(57)【要約】【課題】略水平な回転駆動軸を有し主に回転翼航空機のヨーの姿勢を制御する働きをする尾部ロータが装着された回転翼航空機を提供する。【解決手段】一定の配向の駆動軸(6)と、主に回転翼航空機の尾部支材の片側に配置されたロータディスクと、を有する反トルク尾部ロータ(3)を備えた回転翼航空機を提供する。尾部ロータ(3)の羽根(8)を制御する制御機構(14)は、羽根(8)と係合され、尾部ロータ(3)の駆動軸(6)に沿って延びる制御棒(21)により移動可能な回転式の制御プレート(27)を含む。制御プレート(27)は、一定の取り付け面(PM)内に配置され、羽根(8)のピッチを永続的に周期的に変化させる働きをする。制御棒(21)を回旋させることで、羽根(8)のピッチの周期的な変化の操作手法が、取り付け面(PM)内の制御プレート(27)の角度配向に応じて、回転翼航空機の揚力への寄与の提供と並進推進力への寄与の提供との間で変更される。【選択図】図４
2015117018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略垂直な回転駆動軸を有する少なくとも１つの主ロータ（２）と、略水平な回転駆動軸（６）を有する反トルク尾部ロータ（３）と、が装着された回転翼航空機（１）であって、
前記尾部ロータ（３）は、前記回転翼航空機（１）の尾部支材（４）の端部に、前記尾部ロータ（３）のハブ（７）と前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）に対して横向きの配向を有する駆動シャフト（１１）との間の機械的動力伝達手段を収容する構造体（１０）を介して取り付けられ、
前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）は、前記尾部ロータ（３）の回転翼で構成されるロータディスク（５）が主に縦・垂直配向に配置され、必然的に前記回転翼航空機（１）のヨー挙動を制御する横向きの推力ベクトル成分（ＣＬ１）を発生させる働きをするように、略水平且つ前記回転翼航空機（１）の縦延伸配向（ＤＬ）に延びる垂直面（ＰＶ）の配向に対して直角な一定の配向で配置され、
前記ハブ（７）は、少なくともピッチ変化軸を中心とした枢動時に可動であるよう個々に前記ハブ（７）に取り付けられた複数の羽根（８）からなる前記回転翼を担持し、前記尾部ロータ（３）には、前記回転翼航空機（１）のパイロット（２９）により発せられたピッチ変化指令（３０，３１）に従って前記ピッチ変化軸を中心として前記羽根（８）を枢動させる制御機構（１４）が装着され、
前記制御機構（１４）は、回転可能に前記ハブ（７）と係合された制御プレート（２７）を有し、前記制御プレート（２７）には前記羽根（８）を制御するための制御リンク（１６）が設けられ、前記制御リンクはそれぞれ、個々に前記羽根（８）に装着されたピッチレバー（１５）と係合され、前記制御プレート（２７）は、前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）を中心として同軸上に取り付けられた制御棒（２１）に回転するよう取り付けられるとともに、前記軸に沿って、前記ピッチ変化指令（３０，３１）に従って制御手段（２０）の制御のもとで作動される第１のアクチュエータ（１７）により、並進運動可能であり、
前記制御手段（２０）により前記第１のアクチュエータ（１７）が作動されると、前記尾部ロータ（３）の前記羽根（８）のピッチがまとめて変化され、それによって前記尾部ロータが発生する推力の大きさが修正され、
前記制御機構（１４）はさらに、前記尾部ロータ（３）の前記羽根（８）の前記ピッチを周期的に変化させる手段を有し、ここで、
前記制御プレート（２７）は前記制御棒（２１）に取り付けられて、前記尾部ロータ（３）の前記羽根（８）の前記ピッチを永続的に周期的に変化させ、前記制御プレート（２７）は、その全面が、前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）に対して一定の配向を有する取り付け面（ＰＭ）にあるように配置され、
前記制御棒（２１）は、前記制御手段（２０）の制御のもとで作動される第２のアクチュエータ（１８）によって、前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）を中心として回旋可能であり、前記第２のアクチュエータ（１８）は、前記取り付け面（ＰＭ）内における前記制御プレート（２７）の角度配向を変化させる２つの所定の極端な位置の間で前記制御棒（２１）を回旋させ、それによって前記ロータディスク（５）の配向を修正し、これにより、
前記制御棒（２１）を第１の極端な位置の方へ回旋させる前記第２のアクチュエータ（１８）は、前記制御プレート（２７）を、前記取り付け面（ＰＭ）内において、前記尾部ロータ（３）の前記羽根（８）の前記ピッチの前記永続的な周期的な変化が主に垂直の推力ベクトル成分（ＣＶ）を発生させる働きをする第１の極端な角度配向の方へ移動させ、
前記制御棒（２１）を第２の極端な位置の方へ回旋させる前記第２のアクチュエータ（１８）は、前記制御プレート（２７）を、前記取り付け面（ＰＭ）内において、前記尾部ロータ（３）の前記羽根（８）の前記ピッチの前記永続的な周期的な変化が主に縦方向の推力ベクトル成分（ＣＬ２）を発生させる働きをする第２の極端な角度配向の方へ移動させる、回転翼航空機。
【請求項２】
前記制御プレート（２７）は、前記制御棒（２１）の軸に取り付けられ、前記回転翼航空機の横延伸垂直面に対して直角に配向され前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）に対して傾斜された取り付け面（ＰＭ）内に配置され、前記制御プレート（２７）は、前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）を中心として回旋されることにより、前記極端な角度位置の間で移動可能である、請求項１に記載の回転翼航空機。
【請求項３】
前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）に対する前記制御プレート（２７）の傾斜角は１０°乃至３０°の範囲内にある、請求項２に記載の回転翼航空機。
【請求項４】
前記制御プレート（２７）は、少なくとも１つの回転支持部材（１９）を介して前記制御棒（２１）のカラー（２２）に取り付けられ、該カラーは前記制御プレート（２７）の前記取り付け面（ＰＭ）をふさぐよう傾斜される、請求項２に記載の回転翼航空機。
【請求項５】
前記制御プレート（２７）は、前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）に直角な取り付け面（ＰＭ）内に配置されることによって前記制御棒（２１）に取り付けられ、前記制御プレート（２７）の回転軸（Ａ）は、前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）に平行であるとともに該軸からオフセットされ、前記制御プレート（２７）は、前記取り付け面（ＰＭ）内で前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）を中心として前記制御プレート（２７）を角度的に動かすことにより、前記極端な角度配向の間で移動可能である、請求項１に記載の回転翼航空機。
【請求項６】
前記制御プレート（２７）は、少なくとも１つの回転支持部材（１９）を介して、前記制御棒（２１）から半径方向に延びている突起（２５）によって前記尾部ロータ（３）の前記駆動軸（６）から半径方向に距離を置いて担持されている円筒フィンガ（２４）に取り付けられる、請求項５に記載の回転翼航空機。
【請求項７】
前記制御棒（２１）は、前記第２のアクチュエータ（１８）により、前記極端な位置の間で、０°乃至９０°で広がる角度範囲にわたって回旋可能である、請求項１に記載の回転翼航空機。
【請求項８】
前記制御プレート（２７）は、ヒンジ機構（２８）を介して前記ハブ（７）と回転係合される、請求項１に記載の回転翼航空機。
【請求項９】
請求項１に記載の回転翼航空機（１）の尾部ロータ（３）の操作方法において、
前記回転翼航空機（１）のヨーの姿勢を制御する操作は、以下のステップ：
前記回転翼航空機（１）のパイロット（２９）が、前記回転翼航空機（１）のヨー姿勢を制御するよう、羽根（８）のピッチをまとめて変化させる指令（３０）を発するステップ；
前記羽根（８）の前記ピッチをまとめて変化させる指令（３０）を制御手段（２０）に伝達するステップ；及び
前記羽根（８）の前記ピッチをまとめて変化させる指令（３０）に従って前記制御手段（２０）が第１のアクチュエータ（１７）を起動することによって、制御棒（２１）を並進運動させるステップ、を備え、
前記尾部ロータ（３）に前記回転翼航空機（１）の揚力への制御された寄与を提供させる操作は、以下のステップ：
前記回転翼航空機（１）前記パイロット（２９）が、前記尾部ロータに（３）前記回転翼航空機（１）の前記揚力への寄与を提供させる要求に関する第１の飛行指令（３１）を発するステップ；
前記第１の飛行指令（３１）を前記制御手段（２０）に伝達するステップ；及び
前記制御手段（２０）が、前記第１の飛行指令（３１）に従って第２のアクチュエータ（１８）を起動し、前記制御棒（２１）を前記第１の極端な位置の方へ回旋させるステップ、を有し、
前記尾部ロータ（３）に前記回転翼航空機（１）の並進推進力への制御された寄与を提供させる操作は、以下のステップ：
前記回転翼航空機の前記パイロットが、前記尾部ロータ（３）に前記回転翼航空機（１）の前記並進推進力への寄与を提供させる要求に関する第２の飛行指令（３２）を発するステップ；
前記第２の飛行指令（３２）を前記制御手段（２０）に伝達するステップ；及び
前記制御手段（２０）が、前記第２のアクチュエータ（１８）を起動し、前記制御棒（２１）を前記第２の極端な位置の方へ回旋させるステップ、を有する、
方法。
【請求項１０】
前記第１の飛行指令（３１）は、前記回転翼航空機（１）の積載機器により提供される以下の情報項目：
ホバリング中及び／又は低速飛行中の前記回転翼航空機（１）の前進速度；
少なくとも前記回転翼航空機自体の重量と、ペイロードの重量とを含む、前記回転翼航空機（１）の全重量；及び
前記回転翼航空機（１）の重心が尾部に向かってオフセットされる状況
のうち少なくとも１つに応答して、前記回転翼航空機（１）のパイロットにより発せられる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の飛行指令（３２）が、前記回転翼航空機（１）の前記積載機器により伝えられる前記回転翼航空機（１）の高速での前進に関する情報に基づいて、前記回転翼航空機（１）のパイロットにより発せられる、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本願は、２０１３年１２月１７日に提出された仏国特許出願第１３  ０２９６６号の利益を主張するものであり、その開示内容は全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は回転翼航空機の分野に係り、より具体的には、回転翼航空機の、略水平な回転駆動軸を有する反トルクロータに関する。一般的に、そのような反トルクロータは、略垂直で回転翼航空機に少なくとも揚力を提供する働きをする回転駆動軸を有する主ロータが発生させるヨートルクを打ち消すことによって、回転翼航空機のヨーを安定させるとともに誘導する役割を果たす。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  本発明の反トルクロータは、より詳細には、回転翼航空機の尾部支材の端部に取り付けられる。該反トルクロータの回転翼で構成されるロータディスクは、主に垂直に且つ縦方向に配向されるとともに、側方すなわち回転翼航空機の尾部支材の片側に設置される。これは、反トルクロータが、飛行中に、回転翼航空機のヨー制御を行う横向きの推力ベクトル成分を発生するようにするためである。
【０００４】
[0004]  「側方の」、あるいは換言すれば「片側の」、ならびに「横向きの」、「垂直の」という概念は、回転翼航空機の分野においては普通に理解される概念である。これらは、典型的には前方から後方へと縦方向に延びていると考えられる、着陸時の回転翼航空機の一般的な延伸方向に沿って定義される「縦方向の」という概念と相対的である。
【０００５】
[0005]  一般論としては、回転翼航空機のロータは、ハブの周囲に放射状に分散された羽根からなる回転翼を備えるのが典型的である。ハブは、回転翼航空機の動力装置と係合された機械的動力伝達変速機によって回転駆動される。この回転翼は通常、回転駆動されている間、ハブにより回転駆動される羽根の先端の間に延出するロータディスクを画定する。
【０００６】
[0006]  ロータに関して、ロータの回転駆動軸とロータの幾何学的な回転の軸との間には一般的に区別がつけられる。ロータの回転駆動軸が回転翼を担持するハブの回転の軸で識別される一方で、ロータの回転の軸は、ロータの回転翼により形成されるロータディスクの幾何学的な回転の軸に対応する。
【０００７】
[0007]  羽根は、それぞれ羽根根元を介してハブに取り付けられている。羽根根元は羽根に組み込まれていてもよく、あるいは羽根を装着された取り付けアームにより形成されてもよい。そのような取り付けアームは、例えばカフ又はスリーブとして配置されてもよい。
【０００８】
[0008]  回転翼航空機のパイロットは、回転翼航空機のロータの羽根を、概ね各羽根が延伸している方向に沿って配向された各ピッチ変化軸を中心に枢動させることができる。羽根は、飛行指令を発するパイロットが操作するリンケージにより起動可能な羽根制御機構によって、ピッチ変化軸を中心に枢動される。該パイロットは、人間のパイロットであっても、あるいはオートパイロットであってもよい。
【０００９】
[0009]  ピッチ変化軸を中心に羽根を枢動させるために、各羽根根元は、少なくともその羽根のピッチ変化軸を中心として枢動するように、個々にハブに取り付けられる。各羽根根元は、各々の制御リンクを介して前述の制御機構を個々に係合するためのピッチレバーを有する。
【００１０】
[0010]  こうした配置は、縦延伸方向、横延伸方向、及び／又は垂直延伸方向を含め、回転翼航空機が延びる様々な方向に沿って回転翼航空機の飛行時の推進力及び／又は姿勢を修正するために、パイロットが回転翼航空機の各種ロータの羽根の入射角を変更できるようになっている。
【００１１】
[0011]  通常、回転翼航空機は、回転翼航空機に少なくとも揚力を提供し、及び／又は回転翼航空機を垂直延伸方向に誘導する目的で、略垂直な回転駆動軸を備えた少なくとも１つの主ロータを有する。
【００１２】
[0012]  ヘリコプタの特定の構成においては、主ロータは、回転翼航空機に揚力を提供するだけでなく、任意の進行方向への推進力をも与えるものであり、これによって回転翼航空機はピッチング時及びローリング時に姿勢を変えることができる。
【００１３】
[0013]  このために、主ロータの羽根は、ピッチ変化軸を中心として枢動するよう、パイロットが動かすことができるようになっている。主ロータにより提供される揚力を修正するためには、パイロットは、主ロータの羽根のピッチをまとめて変化させる飛行指令を発する。ピッチング時及び／又はローリング時の回転翼航空機の姿勢を修正するためには、パイロットは、主ロータの羽根のピッチを周期的に変更させる飛行指令を発する。
【００１４】
[0014]  主ロータに関して、ピッチ変化軸を中心として羽根のピッチを制御する前述の機構はその回転軸に、主ロータを担持するマストに取り付けられたスワッシュプレートを備えていることが多い。スワッシュプレートはトッププレートを担持するボトムプレートからなり、該トッププレートは該ボトムプレートに重畳されるとともにこれと同じ軸上にある。ボトムプレートは、主ロータが駆動軸を中心として回転する際に静止しているよう取り付けられる。トッププレートは、主ロータの駆動軸を中心として回転するよう取り付けられ、例えばはさみリンクとして配置されたヒンジ構造を用いてハブと係合される。
【００１５】
[0015]  また、ボトムプレートは、マストに対して並進運動及び章動運動するよう取り付けられる。ボトムプレートは、パイロットによって、３つの異なる飛行制御ラインに応じて動作する制御リンクを用いて動かすことができる。トッププレートは、各羽根根元のピッチレバーとそれぞれ係合された制御リンクによって各羽根根元と接続されている。スワッシュプレートは、このような配置によって、軸方向に移動可能であると同時に、パイロットが発する飛行指令に従って羽根のピッチを変化させるよう、玉継手のようにあらゆる方向に振動することもできる。
【００１６】
[0016]  こうした配置は、パイロットが、マストに対して３次元の任意の配向にスワッシュプレートを設置できることを意味している。スワッシュプレートのマストに沿った並進運動は、羽根のピッチをまとめて変化させるとともに、主ロータにより提供される揚力を修正する働きをするので、回転翼航空機の垂直延伸方向の飛行姿勢を変化させることができるようになる。羽根の個々の方位角位置に応じてマストに対してスワッシュプレートを傾斜させることによって、羽根のピッチは周期的に変化し、したがってピッチング時及び／又はローリング時の回転翼航空機の飛行姿勢の修正が可能となる。
【００１７】
[0017]  米国特許出願公開第２０１１／２１１９５３号（ブランドンＬ．スティレ）文献においても、回転翼航空機のロータの羽根のピッチを変化させるための２枚のプレートに類似の構造の提案がなされている。同文献によれば、羽根を係合している外側のプレートが、全面において振動するよう取り付けられた内側のプレートの周りに配置されている。これらの２枚のプレートは、羽根のピッチをまとめて変化させるべく、主ロッドにより一緒に並進運動可能である。主ロッドと同軸の副ロッドが内側のプレートを傾斜させることを可能にし、ひいては外側のプレートをロータの軸に対して傾斜させることを可能にして、羽根のピッチを周期的に変化させる。
【００１８】
[0018]  さらに、回転翼航空機には通常、主ロータが発生したヨートルクを打ち消すことにより回転翼航空機のヨーを安定させる反トルク装置が装着されている。そのような反トルク装置は、回転翼航空機のヨーを誘導するためにもまた用いられる。回転翼航空機の反トルク装置は、その回転翼航空機の尾部支材の端部に取り付けられることが多い。例えば、回転翼航空機用の反トルク装置はエアジェット式であってもよく、あるいはより一般的には、略水平の回転駆動軸を有する尾部ロータによって形成されていてもよい。
【００１９】
[0019]  そのような尾部ロータでは、尾部回転翼で形成されたロータディスクが、主に垂直に且つ縦方向に配向され、特に回転翼航空機の尾部支材の片側に配置される。こうした配置は、尾部ロータが、回転翼航空機にヨー制御を提供する横向きのベクトル成分を主に含んだ推力を発生するようになっている。
【００２０】
[0020]  回転翼航空機のヨーの安定化及び誘導は、尾部ロータの羽根のピッチをまとめて変化させ、それにより尾部ロータが発生する推力の大きさを変化させることによって制御される。このため、尾部ロータには、ピッチ変化軸を中心として羽根のピッチを変化させる、前述の制御機構が装着される。
【００２１】
[0021]  従来の実施形態においては、こうした尾部ロータの制御機構は、尾部ロータを尾部支材に搭載するための構造体に対して並進運動するよう取り付けられた制御棒を備えている。そのような構造体は、具体的には、尾部ロータを該尾部ロータの駆動軸に対して直角に延伸する駆動シャフトに接続するための出射角（angle takeoff）を提供する機械的動力伝達変速機によって形成される。
【００２２】
[0022]  制御棒はハブの内部で延び、回転時に静止しているよう取り付けられる。制御棒は、回転翼航空機のヨーの姿勢を制御するための制御リンケージを使用するパイロットによって操作される制御リンクにより、並進運動可能である。
【００２３】
[0023]  制御棒には制御プレートが回転可能に取り付けられ、該制御プレートは、尾部ロータの羽根を担持する羽根根元に個々に装着された各レバーと係合された操作リンクを担持している。こうした配置は、パイロットが制御棒を並進運動させて、尾部ロータの羽根のピッチをまとめて変化させることをもたらす。
【００２４】
[0024]  また、回転翼航空機の各種ロータの羽根を枢動させる力はかなりのものであり得るため、羽根を制御するための力を届ける際には支援を受けるのが、パイロットにとっては有用であろう。このために、一般的なやり方では、各種の制御リンケージに設置されたサーボ制御を使用して、各種ロータにおける羽根のピッチを変化させる。
【００２５】
[0025]  より詳細には、サーボ制御は、動力伝達機構により羽根のピッチを変化させるために伝達される必要のある力を届けるにあたり、人間のパイロットに支援を行ってもよい。また、サーボ制御は、有利には、オートパイロットによって生成された飛行指令に応じて制御されてもよい。
【００２６】
[0026]  これに関連して、尾部ロータの使用は、尾部ロータからの推力を、回転翼航空機のヨーの安定及び誘導のためのみならず、回転翼航空機への並進推進力の提供に寄与するためにも用いることによって最適化され得ることがわかっている。より詳細には、尾部ロータは、回転翼航空機のヨーの姿勢を制御するためだけでなく、回転翼航空機を並進的に推進させるプロペラを形成するためにも用いられ得る。
【００２７】
[0027]  しかし、そのような並進推進用のプロペラを提供するためには、尾部ロータの回転翼により形成されるロータディスクが、主に垂直方向に配向されると同時に、回転翼航空機の横延伸面の配向に対して傾斜される必要がある。
【００２８】
[0028]  １つの既知の解決策は、尾部ロータの使用に応じてロータディスクが様々な方向に配向され得るように、尾部ロータを尾部支材に旋回取り付け（swivel-mounting）するというものである。
【００２９】
[0029]  より詳細には、尾部ロータは、ロータディスクが縦・垂直配向である位置と、ロータディスクが横・垂直配向である位置と、の間で旋回されてもよい。
【００３０】
[0030]  縦・垂直配向の位置においては、ロータディスクは、回転翼航空機が垂直及び縦に延びる方向で垂直方向及び縦方向に配向されている。換言すれば、縦・垂直配向の位置においては、ロータディスクは、回転翼航空機の横延伸方向に略垂直に配置される。
【００３１】
[0031]  横・垂直配向の位置においては、ロータディスクは垂直方向に配向され、回転翼航空機の縦延伸方向に対して、少なくとも傾斜されているか、あるいは実際に垂直に配置されている。
【００３２】
[0032]  こうした配置は、ロータディスクが縦・垂直配向に位置している場合、尾部ロータが、主ロータが発生したヨートルクに逆らって、回転翼航空機のヨーを誘導及び安定するためにのみ用いられるようになっている。そして、ロータディスクを横・垂直配向に位置させるよう尾部ロータを旋回させると、尾部ロータが生み出した推力を、回転翼航空機の並進推進に寄与するように使用することができる。
【００３３】
[0033]  この話題については、仏国特許出願公開第２９６９５７７号（ユーロコプテール）文献を参照してもよい。同文献には、そのような、ロータディスクがニュートラルな配向の両側で縦・垂直配向と横・垂直配向との間で選択的に操縦されるように尾部ロータを旋回させる技術が記載されている。
【００３４】
[0034]  別の既知の解決策は、尾部ロータの回転翼によって形成されたロータディスクを、永続的に、回転翼航空機の縦延伸方向に対してより厳密に直角に配向された縦・垂直位置に向け、必要に応じて羽根のピッチをまとめて及び／又は周期的に変化させる、というものである。この点については、英国特許出願公開第６２２８３７号（ファイアストン・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー）文献又は仏国特許出願公開第１４８４７３２号（ドルニエ・ヴェルケ・ゲーエムベーハー）文献を参照してもよい。これらの文献には、そのような尾部ロータの操作の手法が記載されている。
【００３５】
[0035]  仏国特許出願公開第１４８４７３２号文献によれば、羽根のピッチを、主ロータの羽根のピッチを変化させるために従来用いられていたスワッシュプレートと同じようにスワッシュプレートを操作することによって変化させる。羽根のピッチをまとめて変化させることは、尾部ロータによって生み出される推力の大きさを変化させる働きをするので、回転翼航空機の並進的な推力を尾部ロータによって調整することが可能になる。回転翼航空機の安定及び誘導は、ラダーの利用と共同して尾部ロータの羽根のピッチを周期的に変化させることによって得られる。
【００３６】
[0036]  英国特許出願公開第６２２８３７号文献によれば、２枚プレートの機構が尾部ロータの回転の軸を囲む軸受筒に取り付けられる。この２枚プレートの機構は、回転しない内側のプレートの周りに配置された回転する外側のプレートを備える。外側のプレートは、該外側のプレートを軸方向に移動させることによってピッチを変化させるリンケージを介して、羽根と係合されている。内側のプレートは振動するように取り付けられるので、その傾斜角度、ならびにひいては外側のプレートの傾斜角度が、羽根のピッチの周期的な変化を引き起こす。
【００３７】
[0037]  回転翼航空機のロータにより提起される別の課題は、回転翼により形成されるロータディスクの全面における羽根のフラッピング動作にある。
【００３８】
[0038]  尾部ロータに関しては、この話題について英国特許出願公開第２２７４６３４号（ウェストランド・ヘリコプターズ）文献を参照してもよい。同文献は、尾部ロータの羽根のそのようなフラッピング動作を、羽根のピッチを周期的に変化させることによって打ち消すことを提案している。
【００３９】
[0039]  英国特許出願公開第２２７４６３４号によれば、制御棒は、羽根がピッチ変化軸を中心として枢動する際に羽根を制御するためのプレートを有する。この制御棒は、回転翼と一緒に回旋するように、回転翼航空機の尾部支材の端部の尾部ロータ取り付け構造体に取り付けられており、尾部ロータの駆動軸に沿って並進運動可能である。さらに、この制御棒は玉継手蝶番を有し、制御プレートを傾斜させるとともに、それによって尾部ロータの回転毎に周期的に羽根のピッチを変化させるために、アクチュエータによって章動運動可能である。
【００４０】
[0040]  回転翼航空機の尾部ロータに関して他に既知の利用法は、揚力の提供にあたって主ロータを支援するというものである。このために、尾部ロータは、回転翼航空機の尾部支材の端部に、回転翼により形成されるロータディスクが縦・勾配配向に配置されるように設けられる。そのようなロータディスクの縦・勾配配向は、尾部ロータを、その駆動軸が回転翼航空機の水平延伸面に対して著しく勾配をつけて配置されるように回転翼航空機に取り付けることによって行われる。
【００４１】
[0041]  ロータディスクの縦・勾配配向においては、尾部ロータは、横向きの推力ベクトル成分によって回転翼航空機のヨーの安定化及び誘導を主に提供するだけでなく、垂直の推力ベクトル成分によって追加的な揚力を提供する働きもして、回転翼航空機の重心を後方に拡大可能な範囲を広げられるようにする。尾部ロータにより提供される追加的な揚力は、特定の飛行状況下、例えば重い荷物の輸送時、及び／又は航空機のホバリング時あるいは一般に５０ノット（ｋｔ）よりも遅い速度とされる低速での飛行時において有利である。
【００４２】
[0042]  しかし、実際には、こうした追加的な揚力は、回転翼航空機の特定の飛行状況下、特に回転翼航空機が７５ｋｔよりも速い速度での飛行の段階にある場合などには有害となり得ることがわかっている。
【００４３】
[0043]  航行中、尾部ロータにより追加的な揚力が提供されると、姿勢のハンプ（回転翼航空機のスタビライザへのロータウォッシュの影響）が不適当に増大され、回転翼航空機の安定を悪化させ、燃料の過剰消費を招く。したがって、特に回転翼航空機が巡航速度で飛行しているとき、あるいは回転翼航空機が実際に重い荷を積んでいないときに、追加的な揚力を提供するために尾部ロータを継続使用することは不適切である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４４】
[0044]  このように、回転翼航空機の分野においては、尾部ロータの構成に関して、回転翼航空機のヨーの姿勢の制御を提供するためだけでなく、回転翼航空機に追加的な揚力を提供するべく重力軸に沿って、あるいは回転翼航空機の並進的な前進を可能にするべく他の方向に沿って、というように、回転翼航空機を他の方向にも推進可能とするためにも、継続的な調査がなされていることがわかる。
【００４５】
[0045]  こうした調査は、優先的又は補足的に横向きの推力、垂直の推力、又は水平の推力を提供するために、尾部ロータにより発生される推力の利用に関して選択を行うことを必要とする。
【００４６】
[0046]  しかし、そのような調査においては、尾部ロータにより提供される推力の最適な使用と尾部ロータの構造の簡潔さとの間で妥協点を見出さなければならない。尾部ロータを回転翼航空機のヨーの姿勢を制御するために優先して用いることに比べて得られる利点がわずかであることを考えれば、尾部ロータの構造を過度に複雑化することは避けるのが重要である。
【００４７】
[0047]  本発明の目的は、略水平な回転駆動軸を有し主に回転翼航空機のヨーの姿勢を制御する働きをする尾部ロータが装着された回転翼航空機を提供することであり、補足的には、回転翼航空機に対して少なくとも１つの別の方向の推力の必要を満たすことである。
【００４８】
[0048]  これに関連して、上述の妥協点を見出す必要があることが忘れられてはならない。また、尾部ロータが発生した推力の１つの利用から別の利用への切り替えは、尾部ロータの不平衡を回避し、及び／又は回転翼航空機を一時的に不安定化する危険性を回避しつつ、必要に応じて進行的及び一時的に行われる必要がある。さらに、尾部支材の端部における重量の過剰な増加を避けることも欠かせない。
【課題を解決するための手段】
【００４９】
[0049]  本発明の回転翼航空機には、略垂直な回転駆動軸を有する少なくとも１つの主ロータと、略水平な回転駆動軸を有する反トルク尾部ロータと、が装着される。該尾部ロータは、回転翼航空機の尾部支材の端部に、尾部ロータのハブと尾部ロータの該駆動軸に対して横向きの配向を有する駆動シャフトとの間の機械的動力伝達手段を収容する構造体を介して取り付けられる。
【００５０】
[0050]  そのような構造体は、従来、特にハブと通常は回転翼航空機の尾部支材に沿って延びる駆動シャフトとの間に介在された機械的動力伝達変速機によって構成されている。
【００５１】
[0051]  尾部ロータの駆動軸は、略水平且つ回転翼航空機の縦延伸配向に延びる垂直面の配向に対して直角な一定の配向で配置される。
【００５２】
[0052]  こうした配置は、尾部ロータの回転翼で構成されるロータディスクが主に縦・垂直配向に配置されるようになっているので（ロータディスクは、通常は回転翼航空機に対して縦・垂直方向に配向され、通常は尾部支材の片側に配置されることを思い出されたい）、尾部ロータは必然的に回転翼航空機のヨー挙動を制御する横向きの推力ベクトル成分を発生させる。
【００５３】
[0053]  前述のハブは、少なくともピッチ変化軸を中心とした枢動時に可動であるよう個々に該ハブに取り付けられた複数の羽根からなる前述の回転翼を担持する。尾部ロータには、回転翼航空機のパイロットにより発せられたピッチ変化指令に従って前述のピッチ変化軸を中心として該羽根を枢動させる制御機構が装着される。
【００５４】
[0054]  回転翼航空機のパイロットは、人間のパイロットであっても、又は人間のパイロットの制御のもとで操作を行うオートパイロットであっても同様によいことが理解されなければならない。
【００５５】
[0055]  前述の制御機構は、回転可能にハブと係合された制御プレートを備える。該制御プレートには羽根を制御するための制御リンクが設けられ、該制御リンクはそれぞれ、個々に羽根に装着されたピッチレバーと係合されている。制御プレートは、尾部ロータの駆動軸を中心として同軸上に取り付けられた制御棒に、回転するよう取り付けられる。該制御棒は、この軸に沿って、回転翼航空機のパイロットにより発せられた前記ピッチ変化指令に従って制御手段の制御のもとで作動される第１のアクチュエータにより、並進運動可能である。
【００５６】
[0056]  制御手段により第１のアクチュエータが作動されると、尾部ロータの羽根のピッチがまとめて変化され、それによって尾部ロータが発生する推力の大きさが修正される。制御機構はさらに、尾部ロータの羽根のピッチを周期的に変化させる手段を有している。
【００５７】
[0057]  本発明によれば、制御プレートは制御棒に取り付けられて、尾部ロータの羽根のピッチを永続的に周期的に変化させる。制御プレートは、その全面が、尾部ロータの駆動軸に対して一定の配向を有する取り付け面内にあるように配置される。
【００５８】
[0058]  また、制御棒は、制御手段の制御のもとで作動される第２のアクチュエータによって、尾部ロータの駆動軸を中心として回旋可能である。この第２のアクチュエータは、前述の取り付け面内における制御プレートの角度配向を変化させる２つの所定の極端な位置の間で制御棒を回旋させ、それによって前述のロータディスクの配向を修正する。
【００５９】
[0059]  こうした配置は、制御棒を第１の極端な位置の方へ回旋させる第２のアクチュエータが、制御プレートを、取り付け面内において第１の極端な角度配向の方へ移動させるようになっている。制御プレートが第１の極端な角度配向に配置されることによって、尾部ロータの羽根のピッチの周期的変化は、主に垂直の推力ベクトル成分を発生させる働きをする。そのような垂直の推力ベクトル成分は通常、回転翼航空機の垂直延伸配向に配向され、それ自体が重力軸に沿った配向のベクトル成分を含んでいる。
【００６０】
[0060]  また、こうした配置は、制御棒を第２の極端な位置の方へ回旋させる第２のアクチュエータが、制御プレートを、第２の極端な角度配向の方へ移動させるようにもなっている。制御プレートが第２の極端な角度位置に配置されることによって、尾部ロータの羽根のピッチの周期的変化は、主に縦方向の推力ベクトル成分を発生させる働きをする。そのような縦方向の推力ベクトル成分は通常、回転翼航空機の縦延伸配向に配向され、回転翼航空機に、該回転翼航空機が縦方向に延びる面に沿った並進推力を提供する。
【００６１】
[0061]  当然ながら、垂直の推力ベクトル成分及び縦方向の推力ベクトル成分のそれぞれの大きさは、制御プレートを前述した極端な角度配向の間で移動することによって、反対方向に調整される。
【００６２】
[0062]  こうした配置の結果、制御機構の使用は制御手段により支配されるので、尾部ロータが発生させる推力は、基本的に回転翼航空機のヨーの姿勢の制御をもたらし、また、より少ない程度に、ならびに必要に応じて、回転翼航空機の揚力及び／又は縦延伸面内での回転翼航空機の並進的推進に寄与する。
【００６３】
[0063]  さらに、尾部ロータにより提供される回転翼航空機の揚力への寄与及び回転翼航空機の並進推進力への寄与は、個別の飛行状況に応じて選択的に優先されてもよい。こうした寄与は、そのような切り替えの際に回転翼航空機の飛行の不平衡をより良好に回避できるよう、漸次運用される。
【００６４】
[0064]  制御機構の構成は構造的には単純であり、特に、ロータ羽根のピッチを周期的に変化させるために一般的に行われているように制御機構の部材を章動運動可能に取り付けることを何ら要さない。
【００６５】
[0065]  尾部ロータの尾部支材への取り付けは、その駆動軸を中心として平衡状態となっており、ここで制御棒は、尾部支材に固定的に取り付けられた尾部ロータの駆動軸の配向に対して、並進運動及び回旋運動の両方を行うことが可能である。これにより、尾部支材の端部に重量を追加することが回避され、尾部ロータを競争価格で工業的に生産することができる。
【００６６】
[0066]  尾部ロータにより提供される回転翼航空機の揚力への寄与は、回転翼航空機が延びる縦方向の平面の配向に対して駆動軸が勾配をつけて配向されるよう尾部ロータを尾部支材に取り付ける従来の手法によっては得られず、制御棒を第１の方向に回旋させる第２のアクチュエータによって得られるものである。
【００６７】
[0067]  回転翼航空機の揚力に制御をきかせて寄与するべく尾部ロータを用いることは、水平スタビライザの傾斜の利用を回避できるようにするとともに、地面に接触する尾部支材の端部に通常装着されている尾そりに関して着陸時の回転翼航空機の操作の余裕（operating margin）を大きくするのに役立つ。
【００６８】
[0068]  回転翼航空機に並進推進力を提供することへの尾部ロータの寄与は、駆動軸の配向を変化させるように回転翼航空機の尾部支材に尾部ロータを旋回取り付けするという従来の手法によっては得られず、制御棒を第１の方向とは反対の第２の方向に回旋させる第２のアクチュエータによって得られるものである。
【００６９】
[0069]  尾部ロータにより提供される回転翼航空機の揚力への寄与は、そのような回転翼航空機の揚力への寄与が有利である第１の飛行状況のもとでは優先されてもよく、その場合、尾部ロータによる回転翼航空機の並進推進力への寄与は著しく低減され、ゼロへと近づけられるのが有利である。
【００７０】
[0070]  この第１の飛行状況は、具体的には、回転翼航空機に積載された荷の重量の関数、及び／又は特に貨物倉内で及び／又は吊懸によって運ばれるペイロードを考慮して後方にオフセットされる回転翼航空機の重量の重心の関数、及び／又はホバリング飛行及び／又は低速で前進している航空機であると認められる回転翼航空機の前進速度の関数として特定される。
【００７１】
[0071]  例えば、重い荷物を運んでいる回転翼航空機が離陸する際、及び／又はその回転翼航空機がホバリング及び／又は低速飛行している場合には、尾部ロータが回転翼航空機の揚力に寄与するのが特に有利である。また、例えば、尾部ロータにより提供される回転翼航空機の揚力への寄与を制御することによって、パイロットが回転翼航空機の姿勢を維持すること、ならびに特に様々な重量を有する可能性のあるペイロードを運ぶ場合の回転翼航空機の重心の後方へのオフセットを管理することが容易になる。
【００７２】
[0072]  同様に、尾部ロータにより提供される回転翼航空機の並進推進力への寄与は、そうした並進推進力への寄与が有利である、第１の飛行状況とは異なる第２の飛行状況のもとでは優先されてもよい。その場合、回転翼航空機に揚力を提供することへの尾部ロータの寄与は、著しく低減され、あるいはゼロへと近づけられるのが有利である。
【００７３】
[0073]  この第２の飛行状況は、具体的には、回転翼航空機が高速で、巡航速度で移動しているときであると認められる。こうした速度は、一般的には７５ｋｔよりも速い速度と認められている。
【００７４】
[0074]  制御プレートの一実施形態においては、制御プレートは制御棒の軸に取り付けられ、回転翼航空機の横延伸垂直面に対して直角に配向され尾部ロータの駆動軸に対して傾斜された取り付け面内に配置されている。制御プレートは、尾部ロータの駆動軸を中心として回旋されることにより、前述した極端な角度位置の間で移動可能である。
【００７５】
[0075]  尾部ロータの駆動軸に対する制御プレートの傾斜角は、表示目的では、１０°乃至３０°の範囲内にある。
【００７６】
[0076]  一例として、制御プレートは、少なくとも１つの回転支持部材を介して制御棒のカラーに取り付けられ、該カラーは制御プレートの取り付け面に準じて傾斜される。
【００７７】
[0077]  制御プレートの別の実施形態においては、制御プレートは、尾部ロータの駆動軸に直角な取り付け面内に配置されることによって制御棒に取り付けられる。制御プレートの回転軸は尾部ロータの駆動軸に平行であるとともに該軸からオフセットされている。制御プレートは、前述の取り付け面内で尾部ロータの駆動軸を中心として該制御プレートを角度的に動かすことにより、前述した極端な角度配向の間で移動可能である。
【００７８】
[0078]  一例として、制御プレートは、少なくとも１つの回転支持部材を介して、制御棒から半径方向に延びている突起によって尾部ロータの駆動軸から半径方向に距離を置いて担持されている円筒フィンガに取り付けられる。
【００７９】
[0079]  表示目的では、制御棒は、第２のアクチュエータにより、前述の極端な位置の間で、場合により０°乃至９０°で広がる角度範囲にわたって回旋可能である。
【００８０】
[0080]  第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータは、特に、制御棒の、制御プレートを担持している先端部とは反対の基端部と係合しているサーボ制御によって構成される。そのようなサーボ制御は、場合により、回転型のサーボ制御によって構成されてもよいし、又は並進型のサーボ制御によって構成されても同様によい。
【００８１】
[0081]  好ましくは、制御プレートは、例えばはさみリンケージ、ベローズ、接線リンク、又は組込みピッチリンクなどのヒンジ機構を介して、ハブと回転係合される。
【００８２】
[0082]  本発明による回転翼航空機に装着された尾部ロータの使用方法は主に、回転翼航空機のヨーの姿勢を制御する操作を備える。これは通常、尾部ロータの羽根のピッチをまとめて変化させることによって行われている。また、該方法は、尾部ロータの羽根のピッチを周期的に変化させることによって尾部ロータにより生み出される推力を使用する、補足的な方法を備えている。この周期的な変化は永続的なものである。
【００８３】
[0083]  そのような、尾部ロータにより生み出される推力を利用するという補足的な操作は、回転翼航空機の積載器具により識別される特定の飛行状況のもとで、回転翼航空機の揚力への寄与及び／又は並進推進力への寄与をそれぞれ提供する働きをする。
【００８４】
[0084]  より具体的には、本発明による回転翼航空機に装着された尾部ロータの使用方法は主に、回転翼航空機のヨーの姿勢を制御する操作と、回転翼航空機の揚力への制御された寄与を提供する尾部ロータの操作と、回転翼航空機の並進推進力への制御された寄与を提供する尾部ロータの操作と、を備える。
【００８５】
[0085]  前述した回転翼航空機のヨーの姿勢を制御する操作は、具体的には以下のステップ：
・回転翼航空機のパイロットが、回転翼航空機のヨー姿勢を制御するよう、尾部ロータの羽根のピッチをまとめて変化させる指令を発するステップ；
・該羽根のピッチをまとめて変化させる指令を制御手段に伝達するステップ；及び
・該羽根のピッチをまとめて変化させる指令に従って制御手段が第１のアクチュエータを起動することによって、制御棒を並進運動させるステップ
を備えている。
【００８６】
[0086]  前述した尾部ロータに回転翼航空機の揚力への制御された寄与を提供させる操作は、具体的には以下のステップ：
・回転翼航空機のパイロットが、尾部ロータに回転翼航空機の揚力への寄与を提供させる要求に関する第１の飛行指令を発するステップ；
・該第１の飛行指令を制御手段に伝達するステップ；及び
・制御手段が、該第１の飛行指令に従って第２のアクチュエータを起動し、制御棒を前述の第１の極端な位置の方へ回旋させるステップ
を備えている。
【００８７】
[0087]  前述した尾部ロータに回転翼航空機の並進推進力への制御された寄与を提供させる操作は、以下のステップ：
・回転翼航空機のパイロットが、尾部ロータに回転翼航空機の並進推進力への寄与を提供させる要求に関する第２の飛行指令を発するステップ；
・該第２の飛行指令を制御手段に伝達するステップ；及び
・制御手段が、該第２の飛行指令に従って第２のアクチュエータを起動し、制御棒を前述の第２の極端な位置の方へ回旋させるステップ
を備えている。
【００８８】
[0088]  第１の飛行指令は、有利には、回転翼航空機の積載機器により提供される以下の情報項目
・回転翼航空機の前進速度、より詳細には、積載機器が、回転翼航空機がホバリング中及び／又は低速飛行中であることを認識すること；
・少なくとも回転翼航空機自体の構造の重量と、好ましくはペイロードの重量、又は実際に現在積載されている燃料の重量とを含む、回転翼航空機の全重量；及び
・回転翼航空機の重心が尾部に向かってオフセットされる状況
のうち少なくとも１つに応答して、回転翼航空機のパイロットにより発せられる。
【００８９】
[0089]  第２の飛行指令は、有利には、回転翼航空機の積載機器により伝えられる回転翼航空機の高速での前進に関する情報に基づいて、回転翼航空機のパイロットにより発せられる。
【００９０】
[0090]  当然ながら、制御棒の回旋の大きさは、尾部ロータによって生み出される推力の配向を、パイロットにより発せられる前述の各種飛行指令に応じて伝えられる垂直の推力ベクトル成分及び縦方向の推力ベクトル成分のそれぞれの大きさに合わせて制御するように、制御手段により計算される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
[0091]  本発明の実施形態を、添付用紙に記載の図を参照して説明する。
【００９２】
【図１】ロータディスクが縦・垂直配向に配置されている尾部ロータを有する回転翼航空機を示す２つの図（ａ）及び（ｂ）からなり、両図はそれぞれ、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。
【図２】ロータディスクが横・垂直配向に配置されている尾部ロータを有する回転翼航空機を示す２つの図（ｃ）及び（ｄ）からなり、両図はそれぞれ、（ｃ）が平面図、（ｄ）が側面図である。
【図３】ロータディスクが縦・傾斜配向に配置されている尾部ロータを有する回転翼航空機を示す２つの図（ｅ）及び（ｆ）からなり、両図はそれぞれ、（ｅ）が平面図、（ｆ）が側面図である。
【図４】本発明の一実施形態における回転翼航空機の尾部ロータの斜視図である。
【図５】本発明の各実施例における回転翼航空機の尾部ロータの軸方向断面の線図である。
【図６】本発明の各実施例における回転翼航空機の尾部ロータの軸方向断面の線図である。
【図７】図４乃至６に示される尾部ロータの使用方法における様々な操作を示す図である。
【図８】図４乃至６に示される尾部ロータの使用方法における様々な操作を示す図である。
【図９】図４乃至６に示される尾部ロータの使用方法における様々な操作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
より詳細な説明
[0092]  ２つ以上の図に存在する要素は、各図において同一の参照番号で識別される。
【００９４】
[0093]  図１乃至３において、回転翼航空機１は、略垂直な軸を中心として回転駆動される主ロータ２と、略水平な軸を中心として回転駆動される尾部ロータ３と、を有する。主ロータ２は回転翼航空機１に、少なくとも揚力を提供し、また、場合によっては推進力及び／又は姿勢の変化を提供すると同時にいずれかの方向へ前進させる。尾部ロータ３は、回転翼航空機１にヨー姿勢の制御を提供するべく回転翼航空機１の尾部支材４の端部に取り付けられた反トルクロータである。
【００９５】
[0094]  通常、回転翼航空機のロータは、少なくとも２枚の羽根（図示する実施形態においては４枚の羽根）からなる回転翼を備えている。羽根は回転駆動されるハブに取り付けられており、ロータディスク５は通常、回転翼の羽根の先端が描く円によって形成される。
【００９６】
[0095]  図１において、尾部ロータ３の駆動軸６は、垂直面ＰＶの配向に対して略水平で直角な一定の配向に永続的に配向されるように尾部支材４の端部に取り付けられており、回転翼航空機１は該垂直面内で回転翼航空機１の縦延伸方向ＤＬに延びている。したがって、ロータディスク５は、回転翼航空機１に対して縦・垂直配向に配置される。ここで、ロータディスク５は、垂直に且つ縦方向に配向されるとともに、回転翼航空機１の尾部支材４の片側に配置される。
【００９７】
[0096]  こうした配置は、尾部ロータ３が、回転翼航空機１のヨーの姿勢制御をもたらす横向きの推力ベクトル成分ＣＬ１を必然的に備えた推力を発生するようになっている。
【００９８】
[0097]  図２においては、尾部ロータ３の駆動軸６は、略水平に配向されると同時に、回転翼航空機１の垂直延伸面ＰＶの配向、すなわち回転翼航空機１の縦延伸方向ＤＬに延びる配向に対して傾斜されている。したがって、ロータディスク５は、回転翼航空機１に対して垂直・横配向に配置され、ここでロータディスク５は、垂直に配向されると同時に回転翼航空機１の縦延伸方向ＤＬに対して傾斜される。
【００９９】
[0098]  こうした配置は、尾部ロータ３が、回転翼航空機１にヨー制御をもたらす横向きの推力ベクトル成分ＣＬ１を有する推力を発生するようになっている。また、尾部ロータ３が発生する推力は、回転翼航空機１に、その縦延伸面に沿った並進推進力を提供する縦方向の推力ベクトル成分ＣＬ２も含む。
【０１００】
[0099]  通常、先行技術においては、図２に示すように、ロータディスク５の横・垂直配向の配向は、尾部ロータ３の駆動軸６を回転翼航空機１の縦延伸方向ＤＬに対して傾斜させることによって行われている。そのような傾斜は、尾部ロータ３を、駆動軸６の配向を修正するように旋回させることで与えられてもよい。
【０１０１】
[0100]  図３においては、ロータディスク５は回転翼航空機１に対して縦・勾配配向に配置されている。ここで、ロータディスク５は、回転翼航空機１の尾部支材４の片側に配置され、回転翼航空機１の垂直延伸面ＰＶの配向に対して傾斜されるとともに、回転翼航空機１の縦延伸方向ＤＬに延びている。
【０１０２】
[0101]  こうした配置は、尾部ロータ３が、回転翼航空機１のヨーを安定化及び／又は誘導する働きをする横向きの推力ベクトル成分ＣＬ１と、主に主ロータ２によりもたらされる揚力に加えて回転翼航空機１の揚力に寄与する垂直の推力ベクトル成分ＣＶとを有する推力を発生するようになっている。尾部ロータ３を用いて回転翼航空機１のための前述の追加的な揚力をもたらすため、回転翼航空機１の垂直延伸方向に配向されたそのような垂直の推力ベクトル成分ＣＶは、当然ながらそれ自体が全部又は一部に重力軸に沿って配向された推力ベクトル成分を含んでいる。
【０１０３】
[0102]  通常、先行技術においては、図３に示すように、ロータディスク５の縦・勾配配向の配置は、尾部ロータ３の駆動軸６を、問題となっている垂直面内において、回転翼航空機１の横延伸方向ＤＴに傾斜させることによって達成されている。
【０１０４】
[0103]  図４において、反トルク尾部ロータ３は通常、各羽根根元９を介して取り付けられた羽根８を有するハブ７を備える。ハブ７は、駆動シャフト１１とハブ７との間の出射角を構成する動力伝達変速機からなる構造体１０に取り付けられている。図４に示す尾部ロータ３は、その駆動軸６が、回転翼航空機の尾部支材に沿って延びる駆動シャフト１１の回転軸に対して永続的に略直角に配向されるように、構造体１０に取り付けられる。
【０１０５】
[0104]  そのような構造において、本発明によれば、尾部ロータ３は、図１に示すように、尾部ロータ３の駆動軸６が永続的に、略水平及び回転翼航空機１の縦延伸方向ＤＬに沿って延びる垂直面ＰＶに対して直角な一定の配向に沿って配向されるように、回転翼航空機の尾部支材の端部に取り付けられる。
【０１０６】
[0105]  通常、尾部ロータ３の羽根８は、個々のピッチ変化軸を中心として枢動するよう、まとめて制御可能である。表示目的では、羽根８はハブ７に取り付けられていると同時に、リードラグ方向及びフラッピング方向に動かせるようにも取り付けられている。これに関連して、図示されている実施形態においては、羽根８は球形の積層された支台１２を介してハブ７に取り付けられており、リードラグダンパ１３が羽根８及びハブ７と個々に係合されている。
【０１０７】
[0106]  羽根８は、回転翼航空機のパイロットにより発せられる、ピッチをまとめて変化させる指令に従って、制御機構１４により、各ピッチ変化軸を中心として枢動するようまとめて制御される。羽根８をピッチ変化軸を中心としてまとめて枢動させることは、尾部ロータ３により生み出される推力の大きさを制御する働きをする。
【０１０８】
[0107]  この目的のため、羽根８の各々には、典型的には、前述の制御機構１４の一部を形成する制御リンク１６と係合されたピッチレバー１５が設けられる。
【０１０９】
[0108]  制御機構１４は、制御手段２０によって作動されるサーボ制御で構成されたアクチュエータ１７，１８を有し、これらはパイロットにより発せられた飛行指令に応じて起動される。
【０１１０】
[0109]  第１のアクチュエータ１７は、尾部ロータ３の駆動軸６に沿って配向されるように構造体１０に取り付けられる。この第１のアクチュエータ１７は、制御機構１４の制御棒２１を並進運動させる働きをする。第２のアクチュエータ１８は、制御棒２１のそばで構造体１０に取り付けられ、制御棒２１を尾部ロータ３の駆動軸６を中心として枢動させる働きをする。
【０１１１】
[0110]  本発明におけるそのような制御機構１４の種々の実施形態が、図５及び６にそれぞれ示されている。
【０１１２】
[0111]  図５及び６において、制御機構１４は、構造体１０内において尾部ロータ３の駆動軸６に同軸で取り付けられハブ７の内部に延びている、制御棒２１を備えている。制御棒２１の基端部はアクチュエータ１７及び１８を係合し、また先端部は回転支持部材１９を介して制御プレート２７を担持する。
【０１１３】
[0112]  制御プレート２７は、前述した、ピッチ変化軸を中心として羽根を枢動させるための羽根８の個々の制御リンク１６を介して、尾部ロータの羽根８の各々に接続されている。制御プレート２７は、ハブ７により回転駆動されるよう、ヒンジ機構２８を介してハブ７に接続されている。図５においては、該ヒンジ機構２８はリンケージとして配置されている。図６においては、該ヒンジ機構２８は、互いに蝶番連結された硬性の要素からなるベローズとして配置されている。
【０１１４】
[0113]  回転翼航空機のヨーの姿勢を制御するために尾部ロータ３により発生される主要成分である横向きの推力ベクトル成分ＣＬ１とは異なる、少なくとも１つの補助的な推力ベクトル成分ＣＬ２及び／又はＣＶを、永続的に優先して発生させるため、尾部ロータ３の羽根８を永続的に周期的に変化させることが提案される。
【０１１５】
[0114]  前述の補助的な推力ベクトル成分ＣＬ２及び／又はＣＶは、回転翼航空機に追加的な揚力をもたらすことによって、あるいは回転翼航空機に水平延伸面内の追加的な並進推進力をもたらすことによって特定の必要を満足するために、異なる飛行状況において選択的に用いられる。
【０１１６】
[0115]  しかしながら、そのような、揚力及び／又は並進推進力といった回転翼航空機への追加的な寄与は、一定の飛行状況のもとでは有用であるものの、回転翼航空機にヨー姿勢制御を提供するという尾部ロータ３の主要機能よりは重要性が低い。
【０１１７】
[0116]  したがって、特に制御機構１４の何らかの部材が章動中に取り付けられるのを避けることにより、尾部ロータ３の構造の過度な複雑化を回避して、回転翼航空機の尾部支材への重量の追加を制限し、競争価格を達成し、且つ尾部ロータ３を回転翼航空機の尾部支材に容易に設置可能とするのが望ましい。
【０１１８】
[0117]  このために、制御プレート２７は制御棒２１に回転可能に取り付けられ、その全面が尾部ロータ３の駆動軸６に対して一定の配向の取り付け面ＰＭ上に配向される。制御プレート２７の制御棒２１へのこの取り付け方によって、尾部ロータ３の羽根８のピッチには、有利な永続的な周期的変化がもたらされる。
【０１１９】
[0118]  例えば、図５では、制御プレート２７は、尾部ロータ３の駆動軸６に対して傾斜された取り付け面ＰＭ内に配置されることによって制御棒２１に取り付けられている。制御プレート２７は制御棒２１のカラー２２に取り付けられ、該カラー２２は尾部ロータ３の駆動軸６に直角な平面に対して前方に傾斜されている。
【０１２０】
[0119]  例えば、図６では、制御プレート２７は、尾部ロータ３の駆動軸６に直角な取り付け面ＰＭ内にあるように制御棒２１に取り付けられる。この構成において、制御プレート２７の回転軸Ａは、尾部ロータ３の駆動軸６に対して中心を外れている。
【０１２１】
[0120]  図６に示す実施形態においては、回転制御プレート２７の回転軸Ａは、尾部ロータ３の駆動軸６に平行に延びると同時に、尾部ロータ３の駆動軸６から半径方向にオフセットされている。このために、制御プレート２７は、制御棒２１から突出して半径方向に延びている突起２５に取り付けられた円筒フィンガ２４に、回転するよう取り付けられている。
【０１２２】
[0121]  制御棒２１はアクチュエータ１７及び１８によって制御可能であり、したがってこれらの各アクチュエータの起動により尾部ロータ３が発生する推力が生み出す効果が修正される。
【０１２３】
[0122]  より詳細には、第１のアクチュエータ１７は、尾部ロータ３の羽根８のピッチをまとめて変化させる目的で、尾部ロータ３の駆動軸６に沿って制御棒２１を並進運動させる働きをする。第２のアクチュエータ１８は、尾部ロータ３の駆動軸６を中心として制御棒２１を同軸上で回旋させる働きをする。
【０１２４】
[0123]  制御棒２１は、第２のアクチュエータ１８によって、取り付け面ＰＭ内の各角度配向間で制御プレート２７を移動させる２つの所定の極端な位置の間で回旋可能である。制御棒２１が角度配向を修正するよう制御プレート２７を移動させるのは、制御プレート２７が羽根８と係合されていること、及び、制御プレート２７が制御棒２１に反し回転支持部材１９を介して軸推力係合状態にあること、の結果である。
【０１２５】
[0124]  図５では、制御プレート２７を取り付け面内における角度配向を修正するよう動かすことは、尾部ロータ３の駆動軸６を中心として制御プレート２７を回旋させることを含む。図６では、角度配向を修正する制御プレート２７の移動は、取り付け面ＰＭ内における制御プレート２７の角運動である。
【０１２６】
[0125]  制御棒２１の第１の極端な位置においては、制御プレート２７は第１の極端な角度配向に設置され、ここでは前述の補助的な推力ベクトル成分は回転翼航空機の揚力に寄与する垂直の推力ベクトル成分ＣＶである。制御棒２１の第２の極端な位置においては、制御プレート２７は第２の極端な角度配向に設置され、ここでは前述の補助的なベクトル推力成分は回転翼航空機の並進推進力に寄与する縦方向のベクトル推力成分ＣＬ２である。
【０１２７】
[0126]  回転翼航空機のパイロットにより発せられる飛行指令に応じて、尾部ロータ３の羽根８を制御する制御機構１４は、尾部ロータ３が発生する推力の大きさ、ならびに、回転翼航空機１のヨー姿勢を制御するよう優先的に作用する前述の主要な横向きの推力ベクトル成分ＣＬ１と、回転翼航空機の所定の飛行状況時に認められる必要に応じて大きさが反比例的に変化する前述の補助的な推力ベクトル成分ＣＬ２及びＣＶと、の間でのこの推力の配分を調整する。
【０１２８】
[0127]  より詳細には、図７を参照すると、回転翼航空機のパイロット２９は、尾部ロータにより生み出される推力の大きさを変化させるために、尾部ロータの羽根について、ピッチをまとめて変化させる指令３０を発する。
【０１２９】
[0128]  羽根のピッチをまとめて変化させる指令３０は、第１のアクチュエータ１７を起動する制御手段２０に伝達され、それによって、制御棒２１を並進運動させるとともに、ひいては制御プレート２７を並進運動させる効果を有する。この操作には、羽根８のピッチをまとめて変化させる効果があり、したがって尾部ロータにより生み出される推力の大きさを変化させる効果がある。
【０１３０】
[0129]  さらに詳細には、図８において、回転翼航空機のパイロット２９は、第１の飛行指令３１を発して、回転翼航空機に尾部ロータからの追加的な揚力を提供する。第１の飛行指令３１は、第２のアクチュエータ１８を起動する制御手段２０に伝達されて、制御棒２１を第１の極端な位置に向かって第１の方向に回旋させ、制御プレート２７の角度配向を修正する効果を有する。制御プレート２７を前述の第１の極端な角度配向に配置することで、尾部ロータにより垂直の推力ベクトル成分ＣＶが発生される。
【０１３１】
[0130]  図９において、回転翼航空機のパイロット２９は、尾部ロータ３に回転翼航空機１への追加的な並進推進力を提供させる要求を構成する第２の飛行指令３２を発する。第２の飛行指令３２は制御手段２０に伝達され、これが第２のアクチュエータ１８を起動して、制御棒２１を第２の極端な位置に向かって、回転の第１の方向とは反対の回転の第２の方向に回旋させる。その結果、制御プレート２７の角度配向が修正され、制御プレート２７を前述の第２の極端な角度配向に向かって移動させる。制御プレート２７を前述の第２の極端な角度配向に配置することで、尾部ロータにより縦方向の推力ベクトル成分ＣＬ２が発生される。
【０１３２】
[0131]  尾部ロータ３の駆動軸６の配向は、尾部ロータ３が回転翼航空機１の尾部支材４に固定的に取り付けられているため、一定に保たれる。また、尾部ロータ３により提供される回転翼航空機の揚力及び／又は並進推進力への寄与はいずれも、制御プレート２７の配向を変化させ、ひいては前述した縦・勾配配向と横・垂直配向との間でロータディスク５の配向を変化させることによって得られる。
【０１３３】
[0132]  尾部ロータ３により生み出される垂直な推力ベクトル成分ＣＶ及び／又は縦方向の推力ベクトル成分ＣＬ２のそれぞれの大きさは、尾部ロータ３が発生する推力の大きさを修正するようにまとめて羽根のピッチを変化させることにより、及び／又は前述の取り付け面ＰＭにおける制御プレート２７の角度配向を変化させて、ロータディスク５の配向を変化させることにより、選択的に及び／又は調節されて発生される。
【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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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
2015117018000001.pdf