(57)【要約】  航空機のフラップおよびスポイラを制御するためのシステムならびに方法を開示する。いくつかの実施例に従うシステム（２００）は、後縁（２１１）を有する翼（２１０）と、翼の後縁（２１１）の少なくとも部分的に機尾に位置決めされ、第１のアクチュエータの動作によって第１のフラップ位置と第２のフラップ位置との間で翼（２１０）に対して展開可能なフラップ（２２０）とを含む。スポイラ（２３０）は、後縁（２１１）に少なくとも近接して位置決めされることができ、スポイラが翼（２１０）の上面とともに概して連続的な外形を形成する第１のスポイラ位置、第１のスポイラ位置から下向きに偏向される第２のスポイラ位置、および第１のスポイラ位置から上向きに偏向される第３のスポイラ位置を含む少なくとも３つの位置の間で動かすことができる。第２のアクチュエータ（２３１）は、フラップの動きとは機械的に独立した態様で第１、第２および第３のスポイラ位置の間でスポイラを動かすためにスポイラに対して動作可能に結合され得る。
2008529871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の翼のシステムであって、
後縁を有する翼と、
前記翼の後縁に近接して位置決めされ、第１のフラップ位置と第２のフラップ位置との間で前記翼に対して展開可能なフラップと、
前記第１のフラップ位置と前記第２のフラップ位置との間で前記フラップを動かすために前記フラップに対して動作可能に結合された第１のアクチュエータと、
前記フラップに少なくとも近接して位置決めされたスポイラとを備え、前記スポイラは、前記スポイラが前記翼の上面とともに概して連続的な外形を形成する第１のスポイラ位置、前記スポイラが前記第１のスポイラ位置から下向きに偏向される第２のスポイラ位置、および前記スポイラが前記第１のスポイラ位置から上向きに偏向される第３のスポイラ位置を含む少なくとも３つの位置の間で動かすことができ、前記航空機の翼のシステムはさらに、
前記フラップの動きとは機械的に独立して前記第１、第２および第３のスポイラ位置の間で前記スポイラを動かすために前記スポイラに対して動作可能に結合された第２のアクチュエータを備える、システム。
【請求項２】
前記第２のアクチュエータは前記翼に接続され、前記スポイラに接続された連結器を含み、前記翼は前記連結器を収容するフェアリングを含まない、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１および第２のアクチュエータに対して動作可能に結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、巡航中は前記第１のスポイラ位置に、離陸および着陸中は前記第２のスポイラ位置に、ならびにスピード制動およびロール操縦中は前記第３のスポイラ位置に前記スポイラを向けるよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記フラップは前記翼に機械的に結合され、前記スポイラは前記翼に機械的に結合されるが、前記スポイラは前記フラップに直接に機械的に接続されていない、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１および第２のアクチュエータの移動を調整するために前記第１および第２のアクチュエータに対して動作可能に結合されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１および第２のアクチュエータの移動を調整するために非機械的リンクで前記第１および第２のアクチュエータに対して動作可能に結合されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２のアクチュエータは、動作の第１のモード中に前記フラップとは独立して前記スポイラを動かすよう構成され、前記第２のアクチュエータは、前記フラップが前記第２のフラップ位置から前記第１のフラップ位置に動くときに、前記スポイラが前記フラップと直接に機械的に接触することによって前記第２のスポイラ位置から前記第１のスポイラ位置に駆動され得るように、前記スポイラにかけられた力を解放するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記翼は後縁と翼弦線とを有し、前記フラップは、前記翼弦線において前記翼の後縁に近接して位置決めされた単一のフラップである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
航空機の翼を制御するためのシステムであって、
フラップアクチュエータおよびスポイラアクチュエータに対して動作可能に結合されたコントローラを備え、前記コントローラは、フラップの動きをスポイラの動きに機械的に結び付けることなく、前記フラップを下向きに偏向させて前記翼の後縁で間隙を形成するように前記フラップアクチュエータに指示し、かつ前記スポイラを下向きに偏向させて前記フラップで間隙を形成するように前記スポイラアクチュエータに指示することによって前記翼を高揚力構造の状態に置くための指令によってプログラムされ、
前記コントローラは、前記フラップの動きを前記スポイラの動きに機械的に結び付けることなく、前記フラップを下向きに偏向させるように前記フラップアクチュエータに指示し、かつ前記スポイラを上向きに偏向させるように前記スポイラアクチュエータに指示することによって前記翼をスピードブレーキ構造の状態に置くための指令によってプログラムされる、システム。
【請求項１０】
前記コントローラは、前記フラップの位置に対応する信号を受信するよう構成され、スポイラおよびフラップの位置のスケジュールに従って前記スポイラアクチュエータに指示するよう構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラは、前記フラップの位置に対応する信号を受信するよう構成され、前記フラップが命令された位置に動くことができない場合に前記スポイラの動きを少なくとも制限するよう構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コントローラは、前記フラップの位置とは独立して前記スポイラを動かすための指令によってプログラムされる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
航空機の翼のシステムを動作させるための方法であって、
フラップの動きをスポイラの動きに機械的に結び付けることなく、前記フラップを下向きに偏向させて前記翼の後縁で間隙を形成し、かつ前記スポイラを下向きに偏向させて前記フラップで間隙を形成することによって前記翼を高揚力構造の状態に置くことと、
前記フラップの動きを前記スポイラの動きに機械的に結び付けることなく、前記フラップを下向きに偏向させ、かつ前記スポイラを上向きに偏向させることによって前記翼をスピードブレーキ構造の状態に置くこととを備える、方法。
【請求項１４】
前記翼を高揚力構造の状態に置くことは、非機械的リンクを介して、コントローラから、前記フラップに結合された第１のアクチュエータおよび前記スポイラに結合された第２のアクチュエータに非機械的な信号を向けることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記フラップの動きを前記スポイラの動きに機械的に結び付けることなく、前記フラップを中立位置に位置決めし、前記翼の上面とともに概して連続的な外形を形成するように前記スポイラを位置決めすることによって前記翼を巡航構造の状態に置くことをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記航空機の長手方向の中心線の一方の側のスポイラを第１の量だけ上向きに偏向させ、前記航空機の中心線の反対側のスポイラを偏向しないようにまたは第２の量だけ偏向するように向けることによって前記航空機のロール動作を制御することをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
フラップ位置センサから前記フラップの位置の表示度数を受信し、前記フラップの位置およびスポイラの位置のスケジュールに従って前記スポイラを下向きに偏向させることをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記フラップの動きを前記スポイラの動きに機械的に結び付けることなく、前記フラッ
プを中立位置に位置決めし、前記翼の上面とともに概して連続的な外形を形成するように前記スポイラを位置決めすることによって前記翼を巡航構造の状態に置くことと、
前記航空機の長手方向の中心線の一方の側のスポイラを第１の量だけ上向きに偏向させ、前記航空機の中心線の反対側のスポイラを偏向しないようにまたは前記第１の量未満の第２の量だけ偏向するように向けることによって前記航空機のロール動作を制御することとをさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
航空機の翼のシステムであって、
後縁を有する翼と、
前記翼の後縁に近接して位置決めされ、前記翼に対して展開可能なフラップと、
前記翼に対して前記フラップを動かすために前記フラップに対して動作可能に結合された第１のアクチュエータと、
前記フラップに少なくとも近接して位置決めされたスポイラとを備え、前記スポイラは前記翼に対して展開可能であり、前記システムはさらに、
動作の第１のモード中に前記スポイラを駆動するために前記スポイラに対して動作可能に結合された第２のアクチュエータを備え、前記第２のアクチュエータは、前記フラップが前記スポイラと機械的に接触し、前記スポイラを駆動することができるようにするために、動作の第２のモード中に前記スポイラにかけられた駆動力の少なくとも一部を解放するよう構成される、システム。
【請求項２０】
前記フラップは第１のフラップ位置と第２のフラップ位置との間で展開可能であり、前記スポイラは、前記スポイラが前記翼の上面とともに概して連続的な外形を形成する第１のスポイラ位置、前記スポイラが前記第１のスポイラ位置から下向きに偏向される第２のスポイラ位置、および前記スポイラが前記第１のスポイラ位置から上向きに偏向される第３のスポイラ位置を含む少なくとも３つの位置の間で展開可能である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記フラップおよび前記スポイラは、動作の前記第１のモード中に互いから機械的に独立して動かされる、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
第１の非機械的リンクで前記第１のアクチュエータに対して動作可能に結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは第２の非機械的リンクで前記第２のアクチュエータに対して動作可能に結合される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第２のアクチュエータは油圧アクチュエータを含み、前記油圧アクチュエータは、前記第２のモードにおける動作中に前記スポイラにかけられた力を少なくとも制限する逃がし弁を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第２のアクチュエータは機械式アクチュエータを含み、前記機械式アクチュエータは、前記第２のモードにおける動作中に前記スポイラにかけられた力を少なくとも低減するクラッチを含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第１および第２のアクチュエータに動作信号を伝送するために前記第１および第２のアクチュエータに対して動作可能に結合されたコントローラをさらに備え、前記システムは、前記動作信号が前記第２のアクチュエータに伝送されないときに前記第２のモードに入るよう構成される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第２のモードにおける動作中に前記スポイラにかけられた力を制限するための手段をさらに備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２７】
航空機の翼のシステムを動作させるための方法であって、
動作の第１のモードにおいて、フラップを下向きに偏向させて前記翼の後縁で間隙を形成し、かつスポイラを下向きに偏向させて前記フラップで間隙を形成することによって前記翼を高揚力構造の状態に置くことと、
前記フラップが前記スポイラと機械的に接触し、前記スポイラを駆動することができるようにするために、動作の第２のモード中に前記スポイラにかけられた駆動力の少なくとも一部を解放することとを備える、方法。
【請求項２８】
前記翼を高揚力構造の状態に置くことは、動作の前記第１のモード中に前記フラップの動きを前記スポイラの動きに機械的に結び付けることなく前記フラップおよび前記スポイラを偏向させることを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記翼を高揚力構造の状態に置くことは、第１の非機械的リンクを介して、前記フラップに結合された第１のアクチュエータに第１の信号を向け、第２の非機械的リンクを介して、前記スポイラに結合された第２のアクチュエータに第２の信号を向けることを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記スポイラは油圧アクチュエータによって動かされ、前記方法は、前記第２のモードにおける動作中に前記スポイラにかけられた力を少なくとも低減するために前記油圧アクチュエータの逃がし弁を解放させることを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記スポイラは機械式アクチュエータによって動かされ、前記方法は、前記第２のモードにおける動作中に前記スポイラにかけられた力を少なくとも低減するために前記機械式アクチュエータのクラッチが外れるようにすることを含む、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
この発明は概して、航空機のフラップおよびスポイラを制御するためのシステムならびに方法に向けられる。
【背景技術】
【０００２】
背景
現在の民間輸送機は典型的には、飛行条件に応じて航空機の翼の形状を変化させる、展開可能な高揚力装置を含む。これらの装置は、離陸および着陸中には揚力を増大させるために伸ばされ、巡航中には航空機の抗力を低減するためにしまい込まれる前縁フラップおよび／またはスラットと後縁フラップとを含み得る。民間輸送機は、降下、着陸、ロール操縦および離陸中止の間に揚力を選択的に低減するためにスポイラも含み得る。
【０００３】
図１Ａは、先行技術に従って構成された翼１１０の部分概略断面図である。翼１１０は、後縁１１１と、後縁１１１の機尾に延在する前方フラップ１２０ａと、前方フラップ１２０ａの機尾に延在する機尾フラップ１２０ｂとを含み得る。機械的リンク機構構成１２２は、前方フラップ１２０ａおよび機尾フラップ１２０ｂをアクチュエータ１２１に結合する。図１Ｂは、高揚力構造を生み出すために前方フラップ１２０ａおよび機尾フラップ１２０ｂが展開状態の航空機の翼１１０を示す。この構造では、フラップ１２０ａ、１２０ｂは、前方フラップ１２０ａおよび機尾フラップ１２０ｂ上にそれぞれに制御された付着流をもたらす前方フラップの間隙１２４ａおよび機尾フラップの間隙１２４ｂを形成し得る。したがって、このダブルスロットウィングの構造は、離陸および着陸中（フラップ１２０が展開されるとき）には大型の輸送機に効果的に高揚力を与えることができ、（フラップ１２０がしまい込まれるときには）航空機の抗力に対する影響を実質的に低減できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１Ａおよび図１Ｂに示す翼１１０に関する１つの起こり得る欠点は、機械的リンク機構構成１２２が比較的複雑であり、それゆえに重い可能性があり、建造および動作させるのに多少コストがかかる可能性があることである。したがって、大型の航空機に高揚力性能を与えるために他のより複雑でない構成も開発されてきた。１つのこのような構成は、この発明の譲受人に譲渡された米国特許第４，１２０，４７０号に開示される。この′４７０号特許は、単一の後縁フラップと、単一の後縁フラップおよび翼の間の間隙の大きさを制御するスポイラとを開示する。この構成は、図１Ａおよび図１Ｂを参照して上述した構成よりも単純である。なぜなら、単一のフラップが必要とする可動部品は二重のフラップの構成よりも少ないためである。しかしながら、この構成は、可撓性パネルと、フラップ作動機構と一体化したスポイラアクチュエータとを利用する。場合によっては、これらの特徴はシステムの汎用性を低減しながらシステムの複雑さおよび重量を増大させる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概要
この発明は概して、航空機のフラップおよびスポイラを制御するためのシステムならびに方法に向けられる。この発明の一局面に従うシステムは、後縁を有する翼と、翼の後縁に近接して位置決めされたフラップとを含む。フラップは、第１のアクチュエータによる
動作の結果、第１のフラップ位置と第２のフラップ位置との間で翼に対して展開可能であり得る。上記システムはさらに、フラップに少なくとも近接して位置決めされたスポイラを含むことができ、スポイラが翼の上面とともに概して連続的な外形を形成する第１のスポイラ位置と、スポイラが第１のスポイラ位置から下向きに偏向される第２のスポイラ位置と、スポイラが第１のスポイラ位置から上向きに偏向される第３のスポイラ位置とを含む少なくとも３つの位置の間でスポイラは動くことができる。第２のアクチュエータは、フラップの動きとは機械的に独立して第１、第２および第３のスポイラ位置の間でスポイラを動かすためにスポイラに対して動作可能に結合され得る。この発明のさらなる局面では、コントローラが第１および第２のアクチュエータに対して動作可能に結合され得る。さらなる局面では、可撓性パネルが翼およびスポイラと係合することなくスポイラは翼に旋回可能に結合され得る。
【０００６】
この発明は、航空機の翼のシステムを動作させるための方法にも向けられる。一実施例では、このような方法は、フラップの動きをスポイラの動きに機械的に結び付けることなく、フラップを下向きに偏向させて翼の後縁で間隙を形成し、かつスポイラを下向きに偏向させてフラップで間隙を形成することによって翼を高揚力構造の状態に置くことを含む。上記方法はさらに、再びフラップの動きをスポイラの動きに機械的に結び付けることなく、フラップを下向きに偏向させかつスポイラを上向きに偏向させることによって翼をスピードブレーキ構造の状態に置くことを含み得る。この発明のさらなる局面では、上記方法はさらに、電磁信号を、非機械的リンクを介して、コントローラから、フラップに結合された第１のアクチュエータおよびスポイラに結合された第２のアクチュエータに向けることを含み得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
詳細な説明
この開示は、フラップの作動がスポイラの作動とは機械的に独立している構成を含む、航空機のフラップおよびスポイラを制御するためのシステムならびに方法について記載する。この発明のさまざまな実施例を完全に理解できるようにするために、ある特定の具体的な詳細について以下の説明および図２〜図６で説明する。この発明のさまざまな実施例の説明を不必要に曖昧にすることを回避するために、システムにしばしば関連付けられる周知の構造、システムおよび方法については詳細に示さず、または記載しない。さらに、以下に記載する詳細のいくつかがなくてもこの発明のさらなる実施例を実施できることを当業者は理解することになる。
【０００８】
以下に記載するこの発明の多くの実施例は、プログラム可能なコンピュータまたは代替的にはプログラム可能でない電子装置によって実行されるルーチンを含む、コンピュータが実行可能な指令を含むコントローラの形態を取り得る。この発明は、以下に示し、記載するもの以外のコンピュータシステムまたはコントローラ上で実施され得ることを当業者は認識することになる。この発明は、以下に記載する１つ以上のコンピュータが実行可能な指令を実行するように特にプログラムされ、構成され、もしくは構築された特殊用途のコンピュータ、コントローラまたはデータプロセッサにおいて実施され得る。したがって、コントローラまたは他のコンピュータ装置は、コンピュータが実行可能な指令を実行するよう構成された幅広いさまざまなデータプロセッサのいずれかを含み得る。これらのコントローラに対応する情報は、ＣＲＴディスプレイまたはＬＣＤを含む任意の好適なディスプレイ媒体で提示され得る。
【０００９】
図２は、この発明の実施例に従う、航空機の揚力および抗力を制御するためのシステム２００の部分概略断面図である。この実施例の一局面では、システム２００は、上面２１２と、固定された後縁２１１を備える下面２１３とを有する翼２１０を含み得る。フラップ２２０は後縁２１１に近接して位置決めされ、スポイラ２３０はフラップ２２０に近接
して上面２１２上に位置決めされる。スポイラ２３０は、スポイラ２３０に結合されたスポイラアクチュエータ２３１によってさまざまな位置の間で動かされることができる。コントローラ２０１は、スポイラ信号リンク２３３に沿って信号を伝送することによってスポイラアクチュエータ２３１の作動を制御する。この実施例の特定の局面では、スポイラ信号リンク２３３は非機械的リンク（たとえば、コントローラ２０１とスポイラアクチュエータ２３１との間で電磁信号を伝送するよう構成された電気ケーブル、光ケーブルまたは他のリンク）である。コントローラ２０１は、パイロットまたは他の航空機操縦者からパイロット入力２０２を受信でき、１つ以上のセンサ２０５からさらなる入力を受信できる。パイロット入力２０２は、フラップ設定命令、スポイラ設定命令（たとえば、スピードブレーキ入力命令）、およびバンク角命令を含み得る（が、それらに限定されない）。センサ２０５は、フラップの位置および／もしくはフラップの曲がりの表示度数（たとえば、任意のフラップが、特に近くのフラップに対して、命令されていない設定に展開する程度）ならびに／または他の関連するデータを与え得る。パイロットおよび／またはセンサ２０５からの入力に基づいて、コントローラ２０１はスポイラアクチュエータ２３１を介してスポイラ２３０の動きを指示できる。
【００１０】
フラップ２２０は、スポイラ２３０に関して上述したものと概して同様の態様で作動および制御され得る。したがって、システム２００は、フラップ連結器２２２でフラップ２２０に結合されたフラップアクチュエータ２２１を含み得る。図２に示す切断面はスポイラアクチュエータ２３１を通って取られているが、フラップアクチュエータ２２１を通ってはおらず、フラップアクチュエータ２２１は、翼幅の方向にスポイラアクチュエータ２３１からオフセットされており、したがって図２では破線で示している。フラップアクチュエータ２２１のさらなる詳細は図３Ｂを参照して以下に与えられる。フラップアクチュエータ２２１もフラップ信号リンク２２３（たとえば、非機械的リンク）を介してコントローラ２０１に結合され得る。したがって、コントローラ２０１は、所望の翼の形状を生み出すためにスポイラアクチュエータ２３１およびフラップアクチュエータ２２１の動きを独立して制御できる。いくつかの実施例では、フラップ２２０およびスポイラ２３０の動きはコントローラ２０１によって調整され得るが、一方の動きが他方の動きに依存している必要はなく、したがって、フラップ２２０およびスポイラ２３０は展開可能な機械的リンク機構によって互いに接続される必要はない。
【００１１】
図２は、巡航または中立位置にあるフラップ２２０およびスポイラ２３０を示す。この位置では、スポイラ２３０およびフラップ２２０の上面は、翼の上面２１２とともに概して平滑な上部外形２１４を形成する。フラップ２２０の下面は、翼２１０の下面２１３とともに概して平滑な下部外形２１５を形成する。
【００１２】
図３Ａは、フラップ２２０およびスポイラ２３０が高揚力構造に展開されたシステム２００を示す。この構造では、フラップアクチュエータ２２１は、図２に示す位置から下向きにフラップ２２０を動かす。スポイラアクチュエータ２３１は、スポイラ２３０とフラップ２２０との間の間隙２２４の大きさを制御するために、図２に示す位置に対して下向きにスポイラ２３０を動かす。この位置で、スポイラ２３０は翼２１２の上面上を通る空気の流れを誘導し、空気がフラップ２２０上を流れるときにエーロフォイルの表面に依然として付着しているように間隙２２４の大きさは翼の下面２１３から上面への空気流の量を調節する。間隙２２４は、フラップ２２０上に最適なまたは条件付きで最適な流体の流れを生み出すように選択された大きさおよび場所を有し得る。選択された間隙の大きさを達成するために、コントローラ２０１は、フラップ２２０の位置に基づく予め定められたスケジュールに従って動くようにスポイラ２３０を向けることができる。コントローラ２０１は、（フラップ位置センサを含み得る）１つ以上のセンサ２０５からフラップの位置の表示度数を受信できる。
【００１３】
センサ２０５は、上述のフラップの位置、および／またはフラップの曲がりを含む他のシステムパラメータを検出するよう構成され得る。フラップの曲がりは概して、フラップの少なくとも一端が命令された位置に動かされない状態を指す。この状態が検出されると、システム２００は自動的に、影響を受けるフラップ２２０のちょうど前方に位置するいずれのスポイラ２３０の移動も妨げ得る。したがって、特定のフラップ２２０が命令された下向きの展開状態まで動かない場合には、フラップ２２０とスポイラ２３０との間に機械的干渉を引起すであろう量だけ、関連付けられるスポイラ２３０が下向きに動くことを妨げ得る。
【００１４】
ここで図２および図３Ａを一緒に参照して、フラップアクチュエータ２２１は図２に示す位置にフラップ２２０を戻すように作動され得る。通常の動作中は、フラップ２２０およびスポイラ２３０が互いに干渉することなく引っ込むように信号がフラップアクチュエータ２２１およびスポイラアクチュエータ２３１の両方に伝送される。この実施例の一つの点では、システム２００は、たとえ何らかの理由で引き込み信号がスポイラアクチュエータ２３１に伝送されることができなかったとしてもこの動きを可能にするように構成され得る。たとえば、スポイラアクチュエータ２３１は「元に戻るように駆動される」ことが可能であり、これは、フラップ２２０が引っ込んだ位置に動くときにフラップ２２０がスポイラ２３０と物理的に接触し、スポイラ２３０を引っ込んだ位置に押す動作モードである。スポイラアクチュエータ２３１が油圧駆動される場合には、スポイラアクチュエータ２３１は、スポイラ２３０にかけられる油圧を解放し、スポイラアクチュエータ２３１からの干渉なくスポイラ２３０を元に戻すように駆動できる放出弁を含み得る。スポイラアクチュエータ２３１が（たとえば、親ねじを介して）機械的に駆動される場合には、スポイラアクチュエータ２３１は、スポイラアクチュエータ２３１からの干渉なくスポイラ２３０を元に戻すように駆動できるクラッチ装置を含み得る。他の実施例では、他のタイプのスポイラアクチュエータは対応する放出機構を含み得る。これらの実施例のいずれにおいても、この構成は、信号故障の場合にスポイラ２３０による干渉をフラップ２２０に受けさせることなくフラップ２２０とスポイラ２３０との間の機械的な結び付きを低減または排除し得る。
【００１５】
図３Ｂは、フラップアクチュエータ２２１を通るように、図３Ａに示す場所とはわずかに異なる翼幅の方向の場所で取られた翼２１０の断面図である。フラップアクチュエータ２２１は、フラップ２２０に結合された１つ以上の機械的リンクを含み得る。上述のように、フラップアクチュエータ２２１およびフラップ２２０との関連付けられる連結器は、スポイラアクチュエータ２３１およびスポイラ２３０との関連付けられる連結器（図２）とは機械的に独立し得る。
【００１６】
図４は、この発明の実施例に従ってスポイラ２３０が上向きに展開された、図２に示す実質的に同一の断面の場所で取られた翼２１０の断面図である。この実施例の一局面では、スポイラ２３０は航空機の飛行中にスピードブレーキ（または、他の航空機制御装置）の役割を果たすように上向きに位置決めされることができる一方で、フラップ２２０は巡航または中立位置にあるままである。したがって、航空機の長手方向の中心線の両側に位置するスポイラ２３０は、ヨーまたはロールモーメントを誘発することなく空力制動効果をもたらすように同じ量だけ展開されることができる。他の実施例では、パイロットが航空機を旋回させるのを助けるヨーおよび／またはロールモーメントを生み出すために、航空機の長手方向の中心線の一方の側に位置するスポイラ２３０は展開されることができる一方で、航空機の中心線の反対側に位置決めされたスポイラ２３０は展開されないままである場合もあれば、より少ない程度に展開される場合もある。
【００１７】
図５は、フラップ２２０が高揚力構造で位置決めされかつスポイラ２３０がスピードブレーキまたは地上スポイラ構造で位置決めされた翼２１０の断面図である。フラップおよ
びスポイラの設定のこの組合せは、着陸操縦中に航空機が接地した直後に航空機の速度および地面上の空気力学的揚力を低減するために用いられ得る。フラップおよびスポイラの設定の同様の組合せは、離陸操縦が拒否された際に航空機の速度および地面上の空気力学的揚力を低減するために用いられてもよい。したがって、フラップ２２０およびスポイラ２３０は、フラップ２２０が伸ばされる間に制動効果を生み出すように反対方向に展開されることができる。
【００１８】
図６は翼２１０を有する航空機６０３の等角投影図であり、翼２１０の各々は、上述のものと概して同様の複数のフラップ２２０およびスポイラ２３０を含む。航空機６０３はさらにフライトデッキ６０４を含むことができ、フライトデッキ６０４からパイロット入力２０２がコントローラ２０１に向けられる。次いで、コントローラ２０１は、上述のように、（たとえば、均一な高揚力およびスピード制動効果を与えるために）対称的な態様でおよび／または（ロールおよび／またはヨーモーメントを与えるために）反対称的な態様で、フラップ２２０およびスポイラ２３０に信号を向けることができる。
【００１９】
図６に示す実施例の特定の局面では、コントローラ２０１は、パイロット入力２０２およびセンサ２０５からの信号を受信する受信機部６０６を含み得る。コントローラ２０１は、適切な信号をフラップ２２０およびスポイラ２３０に向けるために調整された態様で動作し得るフラップコントローラ部６０７およびスポイラコントローラ部６０８も含み得る。
【００２０】
個々のスポイラ２３０は、特定の設置に応じて同一のまたは異なるタイプのアクチュエータによって作動され得る。たとえば、航空機６０３は、いくつかのスポイラ（たとえば、スポイラ２３０ｄ、２３０ｅ、２３０ｊおよび２３０ｋ）が電動アクチュエータによって駆動され、残りのスポイラが油圧アクチュエータによって駆動される、（参照数字２３０ａ〜２３０ｎによって識別される）１４個のスポイラを含み得る。スポイラ２３０のうち少なくともいくつか（および少なくとも一実施例ではすべて）は、隣接するフラップ２２０から機械的に分離されることができ、したがって上述のように単純化された作動構成を有し得る。さらに、単純化された機械構成（たとえば、別個に作動されるフラップおよびスポイラの連結器）は翼２１０の厚さの範囲内により容易に収まり得る。したがって、いくつかの従来の構成においてスポイラとフラップとの間に機械的な連結器を収容するフェアリングを排除でき、これは航空機の重量および抗力を低減する。
【００２１】
特定の実施例では、コントローラ２０１によって与えられる機能を分散させることが可能である。したがって、コントローラ２０１は、（たとえば、航空機６０３の胴体に位置する）中央のまたは連合したコントローラと、（たとえば、１つのローカルコントローラ２０１ｂが各フラップアクチュエータおよび各スポイラアクチュエータに関連付けられる）複数のローカルコントローラとを含み得る。中央コントローラは、デジタルバスを通じてデジタル信号を伝送するデジタルコントローラであり得る。各ローカルコントローラは、対応するアクチュエータにアナログ信号を与えるためにデジタル／アナログ変換器を含み得る。
【００２２】
上述のシステムの実施例の別の特徴は、この性能を必要とする航空機の操縦中（たとえば、着陸および離陸中）に高揚力を与えるためにシステムが各々の翼幅の方向の場所に単一のフラップ２２０を含み得ることである。この構成の利点は、単一の前方間隙２２４を備える単一のフラップ２２０が有する部品がダブルスロットフラップよりも少なく、したがって、重量がより軽量であることに加えて、設置および維持がともにより単純で安価であり得ることである。したがって、この構成は航空機の購入コストおよび運転コストを低減できる。
【００２３】
上述のシステムの実施例の別の特徴は、システムがスポイラ２３０およびフラップ２２０に対して別個のアクチュエータを含み得ることである。この実施例のさらなる局面では、通常の動作中、一方の装置（たとえばフラップ２２０）の作動が他方の装置（たとえばスポイラ２３０）の動きに影響を及ぼさない。これは、スポイラの動きの少なくとも一部がフラップの動きに直接に機械的に結び付けられているいくつかの既存の装置とは異なる。したがって、これらの従来のシステムとは異なって、この発明の実施例は、フラップ２２０およびスポイラ２３０を、他方の装置による対応する動きを必ずしも必要とすることなく、いずれの位置にも展開できるようにすることによって、動作上の柔軟性のレベルを上げることが可能である。
【００２４】
いくつかの実施例では、フラップ２２０およびスポイラ２３０の動作を調整できる。これはたとえば、このような調整が空気力学的に有益な効果を生み出すときである。これらの実施例では、プログラム可能なコントローラ２０１が、電磁リンクを介してスポイラアクチュエータ２３１およびフラップアクチュエータ２２１に必要な調整を与えることができる。この「フライ・バイ・ワイヤの」構成の利点は、この構成が翼のシステムの機械的な複雑さを低減できることであり、これは次にシステム生産の初期コストおよび経時的なシステム維持コストの両方を低減できる。その結果、翼のシステムを含む航空機の動作は既存の航空機システムの動作よりも効率的であり得る。
【００２５】
上述の特徴のさらなる利点は、部品の低減が製造および整備コストの低減だけでなく航空機の総重量の低減にも繋がる可能性があることである。この利点に寄与し得るさらなる要因は、システムがスポイラと翼との間の間隙を封止するために可撓性パネルを含む必要がないことである。特に、スポイラは、スポイラの前方（たとえば、スポイラと翼の後縁との間）の間隙が封止されなければならないような大きな量ではなく、スポイラの機尾の間隙を制御するのに十分な量だけ動くように構成され得る。可撓性パネルの必要性をなくすことによって、この構成はさらに航空機の部品数、コストおよび重量を低減できる。航空機の重量が低減されると、全体的な運転コスト（たとえば、燃料コスト）を低減でき、これはシステムに関連付けられるさらなる効率をもたらす。
【００２６】
前述から、この発明の具体的な実施例について例示の目的で本明細書に記載してきたが、この発明の精神および範囲から逸脱することなくさまざまな変更がなされ得ることが認識される。特定の実施例の文脈で記載されるこの発明の局面は、他の実施例では組合せられる場合もあれば、排除される場合もある。この発明のある特定の実施例に関連付けられる利点についてそれらの実施例の文脈で記載してきたが、他の実施例もこのような利点を示し得る。さらに、前述の実施例はいずれも必ずしもこの発明の範囲内に含まれるようにこのような利点を示す必要はない。したがって、この発明は特許請求の範囲による場合を除いて限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１Ａ】先行技術に従って構成されたフラップを有する翼を示す。
【図１Ｂ】先行技術に従って構成されたフラップを有する翼を示す。
【図２】互いに機械的に結び付けられることなく作動可能なフラップおよびスポイラを有する翼の部分概略断面図である。
【図３Ａ】フラップが高揚力設定に展開された、図２に示す翼を示す。
【図３Ｂ】フラップが高揚力設定に展開された、図２に示す翼を示す。
【図４】スポイラがスピードブレーキおよび／またはロール制御位置に展開された、図２に示す翼を示す。
【図５】フラップが伸ばされかつスポイラがスピードブレーキ構造に展開された、図２に示す翼を示す。
【図６】コントローラと図２〜図５を参照して上述したものと概して同様に構成された翼とを含む航空機の部分概略平面図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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