WO2005023646A1

WO2005023646A1 - ヘリコプター用bvi騒音低減方法および装置

Info

Publication number: WO2005023646A1
Application number: PCT/JP2003/011098
Authority: WO
Inventors: Yasutada Tanabe; Tsuyoshi Akasaka; Shigeru Saito; Noboru Kobiki
Original assignee: Kawada Industries, Inc.; Japan Aerospace Exploration Agency
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-03-17
Also published as: EP1666355A4; JP4428663B2; US7757991B2; US20100044505A9; JPWO2005023646A1; EP1666355A1; AU2003257607A1; US20080237395A1; EP1666355B1

Abstract

ヘリコプターのローターブレードのＢＶＩ騒音を低減させるに際し、ローターブレード２に、そのローターブレードの後縁から突出する位置と突出しない位置との間でそのローターブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るタブ３を設けるとともに、タブ３を進退移動させるアクチュエーター４を設け、ローターブレード２の回転タイミングに対応してタブ３が進退移動するようにアクチュエーター４を作動させることを特徴とするものである。これにより、ヘリコプターのＢＶＩ騒音を有効に低減させることができる。

Description

ヘリコプター用 B V I騒音低減方法および装置技術分野

この発明は、ヘリコプターの口一夕一ブレードの B V I (Blade Vortex 明

Interac t ion：ブレード一渦干渉）騷音を低減させるのに用い得る方法および装置に関するものである。

田

背景技術

近年、ヘリコプターの騒音の低減化が望まれており、その対策としては例えば特開平 10— 271852号公報に記載のものが知られている。この公報記載の技術は、ロータ—の回転速度を低くして騒音を低減させるために、ロー夕一ブレードの後縁に小型フラップを設け、ロータ一ブレードに対するその小型フラップの上下角度を、口一ターブレード内に設けたピエゾ素子利用の捩じりァクチユエ一夕一できめ細かく制御することで、口一夕一ブレードの空力特性を改善するというものである。

しかしながら、高速回転中の口一夕一ブレードにおいてフラップの角度を的確に変化させるには、大きな制御力と高い応答性とが要求されるため、フラップによる対策は実際上は容易ではない。

ところで、ヘリコプターの騒音のうちで特に B V I騒音は、他の騒音に卓越した大きなものである。従って B V I騒音を低減させれば、ヘリコプターの騒音全体の低減に大きな効果を得ることができる。

ここで B V I騒音について説明する。図 1 7に矢印 Bで示すようにローター系 1が回転して揚力が発生し、機体 H Bが上昇および前進すると、ローターブレード 2の先端から翼端渦 B Vが発生する。この翼端渦 B Vは口一夕一ブレード 2の先端から離れたのち、ローター系 1の回転中心に向かいながら、ローター後流とともに下方の後方へ流れてゆく。かかる先行するローターブレード 2の翼端渦 B Vを含んだローター後流の中に、図示の領域 Cにおけるように、その先行する口 —ターブレード 2に続く次のロー夕一ブレード 2が突入すると、図 1 8 ( a ) に翼端渦 B Vと口一夕一ブレード 2との位置関係を示すとともに図 1 8 ( b ) に翼上面上の圧力分布を示すように突入前には翼前縁の圧力がさほど高くなかったのが、突入時には、図 1 9 ( a ) に翼端渦 B Vとローターブレード 2との位置関係を示すとともに図 1 9 ( b ) に翼上面上の圧力分布を示すように翼前縁の圧力が極めて低くなったり、突入タイミングによっては逆に翼前縁の圧力が極めて高くなったりして、ローターブレード 2の迎え角に影響するローターブレード 2の上面上の局所的な圧力分布の変動を引き起こす。かかる圧力分布の変動は、他の騒音に卓越した衝撃的な騒音となる。この騒音が、スラップノイズあるいは、翼端渦と口一夕一ブレードとの干渉で引き起こされることから B V I (ブレード一渦干渉）騒音と呼ばれているものである。

それゆえ本願発明者はヘリコプターの騒音の低減ィ匕のためにこの B V I騒音を減少させるベく研究を重ねたところ、ロータ一ブレードの後縁部にタブを設けてそれをロータ一ブレードの後縁から出し入れすれば、ローターブレードの揚力を局所的に変化させ得るので、その揚力変化により、ローターブレード全長に亘る吹き降ろし気流を強めて翼端渦を下方へ押し流したり、ロー夕一ブレードの高さを局所的に変化させたりすることで、翼端渦とローターブレードとの干渉を緩和することができ、しかもかかるタブの進退移動にはさほど大きい制御力が必要とされないので、ァクチユエ一夕一を容易に構成できるとともに、高い応答性も容易に達成することができるという点に想到した。

発明の開示

この発明は、上記知見に鑑みて先の従来技術の課題を有利に解決した B V I騒音低減方法および装置を提供するものであり、この発明のヘリコプター用 B V I 騒音低減方法は、ヘリコプターのロータ一ブレードの B V I騒音を低減させるに際し、前記ローターブレードに、その口一ターブレードの後縁から突出する位置と突出しない位置との間でその口一ターブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るタブを設けるとともに、前記ヘリコプターの機体に対して回転する、前記ローターブレードを含むロー夕一系に、前記タブを進退移動させるァクチユエ —ターを設け、前記ローターブレードの回転タイミングに対応して前記タブが進退移動するように前記ァクチユエ一ターを作動させることを特徴とするものである。

かかる方法によれば、ローターブレードを含むロータ一系に設けたァクチユエ —夕一を作動させて、口一夕一ブレードに設けた、そのロー夕一ブレードの後緣から突出する位置と突出しない位置との間でロー夕一ブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るタブを口一夕一ブレードの回転タイミングに対応して進退移動させて、ローターブレードの後縁から突出する位置へのタブの進出により口一夕一ブレードの揚力を増加させるとともに、ロータ一ブレードの後縁から突出しない位置への夕ブの後退によりローターブレードの揚力を元に戻すことができるので、口一夕一ブレードの揚力を局所的に変化させることができ、その揚力変化により、ローターブレード全長に亘る吹き降ろし気流を強めて翼端渦を下方へ押し流したり、ロータ一ブレードの高さを局所的に変化させたりすることで、翼端渦とローターブレードとの干渉を緩和し得て、 B V I騒音を低減させることができる。

しかも、かかる口一夕一ブレード後端からの回転方向後方に対するタブの進退移動にはさほど制御力が必要とされないので、タブを駆動するァクチユエ一ターを容易に、ローター系に納め得る程度に小型に構成できるとともに、タブの高い応答性も容易に達成することができる。

なお、この発明の方法においては、前記口一夕一系に含まれて前記ローターブレ一ドを回転させるドライブシャフトに発電機のコイルを設け、前記ドライブシャフトの回転によって前記発電機で発電した電力を前記コイルから前記ァクチュエーターに供給するようにしても良く、このようにすれば、ロー夕一系のドライブシャフトを支持するマストにァクチユエ一夕一への電力供給用のスリップリングを設ける必要がなく、ローター系に独立した騒音低減装置を搭載することができるので、騒音低減装置の故障原因を減らして信頼性を高めることができるとともに、騒音低減装置の保守点検を容易ならしめることができる。

また、この発明の方法においては、前記発電機が発電した電力の位相から検出した、先行する前記ロータ一ブレ一ドが発生させた翼端渦にそれに続く前記口一ターブレードが接近する回転タイミングに基づき、先行する前記ローターブレードが発生させた翼端渦をそれに続く前記ローターブレードが避けるように、前記ァクチユエ一夕一を作動させて前記タブを進退移動させるようにしても良く、このようにすれば、ァクチユエ一夕一への電力供給用の発電機を利用して安価かつ容易に、口一夕一ブレードの揚力を局所的に変化させて翼端渦と口一夕一ブレードとの干渉を緩和することができる

さらに、この発明の方法においては、前記ロータ一ブレードの前縁に設けた圧カセンサーからの出力信号に基づき、前記タブの突出量を制御するようにしても良く、このようにすれば、圧力センサーからの出力信号によって翼端渦を避け得ているかどうかを検出し得るので、より確実に翼端渦とローターブレードとの干渉を緩和することができる。

そして、この発明の方法においては、前記タブを前記口一ターブレードに、そのローターブレードの後縁から突出する位置と突出しない位置との間で所定軸線周りに揺動してその口一夕一ブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るように設けても良く、このようにすれば、タブの支持構造を揺動型の簡易なものとし得て、ロータ一ブレードの重量とコストの増加を抑制することができる。一方、この発明のヘリコプター用 B V I騒音低減装置は、ヘリコプターの口一ターブレードの B V I騒音を低減させる装置において、前記ローターブレードに設けられて、そのローターブレードの後縁から突出する位置と突出しない位置との間でそのローターブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るタブと、前記ヘリコプターの機体に対して回転する、前記ロータ一ブレードを含む口一ター系に設けられて、前記タブを進退移動させるァクチユエ一ターと、前記ロータ一系に設けられて、前記タブが前記ローターブレードの回転タイミングに対応して進退移動するように前記ァクチユエ一夕一を作動させる制御装置と、を具えることを特徴としている。

かかるこの発明の装置にあっては、口一夕一ブレードを含むローター系に設けられたァクチユエ一夕一が、ローターブレードに設けられたタブをそのロー夕一ブレードの後縁から突出する位置と突出しない位置との間でその口一夕一ブレードの回転方向後方に対して進退移動させ、そして、これもロータ一系に設けられた制御装置が、タブがロータ一ブレードの回転タイミングに対応して進退移動するようにァクチユエ一夕一を作動させる。

従って、この発明の装置によれば、口一夕一プレードの後縁から突出する位置へのタブの進出によりロータ一ブレードの揚力を増加させるとともに、ロー夕一ブレードの後縁から突出しなレ位置へのタブの後退によりローターブレードの揚力を元に戻すことができるので、ローターブレードが翼端渦の位置に到達する時に、口一夕一ブレードの揚力を局所的に変化させるとともにロータ一ブレード前縁付近の圧力を瞬時に変化させて翼端渦とローターブレードとの干渉を緩和し得て、 B V I騒音を低減させることができる。

しかも、かかるローターブレード後端からの回転方向後方に対するタブの進退移動にはさほど制御力が必要とされないので、タブを駆動するァクチユエ一ターを容易に、口一夕一系に納め得る程度に小型に構成できるとともに、タブの高い応答性も容易に達成することができる。

なお、この発明の装置は、前記ロー夕一系に含まれて前記ローターブレードを回転させるドライブシャフトに設けられたコイルを有し、そのドライブシャフトの回転によって発電した電力を前記コイルから前記ァクチユエ一ターに供給する発電機を具えていても良く、かかる構成によれば、ロー夕一系に独立した騒音低減装置を搭載し得て、ローター系のドライブシャフトを支持するマストにァクチユエ一夕一への電力供給用のスリップリングを設ける必要がなくなるので、騒音低減装置の故障原因を減らして信頼性を高めることができるとともに、騒音低減装置の保守点検を容易ならしめることができる。

また、この発明の装置においては、前記ァクチユエ一夕一は、タブ押出し用電磁石とタブ引戻し用スプリングとにより前記タブを進退移動させるものであっても良く、かかる構成によれば、ァクチユエ一夕一ひいてはタブ押出し用電磁石への供給電力が止まった場合でも、タブ引戻し用スプリングが自動的にタブをロー夕一ブレードの後縁から突出しない位置に引き戻すので通常のヘリコプターの操縦性を確保することができる。

さらに、この発明の装置においては、前記タブは、前記ローターブレードの先端部に配置されていても良く、力る構成によれば、タブがローターブレードの周方向速度の最も高い部位に位置するので、タブのわずかな進退移動でも口一夕 —ブレードを上下させ得て、より軽量かつ小型のァクチユエ一夕を用いることができる。

さらに、この発明の装置においては、前記タブは、前記ローターブレードに、その口一夕一ブレードの後緣から突出する位置と突出しない位置との間で所定軸線周りに揺動してそのローターブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るように設けられていても良く、かかる構成によれば、タブの支持構造を揺動型の簡易なものとし得て、口一夕一ブレードの重量とコストの増加を抑制することができる。

さらに、この発明の装置においては、前記タブは、扇状をなすとともに、前記口一ターブレードの先端に近いほど幅広になる向きで前記口一夕一ブレードに配置されて、そのタブの扇の要に相当する部分付近の幅狭の部分を前記ロータ一ブレードに軸支されていても良く、かかる構成によれば、ロータ一ブレードの先端に近いほどローターブレードの回転方向速度（周速）が高いので、より高い回転方向速度でタブを気流に晒してより大きな空気力を得ることができ、ひいてはより効果的に B V I騷音を低減させることができる。

さらに、この発明の装置においては、前記ァクチユエ一夕一は、前記タブの前記軸支部分近傍に進退移動のための駆動力を加えるものであっても良く、かかる構成によれば、タブの軸支部分近傍に進退移動のための駆動力を加えるので、ァクチユエ一ターの作動ストロークを小さくし得てァクチユエ一夕一をコンパクトにすることができ、またロー夕一ブレードの先端からより遠いため、より遠心力の小さい位置でァクチユエ一夕一を作動させ得るので、ァクチユエ一夕一の負荷を軽減させることができる。

さらに、この発明の装置においては、前記タブは、前記軸支部分より幅狭の部分にカウンタウェイトを設けられていても良く、かかる構成によれば、ロー夕一ブレードの回転でタブに加わる遠心力のタブ支持軸線周りの成分をカウン夕ゥェィトに加わる遠心力のタブ支持軸線周りの成分で緩和または相殺し得て、タブ支持構造およびァクチユエ一夕一の可動部の剛性を下げることができるとともに、ァクチユエ一夕一の負荷を軽減させることができる。

さらに、この発明の装置においては、前記タブは、前記ロータ一ブレードの上下方向に対して上または下に行くほどそのロータ一ブレードの後方へ向かうように傾斜した支持軸周りに揺動可能にその口一夕一ブレードに軸支されていても良く、かかる構成によれば、ローターブレードの水平方向に対し 0度以外の突出角度をタブに与え得て、キャンパー効果でより大きな空気力を得ることができ、ひいてはより効果的に B V I騒音を低減させることができる。

そして、この発明の装置においては、前記ァクチユエ一夕一は、前記タブに結合されたラックと、前記ラックに嚙合するピニオンを有するとともに前記口一夕 —ブレードの基部から先端部に向かって延在してそのロータ一ブレードに回動可能に支持された伝動軸と、前記ローター系に設けられて前記制御装置を兼ね、前記タブが前記口一夕一ブレードの回転タイミングに対応して進退移動するように前記伝動軸を回動させる、例えばスヮッシュプレートと連動するリンク機構と、を具えていても良く、かかる構成によれば、制御装置に電気系統が不要になるので、 BV I騒音低減装置の構成を極めて簡易なものとすることができる。

図面の簡単な説明

図 1は、この発明のヘリコプター用 BV I騒音低減装置の一実施例の構成を口 —夕一系を側方から見た状態で示す模式図である。

図 2 (a) ，図 2 (b) は、上記実施例の B VI騒音低減装置のタブの進出状態および後退状態を、ロータ一ブレ一ドの上面を一部切り欠いた平面図で示す説明図である。

図 3 (a) , 図 3 (b) は、上記実施例の B VI騒音低減装置のタブの進出状態および後退状態を、ローターブレードの断面図で示す説明図である。

図 4は、上記実施例の BV I騒音低減装置の発電機および制御装置をァクチュェ一夕一とともに示す構成図である。

図 5 (a) ，図 5 (b) は、上記実施例の BV I騒音低減装置のタブの進出状態および後退状態を、ローターブレードの斜視図で示す説明図である。

図 6 (a) ，図 6 (b) は、上記実施例の BV I騷音低減装置のタブの進出状態および後退状態でのローターブレード周囲の圧力分布を示す説明図である。図 7 (a) ，図 7 (b) は、上記実施例の B VI騒音低減装置の一変形例におけるタブの進出状態および後退状態を、ローターブレードの断面図で示す説明図である。

図 8 (a) , 図 8 (b) は、この発明の B VI騒音低減装置の他の一実施例のタブの進出状態および後退状態を、口一夕一ブレードの上方から見た状態で模式的に示す説明図である。

図 9は、上記実施例の BV I騒音低減装置のタブを、口一ターブレードの断面図で示す説明図である。図 10は、上記実施例の BV I騒音低減装置のタブの進出状態でのローターブレード周囲の圧力分布を、先の実施例のタブ形状の場合およびタブがない場合と比較して示す説明図である。

図 11は、上記実施例の B VI騒音低減装置のタブの進出状態での遠心力の作用を示す説明図である。

図 12 (a) 、上記実施例の BV I騒音低減装置の一変形例のタブの進出状態を、ローターブレードの上方から見た状態で模式的に示す説明図、図 12 (b) は、図 12 (a) の D— D線に沿うローターブレードの断面図である。

図 13は、この発明の BV I騒音低減装置のさらに他の一実施例におけるァクチユエ一夕一の構成を示す斜視図である。

図 14は、上記実施例の BV I騒音低減装置の構成を示す平面図である。図 15は、図 14の E_E線に沿うローターブレードの断面図である。

図 16 (a) は、タブが最も後退した状態での、図 14の F— F線に沿うローターブレードの断面図、図 16 (b) は、タブが最も進出した状態での、図 14 の F— F線に沿う口一ターブレードの断面図である。

図 17は、翼端渦騒音（BV I) の発生状況を示す説明図である。

図 18 (a) は、翼端渦へのロータ一ブレードの突入前のそれらの位置関係を示す説明図、図 18 (b) は、図 18 (a) の位置関係での翼上面上の圧力分布を示す説明図である。

図 19 (a) は、翼端渦へのローターブレードの突入時のそれらの位置関係を示す説明図、図 19 (b) は、図 19 (a) の位置関係での翼上面上の圧力分布を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに図 1は、この発明のヘリコプター用 BV I騒音低減装置の一実施例の構成をローター系を側方から見た状態で示す模式図、図 2 (a) ， (b) は、その実施例の BV I騒音低減装置のタブの進出状態および後退状態を、ローターブレ一ドの上面を一部切り欠いた平面図で示す説明図、図 3 (a) ， (b) は、その実施例の BV I騒音低減装置のタブの進出状態および後退状態を、ロータ一ブレードの断面図で示す説明図、図 4は、その実施例の B VI騒音低減装置の発電機および制御装置をァクチユエ一ターとともに示す構成図、図 5 (a) , (b) は、その実施例の BV I騒音低減装置のタブの進出状態および後退状態を、口一夕—ブレードの斜視図で示す説明図、そして図 6 (_a) , (b) は、その実施例の B V I騒音低減装置のタブの進出状態および後退状態でのロー夕一ブレード周囲の圧力分布を示す説明図である。

図 1〜図 3に示すように、この実施例の BV I騒音低減装置は、ヘリコプターの図示しない機体に対して回転するロータ一系 1に含まれる複数枚の口一ターブレ一ド 2の各々の後縁部に、その口一ターブレード 2の後緣を後方へ延長するように、口一ターブレード 2の前縁と後縁とを通ってローターブレード 2を上下に分割する横断平面に対して僅かに後ろ下がりの姿勢で口一夕一ブレード 2の後緣部上面に略平行に延在するとともにロータ一ブレード 2の長手方向に延在するように配設された、小さな板状のタブ 3を具えており、このタブ 3は、複数の口一ラー 2aで上下面及び両側端面を挟持されて、ローターブレード 2の後縁から突出する図 2 (a) および図 3 (a) に示す位置とローターブレード 2の後縁から突出しない図 2 (b) および図 3 (b) に示す位置との間でそのロータ一ブレード 2の回転方向後方に対して進退移動可能とされている。

また、この実施例の BV I騒音低減装置は、これも各ロー夕一ブレード 2内に配設されて、上記タブ 3を、ローターブレード 2の後縁から突出する図 2 (a) および図 3 (a) に示す位置とローターブレード 2の後縁から突出しない図 2

(b) および図 3 (b) に示す位置との間でそのローターブレード 2の回転方向後方に対して進退移動させるァクチユエ一夕一 4を具えている。

ここにおけるァクチユエ一夕一 4は、図 2および図 3に示すように、ローターブレード 2内に配設され、タブ 3の後端部（図 3では左端部）に固定されるとともに先端部を下向きに折曲された鋼板 3aを電磁吸着する複数のタブ押出し用電磁石 4aと、これも口一夕一プレード 2内に配設され、そのタブ 3の後端部を引っ張つて口—夕一ブレード ₂の前縁に向けて常時付勢するタブ引戻し用スプリング 4b とから構成されており、このァクチユエ一夕一 4は複数のタブ押出し用電磁石 4a の全てに給電されると、それらのタブ押出し用電磁石 4aがタブ引戻し用スプリング 4bに対抗しつつ鋼板 3aを電磁吸着することで、図 2 ( a ) , 図 3 ( a ) および図 5 ( a ) に示すように、タブ 3を口一ターブレード 2の後縁から突出する位置に進出させ、また複数のタブ押出し用電磁石 4a'の全てへの給電を停止されると、タブ引戻し用スプリング 4bがその弾性力で、図 2 ( b ) , 図 3 ( b ) および図 5 ( b ) に示すように、タブ 3をローターブレード 2の後縁から突出しない位置に後退させる。なお、図中符号 2bは、鋼板 3aと当接してタブ 3の後退限位置（口一ターブレード 2の後縁から突出しない位置を特定するストッパーを示す。

さらに、この実施例の B V I騒音低減装置は、図 4に示すように、タブ 3が口一夕一ブレード 2の回転タイミングに対応して進退移動するようにァクチユエ一ター 4を作動させる制御装置 5と、その制御装置 5およびァクチユエ一夕一 4に電力を供給する発電機 6とを具えており、ここにおける発電機 6は、これも上記ローター系 1に含まれてロータ一ブレード 2を回転させるドライブシャフト 7に配設されたローターコイル 6aと、ドライブシャフト 7を回転自在に支持するマスト 8に配設されたステ一夕一コイル 6bとを有していて、そのステ一夕一コイル 6b への通電と、ドライブシャフト 7の回転に伴うローターコイル 6aの回転とにより発電した電力を、ローターコイル 6 aから制御装置 5に供給する。

加えてこの実施例の B V I騒音低減装置は、各ロータ一ブレード 2の前縁（図 3では左端縁）の、タブ 3の位置に対応する長手方向位置に内蔵された圧力センサー 9 (図 4参照）を具えている。なお、この実施例では、タブ 3および圧力センサー 9は、ローターブレード 2の周方向速度の最も高い部位である、ローターブレード 2の長手方向先端部に配置されている。

そして、ここにおける制御装置 5は、図 1に示すように、ドライブシャフト 7 の上端部に固定されたドーム状のフェアリング 10内に配置されるとともに、図 4 に示すように、 C P U (中央処理ユニット） 5aと、駆動アンプ 5bと、 C P U5aの作動を制御する図示しないメモリーとを有しており、ここで C P U5aは、発電機 6の口一夕一コイル 6aからの電力供給を受けて作動しつつ、そのローターコイル 6aからの電力の位相から機体に対する各口一夕一ブレード 2の回転位置を検出するとともに、上記圧力センサ一 9が口一夕一ブレ一ド 2前縁付近の圧力を検出して出力する信号を入力して、各ローターブレード 2がその回転方向前方の口一夕 —ブレード 2の翼端渦と干渉する回転位置に到達するタイミングで、各ロータ一ブレード 2の揚力を局所的に変化させてその翼端渦との干渉を緩和するように駆動信号を出力し、駆動アンプ 5bは、発電機 6のロー夕一コイル 6aからの電力供給を受けて作動し、 C P U5aからの駆動信号を増幅した駆動電力をァクチユエ一夕 —4の電磁石 4aに供給する。なお、制御装置 5は、ドライブシャフト 7の回転停止時もデータを上記メモリ一内に保持しておくため、フェアリング 10内にさらに、図示しないバックアップ用電池を有している。

かかる実施例の B V I騒音低減装置を用いた、この発明の B V I騒音低減装置の一実施例にあっては、ローター系 1を構成する口一夕一ブレード 2に内蔵されたァクチユエ一夕 4が、ローターブレード 2の後緣部に設けられたタブ 3を口一夕一ブレード 2の後縁から突出する位置と突出しない位置との間でローターブレード 2の上面に略平行に、そのローターブレード 2の回転方向後方に対して進退移動させ、そしてこれもロータ一系 1を構成するドライブシャフト 7の上端部に固定されたフェアリング 10内の制御装置 5が、各タブ 3が各ローターブレード 2 の回転タイミングに対応して進退移動するように各ァクチユエ一夕 4を作動させる。

従って、この実施例の B V I騒音低減方法および装置によれば、各ロー夕ーブレード 2がその回転方向前方の口一ターブレード 2の翼端渦と干渉する回転位置に到達するタイミングで各タブ 3をロー夕一ブレード 2の後縁から後方に適宜進出させて局所的に、図 6 ( a ) に実線 Aで圧力分布を示す（+は正圧、一は負圧を示す）ようにロータ一ブレード 2の揚力を、図 6 ( b ) に示すタブ 3が後退した通常時に対し増加させるとともに、口一夕一ブレード 2の前縁付近の圧力を瞬時に変化させ、その揚力増加および圧力変化により、口一夕一ブレードにその略全長に亘つて迎え角が増加するような捩れを生じさせて、ローターブレード全長に亘る吹き降ろし気流（ダウンゥォッシュ）を強めて翼端渦を下方へ押し流したり、ローターブレードの高さを局所的に変化させたりすることで、翼端渦と口一ターブレード 2との干渉を緩和し得て、 B V I騒音を低減させることができる。しかも、かかるローターブレ一ド 2の後端からの回転方向後方に対するタブ 2 の進退移動にはさほど制御力が必要とされないので、タブ 3を駆動するァクチュエー夕一 4を容易に、ロータ一系 1の特にローターブレード 2内に納め得る程度に小型に構成できるとともに、タブ 3の高い応答性も容易に達成することができる。

さらに、この実施例の B V I騒音低減方法および装置によれば、口一夕一系 1 に含まれてローターブレード 2を回転させるドライブシャフト 7に設けられた口一夕一コイル 6aを有し、ドライブシャフト 7の回転によって発電した電力を口一夕一コイル 6aからァクチユエ一ターに供給する発電機 6を具えているため、ドライブシャフト 7を支持するマスト 8にァクチユエ一ター 4への電力供給用のスリップリングを設ける必要がなく、ローター系 1に独立した騒音低減装置を搭載することができるので、騒音低減装置の故障原因を減らして信頼性を高めることができるとともに、騒音低減装置の保守点検を容易ならしめることができる。また、この実施例の B V I騒音低減方法および装置によれば、ァクチユエ一夕一 4への供給電力が止まった場合でも、タブ 3がスプリング 4bの弾性力で自動的に中立位置に戻るので、通常のヘリコプターの操縦性を確保することができる。さらに、この実施例の B V I騒音低減方法および装置によれば、ローターブレード 2の長手方向先端部に配置されているタブ 3は、そのローターブレード 2の周方向速度の最も高い部位に位置していることになるので、タブ 3のわずかな進退移動でもロータ一ブレード 2を上下させ得て、ァクチユエ一夕一 4をより軽量かつ小型のものとすることができる。

さらに、この実施例の B V I騒音低減方法および装置によれば、ローターブレ —ド 2の後縁部に設けられたタブ 3が、ローターブレード 2の後縁から突出する位置と突出しない位置との間でローターブレード 2の上面に略平行に、その口一タ一ブレード 2の回転方向後方に対して進退移動するので、図 6 ( a) 中仮想線で圧力分布を示す、ロータ一ブレード 2の前縁と後縁とを通ってローターブレード 2を上下に分割する横断平面に対して平行にタブが突出する場合（図中破線で示す）と比較して、より大きな揚力をもたらすことができる。

しかも、この実施例の B V I騒音低減方法および装置によれば、例えばロータ —ブレードの上下面からスポィラ一を突出させてローターブレードの揚力を調節する場合と比較しても、作動初期の好ましくないアドバース揚力（スポイラ一による渦が口一夕一ブレード後縁に到達するまで生ずる揚力）の発生がないので、より的確なタイミングでの揚力制御を行うことができる。

図 7は、上記実施例の B V I騒音低減装置の一変形例を示し、この例では、ァクチユエ一ター 4が、タブ 3の引戻し用にも電磁石 4aを有している。かかる変形例によれば、より高速でタブ 3を作動させ得て、タブ 3の高い応答性もより容易に達成することができる。

図 8 ( a ) ，図 8 ( b ) は、この発明の B V I騒音低減装置の他の一実施例のタブの進出状態および後退状態を、ローターブレードの上方から見た状態で模式的に示す説明図、図 9は、上記実施例の B V I騒音低減装置のタブを、口一夕一ブレードの断面図で示す説明図であり、図中、先の実施例と同様の部分はそれと同一の符合にて示す。 ' すなわち、この実施例の B V I騒音低減装置では、タブ 3が、口一ターブレード 2に、そのローターブレード 2の後縁から突出する図 8 ( a ) に示す位置と突出しない図 8 ( b ) に示す位置との間で支持軸 1 1の中心軸線周りに揺動してそのローターブレード 2の回転方向後方に対して進退移動し得るように設けられており、そのタブ 3は、扇状をなすとともに、ローターブレード 2の先端（図 8では上端）に近いほど幅広になる向きでロータ一ブレード 2に配置されて、その夕ブ 3の扇の要に相当する部分付近の幅狭の部分をローターブレード 2に支持軸 1 1で軸支されている。

また、この実施例の B V I騒音低減装置では、タブ 3の支持軸 1 1による軸支部分より幅狭の部分にはカウンタウェイト 1 2が設けられており、例えば先の他と実施例と同様に電磁石を用いた電磁ソレノィド等からなるァクチユエ一夕一 4 は、タブ 3の支持軸 1 1による軸支部分近傍にその進退移動のための駆動力を加えるように配置されている。

さらに、この実施例の B V I騒音低減装置では、図 9に示すように、支持軸 1 1が、ローターブレード 2の上下方向に対して上に行くほどそのロー夕一ブレード 2の後方へ向かうように後傾していて、タブ 3はその支持軸 1 1周りに揺動可能にロータ一ブレード 2に軸支されており、これら以外の点は、先の実施例と同様に構成されている。

かかる他の実施例の構成によれば、先の実施例と同様、 B V I騒音を低減させることができるのに加えて、タブ 3の支持構造を揺動型の簡易なものとし得て、口一夕一ブレード 2の重量とコストの増加を抑制することができ、また、タブ 3 が扇状をなして口一夕一ブレード 2の先端に近いほど幅広になる向きでロー夕一ブレード 2に配置され、そのタブ 3の扇の要に相当する部分付近の幅狭の部分をローターブレード 2に軸支されている処、ローターブレ一ド 2の先端に近いほどローターブレード 2の回転方向速度（周速）が高いので、より高い回転方向速度でタブ 3を気流に晒してより大きな空気力を得ることができ、ひいてはより効果的に B V I騒音を低減させることができる。

なお、図 1 0は、上記実施例の B V I騒音低減装置のタブ 3の進出状態での口一夕一ブレード周囲の圧力分布 L 1を、先の実施例のタブ形状の場合の圧力分布 L 2およびタブがない場合の圧力分布 L 3と比較して示す説明図であり、この図からも、この実施零の B V I騒音低減装置がより効果的に B V I騒音を低減させ得ることは明らかである。

但し、口一夕一ブレード先端付近は先に述べたような下降流である翼端渦が生ずるため気流に対する口一ターブレードの迎え角が相対的に小さくなつてしまうので、最も効果的に揚力を得られる位置は、図 1 0の圧力分布から判るように、ローターブレード先端部のうち、ローターブレード先端よりやや基部寄りの位置になる。

さらにこの実施例の装置によれば、ァクチユエ一夕一 4が、タブ 3の軸支部分近傍に進退移動のための駆動力を加えるので、ァクチユエ一夕一 4の作動スト口 —クを小さくし得てァクチユエ一夕一 4をコンパクトにすることができ、また、ローターブレード 2の先端からより遠いためより遠心力の小さい位置でァクチュエー夕一 4を作動させ得て、ァクチユエ一夕一 4の負荷を軽減させることができる。

さらにこの実施例の装置によれば、タブ 3が、口一夕一ブレード 2の上下方向に対して上に行くほどそのロータ一ブレード 2の後方へ向かうように後傾した支持軸 1 1周りに揺動可能にそのローターブレード 2に軸支されているので、ロー夕一ブレード 2の水平方向に対し 0度以外の突出角度をタブ 3に与え得て、キヤンパ一効果でより大きな空気力を得ることができ、ひいてはより効果的に B V I 騒音を低減させることができる。

さらにこの実施例の装置によれば、タブ 3の、支持軸 1 1での軸支部分より幅狭の部分にカウンタウェイト 1 2が設けられているので、図 1 1に示すように、口—ターブレード ₂の回転でタブ 3の重心 C Gに加わる遠心力 C Fの、支持軸 1 1の中心軸線周りの成分を、カウン夕ウェイト 12に加わる遠心力 CFの、支持軸 11の中心軸線周りの成分で緩和または相殺し得て、支持軸 11やその周辺構造およびァクチユエ一夕一 4の可動部の剛性を下げることができるとともに、ァクチユエ一夕一 4の負荷を軽減させることができる。

図 12 (a) は、上記他の実施例の BV I騒音低減装置の一変形例のタブの進出状態を、ローターブレードの上方から見た状態で模式的に示す説明図、図 12 (b) は、図 12 (a) の D— D線に沿う口一夕一ブレードの断面図であり、この変形例の BV I騒音低減装置では、ァクチユエ一ター 4が、タブ 3にピンで揺動可能に結合されたラック 4 cと、そのラック 4 cに嚙合するピニオン 4 dを有するとともにローターブレード 2の長手方向に延在してその口一夕一ブレード 2 に回動可能に支持された伝動軸 4 eと、その伝動軸 4 eを回動駆動する例えば図示しないモータ等とを具えている点で先の実施例と異なっており、他の点は先の実施例と同様に構成されている。

この変形例の BV I騒音低減装置によれば、ァクチユエ一ター 4の伝動軸 4 e を回動駆動するモータ等を、ローターブレード 2の先端からより遠いためより遠心力の小さい位置で作動させ得て、ァクチユエ一夕一 4の負荷をより軽減させることができる。

図 13は、この発明の BV I騒音低減装置のさらに他の一実施例におけるァクチユエ一夕一の構成を示す斜視図、図 14は、上記実施例の B VI騒音低減装置の構成を示す平面図、図 15は、図 14の E— E線に沿う口一ターブレードの断面図、図 16 (a) は、タブが最も後退した状態での、図 14の F— F線に沿う口—夕一ブレードの断面図、そして図丄 6 (b) は、タブが最も進出した状態での、図 14の F— F線に沿うローターブレードの断面図であり、この実施例の B V I騒音低減装置では、図 8に示す他の実施例と異なり、扇状でなく長方形状のタブ 3が支持軸 11でロータ一ブレード 2に揺動可能に軸支されている。

またこの実施例の BV I騒音低減装置では、ァクチユエ一ター 4が、上記変形例と同様にそのタブ 3にピンで結合されたラック 4 cと、そのラック 4 cに嚙合するピニオン 4 dを有するとともにロータ一ブレード 2の長手方向にここでは基部から先端部まで延在してそのローターブレード 2に回動可能に支持された伝動軸 4 eとを有するとともに、口一夕一系 1の特にドライブシャフト 7付近に設けられて制御装置を兼ね、タブ 3がローターブレード 2の回転タイミングに対応して進退移動するように伝動軸 4 eを回動させる、ここではスヮッシュプレートと連動するリンク機構 4 f を有している。

かかるさらに他の実施例の B V I騒音低減装置によれば、リンク機構 4 fがスヮッシュプレートと連動し、ローターブレード 2の回転タイミングに対応して例えば伝動軸 4 eの軸端のレバーを動かすことで伝動軸 4 eを回動させて、タブ 3 をローターブレード 2の回転タイミングに対応して進退移動させるので、制御装置に電気系統を不要とし得て、 B V I騒音低減装置の構成を極めて簡易なものとすることができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えばこの発明においては、上記圧力センサ一 9および C P U5aを省略するとともに上記発電機 6を制御装置としても機能させ、口一夕一コイル 6aからァクチユエ一夕一 4に直接的に、あるいは駆動アンプを介して電力を供給して、ローターコイル 6aの出力電力の位相変化によってァクチユエ一夕一 4を進退移動させるようにしても良い。

また、この発明においては、タブ 3をロータ一ブレード 2の後縁から後方でかつロー夕一ブレード 2の回転中心を中心とした半径方向斜め外方に対して進退移動させるようにしても良く、このようにすれば、タブ 3の進退移動の際にロー夕 —ブレード 2の回転による遠心力でタブ 3からローラ一 2aに加わる押圧力を減らし得て、タブ 3の案内抵抗を減らすことができる。

さらに、この発明においては、タブ 3が口一夕一ブレード 2の後縁から突出する位置に位置する状態で、タブ 3とローターブレード 2の後縁との間に隙間が開くようにしても良く、このようにすれば、揚力を増加させつつタブ 3を軽量化してタブ 3の'貭性カを減らし、ァクチユエ一夕一 4の駆動力を小さくて済むようにして、ァクチユエ一夕一 4をより軽量かつ小型のものとすることができる。

さらに、この発明においては、例えば複数の電磁石 4aの一部に通電したり一部の通電を止めたりすることで、タブ 3の突出長さを短くしてロー夕一ブレード 2 の揚力を微調整するようにしても良く、また電磁石 4aおよび鋼板 3aに代えて電磁ソレノィドを用いて、そのコイル内に遊揷したコアを進退移動させるようにしても良い。

なお、この発明におけるタブは、 B V I騒音を低減し得るのみならず、各ローターブレードに設けられるフラップの代わりに各ローターブレードの揚力を調整し得てロータ一系の振動を抑制することができるとともに、各ローターブレードからの気流の剥離をより長く防止し得てローター系の作動効率を高めることができる。

産業上の利用可能性

この発明のヘリコプター用 B V I騒音低減方法および装置によれば、ロータ一ブレードを含む口一ター系に設けたァクチユエ一夕一を作動させて、口一ターブレードの後縁から突出する位置へタブを進出させることにより口一ターブレードの揚力を増加させるとともに、ローターブレードの後縁から突出しない位置へ夕ブを後退させることにより口一夕一ブレードの揚力を元に戻すことができるので、ロータ—ブレードの高さを局所的に変化させて翼端渦とローターブレードとの干渉を緩和し得て、 B V I騒音を低減させることができる。

しかも、力るロー夕一ブレード後端からの回転方向後方に対するタブの進退移動にはさほど制御力が必要とされないので、タブを駆動するァクチユエ一夕一を容易に、ローター系に納め得る程度に小型に構成できるとともに、タブの高い応答性も容易に達成することができる。

Claims

請求の範囲

1 . ヘリコプターのロータ一ブレードの B V I騒音を低減させるに際し、前記口一ターブレードに、そのロータ一ブレードの後縁から突出する位置と突出しない位置との間でその口一ターブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るタブを設けるとともに、

前記ヘリコプターの機体に対して回転する、前記ローターブレードを含むロー夕一系に、前記タブを進退移動させるァクチユエ一ターを設け、

前記ロータ一ブレードの回転タイミングに対応して前記夕ブが進退移動するように前記ァクチユエ一夕一を作動させることを特徴とする、ヘリコプター用 B V I騒音低減方法。

2 . 前記口一夕一系に含まれて前記口一夕一ブレードを回転させるドライブシャフトに発電機のコィルを設け、前記ドライブシャフトの回転によつて前記発電機で発電した電力を前記コイルから前記ァクチユエ一夕一に供給することを特徴とする、請求項 1記載のへリコプタ一用 B V I騒音低減方法。

3 . 前記発電機が発電した電力の位相から検出した、先行する前記ローターブレ一ドが発生させた翼端渦にそれに続く前記口一夕一ブレードが接近する回転タイミングに基づき、先行する前記口一ターブレードが発生させた翼端渦をそれに続く前記口一ターブレードが避けるように、前記ァクチユエ一夕一を作動させて前記夕ブを進退移動させることを特徴とする、請求項 2記載のへリコプター用 B V I騒音低減方法。

4. 前記ロー夕一ブレードの前縁に設けた圧力センサ一からの出力信号に基づき、前記夕ブの突出量を制御することを特徴とする、請求項 1から請求項 3までの何れか記載のへリコプター用 B V I騒音低減方法。

5 . 前記タブを前記ロータ一ブレードに、その口一ターブレードの後縁から突出する位置と突出しない位置との間で所定軸線周りに揺動してそのローターブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るように設けることを特徴とする、請求項 1から請求項 4までの何れか記載のヘリコプター用 BV I騒音低減方法。

6. ヘリコプターのロータ一ブレード（2) の BV I騒音を低減させる装置において、

前記口一夕一ブレードに設けられて、その口一ターブレードの後縁から突出する位置と突出しない位置との間でそのローターブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るタブ（3) と、

前記ヘリコプターの機体に対して回転する、前記口一ターブレ一ドを含む口一夕一系（1) に設けられて、前記タブを進退移動させるァクチユエ一ター（4) と、

前記ローター系に設けられて、前記夕ブが前記口一夕一ブレードの回転夕イミングに対応して進退移動するように前記ァクチユエ一夕一を作動させる制御装置 (5) と、

を具えることを特徴とする、ヘリコプター用 BV I騒音低減装置。

7. 前記口一夕一系に含まれて前記口一夕一ブレードを回転させるドライブシャフト（7) に設けられたコイル（6a) を有し、そのドライブシャフトの回転によつて発電した電力を前記コイルから前記ァクチユエ一夕一に供給する発電機

(7) を具えることを特徴とする、請求項 6記載のヘリコプター用 B VI騒音低減装置。

8. 前記ァクチユエ一夕一は、タブ押出し用電磁石 (4a) とタブ引戻し用スプリング（4b) とにより前記タブを進退移動させるものであることを特徴とする、請求項 5または請求項 7記載のへリコプター用 B V I騒音低減装置。

9. 前記タブ（3) は、前記ローターブレード（2) の先端部に配置されていることを特徴とする、請求項 5から請求項 8までの何れか記載のへリコプ夕ー用 B V I騒音低減装置。

10. 前記タブ（3) は、前記ローターブレード（2) に、そのローターブレ一ドの後縁から突出する位置と突出しない位置との間で所定軸線周りに揺動してそのロータ—ブレードの回転方向後方に対して進退移動し得るように設けられていることを特徴とする、請求項 5から 9までの何れか記載のヘリコプター用 BV I 騒音低減装置。

11. 前記タブ（3) は、扇状をなすとともに、前記ローターブレード（2) の先端に近いほど幅広になる向きで前記ロー夕一ブレードに配置されて、そのタブの扇の要に相当する部分付近の幅狭の部分を前記ロータ一ブレードに軸支されていることを特徴とする、請求項 10記載のヘリコプター用 B VI騒音低減装置。

12. 前記ァクチユエ一ター（4) は、前記タブ（3) の前記軸支部分近傍に進退移動のための駆動力を加えるものであることを特徴とする、請求項 5から 11 までの何れか記載のへリコプター用 B V I騒音低減装置。

13. 前記タブ（3) は、前記軸支部分より幅狭の部分にカウンタウェイト（1 2) を設けられていることを特徴とする、請求項 11または 12記載のへリコプ夕一用 BV I騒音低減装置。

14. 前記タブ（3) は、前記口一夕一ブレード（2) の上下方向に対して上に行くほどそのローターブレードの後方へ向かうように傾斜した支持軸 (11) 周りに揺動可能にそのローターブレードに軸支されていることを特徴とする、請求項 10記載のへリコプター用 B V I騒音低減装置。

15. 前記ァクチユエ一夕一（4) は、

前記タブ（3) に結合されたラック（4 c) と、

前記ラックに嚙合するピニオン（4d) を有するとともに前記ローターブレード（2) の基部から先端部に向かって延在してその口一ターブレードに回動可能に支持された伝動軸（4 e) と、

前記口一夕一系（1) に設けられて前記制御装置を兼ね、前記タブが前記ローターブレードの回転タイミングに対応して進退移動するように前記伝動軸を回動させるリンク機構（4 f ) と、

を具えることを特徴とする、請求項 5から 1 4までの何れか記載のへリコプ夕一用 B V I騒音低減装置。