(57)【要約】【課題】重量を大幅に増加させることなくフラップの最大展開位置近傍においてフラップの振動抑制を実現できる航空機の主翼を提供する。【解決手段】航空機の機体に接続される翼本体１０と、翼本体１０に対して収納位置と最大展開位置との間で可動とされたフラップ１２と、翼本体１０に設けられ、フラップ１２を収納位置と最大展開位置との間で移動させるフラップ移動機構と、翼本体１０に設けられた支持部材１４と、フラップ１２に設けられ、支持部材１４によって支持される被支持部材１６とを備え、被支持部材１６は、フラップ移動機構によってフラップ１２が所定位置まで移動したとき、支持部材１４によってフラップ１２の振動が抑制されるように支持される航空機の主翼１。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の機体に接続される翼本体と、
該翼本体に対して収納位置と最大展開位置との間で可動とされたフラップと、
前記翼本体に設けられ、前記フラップを前記収納位置と前記最大展開位置との間で移動させるフラップ移動機構と、
前記翼本体に設けられた支持部材と、
前記フラップに設けられ、前記支持部材によって支持される被支持部材と、
を備え、
前記被支持部材は、前記フラップ移動機構によって前記フラップが所定位置まで移動したとき、前記支持部材によって前記フラップの振動が抑制されるように支持される航空機の主翼。
【請求項２】
前記被支持部材は、前記フラップが有する側面に設けられている請求項１に記載の航空機の主翼。
【請求項３】
前記被支持部材は、前記フラップが有する側面のうち前記翼本体の先端側にある側面にのみ設けられている請求項１に記載の航空機の主翼。
【請求項４】
前記支持部材または前記被支持部材の一方は、ピン状の凸部材とされ、
前記支持部材または前記被支持部材の他方は、前記フラップが展開するときに前記凸部材が摺動可能であり、前記フラップが前記所定位置まで移動したときに前記凸部材が係合するガイド部材とされている請求項１から３のいずれかに記載の航空機の主翼。
【請求項５】
前記凸部材は、基端側に位置して前記翼本体または前記フラップに固定される固定部と、先端側に位置して該固定部に回動自在に取り付けられた円筒状の回転部とを備え、
該回転部が前記ガイド部材に対して接触する請求項４に記載の航空機の主翼。
【請求項６】
前記ガイド部材は、前記凸部材と前記ガイド部材とが接近するとき、前記凸部材を迎え入れる開口を有するガイドとされる請求項４または５に記載の航空機の主翼。
【請求項７】
前記ガイド部材は、前記翼本体の前縁側から前記翼本体の後縁側にかけて流線形状とされている請求項４から６のいずれかに記載の航空機の主翼。
【請求項８】
前記所定位置は、前記最大展開位置とされる請求項１から７のいずれかに記載の航空機の主翼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の主翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の主翼を構成するフラップは、フラップに取り付けられたローラが翼本体側に取り付けられたトラックレールに沿って移動することで主翼後縁に押し出される機構によって展開される。
【０００３】
このような主翼において、フラップの展開中、ローラとトラックレールとの固着を防止するためにローラとトラックレールとの間には相応の隙間を設けることがある。
【０００４】
ところが、ローラとトラックレールとの間に隙間を設けたことで次のような問題が生じる可能性がある。すなわち、隙間による支持剛性の低下、およびフラップの大きな展開角度における流れの剥離の影響で、フラップに振動が発生する可能性がある。特に航空機の着陸時において主翼に発生する揚力を増加させるためにフラップを最大展開した場合、フラップの最大展開位置近傍においてフラップに大きな振動が発生する可能性がある。
【０００５】
このようなフラップの振動を抑制する手段として、例えば、特許文献１に開示されているフラップがある。すなわち、フラップの上面に対して回動可能に取り付けられた板を回動させることで流れの剥離を防止して振動を抑制する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８２６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されているフラップにおいては、回動自在な板とその板を回動させる機構（特許文献１においてワイヤ巻取部およびワイヤなど）をフラップに設ける必要があり、重量の大幅な増加が懸念される。
【０００８】
また、フラップの振動を抑制する他の方法として、フラップそのものの剛性を向上させる方法や、展開時の動的バランスをとる質量体を設置する方法が考えられる。しかし、いずれの場合も、フラップの大幅な質量増加が懸念されるので採用し難い。
【０００９】
また、ローラとトラックレールとの間に設けられた隙間量を低減する方法も考えられる。しかし、そのような方法では大幅な設計変更を伴うので、スケジュールやコストの面から採用し難い。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、重量を大幅に増加させることなくフラップの最大展開位置近傍においてフラップの振動抑制を実現できる航空機の主翼を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の航空機の主翼は以下の手段を採用する。
即ち、本発明の一態様に係る航空機の主翼は、航空機の機体に接続される翼本体と、該翼本体に対して収納位置と最大展開位置との間で可動とされたフラップと、前記翼本体に設けられ、前記フラップを前記収納位置と前記最大展開位置との間で移動させるフラップ移動機構と、前記翼本体に設けられた支持部材と、前記フラップに設けられ、前記支持部材によって支持される被支持部材とを備え、前記被支持部材は、前記フラップ移動機構によって前記フラップが所定位置まで移動したとき、前記支持部材によって前記フラップの振動が抑制されるように支持される。
【００１２】
本態様の航空機の主翼は、フラップの所定位置（例えばフラップの最大展開位置）で、翼本体に設けられた支持部材によってフラップに設けられた被支持部材が支持される。これによって、フラップの振動が特に発生しやすい最大展開位置近傍において、翼本体とフラップとの支持箇所が増える。このため、最大展開位置近傍ではフラップの振動が抑制される。つまり、フラップが最大展開されるとき（例えば航空機の着陸時）にフラップの振動を抑制することができる。また、支持部材として例えばピン状の部材、被支持部材として例えばピン状の部材の形状に対応するガイド部材を採用した場合、振動抑制を簡便な構造によって実現できる。すなわち、重量を大幅に増加させることなく振動抑制実現できる。この場合、ピン状の部材がガイド部材に係合することによってピン状の部材がガイド部材に支持される。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る航空機の主翼において、前記被支持部材は、前記フラップが有する側面に設けられている。
【００１４】
本態様の航空機の主翼において、被支持部材は、フラップが有する側面に設けられている。フラップは、翼本体の先端側が大きく振動する傾向にある。このため、例えば先端側の側面に被支持部材を設けることで、フラップの振動抑制を効果的に実現できる。なお、ここでいう側面とは翼長方向の側面である。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る航空機の主翼において、前記被支持部材は、前記フラップが有する側面のうち前記翼本体の先端側にある側面にのみ設けられている。
【００１６】
本態様の航空機の主翼において、被支持部材は、フラップが有する側面のうち翼本体の先端側（航空機の胴体とは反対側）の側面にのみ設けられている。フラップは、翼本体の先端側が大きく振動する傾向にある。このため、先端側の側面にのみ被支持部材を設けて、他の側面には被支持部材を設けないことで、被支持部材の設置による重量の増加を必要最低限に抑えるとともに、フラップの振動抑制を効果的に実現できる。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る航空機の主翼では、前記支持部材または前記被支持部材の一方は、ピン状の凸部材とされ、前記支持部材または前記被支持部材の他方は、前記フラップが展開するときに前記凸部材が摺動可能であり、前記フラップが前記所定位置まで移動したときに前記凸部材が係合するガイド部材とされている。
【００１８】
本態様の航空機の主翼において、支持部材または被支持部材の一方はピン状の凸部材とされ、被支持部材または支持部材の他方はフラップの展開中に凸部材が摺動可能であり、フラップが最大展開したときに凸部材が係合するガイド部材とされる。これによって、振動抑制を簡便な構造によって実現できる。すなわち、重量を大幅に増加させることなく振動抑制を実現できる。この場合、例えば凸部材がガイド部材に係合することによって凸部材がガイド部材に支持される。支持部材および被支持部材の材料は、例えば軽量の材料（金属であればアルミやチタンなど）とされる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る航空機の主翼において、前記凸部材は、基端側に位置して前記翼本体または前記フラップに固定される固定部と、先端側に位置して該固定部に回動自在に取り付けられた円筒状の回転部とを備え、該回転部が前記ガイド部材に対して接触する。
【００２０】
本態様の航空機の主翼において、凸部材は翼本体またはフラップに固定された固定部とその固定部に回動自在に取り付けられた円筒状の回転部とを備えている。これによって、凸部材とガイド部材との固着や、凸部材がガイド部材に接触することによって生じる摩耗のリスクを低減できる。
【００２１】
また、本発明の一態様に係る航空機の主翼において、前記ガイド部材は、前記凸部材と前記ガイド部材とが接近するとき、前記凸部材を迎え入れる開口を有するガイドとされる請求項４または５に記載の航空機の主翼。
【００２２】
本態様の航空機の主翼において、凸部材とガイド部材とが接近するとき、凸部材を迎え入れる開口を有するガイドとされる。これによって、フラップが展開されて凸部材がガイド部材に支持される方向に移動するとき、凸部材を確実にガイド部材内に導くことができる。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る航空機の主翼において、前記ガイド部材は、前記翼本体前縁側から前記翼本体後縁側にかけて流線形状とされている。
【００２４】
本態様の航空機の主翼において、ガイド部材は、翼本体の前縁側から後縁側にかけて流線形状とされている。これによって、航空機の飛行時に発生する流れに対して、ガイド部材の空気抵抗を減少させることができる。
【００２５】
また、本発明の一態様に係る航空機の主翼において、前記所定位置は、前記最大展開位置とされる。
【００２６】
本態様の航空機の主翼によれば、フラップが最大展開されるとき（例えば航空機の着陸時）にフラップの振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る航空機の主翼によれば、重量を大幅に増加させることなくフラップの最大展開位置近傍においてフラップの振動抑制を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る航空機の主翼の斜視図である。
【図２Ａ】フラップが収納位置にある主翼の縦断面図である。
【図２Ｂ】フラップが最大展開位置にある主翼の縦断面図である。
【図３】凸部材およびガイド部材周辺（図１で示すＸ部）を示した斜視図である。
【図４】凸部材の正面図である。
【図５】凸部材の回転部とガイド部材の縦断面図である。
【図６Ａ】フラップが収納位置にある主翼の縦断面図である。
【図６Ｂ】フラップが最大展開位置にある主翼の縦断面図である。
【図７】ガイド部材の変形例の縦断面図である。
【図８Ａ】フラップが収納位置にある主翼の変形例の縦断面図である。
【図８Ｂ】フラップが最大展開位置にある主翼の変形例の縦断面図である。
【図９】フラップが中間位置にある主翼の変形例の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態に係る航空機の主翼について図１から図９を用いて説明する。
【００３０】
図１に示すように、航空機の主翼１（以下単に「主翼１」という。）は、基端５６が航空機の胴体（図示せず）に接続される翼本体１０と、翼本体１０に設けられたフラップ１２とを備える。
【００３１】
フラップ１２は、フラップ移動機構３０によって翼本体１０に対して可動されることで展開・収納される。
【００３２】
図２Ａには、翼本体１０に収納された位置（以下「収納位置」という。）にあるフラップ１２が示されている。図２Ｂには、翼本体１０に対して最大展開された位置（以下「最大展開位置」という。）にあるフラップ１２が示されている。また、図２Ａおよび図２Ｂにおいて図示されているフラップ移動機構３０は、カバーが取り外された状態、かつ、内部の機構が簡易的に図示された状態である。
【００３３】
フラップ移動機構３０は、梁材３２と、可動アーム３６とを備える。
梁材３２は、翼本体１０の下面に接続され、翼弦方向に延在する部材である。梁材３２の上部には、翼弦方向に延在するトラックレール３４が設けられている。
【００３４】
トラックレール３４は、翼本体１０の前縁側（図で示す左側）から後縁側（図で示す右側）に向かって下方に傾斜している。また、トラックレール３４の中間部付近において傾斜角度が変化し、下方に向かう傾斜角度が急になる。
【００３５】
可動アーム３６は、トラックレール３４を摺動する前縁側ローラ３８と後縁側ローラ４０とを介して梁材３２に対して摺動可能に設けられる。なお、可動アーム３６は、図示しない機構によってトラックレール３４に沿って可動とされる。
【００３６】
可動アーム３６が図２Ａに示す収納位置から図２Ｂに示す最大展開位置へ移動するとき、すなわち、可動アーム３６が翼本体１０の前縁側から後縁側へ移動するとき、後縁側ローラ４０のみが急な傾斜角度の区間に進入する。このため、後縁側ローラ４０は、翼本体１０の前縁側から後縁側へ移動しつつ前縁側ローラ３８を回転中心に下方に向かって移動する。これにともなって、可動アーム３６が翼本体１０の前縁側から後縁側へ移動しつつ、可動アーム３６の後縁側ローラ４０側が下方に傾斜する。
【００３７】
可動アーム３６の上部には、複数のリンクを介してフラップ１２が接続されている。このため、可動アーム３６が翼本体１０の前縁側から後縁側へ移動することで、フラップ１２がそれに追従して翼本体１０の前縁側から後縁側へ移動する。同時に、可動アーム３６の後縁側ローラ４０側が下方に傾斜することで、フラップ１２の後縁側がそれに追従して下方に傾斜する。
【００３８】
前述のように、フラップ１２は、フラップ移動機構３０によって翼本体１０に対して収納位置と最大展開位置との間で可動とされる。なお、最大展開位置において、フラップ１２の翼弦線が翼本体１０の翼弦線に対して成す角度（図２Ｂで示すθ）は３０°〜３５°程度とされる。
【００３９】
図３には図１に示すＸ部を拡大した斜視図が示されている。図３に示すように、翼本体１０とフラップ１２の側面との間において、翼本体１０の後縁側には支持部材１４が設けられている。また、フラップ１２には被支持部材１６が設けられている。
【００４０】
同図の場合、フラップ１２が翼長方向に有する側面のうち、翼本体１０の先端側（エルロン５０（図１参照）が設けられている側）に位置する側面と翼本体１０との間に支持部材１４および被支持部材１６が設けられている。なお、支持部材１４および被支持部材１６は、翼本体１０の先端側の側面と翼本体１０との間にのみ設けても良いし、他の側面と翼本体１０との間にも設けてもよい。
【００４１】
支持部材１４は、例えば、ピン状の凸部材とされている。支持部材１４は、フラップ１２の側面に向かって翼長方向に突出している。支持部材１４を、以下「凸部材１４」という。
【００４２】
凸部材１４は、図４に示すように、基端側に位置する固定部１４ａと先端側に位置する回転部１４ｂとを備える。固定部１４ａの基端は翼本体１０側に固定されている。回転部１４ｂは固定部１４ａに対して回動自在に取り付けられた円筒状の部材とさている。回転部１４ｂの回転軸線方向は、凸部材１４の突出方向に一致している。
【００４３】
図３に示すように、被支持部材１６は、フラップ１２の側面の前縁側に設けられている。被支持部材１６は、例えば、フラップ１２の最大展開位置において、凸部材１４を係合支持するガイド部材とされている。被支持部材１６を、以下「ガイド部材１６」という。
【００４４】
ガイド部材１６は、フラップ１２の後縁側の側面形状に沿って設けられ、図５に示すように、側面視で略Ｕ字形状のガイドとされている。ガイド部材１６は、一端が開口部１６ａとされ、他端が係合部１６ｂとされている。このとき、同図に示すように、ガイド部材１６の形状を、翼本体１０の前縁側から後縁側に向かって角部がなく丸みを帯びた流線形状とすることが好ましい。
【００４５】
開口部１６ａは、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、翼本体１０の後縁側に向けて開口され、凸部材１４の回転部１４ｂが接近したときに回転部１４ｂを迎え入れるように構成されている。すなわち、フラップ１２に設けられたガイド部材１６が、フラップ１２の展開とともに翼本体１０に設けられた凸部材１４に接近して、最大展開位置近傍で回転部１４ｂを迎え入れる。なお、図６Ａおよび図６Ｂにおいては、簡単のためフラップ移動機構３０を図示していない。
【００４６】
一方、係合部１６ｂは、凸部材１４の回転部１４ｂを係合する部分とされる。図５に示すように、係合部１６ｂには、凸部材１４が有する円筒形状の回転部１４ｂに対応した形状の底部が形成されている。これによって、開口部１６ａから係合部１６ｂに向かう摺動方向、および摺動方向に直交するガイド部材１６の幅方向に回転部１４ｂは拘束され、係合部１６ｂに係合支持される。同図の場合、係合部１６ｂは、回転部１４ｂを、ガイド部材１６に対して右から左に向かう方向、および上下方向に拘束して係合支持する。
【００４７】
凸部材１４の回転部１４ｂは、フラップ１２の展開にともなって開口部１６ａに進入した後、係合部１６ｂに向かってガイド部材１６内を摺動する。係合部１６ｂに当接した回転部１４ｂは、その位置で係合部１６ｂに係合支持される。このとき、回転部１４ｂは固定部１４ａに対して回動自在とされているので摩擦や固着が生じにくい。なお、フラップ１２の収納にともなって回転部１４ｂが係合部１６ｂから開口部１６ａに向かって摺動する場合も同様である。
【００４８】
なお、ガイド部材１６は図５のような流線形状に限らず、例えば図７に示すようなコの字形状であっても良い。
【００４９】
凸部材１４およびガイド部材１６の材料は、例えば軽量の材料（金属であればアルミやチタンなど）とされる。
【００５０】
本実施形態では以下の効果を奏する。
最大展開位置近傍において翼本体１０に設けられた凸部材１４がフラップ１２に設けられたガイド部材１６に支持される。これによって、フラップ１２の振動が特に発生しやすい最大展開位置近傍において翼本体１０とフラップ１２との支持箇所が増える。このため、最大展開位置近傍ではフラップ１２の振動が抑制される。つまり、フラップ１２が最大展開されるとき（例えば航空機の着陸時）にフラップ１２の振動を抑制することができる。
【００５１】
また、凸部材１４とガイド部材１６との簡便な構造によって支持箇所を増やすことができるので、重量を大幅に増加させることなく振動抑制を実現できる。
【００５２】
また、フラップ１２は翼本体１０の先端側が大きく振動する傾向にある。このため、フラップ１２が有する側面のうち翼本体１０の先端側の側面と翼本体１０との間にのみ凸部材１４およびガイド部材１６を設け、他の側面には設けないこととした。これによって、凸部材１４またはガイド部材１６の設置による重量の増加を必要最低限に抑えるとともに、フラップ１２の振動抑制を効果的に実現できる。
【００５３】
また、ガイド部材１６は、翼本体１０の前縁側から後縁側にかけて、流線形状とされている。これによって、航空機の飛行時に発生する流れに対して、ガイド部材１６の空気抵抗を減少させることができる。
【００５４】
なお、ガイド部材１６は係合部１６ｂから開口部１６ａに向かってそのガイド幅方向を拡幅しても良い。この場合、より確実に凸部材１４の回転部１４ｂをガイド部材１６に導くことができる。
【００５５】
また、前述の実施形態においては、図６Ａに示すように、翼本体１０の後縁側に支持部材１４として凸部材が設けられ、フラップ１２に被支持部材１６としてガイド部材が設けられていた。しかし、変形例として、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、翼本体１０の後縁側に支持部材１４としてガイド部材を設け、フラップ１２に被支持部材１６として凸部材を設けても良い。この場合、ガイド部材の開口部は、翼本体１０の前縁側に向けて開口される。
【００５６】
また、図９に示すように、最大展開位置に限らずフラップ１２の収納位置と最大展開位置との間の位置（例えば中間位置）を所定位置としても良い。同図の場合、翼本体１０に支持部材１４としての凸部材が設けられている。また、フラップ１２に被支持部材１６としてのガイド部材が設けられている。このとき、被支持部材１６は、フラップ１２が中間位置に移動したときに支持部材１４に対応する位置（すなわち支持される位置）に設けられている。また、支持部材１４が被支持部材１６を通過できるように、被支持部材１６としてのガイド部材の両端には開口部１６ａが形成されている。このような構成とすることで、中間位置に移動したフラップ１２に設けられた被支持部材１６は、翼本体１０に設けられた支持部材１４によって支持される。これによって、中間位置においてフラップ１２の振動抑制を実現できる。なお、前述のように、支持部材１４としてガイド部材、被支持部材１６として凸部材を採用しても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１      主翼
１０    翼本体
１２    フラップ
１４    支持部材
１４ａ  固定部
１４ｂ  回転部
１６    被支持部材
１６ａ  開口部
１６ｂ  係合部
３０    フラップ移動機構
３２    梁材
３４    トラックレール
３６    可動アーム
３８    前縁側ローラ
４０    後縁側ローラ
５０    エルロン
【図１】
2020037295.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
2020037295.tif 000009
【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
2020037295.tif 000012
【図８Ｂ】
2020037295.tif 000013
【図９】
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