(57)【要約】  ヘリコプタ用ダクト式ファンが横ダクトおよびこのダクト内に支持してある逆トルク装置を含む。この逆トルク装置は、このダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含む。このロータは、ロータ軸を有するロータハブ、およびこのハブから伸びるロータブレードを含む。これらのロータブレードは、このロータ軸の周りに変調した角度分布を有する。このステータは、ステータハブ、およびこのステータハブの周りに分布した複数のステータ羽根を含む。これらのステータ羽根は、このステータハブの周りに角度的に変調してある。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
横ダクト、および
前記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、該逆トルク装置が前記ダクト内に回転可能に取付けたロータおよび前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、
前記ロータが、
ロータ軸を有するロータハブ、および
前記ハブから伸びるロータブレードを含み、該ロータブレードが前記ロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、前記角度分布は、次の式によって定義され、
θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）
但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり、
θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり、Δθｉは前記ロータブレードの特定のブレードに対する最大変調振幅であり、ｍは変調度であり、Δθｉは前記ロータ全体に対して一定ではなく、ここでできたロータは実質的にバランスがとれていて、
前記ステータが、
ステータハブ、および
該ステータハブの周りに分布した複数のステータ羽根を含み、
但し、前記ステータ羽根は、前記ステータ羽根の隣接する羽根間の角度間隔が前記隣接する羽根の各対に対して前記ステータハブ周りに変動するように前記ハブ周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項２】
請求項１に記載のダクト式ファンであって、更に、環状支持円板を含み、前記ステータ羽根が前記ステータハブと前記支持円板の間に取付けてあるファン。
【請求項３】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根の各々が引張り状態にあるように構成してあるファン。
【請求項４】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根が前記ステータハブの中心点に関して非放射状であるファン。
【請求項５】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根は、前記羽根が前記ハブの中心軸に横向きである第１方向に傾斜するように、前記第１方向に変調してあるファン。
【請求項６】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根は、前記ステータ羽根の一つが前記ハブの中心軸に横向きに傾斜するように第１方向に変調してあり、および前記ステータ羽根の残りのものが前記第１方向と反対の第２方向に変調してあるファン。
【請求項７】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記ロータブレードの数が前記ステータ羽根と等しいファン。
【請求項８】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記ロータブレードの各々が前記ダクトの縦軸に沿って見たときにある交点でそれぞれのステータ羽根と交差し、前記それぞれのロータブレードとステータ羽根の各々に対する前記交点の各々が前記ステータハブの中心から異なる半径方向長さを有するファン。
【請求項９】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記交点が協同して螺旋を形成するファン。
【請求項１０】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根の前記変調は、前記ロータブレードの各々が、前記ダクトの縦軸に沿って見たとき、前記ハブの中心点から異なる半径方向距離でそれぞれのステータ羽根と交差するように前記ロータブレードの分布に対して構成および配置してあるファン。
【請求項１１】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩ＝９であるファン。
【請求項１２】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩが素数であるファン。
【請求項１３】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩが７または１１に等しいファン。
【請求項１４】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記変調度ｍ＝１であるファン。
【請求項１５】
請求項１１に記載のダクト式ファンに於いて、前記変調度ｍ＝１であるファン。
【請求項１６】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、前記変調度ｍ＝２であるファン。
【請求項１７】
請求項１１に記載のダクト式ファンに於いて、前記変調度ｍ＝２であるファン。
【請求項１８】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
横ダクト、および
前記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、該逆トルク装置が前記ダクト内に回転可能に取付けたロータおよび前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、
前記ロータが、
ロータ軸を有するロータハブ、および
前記ハブから伸びるロータブレードを含み、前記ロータブレードが前記ロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、前記角度分布は、次の式によって定義され、
θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）
但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり、
θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり、Δθｉは前記ロータブレードの特定のブレードに対する最大変調振幅であり且つΔφ／Ｉに等しく、但し、Δφは位相変調振幅であり且つＩはブレード数であり、並びにｍはこのブレード数の素数に等しくない変調度であり、
前記ステータが、
ステータハブ、および
前記ステータハブの周りに分布した複数のステータ羽根を含み、
但し、前記ステータ羽根は、前記ステータ羽根の隣接する羽根間の角度間隔が前記隣接する羽根の各対に対して前記ステータハブ周りに変動するように前記ハブ周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項１９】
請求項１８に記載のロータに於いて、前記ロータのブレード数が９であるロータ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のロータに於いて、前記ロータのブレード数が７または１１に等しいロータ。
【請求項２１】
請求項１８に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝１であるロータ。
【請求項２２】
請求項１９に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝１であるロータ。
【請求項２３】
請求項１８に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝２であるロータ。
【請求項２４】
請求項１９に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝２であるロータ。
【請求項２５】
請求項１８に記載のダクト式ファンであって、更に、環状支持円板を含み、前記ステータ羽根が前記ステータハブと前記支持円板の間に取付けてあるファン。
【請求項２６】
請求項１８に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根の各々が引張り状態にあるように構成してあるファン。
【請求項２７】
請求項１８に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根が前記ステータハブの中心点に関して非放射状であるファン。
【請求項２８】
請求項１８に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根は、前記羽根が前記ハブの中心軸に横向きである第１方向に傾斜するように、前記第１方向に変調してあるファン。
【請求項２９】
請求項１８に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根は、前記ステータ羽根の一つが前記ハブの中心軸に横向きに傾斜するように第１方向に変調してあり、そして、前記ステータ羽根の残りのものが前記第１方向と反対の第２方向に変調してあるファン。
【請求項３０】
請求項１８に記載のダクト式ファンに於いて、前記ロータブレードの数が前記ステータ羽根と等しいファン。
【請求項３１】
請求項１８に記載のダクト式ファンに於いて、前記ロータブレードの各々が前記ダクトの縦軸に沿って見たときにある交点でそれぞれのステータ羽根と交差し、前記それぞれのロータブレードとステータ羽根の各々に対する前記交点の各々が前記ステータハブの中心から異なる半径方向長さを有するファン。
【請求項３２】
請求項３１に記載のダクト式ファンに於いて、前記交点が協同して螺旋を形成するファン。
【請求項３３】
請求項１８に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根の上記変調は、前記ロータブレードの各々が、前記ダクトの縦軸に沿って見たとき、前記ハブの中心点から異なる半径方向距離でそれぞれのステータ羽根と交差するように前記ロータブレードの分布に対して構成および配置してあるファン。
【請求項３４】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
横ダクト、および
上記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、前記逆トルク装置が前記ダクト内に回転可能に取付けたロータおよび前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、
前記ロータが、
ロータ軸を有するロータハブ、および
前記ハブから伸びるロータブレードを含み、前記ロータブレードは、隣接するブレード間の角度間隔が前記隣接するブレードの全ての対に対して一定であるように前記ロータ軸の周りに変調されない角度分布を有し、そして
前記ステータが、
ステータハブ、および
前記ステータハブの周りに分布した複数のステータ羽根を含み、
但し、前記ステータ羽根は、前記ステータ羽根の隣接する羽根間の角度間隔が前記隣接する羽根の各対に対して前記ステータハブ周りに変動するように前記ハブ周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項３５】
請求項３４に記載のダクト式ファンであって、更に、環状支持円板を含み、前記ステータ羽根が前記ステータハブと前記支持円板の間に取付けてあるファン。
【請求項３６】
請求項３４に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根の各々が引張り状態にあるように構成してあるファン。
【請求項３７】
請求項３４に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根が前記ステータハブの中心点に関して非放射状であるファン。
【請求項３８】
請求項３４に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根は、前記羽根が前記ハブの中心軸に横向きである第１方向に傾斜するように、前記第１方向に変調してあるファン。
【請求項３９】
請求項３４に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根は、前記ステータ羽根の一つが前記ハブの中心軸に横向きに傾斜するように第１方向に変調してあり、そして、前記ステータ羽根の残りのものが前記第１方向と反対の第２方向に変調してあるファン。
【請求項４０】
請求項３４に記載のダクト式ファンに於いて、前記ロータブレードの数が前記ステータ羽根と等しいファン。
【請求項４１】
請求項３４に記載のダクト式ファンに於いて、前記ロータブレードの各々が前記ダクトの縦軸に沿って見たときにある交点でそれぞれのステータ羽根と交差し、上記それぞれのロータブレードとステータ羽根の各々に対する前記交点の各々が前記ステータハブの中心から異なる半径方向長さを有するファン。
【請求項４２】
請求項４１に記載のダクト式ファンに於いて、前記交点が協同して螺旋を形成するファン。
【請求項４３】
請求項３４に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根の前記変調は、前記ロータブレードの各々が、前記ダクトの縦軸に沿って見たとき、前記ハブの中心点から異なる半径方向距離でそれぞれのステータ羽根と交差するように前記ロータブレードの分布に対して構成および配置してあるファン。
【請求項４４】
請求項１に記載のダクト式ファンに於いて、二つのステータ羽根間の角度間隔を定める第１角が二つのロータブレード間の角度間隔を定める第２角に等しいファン。
【請求項４５】
請求項４４に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根のどれも前記二つのステータ羽根間に配置してなく、且つ前記ロータブレードのどれも前記二つのロータブレード間に配置してないファン。
【請求項４６】
請求項１８に記載のダクト式ファンに於いて、二つのステータ羽根間の角度間隔を定める第１角が二つのロータブレード間の角度間隔を定める第２角に等しいファン。
【請求項４７】
請求項４６に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根のどれも前記二つのステータ羽根間に配置してなく、且つ前記ロータブレードのどれも前記二つのロータブレード間に配置してないファン。
【請求項４８】
請求項３４に記載のダクト式ファンに於いて、二つのステータ羽根間の角度間隔を定める第１角が二つのロータブレード間の角度間隔を定める第２角に等しいファン。
【請求項４９】
請求項４８に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータ羽根のどれも前記二つのステータ羽根間に配置してなく、且つ前記ロータブレードのどれも前記二つのロータブレード間に配置してないファン。
【請求項５０】
請求項１に記載のロータに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩは、変調度ｍがＩの素数でない、何れかのブレード数に等しいロータ。
【請求項５１】
請求項９に記載のロータに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩは、変調度ｍがＩの素数でない、何れかのブレード数に等しいロータ。
【請求項５２】
ヘリコプタ用ダクト式尾部ファンであって、
ダクト、および
前記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、前記逆トルク装置が前記ダクト内に回転可能に取付けたロータおよび前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、
前記ロータがハブ、および前記ハブの周りに分布した複数のブレードを含み、前記ブレードの各々が実質的に平面形が非長方形の形状を有するファン。
【請求項５３】
請求項５２に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記ブレードが前記ハブ周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項５４】
請求項５２に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記ブレードの各々が三日月刀平面形の形状を有するファン。
【請求項５５】
請求項５２に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記ブレードの各々がテーパ状平面形の形状を有するファン。
【請求項５６】
請求項５２に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記ブレードの各々が前記ロータの回転方向に向いた前縁を有し、前記前縁が全体として凸型の形状を有するファン。
【請求項５７】
請求項５２に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記ブレードの各々が前記ロータの回転方向に向いた前縁および反対の後縁を有し、前記後縁が前記ブレードの縦に伸びる中心線の方へ傾斜しているファン。
【請求項５８】
請求項５２に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記ステータがステータハブおよび前記ステータハブの周りに分布した複数の羽根を含むファン。
【請求項５９】
請求項５２記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記羽根の各々が前記ステータハブ周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項６０】
請求項５９に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記ダクトが縦軸を有し、および前記羽根の各々が前記縦軸上の前記ステータの中心点と交差しないファン。
【請求項６１】
請求項５２に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記羽根の各々が一様で、前記ステータハブの周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項６２】
請求項５２に記載のダクト式尾部ファンに於いて、前記羽根の各々が中心点から放射状に伸びるファン。
【請求項６３】
ヘリコプタ組立体であって、
中を完全に貫通する尾部ファンダクトがある尾部ファンシュラウドで、前記ダクトがヘリコプタ本体縦軸に対して横に伸びるダクト縦軸を有するシュラウド、
前記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、前記逆トルク装置は、前記ダクト内に回転可能に取付けた尾部ロータおよび前記ダクト内に前記尾部ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、前記逆トルク装置がメインロータのトルクを相殺し、
前記尾部ロータは、ハブおよび前記ハブの周りに分布する複数のブレードを含み、前記ブレードの各々が実質的に平面形が非長方形の形状を有する組立体。
【請求項６４】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記ブレードが前記ハブ周りに角度的に変調してある組立体。
【請求項６５】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記ブレードの各々が三日月刀平面形の形状を有する組立体。
【請求項６６】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記ブレードの各々がテーパ状平面形の形状を有する組立体。
【請求項６７】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記ブレードの各々が前記ロータの回転方向に向いた前縁を有し、前記前縁が全体として凸型の形状を有する組立体。
【請求項６８】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記ブレードの各々が前記ロータの回転方向に向いた前縁および反対の後縁を有し、前記後縁が前記ブレードの縦に伸びる中心線の方へ傾斜している組立体。
【請求項６９】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記ステータがステータハブおよび前記ステータハブの周りに分布した複数の羽根を含む組立体。
【請求項７０】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記羽根の各々が前記ステータハブ周りに角度的に変調してある組立体。
【請求項７１】
請求項７０に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記ダクトが縦軸を有し、そして、前記羽根の各々が前記縦軸上の前記ステータの中心点と交差しない組立体。
【請求項７２】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記羽根の各々が一様で、前記ステータハブの周りに角度的に変調してある組立体。
【請求項７３】
請求項６３に記載のヘリコプタ組立体に於いて、前記羽根の各々が中心点から放射状に伸びる組立体。
【請求項７４】
ヘリコプタのダクト式尾部ファン用ロータブレードであって、
前縁、
後縁、
前記前縁と後縁の間に伸びる主部、および
前記前縁と後縁の間にそれぞれの弦に沿って広がり且つ前記ブレードの縦軸に沿ってステーションによって位置付けるとき前記ブレードの端から端まで配置された一連の弦平面を含み、
ここで所望の翼弦平面捻れ（度）が各前記ステーション位置（インチ（＝２５．４ｍｍ））の関数として次の式によって定義され、
捻れ（度）＝−０．０００４４７９０３＊ＳＴ４＋０．０２７８５６９＊ＳＴ３−０．５１４８７２＊ＳＴ２＋２．１０２０６＊ＳＴ＋５．４１７１１
ここで弦長さ（インチ（＝２５．４ｍｍ））が次の式によって定義され、
弦（インチ（＝２５．４ｍｍ））＝−０．０２１９７＊ＳＴ２＋０．５９２０２５＊ＳＴ−０．８９８９
およびここでスイープをステーション位置（インチ（＝２５．４ｍｍ））の関数として決める四分の一弦オフセット（インチ（＝２５．４ｍｍ））が次の式、
Δｃ／４＝０．０２８８３＊ＳＴ２−０．７８３２＊ＳＴ＋４．７１４−０．４１
によって定義されるブレード。
【請求項７５】
ヘリコプタの逆トルク装置用ステータであって、
ハブ、および
前記ハブの周りに分布した複数の羽根を含み、
但し、前記羽根は、前記羽根の隣接する羽根間の角度間隔が前記隣接する羽根の各対に対して前記ハブ周りに変動するように前記ハブ周りに角度的に変調してあるステータ。
【請求項７６】
請求項７５に記載のステータであって、更に、
環状支持円板を含み、前記羽根が前記ハブと前記支持円板の間に取付けてあるステータ。
【請求項７７】
請求項７５に記載のステータに於いて、前記羽根の各々が引張り状態にあるように構成してあるステータ。
【請求項７８】
請求項７５に記載のステータに於いて、前記羽根が前記ハブの中心点に関して非放射状であるステータ。
【請求項７９】
請求項７５に記載のステータに於いて、前記羽根の各々は、前記羽根の各々が前記ハブの中心軸に横向きである第１方向に傾斜するように、前記第１方向に変調してあるステータ。
【請求項８０】
請求項７５に記載のステータに於いて、前記羽根の一つは、前記羽根の一つが前記ハブの中心軸に横向きの第１方向に傾斜するように前記第１方向に変調してあり、そして、前記羽根の残りのものが前記第１方向と反対の第２方向に変調してあるステータ。
【請求項８１】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
横ダクト、および
前記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、前記逆トルク装置が前記ダクト内に回転可能に取付けたロータおよび前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、
前記ステータがハブおよび上記ハブの周りに分布した複数の羽根を含み、但し、前記羽根は、前記羽根の隣接する羽根間の角度間隔が前記隣接する羽根の各対に対して前記ハブ周りに変動するように前記ハブ周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項８２】
請求項８１に記載のダクト式ファンであって、更に、前記複数の羽根を支持するために前記ダクト内に取付けてある環状支持円板を含むファン。
【請求項８３】
請求項８１に記載のダクト式ファンに於いて、前記ロータがハブおよび前記ハブの周りに分布した複数の羽根を含み、前記羽根は、前記ハブ周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項８４】
請求項８３に記載のダクト式ファンに於いて、前記ブレードの数が前記羽根と等しいファン。
【請求項８５】
請求項８３に記載のダクト式ファンに於いて、前記ブレードの各々が前記ダクトの縦軸に沿って見たときにある交点でそれぞれの羽根と交差し、前記それぞれのブレードと羽根の各々に対する前記交点の各々が前記ステータの前記ハブの中心から異なる半径方向長さを有するファン。
【請求項８６】
請求項８５に記載のダクト式ファンに於いて、前記交点が協同して螺旋を形成するファン。
【請求項８７】
請求項８１に記載のダクト式ファンに於いて、前記羽根は、前記ロータが作動するとき、引張り状態にあるファン。
【請求項８８】
請求項８１に記載のダクト式ファンに於いて、前記羽根が前記ハブの中心点に関して非放射状であるファン。
【請求項８９】
請求項８１に記載のダクト式ファンに於いて、前記羽根の各々は、前記羽根の各々が前記ハブの中心軸に横向きである第１方向に傾斜するように、前記第１方向に変調してあるファン。
【請求項９０】
請求項８１に記載のダクト式ファンに於いて、前記羽根の一つは、前記羽根の一つが前記ハブの中心軸に横向きの第１方向に傾斜するように前記第１方向に変調してあり、および前記羽根の残りのものは、それらが前記第１方向と反対の第２方向に傾斜するように変調してあるファン。
【請求項９１】
請求項８１に記載のヘリコプタに於いて、前記羽根の前記変調は、前記ブレードの各々が、前記ダクトの縦軸に沿って見たとき、前記ハブの中心点から異なる半径方向距離でそれぞれの羽根と交差するように前記ロータのブレードの分布に対して構成および配置してあるヘリコプタ。
【請求項９２】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
ダクト、
前記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、前記逆トルク装置が前記ダクト内に回転可能に取付けたロータおよび上記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、
前記ステータがハブ、環状支持円板、および前記ハブの周りに分布し且つ前記ハブと前記支持円板の間に取付けた複数の羽根を含み、但し、前記羽根は、前記羽根の隣接する羽根間の角度間隔が前記隣接する羽根の各対に対して前記ハブ周りに変動するように前記ハブ周りに角度的に変調してあるファン。
【請求項９３】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
ダクト、および
前記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、前記逆トルク装置が前記ダクト内に回転可能に取付けたロータおよび前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、
前記ステータがハブおよび前記ハブの周りに分布する複数の羽根を含み、但し、前記羽根は、前記羽根の隣接する羽根間の角度間隔が前記隣接する羽根の各対に対して前記ハブ周りに変動するように前記ハブ周りに角度的に変調してあり、そして、前記変調した羽根は、前記ロータが作動するとき、引張り状態にあるように構成してあるファン。
【請求項９４】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
ダクト、
前記ダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、前記逆トルク装置が前記ダクト内に回転可能に取付けたロータおよび前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、
前記ステータがハブおよび前記ハブの周りに分布した複数の羽根を含み、但し、前記羽根は、前記羽根の隣接する羽根間の角度間隔が前記隣接する羽根の各対に対して前記ハブ周りに変動するように前記ハブ周りに角度的に変調してあり、そして前記羽根の一つが第１方向に変調してありおよび前記羽根の残りのものが前記第１方向と反対の第２方向に変調してあるファン。
【請求項９５】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
縦軸を有するダクト、
前記ダクト内に支持してあり、前記ダクト内に回転可能に取付けてあって前記ダクトの縦軸に対して横のロータ平面で回転可能であり且つ前記ダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含む逆トルク装置、および
前記ダクト内に組込んであり且つ前記ロータの作動中に前記逆トルク装置が発生する騒音を低減するように構成した騒音低減共鳴器を含み、
騒音低減共鳴器が前記ロータ平面に配置してあるファン。
【請求項９６】
請求項９５に記載のダクト式ファンに於いて、前記ダクトが横断面で全体として円形であるファン。
【請求項９７】
請求項９５に記載のダクト式ファンに於いて、前記逆トルク装置が前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含むファン。
【請求項９８】
請求項９５に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータが複数の羽根を支持するために前記ダクト内に取付けてある環状支持円板を含み、前記支持円板が前記ダクト表面を形成するファン。
【請求項９９】
請求項９５に記載のダクト式ファンに於いて、前記騒音低減共鳴器が前記ロータ平面を離れても配置してあるファン。
【請求項１００】
請求項９５に記載のダクト式ファンに於いて、前記騒音低減共鳴器の各々が空洞および前記空洞に入る一つ以上の入口開口部を含むファン。
【請求項１０１】
請求項９５に記載のダクト式ファンに於いて、前記共鳴器が前記ダクトの内面に隣接して二つの入口開口部を含むファン。
【請求項１０２】
請求項９５に記載のダクト式ファンに於いて、前記共鳴器がヘルムホルツ共鳴器であるファン。
【請求項１０３】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
環状の内方に向いたダクト表面を形成するダクト、
前記ダクト内に支持してあり、前記ダクト内に回転可能に取付けてあって前記ダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含む逆トルク装置、および
前記ダクト表面に取付けてあり且つ前記ロータの作動中に前記逆トルク装置が発生する騒音を低減するように構成した材料の騒音低減層を含むファン。
【請求項１０４】
請求項１０３に記載のダクト式ファンに於いて、前記ダクトが前記ロータの平面内に広がるロータ領域を含み、前記材料の騒音低減層が前記ダクトの少なくとも前記ロータ領域におよび前記ロータの前記平面に配置してあるファン。
【請求項１０５】
請求項１０４に記載のダクト式ファンに於いて、前記材料の騒音低減層が前記ロータ領域の外の前記ダクトの別の領域に配置してあるファン。
【請求項１０６】
請求項１０３に記載のダクト式ファンに於いて、前記ダクトが横断面で実質的に円形であるファン。
【請求項１０７】
請求項１０３に記載のダクト式ファンに於いて、前記逆トルク装置が前記ダクト内に前記ロータから下流に固定して取付けたステータを含むファン。
【請求項１０８】
請求項１０７に記載のダクト式ファンに於いて、前記ステータが複数の羽根を支持するために前記ダクト内に取付けてある環状支持円板を含み、前記支持円板が前記ダクト表面を形成するファン。
【請求項１０９】
請求項１０３に記載のダクト式ファンに於いて、前記材料の騒音低減層が材料の一つ以上のパネルを含むファン。
【請求項１１０】
請求項１０３に記載のダクト式ファンに於いて、前記材料の騒音低減層が焼結金属繊維で作った多孔性金属材料を含むファン。
【請求項１１１】
請求項１０３に記載のダクト式ファンに於いて、前記材料の騒音低減層が摩削性材料を含むファン。
【請求項１１２】
請求項１０３に記載のダクト式ファンに於いて、前記ダクトが前記ロータの平面内に広がるロータ領域を含み前記材料の騒音低減層が前記ロータの前記平面の上流に、前記ダクトの前縁に配置してあるファン。
【請求項１１３】
請求項１０３に記載のダクト式ファンに於いて、前記ダクトが前記ロータの平面内に広がるロータ領域および前記ダクト内に前記ロータの下流に配置してあるステータを含み、前記材料の騒音低減層が、前記ロータ領域の下流に、前記ステータに配置してあるファン。
【請求項１１４】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
ダクト、
前記ダクト内に支持してあり、前記ダクト内に回転可能に取付けてあって前記ダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含み、前記ロータの作動中に騒音を発生する逆トルク装置、および
前記ロータの作動中に前記逆トルク装置が発生する前記騒音を低減するための手段を含み、
前記ダクトが前記ロータの平面内に広がるロータ領域を含み、および前記手段が前記ダクトの少なくとも前記ロータ領域におよび前記ロータの前記平面上に配置してあるファン。
【請求項１１５】
ヘリコプタ用ダクト式ファンであって、
ダクト、
前記ダクト内に支持してあり、前記ダクト内に回転可能に取付けてあって前記ダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含み、前記ロータの作動中に騒音を発生する逆トルク装置、および
前記ロータの作動中に前記逆トルク装置が発生する前記騒音を低減するための手段を含み、
前記ダクトが前記ロータの平面内に広がるロータ領域を含み、および前記手段が前記ダクトの少なくとも上記ロータの前記平面上以外の領域に配置してあるファン。
【請求項１１６】
請求項９５に記載のダクト式ファンに於いて、前記ダクトの内面が音響材料で覆われているファン。
【請求項１１７】
請求項１１６に記載のダクト式ファンに於いて、前記音響材料が焼結金属繊維で作った多孔性金属材料であるファン。
【請求項１１８】
請求項９５記載のダクト式ファンに於いて、前記ダクトの内面が摩削性材料で覆われているファン。
【請求項１１９】
ヘリコプタの逆トルク装置用ロータであって、
ロータ軸を有するハブ、および
前記ハブから伸びるブレードを含み、前記ブレードが前記ロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、前記角度分布は、次の式によって定義され、
θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）
但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり、θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり、Δθｉは前記ブレードの特定のブレードに対する最大変調振幅であり、ｍは変調度であり、およびΔθｉは前記ロータ全体に対して一定ではなく、およびここでできたロータは実質的にバランスがとれているロータ。
【請求項１２０】
請求項１１９に記載のロータに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは上記ロータのブレード数、およびＩ＝９であるロータ。
【請求項１２１】
請求項１１９に記載のロータに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは上記ロータのブレード数、およびＩが素数であるロータ。
【請求項１２２】
請求項１１９に記載のロータに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩが７または１１に等しいロータ。
【請求項１２３】
請求項１１９に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝１であるロータ。
【請求項１２４】
請求項１２０に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝１であるロータ。
【請求項１２５】
請求項１２１に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝２であるロータ。
【請求項１２６】
請求項１２０に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝２であるロータ。
【請求項１２７】
請求項１１９に記載のロータに於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータ上のブレード数、およびＩは、変調度ｍがＩの素数でない、何れかのブレード数に等しいロータ。
【請求項１２８】
ヘリコプタ用逆トルク装置であって、
縦軸を有するダクト、および
前記ダクト内で前記ダクトの前記縦軸周りに回転するために前記ダクト内に確保したロータを含み、前記ロータが、
ロータ軸を有するハブ、および
前記ハブから伸びるブレードを含み、前記ブレードが前記ロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、前記角度分布は、次の式によって定義され、
θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）
但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり、
θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり、Δθｉは前記ブレードの特定のブレードに対する最大変調振幅であり、ｍは変調度であり、およびΔθｉは前記ロータ全体に対して一定ではなく、およびここでできたロータは実質的にバランスがとれている装置。
【請求項１２９】
請求項１２８に記載の逆トルク装置であって、更に、前記ダクトに結合し且つ前記ダクト内に配置したステータを含み、前記ステータが複数の羽根を有する装置。
【請求項１３０】
請求項１２８に記載の逆トルク装置に於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩ＝９、並びに前記変調度ｍ＝１である装置。
【請求項１３１】
請求項１２８に記載の逆トルク装置に於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩ＝９、並びに前記変調度ｍ＝２である装置。
【請求項１３２】
請求項１２８に記載の逆トルク装置に於いて、Δθｉ＝Δφ／Ｉ、但し、Ｉは前記ロータのブレード数、およびＩは、変調度ｍがＩの素数でない、何れかのブレード数に等しい装置。
【請求項１３３】
ヘリコプタの逆トルク装置用ロータであって、
ロータ軸を有するハブ、および
前記ハブから伸びるブレードを含み、前記ブレードが前記ロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、前記角度分布は、次の式によって定義され、
θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）
但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり、θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり、Δθｉは、最大変調振幅であり且つΔφ／Ｉに等しく、但し、Δφは前記ブレードの与えられたブレードに対する位相変調振幅であり且つＩはブレード数であり、並びにｍはこのブレード数の素数に等しくない変調度であるロータ。
【請求項１３４】
請求項１３３に記載のロータに於いて、前記ロータ上の前記ブレード数が９であるロータ。
【請求項１３５】
請求項１３３に記載のロータに於いて、前記ロータ上の前記ブレード数が７または１１に等しいロータ。
【請求項１３６】
請求項１３３に記載のロータに於いて、上記変調度ｍ＝１であるロータ。
【請求項１３７】
請求項１３４に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝１であるロータ。
【請求項１３８】
請求項１３３に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝２であるロータ。
【請求項１３９】
請求項１３４に記載のロータに於いて、前記変調度ｍ＝２であるロータ。
【請求項１４０】
ヘリコプタの尾部ロータのブレード間の実質的にバランスのとれた、変調した角度間隔を決めるための方法であって、
変調度ｍを選択する工程、
ロータに取付けるためのブレード数を選択する工程、
次の修正した正弦法則を使ってロータの各々間の変調した角度間隔を決める工程を含み、
θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）
但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり、
θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり、Δθｉは前記ブレードの与えられたブレードに対する最大変調振幅であり、ｍは変調度であり、およびΔθｉは前記ロータ全体に対して一定ではない方法。
【請求項１４１】
請求項１４０に記載の方法に於いて、変調度を選択する前記工程およびブレード数を選択する前記工程がブレード数に対して素数の変調度を選択する工程を含む方法。
【請求項１４２】
請求項１４０に記載の方法に於いて、変調度を選択する前記工程およびブレード数を選択する前記工程がｍ＝１の変調度を選択する工程を含み、前記ブレード数が９である方法。
【請求項１４３】
請求項１４０に記載の方法に於いて、変調度を選択する前記工程およびブレード数を選択する前記工程がｍ＝２の変調度を選択する工程を含み、前記ブレード数が９である方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００４年７月１６日に提出した、米国特許仮出願第６０／５８８，３６６号、第６０／５８８，３６７号、第６０／５８８，３７５号、第６０／５８８，３７６号、第６０／５８８，３７７号の優先権を主張し、全ての出願の全内容を参考までにここに援用する。
【０００２】
本発明は、ヘリコプタの逆トルク装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
騒音レベルを下げるために間隔が不均一なファンブレードおよび、知覚できる音が少ししか発生しないような騒音エネルギーである周波数の再配分は、１９７１年に発行された米国音響学会雑誌第４９巻第５号（第１部）ｐｐ．１３８１−１３８５のドナルド・エワルド外による“変調原理を適用することによる騒音低減”に開示してあり、その開示全体を参考までにここに援用する。このエワルド外の論文は、ファンブレード間の変調位置に関して下記のことを記述する。
【０００４】
ファンブレード間の変調位置は、正弦方程式θｉ’＝θｉ＋Δθｓｉｎ（ｍθｉ）によって決り、但し、θｉはｉ番目のブレード位置である
変調位置は次の式によって表され：
θｉ’＝θｉ＋Δθｓｉｎ（ｍθｉ），                        （１）
但し、θｉは均等に離間したファン配置でのｉ番目のブレード位置であり、θｉ’はブレード再配列後のｉ番目のブレード位置であり、Δθはある最大ブレード角変化（変調振幅）、およびｍはファンの１回転中に反復される変調サイクルの回数である。
基本的ブレードの通過音の正弦変調から生ずる騒音は、古典的正弦波位相変調式によって表してもよい
Ｆ（ｔ）＝Ａ０ｓｉｎ（２πＦ０ｔ＋Δφｓｉｎ２πνｔ），    （３）
但し、Ａ０は基本的ブレードの通過音の振幅；Ｆ０＝Ｉｆ２、ブレード通過周波数；Ｉ、ブレード数；ｆ２、軸回転数；ν＝ｍｆ８、変調周波数；およびΔφ＝ＩΔθ、位相変調振幅である。
Δφは、各基準ブレード間隔を通じてゼロから２πに及ぶ角度を指し、およびΔθは、軸の各回転に対してゼロから２πに及ぶ角度である。これは、Δθがゼロから２πに及ぶ度毎にΔφがゼロないし２πＩ倍になることを意味する。
三角関係
ｓｉｎｐ  ｃｏｓｑ＝１／２［ｓｉｎ（ｐ＋ｑ）＋ｓｉｎ（ｐ−ｑ）］，
ｓｉｎ（ｐ＋ｑ＝ｓｉｎｐ＋ｃｏｓｑ）＋ｃｏｓｐ  ｓｉｎｑ
およびベッセル関数と三角関数の間の関係
【０００５】
【数１】
2008506582.tif 000002
但し、Ｊｎ（ｐ）は第一種ベッセル関数、位数ｎ、引数ｐを使うことによって、それを次のように示せる
【数２】
2008506582.tif 000003
【０００６】
式４は、この周波数スペクトルが振幅Ａ０Ｊ０（Δφ）中心周波数Ｆ０および振幅がこの中心周波数周りに対称である、この中心周波数からνの整数倍の多数の側波帯から成ることを示す。
Ｊｎ（Δφ）の値は、多くの数学ハンドブックにあるかも知れず、図２（ａ）［この出願では図８（ａ）］にグラフで示してある。
与えられたΔφに対してこの周波数スペクトルを決める方法の例が図２［この出願では図８］に示してある。Δφの試行値を選択する。次にこのΔφの試行値を通る垂直線を引く。この線とＪｎ（Δφ）曲線の交点が周波数Ｆ０±ｎνでの結果成分の相対振幅を示す。結果周波数スペクトル、図２（ｂ）［この出願では図８（ｂ）］がこのグラフの右側に挙げてある。絶対値が図２（ｂ）に示す周波数スペクトルにプロットしてあることを注記する。図２（ｂ）の破線は、均一に離間したブレードに対する基本ブレード通過周波数音の正規化振幅を示す。
このベッセル級数は、連続位相変調関数用であり、一方、このファンの実際の周波数スペクトルは、多数のより離散的に近い事象によって作られる。従って、このベッセル級数から得た周波数スペクトルの振幅は、ファンから得たものと幾らか違うだろう。しかし、このベッセル級数は、ブレード数が大きいとき、実際のファンスペクトルをより正確に近似するだろう。
【０００７】
音響性能を向上するために、横ダクトの中で回転するロータのブレードが既知の正弦法則θｎ＝ｎｘ３６０°／ｂ＋Δθｓｉｎ（ｍｘｎｘ３６０°／ｂ）によって与えられる不均一なアジマス変調による角分布を有することが知られている。但し、θｎは任意の基点から連続して数えたｎ番目のブレードの角度位置、ｂはブレード数、ｍは、１ないし４から選んだ整数であり、６ないし１２から選んだブレード数ｂと素数でない、変調度、およびΔθは、最小値Δθｍｉｎ以上であるように選んだ定数であり、それは、マルゼ外の米国特許第５，５６６，９０７号に記載してあるように、Δθｍｉｎ掛けるｂの積が１．５ラジアンから１ラジアンまで及ぶ値の範囲内に選ばれるようであり、その特許の開示全体を参考までにここに援用する。しかし、そのような方法は、変調度ｍ＝１を含み、変調度ｍがブレード数と素数であるように選んである、バランスのとれたロータにはならない。
【０００８】
その上、エワルド外の論文および米国特許第５，５６６，９０７号の両方で、Δθが定数である。上記のエワルド外の論文および米国特許第５，５６６，９０７号に開示してあるような、定数Δθがある先行技術の方法は、変調度ｍ＝１のとき、バランスのとれたロータにはならず、および奇数のブレードに対して変調度ｍ＝２のとき、バランスのとれたロータにはならない。その上、エワルド外の論文で分るように、任意の与えられたΔφに対して、せいぜい二つのベッセル関数（Ｊｎ）が、エワルド外の論文の図２（この出願の図８）で分るように、同じ値を有するだろう。それで、基本波（振幅がＪ０で決る）および両側の高調波（Ｊ１で決る）がΔφに対してほぼ同じ振幅を有するだろう、即ちΔφ＝１であり、それは米国特許第５，５６６，９０７号とも矛盾しない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：横ダクト；およびこのダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置がこのダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含み、このロータが：ロータ軸を有するロータハブ、およびこのハブから伸びるロータブレードを含み、これらのロータブレードがこのロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、この角度分布は、式：θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）によって定義され、但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり；θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり；Δθｉはこのロータブレードの特定のブレードに対する最大変調振幅であり、ｍは変調度であり、およびΔθｉはこのロータ全体に対して一定ではなく、およびここでできたロータは実質的にバランスがとれていて、およびこのステータが：ステータハブ、およびこのステータハブの周りに分布した複数のステータ羽根を含み、但し、これらのステータ羽根は、これらのステータ羽根の隣接する羽根間の角度間隔がこれらの隣接する羽根の各対に対してこのステータハブ周りに変動するようにこのハブ周りに角度的に変調してあるファンに関する。
【００１０】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：横ダクト；およびこのダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置がこのダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含み、このロータが：ロータ軸を有するロータハブ、およびこのハブから伸びるロータブレードを含み、これらのロータブレードがこのロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、この角度分布は、式：θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）によって定義され、但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり；θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり；Δθｉはこのロータブレードの特定のブレードに対する最大変調振幅であり且つΔφ／Ｉに等しく、但し、Δφは位相変調振幅であり且つＩはブレード数であり、並びにｍはこのブレード数の素数に等しくない変調度であり、およびこのステータが：ステータハブ、およびこのステータハブの周りに分布した複数のステータ羽根を含み、但し、これらのステータ羽根は、これらのステータ羽根の隣接する羽根間の角度間隔がこれらの隣接する羽根の各対に対してこのステータハブ周りに変動するようにこのハブ周りに角度的に変調してあるファンに関する。
【００１１】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：横ダクト；およびこのダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置がこのダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含み、このロータが：ロータ軸を有するロータハブ、およびこのハブから伸びるロータブレードを含み、これらのロータブレードは、隣接するブレード間の角度間隔がこれらの隣接するブレードの全ての対に対して一定であるようにこのロータ軸の周りに変調されない角度分布を有し、およびこのステータが：ステータハブ、およびこのステータハブの周りに分布した複数のステータ羽根を含み、但し、これらのステータ羽根は、これらのステータ羽根の隣接する羽根間の角度間隔がこれらの隣接する羽根の各対に対してこのステータハブ周りに変動するようにこのハブ周りに角度的に変調してあるファンに関する。
【００１２】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式尾部ファンであって：ダクト；およびこのダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置がこのダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含み、このロータがハブ、およびこのハブの周りに分布した複数のブレードを含み、これらのブレードの各々が実質的に平面形が非長方形の形状を有するファンに関する。
【００１３】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ組立体であって：中を完全に貫通する尾部ファンダクトがある尾部ファンシュラウドで、このダクトがヘリコプタ本体縦軸に対して横に伸びるダクト縦軸を有するシュラウド；このダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置は、このダクト内に回転可能に取付けた尾部ロータおよびこのダクト内にこの尾部ロータから下流に固定して取付けたステータを含み、この逆トルク装置がメインロータのトルクを相殺し、この尾部ロータは、ハブおよびこのハブの周りに分布する複数のブレードを含み、これらのブレードの各々が実質的に平面形が非長方形の形状を有する組立体に関する。
【００１４】
この発明の他の態様は、ヘリコプタのダクト式尾部ファン用ロータブレードであって：前縁；後縁；この前縁と後縁の間に伸びる主部；およびこの前縁と後縁の間にそれぞれの弦に沿って広がり且つこのブレードの縦軸に沿ってステーションによって位置付けるときこのブレードの端から端まで配置された一連の弦平面を含み、ここで所望の翼弦平面捻れ（度）が各このステーション位置（インチ（＝２５．４ｍｍ））の関数として式：捻れ（度）＝−０．０００４４７９０３＊ＳＴ４＋０．０２７８５６９＊ＳＴ３−０．５１４８７２＊ＳＴ２＋２．１０２０６＊ＳＴ＋５．４１７１１によって定義され、ここで弦長さ（インチ（＝２５．４ｍｍ））が式：弦（インチ（＝２５．４ｍｍ））＝−０．０２１９７＊ＳＴ２＋０．５９２０２５＊ＳＴ−０．８９８９によって定義され、およびここでスイープをステーション位置（インチ（＝２５．４ｍｍ））の関数として決める四分の一弦オフセット（インチ（＝２５．４ｍｍ））が式：Δｃ／４＝０．０２８８３＊ＳＴ２−０．７８３２＊ＳＴ＋４．７１４−０．４１によって定義されるブレードに関する。
【００１５】
この発明の他の態様は、ヘリコプタの逆トルク装置用ステータであって：ハブ；およびこのハブの周りに分布した複数の羽根を含み、但し、この羽根は、この羽根の隣接する羽根間の角度間隔がこの隣接する羽根の各対に対してこのハブ周りに変動するようにこのハブ周りに角度的に変調してあるステータに関する。
【００１６】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：横ダクト；およびこのダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置がこのダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含み、このステータがハブおよびこのハブの周りに分布した複数の羽根を含み、但し、これらの羽根は、これらの羽根の隣接する羽根間の角度間隔がこれらの隣接する羽根の各対に対してこのハブ周りに変動するようにこのハブ周りに角度的に変調してあるファンに関する。
【００１７】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：ダクト；このダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置がこのダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含み、このステータがハブ、環状支持円板、およびこのハブの周りに分布し且つこのハブとこの支持円板の間に取付けた複数の羽根を含み、但し、これらの羽根は、これらの羽根の隣接する羽根間の角度間隔がこれらの隣接する羽根の各対に対してこのハブ周りに変動するようにこのハブ周りに角度的に変調してあるファンに関する。
【００１８】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：ダクト；およびこのダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置がこのダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含み、このステータがハブおよびこのハブの周りに分布する複数の羽根を含み、但し、これらの羽根は、これらの羽根の隣接する羽根間の角度間隔がこれらの隣接する羽根の各対に対してこのハブ周りに変動するようにこのハブ周りに角度的に変調してあり、およびこれらの変調した羽根は、このロータが作動するとき、引張り状態にあるように構成してあるファンに関する。
【００１９】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：ダクト；このダクト内に支持してある逆トルク装置を含み、この逆トルク装置がこのダクト内に回転可能に取付けたロータおよびこのダクト内にこのロータから下流に固定して取付けたステータを含み、このステータがハブおよびこのハブの周りに分布した複数の羽根を含み、但し、これらの羽根は、これらの羽根の隣接する羽根間の角度間隔がこれらの隣接する羽根の各対に対してこのハブ周りに変動するようにこのハブ周りに角度的に変調してあり、およびこれらの羽根の一つが第１方向に変調してありおよびこれらの羽根の残りのものがこの第１方向と反対の第２方向に変調してあるファンに関する。
【００２０】
この発明の他の態様は、ヘリコプタの逆トルク装置用ロータであって：ロータ軸を有するハブ、およびこのハブから伸びるブレードを含み、これらのブレードがこのロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、この角度分布は、式：θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）によって定義され、但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり；θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり；Δθｉはこのブレードの特定のブレードに対する最大変調振幅であり、ｍは変調度であり、およびΔθｉはこのロータ全体に対して一定ではなく、およびここでできたロータは実質的にバランスがとれているロータに関する。
【００２１】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用逆トルク装置であって：縦軸を有するダクト、およびこのダクト内でこのダクトのこの縦軸周りに回転するためにこのダクト内に確保したロータを含み、このロータが：ロータ軸を有するハブ、およびこのハブから伸びるブレードを含み、これらのブレードがこのロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、この角度分布は、式：θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）によって定義され、但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり；θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり；Δθｉはこのブレードの特定のブレードに対する最大変調振幅であり、ｍは変調度であり、およびΔθｉはこのロータ全体に対して一定ではなく、およびここでできたロータは実質的にバランスがとれている装置に関する。
【００２２】
この発明の他の態様は、ヘリコプタの逆トルク装置用ロータであって：ロータ軸を有するハブ、およびこのハブから伸びるブレードを含み、このブレードがこのロータ軸の周りに変調した角度分布を有し、この角度分布は、式：θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）によって定義され、但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり；θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり；Δθｉは、最大変調振幅であり且つΔφ／Ｉに等しく、但し、Δφはこのブレードの与えられたブレードに対する位相変調振幅であり且つＩはブレード数であり、並びにｍはこのブレード数の素数に等しくない変調度であるロータに関する。
【００２３】
この発明の他の態様は、ヘリコプタの尾部ロータのブレード間の実質的にバランスのとれた、変調した角度間隔を決めるための方法であって：変調度ｍを選択する工程；ロータに取付けるためのブレード数を選択する工程；修正した正弦法則θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）を使ってロータの各々間の変調した角度間隔を決める工程を含み、但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり；θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり；Δθｉはこのブレードの与えられたブレードに対する最大変調振幅であり、ｍは変調度であり、およびΔθｉはこのロータ全体に対して一定ではない方法に関する。
【００２４】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：縦軸を有するダクト；このダクト内に支持してあり、このダクト内に回転可能に取付けてあってこのダクトの縦軸に対して横のロータ平面で回転可能であり且つこのダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含む逆トルク装置；並びにこのダクト内に組込んであり且つこのロータの作動中にこの逆トルク装置が発生する騒音を低減するように構成した騒音低減共鳴器を含み、騒音低減共鳴器がこのロータ平面に配置してあるファンに関する。
【００２５】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：環状の内方に向いたダクト表面を形成するダクト；このダクト内に支持してあり、このダクト内に回転可能に取付けてあってこのダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含む逆トルク装置；およびこのダクト表面に取付けてあり且つこのロータの作動中にこの逆トルク装置が発生する騒音を低減するように構成した材料の騒音低減層を含むファンに関する。
【００２６】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：ダクト；このダクト内に支持してあり、このダクト内に回転可能に取付けてあってこのダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含み、このロータの作動中に騒音を発生する逆トルク装置；およびこのロータの作動中にこの逆トルク装置が発生するこの騒音を低減するための手段を含み、このダクトがこのロータの平面内に広がるロータ領域を含み、およびこの手段がこのダクトの少なくともこのロータ領域におよびこのロータのこの平面上に配置してあるファンに関する。
【００２７】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：ダクト；このダクト内に支持してあり、このダクト内に回転可能に取付けてあってこのダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含み、このロータの作動中に騒音を発生する逆トルク装置；およびこのロータの作動中にこの逆トルク装置が発生するこの騒音を低減するための手段を含み、このダクトがこのロータの平面内に広がるロータ領域を含み、およびこの手段がこのダクトの少なくともこのロータのこの平面上以外の領域に配置してあるファンに関する。
【００２８】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：縦軸を有するダクト；このダクト内に支持してあり、このダクト内に回転可能に取付けてあってこのダクトの縦軸に対して横のロータ平面で回転可能であり且つこのダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含む逆トルク装置；並びにこのダクト内に組込んであり且つこのロータの作動中にこの逆トルク装置が発生する騒音を低減するように構成した騒音低減共鳴器を含み、騒音低減共鳴器がこのロータ平面に配置してあるファンに関する。
【００２９】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：環状の内方に向いたダクト表面を形成するダクト；このダクト内に支持してあり、このダクト内に回転可能に取付けてあってこのダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含む逆トルク装置；およびこのダクト表面に取付けてあり且つこのロータの作動中にこの逆トルク装置が発生する騒音を低減するように構成した材料の騒音低減層を含むファンに関する。
【００３０】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：ダクト；このダクト内に支持してあり、このダクト内に回転可能に取付けてあってこのダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含み、このロータの作動中に騒音を発生する逆トルク装置；およびこのロータの作動中にこの逆トルク装置が発生するこの騒音を低減するための手段を含み、このダクトがこのロータの平面内に広がるロータ領域を含み、およびこの手段がこのダクトの少なくともこのロータ領域におよびこのロータのこの平面上に配置してあるファンに関する。
【００３１】
この発明の他の態様は、ヘリコプタ用ダクト式ファンであって：ダクト；このダクト内に支持してあり、このダクト内に回転可能に取付けてあってこのダクトを通る空気の流れを創るように作動するロータを含み、このロータの作動中に騒音を発生する逆トルク装置；およびこのロータの作動中にこの逆トルク装置が発生するこの騒音を低減するための手段を含み、このダクトがこのロータの平面内に広がるロータ領域を含み、およびこの手段がこのダクトの少なくともこのロータのこの平面上以外の領域に配置してあるファンに関する。
【００３２】
この発明の他の態様、特徴、および利点は、添付の図面と共に検討すれば以下の詳細な説明から明白となろう。添付の図面は、この開示の一部であり、この発明の原理を、例として、図解する。
添付の図面は、この発明の種々の実施例の理解を容易にする。
【実施例】
【００３３】
図１は、ヘリコプタ１２の尾部１０を示す。この尾部１０は、偏揺れに関してヘリコプタ１２のバランスをとる目的で、ヘリコプタ１２のメインロータの回転によって生じるトルクを相殺するように構成した逆トルク装置１４を含む。この逆トルク装置１４は、尾部１０のシュラウド１８を貫通する横ダクト１６内に支持してある。このダクト式逆トルク装置１４をフェネストロン型装置とも呼ぶ。
【００３４】
図示する実施例では、ダクト１６が全体として円形で、それが環状の内方に向いたダクト面２０を形成する。このダクト面２０は、空気を逆トルク装置１４によってダクト１６を通して引込む前縁２２、および空気がこのダクト１６を出る後縁２４を含む。
【００３５】
図１に示すように、逆トルク装置１４は、ロータ２６およびこのロータ２６の下流のステータ２８を含む。ロータ２６は、ダクト１６内に回転可能に取付けてあり、ハブ３０およびこのハブ３０の周りに分布した複数のブレード３２を含む。ロータ２６は、任意の適当数のブレード３２、例えば、これらの図面に示すように９枚のブレード３２を含んでもよい。ロータ２６は、ダクト１６の軸線と実質的に同軸の軸線周りに回転するように取付けてある。
【００３６】
ステータ２８は、ダクト１６内に固定して取付けてあり、ハブ３４およびこのハブ３４とダクト面２０の間に伸びる、このハブ３４周りに分布した複数の固定羽根３６を含む。ステータ２８は、任意の適当数の羽根３６、例えば、ロータブレード３２の数に等しいまたは等しくない羽根を含んでもよい。
【００３７】
図３ないし図６で分るように、ロータブレード３２は、騒音を低減しながらバランスのとれたロータ２６にするために隣接するロータブレード３２間の角度を変えるように、ロータ２６の回転軸３３の周りに取付けてある。図３および図５は、変調度ｍが、以下に議論するように、ｍ＝１のロータ２６を示し、図５は、各ロータブレード３２間の最適角を度で示す。図７は、図３および図５の各ロータブレード３２間の角度間隔の表を“ｍ＝１”と表示する列の下に提供する。図４および図６は、変調度ｍが、以下に議論するように、ｍ＝２のロータ１２６を示し、図４は、各ロータブレード３２間の最適角を度で示す。図７は、図４および図６に示す各ロータブレード３２間の角度間隔の表を“ｍ＝２”と表示する列の下に提供する。
【００３８】
この変調したロータブレード間隔は、このロータの基本周波数の振幅およびその周波数の高調波を低減し、エネルギーを通常実質的に存在しない他の周波数へ移す。これらの発生した新しい音は、他の騒音源によって弱められる傾向にあり、出来た音を音色というよりは品質でより広帯域にする。更に、本出願のブレード間隔法は、変調度がブレード数に関してｐｒｉｍｅｄでなく動的にバランスのとれたロータが生ずるようにできる。即ち、ブレード変調度およびブレード数は、これら二つの数が１以外に公約数がないようにできる。言換えれば、このブレード変調は、ブレード数に均等に分割する必要はない。低い変調度は、より不規則な、または広帯域の、音を生ずる。非素数変調度を使うことは、製造が困難なブレード間隔角に繋がることがあり、それで最適化手法を使ってブレード角を、このロータシステムのバランスを保ちながら製造できるものへ僅かに変える。それで、このブレード変調は、ロータの基本音の振幅を減らし、この音の広帯域不規則性を増し、一方同時にロータシステムの動的バランスを可能にする。
【００３９】
本発明の実施例は、変調度ｍがブレード数と素数であるかどうかに関係なく、且つ変調度ｍがブレード数と素数であるときを含み、変調したロータブレードでバランスのとれたロータを達成する方法を含む。その上、本発明の方法は、低い変調度ｍがより不規則な、または広帯域の音を生ずることができるので、変調度ｍ＝１および変調度ｍ＝２のような、低い変調度を使用できるようにする。
【００４０】
本発明の実施例のために、ロータブレード３２の角度間隔を正弦法則を使うことによって決める：
θｉ’＝θｉ＋Δθｉｓｉｎ（ｍθｉ）
但し、θｉ’はｉ番目のブレードに対する変調したブレード角であり；θｉはｉ番目のブレードに対する基準ブレード角であり；Δθｉは最大変調振幅または最大ブレード角変化であり；およびｍは変調度（１，２，３，…、但し、１＝０から２πまでの変調の１サイクル、２＝０から２πまでの変調の２サイクル等）である。その上、本実施例は、次の式を使う：
Δθｉ＝Δφ／Ｉ
但し、Ｉはブレード数である。
【００４１】
更に、Δθｉおよび、従って、Δφは、本実施例で使う正弦法則で一定でない。本実施例で、開示した方法を、ロータのブレード数と素数である変調度ｍで変調したロータのバランスをとるために利用する。即ち、本発明の一実施例は、変調度ｍ＝１で９枚ロータブレードのバランスをとることを含む。本発明の他の実施例は、変調度ｍ＝２で９枚ロータブレードのバランスをとることを含む。
【００４２】
バランスのとれたロータを作るために、ｍ＝１およびｍ＝２の所望の変調度で奇数のブレードを有するロータ２６および１２６の変調を達成するために、より多くの高調波（Ｊ２，Ｊ３，等）の振幅がより均一であり、且つほぼ完璧なバランスを達成するように、Δφを変える。それでこの正弦法則に反復最適化を使う。即ち、上にエワルド外の論文で確認したような正弦法則を、各高調波に対してΔθをΔθｉで置換え且つｓｉｎθとｃｏｓθの和によって与えられるバランスの付加的制限を目的関数に加えるように修正する。ロータ２６に対する変調度ｍ＝１を決めるためのこの目的的関数は、以下の和を最小にする：ブレード間の最小ブレード角を条件として（ブレード重み）×（ブレードバランス和）＋（ベッセル重み）×（ベッセル値）。図示する実施例では、ブレード重みを任意に１００に選び、ベッセル重みを任意に２０に選んだ。この最小角は、任意に１０に選んだが、後に３０に、および更に２９に変更した。Δφの正確な値は、エワルド外の論文に関して図８におよび以下で議論する本出願の更なる実施例に関して図１０に全体的に示すようなベッセル関数のプロットからグラフで近似できる。Δφの値は、典型的に０から１３まで変る。この最小化ルーチンに課される一つの制限は、ブレードが順序を切替えるようには変調されないことである。また、ロータ２６の毎分回転数（ＲＰＭ）を増すことがこのロータ２６のバランスを改善した。最終結果として、本出願のこの方法論、即ち、正弦法則の修正は、変調度がブレード数と素数であるかどうかに関係なく実質的にバランスのとれたロータに繋がる。
【００４３】
変調度ｍ＝２でロータ１２６の変調を達成するために、変調度ｍ＝１に対してロータ２６の変調を決めるために使ったのと類似のプロセスを使うが、変調度ｍ＝２でロータ１２６を変調するためには、ベッセル関数の均一性を式で考慮に入れなかった。
【００４４】
変調度ｍ＝１およびｍ＝２の両方の場合に対して、エワルド外の論文または第５，５６６，９０７号特許で適用されているような正弦法則を使って完全にはバランスがとれなかった。製造誤差より完全な理論的バランスを達成するためには、変調角を更に変える必要がある。ハブ３０を小数２桁以上の公差で製造することは好ましくなく、それでスプレッドシート数値ルーチン（米国特許第５，５８８，６１８号の第１１欄で議論してあるようなバランス誤差マイナスサインとコサインの和を最小にするための目的関数と共に、任意の数値方法を使うことができる）では、バランスをとったロータが製造公差内にあるように、即ち、製造公差誤差が指定された小数２桁に対して理論的にバランスした誤差より大きいように、各反復を小数２桁に丸めた。
【００４５】
それで、上に説明した方法論によって、図示する実施例では、９枚ブレードの変調したロータ２６および１２６を変調度ｍ＝１および変調度ｍ＝２で本質的にバランスをとることができる。
【００４６】
図示する実施例は、９枚ブレードのロータのバランシングを扱うが、任意の所望数のブレードを有するロータを、素数のロータを含み、本出願の方法論を使ってバランスをとることが出来ることを理解すべきである。例えば、７枚ブレードのまたは１１枚ブレードのロータのバランスをとることが出来る。
【００４７】
ロータ２６用のブレード３２の一つの好適変調間隔（ｍ＝１）を上に示したように決め、図３および図５に図示し、および図７に“ｍ＝１”の下の列に記載する。ロータ１２６用のブレード３２の一つの好適変調間隔（ｍ＝２）を上に示したように決め、図４および図６に図示し、および図７に“ｍ＝２”の下の列に記載する。
【００４８】
図９および図１０も、この発明の一実施例に従ってロータのブレードの変調間隔を決めるための本出願に示すプロセスの一適用を例示する。図９および図１０は、ここで説明した方法によって導出できる値だけを表すのではなく、如何に実際の数値を変調したブレード間隔を決めるためのここに説明したプロセスに適用できるかの一例を構成するに過ぎないことを理解すべきである。その上、定数の変化、重み係数の変動、および最適化を行う程度によって、本出願の方法論を使うことの結果がこの式および方法論に変形があるのと同じだけ異なる結果を生み出せることを理解すべきである。図９および図１０では、データとグラフを使って９枚のブレードを有するロータ用のおよび変調度ｍ＝１の変調したブレード間隔を決める。上に示した方法論を使い、およびこの方法論を使って得た結果を図９および図１０に記載する。図９および図１０は、９枚ブレードのロータおよび変調度ｍ＝１のロータブレードの変調を決めるためのデータおよびプロセスを例示するが、図９および図１０に詳述するプロセスは、上に議論したように、任意の所望数のロータブレードおよび任意の所望変調度にも同等に適用できる。また、図７の実施例に関して示す変調角度と図１０に関して示す変調角度の比較から明らかなように、同じブレード数および同じ変調度のロータに対する異なる変調角がここに説明した式に使うために選択した種々の定数に依存する。これらの定数に異なる値を使うことによる結果をテストして最高の結果をもたらす結果の組を決めることができる。
【００４９】
図９で、項目を次のように定義する：
“ＮＯ−Ｂ”は、ロータブレードの選択した数である。
“Ｂ−Ｎｏ”は、任意の位置から始るロータブレード番号である。
“Ｄｅｆ−Ａｎｇｌｅ”は、ブレード番号マイナス１掛ける３６０°割るブレード数、または（Ｂ−Ｎｏ−１）×３６０°／ＮＯ−Ｂで決る定義または基準角度である。
“ｍ＝１”は、選択した変調度であり、この場合ｍ＝１である。
“ｄＴｈｅｔａ”は、デルタシータｉまたはΔθｉで、デルタファイ（Δφ）割るブレード数、またはｄＰｈｉ（ｄｅｇ）／ＮＯ−Ｂで決る。
“Ｐｈｉ−ｍｏｄ”は、変調したファイまたはφｍｏｄで、基準角プラスデルタシータｉ掛ける（変調度掛ける基準角の）サイン、またはＤｅｆ−Ａｎｇｌｅ＋ｄＴｈｅｔａ×ｓｉｎ（ｍ×Ｄｅｆ−Ａｎｇｌｅ）で、これは正弦法則である。
“Σｓｉｎ＝０？”は、各ブレードに対するファイ変調の各サインの和である。
“Σｃｏｓ＝０？”は、各ブレードに対するファイ変調の各コサインの和である。
“Σ∧２”は、各ファイ変調の二乗のサインの和と各ファイ変調の二乗のコサインの和の和、またはΣｓｉｎ＝０？２＋Σｃｏｓ＝０？２である。
“Ｓｐａｃｉｎｇ”は、隣接するロータ間の度での角度間隔で、ブレード番号のファイ変調マイナス順番で次のブレードのファイ変調を引く引算、またはＰｈｉ−ｍｏｄｉ−Ｐｈｉ−ｍｏｄｉ＋１によって決る。
“ＭｉｎＳｐ”は、選択した、理想的最小ブレード間隔である。
【００５０】
図１０では、項目を次のように定義する：
“ＢＦＮｏ”は、ベッセル関数高調波番号である。
“ＢｅｓｓｅｌＪ”は、対応するベッセル関数番号に対するデルタファイ（ラジアン）の絶対ベッセル関数値である。
“ｄＰｈｉ（ｒａｄ）”は、ラジアンでのデルタファイである。
“ｄＰｈｉ（ｄｅｇ）”は、目標バランス重みによって与えられるバランスを利用する反復最適化によって決る度でのデルタファイである。
“ｍｉｎＯｎＴａｒ”は、最適化の目標値についての最小化で、ｎ番目のベッセル関数高調波に対するベッセル関数値マイナス０番目のベッセル関数高調波に対するベッセル関数値の絶対値、またはＡＢＳ（ＢｅｓｓｅｌＪｎ−ＢｅｓｓｅｌＪ０）である。
“Ｔａｒｇｅｔ”は、目標バランス重みで、各ファイ変調の二乗のサインの和と各ファイ変調の二乗のコサインの和の和、またはΣ∧２掛けるブレード重み係数プラス絶対ベッセル関数値（ｍｉｎＯｎＴａｒ）プラスベッセル重み係数、または簡単に（Σ∧２×Ｂａｌ＿Ｗ）＋（ΣｍｉｎｏｎＴａｒ＋Ｂｅｓ＿Ｗ）によって決る。
“Ｂａｌ＿Ｗ”は、選択したブレード重み係数である。
“Ｂｅｓ＿Ｗ”は、選択したベッセル重み係数である。
【００５１】
図９および図１０は、変調度ｍ＝１に関するデータおよびプロセスを例示するが、類似の方法論を使って変調度ｍ＝２でロータブレードの変調角を決められることを理解すべきである。例えば、変調度ｍ＝２に対してロータブレードの変調角を決めるために、図９および図１０について変調度ｍ＝１に対して上で使った方法論を使えるが、ベッセル関数の均一性を式で考慮に入れないように僅かに修正する。
【００５２】
図１０の線グラフは、ベッセル関数の相対均一性を示す。図１０のプロットは、ブレード間隔を示す。即ち、このプロット上の各点は、ロータブレード位置を表し、このプロットは、全体として各ロータブレード間の角度間隔の視覚的検討を可能にする。
【００５３】
図１１は、ダクト２１６内に取付けたロータ２２６およびステータ２２８を示す。このロータは、ハブ２３０およびブレード２３２を含み、このステータは、ハブ２３４および羽根２３６を含む。図示するように、これらの羽根２３６は、ハブ２３４とダクト表面２２０の間に伸びる。しかし、図１２に示すように、ステータ２２８は、羽根２３６を取付ける目的でダクト２１６内に取付けてある環状支持円板２３８を含んでもよい。それで、複数の羽根２３６がハブ２３４とこの支持円板２３８の間に伸びる。更に、もし支持円板２３８がダクト２１６内に設けてあるなら、支持円板２３８の環状の内方に向いた面が環状に内方に向いたダクト表面２２０を構成する。この支持円板２３８は、変調したステータ羽根２３６と非変調のステータ羽根の両方に使ってもよい。
【００５４】
この発明のある実施例では、動作中のこの逆トルク装置の知覚する騒音を減らすためおよびこの逆トルク装置の性能を改善するために、ステータ２２８の羽根２３６を本発明の実施例に従ってハブ２３４周りに角度的に変調する。即ち、各羽根２３６間の分離角が一定ではなく、変動する。ロータブレード２３２がこのダクトの軸周りに回転し且つ各ステータ羽根２３６を通過するとき、任意の与えられた時間にロータブレード２３２の一部だけがステータ羽根２３６の一部を横切るようにステータ羽根２３６を変調する。即ち、全ロータブレード２３２が任意の与えられた時間に全ステータ羽根２３６には重なり合わない。その上、ロータブレード２３２とそれぞれのステータ羽根２３６の間の任意の与えられた時間の交点は、各々ロータハブ２３０の中心から異なる半径方向長さを有する。それで、これらのステータ羽根２３６の角度変調は、どの二つのロータブレード２３２も同じ時間にステータ羽根２３６の同じ部分を横切らないことを保証する。ロータブレード２３２が任意の与えられた時間にそれぞれのステータ羽根２３６を横切る点を変えることによって、この逆トルク装置の知覚騒音レベルを下げるように各交点で発生する騒音を多様化する。変調したステータ羽根２３６をどれか適当なダクト式逆トルク装置に組込んでもよい。
【００５５】
図１３ないし図１４Ａおよび図１５ないし図２１は、ブレード２３２と羽根２３６の間の相対関係を図解するためにロータブレード２３２とステータ羽根２３６の概略図を示す。図１３ないし図１４Ａおよび図１５ないし図２１は、この尾部ファンのステータ側から見たブレード２３２と羽根２３６の概略図を示す。即ち、図１３ないし図１４Ａおよび図１５ないし図２１は、ダクト２１６の下流側から上流を見て、または図１１および図１２でダクト２１６の断面で見るならば右から左を見て、ブレード２３２と羽根２３６を示す。図１４Ｂは、この尾部ファンのロータ側からの羽根３６の切離した図である。
【００５６】
図１３および図１４Ａは、この発明の実施例に従って変調したステータ羽根２３６を横切るロータブレード２３２を概略的に示す。特に、図１３および図１４Ａは、変調したステータ羽根２３６の羽根中心線を横切るロータブレード２３２のブレード中心線を示す（図１３は、ブレード中心線を実線でおよび羽根中心線を破線で示し、一方図１４Ａは、羽根中心線を実線でおよびブレード中心線を破線で示す）。図１３に最もよく示すように、ロータ２２６は、８枚のブレード２３２を含み、従って８本のブレード中心線が逐次Ｂ１ないしＢ８と名付けてある。しかし、ロータ２２６は、任意の他の適当数のブレード２３２、例えば、９枚のブレードを含んでもよい。また、図示する実施例では、ブレード２３２がロータハブ２３０の周りに取付けてある。即ち、隣接するブレード中心線Ｂ１ないしＢ８間の交角が変動するか不均一である。しかし、ロータ２２６は、ハブ２３０の周りに非変調の（均等にまたは一様に分布した）ブレード２３２を含んでもよい。更に、図１５に示すように、ロータブレード２３２は、放射状に伸びる。即ち、ブレード中心線の各々Ｂ１ないしＢ８が放射状で円形ハブ２３０の中心Ｃを通る。しかし、ロータ２２６は、放射状でないブレード２３２を含んでもよい。作動すると、ロータブレード２３２は、矢印Ａの方向に時計方向に回転する（図１３および図１４Ａで見て）。
【００５７】
図１４Ａおよび図１４Ｂに最もよく示すように、ステータ２２８は、８枚の羽根２３６を含み、従って８本の羽根中心線が逐次Ｖ１ないしＶ８と名付けてある。しかし、ステータ２２８は、任意の他の適当数の羽根２３６を含んでもよい。ロータ２２６を動かす駆動軸１４０がダクト表面２２０からハブ２３４まで羽根Ｖ１とＶ８の間を伸びる。この駆動軸１４０は、ロータ２２６と駆動するように係合し、それを動かす。図１４Ａの向きから見て、駆動軸１４０は、このヘリコプタの主部からハブ２３４の中心の方へ伸びてロータ２２６を駆動する。
【００５８】
図１４Ａおよび図１４Ｂに最もよく示すように、ステータ羽根２３６は、ハブ２３４周りに同じ方向に変調してある。特に、ステータ羽根２３６は、ロータブレード２３２に関して時計方向、ロータ２２６の回転方向Ａに傾斜している。それで、羽根中心線Ｖ１ないしＶ８がブレード中心線Ｂ１ないしＢ８に対して傾斜し、全羽根中心線Ｖ１ないしＶ８は、任意の与えられた時間に全ブレード中心線Ｂ１ないしＢ８と重なり合うことはない。その上、隣接する羽根中心線Ｖ１ないしＶ８の間の変調角が変動するか不均一である。例えば、図１６に示すように、Ｖ３とＶ４の間の角度θがＶ４とＶ５の間の角度βと異なる。
【００５９】
更に、ステータ羽根２３６が非放射状である。図１６に示すように、羽根中心線Ｖ１ないしＶ８の各々が円形ハブ２３４を通過するが、この円形ハブ２３４の中心Ｃは通らない。特に、各羽根中心線Ｖ１ないしＶ８は、円形ハブ２３４の軸である中心Ｃを有するそれぞれの円に接する。それで、ステータ羽根中心線Ｖ１ないしＶ８間の変調角は、これらのステータ羽根中心線Ｖ１ないしＶ８がロータブレード中心線Ｂ１ないしＢ８のするようにハブの中心Ｃの周りに放射状構成をとらないように連続的に変動する。
【００６０】
これらの変調角は、ロータブレード２３２の分布の関数である、各羽根２３６の円周位置の関数である。即ち、各ステータ羽根２３６の向きは、ロータブレード２３２の分布に基づく。図示する実施例では、ステータ羽根２３６変調を決めるために、図１７に示すようにブレード中心線Ｂ１ないしＢ８の各々に沿って１点を選ぶ。それで、８点を選び、逐次Ｐ１ないしＰ８と名付ける。これらの点Ｐ１ないしＰ８は、これらの点を結ぶ線が仮想螺旋Ｈを形成するように選んである。この構成は、８点Ｐ１ないしＰ８の各々がハブ２３０の中心から異なる半径方向長さを有するようにこれら８点Ｐ１ないしＰ８を配置する。例えば、Ｐ５は、Ｐ６より中心Ｃに近く、およびＰ６は、Ｐ７より中心Ｃに近い等。８点Ｐ１ないしＰ８の位置決めは、どんな適当な方法、例えば、数学的モデリング、実験等で決めてもよい。
【００６１】
次に、図１８に示すように、傾斜線がブレード中心線Ｂ１ないしＢ８上の各点Ｐ１ないしＰ８を貫通する。これらの線は、同じ方向、即ち、ロータ２２６の回転方向Ａに傾斜している。これらの線は、羽根２３６の羽根中心線Ｖ１ないしＶ８を定義する。図示するように、羽根中心線Ｖ１ないしＶ８とそれぞれのブレード中心線Ｂ１ないしＢ８の間の交角αは等しい。図示する実施例では、この角αがほぼ１７°である。しかし、この角度は、どんな適当且つ適切な大きさでもよく、この大きさは、どんな適当な方法、例えば、数学的モデリング、実験等で決めてもよい。
【００６２】
それで、ロータ２２６が作動すると、ロータブレード２３２は、約１７°の角度でそれぞれのステータ羽根２３６と交差するが、各ロータブレード２３２とそれぞれのステータ羽根２３６の間の交点は、ハブ２３０の中心Ｃから異なる半径方向長さにある。各ロータブレード２３２がそれぞれのステータブレード２３６を横切る方法を変えることによって、この横断から発生する音を多様化し、対称的でない。例えば、Ｂ１がＶ１を横切るとき発生する音は、Ｂ２がＶ２を横切るとき発生する音と異なり、Ｂ２がＶ２を横切るとき発生する音は、Ｂ３がＶ３を横切るとき発生する音と異なるだろう。これらの音の範囲が動作中に逆トルク装置１４が発生する知覚騒音を低減する。
【００６３】
上に説明したステータ２２８の構成は、ロータ２２６が作動するとき、このロータ２２６の回転によって生じる、ロータ２２６の回転方向と逆方向のトルクのために、ステータ羽根２３６の各々を引張り状態に置く。環状支持円板２３８を使い実施例では、羽根２３６のこの引張りが支持円板２３８を収縮させ、それがこの支持円板２３８とダクト２１６を形成するシュラウドの内面との間に無視できる隙間を作るかも知れない。しかし、羽根２３６を支持円板２３８の収縮が起らないか、起っても無視できるように、羽根２３６の引張りが無視できるほどに設計することが好ましい。
【００６４】
図１９は、図１３ないし図１８に関して議論した要素のあり得る寸法を示す。図１９の寸法は、図示した種々の要素の寸法および比率の一例に過ぎないことを理解すべきである。
【００６５】
図２０および図２１は、変調したステータ羽根３３６と共にステータ３２８のもう一つに実施例を概略的に示す。この実施例では、駆動軸３４０近くの羽根３３６の一つ（各羽根３３６およびブレードは中心線によって表してある）、例えば、Ｖ８が残りの羽根Ｖ１ないしＶ７に関して反対に傾斜している。特に、Ｖ８は、ロータブレードＢ１ないしＢ８に関してロータ３２６の回転Ａと反対方向に傾斜している。
【００６６】
ステータ３２８のこの構成は、ロータ３２６が作動するとき、羽根の一つＶ８を圧縮状態に置き、残りの羽根Ｖ１ないしＶ７を引張り状態に置く。更に、この構成は、駆動軸３４０に最も近い２枚の羽根Ｖ１およびＶ８を高応力領域に近く取付けられるようにし、それがより良い応力流れに繋がり、重量を減らし、構造保全性を改善する。その上、２枚以上の羽根Ｖ１ないしＶ８を反対に傾斜してもよい。
【００６７】
図示するステータ２２８、３２８は、例示に過ぎず、ステータ２２８、３２８は、ヘリコプタのダクト式逆トルク装置の知覚音を減らすためおよび構造的保全性を改善するために、何か適当な方法で変調したステータ羽根２３６、３３６を含んでもよい。更に、上に説明したステータ羽根変調の決定は、例示に過ぎず、このステータ羽根変調は、何か他の適当な方法で決めてもよいことを理解すべきである。
【００６８】
変調したステータ羽根を、変調羽根を持つおよび非変調羽根を持つロータを含む何か適当なロータと共に利用してもよい。非変調羽根を持つロータとは、隣接するロータブレード間の角度間隔が一定であるロータを指す。即ち、ロータブレードの全ての対の間の角度が同じであるように、ロータブレードがハブ周りに均等に離間している。例えば、図２２は、ロータ４２６のブレード４３２が非変調であり、ステータ４２８の羽根４３６が図１４同様に変調してあり且つ上に同様に図１４に関して議論した羽根と実質的に同じである。図２３は、ロータ５２６のブレード５３２が非変調であり、ステータ５２８の羽根５３６が図２１同様に変調してあり且つ上に同様に図２１に関して議論した羽根と実質的に同じである。
【００６９】
また、ある実施例では、隣接するロータブレード間の角度の一つが隣接するステータ羽根間の角度の一つと等しくてもよい。一例で、非変調ロータの隣接するロータブレード間の角度の一つが変調したステータの隣接するステータ羽根間の角度の一つと等しくてもよい。もう一つの例では、変調したロータの隣接するロータブレード間の角度の一つが変調したステータの隣接するステータ羽根間の角度の一つと等しくてもよい。
【００７０】
図２４および図２５は、それぞれ平面形が実質的に非長方形型のロータブレード３２、２３２を有するロータ２６、２２６の二つの実施例を示す。例えば、各ロータブレードは、平面形が三日月刀形でもよく（図２４のロータブレード３２参照）、または各ロータブレードは、平面形がテーパ型でもよい（図２５のロータブレード２３２参照）。ブレード３２、２３２は、何か適当な材料で作ってもよく、および何か適当な方法で作ってもよい。
【００７１】
図２４、図２６、および図２７に示すように、三日月刀型平面形のブレード３２は、刃が湾曲したサーベルのように作る。特に、この三日月刀型平面形のブレード３２は、ロータ２６の回転方向に向く前縁４０、および後縁４２を有する。図示するように、前縁４０は、全体として凸形であり、後縁４２は、僅かに凹形である。しかし、後縁４２は、ブレード３２の縦に伸びる中心線と全体的に平行でもよく、または何か他の適当な形状でもよい。
【００７２】
また、図２４に最もよく示すように、ブレード３２の、ハブ３０に隣接する、近位縁４４、およびブレード３２の遠位縁４６は、共に全体としてブレード中心線に垂直である。しかし、これらの縁４４、４６は、何か他の適当な形状、例えば、傾斜、湾曲形状でもよい。
【００７３】
この様に、ブレード３２の縁４０、４２、４４、４６は、協同して実質的に非長方形の平面形を作る。使用中、この形状は、性能を維持しながらマッハ圧縮効果および知覚騒音を減らすのを助ける。特に、この実質的に非長方形の平面形のブレード３２は、動作中任意の与えられた時間に１本のブレード３２が１本のステータ羽根３６と交差するのを防ぐ。
【００７４】
図２６に示すように、この三日月刀平面形型ブレード３２の断面形状は、その長さに沿って変る。図２６は、このブレードの端から端まで、ハッチングをつけて、種々の断面形状を示し、このブレードの適当なステーションを（インチで）指示する。（種々のブレード断面のクロスハッチングは、各断面の端から端まで広がるが、それは必ずしも各断面が中実であることを意味しない。即ち、種々の断面は、互いに異なる構成を有してもよく、およびこれらの構成は、中実、中空、多層等でもよい。このクロスハッチングは、例示目的に過ぎない。）また、ブレード３２は、捻れ構成である。
【００７５】
図２７ないし図３１は、三日月刀平面形型ブレード３２の特定の幾何学的形状を定義するグラフである。また、図３２は、図２７ないし図３１に関して議論した要素のあり得る寸法を示す表である。図２７ないし図３２に示す寸法および幾何学的比率は、図示する種々の要素の寸法および比率の一例に過ぎないことを理解すべきである。
【００７６】
図２７ないし図３２は、三日月刀平面形型ブレード３２の１０ステーション（断面）、即ち、ＳＴ９．０００，１１．０００，１２．０００，１３．４７５，１５．０００，１６．０００，１７．２１０，１８．０００，１９．０００および２０．０００を示す。図示する実施例で、ブレードのスラスト特性値は、２．７５″（６９．８５ｍｍ）および後縁厚さは、０．０３５″（０．８８９ｍｍ）である。しかし、このブレード３２は、特性値および後縁厚さが何か他の適当なものでもよい。
【００７７】
図２７は、インチでの翼弦長対ブレード・ステーションをプロットすることによって図示する実施例の寸法を示す。
【００７８】
図２８に各ブレード・ステーションでの捻れ程度のグラフとして示すように、所望の翼弦平面捻れ（度）をステーション位置（インチ（＝２５．４ｍｍ））の関数として次のように定義する：
捻れ（度）＝−０．０００４４７９０３＊ＳＴ４＋０．０２７８５６９＊ＳＴ３−０．５１４８７２＊ＳＴ２＋２．１０２０６＊ＳＴ＋５．４１７１１
【００７９】
図２９に各ステーションでのインチの翼弦長のグラフとして示すように、この翼弦長（インチ（＝２５．４ｍｍ））をステーション位置（インチ（＝２５．４ｍｍ））の関数として次のように定義する：
弦（インチ（＝２５．４ｍｍ））＝−０．０２１９７＊ＳＴ２＋０．５９２０２５＊ＳＴ−０．８９８９
【００８０】
図３０に各ステーションでのインチの四分の一弦シフトのグラフとして示すように、スイープを決める四分の一弦オフセット（インチ（＝２５．４ｍｍ））をステーション位置（インチ（＝２５．４ｍｍ））の関数として次のように定義する：
Δｃ／４＝０．０２８８３＊ＳＴ２−０．７８３２＊ＳＴ＋４．７１４−０．４１
【００８１】
ここで“ｃ／４”は、四分の一弦、または翼弦長の四分の一を表し、および、Δｃ／４またはデルタ四分の一弦は、四分の一弦の変化またはシフトを表し、およびＳＴは、インチ（＝２５．４ｍｍ）でのステーション位置を表す。
【００８２】
図示するように、ブレード３２の捻れは、ステーション９から１７．２１０へ増加し、次にこの捻れは、ステーション１７．２１０から２０へ僅かに増加する。また、翼弦長は、ステーション９から１３．４７５へ増加し、および次にステーション１３．４７５から２０へ鋭く低減する。この翼弦長の変動は、ブレード３２にその三日月刀型平面形を与える。図３０および図３１もステーション１３．４７５周りの四分の一弦シフトおよび四分の一弦スイープ角の変動を示す。図３１は、各ブレード・ステーションでの度の四分の一弦スイープ角のグラフを示す。
【００８３】
図２５および図３３は、テーパ型平面形を有するテーパ型ロータブレード２３２を示す。特に、各ブレード２３２の後縁２４０がこのブレード２３２の縦に伸びる中心線の方へ傾斜している。図３３に示すように、この後縁２４０は、中心線２３２と実質的に平行な線２３５に対して角度Ａだけ傾斜している。しかし、この前縁および後縁は、他の適当な形状を有し、例えば、傾斜した後縁２４０と共に中心線２３２に対して傾斜した前縁２４２または傾斜した後縁２４０がなくそれだけでもよい。
【００８４】
また、ブレード２３２の近位縁２４４およびブレード２３２の縁位縁２４６が共に全体としてブレード中心線に垂直である。しかし、これらの縁２４４、２４６は、何か他の適当な形状、例えば、傾斜した形状でもよい。
【００８５】
この様に、ブレード２３２の縁２４０、２４２、２４４、２４６は、協同して実質的に非長方形の平面形を作る。ロータ２２６が作動するとき、ブレード２３２がそれぞれのステータ羽根３６と斜面で交差する。各ロータ・ブレード２３２がそれぞれのステータブレード３６と交差する方法を変えることによって、この逆トルク装置が作動中に発生する知覚騒音が減る。
【００８６】
ステータ羽根３６が実質的に非長方形の平面形、例えば、三日月刀、テーパ状を有してもよいことをもくろむ。そのような構成では、このロータのロータブレードが長方形の平面形を有してもよい。使用中、これらのブレードおよび羽根が互いに斜面で交差して騒音低減の利益をもたらす。
【００８７】
図示するロータ２６、２６６は、例示に過ぎず、ロータ２６、２６６は、ヘリコプタの逆トルク装置の知覚騒音を減らし且つ逆トルク装置の空力性能を改善するように、何か他の適当な実質的に非長方形の平面形のロータブレード３２、２３２を含んでもよいことを理解すべきである。
【００８８】
図２４および図２５は、ロータブレード３２、２３２およびステータ羽根３６、２３６の概略図を示し、ブレード３２、２３２と羽根３６、２３６の間の相対関係を図解する。図２４および図２５は、尾部ファン１２（図１に示す）のステータ側から見たブレード３２、２３２および羽根３６、２３６の図を示す。即ち、図２４および図２５は、ダクト１６、２１６の下流側から上流を見て、または図１２でダクト２１６の断面で見るならば右から左を見て、ブレード３２、２３２および羽根３６、２３６を示す。図２６は、この尾部ファンのロータ側からの羽根３６、２３６の切離した図である。
【００８９】
図３４は、この発明の実施例に従って変調したステータ羽根３６を横切るロータブレード３２を概略的に示す。特に、図３４は、変調したステータ羽根３６の羽根中心線を横切るロータブレード３２のブレード中心線を示す（図３４および図３５は、ブレード中心線を実線でおよび羽根中心線を破線で示す）。ロータ２６は、８枚のブレード３２を含み、従って８本のブレード中心線が逐次Ｂ１ないしＢ８と名付けてある。ロータ２６は、任意の他の適当数のブレード３２、例えば、９枚のブレードを含んでもよい。また、図示する実施例では、ブレード３２がロータハブ３０の周りに取付けてある。即ち、隣接するブレード中心線Ｂ１ないしＢ８間の交角が変動するか不均一である。各ブレード中心線間の角度が変動するので、ロータブレード３２は、角度的に変調される。しかし、ロータ２６は、ハブ３０の周りに均等にまたは一様に分布したブレード３２を含んでもよい。更に、図１４に示すように、ロータブレード３２は、ハブ３０の中心Ｃから放射状に伸びる。即ち、ブレード中心線の各々Ｂ１ないしＢ８が放射状で円形ハブ３０の中心Ｃを通る。しかし、ロータ２６は、放射状でないブレード３２を含んでもよい。作動すると、ロータブレード３２は、矢印Ａの方向に時計方向に回転する（図３４で見て）。
【００９０】
図３４および図３６に示すように、ステータ２８は、８枚の羽根３６を含み、従って８本の羽根中心線が逐次Ｖ１ｍないしＶ８ｍと名付けてある。（この添字“ｍ”は、羽根が角度変調してあることを示す。）しかし、ステータ２８は、任意の他の適当数の羽根３６を含んでもよい。ロータ２６を動かす駆動軸４０がダクト表面２０からハブ３４まで羽根Ｖ１ｍとＶ８ｍの間を伸びる。この駆動軸４０は、ロータ２６と駆動するように係合し、それを動かす。これらの図の向きから見て、駆動軸４０は、このヘリコプタの主部からハブ３４の中心の方へ伸びてロータ２６を駆動する。
【００９１】
図３４および図３６に示すように、ステータ羽根３６は、ハブ３４周りに同じ方向に変調してある。特に、ステータ羽根３６は、ロータブレード３２に関して時計方向、ロータ２６の回転方向Ａに傾斜している。それで、羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍがブレード中心線Ｂ１ないしＢ８に対して傾斜し、全羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍは、任意の与えられた時間に全ブレード中心線Ｂ１ないしＢ８と重なり合うことはない。その上、隣接する羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍの間の変調角が変動するか不均一である。
【００９２】
更に、ステータ羽根３６が非放射状である。図３４に示すように、羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍの各々が円形ハブ３４を通過するが、この円形ハブ３４の中心Ｃは通らない。特に、各羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍは、円形ハブ３４の軸である中心Ｃを有するそれぞれの円に接する。それで、ステータ羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍ間の変調角は、これらのステータ羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍがロータブレード中心線Ｂ１ないしＢ８をなすようにハブの中心Ｃの周りに放射状構成をとらないように連続的に変動する。
【００９３】
これらの変調角は、ロータブレード３２の分布の関数である、各羽根３６の円周位置の関数である。即ち、各ステータ羽根３６の向きは、ロータブレード３２の分布に基づく。図示する実施例では、ステータ羽根３６変調を決めるために、ブレード中心線Ｂ１ないしＢ８の各々に沿って１点を選ぶ。それで、８点を選ぶ。これらの点は、これらの点を結ぶ線が仮想螺旋を形成するように選んである。この構成は、８点の各々がハブ３０の中心Ｃから異なる半径方向長さを有するようにこれら８点を配置する。これら８点の位置決めは、どんな適当な方法、例えば、数学的モデリング、実験等で決めてもよい。
【００９４】
次に、傾斜線がブレード中心線Ｂ１ないしＢ８上のこれらの点の各々を貫通する。これらの線は、同じ方向、即ち、ロータ２６の回転方向Ａに傾斜している。これらの線は、羽根３６の羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍを定義する。羽根中心線Ｖ１ｍないしＶ８ｍとそれぞれのブレード中心線Ｂ１ないしＢ８の間の交角は等しい。図示する実施例では、この角がほぼ１７°である。しかし、この角度は、どんな適当且つ適切な大きさでもよく、この大きさは、どんな適当な方法、例えば、数学的モデリング、実験等で決めてもよい。
【００９５】
それで、ロータ２６が作動すると、ロータブレード３２は、約１７°の角度でそれぞれのステータ羽根３６と交差するが、各ロータブレード３２とそれぞれのステータ羽根３６の間の交点は、ハブ３０の中心Ｃから異なる半径方向長さにある。各ロータブレード３２がそれぞれのステータブレード３６を横切る方法を変えることによって、この横断から発生する音を多様化し、対称的でない。例えば、Ｂ１がＶ１ｍを横切るとき発生する音は、Ｂ２がＶ２ｍを横切るとき発生する音と異なり、Ｂ２がＶ２ｍを横切るとき発生する音は、Ｂ３がＶ３ｍを横切るとき発生する音と異なるだろう。これらの音の範囲が動作中に逆トルク装置１４が発生する知覚騒音を低減する。ブレード３２のこの変調は、実質的に長方形および実質的に非長方形を含み、テーパ状平面形および三日月刀平面形を含む、どんな形の平面形のブレードででも達成できる。
【００９６】
しかし、この発明の説明した実施例によるブレード平面形の形状は、実質的に非長方形であるので、変調したステータ羽根３６を使って上に説明したのと同じ利点を放射状のステータ３６で達成できる。即ち、図３４のステータは、中心点Ｃから伸びないが、図３５のステータは、中心点Ｃから伸び且つ放射状ステータである。図３５のステータ３６は、ブレード３２の非長方形の性質が上に略述したのと同じ利益を達成するので、放射状であり得る。即ち、非長方形ステータブレード３２を設計し、どのブレード３２も他のブレード３２と同じ点で羽根３６を横切らず且つどのブレード３２も羽根３６に対するブレード３２の形状が異なるために全ステータ羽根３６と決して重なり合わないように変調する。羽根３６は、図３５でＶ１ＲないしＶ８Ｒと名付けてある（この添字“Ｒ”は、羽根が放射状であると認定する）。これらの実質的に非長方形のブレードは、三日月刀平面形およびテーパ状平面形を含む、種々の平面形の形状でもよい。また、上に確認した利点は、更に、実質的に非長方形ブレード平面形を使いおよび羽根が放射状か非放射状である場合に間隔が一定の非変調ステータ羽根を使うことによって達成してもよい。
【００９７】
この発明の一実施例では、逆トルク装置１４、２１４の作動中に発生する騒音を減らすために、本発明の一実施例に従って構成した騒音低減構造体４４０をダクト１６、２１６に組込む。この騒音低減構造体４４０は、この逆トルク装置１４、２１４の全体の騒音レベルを下げるように、この逆トルク装置１４、２１４が発生する騒音を弱め、吸収し、または変えるように構成してある。この騒音低減構造体４４０は、何れかの適当なダクト式逆トルク装置に組込んでもよい。
【００９８】
図３７ないし図４３は、騒音低減構造体４４０の種々の実施例を示す。例えば、この騒音低減構造体４４０は、ダクト２１６（図３７、図４０、図４２、および図４３）を囲むシュラウド２１８に組込んだ複数の騒音低減共鳴器でもよく、またはこの騒音低減構造体４４０は、ダクト表面２２０（図３８、図３９、および図４１）に取付けた材料の騒音低減層４４４でもよい。一般的に、この騒音低減構造体４４０は、この逆トルク装置２１４の作動によって発生した騒音を低減する表面をダクト２１６内に創る。
【００９９】
図示し且つこの出願のためのダクト２１６は、五つの領域、即ち、ロータ２２６の平面内を伸びるロータ領域４４６、ステータ２２８の平面内を伸びるステータ領域４４８、ロータ領域４４６に先立つ前縁領域４５０、ステータ領域４４８に続く後縁領域４５２、およびロータ領域４４６とステータ領域４４８の間に伸びる中間領域４５４に分割できる（図４０および図４１参照）。図３７ないし図４１の図示する実施例では、騒音低減構造体４４０がダクト２１６内の少なくともロータ領域４４６に位置する。即ち、騒音低減構造体４４０が、以下に詳しく説明するように、ロータ２２６の平面内に位置する。これらの図で、ロータ２２６の平面は、線２２７によって示してある。しかし、この騒音低減構造体４４０は、どれか他の領域、例えば、中間領域４５４、ステータ領域４４８等にも、ロータ領域４４６に配置してあるのと組合わせるか、またはロータ領域４４６にあるのと組合わせるか若しくは組合わせずに、あってもよいことを理解すべきである。
【０１００】
図３７、図４０、図４２、図４３および図４６は、複数の共鳴器４４２の形の騒音低減構造体４４０を示す。図４２に示すように、各共鳴器４４２、例えば、ヘルムホルツ共鳴器は、空洞４５６およびこの空洞４５６に入る入口開口部４５８を有してもよい。例えば、図４３は、空洞６５６およびこの空洞６５６に入る１対の入口開口部６５８を含む共鳴器６４２を示す。
【０１０１】
図３７に最もよく示すように、複数の共鳴器４４２の各々は、各共鳴器４４２の空洞４５６がシュラウド２１８内に位置しおよび各共鳴器４４２の一つ以上の入口開口部４５８がダクト表面２２０（シュラウド２１８の壁かステータ支持円板２３８によって構成する）に通じるように、ダクト２１６を囲むシュラウド２１８に組込んである。それで、入口開口部４５８は、ダクト２１６の内面を形成するシュラウド２１８の表面と面一である。使用中、この逆トルク装置２１４からの騒音がそれぞれの入口開口部４５８を通って各共鳴器４４２の空洞４５６に入り、この空洞４５６がこの騒音を弱めてその大きさを減らす。この様に、複数の共鳴器４４２が協同してこの逆トルク装置２１４の全体の騒音レベルを抑制する。
【０１０２】
先行技術の組込み共鳴器の例がリーカおよびノイベルトによる“統合ヘルムホルツ共鳴器を使うフェネストロンの騒音低減”に開示してあり、１９９８年９月１５−１７日にフランス、マルセイユでの第２４回ヨーロッパ回転翼機フォーラムで発表され（参考資料ＡＣ１０、ｐｐ１−１２）、それを参考までにここに援用する。
【０１０３】
図３７および図４０に示すように、複数の共鳴器４４２が、一つ以上の開口部４５８がダクト２１６のロータ領域４４６に配置してあるように、シュラウド２１８内に配置してある。即ち、複数の共鳴器４４２の一つ以上の入口開口部４５８がロータ２２６の回転の平面２２７内に配置してある。図示するように、複数の共鳴器４４２の入口開口部４５８がシュラウド２１８周りにリング状構成で離間した関係に伸びる。これらの入口開口部４５８は、ロータハブ２３０の少なくとも一部およびロータブレード２３２を通過する横平面もこれらの入口開口部４５８を通過するように配置してある。しかし、複数の共鳴器４４２の一つ以上の入口開口部４５８がどれか他のダクト領域、例えば、中間領域４５４、ステータ領域４４８等内にも配置してあってよいことを理解すべきである。
【０１０４】
図３８、図３９、図４１、図４４および図４５は、ダクト表面２２０（シュラウド２１８の壁かステータ支持円板２３８によって構成する）に取付けた材料の騒音低減層４４４の形の騒音低減構造体４４０を示す。この材料の層４４４は、ダクト表面２２０に取付けた一つ以上のパネルでもよく、またはダクト表面２２０に付けた被膜でもよい。この材料の層４４４は、ダクト表面２２０に何か適当な方法、例えば、半田付け、接着、ファスナ等で取付けてもよい。使用中、この材料の層４４４は、逆トルク装置２１４の作動によって発生する騒音を吸収または変更する表面をダクト２１６内に創る。
【０１０５】
例えば、この材料の騒音低減層４４４は、逆トルク装置２１４の作動から発生した音を吸収するような構造の多孔性金属材料で構成してもよい。一実施例で、この多孔性金属材料は、Ｆｅｌｔｍｅｔａｌ（登録商標）で、それは焼結金属繊維で作った、巧みに処理した多孔性材料である。このＦｅｌｔｍｅｔａｌ（登録商標）の特性、例えば、繊維サイズ、多孔度、厚さは、所望の音吸収特性に制御するために修正してもよい。しかし、音の吸収を容易にする、何か他の適当な材料を利用してもよい。
【０１０６】
また、この材料の騒音低減層４４４は、逆トルク装置４１４の作動から発生した音を変更または抑制するような構造の摩削性材料で構成してもよい。何か適当な摩削性材料を利用し、この摩削性材料を所望の音変更特性に基づいて選んでもよい。
【０１０７】
図４１に示すように、この材料の騒音低減層４４４を、それをダクト２１６のロータ領域４４６に配置するように、ダクト表面２２０に取付ける。即ち、この材料の騒音低減層４４４がロータ２２６の回転の平面２２７内に配置してある。
【０１０８】
例えば、図３８は、この材料の層４４４がロータ領域４４６を含むダクト表面２２０全体を覆うようにこのダクト表面２２０に取付けた材料の層４４４を示す。しかし、この材料の層４４４は、ロータ領域４４６を含むダクト表面２２０の一部しか覆わなくてもよい。図３９は、この材料の層４４４がリング状構成に伸びてダクト２１６のロータ領域４４６を覆うようにダクト表面２２０に取付けた材料の層４４４を示す。それで、この材料の層４４４は、このロータハブの少なくとも一部およびロータブレードを通過する横平面もこの材料の層４４４を通過するように配置してある。図示するように、この材料のリング状層４４４の前縁および後縁は、この材料の層４４４がダクト２１６の空力学を殆ど妨害しないように、テーパが付いている。しかし、この材料の層４４４は、他のダクト領域のどれか、例えば、中間領域４５４、ステータ領域４４８等内に配置してあってもよいことを理解すべきである。
【０１０９】
図４４で分るように、この材料の層４４４は、例えば、ロータ平面の前の、前縁にだけ使うことができる。図４５で分るように、この材料の層４４４は、例えば、ステータ２１４の領域にだけ使うことができる。この様に、本出願で開示した騒音低減材料は、共鳴器、音響材料および摩削性材料の使用を含み、ロータ２２６の平面にだけ、またはロータ２２６の平面を含む領域にだけ使うことに限定されない。図４４および図４５に示すように、この騒音低減材料、特に材料の層４４４は、全体として図４４に示すように後縁にまたはステータの領域におよび図４４に示すように前縁の領域のように、ロータ２２６の平面を離れた領域に使うことができる。
【０１１０】
図４６で分るように、共鳴器４４２は、ロータ２２６の平面２２７に使えるだけでなく、ダクト２１８の長さに沿う種々の位置で使える。図４６で分るように、共鳴器４４２は、ダクト２１８の実質的に全長に沿っておよび実質的にこのダクトの内面の周囲に配置してある。しかし、これらの共鳴器は、騒音低減を最適化するためにダクトに沿った種々の位置に選択的に配置できることを理解すべきである。
【０１１１】
図示する騒音低減構造体４４０は、例示に過ぎず、およびヘリコプタのダクト式逆トルク装置２１４によって発生した騒音を低減するために、ダクト表面２２０を何か適当な方法で音響的に処理してもよいことを理解すべきである。更に、図示する騒音低減構造体４４０は、全体の騒音を低減するために互いに組合わせてもよい。例えば、逆トルク装置２１４の全体的騒音を低減するために、材料の騒音低減層４４４を複数の共鳴器４４２と共に利用してもよい。
【０１１２】
騒音低減するための別個の方法および装置としてここに種々の実施例を開示したが、これらの種々の実施例の任意の組合わせも同様に使ってよいことも理解すべきである。例えば、それぞれ、図３７および図３９に示すように、ロータ平面に共鳴器または音響材料を使うことを、図４４に示すようなステータ領域の音響または摩削性材料および／または図４５に示すような前縁領域の音響または摩削性材料と一緒に使うことができる。
【０１１３】
前記の特定の実施例は、本発明の構造的および機能的原理を図解するために提示し、限定されることを意図しない。反対に、本発明は、全ての修正、変更、および置換を添付の請求項の精神および範囲内に包含する意図である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】ヘリコプタの尾部にある逆トルク装置の実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す尾部ファンのロータ組立体である。
【図３】変調度が１に等しい、この発明に実施例による、図１に示すものに類似するロータ組立体である。
【図４】変調度が２に等しい、この発明に実施例による、図１に示すものに類似するロータ組立体である。
【図５】図３に類似するロータ組立体の実例で、ロータブレード間の分離角を示す。
【図６】図４に類似するロータ組立体の実例で、ロータブレード間の分離角を示す。
【図７】図５および図６に示すロータ組立体構成の各ブレードの角度構成を含む表である。
【図８】（ａ）はエワルド外の論文からの図２ａを示し、それはベッセル係数対最大位相偏差を示し、（ｂ）はエワルド外の論文からの図２ｂを示し、それは位相変調ファンのための周波数スペクトルを示す。
【図９】この発明のもう一つの実施例による９枚ブレードのロータ用にロータブレードのための変調間隔を決める際の値を示す。
【図１０】図９の実施例に対応し、９枚ブレードのロータ用にロータブレードのための変調間隔を決める際の正弦法則の反復最適化の結果を示す。
【図１１】図１に示す逆トルク装置のロータとステータの実施例を示す断面図である。
【図１２】図１に示す逆トルク装置のロータとステータのもう一つの実施例を示す断面図である。
【図１３】破線で示すステータの羽根の羽根中心線を横切るロータのブレードのブレード中心線を実線で示す、概略、上流側面図であり、このステータの羽根はこの発明の実施例に従って変調してある。
【図１４Ａ】ステータの羽根の羽根中心線を実線でおよびロータのブレードのブレード中心線を破線で示す、図１３に類似する概略側面図である。
【図１４Ｂ】ヘリコプタの尾部のロータ側から見た、図１３に示すステータの側面図である。
【図１５】ロータハブの中心で互いに交差する、図１３に示すロータのブレードのブレード中心線を示す概略側面図である。
【図１６】ステータハブを通過するがステータの中心は通らない、図１４に示すステータの羽根の中心線を示す概略側面図である。
【図１７】図１３に示すロータのブレードのブレード中心線および各ブレードと交差する仮想螺旋を示す概略側面図である。
【図１８】図１３に示すロータのブレードのブレード中心線、および図１７に示す螺旋が各ブレードと交差する各点を通過する傾斜線を示す概略側面図である。
【図１９】実施例の寸法による、図１３に類似する概略側面図である。
【図２０】破線で示すステータの羽根の羽根中心線を横切るロータのブレードのブレード中心線を実線で示す、概略側面図であり、このステータの羽根はこの発明のもう一つ実施例に従って変調してある。
【図２１】ステータの羽根の羽根中心線を実線でおよびロータのブレードのブレード中心線を破線で示す、図２０に類似する概略側面図である。
【図２２】実線で示すステータの羽根の羽根中心線を横切るロータのブレードのブレード中心線を破線で示す、概略側面図であり、このロータのブレードは変調してなく、このステータの羽根は図１４同様に変調してある。
【図２３】実線で示すステータの羽根の羽根中心線を横切るロータのブレードのブレード中心線を破線で示す、概略側面図であり、このロータのブレードは変調してなく、このステータの羽根は図２１同様に変調してある。
【図２４】ロータおよびそのロータブレードを示す切離した透視図で、これらのロータブレードは、この発明の実施例に従って構成してある。
【図２５】ロータおよびそのロータブレードを示す切離した透視図で、これらのロータブレードは、この発明のもう一つ実施例に従って構成してある。
【図２６】図２４に示すロータのロータブレードの部分図で、このロータブレードの異なるステーションを通る種々の断面が採ってある。
【図２７】図２６に示すロータブレードの平面図である。
【図２８】図２６に示すロータブレードの捻れ分布を示すグラフである。
【図２９】図２６に示すロータブレードの翼弦分布を示すグラフである。
【図３０】図２６に示すロータブレードの四分の一弦シフト分布を示すグラフである。
【図３１】図２６に示すロータブレードの四分の一弦スイープ角分布を示すグラフである。
【図３２】図２６に示すロータブレードの実施例の寸法表である。
【図３３】テーパ状ブレードの平面形の一実施例を示す。
【図３４】本発明のもう一つの実施例によるロータブレードとステータ羽根の相対位置決めを示す概略図で、変調したロータブレードと変調したステータ羽根を示す。
【図３５】本発明のもう一つの実施例によるロータブレードとステータ羽根の相対位置決めを示す概略図で、変調してないロータブレードと変調したステータ羽根を示す。
【図３６】図３４に示す変調したステータ羽根の、ヘリコプタの尾部ロータ側からの側面図である。
【図３７】図１に示す逆トルク装置に組込んだ騒音低減構造体を示す部分断面図で、この騒音低減構造体は、この発明の実施例に従って構成してある。
【図３８】図１に示す逆トルク装置に組込んだ騒音低減構造体のもう一つの実施例を示す部分断面図である。
【図３９】図１に示す逆トルク装置に組込んだ騒音低減構造体のもう一つの実施例を示す部分断面図である。
【図４０】図１に示す逆トルク装置に組込んだ、図３７に示す騒音低減構造体を示す平面図である。
【図４１】図１に示す逆トルク装置に組込んだ、図３８に示す騒音低減構造体を示す平面図である。
【図４２】図３７に示す騒音低減構造体の実施例を示す、切離した透視図である。
【図４３】図３７に示す騒音低減構造体のもう一つの実施例を示す、切離した透視図である。
【図４４】本発明によるダクトのもう一つの実施例を示し、このダクトのステータの部分が音響処理を含む。
【図４５】本発明によるダクトのもう一つの実施例を示し、このダクトの前縁の部分が音響処理を含む。
【図４６】本発明によるダクトのもう一つの実施例を示し、共鳴器がこのロータの回転の平面におよびこのロータの端から端まで他の位置に配置してある。
【図１】
2008506582.tif 000004
【図２】
2008506582.tif 000005
【図３】
2008506582.tif 000006
【図４】
2008506582.tif 000007
【図５】
2008506582.tif 000008
【図６】
2008506582.tif 000009
【図７】
2008506582.tif 000010
【図８】
2008506582.tif 000011
【図９】
2008506582.tif 000012
【図１０】
2008506582.tif 000013
【図１１】
2008506582.tif 000014
【図１２】
2008506582.tif 000015
【図１３】
2008506582.tif 000016
【図１４Ａ】
2008506582.tif 000017
【図１４Ｂ】
2008506582.tif 000018
【図１５】
2008506582.tif 000019
【図１６】
2008506582.tif 000020
【図１７】
2008506582.tif 000021
【図１８】
2008506582.tif 000022
【図１９】
2008506582.tif 000023
【図２０】
2008506582.tif 000024
【図２１】
2008506582.tif 000025
【図２２】
2008506582.tif 000026
【図２３】
2008506582.tif 000027
【図２４】
2008506582.tif 000028
【図２５】
2008506582.tif 000029
【図２６】
2008506582.tif 000030
【図２７】
2008506582.tif 000031
【図２８】
2008506582.tif 000032
【図２９】
2008506582.tif 000033
【図３０】
2008506582.tif 000034
【図３１】
2008506582.tif 000035
【図３２】
2008506582.tif 000036
【図３３】
2008506582.tif 000037
【図３４】
2008506582.tif 000038
【図３５】
2008506582.tif 000039
【図３６】
2008506582.tif 000040
【図３７】
2008506582.tif 000041
【図３８】
2008506582.tif 000042
【図３９】
2008506582.tif 000043
【図４０】
2008506582.tif 000044
【図４１】
2008506582.tif 000045
【図４２】
2008506582.tif 000046
【図４３】
2008506582.tif 000047
【図４４】
2008506582.tif 000048
【図４５】
2008506582.tif 000049
【図４６】
2008506582.tif 000050