(57)【要約】【課題】  伝統的なデザインのヨークでは、アーム間のピッチリンク及びピッチホーンの望ましい配置ができず、ロータブレードのピッチを変えるための方法及び部品が必要である。【解決手段】  回転翼航空機ロータシステムのためのヨークは複数のアームを有し、各アームはルート部を有する。各ルート部はノッチ付部分を有し、それは、ブレード‐ピッチ制御システムの一部がノッチ付部分を貫通できるように構成されている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼航空機のためのヨークであって、
各々がルート部を有するような、中心部から延在する複数のアームと、
前記各ルート部の前縁部または後縁部に形成されたノッチとを有し、該ノッチが、各ノッチ内にブレード‐ピッチ制御システムの一部を配置できるように適合されていることを特徴とするヨーク。
【請求項２】
前記ヨークが、複合材料から形成されることを特徴とする請求項１のヨーク。
【請求項３】
前記各ノッチが、対応する縁部の前記中心部方向への仮想延長線によって画定されるノッチエンベロープを含むことを特徴とする請求項１のヨーク。
【請求項４】
前記ヨークが、４本のアームを有することを特徴とする請求項１のヨーク。
【請求項５】
回転翼航空機のためのロータシステムであって、
各々がルート部を有するような、中心部から延在する複数のアームを有するヨークと、
ブレード‐ピッチ制御システムと、
前記各ルート部の前縁部または後縁部に形成されたノッチを有し、該ノッチが、各ノッチ内に前記ブレード‐ピッチ制御システムの一部を配置できるように構成されていることを特徴とするヨーク。
【請求項６】
前記ヨークが、複合材料から形成されることを特徴とする請求項５のヨーク。
【請求項７】
前記各ノッチが、対応する縁部の前記中心部方向への仮想延長線によって画定されるノッチエンベロープを含むことを特徴とする請求項５のヨーク。
【請求項８】
前記ヨークが、４本のアームを有することを特徴とする請求項５のヨーク。
【請求項９】
回転翼航空機であって、
中心部から延在するアーム群を備えたヨークを有する少なくとも１つのロータシステムを含み、各アームが、アームルート部にノッチを有し、前記アームには、ブレードが、各ブレードのピッチが調整可能であるように回転可能に取り付けられ、
ブレード‐ピッチ制御システムを含み、
前記ブレード‐ピッチ制御システムの一部が、前記各ノッチ内に配置されていることを特徴とする回転翼航空機。
【請求項１０】
前記ヨークが、複合材料から形成されることを特徴とする請求項９の航空機。
【請求項１１】
各ノッチが、前記中心部に向かう対応する前縁部または後縁部の仮想延長線によって画定されるノッチエンベロープを含むことを特徴とする請求項９の航空機。
【請求項１２】
前記ヨークが、４本のアームを有することを特徴とする請求項９の航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転翼航空機のためのロータヨークに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘリコプター及びティルトローターを含む回転翼航空機は、何年にもわたって活躍しており、回転翼航空機のためのロータハブのデザインも多数あった。より速くかつより強力なティルトローター機に対する消費者の要求が増すにつれて、既存のハブデザインが、航空機の総合的性能の向上を考慮して、再評価されている。従来のティルトローター機は２つのロータシステムを含み、その各々は、中心ヨークに接続された３つのロータブレードを有する。残念ながら、１つのロータシステムにつき３つのロータブレードを用いても、要求の厳しい消費者によって望まれるような、より大きく、より速く、より強力なティルトローター機を構成するのに十分な推力を与えないことがある。
【０００３】
より強力かつより速いティルトローター機を達成する１つの方法は、ロータブレードの数を増やすことであり、ロータブレードの数を１つのロータシステムにつき４つ以上に増やすことは好都合であり得る。しかし、１つのロータシステムにつき４つ以上のブレードを有するようなロータシステムの設計は、かなり困難な課題を呈する。そのような困難な課題の１つは、ロータシステムにδ０（ピッチ‐コーン・カップリング（pitch-cone coupling））及びδ３（ピッチ‐フラップ・カップリング（pitch-flap coupling））条件の所望の値を与えるような、ロータシステムヨークに対するピッチホーン及びピッチリンクの配置に関連する。このパッケージング／部品位置の問題は、ティルトローター機のための４枚ブレードのロータシステムを設計する際によくある問題である。
【０００４】
図１及び図２は、ロータシステムのための先行技術のヨークを示している。ヨーク１０１は、回転軸１０５から概ね放射状に延在する４本のアーム１０３を含む。アーム１０３は各々、軸１０５の近くに位置するルート部１０７を有し、ルート部１０７は、概ね、上から見てアーム１０３の最も幅広の部分である。各アーム１０３は、前縁部１０９及び後縁部１１１を含み、各アーム１０３は、対応するピッチ軸１１３を有する。ヨーク１０１はまた、上面１１７及び底面１１９を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ヨーク１０１は伝統的なデザイン理念に従うが、ヨーク１０１は、部品パッケージング要件に対して使い勝手がよくない。具体的には、ルート部１０７の一部は、アーム１０３間のピッチリンク及びピッチホーン（図示せず）の望ましい配置を妨害し、ロータブレードのピッチを変えるための新たな方法及び部品（図示せず）を必要とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
回転翼航空機のためのロータヨークは、飛行制御システムの部品の望ましい配置のためのクリアランスを与えるノッチ付きのアームルート部を有する。例えば、アーム内のノッチは、ヨークに取り付けられたブレードのピッチ角を変化させるために用いられるピッチリンクの望ましい配置を提供し得る。ピッチリンクの配置及び方向決めにより、ロータシステムに対するδ０（ピッチ‐コーン・カップリング）及びδ３（ピッチ‐フラップ・カップリング）条件が決定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図３は、４枚ブレードのロータを２つ有するティルトローター機を示しており、後述のように、各々はノッチ付アームを有するヨークを用いている。図３は、飛行操作の飛行機モードにあるティルトローター機２０１を示しており、ここでは、前方飛行時に航空機本体２０５を持ち上げるために翼２０３が利用されている。航空機２０１は、２つのロータシステム２０７、２０９を有し、各ロータシステム２０７、２０９は、４つのブレード２１１を有し、ナセル２１３、２１５内に搭載されているエンジン（図示せず）によって回転駆動されている。各ロータシステム２０７、２０９の前方部分には回転カバー２１６が取り付けられており、各カバー２１６は、４本アームのヨーク２１７を実質的に囲繞しており、図３の正面図では４本アームのヨーク２１７が隠れて見えない。ブレード２１１は、各ブレードが対応するピッチ軸の周りを回転できるように、各ロータシステム２０７、２０９のヨーク２１７に取り付けられている。符号２１９が付された矢印は、ロータシステム２０７が矢印２１９の方向に回転することを表している。同様に、符号２２１が付された矢印は、ロータシステム２０９が矢印２２１の方向に回転することを表している。
【０００８】
図４ないし図６は、ノッチ付アームを有するヨークの例示的な実施形態を示している。ヨーク３０１は、回転軸３０５から概ね放射状に延在する４本のアーム３０３を含む。アーム３０３は各々、軸３０５の近くに位置するルート部３０７を有し、ルート部３０７は、概ね、上から見て軸３０５の最も近くに位置するアーム３０３の部分である。各アーム３０３は、前縁部３０９及び後縁部３１１を含み、各アーム３０３は、対応するピッチ軸３１３を有する。ヨーク３０１はまた、上面３１７及び底面３１９を含む。
【０００９】
各ルート部３０７はノッチ３２１を含み、飛行制御システムの部品をノッチ３２１内へ入れたりノッチ３２１を貫通させたりすることを可能にしている。例えば、ブレード‐ピッチ制御システムの部品（ピッチリンク３２３など）が、ノッチ３２１内に配置されることがある。あるいは、ロータブレードのピッチを変える際に有用なピッチホーンまたは他の機器が、ノッチ３２１内に配置されることがある。ピッチリンク３２３などの機器を通せるようにすることによって、望ましいδ０及びδ３角度を獲得できる。各ノッチ３２１は、対応するピッチリンク３２３に隣接アーム３０３を通らせるようにし、このことは、ティルトローター機のための４枚ブレードのハブに対するロータハブ部品パッケージングの難点に見事な解決策を提供する。ヨーク３０１は、符号３２５が付された矢印の方向に主として回転するように適合されている。しかし、ヨークは、ヨーク３０１と実質的に類似ではあるが、概ね、３２５と逆の方向に回転するヨーク３０１の鏡像として形成されることがある。
【００１０】
図６は、ヨーク３０１の１本のアーム３０３を拡大した上面図である。仮想平面３２７は、ヨーク３０１の中心部に向かう前縁部３０９の面の仮想延長線であり、ノッチ壁３２９及び平面３２７によって画定されるボリュームがノッチエンベロープ３３１である。図に示されているように、ピッチリンク３２３は軸３０５に概ね平行であり、リンク３２３は、上面図において完全にノッチエンベロープ３３１内にあるように見えている。この構成において、リンク３２３は、仮想平面３２７と交差することなくノッチエンベロープ３３１内に延在している。しかしながら、他の実施形態では、ピッチリンク３２３は、他の角度で方向付けられることがあり、ノッチエンベロープ３３１内へまたはノッチエンベロープ３３１を貫通して延在する一方で、仮想平面３２７と交差することがある。図に示されている実施形態では、各リンク３２３は、回転方向に、次の隣接アーム３０３に取り付けられたブレードのピッチを制御するために用いられるピッチホーンへの取付けのために配置されていることに留意されたい。換言すれば、所与のブレードに対するピッチリンク３２３は、隣接トレーリングアーム３０３の前縁部におけるノッチ３２１内に位置する。
【００１１】
ノッチ３２１は、遠心荷重及び他の力がアーム３０３とヨーク３０１の残部との間でアームルート部３０７を通過できるように構成される。ノッチ３２１は、ノッチ３２１において応力集中が形成されないように形成される。ヨーク３０１は、ガラス繊維または炭素繊維強化材料などの炭素強化複合材料から形成されるのが好ましく、各ノッチ３２１の周りのマトリックスにおける繊維の方位は、ノッチ３２１に用いられる形状に基づいて最適化されることがある。あるいは、ヨークは、金属などの他の適切な材料から形成されることもある。さらに、ヨーク３０１の別の実施形態は、上面３１７から底面３１９までの寸法がより厚いアームルート部３０７を有することがあり、あるいは、後縁部３１１は、より高い荷重量を与えるように追加の材料で形成されることがある。ノッチ３２１は図示されているものとは異なる形状を有するように形成されることがあることに留意されたい。さらに別の実施形態は、２本、３本、または５本、またはそれ以上のノッチ付アームを有するように構成されたヨークを含むことがある。
【００１２】
ノッチ付アームを有するヨークの実施形態は、（１）δ０及びδ３カップリング条件の向上、（２）ピッチ角制御システム部品のエンベロープ要件の減少、（３）ロータシステムにおける慣性のモーメント及び質量の低下、を含む幾つかの利点を与える。
【００１３】
上記説明は、例証となる実施形態への言及を含むが、限定的な意味で解釈されることを意図したものではない。当業者には、上記説明を参照すれば、例証となる実施形態及び他の実施形態の種々の改変及び組合せが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の４本アームのヨークの上面図。
【図２】図１のヨークを斜めから見た図。
【図３】例示的な実施形態によるヨークを有するティルトローター機の正面図。
【図４】例示的な実施形態によるヨークの上面図。
【図５】図４のヨークを斜めから見た図。
【図６】図４のヨークの一部を拡大した上面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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