(57)【要約】  本明細書で説明されている概念および技術は、低騒音の航空機の翼スラットシステムを実現する。本明細書で提示されている開示の一態様によれば、コブ充填翼スラット（２０２）は、高揚力システムを実現するために航空機の翼の移動可能な前縁要素（４０２、５０２）と連動して使用される。移動可能な前縁要素は、航空機の翼内に収縮しコブ充填スラットを格納位置に収容するワンピース型パネル（４０２）またはツーピース型パネル（５０２）を備えることができる。コブ充填スラットの展開後に、移動可能な前縁要素は外向きに展開され、翼とともに連続する外側モールドライン形状を形成する。
2013523521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高揚力システムに関連する航空機騒音を低減するための方法であって、
航空機の翼の前縁からスラットを高揚力位置に展開すること、および
少なくとも１つの前縁要素を、前記航空機の翼の内側の格納位置から、上側翼面、前記少なくとも１つの前縁要素、および下側翼面によって画成される前記航空機の翼の連続する外側モールドライン断面形状を形成する展開位置に位置変更することを含む方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの前縁要素は、ワンピース型パネルを備え、前記ワンピース型パネルを位置変更することは、前記ワンピース型パネルを外向きに前記ワンピース型パネルの頂部縁が前記上側翼面に隣接し、前記ワンピース型パネルの底部縁が前記下側翼面に隣接する前記展開位置に直線的に並進することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ワンピース型パネルを直線的に並進することは、前記ワンピース型パネルに接続されているリニアアクチュエータを伸長することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの前縁要素は、上側パネルおよび下側パネルを有するツーピース型パネルを備え、前記ツーピース型パネルを位置変更することは、前記上側パネルを外向きに前記展開位置に回転し、前記下側パネルを外向に前記展開位置に直線的に並進し、それにより前記上側パネルの頂部縁が前記上側翼面に隣接し、前記上側パネルの底部縁が前記下側パネルの頂部縁に隣接し、前記下側パネルの底部縁が前記下側翼面に隣接するようにすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スラットを前記高揚力位置から前記航空機の翼の前記前縁に収縮すること、および
前記少なくとも１つの前縁要素を前記航空機の翼の前記連続する外側モールドライン断面形状を形成する前記展開位置から前記航空機の翼の内側の前記格納位置に位置変更することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの前縁要素は、ワンピース型パネルを備え、前記ワンピース型パネルを位置変更することは、前記ワンピース型パネルを、前記ワンピース型パネルの頂部縁が前記上側翼面に隣接し前記ワンピース型パネルの底部縁が前記下側翼面に隣接する前記展開位置から、前記航空機の翼の内側の前記格納位置に、内向きに直線的に並進することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの前縁要素は、上側パネルおよび下側パネルを有するツーピース型パネルを備え、前記ツーピース型パネルを位置変更することは、前記航空機の翼内で前記上側パネルを、前記展開位置から前記航空機の翼内の前記格納位置に、内向きに回転し、前記下側パネルを、前記展開位置から前記航空機の翼内の前記格納位置に、内向きに直線的に並進することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
展開可能な前縁翼スラットと、
航空機の翼内の格納位置と前記航空機の翼の外側の展開位置との間で移動可能な少なくとも１つの前縁要素であって、前記展開可能な前縁翼スラットが展開するときに前記少なくとも１つの前縁要素が前記格納位置から前記展開位置に移動し、前記航空機の翼内に実質的に連続する外側モールドライン形状を形成する構成をとるように移動可能な少なくとも１つの前縁要素と
を備える高揚力システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの前縁要素は、ワンピース型パネルを備える、請求項８に記載の高揚力システム。
【請求項１０】
前記航空機の翼内に搭載され、前記ワンピース型パネルに取り付けられたリニアアクチュエータをさらに備え、前記リニアアクチュエータは、前記前縁翼スラットの展開後に前記ワンピース型パネルを前記航空機の翼内の前記格納位置から前記航空機の翼の外側の前記展開位置に駆動するように構成される、請求項９に記載の高揚力システム。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの前縁要素は、ツーピース型パネルを備える、請求項８に記載の高揚力システム。
【請求項１２】
前記ツーピース型パネルは、上側パネルおよび下側パネルを備え、高揚力システムは、前記航空機の翼内に搭載され前記下側パネルに取り付けられた横断アクチュエータをさらに備え、前記横断アクチュエータは、前記前縁翼スラットの展開後に前記下側パネルを前記航空機の翼内の前記格納位置から前記航空機の翼の外側の前記展開位置に駆動し、前記前縁翼スラットの収縮後に前記下側パネルを前記展開位置から前記格納位置に収縮するように構成される、請求項１１に記載の高揚力システム。
【請求項１３】
前記上側パネルは、前記上側パネルが前記頂部縁の周りで外向きに展開位置へ回転し、前記頂部縁の周りで内向きに格納位置に回転する動作をするように、前記航空機の翼の上側翼面に頂部縁のところで回転可能に接続される、請求項１２に記載の高揚力システム。
【請求項１４】
前記航空機の翼は、上側翼面、下側翼面、および前記少なくとも１つの前縁要素を備え、前記翼面、前記下側翼面、および前記少なくとも１つの前縁要素は、前記展開可能な前縁翼スラットが展開されるときに連続する外側モールドライン形状を、また前記展開可能な前縁翼スラットが前記格納位置に収縮されるときに不連続な外側モールドライン形状を形成する、請求項８に記載の高揚力システム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの前縁要素は、少なくとも１つの剛性構造を備え、前記少なくとも１つの剛性構造を移動することは、少なくとも１つのアクチュエータを介して前記少なくとも１つの剛性構造を機械的に移動することを含む、請求項８に記載の高揚力システム。
【請求項１６】
航空機の翼に関連する高揚力システムであって、
上側翼面および下側翼面を備える主翼要素と、
前記主翼要素に移動可能に接続された剛性を有する前縁要素であって、前記剛性を有する前縁要素が展開位置に構成されたときに前記上側翼面の外縁および前記下側翼面の外縁に当接して前記航空機の翼の連続する外側モールドライン形状を形成し、格納位置に構成されたときに前記上側翼面の前記外縁および前記下側翼面の前記外縁の後部に位置決めされる剛性を有する前縁要素と、
前記主翼要素に動作可能に接続された前縁翼スラットであって、格納位置に収縮されたときに前記上側翼面の前記外縁および前記下側翼面の前記外縁に当接して前記航空機の翼の前記連続する外側モールドライン形状を形成する前縁翼スラットと
を備える高揚力システム。
【請求項１７】
前記剛性を有する前縁要素は、ワンピース型パネルを備える、請求項１６に記載の高揚力システム。
【請求項１８】
前記剛性を有する前縁要素は、前記航空機の翼の連続する外側モールドライン形状を形成するように前記展開位置に直線的に前方並進し、前記主翼要素内に直線的に後方並進して前記格納位置に来るように構成される、請求項１７に記載の高揚力システム。
【請求項１９】
前記剛性を有する前縁要素は、ツーピース型パネルを備える、請求項１６に記載の高揚力システム。
【請求項２０】
前記ツーピース型パネルは、上側パネルおよび下側パネルを備え、前記上側パネルは、前記上側翼面の前記外縁に回転可能に接続され、前記展開位置に前方回転し、前記主翼要素内に後方回転して前記格納位置に来るように構成され、前記下側パネルは、前記展開位置に直線的に前方並進し、前記主翼要素内に直線的に後方並進して前記格納位置に来るように構成される、請求項１９に記載の高揚力システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
空港環境に関連する騒音レベルを低減することは、航空機産業において次第に優先度が高まっている。しかし、次第に厳しくなる騒音規制により、航空交通の非効率が高まり、空港生産性が低下した。例えば、多くの空港において、現在の空港処理能力は、大部分、営業時間によって管理されており、営業は、一般に騒音公害を防止または軽減するためにたいてい日中に限られている。航空機の離陸、進入、および着陸のオペレーションにおいて、騒音は、主に、航空機エンジンと機体コンポーネントから発生する。高バイパス比エンジンの出現で、エンジン騒音の著しい低減が達成されたが、進歩はなおも続いている。
【０００２】
機体騒音の大きな発生源は、航空機高揚力システムにある。特に、スロット付きの前縁スラットは、展開された前縁翼スラットの後側に配置されているコブ領域内に流れ再循環が生じるため高い騒音レベルを発する。従来の翼スラットは、航空機の翼の前縁と対合し、スラットが翼の前縁に対して収縮されるときにそれぞれのスラットおよび翼が一緒になって所望のエアフォイル形状を形成するように構成される。そうする際に、従来のスラットは、翼の前縁に実質的に似た形状を有する前縁を有するが、翼の一般的に凸形の前縁と対合する形状をとるので一般的に凹形である後側を有することができる。スラットが前方に伸展し、高揚力オペレーションのため下方に回転されると、スラットの後側の凹形の形状により、スラットの周りを流れる周囲空気流が再循環するコブを形成し、そのため騒音を発生する。
【０００３】
本明細書でなされている開示は、以上の考慮事項および他の考慮事項に関して提示される。
【発明の概要】
【０００４】
この「発明の概要」は、以下の「発明を実施するための形態」でさらに説明される簡素化された形式の概念の選択を導入するために用意されていると理解されるべきである。この発明の概要は、請求されている発明対象の範囲を制限することに使用されることを意図されていない。
【０００５】
本明細書で説明されている概念および技術は、航空機高揚力システムに関連する空気力学的騒音レベルの低減を実現するものである。本明細書に提示されている開示の一態様によれば、航空機の騒音を低減するための方法は、航空機の翼の前縁からスラットを展開することを含む。次いで、翼の前縁要素は、翼の内側の格納位置から展開位置に位置変更される。展開位置では、前縁要素は、翼の上側および下側表面とともに連続する外側モールドライン断面形状（continuous outer mold line cross-sectional shape）を形成する。
【０００６】
別の態様によれば、高揚力システムは、展開可能な前縁翼スラットおよび前縁要素を備える。航空機の翼の前縁要素は、翼の内側の格納位置と翼の展開位置との間で移動可能である。展開可能な前縁翼スラットが、伸長されると、翼の前縁要素は、格納位置から展開位置に移動し、そこで、翼と連続する外側モールドライン形状を形成する。
【０００７】
本開示のさらに別の態様によれば、航空機の翼に関連する高揚力システムは、主翼要素、堅牢な前縁要素、および前縁翼スラットを備える。主翼要素は、上側翼面および下側翼面を備える。堅牢な前縁要素は主翼要素に接続され、堅牢な前縁要素が展開位置にあるときに航空機の翼の連続する外側モールドライン形状を形成するように移動可能であり、上側翼面および下側翼面の外縁の後部を格納位置に移動する。前縁翼スラットは、主翼要素にも接続され、スラットが格納位置に収縮されたときに上側翼面および下側翼面の外縁に当接して航空機の翼の連続する外側モールドライン形状を形成する。
【０００８】
説明されている特徴、機能、および利点は、本開示のさまざまな実施形態において独立して達成されうるか、またはさらに他の実施形態において組み合わせることができ、これらのさらなる詳細については、以下の説明および図面を参照するとわかる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スラットコブ内に対応する騒音誘発空気流再循環のある展開構成および格納構成をとる従来の前縁スラットを示す従来の高揚力システムの断面図である。
【図２】本明細書に提示されているさまざまな実施形態による展開構成および格納構成をとるコブ充填前縁スラット（cove-filled leading edge）を示す高揚力システムの断面図である。
【図３】展開構成をとる従来の前縁スラットを示す従来の高揚力システムの断面図である。
【図４】本明細書に提示されているさまざまな実施形態による展開構成および格納構成をとるワンピース型前縁要素を示す高揚力システムの断面図である。
【図５】本明細書に提示されているさまざまな実施形態による展開構成および格納構成をとるツーピース型前縁要素を示す高揚力システムの断面図である。
【図６】従来の高揚力システム、ワンピース型前縁要素を利用する高揚力システム、および本明細書に提示されているさまざまな実施形態による展開オペレーション時にツーピース型前縁要素を利用する高揚力システムのグラフィック図である。
【図７】本明細書で提示されているさまざまな実施形態による高揚力システムに関連する航空機騒音を低減するための方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明は、コブ充填前縁翼スラットを利用して従来の前縁翼スラットに関連する騒音を発生する空気再循環を排除もしくは低減する高揚力システムを実現するためのシステムおよび方法を対象とする。以下の詳細な説明では、説明の一部をなす、特定の実施形態または例が図解を用いて示されている、添付図面を参照する。いくつかの図面を通して類似の番号は類似の要素を表す。そこで図１を参照して、従来の高揚力システム１００を説明する。
【００１１】
従来の高揚力システム１００は、一緒に動作して航空機の翼１０４の形状を変えて追加の空気力学的揚力を発生させる従来の前縁スラット１０２およびフラップ１０８を備えるものとしてよい。従来の前縁スラット１０２は、従来のスラット１０２が格納構成をとる位置にある状態で図示されているように、航空機の翼１０４の前縁と対合して従来のスラット１０２および翼１０４が一緒になって所望のエアフォイル形状を形成するように構成される。従来のスラット１０２および翼１０４は、従来のスラット１０２が格納構成をとる航空機の翼１０４の前縁に対して収縮されたときに所望のエアフォイル形状を形成しなければならないため、また航空機の翼１０４は、従来のスラット１０２が展開構成に伸長されたときにエアフォイル形状を保持しなければならないため、伝統的に、従来のスラット１０２の後側は、従来のスラット１０２が格納されるときに２つの表面が対合できるように航空機の翼１０４の前縁の凸形状に実質的に対応する凹形を有する。
【００１２】
しかし、上で説明されているように、また図１に示されているように、従来のスラット１０２の後側の凹形はコブ領域を形成し、その結果、周囲の空気流が従来のスラット１０２の周りに流れるときに周囲の空気流の再循環１０６が生じる。離陸および着陸のオペレーションにおいて実質的な量の騒音を発生する源となるのが周囲の空気流のこの再循環１０６である。従来のスラット１０２のコブ領域によって引き起こされる騒音に加えて、コブ領域内の空気の再循環１０６は空気力学的に最適ではなく、この再循環１０６をなくせば結果として揚力の量が減り、抗力の量が増え、このため対応する航空機の性能利点が低下する。
【００１３】
図２は、コブ充填前縁スラット２０２を活用して空気再循環１０６ならびに対応する騒音および再循環１０６の結果生じる性能劣化を減少させるか、またはなくす高揚力システム２００を例示している。図２を見るとわかるように、前縁翼スラットは、従来のスラット１０２に共通のスラットの後側の凸部分をなくすためにコブ領域２０４が充填されたコブ充填スラット２０２である。充填されたコブ領域２０４は、周囲の空気流に対して滑らかで緩やかな旋回をもたらし、従来のスラットに存在している再循環１０６に関連する騒音を実質的に低減する実質的に連続的な流れ２０６を形成する。実質的に連続的な流れ２０６は、高揚力システム２００の正確な設計特性および任意の時点での対応する飛行特性に従う層流、乱流、またはこれらの流れの組み合せを含むものとしてよいことを理解されたい。しかし、コブ充填前縁スラット２０２は、従来のスラット１０２のコブ内に存在するかなりの再循環１０６を実質的に低減するか、またはなくし、したがってこの再循環１０６に関連する機体騒音が実質的に低減される。
【００１４】
コブ充填スラット２０２は、特定の用途および対応する望ましい空気力学的特性に従って形状およびサイズを決定することができる。本明細書で説明されているさまざまな実施形態によれば、コブ充填スラットは、コブ充填スラット２０２の後側が展開されたときに格納されたときと同じ断面形状を保持するという点で可撓性または膨張性を有しないように剛性を有する。さまざまな実装、およびコブ充填スラット２０２に関するさらなる詳細は、参照により本明細書に組み込まれている、２０１０年３月３１日に本出願と同時に出願された、同時係属の米国特許出願第１２／７５１，４６８号、名称「Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ｗｉｎｇ  Ｓｌａｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｗｉｔｈ  Ｒｉｇｉｄ  Ｃｏｖｅ−Ｆｉｌｌｅｄ  Ｓｌａｔ」において説明されている。
【００１５】
図２からわかるように、コブ充填スラット２０２の格納構成は、コブ領域２０４が従来の航空機の翼１０４の前縁２１０と重なり合うか、または干渉する重なり領域２０８を形成する。本明細書で説明されている概念および技術を利用することで、この重なり領域２０８は、コブ充填スラット２０２と連携して収縮し、展開する移動可能な前縁要素によって収容される。コブ充填スラット２０２が格納位置に収縮すると、前縁要素は、コブ充填スラット２０２のコブ領域２０４を収容するように航空機の翼の内側の格納位置に収縮する。同様に、コブ充填スラット２０２が翼から航空機の翼の前方の高揚力位置に伸長されると、前縁要素は、翼の内側の格納位置から、翼の上側表面と下側表面とともに連続する外側モールドライン形状を完全に形成する展開位置に展開する。航空機の翼１０４の固定前縁を利用する重なり領域２０８を解決するための方法は、参照により本明細書に組み込まれている、２０１０年３月３１日に本出願と同時に出願された、同時係属の米国特許出願第１２／７５１，５１４号、名称「Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ｗｉｎｇ  Ｓｌａｔ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｗｉｔｈ  Ａ  Ｆｉｘｅｄ  Ｗｉｎｇ  Ｌｅａｄｉｎｇ  Ｅｄｇｅ  Ａｎｄ  Ｄｅｐｌｏｙａｂｌｅ  Ｂｒｉｄｇｉｎｇ  Ｐａｎｅｌｓ」において説明されている。
【００１６】
コブ充填スラット２０２および対応する高揚力システム２００に関連するさまざまな実施形態について説明する前に、比較のために従来の高揚力システム１００を図３に関してさらに詳しく説明することにする。図３を参照すると、従来のスラット１０２は、展開位置に実線で示されている。従来のスラット１０２は、格納位置に破線で示されている。格納位置に示されているように、従来のスラット１０２の後側は一般的に凹形であり、航空機の翼１０４の一般的に凸形である前縁と合わさる。ガイドレール３０２は、従来のスラット１０２を航空機の翼１０４の翼桁３０４または他の構造コンポーネントに接続する。ロータリーアクチュエータおよびピニオンギア３０６は、展開位置と格納位置との間のガイドレール３０２上で従来のスラット１０２を伸長し、収縮する動作をする。
【００１７】
ガイドレール３０２は、底板３０８を介して従来のスラット１０２に接続されうることがわかる。底板３０８は、ガイドレール３０２用の接続点を構成するだけでなく、従来のスラット１０２の底側と航空機の翼１０４の下側表面との間の空気力学的遷移ももたらし、スラットが格納位置に構成されているときに従来のスラット１０２と航空機の翼１０４の下側表面との周りに周囲の空気流を誘導する。しかし、従来のスラット１０２が、展開位置に構成されたときには、スラットの後側表面の凹形の形状と結合されている底板３０８は、周囲の空気流がスラットの底の周りを流れるときに騒音を引き起こす空気再循環１０６が発生するコブを形成する。
【００１８】
次に、図４を参照して、低騒音高揚力システムの第１の実施形態を説明する。この実施形態によれば、高揚力システム４００は、コブ充填スラット２０２、主翼要素、および前縁翼要素を備える。主翼要素は、上側翼面４０８および下側翼面４１０、さらには航空機の翼１０４内の構造コンポーネントおよび他のコンポーネントを備える。この実施形態によれば、前縁要素は、格納位置と展開位置との間で移動可能であるワンピース型パネル４０２を備える。
【００１９】
ワンピース型パネル４０２は、主翼要素および／またはコブ充填スラット２０２と同じ構造および航空機外板材料から作ることができる。ワンピース型パネル４０２は、一般的に凸形の外面を有し、コブ充填スラット２０２が高揚力位置に展開されたときに航空機の翼の所望の断面外側モールドライン形状に従って形状を決められる。言い換えると、ワンピース型パネル４０２が展開位置に構成される場合、パネルの頂部縁は上側翼面４０８に隣接し、パネルの下側縁は下側翼面４１０に隣接し、ワンピース型パネルは主翼要素の前縁となるということである。ワンピース型パネル４０２が展開位置にある航空機の翼の断面は、所望のエアフォイル形状を表す連続する外側モールドラインを見せる。
【００２０】
ワンピース型パネル４０２が格納位置に構成される場合、パネルは上側および下側翼面の外縁の後部の、主翼要素内に置かれる。ワンピース型パネル４０２を展開位置の後部に移動することによって、上で説明されている重なり領域２０８に対する翼内に利用可能になる空間が得られる。したがって、航空機の翼とともに移動可能な前縁要素を利用することによって、本明細書で開示されている前縁スラットは、従来の高揚力システム１００内の状況のように、凹形の後面を有することに限定されない。
【００２１】
一実施形態によれば、ワンピース型パネル４０２は、リニアアクチュエータ４０４を使用して格納位置と展開位置との間で並進する。すべての種類の油圧式、空気圧式、または電気式アクチュエータを含む、ロータリーアクチュエータおよびピニオンギア、さらには他の種類のアクチュエータを、代替的に使用することができることも理解されるであろう。ワンピース型パネル４０２を展開位置と格納位置との間で適切に遷移させることがしやすくなるように、ガイド４０６を利用して経路設定および／または回転によりパネルを適所に配置することができる。あるいは、１つまたは複数のトラックを使用して、構成と構成との間でワンピース型パネルをガイドすることができる。
【００２２】
次に、図５を参照して、低騒音高揚力システムの第２の実施形態を説明する。この実施形態によれば、高揚力システム５００は、図４に関して上で説明されているように、コブ充填スラット２０２、主翼要素、および前縁翼要素を備える。しかし、高揚力システム５００では、前縁要素がワンピース型４０２を備える代わりに、前縁要素をツーピース型パネル５０２で作る。ツーピース型パネル５０２は、上側パネル５０２Ａおよび下側パネル５０２Ｂを備える。ツーピース型パネル５０２のそれぞれのパネルは、展開位置と格納位置との間で独立して移動する。
【００２３】
一実施形態によれば、上側パネル５０２Ａは、ヒンジおよびアクチュエータ５０６を介してパネルの上縁のところで主翼要素に取り付けられる。コブ充填スラット２０２が展開されると、上側パネル５０２Ａは、外向きに回転して展開位置に来る。逆に、コブ充填スラット２０２が収縮されると、上側パネル５０２Ａは、内向きに回転して格納位置に来る。下側パネル５０２Ｂは、コブ充填スラット２０２および上側パネル５０２Ａの展開および収縮と連動して下側パネル５０２Ｂを展開位置へ外向きに押し、下側パネル５０２Ｂを格納位置へ内向きに引くように動作する横断アクチュエータを介して主翼要素に取り付けられる。格納位置では、上側パネル５０２Ａおよび下側パネル５０２Ｂは、互いに重なり合う。この構成は、前縁要素に対する主翼要素内の格納空間を最小にすべきである場合にワンピース型パネル４０２の高揚力システム４００に勝る利点をもたらしうる。ツーピース型パネル５０２の重なり合う設計により、ワンピース型パネル４０２の高揚力システム４００に比べて、前縁要素の収縮および格納に必要な翼桁３０４の上流にある翼内の空間が少なくて済む。
【００２４】
図５に示されている高揚力システム５００の例示的図から、高揚力システム５００の完全展開時に、コブ充填スラット２０２は伸長し、下方に回転して高揚力配置をとるが、上側パネル５０２Ａは外向きに回転し、下側パネル５０２Ｂは外向きに押されて展開位置をとることは明らかであろう。展開位置では、上側翼面４０８および下側翼面４１０の固定翼外板パネルと組み合わせた、上側パネル５０２Ａおよび下側パネル５０２Ｂは、主翼輪郭または外側モールドライン形状を形成する。この外側モールドライン形状は、従来の高揚力システム１００の外側モールドライン形状に類似しているか、または同一であるが、コブ充填スラット２０２の使用が可能である。コブ充填スラットの前面からコブ充填スラットの後面への滑らかな遷移と併せた、展開された高揚力システム５００の滑らかな連続する外側モールドライン形状の組み合せは、高揚力システム５００に空気流を滑らかに通し、それに対応して騒音を低減することを可能にする。
【００２５】
本明細書で説明されているワンピース型パネル４０２およびツーピース型パネル５０２は、スラットが格納されるときの翼の内部空間内への収縮によって、コブ充填スラット２０２、または対応する航空機の翼１０４の前縁２０２に適合する後面を有しない任意のスラットを収容する。さまざまな実施形態は、本開示の前縁要素を展開するための、または収縮するためのいかなる特定の機構にも限定されない。例えば、いくつかの実施形態は、リニアアクチュエータ、ロータリーアクチュエータ、および／またはピニオンギアを利用するものとして説明されうるが、これらの並進機構の任意の組み合せまたはいかなる他の種類の並進機構も本開示の範囲内で利用することができる。
【００２６】
図６を参照して、従来の高揚力システム１００、ワンピース型パネル４０２を備える移動可能な前縁要素を利用する高揚力システム４００、およびツーピース型パネル５０２を備える移動可能な前縁要素を利用する高揚力システム５００の展開の徐々に進む段階を示す例示的な一連の図を説明する。多数の、比較的サイズの小さいさまざまな図に照らして簡単にするため、図６の図は、さまざまなコンポーネントを参照番号で識別せずに示されているが、わかりやすくするためこの説明では参照番号を使用する。
【００２７】
図６からわかるように、比較のため３つのシステムが並べて図示されている。上からはじめて下方に移動することで、システムは格納構成で開始し、スラットおよび前縁要素が、適用可能な場合に、高揚力位置に完全に展開されるまで展開プロセスを続ける。従来の高揚力システム１００の展開は、従来のスラット１０２の伸長と下方回転を含むことがわかる。すでに説明されているように、従来のスラット１０２は、格納時に航空機の翼１０４の前縁に当接し、適合するように設計されているため、スラットの後面は凹形であり、空気再循環１０６を誘発するコブを形成し、望ましくない騒音を発生する。
【００２８】
ワンピース型パネル４０２は、航空機の翼１０４内の格納位置で中央上部の図に示されている。この格納構成では、コブ充填スラット２０２は上側翼面４０８および下側翼面４１０の外縁に当接し、コブ充填スラット２０２、上側翼面４０８、および下側翼面４１０は一緒にエアフォイルの連続する外側モールドライン形状を形成する。図では、さまざまなコンポーネントを区別する際にわかりやすくするために、スラットが格納されているときにコブ充填スラット２０２と上側および下側翼面４０８および４１０との間に、さらには移動可能な前縁要素が展開されているときに移動可能な前縁要素と上側および下側翼面４０８および４１０との間に、ギャップが示されている。しかし、実際には、隣接する表面は、互いに当接して、ギャップなしで、エアフォイルの滑らかな連続する外側モールドライン形状を形成することができる。
【００２９】
展開時に、コブ充填スラット２０２は、外向きおよび下方に伸長して回転するが、ワンピース型パネル４０２は、パネルの外縁が上側翼面４０８および下側翼面４１０の縁に隣接するまで外向に押される。中央下部の図に示されているこの展開位置において、コブ充填スラット２０２は、空気再循環１０６をなくし、関連する騒音を減少させるためにスラットの後下側の周りで滑らかで緩やかな旋回半径を構成するが、ワンピース型パネル４０２は、上側翼面４０８および下側翼面４１０と位置を合わせて、エアフォイルの連続する外側モールドライン形状を形成する。
【００３０】
ツーピース型パネル５０２は、航空機の翼１０４内の格納位置で右上部の図に示されている。ワンピース型パネル４０２の場合と同様に、格納構成において、高揚力システム５００のコブ充填スラット２０２は上側翼面４０８および下側翼面４１０の外縁に当接し、コブ充填スラット２０２、上側翼面４０８、および下側翼面４１０は一緒にエアフォイルの連続する外側モールドライン形状を形成する。展開時に、コブ充填スラット２０２は、外向きおよび下方に伸長して回転するが、上側パネル５０２Ａは外向きに回転し、下側パネル５０２Ｂは外向に押されて展開位置に来る。右下の図に示されているこの展開位置において、コブ充填スラット２０２は、空気再循環１０６をなくし、関連する騒音を減少させるためにスラットの後下側の周りで滑らかで緩やかな旋回半径を構成するが、ツーピース型パネル５０２は、上側翼面４０８および下側翼面４１０と位置を合わせて、エアフォイルの連続する外側モールドライン形状を形成する。
【００３１】
次に図７を参照して、騒音を低減した航空機の離陸および着陸のオペレーションのための高揚力システムの例示的なルーチン７００を詳細に説明する。図に示され、本明細書で説明されている、実行されうるオペレーションの数を増減できることを理解されたい。これらのオペレーションは、本明細書で説明されているのと異なる順序で実行することもできる。
【００３２】
ルーチン７００は、オペレーション７０２から始まり、そこで、高揚力システム（４００、５００）が活動化される。この活動化は、コブ充填スラット２０２の展開が望ましく、適切であることを示す任意の量および種類の飛行基準の検出および分析後にコックピットスイッチを介してまたはフライトコンピュータシステムによって開始することができる。高揚力システム（４００、５００）の活動化後に、ルーチン７００は、実質的に同時に、オペレーション７０４および７０６に進む。オペレーション７０４で、コブ充填スラット２０２が格納位置から高揚力位置に伸長される。オペレーション７０６で、前縁要素が展開され、連続する外側モールドライン形状が航空機の翼１０４の上側翼面４０８および下側翼面４１０とともに完全に形成される。上で詳細に説明されているように、前縁要素は、ワンピース型パネル４０２またはツーピース型パネル５０２であるものとしてよい。前縁要素は、代替的に、任意の数および種類の展開機構を有する任意の数のパネルを備えることができることも理解されるであろう。図示されていないが、コブ充填スラット２０２の展開は、フラップ１０８の展開と同時に行われ、航空機の翼１０４によって生じる揚力を高めることを理解されたい。
【００３３】
高揚力システム（４００、５００）がもはや必要なくなると、オペレーション７０８で非活動化される。活動化の場合と同様に、非活動化は、スイッチもしくはトグルの手動選択を介してなされるか、または現在の飛行基準に従ってフライトコンピュータによって自動的に実行されうる。高揚力システム（４００、５００）の非活動化後に、ルーチン７００は、実質的に同時に、オペレーション７１０および７１２に進む。オペレーション７１０で、コブ充填スラット２０２は、スラットが航空機の翼１０４の連続する外側モールドライン形状を完全に形成する位置で上側および下側翼面４０８および４１０の外縁に隣接するまで収縮される。オペレーション７１２で、ワンピース型パネル４０２またはツーピース型パネル５０２は、航空機の翼１０４の前方の空洞内の格納位置に収縮され、ルーチンは終了する。図示されていないが、ここでもコブ充填スラット２０２の収縮は、フラップ１０８の収縮と同時に行われうることを理解されたい。
【００３４】
上記の開示から、本明細書で提示されている概念は、従来のスラット１０２が離陸および着陸のオペレーション時の騒音発生に及ぼす悪影響に対する解決策を与えるものであることを理解されたい。従来のスラット１０２のコブ領域内の再循環１０６に関連する騒音を低減することに加えて、コブ充填スラット２０２および対応する移動可能な前縁要素（４０２、５０２）の使用は、航空機の離陸性能を向上させる利点を有する。
【００３５】
従来のスラット１０２のコブ領域を充填し、空気再循環１０６をなくすことによって、空気再循環１０６に関連する抗力が著しく低減される。抗力を低減すると、飛行機の抗力に打ち勝つために必要な推力出力が少なくて済むので、航空機の最大積載量を高め、航続距離を伸ばし、滑走路の距離を減らし、および／またはエンジンを小型化することが可能になる。エンジンサイズおよび／推力の減少は、航空機の重量、燃料消費量、および一般的な環境への優しさに対して直接的な、有益な影響を持つ。
【００３６】
前記に基づき、低騒音高揚力システムを実現するための技術が本明細書で開示されていることを理解されたい。付属の請求項で定められている本発明は、本明細書で説明されている特定の特徴、構成、活動、または媒体に必ずしも限定されないことは理解されるべきである。むしろ、特定の特徴、構成、活動、および媒体は、請求項を実施する形態の例として開示されている。
【００３７】
上で説明されている発明対象は、例示のみによって提供されており、制限として解釈すべきでない。例示され、説明されている実施形態および用途の例に従うことなく、また以下の請求項において述べられている、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書で説明されている発明対象にさまざまな修正および変更を加えることができる。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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