイロハブ６ ２から半径方向に伸びていてかつジャイロスピンドル５１により回転可能に支持 されたジャイロパドル５９を持つ。ジャイロスピンドル５１はジャイロ取付け具 ５２から伸びているジャイロ旋回ピン５３により旋回可能にに支持され、この取 付け具は、中空の尾部回転翼軸１８４の中心とギヤボックス１５とを通って伸び るプッシュプルロッド２２に（図２ａに示された）押しネジ５０により取り付け られる。ジャイロローター１２はジャイロローターの回転軸線５００まわりに回 転し、かつ（通常は尾部回転翼軸線１４と一致する）実質的に長手方向の旋回軸 線５５３まわりに旋回するように旋回ピン５３により拘束される。 半ば柔軟なジャイロプッシュロッド４７５がジャイロスピンドル５１の旋回運 動を一方向運動に変換し、かつこのプッシュロッドは旋回リンクピンと一致する ジャイロ出力旋回点４７６においてジャイロスピンドル５１に機能的に連結され る。スパイダースライダー４８が半柔軟ジャイロプッシュロッド４７５によりジ ャイロスピンドル５１に機能的に連結され、かつこれはプッシュプルロッド２２ 上を軸方向で自由に動ける。 スパイダー２０２は、アイレット４５とスライダー４８との間に形成された環状 凹所によりテールロッド軸線１４まわりに回転可能に支持され、かつスパイダー アーム１９９により各リーチアラウンドグリップ３２の前端部に機能的に連結さ れる。このグリップは各尾部回転翼ブレード１１及びブレード釣合い用の重り３ ４に固定される。（例えば、ヘリコプター１０のヨー運動により旋回ピン５３ま わりのジャイロローター１２の歳差運動により生ずるような）ジャイロスピンド ル５１の傾斜は、ジャイロプッシュロッド４７５、スパイダースライダー４８、 及びスパイダー２０２を移動させ、これにより操縦士制御入力とは無関係に尾部 回転翼ブレード１１のピッチを変える。プッシュプルロッド２２は、典型的には ベルクランク２１（図２に図示）に連結された操縦士プッシュロッド２０（図２ に図示）を有する操縦士制御システムにより定位置に保持されることに注意され たい。ジャイロローター１２はプッシュプルロッド２２に機能的に連結されるた め、尾部回転翼回転軸線１４に沿って軸方向でプッシュプルロッド２２を移動さ せる操縦士制御入力もジャイロローター１２及び取り付けられたピッチリンク装 置を移動させ、これによりジャイロローター１２の安定化入力とは無関係に尾部 回転翼ブレード１１のピッチを変える。 尾部回転翼ハブ３９の回転運動は、ブレードグリップ３２とスパイダー２０２ 、内側駆動リンク２０５を有するシザーリンク２０１、及びジャイロパドルグリ ップ２０３に機能的に連結されたデルタ駆動バー２０４を経てジャイロローター １２に伝えられる。ジャイロパドルグリップ２０３はジャイロパドル５９の旋回 ロッド部分２０９に固定され、ジャイロパドル５９をそれぞれピッチ軸線５７、 ５８まわりに回転できるよう にジャイロハブ６２に旋回可能に連結する。デルタ駆動バー２０４、及び内側駆 動リンク２０５は、従動リンクとして作動するとき、ジャイロローター１２の傾 斜又はプッシュプルロッド２２上のスパイダー２０２の軸方向移動にかかわらず ジャイロローター１２に回転運動を伝える。 各デルタ駆動バー２０４は、駆動リンク２０５内に伸びている駆動旋回脚部分 １８９、及びジャイロパドル５９のピッチング軸線と鋭角のデルタ角を形成する ように方向付けされたデルタ旋回脚部分２０６を持つ。ジャイロローター１２の 旋回はジャイロパドル５９のピッチを周期的に変えてジャイロパドル５９上にお ける周期的な空気力学的な力を生み、ジャイロローター１２を正常な垂直位置に 復帰させようとする。この方法で、シザーリンク２０１は、ジャイロローター１ ２に対する駆動手段及び復帰用手段の両者として作用する。デルタ駆動バー２０ ４は半ば柔軟であるべきこと、又はその長手方向軸線まわりでわずかに回転する ように追加された自由度を有することに注意すべきである。これは、図５に示さ れたデルタ機構の作動がデルタ駆動バー２０４における小さい捩り力を誘導する ためである。本発明の別の実施例では、ジャイロローター１２を正常な垂直方向 向きに復帰させるために、バネ手段を、デルタ駆動リンク、内側駆動リンク、及 び／又はスパイダーと相互連結することができる。 デルタ駆動構成要素は、ジャイロローター１２の旋回運動がヘリコプター１０ の主回転翼１のデルタヒンジと概念的に同様な方法でジャイロパドル５９のピッ チング運動を生ずるためにこのように呼ばれる（ローターヒンジ軸線は一般にア ルファ、ベーター、ガンマー及びデルタと呼ばれる）。 図１ないし５に示された本発明と米国特願０８／２９２７１９号においてポー ル・イー・アールトンにより明らかにされた装置との間の重要な相違点は、ジャ イロローター１２を駆動するために摺動可能なデルタ駆動バー（図示せず）の代 わりにデルタ駆動バー２０４と内側駆動リンク２０５とを備えたシザーリンク装 置２０１の使用である。旋回シザーリンク装置２０１は、摩擦抵抗が小さく、か つ多くの用途において摺動可能な駆動バー（図示せず）より実用的であり有利で ある。デルタ駆動バー２０４はデルタＺリンクとしても知られ、好ましくは、Ｚ 状に曲げられた金属線で作られる。形成された線のＺリンクは、模型ヘリコプタ ー用において特に安価かつ簡単である。 図６は本発明の第２の実施例を示し、ジャイロローター３３９は、図４及び５ に示されたような空気力学的パドル５９を持つ代わりに、端部にジャイロアーム 重り３４８のあるジャイロアームを持つ。作動時には、スライダー４８は、プッ シュプルロッド２２の端部に固定されたジャイロ取付け具５２により旋回可能に 支持されたジャイロスピンドル５１の旋回運動により、軸方向で動かされる。ク ロスバー３４２がクロスバー旋回点３４５においてスパイダー３４４に旋回可能 に取り付けられ、このため、スライダー４８の軸方向の移動がスパイダー３４４ 、クロスバー３４２、及び駆動バー３４３を動かす。この駆動バーはボールジョ イント３４７において重り付きジャイロアーム３４０に方向自在に連結される。 クロスバー３４２及び駆動バー３４３のかかる軸方向移動がアームフラッピング 旋回点３４６まわりでジャイロアーム３４０を「円錐状」にさせる。遠心力がジ ャイロアーム３４０をジャイロハブ３３８から半径方向に向けようとするため、 ジャイロアーム３４０の円錐化はスライ ダー４８をプッシュプルロッド２２上の非移動位置に戻そうとする遠心力を作り 、これによりジャイロロッド３３９は正常な垂直方向向きに復帰する。重り付き ジャイロアーム３４０は、図４及び５に示されたジャイロパドル５９より構成す ることが簡単であり有利である。 図７は、スパイダー３５５の中心部分に設けられたフラッピング旋回点３５７ から半径方向に伸びている重り付きジャイロアーム３５２であって、かつスピン ドル駆動バー３５３によりボールジョイント３５４においてスピンドルハブ３５ ６に機能的に連結された前記ジャイロアームを持ったジャイロローター３５１を 有する第３の実施例を示す。尾部回転翼ハブ３９の回転運動は、（内側駆動リン クとして作用する）リーチアラウンドグリップ３２及び（ジャイロ駆動バーとし て作用する）スパイダー３５５のアームを備えた従動リンク装置により、ジャイ ロローター３５１に伝えられる。スピンドルハブ３５６はジャイロローター３５ １を実質的に長手方向軸線まわりで傾けるように拘束し、かつジャイロローター の傾斜を強制している離れたジャイロスピンドルの一般概念を示す。ジャイロロ ーター３５１の傾斜はスピンドルハブ３５６を傾けさせ、更にスライダー４８を 軸方向で変位させる。かかる軸方向の変位が、ジャイロアーム３５２をアームフ ラッピング旋回点３５７まわりで円錐状にさせ、スライダー４８をプッシュプル ロッド２２上の非変位位置に戻そうとする遠心力を作り、これによりジャイロロ ーター３５１を正常な垂直方向に復帰させる。スピンドルハブ３５６が重り付き ジャイロアーム３５２の半径方向遠心荷重を支持する必要がないため、スピンド ルハブ３５６を図６に示されたジャイロハブ３３８より軽く構成でき有利である 。 図８及び９は、尾部回転翼２とギヤボックス２９５との間に置かれたジャイロ ローター２９０を有する本発明の第４の実施例を組み込んだヘリコプター１０の 尾部回転翼組立体の、それぞれ平面図及び後端部の立面図を示す。図８ないし１ ４に示された第４から第９の実施例のギヤボックス及び１次尾部回転翼の一般形 状を示すこの第４の実施例においては、ジャイロローター２９０は、ジャイロハ ブ２８９から半径方向に伸びている重り付きアーム２９１を有し、このアームは ギヤボックス２９５から伸びているジャイロ支持アーム３０５により支持される 。ジャイロローター２９０は、通常は、ジャイロローター軸線５００まわりで回 転し、更にジャイロ支持アーム３０５を通ってジャイロスピンドル２２２内に伸 びている旋回ピン２１２により実質的に長手方向の旋回軸線５１２まわりで旋回 するように拘束される。ジャイロハブ２８９はボールベアリングの内輪２１７に より支持され、そして中空の尾部回転翼軸２９３上の自在型駆動手段への内部の 受けを持つ。 例証的に、尾部回転翼軸２９３は駆動ピンのある球状の張出しを備えた自在型 駆動手段を有し、前記駆動ピンは、前記張出しから半径方向に伸びかつジャイロ ハブ２８９内の軸方向スロット（図８に切り取って図示）内に乗り、これにより 尾部回転翼軸２９３の回転運動をジャイロローター２９０に伝えると同時に旋回 ピン２１２まわりのジャイロローター２９０の旋回を許す。本発明の別の実施例 においては、従動リンク駆動手段を自在型駆動手段で代えることができる。ジャ イロローター２９０は内輪２１７により回転可能に支持されるように示されるが ジャイロ支持アーム３０５を適切に変形しかつ操縦士制御とジャイロ安定化入力 とを組み合わせる変更された手段により外輪２１８により支持されるよ うにすることができる。 ジャイロプッシュロッド３０３は、ジャイロ出力旋回点３０４においてジャイ ロスピンドル２２２に旋回可能に連結され、ジャイロローター２９０からの安定 化出力を３点混合アーム２９７に伝え、ここでこの出力は、操縦士プッシュロッ ド２９６を移動させている操縦士制御指令と組み合わせられる。プッシュプルロ ッド３０９が、この組み合わせられた制御及び安定化の指令を、中空の尾部回転 翼軸２９３を経てスパイダー３０７に伝え、更にこれによりリーチアラウンドグ リップ３２及び尾部回転翼ブレード１１に伝える。 本発明のジャイロ安定システムの感度及び有効性を最大にするために、尾部回 転翼システムの尾部回転翼ブレード１１及びその他の部材により作られる空力的 な力及びジャイロのピッチング力を補償することが一般に望まれる。ブレードの ピッチング軸線２３１まわりで発生するピッチング力は、スパイダー３０７、プ ッシュプルロッド３０９、混合アーム２９７、リンク２９８、及びジャイロプッ シュロッド３０３を経て、ジャイロローター２９０に望ましくない傾斜をさせて いるジャイロスピンドル２２２に伝えられる。ジャイロプッシュロッド３０３上 のジャイロ調整ナット２９９と３００、及び調整可能なリンク２９８が、複数の ジャイロ入力旋回点３１０の一つにおいて３点混合アーム２９７に機能的に連結 される。ジャイロ入力旋回点３１０は、３点混合アーム２９７への安定化入力の 利得とバンド幅とを調整するため、及びジャイロローター２９０に加えられる復 帰力を調整するために設けられる。調節式ナット２９９と３００とはバネ３０１ と３０２を押し付けるように作用し、かつピッチリンク力を補償するように設定 することもでき、このため、尾 部回転翼ブレード１１が空気力学的に不平衡にされた場合、或いはそれぞれのブ レードのピッチング軸線２３１まわりの質量が不平衡にされた場合でも、ジャイ ロローター２９０は正常な垂直方向を維持する。 ジャイロローター２９０は、２個のアーム２９１だけしか図示されていないが 、ジャイロローター２９０は多数のアームを持つことができる。前述のように、 多数のアームは、２個の軸線まわりのジャイロローターの慣性モーメントを大き くし、これにより尾部回転翼ブレードがピッチリンク力を最小にするために釣合 いが崩れた場合に、ジャイロローターが尾部回転翼ブレードをある特定のピッチ により円滑に保持できで有利である。 図１０は本発明の第５番目のハイブリッド型電子・機械式の実施例を示し、こ れは図８及び９に示された第４の実施例と機械的に同様である。例証的に、磁石 手段３２１がホール効果スイッチ３２２の近くでジャイロプッシュロッド３２３ に固定され、従って磁石手段３２１の変位はホール効果スイッチ３２２により感 知される。ホール効果スイッチ３２２の電子的出力は増幅され、操縦士制御指令 と電子的に混合され、尾部回転翼制御サーボ（図示せず）に送られ、このサーボ がベルクランク２１及びプッシュプルロッド３０６を作動させる。ジャイロロー ター３２５の傾きは、ジャイロ旋回点２１２における回転型ポテンショメーター 手段、或いはジャイロプッシュロッド３２３上の直線型ポテンショメーター又は 電子カウンター手段を含んだ多くの方法で電気的又は電子的に感知することがで きる。ジャイロローター３２５の運動は増幅され、従ってジャイロローター３２ ５は尾部回転翼ブレード１１を直接動かし得る ジャイロ力を作る必要がないため、ハイブリッド型電子機械式システムのジャイ ロローター３２５のジャイロアーム３２７を全機械式システムにおけるより小さ くすることができ有利である。 図１１に示された第６の実施例は、ジャイロローター３１４の傾斜の限度を調 節するために、尾部回転翼軸３１９からの回転運動をジャイロローター３１４及 びプッシュロッドのカラー３１６に伝えるようにジャイロハブ３１３内に自在継 手（隠れて見えない）を持つ。スパイダーリンク３１８により、ピッチスライダ ー３１７がスパイダー３０７及びブレードグリップ３２に機能的に連結され、こ のため尾部回転翼ブレード１１へのピッチ制御入力も集中ピッチ調整の可能なジ ャイロローターブレード３１５を制御する。ジャイロローター３１４はジャイロ ローターブレード３１５の周期的なピッチングにより復帰される。ジャイロロー ターブレード３１５は尾部回転翼ブレード１１により作られる推力を増大させる ように制御可能な推力を作ることができ有利である。 図１２は、オフセットしたジャイロ旋回点３３５、ジャイロプッシュロッド３ ４９、ジャイロ出力旋回点３５０、中空の尾部回転翼軸３３６、及び従動リンク 駆動手段を有する第７の実施例を示す。この従動リンク駆動手段は、尾部回転翼 軸３３６からの回転運動を、ボールジョイント３３２において重り付きアーム３ ３７に機能的に連結された駆動バー３３３及び内側駆動リンク３３４を有するジ ャイロローター３５８に伝えるシザーリンク装置を備える。この実施例において は、スパイダー３０７は尾部回転翼ブレード１１の後縁に連結される。 図１３に示される第８の実施例は、スライダー４２８から半径方向に 伸びているジャイロ旋回軸線４２７まわりに旋回可能なジャイロローター４２６ を持つ。ジャイロスライダー４２８は尾部回転翼軸４２９上で摺動でき、スパイ ダー４３２とジャイロローター４２６とを回転可能に支持し、そしてシザーリン ク４３０により回転しないように拘束される。ジャイロ旋回軸線４２７まわりの ジャイロローター４２６の傾きはジャイロローター４２６を操縦士制御旋回点４ ３１（これはジャイロ出力旋回点と重なる）に対して押し付け、ジャイロロータ ー４２６、スライダー４２８、及びスパイダー４３２を軸方向で移動させる。半 ば柔軟なリンク４３３が、尾部回転翼軸４２９からの回転運動をジャイロロータ ー４２６に伝えるための従動リンク手段として、及びジャイロローター４２６が 傾けられた後でジャイロローター４２６をその正常な垂直位置に戻すための手段 として作用する。 図１４は、スライダー４３８上においてジャイロ旋回軸線４１９まわりに旋回 可能な推力作成用ジャイロローター４１８を有する第９の実施例を示す。スライ ダー４３８は尾部回転翼軸４３９上で摺動可能であり、そして回転はシザーリン ク４０７により拘束される。ジャイロプッシュロッド４４０は、ジャイロ出力旋 回点４３７においてジャイロスピンドル４３６に旋回可能に連結され、スライダ ー４３８、及びスパイダー旋回点４４６において３点レバー４４２に機能的に連 結されたスパイダー４４１を作動させる。３点レバー４４２は、一方の端部にお いて尾部回転翼軸４３９に取り付けられたグラウンドリンク４４３に機能的に連 結され、他方の端部において駆動バー４４５に連結され、ジャイロローターブレ ード４４４を集中的にピッチングさせるピッチ制御指令の方向を 逆転し、このため、ジャイロローターブレード４４４と尾部回転翼ブレード１１ とは同じ方向にピッチする。 図１５及び１６は、尾部回転翼２とは反対側でギヤボックス２１４の外に置か れかつ旋回ピン２１２により定められたジャイロ旋回軸線５５５まわりに旋回で きるジャイロローター２１０を有する本発明の第１０の実施例を組み込んだヘリ コプター１０の尾部回転翼組立体の、それぞれ平面図及び後端部の立面図を示す 。ギヤボックスの一方の側に尾部回転翼を有し反対側にジャイロローターを有す るこの実施例は、リンク装置をギヤボックスにより直接支持できるので簡単なリ ンクの取付け具を有し有利である。 図１５ないし２３に示された第１０ないし第１７の実施例のギヤボックス２１ ４及び１次尾部回転翼２の一般的形態を示す第１０の実施例において、ジャイロ ローター２１０は、ジャイロハブ２１３から半径方向に伸びている重り付きアー ム２１１を有し、かつギヤボックス２１４から伸びているジャイロ支持アーム２ １５により回転可能に支持される。ジャイロローター２１０は、通常は尾部回転 翼回転軸線１４まわりに回転し、そしてジャイロ支持アーム２１５を通りジャイ ロスピンドル２２２内に伸びている旋回ピン２１２により定められる実質的に長 手方向の旋回軸線５５５まわりで旋回するように強制される。ジャイロハブ２１ ３はボールベアリングの内輪２１７により支持され、かつ中実の尾部回転翼軸２ １９の端部の自在継手手段への内側の受けを持つ。 例証的に、尾部回転翼軸２１９は駆動ピン２２０のある球状の端部を備えた自 在型駆動手段を有し、前記駆動ピンは、前記球状部から半径方 向に伸びかつジャイロハブ２１３内の軸方向スロット内に乗り、これにより尾部 回転翼軸２１９の回転運動をジャイロローター２１０に伝えると同時に旋回ピン ２１２により定められた長手方向旋回軸線５５５まわりのジャイロローター２１ ０の旋回を許す（「ピン及びスロット」型の駆動手段は図２８になお詳細に示さ れる）。図示の実施例においては、ジャイロローター２１０はボールベアリング 内輪２１７上に回転可能に支持されて示される。別の実施例では、ジャイロロー ターは、ジャイロ支持アームに適切な変形を加え更に操縦士制御と安定化入力と を組み合わせるための手段を変形して、ボールベアリング外輪２１８上に支持す ることができる。 スパイダー２２９はスライダー２３０により尾部回転翼軸線１４まわりで回転 できるように支持され、かつ尾部回転翼ブレード１１に固定されたリーチアラウ ンドグリップ３２の前方端部に機能的に連結される。スライダー２３０は出力旋 回点２３６において３点混合アーム２２５に旋回可能に連結され、そして尾部回 転翼軸２１９上で軸方向に自由に動ける。 作動時には、ヘリコプター１０のヨー運動により生じたジャイロローター２１ ０とジャイロスピンドル２２２の旋回は、操縦士入力とは関係なしに、ジャイロ プッシュロッド２２３と３点混合アーム２５５のジャイロ入力旋回点２３５とを 動かす。ベルクランク２１を動かしている操縦士制御入力は、ジャイロローター ２１０からの安定化入力とは無関係に操縦士プッシュロッド２２４及びアーム２ ２５の操縦士入力旋回点２３７を動かす。出力旋回点２３６、従ってスライダー ２３０及びスパイ ダー２２９は、ジャイロ入力旋回点２３５と操縦士入力旋回点２３７の平均変位 量により動かされ、これにより操縦士入力とジャイロ安定化入力とを組み合わせ て、ブレードのピッチング軸線２３１まわりの尾部回転翼ブレード１１のピッチ を制御する。バネ復帰手段２３８、２３９がプッシュロッドガイド２０７、２０ ８及びジャイロプッシュロッド２２３に固定されたジャイロプッシュロッドカラ ー２４０に押し付けられ、ヘリコプター１０が回転を止めた後、ジャイロロータ ー２１０を正常な垂直方向に復帰させる。 図１７に示された第１１の実施例ではジャイロハブ２４４は一般に中空であっ て尾部回転翼軸２４６との干渉なしにジャイロローター２４７の旋回運動を許す 代わりに自在継手を持たない。クロスバー２４５が、クロスバー旋回点２４８に おいて尾部回転翼軸２４６に旋回可能に取り付けられ駆動バー２４９を経てジャ イロローター２４７を駆動する。この駆動バーは駆動バー旋回点２４４において クロスバー２４５に旋回可能に連結され、かつボールジョイント２５０において ジャイロローター２４７に方向自在に取り付けられる。ボールジョイント２５０ は、ジョイントローター２４７が旋回ピン２１２まわりで傾けられかつ図１７の 平面から外れて９０°回されたときに適正な運転のために必要である。バネ復帰 手段２５１がクロスバー２４５において作用し、ジャイロローター２４７を正常 な垂直方向に復帰させる。この実施例の従動リンク２４５、２４９は自在継手よ り頑丈であり、かつジャイロローターハブ組立体２４４の寸法を小さくすること を許し有利である。 図１８及び１８ａは、ジャイロローター２５３からある距離に離れた スピンドル組立体２６１を有する本発明の１２番目の実施例を示す。図１８及び １８ａにおいて、スピンドルハブ２６２は一般に中空であり、尾部回転翼軸２５ ８との干渉なしにスピンドル組立体２６１の抑制なしの旋回運動を許す。スピン ドル組立体２６１は、ジャイロスピンドル２２２に回転可能に取り付けられたス ピンドルハブ２６２から半径方向に伸びているスピンドルアーム２６３を備える 。ジャイロローター２５３は、尾部回転翼軸２５８から半径方向に伸びてるジャ イロアーム２５４を備え、このアームは、尾部回転翼軸２５８に固定されたアー ム延長部２６４及び２６５に旋回可能に連結される。ジャイロローター２５３は ジャイロスピンドル２２２ではなくて尾部回転翼軸２５８により支持されるため 、スピンドル組立体２６１はジャイロアーム２５４により作られる半径方向遠心 荷重を受けず、かつより軽量に作ることができ有利である。 スピンドルアーム２６３は、ボールジョイント２５５及びジャイロアームリン ク旋回点２５７を有するスピンドル駆動バー２５６によりジャイロアーム２５４ に機能的に連結される。ジャイロローター２５２の傾きはスピンドル駆動バー２ ５６によりジャイロスピンドル２６１に伝えられ、これはジャイロローター２５ ３を強制して有効ジャイロ旋回軸線２５２まわりに傾けさせる。前記軸線２５２ はアームフラッピング旋回点２５９と２６０との間にの中央に置かれかつ旋回ピ ン２１２及びジャイロスピンドル旋回軸線５５５と平行である。スピンドル駆動 バー２５６も従動リンク駆動部材として作用し、ジャイロローター２５３からの 回転運動を、広範囲の傾き角度にわたりジャイロスピンドル２６１に伝 える。アームフラッピング旋回点２５９、２６０はジャイロアーム２５４のフラ ッピング軸線を定める。これらはジャイロローター軸線５００よりオフセットし かつこれと実質的に直角であり、更にこれらはジャイロローター２５３と共に回 転する。 作動時には、ジャイロアーム２５４は、アームフラッピング旋回点２５９、２ ６０を経て尾部回転翼軸２５８により駆動され、有効ジャイロ旋回軸線２５２を 有する中実のジャイロローターと同様に作用する。ヨー方向８（図１参照）にお けるヘリコプター１０のヨー運動は、ジャイロローター２５３を、図１８ａに示 されるようにジャイロローター旋回角度２４２にわたり傾けさせる。ジャイロロ ーター２５３の傾斜は駆動バー２５６によりジャイロスピンドル２６１に伝えら れ、更にジャイロプッシュロッド２２３を経て操縦士入力旋回点２３７まわりで 角度２４１を旋回する３点混合アーム２２５に伝えられる。スライダー２３０に 取り付けられた出力旋回点２３６の変位がスパイダー２２９を動かしてピッチ角 ２３４にわたり尾部回転翼ブレード１１のピッチを調整する。 中実のジャイロローターとは異なり、ジャイロローター２５３の旋回運動はア ームフラッピング旋回点２５９、２６０まわりのジャイロアーム２５４のフラッ ピング運動を生ずる。傾斜（又はフラッピング）すると、ジャイロアーム２５４ を尾部回転翼軸２５８と直角方向に向けるように遠心力が作用し、効果的にジャ イロローター２５３を正常の向きに復帰させる。フラッピング旋回点２５９と２ ６０との間の旋回点間距離２６６が大きくなると復原力が大きくかつジャイロア ーム２５４は、その正常位置から動かされた後、より早く復帰するであろう。 図１９に示された第１３の実施例は、尾部回転翼軸２６７との干渉なしでジャ イロローター２６８の拘束されない旋回運動を許すように一般に中空であるジャ イロハブ２７０を持つ。ジャイロローター２６８は、ジャイロハブ２７０から半 径方向に伸びかつこれに機能的に連結されたジャイロローターアーム２６９を備 える。作動時には、ジャイロアーム２６９は、内側駆動リンク旋回点２７４、駆 動リンク２７３、アームリンク旋回点２７６、及び駆動バー部分２８３（これは ジャイロアーム２６９に固定される）を含んだ従動リンク部材を経て尾部回転翼 軸２６７により駆動され、旋回ピン２１２により定められ図１５に示された長手 方向軸線５５５まわりで旋回するように拘束された中実のジャイロローターと同 様に作動する。中実のジャイロローターとは異なり、駆動リンク旋回点２７４が 旋回ピン２１２と一致しないため、ジャイロローター２６８の旋回運動はアーム フラッピング旋回点２７２まわりのジャイロアーム２６９のフラッピング運動を 生ずる。このフラッピング運動により誘導された遠心力は、ジャイロアーム２６ ９を尾部回転翼軸２６７と直角方向に向けるよう作用し、効果的にジャイロロー ター２６９を正常な垂直方向に復帰させる。 図２０は、軸４５５からの回転運動をジャイロローター２７７に伝えるために ジャイロハブ２７９内に自在型駆動手段を有する第１４の実施例を示す。ジャイ ロローター２７７は、ジャイロハブ２７９から半径方向に伸びている推力作成用 のジャイロブレード２７８であってかつそれぞれのピッチング軸線４５９まわり に回転できるようにジャイロハブ２７９に取り付けられた前記ジャイロブレード を備える。スライダー２３ ０及びスパイダー４５６の変位が尾部回転翼ブレード１１を集中的にピッチング させ、更に中空の尾部回転翼軸４５５を通って伸びている伝達用プッシュロッド ４５８に固定されたスパイダー４５７も動かす。伝達用プッシュロッド４５８に 付属したクロスバー４５４を経てピッチリンク４５３がジャイロブレード２７８ に機能的に連結され、従って伝達用プッシュロッド４５８の軸方向変位が、ジャ イロブレード２７８を集中的にピッチングさせる。ジャイロプッシュロッド２２ ３を変位させているジャイロローター２７７の傾斜、及び操縦士プッシュロッド ２２４を変位させている操縦士制御入力は、両者とも軸４５５に沿ってスライダ ー２３０を動かし、これにより尾部回転翼ブレード１１及びジャイロローターブ レード２７８の集中型ピッチを同時に変更する。ジャイロローター２７７の傾斜 は、ジャイロブレード２７８の周期的なピッチ変動も誘導し、これによりジャイ ロローター２７７を正常な方向に復帰させる空気力学的な力を作るであろう。別 の実施例では、ジャイロブレードは、これを空気力学的パドルのような別のジャ イロローター手段により置き換えることができる。 図２１に示された第１５の実施例は、ジャイロハブ２４４内に自在継手を持た ない。代わりに、ジャイロハブ２４４は中空に作られ、ジャイロローター２４７ の尾部回転翼軸２４６との干渉なしのオフセットジャイロ旋回点３２８まわりの 旋回運動を許す。半ば柔軟なクロスバー３２９が駆動軸バー３３１を経てジャイ ロローター２４７を駆動する。この駆動バーは半ば柔軟なクロスバー３２９に旋 回可能に連結されかつボールジョイント２５０においてジャイロローター２４７ に方向自在に取り付けられる。半柔軟クロスバー３２９の変形により生じたバネ 力がジャ イロローター２４７を垂直の正常方向に向けようとする。この方法で、クロスバ ー３２９及び駆動バー３３１は、ジャイロローター２４７用の駆動手段及び復帰 用手段の両者として作用する。ジャイロローター２４７がオフセットジャイロ旋 回点３２８まわりに傾けられかつ図２１の面から外れて９０°回されたとき、適 正な作動のためにはボールジョイント２５０が必要である。この実施例において は、スパイダー２２９は尾部回転翼ブレード１１の後縁に連結され、従って尾部 回転翼ブレード１１がヘリコプター１０のヨー運動とは逆の安定用の推力を作る ことに注意されたい。 図２２は、オフセットジョイント旋回点３２８まわりで旋回できるように取り 付けられたジャイロローター２７７であって、かつ尾部回転翼軸２８１と干渉せ ずにジャイロローター２７７がオフセット軸旋回点３２８まわりに旋回運動する ことを許す前記ジャイロローターを有する第１６の実施例を示す。ジャイロロー ター２７７は推力作成用のジャイロブレード２７８を備え、このジャイロブレー ドは、ジャイロハブ２７９から半径方向に伸び、かつジャイロハブ２７９に機能 的に連結されてそれぞれのピッチング軸線２８８まわりに回転可能である。ピッ チリンク２８０が、クロスバー２８２を経て尾部回転翼軸２８１をジャイロブレ ード２７８に機能的に連結し、このためジャイロローター２７７の傾きがジャイ ロブレード２７８を周期的にピッチさせ、これによりジャイロローター２７７を 正常な向きに戻す空気力学的な力が発生する。ジャイロプッシュロッド２２３が 運動減衰器２２１を通過し、ジャイロローター２７８の望ましくない高周波運動 を最小にさせることが有利である。 作動時には、ジャイロローター２７７は、これの作る推力が尾部回転 翼の回転軸線１４と一致せずこれはオフセットジャイロ旋回点３２８まわりに旋 回するため、自動的に垂直に向くことはないであろう。推力と復原力とを平衡さ せるようにジャイロローターブレード２７８を周期的にピッチさせるために小さ い傾きが必要である。 図２３に示された第１７の実施例は、ジャイロスライダー４１１に機能的に連 結されかつジャイロ旋回点４０６まわりに旋回可能なジャイロローター４０５を 有する本発明を示す。ジャイロスライダー４１１は尾部回転翼軸４１２上を摺動 できかつシザーリンク４０７により回転しないように拘束される。ジャイロロー ター４０５によるジャイロハブ４１５の傾きがジャイロプッシュロッド４０４を 動かし、ピッチスライダー４１３とスパイダー２２９とを作動させて尾部回転翼 ブレード１１のピッチを変える。駆動バー４０８は、ジャイロローター４０５の 傾きに応じて周期的にピッチするジャイロパドル４１４の形式の空気力学的な復 帰手段であるジャイロローター４０５を駆動する。 さて、ジャイロ安定化部分と推力作成用部分とを１個の推力作成用ジャイロロ ーターに組み合わせた本発明の実施例を示す図２４ないし２７を参照することと する。 図２４は、図１５に示されたような形状のギヤボックス２１４を有し、かつ中 空軸５１４からジャイロローター２７７に回転運動を伝えるためにジャイロハブ ２７９内に自在型駆動手段を有する本発明の組合せ式の単一ローター型の第１の 実施例を示す。ジャイロローター２７７は推力作成用ジャイロブレード２７８を 備え、このブレードはジャイロハブ２７９から伸び、かつそれぞれのピッチング 軸線２７５まわりに回転できるようにジャイロハブ２７９に機能的に取り付けら れる。ピッチリンク ５１６が、クロスバー５１７を経てプッシュプルロッド５１５とジャイロブレー ド２７８とを機能的に連結する。プッシュプルロッド５１５を動かすため、及び ジャイロローター２７７を回転させるために、クロスバー５１７がプッシュプル ロッド５１５の端部に機能的に付属する。ヘリコプターのヨー運動により誘導さ れた、図１５に示されかつ旋回ピン２１２により定められた同一面内の旋回軸線 ５５５まわりのジャイロローター２７７の傾きは、ジャイロプッシュロッド２２ ３、３点混合アーム２２５及び（中空軸５１４の中心を通る）プッシュプルロッ ド５１５を変位させ、ヨー運動に対抗する推力を作るようにジャイロローターブ レード２７８を集中的にピッチングさせる。ローターブレード２７８の前縁に連 結されたボールジョイント５１８は旋回軸線５５５より空間的にオフセットされ るため、ジャイロローター２７７の傾きもジャイロブレード２７８を周期的にピ ッチングさせ、これによりジャイロローター２７７を正常な向きに復帰させる空 気力学的な力を作る。図２４の単一ローター型の実施例は、尾部回転翼ブレード １１及びその他の相互連結用のリンク装置を除いて図２０に示された２重ロータ ー型の実施例と密接に関係することに注意すべきである。 図２５は、中空軸５２５からジャイロローター３１４に回転運動を伝えるため にジャイロハブ３１３内に自在型駆動手段を有する本発明の第２の単一ローター 型の実施例を示す。ジャイロローター３１４は推力作成用のジャイロブレード３ １５を備え、このジャイロブレードは、ジャイロハブ３１３から半径方向に伸び 、更にそれぞれピッチング軸線２７５まわりに回転できるようにジャイロハブ３ １３に機能的に取り付けられる。ピッチリンク５２６が、クロスバー５２７を経 てプッシュプルロッ ド５２８をジャイロローターブレード３１５に機能的に連結する。プッシュプル ロッド５２８を動かすため、及びジャイロローター３１４を回転させるために、 クロスバー５２７がプッシュプルロッド５２８の端部に機能的に付属する。ロー ター３１４の傾きがジャイロプッシュロッド５２９及び磁石手段３２１を変位さ せ、かつこの傾きはプッシュロッド５２９に付属した調整可能なプッシュロッド カラー３１６により限定される。ジャイロロッド３１４の傾きもジャイロブレー ド３１５を周期的にピッチングさせ、これによりジャイロロッド３１４を正常な 方向に復帰させる空気力学的な力を作る。この単一ローター型の実施例は、尾部 回転翼ブレード１１及びその他の相互連結用のリンク装置を除いて図１０及び１ １に示された２重ローター式の実施例と密接に関連する。 ラジコン式模型ヘリコプターの正常な運転中は、操縦士制御指令がヘリコプタ ー１０の胴体内に置かれた尾部回転翼制御サーボアクチュエーター（図１参照） を作動させ、プッシュロッド２０（図１に図示）、ベルクランク２１（図２５に 図示）、プッシュプルロッド５２８、クロスバー５２７、及びピッチリンク５２ ６を動かし、これによりジャイロブレード３１５のピッチングを集中的に制御す る。図２５に示された本発明の実施例においては、ギヤボックス２９５に付属の ホール効果スイッチ３２２に接近してジャイロプッシュロッド５２９に磁石手段 ３２１が図示のように固定され、このため、磁石手段３２１のいかなる移動もホ ール効果スイッチ３２２により感知される。ホール効果スイッチ３２２の電子的 出力は増幅され操縦士制御指令と電子的に混合され、テールローター制御サーボ （図示せず）に送られ、このサーボがジャイロブレード３１５のピッチを制御す る。本発明の別の実施例においては、ジャイ ロローターの傾きはジャイロ旋回点における回転型ポテンショメーター手段、或 いはジャイロプッシュロッドにおける直線型ポテンショメーター手段又は電子式 カウンター手段を含んだ多くの方法で電気的又は電子的に感知することができる 。 図２６は、図１５に示されたような形状のギヤボックス２１４を有し、かつ尾 部回転翼軸３８３に機能的に取り付けられかつ軸３８３とともに回転しているジ ャイロ旋回ピン３７９により駆動されるジャイロハブ３７８を持っている本発明 の第３の単一ローター型の実施例を示す。スピンドル組立体３８１はギヤボック ス２１４上のジャイロ支持アーム２１５に機能的に取り付けられ、旋回ピン２１ ２により定められた旋回軸線５５５まわりに旋回する。ジャイロローター３７７ は推力作成用ジャイロブレード２７８を備え、このジャイロブレードはジャイロ ハブ３７８から半径方向に伸びかつそれぞれのピッチング軸線２７５まわりに旋 回するようにジャイロハブ３７８に機能的に取り付けられる。ジャイロローター ３７７は、スピンドル組立体３８１に方向自在に連結されかつジャイロローター ３７７に旋回可能に連結されたスピンドル駆動バー３８４により長手方向旋回軸 線５５５まわりの回転を制限される。ピッチリンク３８６がクロスバー３８２を 経てプッシュプルロッド３８５とジャイロブレード２７８とを機能的に連結する 。クロスバー３８２は、プッシュプルロッド３８５を変位させ、かつジャイロロ ーター３７７を回転させるために、プッシュプルロッド３８５の端部に機能的に 付属させられる。ヘリコプター１０のヨー運動により誘導されたジャイロロータ ー３７７の傾きは、ジャイロプッシュロッド２２３、３点混合アーム２２５及び （中空軸３８３の中心を通る）プッシュプルロッド３８５を変位させる。 プッシュプルロッド３８５の変位がピッチリンク３８６を動かし、ヘリコプター １０のヨー運動に対抗する推力を作るようにジャイロローターブレード２７８を 集中的にピッチングさせる。ジャイロローター３７７の傾きもジャイロブレード ２７８を周期的にピッチングさせ、これによりジャイロローター３７７を正常な 向きに復帰させる空気力学的な力を作る。この単一ローター型の実施例はジャイ ロローター３７７をスピンドル組立体３８１上ではなく軸３８３上で支持し、従 ってスピンドル組立体３８１をより軽量かつ小型にすることができ有利である。 図２７は従動リンク装置としても作用するピッチ制御リンク装置を有する本発 明の単一ローター型の第４の実施例を示す。この実施例においては、ジャイロハ ブ６２はジャイロスピンドル３６６に回転可能に取り付けられ、このスピンドル はプッシュプルロッド２２に旋回可能に取り付けられ、かつ尾部回転翼軸線１４ から空間的にある距離３７１だけオフセットされたジャイロ旋回ピン３６７によ り定められるオフセットされた同一平面上の旋回軸線３６５まわりで傾くように 拘束される。尾部回転翼軸３６８に軸アーム３６２が強固に取り付けられ、駆動 バー３６９を経てジャイロローター３６３を駆動する。これら駆動バーはボール ジョイント３７０によりジャイロローターブレード３６４の前縁に方向自在に連 結される。プッシュプルロッド２２を動かしている操縦士制御指令がジャイロロ ーター３６３を尾部回転翼回転軸線１４に沿って軸方向で移動させ、ジャイロロ ーターブレード３６４を集中的にピッチングさせ、これによりジャイロローター ３６３の推力を変える。ヘリコプター１０のヨー運動により誘導されたオフセッ ト旋回軸線３６５まわりのジャイロローター３６３の傾きは、ジャイロローター ３６３の中心を軸 方向で変位させ、これによりヘリコプター１０のヨー運動に対抗するようにジャ イロローターブレード３６４を集中的にピッチングさせる。ジャイロロータ６３ ６の傾きもジャイロローターブレード６３４を周期的にピッチングさせ、ジャイ ロローター３６３を正常な向きに復帰させる空気力学的な力を作る。ジャイロロ ーター３６３を駆動するため及び駆動バー３６９と軸アーム３６２の感ずる操作 力を減らすために別の従動リンク装置を軸３６８とジャイロハブ６２との間に加 え得ることに注意されたい。 作動時には、ジャイロローター３６３の作る推力が尾部回転翼回転軸線１４と 一致し同時にオフセット旋回軸線３６５まわりに旋回するので、ジャイロロータ ー３６３が自動的に垂直に向くことはないであろう。推力と復原力とを平衡させ るためにはジャイロローターブレード３６４を周期的ピッチングさせるために小 さい傾しか必要でない。或いは、推力の平衡を取るためにプッシュプルロッド２ ２とジャイロスピンドル３６６との間にバネ手段を追加することができる。 図２７に示された装置は、ここに説明された本発明の単一ローター型の実施例 であって、これにおいてはジャイロローターが動いている間、静止状態に維持す るには（バルカンの装置により要求されるように）ピッチ制御手段が必要である 点に注意すべきである。そうであっても、この装置は、ジャイロローターの作動 時の移動を最小にする同一面の旋回軸線及びバルカンの装置の機能的な欠点の幾 つかを使用する。しかし、ジャイロローターの推力荷重は操縦士制御リンク装置 によりこれを支持しなければならないことに注意すべきである。これは、操縦士 制御リンク装置が操縦士の脚により操作される人員輸送用ヘリコプターにおける よう なある種の用途では不利益ではない。自在型駆動手段 本発明のジャイロローターがジャイロローターのハブ内に置かれた自在型駆動 手段により駆動される場合は、多くの異なった形式の自在型駆動機構を利用する ことができる。単一ローター型システムを駆動するために３個の機能部品（入力 駆動ヨーク、４点自在ブロック、及び出力ヨーク）を有する共通の自在継手がバ ルカンにより示されている。しかし、この自在型システムは非常にかさ張りかつ 実際に小型化することは困難である。 各が２個の機能部品しか持たない２種の小型の自在型駆動機構がジャイロロー ター駆動用としてここに提供され、これらは模型ヘリコプター用として特によく 適している。図２８に示された第１の形式はここでは「ピン及びスリット」型と 呼ばれ、中実の尾部回転翼軸を有するジャイロシステムでの使用に有利である。 図２９に示された第２の形式はここでは「六角」型と呼ばれ、中実軸とも使用し 得るが、軸の中心を通って伸びているプッシュロッドを有する中空軸での使用に 最も有用である。 さて、第１の形式の駆動用自在継手の機能部材の分解図である図２８を参照す れば、ピン及びスロット型自在駆動継手は駆動ボール部分４９０を有し、このボ ール部分はこれから半径方向に伸びていてかつ駆動ヨーク４９５に形成された軸 方向スロット４９３、４９４内に組み合い得る駆動ピン４９１、４９２を持つ。 実際上、駆動ヨーク４９５は、図１５及び１６に示されるジャイロハブ２１３の ようなジャイロローターハブに付属する。駆動ピン４９１、４９２は、好ましく は、硬化された鋼のような材料で作られ、そして尾部回転翼回転軸線１４に直角 に尾部回 転翼軸４９６の駆動ボール部分４９０に形成された横断方向の穴に圧入された１ 個のピンの露出端部である。駆動ヨーク４９５は好ましくは硬化された鋼であり 、模型ヘリコプターでの使用についてはプラスチックのジャイロハブ内に挿入成 型され又は圧入される。作動時には、駆動ボール４９０が、駆動軸４９６とヨー ク４９５との間の組合い角度範囲（典型的には矢印４９８で示されたように±２ ０°）にわたって駆動軸４９６を駆動ヨーク４９５の中心に置く。駆動ピン４９ １、４９２がヨーク４９５の軸方向スロット４９３、４９４と組み合い、これに より軸４９６から駆動ヨーク４９５に回転運動を伝達し、図１５及び１６のジャ イロローター２１０のようなジャイロローターを駆動する。このピン及びスロッ ト式の配列は通常の３部品自在継手よりも小型かつ軽量で有利であり、模型ヘリ コプター用として特によく適している。 図２９に示された六角型自在駆動は、多数の湾曲した駆動面５０４のある六角 の駆動部分５０３を有し、これら駆動面は自在型六角ハウジング５０５の多面の 内部と組み合うことができる。駆動部分５０３の各駆動面５０４は自在型ハウジ ング５０５の内側の面と対応し、駆動部分５０３は広範囲の組合い角（典型的に は矢印５０７で示されるように±２０°）にわたって、軸５０８の回転運動を自 在型ハウジング５０５に伝達することができる。六角型自在駆動は、尾部回転翼 又はジャイロローターのブレードのピッチを制御するために、（図２０の中空軸 ４５５内の伝達用プッシュロッド４５８のように）中空軸を通って伸びているプ ッシュロッドを受け入れるように中空に作ることができ有利である。模型ヘリコ プターでは、六角駆動部分５０３及び自在型駆動ハウジング５０５はアルミニウ ムのような軽量材料で作り、耐摩耗面とするために硬質 陽極酸化皮膜とすることができる。駆動ハウジング５０５は、図２０におけるジ ャイロハブ２７９のようなプラスチックジャイロハブ内に挿入成型され、又は圧 入されるように、環状スロット５０９のような表面形態を持つことができる。六 角型自在駆動は６個の駆動面よりも多い又は少ない面を持ち得ることが理解され るであろう。一般事項 本発明のジャイロ機構及びリンク装置は、好ましい実施例を図解する目的で標 準化された位置で示されたが、これらは用途の特別な要求に応じてギヤボックス 又はテールブームの上方、下方、前方又は後方に置き得ることが理解されるであ ろう。前記機構及びリンク装置は、ジャイロローターがテールブームと平行でか つ尾部回転翼軸と直角な軸線まわりで回転するように取り付けられたときのよう に、尾部回転翼軸に関してある角度の向きにすることもできる。更に、各実施例 のジャイロローター旋回軸線は必ずしも水平である必要はなく、ロール運動及び ヨー運動と組み合うように適宜の角度に設定できることが理解されるであろう。 更に、本発明の種々の構成要素はヘリコプターの他の場所に置くことができる 。例えば、ジャイロ機構がテールロール２の近くではなくて（図１に示されたヘ リコプター１の前方ジャイロ位置４４９のような）航空機の前方部分に置かれる 別の実施例が計画される。かかる位置４４９におけるジャイロ機構は、好ましく は、バネ手段又は遠心力手段のような機械式復帰手段（図示せず）を有する中実 のホイール又はフープ（図示せず）である。エンジン、主回転翼軸、尾部回転翼 駆動ワイヤーなどから機構を支持し、復帰させ、更に駆動するための種々の手段 がここに設けられる。 尾部回転翼を駆動している減速歯車から遠隔ジャイロローター用の動力を取る ことは、位置４４９において丈夫な取付け用構造を利用し得るので有利である。 この形態においては、ジャイロ安定化入力及び操縦士制御入力は前部のジャイロ 位置において最もよく混合され、テールブームの端部に置かれた推力作成用手段 に（プッシュロッドリンク装置及び混合アームによるような）機械的に又は（尾 部回転翼サーボによるような）電子的に伝達される。ジャイロローターの傾きを 検知する簡単な電子的要素は、ジャイロローターの旋回軸線に機能的に連結され かつ尾部回転翼制御サーボへの操縦士制御入力と電子的に混合される回転型ポテ ンショメーターを持つであろう。 推力作成手段が後部ではなくてテールブームの前方に置かれる（マクダネル・ ダグラス・ヘリコプター・コンパニィによるＮＯＴＡＲシステムのような）ブロ ウンテールブームを有するヘリコプター用の更なる実施例が計画される。ＮＯＴ ＡＲシステムは伝統的な尾部回転翼の自然のヨー減衰能力がなく、本発明の安定 化の特徴から大きな利益を得ることができる。ジャイロ機構は、推力作成手段の 近く又は離れて前方又は後方に置くことができる。制御及び安定化の指令は、推 力の大きさの制御に加えて、推力がテールブームから出るときにこれを変更し又 は指向させるために使用することができる。 ジャイロローターが、異なった速度比を有する駆動歯車の使用によるなどで推 力作成手段とは異なった速度で駆動される別の実施例が考えられる。ジャイロ機 構は、一般に、回転速度が高くなるとより敏感になりかつ強力になる。このため 、異なった速度、一般に推力作成手段より高速で作動する場合は、ジャイロロー ターをより小さく、より軽量に、か つより目立たなくすることができる。これは、図１に示された前方ジャイロ位置 ４４９において特に有利である。 本発明の好ましいジャイロローター取付け形態及び制御混合手段のような特別 な特徴のため、ジャイロローター旋回軸線をジャイロローターの回転面の近く、 又はその中に置くことができる。ここで使用される「同一面の旋回軸線」は、一 般に、ジャイロ機構の回転面内にあるか、又はごく近くを通過する軸線である。 ジャイロ機構の回転面は、通常は、（ジャイロローター軸線５００のような）ジ ャイロ回転軸線に直角であってかつ（図２４に示されたジャイロローター２７７ のような）ジャイロ機構の回転部分の質量中心を含む（図２４において立った状 態で示された面２７５のような）平面として取られる。かかる同一面軸線まわり のジャイロ機構の旋回運動は、ジャイロ回転軸線に関する質量中心の運動の横方 向成分を最小にする。このことは、ヘリコプター用に作られた本発明による単一 ローター型のシステムの垂直方向の揺動が、あったとしてもごく少ないことを意 味する。 操縦士制御入力を有する安定化及び制御システムについて以上説明したが、操 縦士プッシュロッドを移動しないように固定することにより、或いは操縦士制御 リンク装置を全く省くことにより操縦士制御システムが固定された場合は、本発 明は安定化システムとなる。これは、自由飛行の模型ヘリコプターのような、活 動的な操縦士制御は不要であるが増大された安定化により利益が得られるであろ う用途に特に有利である。 本発明の以上の好ましい実施例は一般にジャイロローターのジャイロ歳差（傾 き）により作動させられるとして説明されたが、ある種の用途においてはジャイ ロローターの単純な慣性をジャイロスピンドルの方向 付けに使用できることが理解されるであろう。回転しているジャイロローターの 慣性は、航空機の回転中、ジャイロローターを空間内のある平面内に保持使用と する。慣性ジャイロにより、ジャイロ旋回軸線を航空機の回転軸線により平行に 向けることができ、更に、このときスタビライザーの作動は航空機の回転速度に よるよりも航空機の角度変化によりより大きく支配されるであろう。 ここで使用される「ジャイロ制御手段」は、一般に、ジャイロローターの旋回 運動に応じて作動させられる制御リンク装置（例えば機械式、油圧式又は電気・ 電子式の装置）を呼ぶ。ジャイロ制御手段は、図９に示されたジャイロプッシュ ロッド３０３のような部材を含むことが多い。この部材は、尾部回転翼の回転軸 線１４に沿って軸方向で変位し、かつジャイロ制御入力をジャイロローターから 航空機のある別の点に伝えることができる。ジャイロ制御リンク装置及び電気的 手段は、全体としてジャイロ機構の近くに置くことができ、或いは航空機の遠い 位置に伸ばしてここで操縦士制御指令と組み合わせられる。 ここで使用される「操縦士制御手段」は、一般に、操縦士制御指令に応答する 制御リンク装置（これに、例えば機械式、油圧式、又は電気・電子式の装置を含 むことができる）を指す。かかる制御指令は、例えばフルサイズのヘリコプター の操縦席内の操縦士から、或いは送信機により地上の操縦士から発せられる。 ここで使用される「推力制御手段」は、一般に、飛行中の航空機の進路又は向 きを決めるために使用される力の大きさ及び／又は方向を変え得る制御リンク装 置（これは、例えば機械式、油圧式又は電気／電子式の装置を含む）を指す。か かる推力制御手段は、例えば、尾部回転翼２ （図１参照）により作られる推力を変えるためにヘリコプター１０の尾部回転翼 ブレード１１のピッチを変えることができる。かかる推力制御手段の「推力を変 える」ことには、（ＮＯＴＡＲシステムのようなブロウンテールチューブ式アン チトルクシステムの端部の調整式の排気ポートを方向変化させたときのような） 推力の方向の変更も含むことができる。 本発明は幾つかの好ましい実施例を参照して詳細に説明されたが、いかの請求 項において説明され定められた本発明の精神及び範囲内での変化及び変更が存在 する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＮ，ＪＰ，Ｒ Ｕ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．航空機胴体及び航空機の回転軸線まわりで航空機の胴体に関して回転する 主回転翼を有する回転翼航空機のヨー運動の安定化装置であって、 航空機の回転軸線と実質的に直角な推力軸線に沿った推力を作るための推力作 成手段、 推力作成手段により作られた推力の大きさを変えるように推力作成手段を遠隔 制御することを操縦士に許す推力変更手段、 飛行中の航空機の回転軸線まわりの回転翼航空機の回転運動に対抗するために 推力作成手段により作られる推力の大きさを変えるように推力作成手段を自動的 に制御するジャイロローター手段であって、推力作成手段に関して固定された位 置を維持するように航空機胴体に取り付けられるようにされている前記ジャイロ ローター手段、及び 推力変更手段とジャイロローター手段との各が推力作成手段により作られた推 力を変えるように独立的に作動するように、更に推力作成手段により作られる推 力の大きさを変えるために操縦士が推力変更手段を操作したときジャイロロータ ーが推力作成手段に関して一定の位置に留まるように、推力作成手段にジャイロ ローター手段と推力変更手段との各を独立的に連結する手段 を具備したヨー運動安定化装置。 ２．前記ジャイロローター手段は、第１と第２のジャイロアーム、及び前記第 １と第２のジャイロアームをジャイロローター回転軸線まわりで回転運動できる ように、更に飛行中に第１と第２のジャイロアームが遭遇したヨー運動に応じて 前記推力作成手段により作られる推力を変え るためにジャイロローター旋回軸線まわりで前記推力作成手段に関して旋回運動 できるように支持する手段を備え、更に支持手段は航空機胴体に旋回可能に取り 付けられるようにされたスピンドルを有する請求項１の装置。 ３．ジャイロローター手段がジャイロローター回転軸線に沿って推力作成手段 に関して固定される請求項２の装置。 ４．前記ジャイロローター手段が、スピンドルに連結されかつ前記推力作成手 段にリンク連結されたジャイロプッシュロッドを更に備え、ジャイロプッシュロ ッドはジャイロローター回転軸線からオフセットしたジャイロ出力旋回点におい てスピンドルに連結される請求項２の装置。 ５．前記ジャイロローター手段が、第１と第２のジャイロアーム、前記第１と 第２のジャイロアームをジャイロロータ回転軸線まわりで回転できるように、更 に飛行中に第１と第２のジャイロアームが遭遇したヨー運動に応じて前記推力作 成手段により作られる推力を変えるためにジャイロローター旋回軸線まわりで前 記推力作成手段に関して旋回運動できるように支持する手段、及び航空機胴体に 旋回可能に取り付けられるようにされかつ支持手段から間隔を空けられたスピン ドルを備える請求項２の装置。 ６．ジャイロローター旋回軸線まわりの第１と第２のジャイロアームの旋回運 動をジャイロスピンドルに伝達するように第１と第２のジャイロアームをジャイ ロスピンドルに連結するリンク装置であって、ジャイロスピンドルをジャイロス ピンドル旋回軸線まわりで旋回させかつ支持手段に関して間隔を空けて置くため の前記リンク装置を更に備える請求項５の装置。 ７．推力変更手段とジャイロローター手段の運動が推力作成手段により作られ る推力の大きさを変えるように、混合部材及び混合部材を推力作成手段に組み合 わせるための第１の出力手段を有する３点混合リンク装置を更に備える請求項１ の装置。 ８．推力作成手段が尾部回転翼を有し、尾部回転翼は第１と第２の尾部回転翼 ブレード、軸受、及び歯車を有し、航空機胴体は軸受と歯車とを収容しているギ ヤボックスを有し、そしてジャイロローター手段がギヤボックスに取り付けられ る請求項１の装置。 ９．推力作成手段が尾部回転翼を含む請求項１の装置。 １０．推力作成手段が、航空機胴体に付属するようにされたハウジング、排気 ポート、及び排気ポートを通る空気の流れを制御するための手段を備える請求項 １の装置。 １１．航空機胴体及び航空機の回転軸線まわりで航空機の胴体に関して回転し ている主回転翼を有する回転翼航空機のヨー運動の安定化装置であって、 航空機の回転軸線と実質的に直角な推力軸線に沿った推力を作るための推力作 成手段、 推力作成手段により作られた推力の大きさを変えるように推力作成手段を遠隔 制御することを操縦士に許す推力変更手段、及び 飛行中の航空機の回転軸線まわりの回転翼航空機の回転運動に対抗するために 推力作成手段により作られる推力の大きさを変えるように推力作成手段を自動的 に制御するジャイロローター手段であって、航空機胴体に関して固定された位置 を維持するように航空機胴体に取り付けられるようにされている前記ジャイロロ ーター手段を具備し、 前記ジャイロローター手段は、第１と第２のジャイロアーム、及び前記第１と 第２のジャイロアームをジャイロローター回転面においてジャイロローター回転 軸線まわりで回転できるように、更に飛行中にジャイロアームが遭遇したヨー運 動に応じて前記推力作成手段により作られる推力を変えるためにジャイロロータ ー旋回軸線まわりの前記推力作成手段に関して旋回運動できるように支持する手 段を備え、支持手段はジャイロローター旋回軸線がジャイロローター回転面と交 差するような形態にされている ヨー運動安定化装置。 １２．支持手段は、ジャイロ旋回軸線がジャイロローター回転面に直角である ような形態にされる請求項１１の装置。 １３．支持手段は、第１と第２のジャイロアームのジャイロローター旋回軸線 まわりの旋回運動に応じてジャイロローター旋回軸線まわりで旋回するように航 空機胴体に取り付けられるようにされたスピンドルを備える請求項１１の装置。 １４．支持手段は、ジャイロローター回転軸線がジャイロローター旋回軸線と 交差するような形状にされる請求項１１の装置。 １５．航空機胴体及び航空機の回転軸線まわりで航空機の胴体に関して回転し ている主回転翼を有する回転翼航空機のヨー運動の安定化装置であって、 航空機の回転軸線と実質的に直角な推力軸線に沿った推力を作るための推力作 成手段、及び 飛行中の航空機の回転軸線まわりの回転翼航空機の回転運動に対抗するために 推力作成手段により作られる推力の大きさを変えるように推力 作成手段を自動的に制御するジャイロローター手段を具備し、 前記ジャイロローター手段は、第１と第２のジャイロアーム、前記第１と第２ のジャイロアームをジャイロローター回転軸線まわりで回転できるように、更に 飛行中に第１と第２のジャイロアームが遭遇したヨー運動に応じて前記推力作成 手段により作られる推力を変えるためにジャイロローター旋回軸線まわりで前記 推力作成手段に関して旋回運動できるように支持する手段、支持手段から間隔を 空けて置かれかつジャイロローター旋回軸線まわりの第１と第２のジャイロアー ムの旋回運動に応じてジャイロローター旋回軸線から間隔を空けられたジャイロ スピンドル旋回軸線まわりで旋回するように航空機胴体に取り付けられるように されたジャイロスピンドル、及びジャイロローター旋回軸線まわりの第１と第２ のジャイロアームの旋回運動をジャイロスピンドルに伝達するように第１と第２ のジャイロアームをジャイロスピンドルに連結するリンク手段であって、ジャイ ロスピンドルをジャイロスピンドル旋回軸線まわりに旋回させかつ支持手段に関 して間隔を空けて置くための前記リンク装置を備える ヨー運動安定化装置。 １６．ジャイロスピンドル旋回軸線とジャイロローター旋回軸線とが間隔を空 けられ実質的に平行な関係にある請求項１５の装置。 １７．支持手段がジャイロローター回転軸線に沿って伸びている軸を備える請 求項１５の装置。 １８．第１と第２のジャイロアームが推力作成手段に関して固定された位置に おいて航空機胴体に取り付けられるようにされた請求項１５の装置。 １９．第１と第２のジャイロアームがジャイロローター回転軸線に沿って推力 作成手段に関して固定された位置において航空機胴体に取り付けられるようにさ れた請求項１５の装置。 ２０．航空機胴体及び航空機の回転軸線まわりの航空機の胴体に関して回転し ている主回転翼を有する回転翼航空機のヨー運動の安定化装置であって、 航空機の回転軸線と実質的に直角な推力軸線に沿った推力を作るための推力作 成手段、 推力作成手段により作られた推力の大きさを変えるように推力作成手段を遠隔 制御することを操縦士に許す推力変更手段、 飛行中の航空機の回転軸線まわりの回転翼航空機の回転運動に対抗するために 推力作成手段により作られる推力の大きさを変えるように推力作成手段を自動的 に制御するジャイロローター手段、及び 混合部材、航空機胴体に関する混合部材の運動が推力作成手段により作られる 推力の大きさを変えさせように出力点において混合部材と推力作成手段とをリン クさせる出力手段、操縦士による推力変更手段の動きが推力作成手段により作ら れる推力の大きさを変えるように出力手段を動かすために推力変更手段の入力点 において推力変更手段を混合部材に組み合わせるための第１の入力手段、及びジ ャイロローター手段の動きが推力作成手段により作られる推力の大きさを変える ように出力手段を動かためにジャイロローター手段入力点においてジャイロロー ター手段を混合部材に組み合わせるための第２の入力手段を備えた３点混合リン ク装置を具備し、 推力変更手段の動きが前記混合部材のジャイロローター手段入力点ま わりに混合部材を回転させ混合部材の出力点を変位させて主力作成手段により作 られる推力を変え、更にジャイロローター手段の動きが混合部材の推力変更手段 入力点まわりに混合部材を回転させ混合部材の出力点を変位させて推力作成手段 により作られる推力を変える ヨー運動安定化装置。 ２１．ジャイロローター手段入力点は第１、第２及び第３のジャイロローター 入力点を含み、第２の入力手段は第１、第２及び第３のジャイロローター入力点 の一つに連結された調整可能なリンクを有する請求項２０の装置。 ２２．出力点が推力変更手段入力点とジャイロローター入力点との間にあるよ うに設定される請求項２０の装置。 ２３．航空機胴体及び航空機の回転軸線まわりの航空機の胴体に関して回転し ている主回転翼を有する回転翼航空機のヨー運動の安定化装置であって、 航空機の回転軸線と実質的に直角な推力軸線に沿った推力を作るための推力作 成手段、及び 前記推力作成手段により作られる推力を自動的に変えるためのジャイロロータ ー手段を具備し、 前記ジャイロローター手段は、第１と第２のジャイロアーム、飛行中にジャイ ロアームが遭遇したヨー運動に応じて前記推力作成手段により作られる推力を変 えるためにジャイロアームが正常な方向から傾けられた方向にジャイロ旋回軸線 まわりに旋回するように第１と第２のジャイロアームを正常な方向と傾けられた 方向との間でジャイロ旋回軸線まわりで前記推力作成手段に関して旋回運動がで きるように支持するための 手段、及び傾けられた位置に旋回されたジャイロアームをその正常な位置に復帰 させるための手段を備え、復帰手段は、第１のジャイロアームに連結された第１ の重り、第２のジャイロアームに連結された第２の重り、及び第１と第２のジャ イロアームに作用している遠心力が第１と第２のジャイロアームをそれらの正常 位置に向けるであろうように第１のジャイロアームを支持手段に旋回可能に連結 しかつ第２のジャイロアームを支持手段に旋回可能に連結する手段を備える ヨー運動安定化装置、 ２４．第１及び第２のジャイロアームの各が、支持手段に旋回可能に連結され た第１の端部とこの第１の端部から間隔を空けられた第２の端部とを有し、第１ のジャイロアームの第２の端部に第１の重りが連結され、そして第２のジャイロ アームの第２の端部に第２の重りが連結される請求項２３の装置。 ２５．第１のジャイロアームが第１のジャイロアームフラッピング旋回点にお いて支持手段に旋回可能に連結され、第２のジャイロアームが第２のジャイロア ームフラッピング旋回点において支持手段に旋回可能に連結され、そして第１と 第２のジャイロアームフラッピング旋回点はジャイロローター回転軸線から間隔 を空けられる請求項２３の装置。 ２６．航空機胴体及び航空機の回転軸線まわりで航空機の胴体に関して回転し ている主回転翼を有する回転翼航空機のヨー運動の安定化装置であって、 航空機の回転軸線と実質的に直角な推力軸線に沿った推力を作るための推力作 成手段、 航空機の回転軸線まわりの回転翼航空機の回転運動に対抗するために 推力を自動的に変えるジャイロローター手段であって、第１と第２のジャイロア ーム、及びジャイロローター回転軸線まわりで回転運動ができるように、更に飛 行中にジャイロアームが遭遇するヨー運動に応じて前記推力作成手段により作ら れる推力を変えるためにジャイロローター旋回軸線まわりで前記推力作成手段に 関して旋回運動できるように前記第１と第２のジャイロアームを支持する手段を 備えた前記ジャイロローター手段、及び 第１のリンク及び第１のリンクに付属しかつ動力源にリンク連結するようにさ れた第２のリンクを有するシザーリンク装置であって、第１のリンクがジャイロ アーム旋回軸線まわりの第１と第２のジャイロアームの旋回に応じて伸縮の一方 をするように第２のリンクに旋回可能に連結されている前記シザーリンク装置 を具備したヨー運動安定化装置。 ２７．シザーリンク装置がジャイロローター回転軸線から間隔を空けられる請 求項２６の装置。 ２８．動力源及び航空機回転軸線を有する回転翼航空機用の回転制御及び安定 化システムであって、 航空機回転軸線から空間的にオフセットされかつ航空機の回転軸線と実質的に 直角な推力軸線に沿って推力を向け得る推力作成手段、 動力源により駆動され、かつジャイロローター回転軸線まわりに回転できるよ うに取り付けられ更に航空機回転軸線まわりの航空機の回転に応じてジャイロロ ーター旋回軸線まわりに旋回するジャイロローター手段であって、推力作成手段 の推力を変えるために推力作成手段にリンク連結されている前記ジャイロロータ ー手段、 動力源に関して固定された関係で設置されたジャイロスピンドル旋回軸線まわ りで旋回できるように取り付けられたジャイロスピンドル手段であって、前記ジ ャイロローター手段の旋回に応答する前記ジャイロスピンドル手段、及び ジャイロ制御指令を伝えるためのジャイロスピンドル手段から離れたジャイロ 制御手段であって、ジャイロローター回転軸線から空間的にオフセットした出力 点においてジャイロスピンドル手段に連結されている前記ジャイロ制御手段 を具備した回転制御及び安定化システム。 ２９．ジャイロ制御手段が、ジャイロ出力旋回点においてジャイロスピンドル 手段に連結されたジャイロプッシュロッドを備える請求項２８の回転制御及び安 定化システム。 ３０．ジャイロスピンドル旋回軸線がジャイロローター回転軸線と実質的に交 差する請求項２８の回転制御及び安定化システム。 ３１．操縦士制御指令に応答でき、かつ推力作成手段の推力を変えるために推 力作成手段にリンク連結された操縦士制御手段を更に備える請求項２８の回転制 御及び安定化システム。 ３２．動力源及び航空機回転軸線を有する回転翼航空機用の回転制御及び安定 化システムであって、 航空機の回転軸線から空間的にオフセットされかつ航空機の回転軸線と実質的 に直角な推力軸線に沿って推力を向け得る推力作成手段、 ジャイロローター回転軸線まわりに回転でき更に航空機回転軸線まわりの航空 機の角度方向運動に応じてジャイロローター旋回軸線まわりに旋回するように取 り付けられたジャイロローター手段であって、推力作 成手段の推力を変えるために推力作成手段にリンク連結されている前記ジャイロ ローター手段、 動力源に固定された関係で設置されたジャイロスピンドル旋回軸線まわりで旋 回できるように取り付けられたジャイロスピンドル手段であって、前記ジャイロ ローター手段の旋回に応答する前記ジャイロスピンドル手段、 前記ジャイロスピンドル手段の傾きに応答しかつジャイロスピンドル手段から 離れたジャイロ制御指令を伝えるためにジャイロスピンドル手段に連結されたジ ャイロ制御手段、 操縦士制御信号に応答しかつ推力作成手段の推力を変えるために推力作成手段 にリンク連結された操縦士制御手段 を具備し、 ジャイロローター旋回軸線まわりのジャイロローターの旋回運転が推力作成手 段の推力を変えるための操縦士制御指令とは実質的に無関係である 回転制御及び安定化システム。 ３３．スライダーが滑り変位をしたときに推力作成手段の推力を変えるように 推力作成手段に連結されたスライダーを更に備え、スライダーはジャイロロータ ー手段の旋回に応答し、及び操縦士制御手段の作動に応答して独立的に滑ること ができる請求項３２の回転制御及び安定化システム。 ３４．ジャイロローターに回転運動を伝えるための従動リンク手段を更に備え 、前記従動リンク手段は、ジャイロローター回転軸線に関して実質的に間隔を空 けられて置かれかつ動力源にリンク連結された第１の 端部とジャイロローターにリンク連結された第２の端部とを有する第１の部分を 有し、この第１の部分はジャイロローター回転軸線まわりに回転しこれにより動 力源からジャイロローターに回転運動を伝達する請求項３２の回転制御及び安定 化システム。 ３５．従動リンク手段が第２の部分を更に備え、この第２の部分は可変長さの シザーリンク装置を形成するように第１の部分に連結され、可変長さのシザーリ ンク装置は動力源からジャイロローターに回転運動を伝達し、ジャイロローター はジャイロローター旋回軸線まわりに旋回できる請求項３４の回転制御及び安定 化システム。 ３６．ジャイロローターをジャイロローター回転軸線まわりに駆動する手段で あってピン及びスロット式の自在型駆動機構を有する手段を更に備え、前記機構 は駆動軸から半径方向に伸びているピン及び前記ピンを受け入れるスロットのあ る駆動ヨークを有し、ピンは、駆動軸と駆動ヨークとの間のある範囲の組合い角 度にわたって駆動軸と前記駆動ヨークとの間で回転運動を伝達するようにスロッ ト内に組み合い得る請求項３２の回転制御及び安定化システム。 ３７．ジャイロローターをジャイロローター回転軸線まわりに駆動する手段で あって六角形式の自在型駆動機構を有する手段を更に備え、前記機構は多数の湾 曲した駆動面のある駆動部分と前記駆動面を受け入れる多数の内面のある自在型 ハウジングとを有し、前記駆動部分は、前記駆動部分と駆動ハウジングとの間の ある範囲に組合い角度にわたって前記駆動部分と前記自在型ハウジングとの間で 回転運動を伝達するように前記自在型ハウジング内に組み合い得る請求項３２の 回転制御及び安定化システム。 ３８．ジャイロローター手段が推力を作るようにされた請求項３２の回転制御 及び安定化システム。 ３９．推力作成手段とジャイロローター手段とが単一の推力作成ジャイロロー ター手段に組み合わせられる請求項３２の回転制御及び安定化システム。 ４０．航空機が推力作成手段の推力を変えるための飛行制御システムを更に備 え、ジャイロローター手段はジャイロローター手段の旋回方向の変位に応答する センサー手段にリンク連結され、前記センサー手段は、ジャイロローター旋回軸 線まわりのジャイロローター手段の旋回方向の変位に応じて前記飛行制御システ ムに推力作成手段の推力を自動的に変えさせるように飛行制御システムにリンク 連結されている請求項３２の回転制御及び安定化システム。 ４１．動力源及び航空機回転軸線を有する回転翼航空機用の回転制御及び安定 化システムであって、 航空機回転軸線から空間的にオフセットされかつ航空機の回転軸線と実質的に 直角な推力軸線に沿って推力を向け得る推力作成手段、 ジャイロローターの回転面内でジャイロローター回転軸線まわりに回転でき更 に航空機回転軸線まわりの航空機の角度方向運動に応じてジャイロローター旋回 軸線まわりに旋回できるように取り付けられたジャイロローター手段であって、 推力作成手段の推力を変えるために推力作成手段にリンク連結されている前記ジ ャイロローター手段、 動力源に関して固定されかつジャイロローター回転軸線とほぼ交差した関係で 設置されたジャイロスピンドル旋回軸線まわりに旋回できるように取り付けられ たジャイロスピンドル手段であって、前記ジャイロロ ーター手段の旋回に応答する前記ジャイロスピンドル手段、及び 前記ジャイロスピンドル手段の傾きに応答しかつジャイロスピンドル手段から 遠いジャイロ制御指令を伝えるためにジャイロスピンドル手段に連結されたジャ イロ制御手段 を具備した回転制御及び安定化システム。 ４２．操縦士制御指令に応答でき、かつ推力作成手段の推力を変えるために推 力作成手段にリンク連結された操縦士制御手段を更に備える請求項４１の回転制 御及び安定化システム。 ４３．操縦士制御指令をジャイロ制御指令と組み合わせる手段を更に備え、こ の組合せ手段は、第１の入力点、第２の入力点及び出力点を有する３点混合アー ムを有し、操縦士制御手段は第１の入力点にリンク連結され、ジャイロ制御手段 は第２の入力点にリンク連結され、そして推力作成手段は出力点にリンク連結さ れる請求項４２の回転制御及び安定化システム。 ４４．ジャイロローター旋回軸線がジャイロローター回転面と実質的に同一面 であり、更にジャイロローターと推力作成手段とが単一の推力作成ジャイロロー ターに組み合わせられる請求項４２の回転制御及び安定化システム。 ４５．航空機回転軸線及び航空機回転軸線まわりの航空機の回転に応答して正 常な方向から傾けられた方向に旋回するように取り付けられたジャイロ機構を有 する回転翼航空機用の回転制御及び安定化システムにおいて、ジャイロ機構を傾 けられた方向から正常な方向に復帰させる手段であって、ジャイロ機構にリンク 連結された重り付き復帰手段を備え、復帰手段回転軸線まわりに回転している重 り付き復帰手段の作用により 復帰遠心力を発生させ得る前記復帰手段、ジャイロ機構が正常な方向にあるとき は平衡状態にありそしてジャイロ機構が傾けられた位置に旋回したときは不平衡 である前記復帰遠心力、平衡状態に向かって動こうとしこれによりジャイロ機構 を正常な方向に復帰させる前記重り付き復帰手段を特徴とするシステム。 ４６．ジャイロ機構は正常なジャイロローター回転面内でジャイロローター回 転軸線まわりに回転し得るジャイロローターを有し、そしてジャイロローターは ジャイロローター回転軸線に実質的に直角なフラッピング軸線まわりでフラップ するようにヒンジ連結されたジャイロローターアームを有し、更に正常な回転面 から外れたジャイロローターアームのフラッピング変位がジャイロアームを正常 な回転面に戻そうとするジャイロローター回転軸線に関する遠心力を作る請求項 ４５の回転制御及び安定化システム。 ４７．主回転翼と主回転翼を駆動する動力源、航空機回転軸線、操縦士制御指 令に応じて操縦士制御リンク装置を作動させる操縦士制御システム、動力源によ り駆動されかつ航空機回転軸線まわり航空機の回転に応答して回転安定化リンク 装置を作動させる回転安定化システム、及び回転制御リンク装置の作動により航 空機の回転軸線まわりに航空機を回転させることのできる回転制御システムを有 する回転翼航空機用の回転制御及び安定化システムにおける、 操縦士制御リンク装置にリンク連結された第１の入力点及び回転安定化リンク 装置にリンク連結された第２の入力点及び第１の入力点と第２の入力点の両者よ りオフセットしかつ操縦士制御リンク装置にリンク連結された出力点を有する３ 点混合リンク装置であって、このため操縦士 制御リンク装置の作動が前記３点混合アームを第２の入力点まわりに旋回させて 出力点及び連結された回転制御リンク装置を変位させこれにより航空機を航空機 回転軸線まわりに回転させ、更に回転安定化リンク装置の作動が前記３点混合ア ームを第１の入力点まわりに旋回させかつ出力点及び連結された回転制御リンク 装置を変位させこれにより航空機を航空機回転軸線まわりに回転させる前記３点 混合リンク装置。