(57)【要約】  本発明は、第１のプロファイル（２１ｃ）を有する基部側の内部プロファイル領域（９）と、第１のプロファイル（２１ｃ）とは異なる第２のプロファイル（２１ｅ）を有する先端側のメインプロファイル領域（１０）と、ブレード先端（３）の方向におけるブレード基部（２）の領域からオートジャイロロータブレード（１）の長手方向に単調に減少するプロファイル深さ曲線（２２）とを含む自転により揚力を発生させるオートジャイロロータブレードに関する。本発明によれば、オートジャイロロータブレード（１）は、ブレード先端（３）の方向においてブレード基部（２）の領域から単調に減少するねじれ曲線（２３）を有するねじれを有し、ねじれ曲線（２３）は、内部プロファイル領域（９）及び／又はメインプロファイル領域（１０）において可変勾配を有するため、ねじれ曲線（２３）は、この領域（９，１０）において凹状に湾曲している。【選択図】    図２
2019500278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプロファイル（２１ｃ）を有する基部側の内部プロファイル領域（９）と、第１のプロファイル（２１ｃ）とは異なる第２のプロファイル（２１ｅ）を有する先端側のメインプロファイル領域（１０）と、ブレード先端（３）の方向におけるブレード基部（２）の領域からオートジャイロロータブレード（１）の長手方向に単調に減少するプロファイル深さ曲線（２２）とを含む、自転により揚力を発生させるオートジャイロロータブレードであって、
オートジャイロロータブレード（１）は、ブレード先端（３）の方向においてブレード基部（２）の領域から単調に減少するねじれ曲線（２３）を有するねじれを有し、ねじれ曲線（２３）は、内部プロファイル領域（９）及び／又はメインプロファイル領域（１０）において可変勾配を有するため、ねじれ曲線（２３）が、この領域（９，１０）において凹状に湾曲していることを特徴とするオートジャイロロータブレード。
【請求項２】
オートジャイロロータブレード（１）は、前記内部プロファイル領域（９）とメインプロファイル領域（１０）との間に位置する遷移プロファイル領域（１２）、及び／又は、プロファイル幾何学的形状が、好ましくは第１のプロファイル（２１ｃ）から第２のプロファイル（２１ｅ）へ連続的及び／又は流動的に半径方向外向きに変化する第３のプロファイル（２１ｄ）を有することを特徴とする前記請求項に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項３】
前記ねじれ曲線（２３）は、前記遷移プロファイル領域（１２）において一定の勾配を有するため、ねじれ曲線（２３）が、特に遷移プロファイル領域（１２）全体にわたって直線であることを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項４】
前記遷移プロファイル領域（１２）の勾配及び／又は総ねじれは、内部プロファイル領域（９）及び／又はメインプロファイル領域（１０）の最大の勾配及び／又は総ねじれの少なくとも半分であることを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項５】
前記ねじれ曲線（２３）は、内部プロファイル領域（９）及び／又は遷移領域（１２）の全体において正のねじれ角（α）を有することを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項６】
前記ねじれ曲線（２３）は、メインプロファイル領域（１０）の基部側の第１の部分領域（２４）における正のねじれ角（α）と、メインプロファイル領域（１０）の先端側の第２の部分領域（２５）における負のねじれ角（α）とを有し、及び／又は、前記第１の部分領域（２４）と前記第２の部分領域（２５）との間のねじれ角（α）は、ゼロであることを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項７】
前記ねじれ曲線（２３）は、前記内部プロファイル領域（９）から前記遷移プロファイル領域（１２）への遷移中における特に負及び／又は凸状の第１の鋭い屈曲（２６）、及び／又は、前記遷移プロファイル領域（１２）から前記メインプロファイル領域（１０）への遷移中における特に正及び／又は凹状の第２の鋭い屈曲（２７）を含むことを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項８】
オートジャイロロータブレード（１）は、ブレード先端（３）の領域に外部プロファイル領域（１１）を含み、その長さにわたってねじれ角が好ましくは一定であることを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項９】
前記プロファイル深さ曲線（２２）は、前記遷移プロファイル領域（１２）及び／又はメインプロファイル領域（１０）において、掃引曲線、及び／又は、特に、厳密な単調減少曲線として設計されることを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項１０】
前記内部プロファイル領域（９）は、１１％〜１５％の間、好ましくは１３．５％の相対的なプロファイル厚さを有し、それと共に２５％〜３５％の間、好ましくは２９．２％の相対的な厚さ後退を有することを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項１１】
前記メインプロファイル領域（１０）は、１０％〜１４％の間、好ましくは１２％の相対的なプロファイル厚さを有し、それと共に２６％〜３６％の間、好ましくは３１．１％の相対的な厚さ後退を有することを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項１２】
前記内部プロファイル領域（９）は、３％〜４％の間、特に３．６％〜３．８％の間の最大曲率を有し、それと共に３０％〜４０％の間、好ましくは３５．３％の相対曲率後退を有することを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項１３】
前記メインプロファイル領域（１０）は、３％〜４％の間、特に３．２％〜３．４％の間の最大曲率を有し、それと共に３０％〜４０％の間、好ましくは３６．８％の相対曲率後退を有することを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項１４】
前記内部プロファイル領域（９）の第１のプロファイル（２１ｃ）は、以下の表１に従って設計され、
2019500278.tif 000006
Ｘ／ｃ座標及びＹ／ｃ座標は、プロファイル深さ（８）に正規化され、座標原点は、前縁（４）にあり、表中の値は、上から下へ、後縁（５）から始まり、低圧側（６）を越えて前縁（４）へ向かい、高圧側（７）を越えて後縁（５）に戻るプロファイル曲線について説明していることを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【請求項１５】
前記メインプロファイル領域（１０）の第２のプロファイル（２１ｅ）は、以下の表２に従って設計され、
2019500278.tif 000007
Ｘ／ｃ座標及びＹ／ｃ座標は、プロファイル深さ（８）に正規化され、座標原点は、前縁（４）にあり、表中の値は、上から下へ、後縁（５）から始まり、低圧側（６）を越えて前縁（４）へ向かい、高圧側（７）を越えて後縁（５）に戻るプロファイル曲線について説明していることを特徴とする前記請求項の一項以上に記載のオートジャイロロータブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転により揚力を発生させるオートジャイロロータブレードに関する。オートジャイロロータブレードは、第１のプロファイルを有する基部側の内部プロファイル領域を含む。また、オートジャイロロータブレードは、第１のプロファイルとは異なる第２のプロファイルを有するメインプロファイル領域を有する。さらに、オートジャイロロータブレードは、ブレードの先端の方向におけるブレードの基部の領域から、オートジャイロロータブレードの長手方向に単調減少するプロファイル深さ曲線を有する。
【０００２】
オートジャイロのロータは、ヘリコプターとは異なり、駆動されず、むしろ相対風によって回転するように設けられ、自転と呼ばれる。相対風を生成するために、オートジャイロは、モータによって駆動され、前進運動を生成し、かつ相対風の周囲空気を通じてオートジャイロの運動によって形成されるプロペラを含む。オートジャイロロータブレードが駆動されないので、ヘリコプターの場合のように、トルクを補償するテールロータが必要ではない。また、オートジャイロロータが自転していることにより、オートジャイロロータは、高レベルのフェイルセーフ動作を有するため、プロペラが故障した場合にも、オートジャイロロータは依然として自転しており、かつ着陸がグライダーの着陸と同様、比較的安全である。
【０００３】
自転を生成するために、オートジャイロロータのオートジャイロロータブレードは、オートジャイロロータによって掃引された領域を通過して、下から上へ流れる空気量からエネルギーを引き出し、このエネルギーを（自転）回転及び揚力に変換する。この場合重要なのは、オートジャイロロータの回転軸に隣接するオートジャイロロータブレードの内部領域が、自転を駆動するように働く、すなわちオートジャイロロータブレードを加速させることに注意することである。回転軸から離れたオートジャイロロータブレードの外部領域は、自転を減速させるように働く。しかしながら、この外部領域は、オートジャイロロータブレードのより高い回転速度により、最大の揚力を発生させる。オートジャイロロータブレードの運動過程において、周囲空気（有効面速度）を通過するオートジャイロロータブレードの速度とオートジャイロロータブレードの形状に依存する空気抵抗も誘発される。より高い流速は、より大きい空気抵抗をもたらす。空気抵抗は、揚力にも依存する。オートジャイロロータブレードの領域が発生させる揚力がより大きくなるほど、空気抵抗は、大きくなる。したがって、一般的に、オートジャイロロータブレードのブレード先端の方向に空気抵抗が強く増加する。
【背景技術】
【０００４】
英国特許第４５２３６６Ａ号公報には、オートジャイロロータブレードが記載されている。本質的に矩形の平面形状を有するロータブレードが開示されている。この場合、横断面プロファイルは、ロータブレードの長さに沿って変化することができる。このタイプのロータブレードの欠点は、高い空気抵抗を有することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする問題は、空気抵抗が低いオートジャイロロータブレードを製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
該問題は、請求項１の特徴を有するオートジャイロ用のオートジャイロロータブレードによって解決される。
【０００７】
内部プロファイル領域とメインプロファイル領域とを含み、自転によって揚力を発生させるオートジャイロロータブレードを提供する。さらに、オートジャイロロータブレードは、好ましくは、半径方向外向きに先細になる平面形状を有する。オートジャイロロータブレードを通り、特に、長手方向に対して９０°の角度をなす断面は、オートジャイロロータブレードのプロファイルと呼ばれる。ブレード基部からブレード先端までの定義されたライン及び／又は曲線に沿って互いに隣接する個々のプロファイルの配置は、プロファイルストレークと呼ばれる。
【０００８】
また、オートジャイロロータブレードは、オートジャイロロータの自転中に先導する前縁と、オートジャイロロータの自転中に後続する後縁とを有する。前縁及び後縁は、オートジャイロロータブレードの平面形状を画定する。前縁と後縁との間の距離、特に長手方向に対して９０°の角度をなす距離は、プロファイル深さと呼ばれる。
【０００９】
さらに、オートジャイロロータブレードは、オートジャイロの通常の飛行状態の間に低圧が形成される低圧側と、オートジャイロの通常の飛行状態の間に高圧が形成される高圧側とを有する。この場合、低圧側は、オートジャイロロータブレードの凸面として設計することができ、高圧側は、実質的な平面として設計することができる。しかし、特に、近接する空気の変位効果は、空気がオートジャイロロータブレードの周りを流れるとき、オートジャイロロータブレードの上側の流れ、すなわち低圧側が、オートジャイロロータブレードの下側の流れ、高圧側よりも平均して加速されるように、オートジャイロロータブレードのプロファイルを通じて実現される。ベルヌーイの法則によれば、局所流速に対応する圧力分布が設定され、結果として生じる前記上側と下側との間の圧力差がオートジャイロロータブレードの揚力をもたらす。これにより、オートジャイロロータ全体、ひいてはオートジャイロの揚力をもたらす。この場合、この前述の圧力分布は、オートジャイロロータブレードの特定のプロファイルに依存する。プロファイルが例えば、低圧側の空気流の局所速度が大きくなるように変化すると、例えば、揚力を増加させることができる。したがって、オートジャイロロータブレードの空力特性、特に、その飛行性能は、オートジャイロロータブレードのプロファイルに依存する。
【００１０】
オートジャイロロータブレードは、第１のプロファイルを有する基部側内部プロファイル領域をさらに含む。この第１のプロファイルは、例えば、内部プロファイル領域の全長に沿って延びることもできる。また、オートジャイロロータブレードは、第１のプロファイルとは異なる第２のプロファイルを有する先端側メインプロファイル領域を有する。この第２のプロファイルは、例えば、メインプロファイル領域の全長に沿って延びることもできる。オートジャイロロータブレード上の異なる流れは、オートジャイロロータブレードの少なくとも２つの異なるプロファイルによって対処することができる。
【００１１】
また、オートジャイロロータブレードは、ブレード基部及び／又はそれに隣接する内部プロファイル領域、ブレード先端及び／又はそれに隣接する外部プロファイル領域、及び／又はブレード基部とブレード先端との間のメインプロファイル領域を有する。したがって、内部プロファイル領域、メインプロファイル領域及び外部プロファイル領域は、ブレード基部からブレード先端まで連続して配置される。この場合、内部プロファイル領域、外部プロファイル領域、及び／又はメインプロファイル領域の各々は、特に、異なるプロファイルを有する。また、上記のように、周囲空気の流速は、オートジャイロロータブレードの領域の周りで増加する。３つの領域により、オートジャイロロータブレードに沿って異なる流速に対処することができる。
【００１２】
さらに、オートジャイロロータブレードは、ブレード先端の方向におけるブレード基部の領域からオートジャイロロータブレードの長手方向に単調に減少するプロファイル深さ曲線を有する。この場合、プロファイル深さ曲線は、最大のプロファイル深さから減少し始める。最大のプロファイル深さの点までのブレード基部でのオートジャイロロータブレードの端部間の領域は、主に、固定手段を含み、該固定手段によって、オートジャイロロータブレードはオートジャイロロータヘッドに取り付けられ、これにより飛行性能に大きな影響を及ぼさない。
【００１３】
この場合、プロファイル深さ曲線は、ブレード先端の方向におけるブレード基部の領域からオートジャイロロータブレードの長手方向に依存するプロファイル深さである。したがって、プロファイル深さ曲線は、例えば、グラフ、関数、マッピング、又はデカルト座標系における関係として表すことができる。この場合、ブレード基部からブレード先端までの長手方向がｘ軸上に描かれている。例えば、ｘ＝０は、ブレード基部の領域、特にオートジャイロロータブレードの最大のプロファイル深さで選択することができる。次に、オートジャイロロータブレードの長手方向が正のｘ値の方向に描かれる。プロファイル深さは、例えば、ｙ値として描くことができる。その後、プロファイル深さ曲線は、ｘ値又は長手方向に依存するプロファイル深さの関数である。したがって、プロファイル深さ曲線は、デカルト座標系のグラフ又は図であり、また、オートジャイロロータブレードのプロファイル深さは、任意の点、例えば、ブレード先端からブレード基部までのある距離で読み取ることができる
【００１４】
したがって、単調減少のプロファイル深さ曲線は、プロファイル深さがブレード先端の方向におけるブレード基部、特に最大のプロファイル深さから単調に減少するオートジャイロロータブレードを描写している。
【００１５】
この場合、プロファイルの深さは、ブレード基部からブレード先端まで、直線的、放物線的、及び／又は指数関数的に減少することができる。追加的又は代替的に、後縁は、特に、オートジャイロロータブレードに対して、凸状及び／又は凹状の形状を有することもできる。
【００１６】
オートジャイロロータブレードがオートジャイロロータの回転軸を中心として回転するので、オートジャイロロータブレードは、半径に応じて異なる回転速度を有する。オートジャイロロータブレードの領域の周りの周囲空気の流速は、相対風と、オートジャイロロータブレードの領域の回転速度との重ね合わせである。したがって、オートジャイロロータブレードに向かって流れる空気の流速は、半径とともに増加する。この場合、流速は、ブレード基部で最も低く、ブレード先端で最も高い。また、相対風と回転速度との重ね合わせは、オートジャイロロータブレードに沿って、異なる角度の入射角をもたらし、その流れがオートジャイロロータブレードに衝突する。
【００１７】
一定のプロファイル深さ曲線（矩形ブレード）を有するねじれのないオートジャイロロータブレードの場合、該ロータブレードは、局所的に異なる入射流に適合しない。この場合、オートジャイロロータブレードの周りの流れは、局所的な流れ状態に応じてあらゆる位置でダウンウォッシュを引き起こす。したがって、対応するダウンウォッシュフィールドは、オートジャイロロータブレード全体又はオートジャイロロータ全体に設定される。ねじれのない矩形ブレードの場合、該誘導されたダウンウォッシュフィールドは好ましくなく、それによってオートジャイロロータの自由に回転する能力が低下し、かつそれに対応するオートジャイロロータの空気抵抗が生じる。
【００１８】
プロファイル深さがブレード先端方向に減少する場合、ロータブレード上の局所的な入射流と共に、より有利なダウンウォッシュ分布をもたらし、オートジャイロロータの自由に回転する能力を増大させ、オートジャイロロータ全体の空気抵抗を減少させることにつながる。ブレード先端方向に単調に減少するプロファイル深さにより、オートジャイロロータブレード上の揚力の異なるタイプの分布が生じる。この場合、プロファイル深さ曲線は、（外向きに）増加する面速度と共に最適化されたダウンウォッシュフィールドを有する本発明に係るオートジャイロロータブレードの平面形状が、一定のプロファイル深さ曲線を有するオートジャイロロータブレードの場合と同様に、より低い抵抗を有するが、平均して同じ揚力を提供するように設計される。
【００１９】
この場合、空気抵抗がより少ないオートジャイロロータブレードを用いて、より大きな飛行性能を達成することができる。例えば、飛行時間を、したがってオートジャイロの範囲を拡張することができる。
【００２０】
本発明によれば、オートジャイロロータブレードは、ブレード先端の方向にブレード基部の領域から単調に減少するねじれ曲線を有するねじれを有する。この場合、ねじれ曲線は、プロファイル深さ曲線と同様に説明することができる。例えば、ブレード基部からブレード先端方向に沿った長手方向に依存して、オートジャイロロータブレードのねじれの関数、図、又はグラフとする。距離又は長手方向をｘ軸に再度描き、ブレード基部の領域をｘ＝０とし、かつブレード先端は、最大（正）のｘ値をとる。次に、ねじれをｙ軸上に描く。したがって、グラフに基づいて、オートジャイロロータブレードのねじれは、オートジャイロロータブレードの異なる点で読み取ることができる。ねじれ曲線は、また、オートジャイロロータブレードがどのようにねじられているかを示す。ねじれは、また、角度を示す。オートジャイロロータブレードのピッチ角を有するねじれは、回転しているオートジャイロロータブレードの回転平面に対して、プロファイルがどのように配向されるかを示す。
【００２１】
回転平面は、オートジャイロロータの回転軸に垂直であると定義される（オートジャイロロータブレードの羽ばたきとハンティングは考慮されていない）。オートジャイロロータブレードがピッチ角を有すると、オートジャイロロータブレードは、スパン方向（ブレード基部からブレード先端まで）に延びる縦軸周りを一定の角度で回転する。ピッチ角は、ロータブレードの固定定義された基準面と回転面との間の角度である。
【００２２】
ねじれ自体は、局所的な断面の基準面に対してねじれた角度を示す。ピッチ角は、ねじれと共に、局所的で幾何学的な迎角を形成する。これはねじれにより局所的に異なるため、翼弦と回転面との間の角度として定義される。翼弦は、互いに最も離れているプロファイルの前縁と後縁の点の間の接続線である。
【００２３】
０°のピッチ角が与えられると、プロファイルのねじれ角は、回転しているオートジャイロロータブレードの回転平面とプロファイルを形成する角度である。このねじれ角は、例えば、プロファイルが回転平面に対して平行に整列されている（ピッチ角が０度である）場合、（考慮されているプロファイルについては）ゼロ度である。
【００２４】
さらに、オートジャイロロータブレードは、長手方向にねじれているので、オートジャイロロータブレードは、軸を中心として前後方向に回転する。プロファイルストレーク内の個々のプロファイルがそれぞれ異なる角度で一列に並んでいる場合、ねじれが形成される。このねじれにより、オートジャイロロータブレードに対する流れの挙動を変えることができる。したがって、より有利なダウンウォッシュ分布を達成することができ、また、空気抵抗が同じままである間にオートジャイロロータブレードの性能を高めることができる。ねじれにより、オートジャイロロータのオートジャイロロータブレードの回転平面に対する個々のプロファイルの幾何学的な迎角は、オートジャイロロータブレードの長手方向にわたって異なる。ねじれ角が小さいと、例えば、関連するプロファイルは、ピッチ角に本質的に平行であり、又は、ピッチ角が０度では、オートジャイロロータブレードの回転平面に本質的に平行である。
【００２５】
深さ分布と同様に、ねじれは、また、局所的な流れ状態に実質的な影響を及ぼし、局所的なダウンウォッシュに影響を及ぼすため、全ダウンウォッシュフィールドに寄与し／全ダウンウォッシュフィールドを本質的に決定する。
【００２６】
本発明に係るねじれは、より有利なダウンウォッシュフィールドをもたらし、それによってロータの自由に回転する能力がさらに向上し、オートジャイロロータ全体の空気抵抗がさらに低減される。この場合、ねじれは、ねじれがダウンウォッシュフィールドの改良をもたらすだけでなく、流れがオートジャイロロータブレードに対するような方法で設計／形成されることをもたらすダウンウォッシュフィールドが最適であるように、局所的に利用されるプロファイルに対応するように設計され、これにより、ブレード形状は、ロータの自由に回転する能力をさらに増加させるため、オートジャイロロータ全体の空気抵抗の低減にさらに貢献することができる。
【００２７】
また、後縁が低圧側の方向にねじられ、前縁が高圧側の方向にねじられるように、ブレード基部からブレード先端までの長手方向のねじれが設計されている場合にも有利である。通常の飛行操作の間、オートジャイロロータブレードは、ピッチ角を有し、すなわち、前縁は、後縁よりも高く位置するため、翼弦（前縁と後縁との間の接続線）は、幾何学的な迎角を有する。これは、オートジャイロロータブレードが回転平面に対して上方に傾斜していることを意味する。
【００２８】
基部領域の流速は、先端領域よりも小さいので、基部領域のねじれにより、プロファイルのピッチ角が増加し、先端領域又は先端領域に向かって減少する場合に有利である。これにより、ダウンウォッシュ分布が改善され、それによってオートジャイロロータの空気抵抗が低減される。結果として、オートジャイロロータブレードの性能が向上する。
【００２９】
さらに、ねじれ曲線は、内部プロファイル領域及び／又はメインプロファイル領域において可変の勾配を有する。この場合、ねじれ曲線は、この領域において凹状に湾曲することができる。したがって、ねじれ曲線は、オートジャイロロータブレードの長さにわたって変化し、オートジャイロロータブレードの飛行性能にとって有利である。オートジャイロロータブレードに対する流れは、オートジャイロの飛行中にその長さに沿って異なるので、ねじれがこれらの異なる空気の流れにも適合する場合に有利である。ねじれ曲線が凹状に湾曲し単調に減少するように設計された場合、ねじれ曲線は、ｘ軸に近づく、すなわちねじれ角は、ブレード先端方向に０度に近づく。したがって、ブレード先端のプロファイルは、オートジャイロロータブレードの回転平面に（ピッチ角が０度で）平行である。したがって、ブレード先端方向の乱流が低減されるので、オートジャイロロータブレードの飛行性能が改善される。オートジャイロロータブレードは、特定の形状、プロファイル、ねじれ、及び／又は平面形状により、オートジャイロの特別な要求に適合することができる。例えば、オートジャイロの範囲が増加する（燃料のタンクなどが同じままである）と、又はより大きい最大積載量が搬送されると、本発明に係るプロファイル深さ曲線は、例えば、プロファイル深さを減少又は増加させる係数によってスケーリングすることができる。例えば、係数は、０．８であってもよいため、この係数によってプロファイルの深さが減少する。したがって、オートジャイロロータブレードは、全体的に狭くなるように設計される。又は、係数は、１．２であってもよく、したがって、プロファイルの深さはこの係数だけ増加する。したがって、オートジャイロロータブレードは、この係数によって広くなる。係数は、０．８と１．２の間の範囲であってもよい。係数は、また、オートジャイロロータブレードの長さにわたって可変であってもよい。このようにして、例えば、内部プロファイル領域とメインプロファイル領域は、異なる係数を有することができる。したがって、プロファイルの深さ曲線は、設計目標に理想的に適合することができる。さらに、プロファイル深さ曲線は、異なるロータ直径に最適に適合することができる。例えば、オートジャイロロータブレードの平面形状がより大きい場合、揚力が増加するため、オートジャイロロータブレードは、より高い積載物を運搬することができる。この場合、本発明に係る平面形状は、常に、最適化されたダウンウォッシュフィールドの基礎を形成し、最終的にはオートジャイロロータの抵抗が減少する。このすべてが、本発明に係るオートジャイロロータブレードによって達成されるオートジャイロロータブレードの飛行性能を向上させる。
【００３０】
メインプロファイル領域が内部プロファイル領域よりも長い長さにわたって延びる場合にも有利である。メインプロファイル領域におけるオートジャイロロータブレードの回転速度は、内部プロファイル領域における回転速度よりも高いので、メインプロファイル領域は、オートジャイロロータブレードの飛行性能に大きな影響を及ぼす。この場合、より大きなメインプロファイル領域の適応をより効果的にするように設計することができる。
【００３１】
本発明の１つの有利な改良形態では、遷移プロファイル領域が内部プロファイル領域とメインプロファイル領域との間に位置する。追加的又は代替的に、遷移プロファイル領域は、第３のプロファイルを含むことができる。この場合、遷移プロファイル領域のプロファイル幾何学的形状は、好ましくは、第１のプロファイルから第２のプロファイルへ連続的及び／又は流動的に半径方向外向きに変化する。したがって、例えば、互いに異なる第１のプロファイルおよび第２のプロファイルから連続的及び／又は流動的な遷移を形成することができる。したがって、第１のプロファイルと第２のプロファイルとの間の不連続性、例えば縁部及び／又は段差を回避することができ、空気力学的特性の連続的な変化を可能にするため、オートジャイロロータブレードの飛行性能を向上させる。また、２つ以上の遷移プロファイル領域を内部プロファイル領域とメインプロファイル領域との間に配置することもできる。これらの複数の遷移プロファイル領域は、それぞれプロファイルを有することもでき、ここで、少なくとも２つのプロファイルは異なっている。
【００３２】
追加的又は代替的に、第２の遷移プロファイル領域をメインプロファイル領域と外部プロファイル領域との間に配置することもできる。したがって、オートジャイロロータブレードの周りの空気の流れ状態をよりよく対処することができる。また、２つ以上の第２の遷移プロファイル領域をメインプロファイル領域と外部プロファイル領域との間に配置することもできる。これらの複数の遷移プロファイル領域は、それぞれプロファイルを有することもできここで、少なくとも２つのプロファイルは異なっている。
【００３３】
突起が後縁の領域に位置する場合にも有利であるため、オートジャイロロータブレードは、低圧側の方向に湾曲し、及び／又は低圧側と高圧側は、突起の領域において本質的に平行である。低圧側の方向に湾曲している突起によって、特に、オートジャイロロータブレードから離れる空気流を、オートジャイロロータブレードの後縁の後ろでより良好に案内することができ、それによってねじり荷重を低減することができる。
【００３４】
また、ねじれ曲線が遷移プロファイル領域において一定の勾配を有し、したがってねじれ曲線が、特に遷移プロファイル領域全体にわたって直線的である場合、有利である。これにより、空気力学的特性の連続的な遷移が可能になる。
【００３５】
ねじれ、特にねじれ角が、第１及び／又は第２の遷移プロファイル領域における長手方向において一定である場合にも有利である。これにより、オートジャイロロータブレードの設計が簡単になる。追加的又は代替的に、第１の遷移プロファイル領域及び／又は第２の遷移プロファイル領域のねじれは、内部プロファイル領域及び／又はメインプロファイル領域のねじれよりも大きい。したがって、プロファイル領域間のねじれは、例えば、オートジャイロロータブレードの長手方向における短い距離にわたって、互いに補償されるか、又は互いに適合され得る。
【００３６】
遷移プロファイル領域の勾配及び／又は総ねじれが、内部プロファイル領域及び／又はメインプロファイル領域の最大の勾配及び／又は総ねじれの少なくとも半分の大きさである場合にも有利である。結果として、第１及び第２のプロファイルは、オートジャイロロータブレードのより短い長さにわたって互いに適合することができる。
【００３７】
この場合、オートジャイロロータブレードの周りの空気の流速も、半径と共に半径方向外向きに直線的に増加するので、ねじれは、上述した方法でブレード基部からブレード先端まで直線的に変化することができ、有利である。ねじれは、ブレード基部からブレード先端までの放物線、指数関数、多項式、及び／又は対数曲線を有することもできる。また、ねじれは、各領域、特に遷移プロファイル領域、内部プロファイル領域、メインプロファイル領域、及び／又は外部プロファイル領域において異なることができる。また、少なくとも１つの上記の領域は、ねじれを有しなくてもよい。結果として、ねじれは、これらの領域の流れ状態に最適に適合することができる。
【００３８】
ねじれが内部プロファイル領域、メインプロファイル領域、及び／又は外部プロファイル領域において可変であるように設計されている場合、これはまた利点を提供する。したがって、流れ状態、特に半径と共に増加する流速は、特に有利に対処されてもよく、空気抵抗を減少させるため、飛行性能を増加させる。
【００３９】
オートジャイロロータブレードが、好ましくは、ブレード先端の領域、特に外部プロファイル領域において小さいねじれ角しか有さない場合にも有利である。外部プロファイル領域によって、オートジャイロロータブレードは、流れ状態により良く適応することができる。ねじれ角が一定である場合、例えば、オートジャイロロータブレードは、外部プロファイル領域においてねじれていないので、オートジャイロロータブレードの製造がより簡単になる。
【００４０】
さらに、ねじれ曲線が内部プロファイル領域全体及び／又は遷移領域又は遷移領域において正のねじれ角を有する場合に有利である。上述したように、ねじれ角は、定義された基準平面に対して局所的な断面のねじれた程度を示す。ゼロ度のピッチ角では、プロファイルのねじれ角は、プロファイルが回転しているオートジャイロロータブレードの回転平面となす角度である。正のねじれ角では、オートジャイロロータブレードは、上方に傾斜しており、これは、オートジャイロロータブレードの前縁の回転平面までの距離が後縁よりも長いことを意味する。
【００４１】
また、ねじれ曲線が、メインプロファイル領域の基部側の第１の部分領域において正のねじれ角を有し、メインプロファイル領域の先端側の第２の部分領域において負のねじれ角を有する場合に有利である。追加的又は代替的に、第１の部分領域と第２の部分領域との間のねじれ角はゼロである。例えば、この領域ではプロファイルはピッチ角０で回転平面に平行である。このすべてが、オートジャイロロータブレードの飛行性能を向上させる。
【００４２】
ねじれ曲線が、内部プロファイル領域から遷移プロファイル領域への遷移中に第１の鋭い屈曲を有する場合にも有利である。追加的又は代替的に、ねじれ曲線が、遷移プロファイル領域からメインプロファイル領域への遷移中に第２の鋭い屈曲を有する場合に有利である。この場合、第１及び／又は第２の鋭い屈曲は、例えば、負及び／又は凸状であるように設計することができる。
【００４３】
プロファイル深さ曲線が、例えば遷移プロファイル領域及び／又はメインプロファイル領域における掃引曲線として設計される場合にも有利である。追加的又は代替的に、プロファイル深さ曲線は、単調に減少する曲線として設計することができる。単調に減少する曲線は、厳密に単調に減少する曲線であってもよい。
【００４４】
さらに、内部プロファイル領域が、最大のプロファイル厚さとプロファイル深さとの比を示す相対的なプロファイル厚さを有し、それが１１％〜１５％の間、好ましくは１３．５％であり、それと共に、前縁からの最大のプロファイル厚さの距離とプロファイル深さとの比を示す相対的な厚さ後退を有し、それが２５％〜３５％の間、好ましくは２９．２％である場合に有利である。この場合のプロファイル厚さは、高圧側と低圧側との間の垂直距離である。
【００４５】
メインプロファイル領域が、こと最大のプロファイル厚さとプロファイル深さの比を示す相対的なプロファイル厚さを有し、それが１０％〜１４％の間、好ましくは１２．１％であり、それと共に、前縁からの最大のプロファイル厚さの距離とプロファイル深さとの比を示す相対的な厚さ後退を有し、それが２６％〜３６％の間、好ましくは３１．１％である場合にも有利である。
【００４６】
内部プロファイル領域が、キャンバーラインに対する翼弦とプロファイル深さとの最大距離の比を示す最大曲率を有し、それが３％〜４％の間、特に３．６％〜３．８％の間であり、それと共に前縁からの最大曲率の距離とプロファイル深さとの比を示す相対的な曲率後退を有し、それが３０％〜４０％の間、好ましくは３５．３％である場合に有利である。この場合の翼弦は、前縁から後縁までの接続線である。キャンバーラインは、低圧側と高圧側との中間に延びる線である。
【００４７】
メインプロファイル領域が、キャンバーラインに対する翼弦とプロファイル深さとの間の最大距離の比を示す最大曲率を有し、それが３％〜４％の間、特に３．２％〜３．４％の間であり、それと共に、前縁からの最大曲率の距離とプロファイル深さとの間の比を示す相対的な曲率後退を有し、それが３０％〜４０％の間、好ましくは３６．８％である場合に有利である。
【００４８】
内部プロファイル領域の断面プロファイルが、以下の表１に従って、１に正規化された座標を用いて形成される場合にも有利である。
【００４９】
【表１】
2019500278.tif 000003
【００５０】
Ｘ／ｃ値とＹ／ｃ値は、プロファイル深さ（値の除数中のｃ）に正規化される。座標原点は前縁にあり、値は後縁から始まり、最初に説明されるものはまず低圧側に沿って前縁へ向かい、次に高圧側に沿って再び後縁に向かって戻るように、上から下へ表に配置される。
【００５１】
メインプロファイル領域の断面プロファイルが、以下の表２に従って、１に正規化された座標を用いて形成される場合にも有利である。
【００５２】
【表２】
2019500278.tif 000004
【００５３】
Ｘ／ｃ値及びＹ／ｃ値は、プロファイル深さ（値の除数におけるｃ）に対して正規化される。座標原点は前縁にあり、値は後縁から始まり、最初に説明されるものはまず低圧側に沿って前縁へ向かい、次に高圧側に沿って再び後縁に向かって戻るように、上から下へ表に配置される。
【００５４】
さらに、表１からのＹ／ｃ値は、０．７〜１．１、好ましくは０．８の係数で提供され、及び／又は表２からのＹ／ｃ値は０．７〜１．１、好ましくは０．９の係数で提供され得る。したがって、２つの表、特にＹ／ｃ値は、これらの係数によってスケーリングすることができる。
【発明の効果】
【００５５】
このようにして設計されたオートジャイロロータブレードの領域（内部プロファイル領域、メインプロファイル領域、及び／又は外側プロファイル領域）のプロファイルによって、オートジャイロロータブレードは、オートジャイロロータの飛行挙動に関する要求に最適に適合することができる。例えば、より高い対気速度が必要とされる場合、相対的なプロファイル厚さは、例えば、より小さく選択されてよく、これにより、より高い対気速度で起こる遷音速効果が阻止されるので、オートジャイロロータの空気抵抗の減少だけでなく、対応するノイズの低減をもたらす。
【００５６】
本発明のさらなる利点を、以下の例示的な実施形態において説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、オートジャイロロータブレードの斜視図を示す。
【図２】図２は、オートジャイロロータブレードのプロファイル深さ曲線及びねじれ曲線の図を示す。
【図３】図３は、内部プロファイル領域のプロファイルの断面を示す。
【図４】図４は、メインプロファイル領域のプロファイルの断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図１は、オートジャイロロータブレード１の斜視図を示す。オートジャイロロータブレードは、オートジャイロロータブレード１のそれぞれの端部に位置するブレード基部２からブレード先端３までの長手方向に沿って延びる。ブレード基部２の領域では、オートジャイロロータブレード１は、オートジャイロのロータヘッドに固定することができる。したがって、オートジャイロロータブレード１は、オートジャイロの飛行中にロータヘッドの周りを回転し、回転中、ブレード基部２は内部に位置し、ブレード先端３は外部に位置する。したがって、ブレード先端３は、例えばブレード基部２の方向におけるさらに内部の領域よりも高い周速を有する。オートジャイロロータブレード１の周速と相対風との重ね合わせにより、オートジャイロロータブレード１に対する空気の流速が生じる。例えば、前向きに移動しているオートジャイロロータブレード１の場合、流速は外側に向かって大きくなる。
【００５９】
さらに、オートジャイロロータブレード１は、オートジャイロの飛行動作中に先導する前縁４と、オートジャイロの飛行動作中に後続する後縁５とを含む。前縁４及び後縁５は、オートジャイロロータブレード１のプロファイルを描くので、そのアウトラインは、オートジャイロロータブレード１の平面形状を形成する（図２を参照）。
【００６０】
長手方向を横断する断面、特に９０°の断面は、オートジャイロロータブレード１のプロファイル２１ａ〜ｆを示す。各プロファイル２１ａ〜ｆは、オートジャイロロータブレード１の長手方向に沿って変化することができるため、それぞれのプロファイル２１ａ〜ｆは異なる。また、例えば、プロファイル２１ａ〜ｆは、連続的に変化することができ、第１のプロファイル２１ｃは連続的かつ絶えず第３のプロファイル２１ｄに移行する。さらに、オートジャイロロータブレード１は、相当より多くの異なるプロファイル２１を有することもできる。例えば、オートジャイロロータブレード１は、特に、第１のプロファイル２１ｃと第３のプロファイル２１ｄとの間のさらにもう一つの異なるプロファイル２１を有することができる。
【００６１】
この場合、オートジャイロロータブレード１の異なる領域内のプロファイル２１ａ〜ｆは、揚力及び空気抵抗などのオートジャイロロータブレード１の特性を決定する。
【００６２】
第１のプロファイル２１ｃは、内部プロファイル領域９の断面である（図２及び図３を参照）。第２のプロファイル２１ｅは、メインプロファイル領域１０の断面である（図２及び図４を参照）。
【００６３】
また、前縁４と後縁５との間の距離は、プロファイル深さ８として指定される。本発明によれば、プロファイル深さ８は、最大プロファイル深さ１５の領域からブレード先端３の方向において単調に減少する。追加的又は代替的に、プロファイル深さ８は、また、オートジャイロロータブレード１の１つの領域にわたって一定になるように設計することができる。プロファイル深さ８は、また、オートジャイロロータブレード１の特性に影響を及ぼすことができる。例えば、適切なプロファイル深さ曲線によって、最終的にオートジャイロロータのより低い抵抗をもたらす、より好ましいダウンウォッシュフィールドがもたらされる。
【００６４】
したがって、オートジャイロの要件は、外向きに先細になるオートジャイロロータブレード１及びプロファイル２１ａ〜ｆの特別な形状により対処することができる。例えば、オートジャイロがより大きな積載物を搬送する場合、プロファイル深さ曲線は、例えば、局所的なプロファイルの深さを増加させる係数によってスケーリングすることができるため、揚力を増加させる。この係数は、オートジャイロロータブレードの各領域について同じであってもよい。追加的又は代替的に、個々の領域、例えば、内部プロファイル領域、メインプロファイル領域、外部プロファイル領域、及び／又は少なくとも１つの遷移プロファイル領域は、異なる係数を有することができる。この場合、少なくとも２つの係数が異なる。また、より大きな揚力を有するプロファイル２１ａ〜ｆを形成することができる。一方では、オートジャイロがスポーツ目的として利用されると、プロファイル深さ曲線は、例えば、局所的なプロファイルの深さを減少させる係数によって減少でき、プロファイル深さ曲線は、各オートジャイロロータの半径に理想的に適合でき、このようにして空気抵抗を低減し、結果として、オートジャイロによって、より高い飛行速度を達成することができる。したがって、オートジャイロロータブレード１の飛行性能を全体的に向上させることができ、オートジャイロの要件に適合することができる。
【００６５】
長手方向を横断する距離、特に前縁４と後縁５との間のオートジャイロロータブレード１の長手方向に対して９０°の距離は、プロファイル深さ８と呼ばれる。プロファイル深さ８は、最大プロファイル深さ１５の領域からブレード先端３の方向において減少する。プロファイル深さ８を減少させることにより、より好適なダウンウォッシュフィールドを生成することができ、それによって、形成される乱流が少なくなり、空気抵抗を減少させる。プロファイル深さ８が外側に向かって減少するにつれて、オートジャイロロータの空気抵抗が減少し、オートジャイロの飛行性能にとって有利である。
【００６６】
図２は、オートジャイロロータブレード１のプロファイル深さ曲線２２及びねじれ曲線２３の図を示す。オートジャイロロータブレード１の長手方向範囲１４は、水平又はｘ軸上に描かれている。この場合、ブレード基部２は、ｘ軸の左側に位置し、ブレード先端３は、右側に位置する。したがって、オートジャイロロータブレード１は、ブレード基部２からブレード先端３まで正の座標方向に延びている。垂直又はｙ軸上には、一側でプロファイル深さ８、他側でオートジャイロロータブレード１のねじれ１３又はねじれ角αが描かれている。したがって、２つのグラフは、プロファイル深さ曲線２２及びねじれ曲線２３を表す。
【００６７】
さらに、オートジャイロロータブレード１は、異なるプロファイル領域９、１０、１１、１２に分割されている。内部プロファイル領域９は、ブレード基部２に、及び／又はそれに隣接して配置される。外部プロファイル領域１１は、ブレード先端３上及び／又はそれに隣接して配置される。メインプロファイル領域１０は、これらのプロファイル領域９、１１の間に位置する。この場合、３つのプロファイル領域９、１０、１１は、異なるプロファイルを有することができる。プロファイルはこの場合、断面であり、特に、オートジャイロロータブレード１の長手方向に関して９０°の断面である。例えば、前述の説明に含まれる表１に従って、又は図３に従って、内部プロファイル領域９は、プロファイル、特に図１からの第１のプロファイル２１ｃを有することができる。前述の説明に含まれる表２に従って、又は図４に従って、メインプロファイル領域１０は、例えば、プロファイル、特に図１からの第２のプロファイル２１ｅを有することができる。
【００６８】
また、遷移プロファイル領域１２は、内部プロファイル領域９とメインプロファイル領域１０との間に位置する。また、第２の遷移プロファイル領域は、メインプロファイル領域１０と外部プロファイル領域１１との間に配置することもできる。特に、内部プロファイル領域９とメインプロファイル領域１０は、異なるプロファイル２１ｃ、２１ｅを有する。遷移プロファイル領域１２によって、異なるプロファイル間に遷移を形成することができる。
【００６９】
オートジャイロロータブレード１の場合、ねじれ１３は、オートジャイロロータブレードの長手方向の軸周りのねじれである。前縁４及び後縁５（図１を参照）は、ねじれ１３の場合には、長手方向の軸周りに関する螺旋線を描いている。特に、ブレード基部２からブレード先端３まで、前縁４は高圧側７の方向にねじられ、後縁５は低圧側６の方向にねじられる（高圧側７及び低圧側６の図３、４を参照）。したがって、オートジャイロの通常の飛行動作の間、オートジャイロロータブレード１は、ブレード先端３に比べて、ブレード基部２におけるオートジャイロロータの回転平面に対するより大きい角度を有する。ブレード基部２におけるこのより大きい角度は、また、前縁４が後縁５よりもこの回転平面に対して大きい距離を有するという事実の反映でもある。ブレード先端３では、ねじれ１３により、前縁４又は後縁５の回転平面に対する距離のこの差は、小さい。これにより、オートジャイロロータブレード１の空気抵抗が小さくなる。
【００７０】
さらに、例えば、オートジャイロロータブレード１のプロファイル深さ８を示す左側のｙ軸１６の１つの断面は、最大プロファイル深さの２０％であり得る。したがって、左のｙ軸は、１２０％（０％〜１２０％）に広がる。ねじれ１３を示す右側のｙ軸１７の１つの断面は、例えば１°であり得る。また、右のｙ軸は、−１°〜５°の範囲で広がることができる。ｘ軸１８上の１つの断面は、長手方向の範囲１４の１０％であり得る。したがって、オートジャイロロータブレード１は、長手方向範囲１４の０％から１００％まで延びるため、長手方向範囲１４に対して正規化される。
【００７１】
この場合、０％〜１６％の内部プロファイル領域９から上流の領域は、依然としてオートジャイロロータブレード１に属しているが、例えば、固定手段は、ここに位置し、かつ内部プロファイル領域への遷移を形成する。このため、プロファイル深さ曲線２２及びねじれ曲線２３は、一定の値を有し、内部プロファイル領域９への遷移中に急速に増加する。しかしながら、この領域は、オートジャイロロータブレード１の機能を検討する際に除外されるべきである。したがって、長手方向範囲１４及びオートジャイロロータブレード１の機能は、最初１６％で検討を開始し１００％で終了する。
【００７２】
さらに、オートジャイロロータブレード１は、異なるプロファイル領域９、１０、１１、１２に分割されている。内部プロファイル領域９は、ブレード基部２に及び／又はそれに隣接して配置されている。遷移プロファイル領域１２は、それに続いて位置する。主プロファイル領域１０も、それに続いて位置する。最後に、オートジャイロロータブレード１は、外部プロファイル領域１１を含む。追加的又は代替的に、第２の遷移プロファイル領域は、メインプロファイル領域１０と外部プロファイル領域１１との間に位置することができる。
【００７３】
この例示的な実施形態では、内部プロファイル領域９は、オートジャイロロータブレード１の長手方向範囲の１６％から最大３４％までの領域にわたって延びている。プロファイル深さ８は、例えば、内部プロファイル領域９のプロファイル深さ曲線２２から読み取ることができ、例えば最大プロファイル深さの約１００％〜９０％の値を有する。したがって、前縁４と後縁５との間の距離は、この領域における最大プロファイル深さのこれらの値を有する。プロファイル深さ曲線２２は、オートジャイロロータブレード１の最大プロファイル深さ１５の領域から単調に減少する。追加的又は代替的に、プロファイル深さ曲線２２は、長手方向範囲１４の１つの領域にわたって一定になるように設計することもできる。この内部プロファイル領域９では、ねじれ曲線２３も単調に減少する。この領域のねじれは、約４．５°〜２．８°の間であり、ねじれ曲線２３から読み取ることができる。長手方向範囲１４の約１６％〜３４％の１つの断面において、ねじれ曲線２３は凹状に設計され、例えば放物線的及び／又は指数関数的に減少する。
【００７４】
遷移プロファイル領域１２は、例えば、長手方向範囲１４の３５％から５０％まで延びることができる。プロファイル深さ曲線２２は、ここではほぼ一定になるように設計されている。ねじれ曲線２３は、直線的に減少するか、又は一定（負）の勾配を有する。例えば、ねじれ角αは、２．８°から０．８°に減少する。
【００７５】
メインプロファイル領域１０は、例えば、長手方向範囲１４の５０％から９６％まで延びている。この領域では、プロファイル深さ曲線２２は、単調に減少し続ける。この領域の第１の断面では、長手方向範囲１４の約５０％〜６４％まで、プロファイル深さ曲線１４は、例えば８７％から８２％にわずかに減少するだけである。６４％から９６％まで、プロファイル深さ曲線２２は、例えば８２％の値から４２％へ、より激しく減少する。
【００７６】
オートジャイロロータブレード１の平面形状は、最大プロファイル深さ１５からブレード基部２からブレード先端３まで単調に減少し、リストされた半径位置において、以下の表３に示すプロファイル深さを有する。この場合、最大プロファイル深さ１５は、１００％に正規化される。表３に示されている他のすべての値は、この最大プロファイル深さに関連している。プロファイル深さ８は、最大プロファイル深さからブレード先端３の方向に向かって減少するため、半径の６０％において、例えばプロファイル深さ８は、最大プロファイル深さの８５％のままである。半径位置の間では、平面形状は均一な遷移を有し、及び／又は掃引的に延びる。プロファイル深さ８は、特定の設計目標に対して平面を理想的に適合させるために、０．８〜１．２の係数でスケーリングすることもできる。
【００７７】
【表３】
2019500278.tif 000005
【００７８】
ねじれ曲線２３も、メインプロファイル領域１０において減少する。ねじれ曲線２３の値は、例えば０．８°から−０．５°に減少し、例えば、放物線的、多項式的、及び／又は指数関数的に減少する曲線を有する。
【００７９】
さらに、メインプロファイル領域１０は、ねじれ曲線２３が正の値、特に正のねじれ角αを有する基部側上の第１の部分領域２４を含む。また、メインプロファイル領域１０は、ねじれ曲線２３が負の値、特に負のねじれ角αを有する先端側上の第２の部分領域２５を含む。ねじれ曲線２３の符号変化２８は、第１の部分領域２４と第２の部分領域２５との間で発生し、オートジャイロロータブレード１の長手方向範囲１４の約７０％に位置する。０度の迎角では、符号変化２８の点におけるプロファイルは、オートジャイロロータブレード１の回転平面に平行に位置する。第１の部分領域２４では、局所的で幾何学的な迎角がねじれによって増加する。しかしながら、第２の部分領域２５では、幾何学的な迎角が減少する。幾何学的な迎角のこれらの変化によって、より好ましいダウンウォッシュ分布がもたらされるため、後流に発生する乱流がより少なくなり、それによってオートジャイロロータがより容易に自転し、オートジャイロロータの抵抗がより低くなる。
【００８０】
オートジャイロロータブレード１を終端する外部プロファイル領域１１は、オートジャイロロータブレード１の長手方向範囲１４の９６％〜１００％の間に位置することができる。プロファイル深さ曲線２２は、ここで４２％から放物線的、凸面的、多項式的、及び／又は非線形的に減少し、ゼロに近づく。ねじれ曲線２３は、この領域において本質的に一定のままである。
【００８１】
この場合、このタイプのプロファイル深さ曲線とねじれ曲線を有するオートジャイロロータブレード１は、特別な飛行要件に調整することができる。例えば、空気抵抗が特に低いので、このタイプのオートジャイロロータブレード１は、オートジャイロの高い対気速度を可能にすることができる。
【００８２】
プロファイル深さ曲線２２は、遷移プロファイル領域１２及び／又はメインプロファイル領域１０において掃引及び／又は単調減少曲線として設計される。この場合、プロファイル深さ曲線２２は、また、厳密な単調減少曲線によって決定することができる。
【００８３】
また、ねじれ曲線２３は、内部プロファイル領域９と遷移プロファイル領域１２との間の第１の鋭い屈曲２６を含み、かつ遷移プロファイル領域１２とメインプロファイル領域１０との間の第２の鋭い屈曲２７を含む。
【００８４】
さらに、遷移プロファイル領域１２におけるねじれ曲線２３の勾配は、内部プロファイル領域９及び／又はメインプロファイル領域１０の少なくとも半分の大きさである。また、遷移プロファイル領域１２における全ねじれは、内部プロファイル領域９及び／又はメインプロファイル領域１０における全ねじれの少なくとも半分の大きさである。この場合、領域における全ねじれは、領域の開始時と終了時のねじれ曲線２３の間の差として定義される。例えば、遷移プロファイル領域１２における全ねじれは、約２．０°（２．８°−０．８°）である。
【００８５】
図３は、内部プロファイル領域９のプロファイルの断面を示す（図２を参照）。図３は、前述の説明からの表１の図的表現である。内部プロファイル領域９のプロファイルは、前縁４、後縁５、低圧側６及び高圧側７によって区切られている。低圧側６は、高圧側７よりも大きく湾曲しているので、プロファイルの変位効果は、周囲空気流の加速をもたらし、これによりベルヌーイの法則に従って対応する圧力分布を設定する。これにより、低圧側上の圧力が高圧側よりも低くなる。これにより、揚力を発生させる低圧側６の方向の力が生じる。
【００８６】
プロファイル深さ８は、座標系の前縁４が０に位置し、かつ後縁５が１に位置することができるこの図３において１に正規化される。表１、２に含まれるＸ／ｃ及びＹ／ｃ値は、座標系の対応するｘ及びｙ座標であり、分母におけるｃは、（座標を正規化するために）プロファイル深さ８を表す。
【００８７】
プロファイル厚さ１９も、プロファイル深さ８に対して正規化される。オートジャイロロータブレード１の相対的なプロファイル厚さは、最大プロファイル厚さ２０ａとプロファイル深さ８との比として定義される。例えば、内部プロファイル領域９の相対的なプロファイル厚さは、２５％〜３５％の間、１１％〜１５％の間、好ましくは１３．５％の相対的な厚さである。この場合の相対的な厚さ後退は、前縁４からの最大プロファイル厚さ２０ａの距離とプロファイル深さ８の比である。この例示的な実施形態では、相対的な厚さ２０ａは、２９．２％に位置する。
【００８８】
また、内部プロファイル領域９のプロファイルは、曲率後退が３０％〜４０％の間、特に３５．３％とすると、３％〜４％の間、特に３．６％〜３．８％の間の最大曲率を有する。この場合の最大曲率は、翼弦とキャンバーラインとの間の最大距離の比である。翼弦は、前縁４と後縁５との間の接続線である。キャンバーラインは、低圧側６と高圧側７との中間に位置する。
【００８９】
例えば、オートジャイロロータブレード１がより大きいプロファイル厚さ１９を有する場合、揚力が増加する。このタイプのプロファイルを用いれば、例えば、より大きい積載物をオートジャイロによって搬送することができる。
【００９０】
しかしながら、プロファイル厚さ１９がより小さい場合、オートジャイロロータブレード１の空気抵抗は減少する。例えば、オートジャイロに比べてより高い対気速度及び／又はより大きい範囲を達成することが可能であるため、オートジャイロは、スポーツ目的で利用することができる。
【００９１】
図４は、メインプロファイル領域１０のプロファイルの断面を示す。図４は、前述の説明からの表２の図的表現である。また、前述の図３との相違点のみをここで取り上げる。メインプロファイル領域１０のプロファイルは、１０％〜１４％の間、好ましくは１２．１％の相対的なプロファイル厚さを有し、それと共に２６％〜３６％の間、好ましくは２９．２％の相対的な厚さ後退を有する。プロファイルは、最大プロファイル厚さ２０ｂを有する。また、メインプロファイル領域１０のプロファイルは、３％〜４％の間、特に３．２％〜３．４％の間の最大曲率を有し、それと共に、３０％〜４０％の間、好ましくは３６．８％の相対的な曲率後退を有する。
【００９２】
本発明は、図示され説明された例示的な実施形態に限定されない。異なる例示的な実施形態で示され説明されていても、特徴の任意の組み合わせであるように、特許請求の範囲内の変更も可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１  オートジャイロロータブレード
２  ブレード基部
３  ブレード先端
４  前縁
５  後縁
６  低圧側
７  高圧側
８  プロファイル深さ
９  内部プロファイル領域
１０  メインプロファイル領域
１１  外部プロファイル領域
１２  第１の遷移プロファイル領域
１３  ねじれ
１４  長手方向の長さ
１５  最大プロファイル深さの範囲
１６  左のｙ軸の断面
１７  右のｙ軸の断面
１８  ｘ軸の断面
１９  プロファイル厚さ
２０  最大のプロファイル厚さ
２１ａ  プロファイル
２１ｂ  プロファイル
２１ｃ  第１のプロファイル
２１ｄ  第３のプロファイル
２１ｅ  第２のプロファイル
２１ｆ  プロファイル
２２  プロファイル深さ曲線
２３  ねじれ曲線
２４  第１の部分領域
２５  第２の部分領域
２６  第１の鋭い屈曲
２７  第２の鋭い屈曲
２８  正負変換
α  ねじれ角
【図１】
2019500278.tif 000008
【図２】
2019500278.tif 000009
【図３】
2019500278.tif 000010
【図４】
2019500278.tif 000011
【国際調査報告】
2019500278.tif 000012
2019500278.tif 000013
2019500278.tif 000014
2019500278.tif 000015
2019500278.tif 000016
2019500278.tif 000017