(57)【要約】本発明は翼要素（１）の空気力学的特性を適応させる装置に関し、該装置は、ウィングレット（２）を備える。該ウィングレット（２）は、翼要素（１）に対して移動可能に取り付けられ、ウィングレット（２）又はその一部が翼要素（１）に対して回転可能とされ、関連する回転軸（７）が、翼要素（１）のエクステンションの主方向に対して９０°とは異なる角度をなす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼要素（１）の空気力学的特性を適応させる適応装置であって、
ウィングレット（２）を備え、
前記ウィングレット（２）が前記翼要素（１）に対して移動可能に取り付けられ、
前記ウィングレット（２）は前記翼要素（１）に対して回転可能とされて、関連する回転軸（７）と前記翼要素（１）のエクステンション（６）の主方向との間になす角度が９０度とは異なる、適応装置。
【請求項２】
前記ウィングレット（２）が、前記翼要素（１）に対し、取付軸（７）に関して回転可能に取り付けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ウィングレット（２）が、２つ又は３つの回転軸上で前記翼要素（１）に対して回転可能である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
翼要素（１）を更に備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記翼要素（１）とウィングレット（２）及び／又はウィングレット（２）の部分（２ａ、２ｂ、２ｃ）との間に空気力学的なフェアリング要素を更に備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ウィングレット（２）を前記翼要素（１）に取り付けるための少なくとも１つのサスペンション要素（３）を更に備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つの前記サスペンション要素（３）が制御可能に移動できる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つのサスペンション要素（３）が、駆動されるスピンドル（４）を用いて移動可能とされた、請求項６又は７に記載の装置。
【請求項９】
ウィングレット（２）を移動させる駆動装置を更に備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記駆動装置が、電気式駆動装置、油圧式駆動装置、圧電式駆動装置、及び活性物質、特に圧電セラミックスから成る群より選択される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ウィングレットが、上部（２ａ）及び下部（２ｃ）に分けられ、ウィングレットの前記上部（２ａ）及び下部（２ｃ）のうちの少なくとも１つが移動可能とされた、請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ウィングレット（２）が上部（２ａ）、下部（２ｃ）、外側部分（２ｂ）を備え、１つの以上の部分（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）が移動可能に設計された、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
１つの以上の部分（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）が複数の下位部分に分けられ、その少なくとも１つの下位部分が移動可能に設計された、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ウィングレット（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）に加えて、前記翼要素（１）の一部又は翼要素（１）全体が、前記ウィングレット（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）を含んで、回転可能に適応される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
翼要素（１）の空気力学的特性を適応させるための方法であって、前記翼要素（１）に取り付けられたウィングレット（２）を、前記翼要素（１）に対して回転させ、関連する取付軸（７）と前記翼要素のエクステンション（６）の主方向との間になす角度が９０°とは異なるようにした方法。
【請求項１６】
ウィングレット（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）の回転を、搭載コンピュータ装置によって、測定された航空機データに基づいて制御する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
搭載コンピュータ装置が、前記ウィングレット（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）の回転を調整するように適応された調整部を備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記調整部が適応型の調整部として設計され、複数の飛行パラメータ及び航空機パラメータに適合される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ウィングレット（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）を用いて、翼の捩じれを制御する、請求項１５から１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記ウィングレット（２、２ａ、２ｂ、２ｃ）を用いて、翼の曲がりを制御する、請求項１６から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１から１３のいずれか１項に記載した、翼要素（１）の空気力学的特性を適応させる適応装置を備えた移動装置。
【請求項２２】
前記移動装置が航空機である、請求項２１に記載の移動装置。
【請求項２３】
航空機において、請求項１から１３のいずれか１項に記載した、翼要素（１）の空気力学的特性を適応させる適応装置を使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年５月１９日に提出した米国仮出願第６０／６８２，７３６号、２００５年５月１９日に提出した独国特許出願第１０  ２００５  ０２３  １１７．９号、及び２００５年６月２１日に提出した独国特許出願第１０  ２００５  ０２８  ６８８．７号の出願日の利益を請求し、その開示内容をここに参照として援用する。
【０００２】
本発明は、空気力学的に効果的な構造要素又は翼要素についての空気力学的特性を適応させるための装置及び方法と、移動手段と、航空機又は移動手段における、翼要素の空気力学的特性を適応させる装置の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
現代の民間航空機では、ウィングレット（小翼）を用いることが多くなっており、その目的は、翼に生じる抵抗を低減させ、Ｃａ／Ｃｗ比を増加させて、抵抗を減らし、燃料消費量を下げることである。
【０００４】
一般的に言うと、ウィングレットは翼端部の剛体構造物であり、気流の方向に対して３つの指定された角度に置かれる空気力学的な外形を有する。ウィングレットの配置は、最も長い時間の飛行状態、すなわち巡航用に設計される。更に、ウィングレットの最大の効果は、巡航中に得られる。これは、大きいマッハ数Ｍａ＝０．８、及び約１０，０００ｍの巡航高度（該高度に対応する空気の圧力、密度、温度を有する）に対してウィングレットが設計されることを意味する。上昇飛行や、着陸態勢、離陸及び着陸の飛行状態は、上記において考慮されない。
【０００５】
米国特許第５，９８８，５６３号明細書及び米国特許出願公開第２００４／００００６１９号明細書は各々、折り畳み可能なウィングレットを開示し、これは、取付軸上で翼に対して回転することができ、飛行中には、折り畳んだ位置と展開した位置との間で移動できる。
【０００６】
ウィングレットにかかる空気力学的な負荷は特に、ヨー角が大きく横方向の突風を受けるとき、極度に大きいため、ウィングレットは、このような負荷状況のために非常にロバスト（頑強）に設計することを要する。ウィングレットから翼要素へと負荷がかかるために、翼要素もまた、それに対応してロバストに設計する必要がある。
【０００７】
国際公開第０３／００５４７号パンフレットには、縦機動に起因する負荷を、ウィングレット上の局所的な操縦面で低減できることが開示され、これらの操縦面を開くことによって、空気力学的な負荷が低減される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
航空機の運転状態に適応可能なウィングレットを有することが、望ましいとされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の例示的な実施形態によれば、翼要素の空気力学的特性を適応させるための適応装置が得られ、該適応装置は、ウィングレットを備え、該ウィングレットは翼要素に対して移動可能に取り付けることができるとともに、該ウィングレットは、翼要素に対して回転可能とされ、関連する回転軸と翼要素のエクステンションの主方向との間になす角度が９０°とは異なる。
【００１０】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、翼要素の空気力学的特性を適応させる方法が提示され、翼要素に取り付けられるウィングレットが、翼要素に対して回転され、関連する回転軸と翼要素のエクステンションの主方向との間になす角度が９０°とは異なる。
【００１１】
本発明の更に別の典型的な実施形態によると、上記の特徴をもった装置を有する移動手段が提示される。
【００１２】
本発明の更に別の典型的な実施形態によると、上記の特徴をもつ装置が、航空機で使用される。
【００１３】
本発明の例示的な実施形態に従う、ウィングレットの空間的位置及び運動又は回転は、航空機の本体座標系における３つの角度によって定義できる。角度αＦは、航空機のｘＦ軸に関するウィングレットの位置を示し、この軸は一般に、機体の長手方向の軸に沿って延びる。角度βＦは、航空機のｙＦ軸に関するウィングレットの位置を示し、この軸は一般に、ウィング先端の方向に延び、ｘＦ軸に対して垂直である。また、角度γＦは、ｚＦ軸に関するウィングレットの位置を示し、この軸は一般に、ｘＦ軸及びｙＦ軸と直交する垂直面内に延びる。数学的な明確化の理由で、回転の順序については、例えば、αＦ、βＦ、γＦと決める必要がある。
【００１４】
このように、ｙＦは、左翼の先端部から右翼の先端部まで延び、従って、これは翼要素のエクステンションの主軸を示すことができる。
【００１５】
また、ウィングレットの空間的位置又は回転については、機体座標系、又はオイラーの回転角によって記述できる（Ｂｒｏｃｋｈａｕｓ：  Ｆｌｕｇｒｅｇｅｌｕｎｇ，  Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，  Ｂｅｒｌｉｎ，  １９９５参照）。
【００１６】
角度Φをもつ本構成では、本体のｘ軸に関する回転が第１とされ、その結果として、ｙ軸及びｚ軸が新たな空間軸の位置ｙ１及びｚ１へと移動する。一貫した指定を目的として、軸ｘは、ｘ１に名称変更される。次いで、新たなｙ１軸に関する角度θの回転により、ｘ１軸及びｚ１軸が新たな位置ｘ２及びｚ２へと移動する。ｙ１軸は、ｙ２に名称変更される。最終的に、角度ψの回転は、新たなｚ２軸に関して起こる。ｚ，ｚ１，ｚ２は上方に向かう軸を具体的に示すことができ、ψはトー角を示すことができる。
【００１７】
本体座標系の定義は、剛体のウィングレットに基づいており、該ウィングレットは、ある軸に沿って翼要素に取り付けられる。この軸は機体から離れて位置する翼要素の端部上に延びるか又は翼要素内を延びる。この取付軸は、本体のｘ軸として選択できる。それは、翼要素、つまり該翼要素のエクステンションの主軸に対するウィングレットの折り曲げ又は展開の運動を記述する。そして、ｚ軸は、ウィングレットの幾何学的な重心を通って、ｘ軸と直交するように延びる。右手座標系が得られるように、ｙ軸はｘ軸及びｚ軸に対して直交する方向に延びる。直角に取り付けられる平らな矩形状ウィングレットを有する、平らな矩形状の翼の場合、ｘ軸及びｚ軸がウィングレットの面内にあるのに対し、ｙ軸はウィングレットの面に対して直角をなす。この特別な場合に、２つの座標系ｘ，ｙ，ｚ及びｘＦ，ｙＦ，ｚＦは同一である。
【００１８】
本発明による装置を用いると、融通性の高い構造の結果として、特に、上向きの軸に関するウィングレットの更なる回転可能性の結果、ウィングレット及び外翼にとって必要な大きさとすべき負荷条件が大幅に軽減され、特に、ヨー角が大きい場合や、横方向の突風及び操縦（例えば、急激なヨーイング運動及びローリング運動）の場合に負荷が低減され、よって、ウィングレットを空気力学的に有利な方法で設計できる。ヨー角に応じて、ウィングレットが機体軸に対してそれ自身を回転可能に位置調整でき、例えば、気流の方向において、又は、飛行方向において、帆が風の方向に位置調整されるのと同様に調整できる。こうして、ウィングレットをかなり大きく設計でき、同時に、負荷の低減により、ウィングレット及び翼要素を、より軽量に設計できる。有利な空気力学的な設計は、重量の減少と相俟って、特に、航空機の燃料消費量の大幅な低減をもたらし、航空機全体の経済性を大いに高める。
【００１９】
更にまた、ウィングレットについての柔軟な設定上の選択肢によって、翼の捩じれを直接的に制御できるようになる。折り畳まれ、また展開されるウィングレットによって、翼の曲げに影響を与えるという選択肢に加えて、利用可能な１つの選択肢があり、この選択肢は多くの場合、更に重要であり、翼の捩じれに直接的な影響を及ぼす。このように、あらゆる飛行状況において、抵抗を最小限に抑え、その結果、更に燃焼消費量を抑制することができ、これは、航空機工学における重要な最適化の可能性の１つを提起する。
【００２０】
ウィングレットの大きな柔軟性及び自由な動きのオプションの結果、更に、最適な揚力分布を各飛行状態において達成できる。ウィングレットを展開し又は折り畳むことにより、そしてトー角を理想的に設定し、及び／又は、ｙ１軸に関してウィングレットを回転させることによって、着陸態勢での揚力係数を増加でき、巡航中はウィングレットを折り曲げて、空気力学的に小さな抵抗に設定できる。巡航の場合、ウィングレットは、航空機の座標系に関して、例えばαＦ＝５°、βＦ＝１５°、γＦ＝４°に設定できる。
【００２１】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、ウィングレットは、翼要素における取付軸に対して、回転可能に取り付けることができる。翼の捩じれを制御することに加えて、上記のことは、翼の曲げを更に制御して、これを様々な空気力学的負荷状況に適応させるという選択肢を与える。
【００２２】
本発明によるウィングレットは、翼要素に対し、１つ、２つ、又は３つの回転軸に関して回転可能とされる。このような柔軟性の高さにより、翼要素の空気力学的特性についての高度な適応、又は、多くの様々な動作状態、例えば、離陸状態、着陸状態、巡航状態に対する航空機の高度な適応が可能となる。
【００２３】
本発明に係る更に別の例示的な実施形態によれば、ウィングレットは、該ウィングレットの本体座標系におけるｙ１軸に関して、回転可能に取り付けられる。特に、１８０°の回転角に亘る二面のウィングレット、つまり翼の上下における同一又は異なる面を備える場合、翼に生じる曲げモーメントを大幅に低減できる。
【００２４】
ウィングレットをこのように回転自在な状態で翼要素に対して可動に取り付けることにより、該ウィングレットが自由度２又は３で移動できるようになる。ウィングレットは機体の方向へと内側に向けて折り曲げられるだけでなく、翼要素のエクステンションの主方向に対し、ある角度をなすことができ、この角度は基本的に９０°とは異なっており、及び／又は、ウィングレットはその本体座標系におけるｙ１軸を中心に回転できる。こうして、ウィングレットは、航空機の様々な動作状態に対して、より良好に適応できる。様々な負荷状況を反映させるために、ウィングレットをこのように調整することにより、理想的な空気力学的条件を得て、これと同時に、ウィングレットにかかる空気力学的な負荷を著しく低減することができる。
【００２５】
更に、ウィングレットについての様々な回転の選択肢は、航空機の後方乱気流特性に影響を与えるために用いられる。
【００２６】
別の例示的な実施形態では、装置が翼要素を更に備える。本発明によるウィングレットは、例えば航空機の翼端、風力発電機、風車、移動手段における任意の所望の構成部品において気流に曝される部品に使用できる。また他の応用も、勿論可能である。
【００２７】
別の例示的な実施形態によると、装置は、翼要素とウィングレットとの間の（空気力学的に好ましくない）如何なる間隙をもカバーするために、翼要素とウィングレットとの間に、空気力学的なフェアリング要素を備える。こうして、空気力学的な損失を回避できる。
【００２８】
別の例示的な実施形態によると、装置は１つ以上のサスペンション要素を備え、該要素を用いて、ウィングレットが翼要素に取り付けられる。
【００２９】
別の例示的な実施形態によると、１つ以上のサスペンション要素を制御可能に設けることで、ウィングレットが様々な自由度の範囲内で回転できる。サスペンション要素を制御可能に動かせるように、該サスペンション要素を設けるためには、別の例示的実施形態によれば、少なくとも１つのサスペンション要素が、駆動されるスピンドルによって、例えば電気モータを用いて動かされる。
【００３０】
別の例示的な実施形態によると、装置は更に、ウィングレット及び／又はサスペンション要素を動かす駆動装置を備える。本構成において、駆動装置は、電気式駆動装置、油圧式駆動装置及び／又は圧電式駆動装置から成ることができる。更に、活性物質、特に圧電セラミックスを用いることができる。
【００３１】
装置に係る別の例示的な実施形態によれば、ウィングレットが上部と下部に分かれており、ウィングレットの上部及び／又は下部が可動とされる。本構成では、上部又は下部が、僅かに、又は顕著に外を向いて突出するように設計できる。同じことは、機体軸の方向における傾斜にも当てはまる。例えば、翼要素の上下に延びるウィングレットにおいて、上面部のみ、又は底面部のみが移動可能とされる。
【００３２】
別の例示的な実施形態によれば、ウィングレットが３つの部分に分かれており、つまり上側部分、下側部分及び外側部分を有し、その少なくとも１つの部分が移動可能である。別の例示的な実施形態によれば、これらの部分の各々を、更に幾つかの下位部品に分けることができ、各々の下位部品自体を移動可能にできる。更に、別の例示的な実施形態によれば、ウィングレットに加えて、また、翼要素の一部又はウィングレットを含む翼要素全体を、回転可能とすることができる。
【００３３】
方法に係る別の例示的な実施形態によれば、ウィングレットの回転が、機搭載のコンピュータ装置により制御される。本構成において、機搭載のコンピュータ装置は、測定した航空機データ、例えば飛行高度、気流の方向、取付角、気圧、温度等に基づいて、ウィングレットを制御できる。
【００３４】
方法に係る別の例示的な実施形態によれば、搭載コンピュータ装置は、調整装置を介してウィングレットの運動を制御できる。機搭載のコンピュータ装置又は調整装置は、例えば様々なパラメータの如何なる変化にも応答し、これに従って、自動的にウィングレットを設定する。調整については、一律でもよく、又は個々の航空機データに対して適応可能とすることもできる。また、特定の動作状態（例えば、離陸状態、着陸状態、巡航状態）を、ウィングレットの位置調整用の基準として使用できる。
【００３５】
方法に係る例示的な実施形態によれば、ウィングレットは、如何なる翼の捩じれをも制御し、及び／又は、翼の曲がりを制御することで、翼形を空気力学的に最適化できる。
【００３６】
本発明の更に別の例示的な実施形態によれば、上記の特徴をもつ装置を有する風力発電機又風車が得られる。
【００３７】
装置に関連する実施形態はまた、方法及び移動手段並びにそれらの使用法に関連し、その逆もまた同様である。
【００３８】
本発明による装置及び方法を用いると、航空機における如何なる動作状態をも反映したウィングレットの有効な設定上のオプションが、上記のように達成可能となり、その結果、ウィングレット及び翼要素にかかる空気力学的な抵抗及び重量を決定する負荷を低減できる。従って、ウィングレット、翼、そして翼からの胴体への移行部については、より重量を節減し、燃量消費量を大幅に低減させるように設計できる。こうして、航空機の経済性を、大いに向上させることができる。
【００３９】
以下では、本発明を更に説明するとともに、より深く理解するために、典型的な実施形態について、添付図面を参照しながら更に詳細に説明する。
【００４０】
各図における同一又は同様の構成要素は、同じ参照符号を有する。
【００４１】
また図面中の図形は概略的なものであって、正確な縮尺ではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１は、ウィングレット２と翼要素１、そして、航空機の機体座標系７ａ及びウィングレットの本体座標系７ｂを概略的に示す平面図である。更に、翼要素１のエクステンション６の主軸及び回転角Φをもつウィングレットの回転軸７を示す。これは、オイラー角の慣例に従う、第１の回転軸７である。ｘ軸に関する回転により、ウィングレット２は、これを展開するか又は折り畳むことができる。矢印８は、ウィングレットの局所的なヨー角での飛行時における、局所的な気流の方向を示す。例えば、ウィングレットがオイラー角度Φ及びθをもって回転しない場合、軸ｘ、ｘ１及びｘ２が同一であり、同様にｙ、ｙ１、及びｙ２が同一であって、ｚ、ｚ１、及びｚ２が同一である。局所的な気流方向におけるｚ軸についての回転は、空気力学的な負荷の減少を直接的にもたらし、よってウィングレットへの全負荷の低減につながる。
【００４３】
図２は、本発明の例示的な一実施形態に従って、ウィングレットを航空機の動作状態に適応させる装置を示す。更に、ウィングレットの本体座標系が、回転軸を定めるために導入される。ｘ軸に関する回転角Φの回転によって、ウィングレットは、垂直位置から新たなフラップ位置に至る。こうして、本体座標系は、新しい軸ｘ１、ｙ１、ｚ１へと移動する。
【００４４】
ｚ２軸又はｙ１軸に関する回転によって、様々な飛行状態又は様々な空気力学的な負荷状況に必要とされる設定を自由に選択できるようになる。
【００４５】
明確化及び自明性のため、図面には、ｙ１軸に関する回転を示しておらず、よって、ｘ１＝ｘ２、ｙ１＝ｙ２、ｚ１＝ｚ２である。つまりｚ２軸に関するトー角ψの回転だけを示している。ｙ１軸及びｚ２軸に関する回転の説明については、図１及び２に基づいて明白である。
【００４６】
装置は、翼要素１と、ウィングレット２と、少なくとも１つのサスペンション要素３（図４参照）と、を備える。ウィングレット２は、サスペンション要素３を介して翼要素１に取り付けられる。図１による装置は、ウィングレットが３つの（空間的な）軸を中心に回転できる様子を示す。こうして、ウィングレット２は、飛行状態での局所的なヨー角に適応できる。トー角の適応（本体座標系のｚ２軸に関する回転）及びｙ１軸に関する回転により、（ヨー角での飛行や、大きなロール及びヨーの期間、更に、複合したロールとヨーの期間に）ウィングレット２の有効表面を変える（特に減少させる）ことができ、この有効表面は、気流の横方向成分による影響を受け、特に、ウィングレット２や外側の翼１において、結果的な横力及び曲げモーメントが減少する。トー角や、ｙ１軸に関する回転を変更し、ｘ軸についてウィングレットを折み曲げ又は展開させることにより、ウィングレット２の表面、つまり、飛行方向における空気力学的に有効な表面積が変化する。
【００４７】
図３は、ｘ軸、つまり取付軸に関するウィングレットの動きを示す。トー角の設定可能性と併せて、如何なる与えられた飛行状態にも揚力特性を最適に設定できるようになる。巡航中、すなわち高度が高く、高速の場合に、ウィングレット２’はこのように、抵抗を低減させるために折り込むことができる。空気力学的な状態及び飛行状況に応じて、すなわち、横滑り中、上昇中、降下中、又は強い横風の中で、ウィングレット２’’は、これに対応した中間的な位置をとることができる。低速時、特に着陸態勢の間、大きな揚力係数が望ましいとされ、ウィングレット２’’’は、翼の表面積を大きくするために展開できる。
【００４８】
図４は、ウィングレット２を翼要素１に取り付ける１つの選択肢を示す。図示した、少なくとも１つのサスペンション要素３は、翼要素１をウィングレット２に接続する。回転軸５を介して、例えば、トー角は、各種の負荷状況に対して所期の方法で設定できる。同時に、サスペンション要素３は、ウィングレット２が更に、取付軸（ウィングレットの本体座標系におけるｘ軸）及びｙ１軸に関して回転できるように、関節での連接状態にて取り付けることができる。取付軸に関する回転によって、ウィングレットは航空機の胴体に対して折り曲げられ、そして展開することができ、これは、図２において翼とウィングレットとを組み合わせた正面図に示している。
【００４９】
図５は、ウィングレット２を制御する１つの選択肢を示す。本構成では、上に向かう軸５、ｙ軸及びｘ軸に関するウィングレット２の回転が、駆動モータによって実現され、該駆動モータは、所期の方法でスピンドル４を引き込み、またこれを伸ばす。このように、例えば、ウィングレット２は、その上向きの軸５を中心に回転する。その取付軸、そして、ｙ１軸に関するウィングレット２の回転については、駆動される関節型のサスペンション要素３によって可能となる。
【００５０】
図６は、矩形状ウィングレットのエクステンションの主方向における曲げモーメントの勾配１０ａ、１１ａを示し、４°のトー角をもつ場合の変化１０ａとこれがない場合の変化１１ａを示している。横座標は、ウィングレットが翼へと移行する部分からウィングレットの先端部までのウィングレット長ｌｗに対する、ウィングレット上の位置ｚｐを％で示し、また、縦座標はそれぞれの位置ｚｐ／ｌｗに対する曲げモーメントの大きさを％で示す。欧州耐空性基準ＪＡＲ２５に従うヨー角操縦の場合、４°のトー角変化が、曲げモーメントの勾配に顕著な減少をもたらす。これにより、ウィングレットの構造重量についての、上記に対応する大幅な減少がもたらされる。
【００５１】
ＪＡＲ２５のヨー角操縦に関して、図７は、翼の外側領域におけるエクステンションの主方向での曲げモーメントの勾配を示しており、４°のトー角変化をもつ場合１０ｂとこれをもたない場合１１ｂのウィングレットが上記外側領域に繋がる。横座標は、翼上での位置ｙＦ，Ｐ、つまり外側領域においてウィングレットへの移行部分までの翼長ｌＦに対する位置を％で示し、また、縦座標は曲げモーメントの大きさを％で示す。トー角の変化がまた翼への負荷を大幅に低減できることが明らかになる。
【００５２】
図８ａは、別の実施形態を示しており、ウィングレットが上向きの部分（２ａ）及び外側を向いた部分（２ｂ）を備える。明確化のため、ｙ１軸に関する回転のみを示す。従って、本体座標系ｘ１，ｙ１，ｚ１は、新たな座標系ｘ２，ｙ２，ｚ２に移る。局所的な方向８に対応した翼要素１の取付角が大きい場合、ｙ１軸に関する回転は、ウィングレット及び翼の曲げモーメントの大幅な減少をもたらす。上側部分は、ｙ１軸に関する回転中に、前方を向く間隙が生じないように保証する。
【００５３】
図８ｂ及び図８ｃは、３つの部分をもつウィングレットの設計を示す。図８ａと比較した場合に、上部２ａが下部２ｃへと続いている。こうしてｙ１軸に関する回転中、前部と後部における翼とウィングレットとの移行部の両方で、間隙の形成を防止できる。図８ｂでは、上部２ａ及び下部２ｃが、外側部分２ｂと一緒に回転する。図８ｃでは、外側のウィングレット部２ｂだけが回転する。
【００５４】
ウィングレットと翼との移行部、ウィングレットの上部と外側部分との間の角度、そしてウィングレットの部分の幾何学的設計（曲率、翼形厚さ、湾曲等）については、あらゆる飛行状態を考慮して、最適な空気力学的特性及び負荷特性、そして最小の燃料消費量及び最適な経済性を実現するように選択できる。
【００５５】
このために、ウィングレットには、回転オプション部品を更に設けることができる。更にまた、ウィングレットは、別の回転可能な部分によって補うことができる。
【００５６】
実際上の適用において、回転運動は常に、順次的でなく同時に実行できる。
【００５７】
本装置では、トー角、機体に対するウィングレット２のフラップ位置、及び／又はｙ１軸に関する回転を、測定した飛行状態データ、例えば、飛行高度、ヨー角、取付角、ロール角度、飛行速度、片揺れ角等に基づいて、機搭載のコンピュータにより制御できる。よって、例えば、空気力学的な如何なる限界負荷にも自動的に対処でき、ウィングレットの空気力学的な有効表面積を低減できる。
【００５８】
なお、「備える」という語は、その他の要素又はステップを排除せず、また、「１つの」は、複数を排除しないことを指摘しておく。更に指摘すべきことは、前記実施形態の１つを参照して述べた特徴又はステップが、他の前述の実施形態の異なる特徴又はステップと組み合わせて使用できることである。請求項における参照符号は、限定の意味に解すべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の例示的な一実施形態による、移動可能に取り付けたウィングレットを有する翼要素の概略図である。
【図２】本発明の例示的な一実施形態による、移動可能に取り付けたウィングレット及びその回転軸を有する翼要素の概略図である。
【図３】本発明の例示的な一実施形態による、移動可能に取り付けたウィングレットについて様々な位置を示す概略図である。
【図４】本発明の例示的な一実施形態による、サスペンション要素の概略図である。
【図５】本発明の例示的な一実施形態による、制御可能なサスペンション要素の概略図である。
【図６】４°のトー角変化をもつウィングレットに沿った曲げモーメントについて、その勾配の低減が達成されることを示す図である。
【図７】ウィングレットのトー角変化により引き起こされる、翼に沿った曲げモーメントの勾配の低減を示す図である。
【図８ａ】２つの部分を含む回転可能なウィングレットを示す概略図である。
【図８ｂ】３つの部分を含む回転可能なウィングレットを更に示す概略図である。
【図８ｃ】３つの部分（そのうちの１部分が回転可能とされる）を含むウィングレットを更に示す概略図である。
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【国際調査報告】
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