(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機のベースライン翼に固定して取り付け可能なウィングレットであって、
前縁および後縁を有する垂直部分であって、前記前縁は、第１の非線形形状を有し、前記後縁は、第２の非線形形状を有する、垂直部分
を含み、
前記ウィングレットの前記前縁の一部分は、前記ベースライン翼の後縁の一部分を越えて延在しており、
前記ウィングレットの前記前縁を前記航空機の自由流方向に対して垂直の平面に投影した場合に、前記後縁の一部分の後部に位置する前記前縁の一部分の長さが前記前縁の長さの３分の１よりも大きいことを特徴とする、ウィングレット。
【請求項２】
前記第１の非線形形状、第１の滑らかで連続的な高次関数によって規定され、
前記第２の非線形形状、第２の滑らかで連続的な高次関数によって規定され、
前記第１の滑らかで連続的な高次関数または第２の滑らかで連続的な高次関数のうちの１または複数は、滑らかで連続的な４次関数、滑らかで連続的な５次関数、滑らかで連続的な６次関数、滑らかで連続的な７次関数のうちの１または複数を含むことを特徴とする請求項１に記載のウィングレット。
【請求項３】
ベースライン翼と、
前記ベースライン翼に固定して取り付けられているウィングレットであって、前縁および後縁を有する垂直部分を含み、前記前縁の一部分が前記後縁の一部分の後部に位置するように構成されているウィングレットと
を含み、
前記ウィングレットの前記前縁を前記航空機の自由流方向に対して垂直の平面に投影した場合に、前記後縁の一部分の後部に位置する前記前縁の一部分の長さが前記前縁の長さの３分の１よりも大きいことを特徴とする航空機。
【請求項４】
前記後縁の前記一部分は、実質的に、前記ウィングレットの翼根の近くにあり、前記前縁の前記一部分が、実質的に、前記翼根の実質的に翼端にある前記ウィングレットの先端の近くにあることを特徴とする請求項３に記載の航空機。
【請求項５】
前記第１の非線形形状は、第１の滑らかで連続的な高次関数によって規定されることを特徴とする請求項１に記載のウィングレット。
【請求項６】
前記第２の非線形形状は、第２の滑らかで連続的な高次関数によって規定されることを特徴とする請求項１に記載のウィングレット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、２０１３年１２月５に出願された米国特許仮出願第６１／９１２，０１４号明細書の利益を主張し、それは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【背景技術】
【０００２】
航空産業において、航空機効率を増大させ、消費される化石燃料の量を低減させることがますます求められている。効率、性能、および美観を向上させるために、ウィングレットが設計され、大型のマルチパッセンジャ（multi-passenger）航空機を含む多くの航空機の上に搭載されてきた。そのようなウィングレットは、通常、翼の端部に取り付けることができる水平方向の本体部分と、水平方向の本体部分から垂直方向上向きに延在することができる角度付きの部分とから構成されている。たとえば、ウィングレットは、航空機の既存の翼に取り付けられ、飛行効率、航空機性能を増大させ、または、航空機の美観を改善することも可能である。
【０００３】
しかし、現在のウィングレット設計は、望まれるよりも高い非効率をウィングレットが有することを引き起こし得るさまざまな設計パラメータを軽視している。したがって、改善された航空機ウィングレットおよびウィングチップデバイスが当技術分野で依然として求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，９００，８７７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１２／０１８７２５１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
この概要は、発明を実施するための形態で下記にさらに説明されている簡単化された形態での概念の選択を導入するために提供される。この概要は、特許請求されている主題の重要な特徴または必須の特徴を特定することを意図しているのではなく、また、特許請求されている主題の範囲を限定するために使用されることを意図しているのでもない。本開示は、ウィングチップデバイス、および、ウィングチップデバイスを使用するための方法を説明している。たとえば、ウィングチップデバイスは、航空機のベースライン翼に取り付けられ得る。ウィングチップデバイスは、ベースライン翼に連結されている垂直部分を含むことが可能である。垂直部分は、前縁および後縁を含むことが可能である。前縁および後縁は、非線形形状であることが可能である。たとえば、前縁および後縁は、ウィングチップデバイスを、従来のウィングレット設計からさらに後部に移動させることが可能である。追加的にまたは代替的に（alternatively）、前縁および後縁は、従来のウィングレット設計よりもさらに後部にウィングチップデバイスを位置付けするように形状決めされ得る。
【０００６】
追加的にまたは代替的に、前縁および後縁は、任意の航空機に適するように拡大縮小され得る数学的関係によって記述され得る。追加的にまたは代替的に、記述される前縁および後縁は、それに限定されないが、さまざまな翼弦、キャンバー厚さ、エーロフォイル（翼）、および／またはトー角（toe angles）を含む、さまざまなウィングチップ構成を支持することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
発明を実施するための形態は、添付の図を参照して述べられている。図では、参照数字の最も左の桁（複数の場合もある）が、参照数字が最初に出現する図を特定している。異なる図における同じ参照数字の使用は、類似または同一の項目を指示している。
【０００８】
【図１Ａ】例示的なウィングチップデバイスを示す図である。
【図１Ｂ】例示的なウィングチップデバイスを示す図である。
【図１Ｃ】例示的なウィングチップデバイスを示す図である。
【図２Ａ】図１Ａ〜図１Ｃの例示的なウィングチップデバイスの別の図を示す図である。
【図２Ｂ】図１Ａ〜図１Ｃの例示的なウィングチップデバイスの別の図を示す図である。
【図３】取り付けられた例示的なウィングチップデバイスを備える航空機を示す図である。
【図４Ａ】例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示す図である。
【図４Ｂ】例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示す図である。
【図５Ａ】例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示す図である。
【図５Ｂ】例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示す図である。
【図６Ａ】図５Ａ〜図５Ｂに示されている例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示す図である。
【図６Ｂ】図５Ａ〜図５Ｂに示されている例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示す図である。
【図７】ウィングチップデバイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図８】ウィングチップデバイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図９】ウィングチップデバイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図１０】ウィングチップデバイスの例示的な実施形態を示す図である。
【図１１】ウィングチップデバイスの動作を図示するフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
概観
本出願は、さまざまな飛行条件における航空機の効率および性能を増大させるために航空機の翼の上で使用され得るウィングチップデバイスを説明している。開示されているウィングレット構成は、より効率的な分布に向けて翼全体にわたる揚力を再分配することが可能であり、抗力を低減させることが可能である。
【００１０】
また、本出願は、改善された空気力学的な性能を備えるウィングチップデバイスについて考察している。たとえば、さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスは、独特な前縁設計を含むことが可能であり、独特な前縁設計は、後退させられ得、かつ、従来のウィングレットと比較したときに、自由流方向に対して、ベースライン翼の一部分の相対的に後部に、ウィングチップデバイスの表面を置くことが可能である。単なる非限定的な例として、さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスは、ウィングレットを含む。追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスは、数学的定義によって記述される表面を含むことが可能である。たとえば、数学的表現は、例示的なウィングレットまたはその一部分の形状を規定することが可能である。
【００１１】
追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、数学的記述は、翼設計または航空機に適合するように拡大縮小可能であり得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、数学的記述は、ウィングチップデバイスの上のさまざまな基準点同士の間の比率を規定することが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、数学的記述は、プランフォーム（翼平面形状：planform）またはウィングチップデバイス形状を規定することが可能である。追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、さまざまなエーロフォイル（翼）が、数学的記述によって、使用のために組み込まれ得る。たとえば、数学的記述は正規化され得る。そのため、数学的モデルは、任意の翼弦、任意のキャンバー厚さ、任意のエーロフォイル、および／または、任意のトー角に関して拡大縮小され得る。この特徴は、一般航空から、民間旅客機へ、軍事用途へ、任意の適切な航空機へのウィングレットデバイスの適用を提供することが可能である。
【００１２】
追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、数学的記述は、自由流方向においてエーロフォイルセクション（翼形断面）における前縁、それぞれの翼弦、および迎角の座標系および基準点、たとえば、ｘ、ｙ、およびｚを規定することが可能である。
【００１３】
ウィングレットの後縁、および、ベース翼とのそのインターフェースは、乱流および不連続の領域であることが多い。長年にわたって、いくつかの形状が、ウィングレットのスパン方向の形状、たとえば、角度付きの形状、ブレンデッド（混合）形状、または楕円形の形状を規定するために使用されてきた。しかし、自由流方向、たとえばｘ方向において、相対的な寸法および形状は、それほど注目されてこなかった。既存の航空機の上にさまざまなウィングレットを搭載する際に、この領域は、無視されるか、または、後からの修正が用いられるかのいずれかであることが多い。本開示は、すべての３つの軸線に対処し得るウィングチップデバイス形状に対処する。さまざまな実施形態が企図するところによれば、自由流方向が決定され潜在的に最適化されている設計は、効率の増大を提供することが可能である。
【００１４】
さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスは前縁および後縁を備える。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁および後縁は、非線形であることが可能である。たとえば、前縁および後縁は、ウィングチップデバイスエーロフォイルをベースライン翼に対して後部に平行移動させるように、湾曲および後退していることが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、この領域は、ウィングレットがより良好な性能を有することができる場所である。添付のグラフ、図、表、および等式を伴う以下の考察は、さまざまな実施形態を開示している。しかし、これらは単なる例であり、ウィングレットの後部設置を伴う非線形の前縁および後縁の根本的な原理が、他の要因の中でも、当産業において新しい最先端の設計および研究を表しているということが企図されている。非限定的な例として、下記に説明されているさまざまな実施形態は、ブレンデッドウィングレットプロファイルによる可能性があるが、本明細書で考察されている原理は、角度付きの構成または楕円形の構成を備えるウィングレットの上にも容易に適用可能である。
【００１５】
追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスは、複合材料および／または金属材料を含むことが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスは、複合材料構造を含むことが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、複合構造は、ウィングチップデバイスの製造を、他の方法、たとえば、伝統的な金属および金属加工プロセスよりも商業的に経済性を有することが可能である。
【００１６】
さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁および後縁は、非線形の縁部および表面を含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、前縁および後縁は、複合曲線を含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、前縁および後縁は、滑らかで連続的な高次関数的な記述を含むことが可能であり、それは、たとえば、２次よりも大きい多項式、３次よりも大きい多項式、４次よりも大きい多項式、５次よりも大きい多項式、６次よりも大きい多項式、７次よりも大きい多項式、７次よりも小さい多項式もしくは７次に等しい多項式、および／または、６次に等しい多項式である。追加的にまたは代替的に、前縁および後縁は、単調関数的な記述を含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、前縁および後縁は、微分可能関数的な記述を含むことが可能である。
【００１７】
追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスは、さまざまなトー角で翼に連結され得る。たとえば、ウィングチップデバイスは、ゼロ度のトー角で、−１度から＋１度の間のトー角で、−２度から＋２度の間のトー角で、−３度から＋３度の間のトー角で、−４度から＋４度の間のトー角で、または、それらの組合せで、ベースライン翼または隣接するウィングチップデバイスに取り付けられ得る。
【００１８】
例示的なウィングチップデバイス
図１Ａは、例示的なウィングチップデバイス１００の側面図を示している。ウィングチップデバイス１００は、実質的に垂直部分１０２を含むことが可能である。垂直部分１０２は、前縁１０４および後縁１０６を含むことが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁１０４および後縁１０６は、非線形の数学的記述を用いて記述され得る。
【００１９】
図１Ｂは、例示的なウィングチップデバイス１００のプロファイル図を示している。ウィングチップデバイス１００は、実質的に垂直部分１０２を含むことが可能である。垂直部分１０２は、移行部分１１０および端部１１２を含むことが可能である。端部１１２は、装着表面またはインターフェースを含み、ベースライン翼のウィングチップに連結することが可能である。追加的にまたは代替的に、ウィングチップデバイス１００のこのプロファイル図は、ブレンデッドウィングレットプロファイルとの類似性を反映することが可能である。追加的にまたは代替的に、角度付きのおよび／または楕円形のプロファイルも使用され得る。
【００２０】
図１Ｃは、例示的なウィングチップデバイス１００の上面図を示している。ウィングチップデバイス１００は、実質的に垂直部分１０２を含むことが可能である。垂直部分１０２は、前縁１０４および後縁１０６を含むことが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁１０４および後縁１０６は、非線形の数学的記述によって記述され得る。また、図１Ｃは、ウィングチップデバイス１００に連結されているベースライン翼またはウィングチップエクステンション１０８の一部分を示している。さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイス１００は、さまざまなウィングチップエクステンションおよびデバイスとともに使用され得る。たとえば、制御可能な空気流修正デバイスが、ウィングチップデバイス１００に連結され得る。制御可能な空気流修正デバイス（ＣＡＭＤ）の例は、特許文献１および特許文献２に見出され得る。
【００２１】
追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁１１４の一部分が、ウィングチップデバイス１００の自由流方向、たとえばＸに対して、後縁１１６の一部分の後部に位置してもよい。
【００２２】
追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁の一部分は、ベースライン翼または別のウィングチップデバイスの後縁の一部分を越えて延在することが可能である。
【００２３】
さまざまな実施形態が企図するところによれば、後縁の一部分の後部にある前縁の一部分は、航空機の自由流方向に対して垂直の方向に、ウィングチップデバイス長さの３分の１よりも大きい部分を構成することが可能である。追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、その一部分は、航空機の自由流方向に対して垂直の方向に、ウィングチップデバイス長さの２分の１よりも大きい部分を構成することが可能である。
【００２４】
図２Ａ〜図２Ｂは、例示的なウィングチップデバイス１００の斜視図を示している。ウィングチップデバイス１００は、実質的に垂直部分１０２を含むことが可能である。垂直部分１０２は、前縁１０４および後縁１０６を含むことが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁１０４および後縁１０６は、非線形の数学的記述によって記述され得る。また、図２Ａは、ウィングチップデバイス１００に連結されているベースライン翼の一部分またはウィングチップエクステンション１０８を示している。また、図２Ａは、航空機（図示せず）の自由流フローを表す矢印２００を示している。
【００２５】
図３は、例示的なウィングチップデバイス３０２を備える例示的な航空機３００を示している。航空機３００は、ベースライン翼３０６を備える胴体３０４を含むことが可能であり、ベースライン翼３０６は、ウィングチップデバイス３０２に連結され得る。追加的にまたは代替的に、ウィングチップデバイス３０２が、ベースライン翼３０６に直接的に連結され得る。さまざまな実施形態が意図するところによれば、ベースライン翼３０６は、追加的なウィングチップデバイス、エクステンション、または、他の特徴を有することが可能である。たとえば、図３は、追加的なウィングチップデバイス３０８を示しており、そこでは、ウィングチップデバイス３０２が、追加的なウィングチップデバイス３０８に直接的に連結され得、追加的なウィングチップデバイス３０８が、ベースライン翼３０６に連結されている。さまざまな実施形態が企図するところによれば、追加的なウィングチップデバイス３０８は、１または複数のアクティブウィングチップデバイスまたはパッシブウィングチップデバイスを含むことが可能である。たとえば、さまざまな実施形態が意図するところによれば、別のウィングチップデバイス３０８が、１または複数のＣＡＭＤを含む。
【００２６】
図４Ａ〜図４Ｂは、例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示している。たとえば、図４Ａは、ウィングチップデバイスの上方からのプロファイル図４００を示している。前縁は、Ｙ軸のプラスの領域の中のライン４０２によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、Ｙ軸のマイナスの領域の中のライン４０２の一部分は、翼または別のウィングチップデバイスの前縁を図示することが可能である。後縁は、Ｙ軸のプラスの領域の中のライン４０４によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、Ｙ軸のマイナスの領域の中のライン４０４の一部分は、翼または別のウィングチップデバイスの後縁を図示することが可能である。追加的にまたは代替的に、図４Ａは、マイナスの傾斜４０６を有する、Ｙ軸のマイナスの領域の中のライン４０４の一部分を示しているが、さまざまな実施形態が企図するところによれば、傾斜４０６は、実質的に垂直方向であるか、プラスの傾斜を有するか、または、それらの組合せであることが可能である。これは、隣接する翼構造体の後縁の構成に依存し得る。たとえば、翼が後退している場合には、傾斜４０６はマイナスであることが可能であり、翼がデルタ翼または直線翼である場合には、傾斜４０６は実質的に垂直方向であることが可能であり、翼がテーパ付きである場合には、傾斜４０６はプラスであることが可能である。
【００２７】
図４Ｂは、ウィングチップデバイスの機内からのプロファイル図４０８を示している。前縁は、Ｚ軸のプラスの領域の中のライン４１０によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、Ｚ軸のマイナスの領域の中のライン４１０の一部分は、翼または別のウィングチップデバイスの前縁を図示することが可能である。後縁は、Ｚ軸のプラスの領域の中のライン４１２によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、Ｚ軸のマイナスの領域の中のライン４１２の一部分は、翼または別のウィングチップデバイスの後縁を図示することが可能である。追加的にまたは代替的に、図４Ｂは、マイナスの傾斜４１４を有する、Ｚ軸のマイナスの領域の中のライン４１２の一部分を示しているが、さまざまな実施形態が企図するところによれば、傾斜４１４は、実質的に垂直方向であるか、プラスの傾斜を有するか、または、それらの組合せであることが可能である。
【００２８】
図５Ａ〜図５Ｂは、例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示している。たとえば、図５Ａは、ウィングチップデバイスの上方からのプロファイル図５００を示している。前縁は、Ｙ軸のプラスの領域の中のライン５０２によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、Ｙ軸のマイナスの領域の中のライン５０２の一部分は、翼または別のウィングチップデバイスの前縁を図示することが可能である。後縁は、Ｙ軸のプラスの領域の中のライン５０４によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、Ｙ軸のマイナスの領域の中のライン５０４の一部分は、翼または別のウィングチップデバイスの後縁を図示することが可能である。追加的にまたは代替的に、図５Ａは、マイナスの傾斜５０６を有する、Ｙ軸のマイナスの領域の中のライン５０４の一部分を示しているが、さまざまな実施形態が企図するところによれば、傾斜５０６は、実質的に垂直方向であるか、プラスの傾斜を有するか、または、それらの組合せであることが可能である。これは、隣接する翼構造体の後縁の構成に依存し得る。たとえば、翼が後退している場合には、傾斜５０６はマイナスであることが可能であり、翼がデルタ翼または直線翼である場合には、傾斜５０６は実質的に垂直方向であることが可能であり、翼がテーパ付きである場合には、傾斜５０６はプラスであることが可能である。
【００２９】
図５Ｂは、ウィングチップデバイスの機内からのプロファイル図５０８を示している。前縁は、Ｚ軸のプラスの領域の中のライン５１０によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、Ｚ軸のマイナスの領域の中のライン５１０の一部分は、翼または別のウィングチップデバイスの前縁を図示することが可能である。後縁は、Ｚ軸のプラスの領域の中のライン５１２によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、Ｚ軸のマイナスの領域の中のライン５１２の一部分は、翼または別のウィングチップデバイスの後縁を図示することが可能である。追加的にまたは代替的に、図５Ｂは、マイナスの傾斜５１４を有する、Ｚ軸のマイナスの領域の中のライン５１２の一部分を示しているが、さまざまな実施形態が企図するところによれば、傾斜５１４は、実質的に垂直方向であるか、プラスの傾斜を有するか、または、それらの組合せであることが可能である。
【００３０】
追加的にまたは代替的に、図５Ａ〜図５Ｂは、例示的な基準点を示している。さまざまな実施形態が企図するところによれば、基準点は、等式（１）の数学的記述によって記述され得る。
【００３１】
Ｃ6ｘ6＋Ｃ6ｘ5＋Ｃ4ｘ4＋Ｃ3ｘ3＋Ｃ2ｘ2＋Ｃ1ｘ＋Ｃ0＝ＰｏｉｎｔRef  （１）
【００３２】
さまざまな実施形態が企図するところによれば、係数は、上記等式に従って低減され、表１および２に記述されているｘ、ｙ、ｚ座標を結果として生じさせることが可能である。
【００３３】
【表１】
0006758183.tif 000002
【００３４】
【表２】
0006758183.tif 000003
【００３５】
さまざまな実施形態が企図するところによれば、表１および表２の中の値は、サイジングファクターを乗じることによって拡大縮小され、ウィングチップデバイスが航空機の翼または翼エクステンションに取り付けられる場所において、前縁から後縁の距離を認定することが可能である。
【００３６】
表１および表２は、ウィングチップデバイスの例示的なロフトデータを示している。また、表１および表２は、翼または翼エクステンションの一部分に関連付けられたロフトデータを示している。たとえば、表１および表２の中の水平方向の分割ラインの上方に示されているロフトデータは、翼端ロフトデータを表すことが可能である。たとえば、表１の中の例示的な前縁データに関する場所データは、それぞれの点に関してマイナスの値を示している。当業者は、示されている座標系は例示的なものであり、限定するものではなく、便宜のためにおよび明確にするために選ばれているということを理解することとなる。たとえば、座標系は、例示的な特徴に影響を与えることなく、例示的なウィングチップデバイスに対して、任意の方向または軸線に、任意に平行移動および／または回転させられ得る。
【００３７】
図６Ａ〜図６Ｂは、図５Ａ〜図５Ｂに示されている例示的なウィングチップデバイスの前縁と後縁との間の例示的な数学的関係を示している。図６Ａ〜図６Ｂは、追加的な実施形態を示しており、そこでは、前縁および後縁が、表１および表２の点に適合させられた多項式によって規定されている。たとえば、図６Ａは、ウィングチップデバイスの上方からのプロファイル図６００を示している。前縁は、Ｙ軸のプラスの領域の中のライン６０２によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁は、表１および表２に示されているロフトデータによって規定され得、そこでは、隣接するデータ点がさまざまな方法によって接続され得る。たとえば、ロフトデータは、スプラインによって接続され得、曲線が、列挙された点を通って走っている。追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、曲線は、高次等式によって規定され得る。たとえば、前縁は、例示的な高次等式６０４によって規定され得る。等式６０４は例示的なものであり、他の高次等式または低次等式も本開示の一部であるということが理解される。
【００３８】
後縁は、Ｙ軸のプラスの領域の中のライン６０６によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁は、表１および表２に示されているロフトデータによって規定され得、そこでは、隣接するデータ点がさまざまな方法によって接続され得る。たとえば、ロフトデータは、スプラインによって接続され得、曲線が、列挙された点を通って走っている。追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、曲線は、高次等式によって規定され得る。たとえば、後縁は、例示的な高次等式６０８によって規定され得る。等式６０８は例示的なものであり、他の高次等式または低次等式も本開示の一部であるということが理解される。
【００３９】
図６Ｂは、ウィングチップデバイスの機内からのプロファイル図６１０を示している。前縁は、Ｚ軸のプラスの領域の中のライン６１２によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁は、表１および表２に示されているロフトデータによって規定され得、そこでは、隣接するデータ点がさまざまな方法によって接続され得る。たとえば、ロフトデータは、スプラインによって接続され得、曲線が、列挙された点を通って走っている。追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、曲線は、高次等式によって規定され得る。たとえば、前縁は、例示的な高次等式６１４によって規定され得る。等式６１４は例示的なものであり、他の高次等式または低次等式も本開示の一部であるということが理解される。
【００４０】
後縁は、Ｚ軸のプラスの領域の中のライン６１６によって規定され得る。さまざまな実施形態が企図するところによれば、後縁は、表１および表２に示されているロフトデータによって規定され得、そこでは、隣接するデータ点がさまざまな方法によって接続され得る。たとえば、ロフトデータは、スプラインによって接続され得、曲線が、列挙された点を通って走っている。追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、曲線は、高次等式によって規定され得る。たとえば、後縁は、例示的な高次等式６１８によって規定され得る。等式６１８は例示的なものであり、他の高次等式または低次等式も本開示の一部であるということが理解される。
【００４１】
例示的なウィングチップデバイス
図７〜図１０は、ウィングチップデバイスの例示的な実施形態を示している。たとえば、図７〜図１０は、ロフトデータの輪郭による例示的なエーロフォイル（翼）によって、表１および表２の中に含有されているロフトデータを描いている。たとえば、図７は、例示的なウィングチップデバイス７００のプロファイル図を示している。ウィングチップデバイス７００は、実質的に垂直部分７０２を含むことが可能である。垂直部分７０２は、移行部分７０４および端部７０６を含むことが可能である。端部７０６は、装着表面またはインターフェースを含み、ベースライン翼７０８のウィングチップに連結することが可能である。追加的にまたは代替的に、ウィングチップデバイス７００のこのプロファイル図は、ブレンデッドウィングレットプロファイルとの類似性を反映することが可能である。追加的にまたは代替的に、角度付きのおよび／または楕円形のプロファイルも使用され得る。
【００４２】
追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスの相対的な厚さは、翼または他のウィングチップデバイスとは異なっていることが可能である。たとえば、さまざまな実施形態が企図するところによれば、隣接構造体および／またはベースライン翼の厚弦比から、２％だけ厚弦比（thickness to chord ratio）を低減させる。たとえば、ベースライン翼が厚弦比１１％を有する場合には、ウィングチップデバイスは、９％以下の厚弦比を有することが可能である。図８は、例示的なウィングチップデバイス８００の上面図を示している。ウィングチップデバイス８００は、実質的に垂直部分８０２を含むことが可能である。垂直部分８０２は、前縁８０４および後縁８０６を含むことが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁８０４および後縁８０６は、非線形の数学的記述によって記述され得る。また、図８は、ウィングチップデバイス８００に連結されているベースライン翼またはウィングチップエクステンション８０８の一部分を示している。さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイス８００は、さまざまなウィングチップエクステンションおよびデバイスとともに使用され得る。たとえば、ＣＡＭＤが、ウィングチップデバイス８００に連結され得る。
【００４３】
追加的にまたは代替的に、さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁８１０の一部分は、ウィングチップデバイス８００の自由流方向に対して、後縁８１２の一部分の後部に位置してもよい。
【００４４】
図９は、例示的なウィングチップデバイス９００の側面図を示している。ウィングチップデバイス９００は、実質的に垂直部分９０２を含むことが可能である。垂直部分９０２は、前縁９０４および後縁９０６を含むことが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁９０４および後縁９０６は、非線形の数学的記述によって記述され得る。また、図９は、ウィングチップデバイス９００に連結されているベースライン翼またはウィングチップエクステンション９０８の一部分を示している。
【００４５】
図１０は、例示的なウィングチップデバイス１０００の斜視図を示している。ウィングチップデバイス１０００は、実質的に垂直部分１００２を含むことが可能である。垂直部分１００２は、前縁１００４および後縁１００６を含むことが可能である。さまざまな実施形態が企図するところによれば、前縁１００４および後縁１００６は、非線形の数学的記述によって記述され得る。また、図１０は、ウィングチップデバイス１０００に連結されているベースライン翼またはウィングチップエクステンション１００８の一部分を示している。
【００４６】
例示的な方法
図１１は、ウィングチップデバイスを備える航空機を動作させる１つの例示的な方法１１００のフローチャートである。たとえば、１１０２において、航空機が飛行条件で動作させられる。航空機は、図１〜図１０および／または表１および表２に関して考察されているようなウィングチップデバイスを有することが可能である。たとえば、ウィングチップデバイスは、滑らかで連続的な高次関数によって規定された前縁を有することが可能である。ウィングチップデバイスは、別の滑らかで連続的な高次関数によって規定された後縁を有することが可能である。
【００４７】
追加的にまたは代替的に、前縁の一部分が、後縁の一部分の後部に位置する。さまざまな実施形態が企図するところによれば、後縁の一部分は、実質的に、ウィングレットの翼根の近くにあることが可能であり、前縁の一部分は、実質的に、前記翼根の実質的に翼端にあるウィングチップデバイスの先端近くにあることが可能である。
【００４８】
さまざまな実施形態が企図するところによれば、ウィングチップデバイスは、ウィングレットを含むことが可能である。
【００４９】
１１０４において、翼全体にわたる揚力は、効率的な揚力分布を生成させるために分配され得る（または、異なるウィングチップデバイスを備えるかもしくはウィングチップデバイスを備えない航空機と比較したときに再分配される）。効率的な揚力分布は、代替的な揚力分布よりも効率的な揚力分布を意味することが可能である。たとえば、所与の飛行条件において、任意のウィングチップデバイスなしの翼は、第１の揚力分布を有することが可能であり、同じ飛行条件において、上記に説明されているようなウィングチップデバイスを備える同じ翼は、第２の揚力分布を提供することが可能である。第２の揚力分布は、第１の揚力分布よりも効率的であることが可能である。
【００５０】
１１０６において、航空機の効率は、効率的な揚力分布に少なくとも部分的に基づいて、その飛行条件で増大させられ得る。
【００５１】
終わりに
実施形態は、構造的な特徴および／または方法論的な行為に特有の言語で説明されてきたが、本開示および添付の特許請求の範囲は、必ずしも、説明されている特定の特徴または行為に限定されるわけではないということが理解されるべきである。むしろ、特定の特徴および行為は、実施形態を実装する例示的な形態として開示されている。たとえば、方法論的な行為は、本明細書で説明されている順序または組合せで実施される必要はなく、１または複数の行為の任意の組合せで実施され得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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