(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼航空機（２０）のロータ（１１）用のブレード（１）であって、前記ブレードは回転軸（Ａ）の周りを回転するためのものであり、前記ブレード（１）は、第一に、前記ロータ（１１）のハブ（１２）に接続されるのに適したブレード基端（２）と、前記ブレード（１）の自由端部に配置されたブレード先端（９）との間にブレード軸（Ｂ）に沿って延在し、第二に、前記ブレード軸（Ｂ）に対して垂直な横軸（Ｔ）に沿って前縁（６）と後縁（７）との間に延在し、前記ブレード（１）は前記ブレード基端（２）と前記ブレード先端（９）との間に配置された翼型部分（４）を含み、前記翼型部分（４）は一連の翼型プロファイル（１５）によって構成され、各翼型プロファイル（１５）は、前記ブレード軸（Ｂ）に対して実質的に垂直な横断面内に配置されかつ前記ブレード（１）の区切りを画定し、前記ブレード先端（９）は回転軸（Ａ）を起点にしてロータ半径Ｒに等しい距離の所に配置され、前記横断面における前記前縁（６）と前記後縁（７）との間の最大距離は、前記ブレード（１）の前記区切りのそれぞれの前記翼型プロファイル（１５）の弦ｃを構成し、平均弦
【数１】
0006336018.tif 000027
は前記翼型部分（４）にわたる前記弦ｃの平均値であり、前方第１方向が前記後縁（７）から前記前縁（６）まで定められ、後方第２方向が前記前縁（６）から前記後縁（７）まで定められ、
前記ブレード（１）は、その弦のおよびそのねじれの変化についての関係性の組合せを提供し、前記ねじれは前記ブレード（１）の前記翼型プロファイル（１５）間の角度変化によって形成され、前記弦は前記翼型部分（４）の基端（３）と、０．６Ｒ〜０．９Ｒの範囲内にある前記回転軸（Ａ）を起点にして第１の距離の所に配置された第１の区切りＳ１との間で増大し、前記弦は前記第１の区切りＳ１を越えると低減し、前記ねじれは、０．３Ｒ〜０．４Ｒの範囲内にある前記回転軸（Ａ）を起点にして第２の距離の所に配置された第２の区切りＳ２と前記ブレード先端（９）との間で低減し、前記ねじれの第１の勾配は、前記第２の区切りＳ２と、０．４Ｒ〜０．６Ｒの範囲内にある前記回転軸（Ａ）を起点にして第３の距離の所に配置された第３の区切りＳ３との間で−２５°／Ｒ〜−４°／Ｒの範囲内にあり、前記ねじれの第２の勾配は、前記第３の区切りＳ３と、０．６５Ｒ〜０．８５Ｒの範囲内にある前記回転軸（Ａ）を起点にして第４の距離の所に配置された第４の区切りＳ４との間で−２５°／Ｒ〜−４°／Ｒの範囲内にあり、前記ねじれの第３の勾配は、前記第４の区切りＳ４と、０．８５Ｒ〜０．９５Ｒの範囲内にある前記回転軸（Ａ）を起点にして第５の距離の所に配置された第５の区切りＳ５との間で−１６°／Ｒ〜−４°／Ｒの範囲内にあり、前記ねじれの第４の勾配は、前記第５の区切りＳ５と前記ブレード先端（９）との間で−１６°／Ｒ〜０°／Ｒの範囲内にあり、
その弦のおよびそのねじれの変化についての前記関係性は、そのスイープの変化についての関係性と組み合わせられ、前記スイープは、前記翼型部分（４）の前記基端（３）と、０．５Ｒ〜０．８Ｒの間にある前記回転軸（Ａ）を起点にして第１１の距離の所に配置された第９の区切りＳ９との間で前記ブレード（１）の前方に方向付けられる前記前縁と前記ブレード軸（Ｂ）との間の角度であり、前記前縁は、前記ブレード軸（Ｂ）に対して厳密に０°を超えかつ１０°未満である前方第１スイープ角度α１を形成し、前記スイープは、前記第９の区切りＳ９と、０．６Ｒ〜０．９５Ｒの範囲内にある前記回転軸（Ａ）を起点にして第１２の距離の所に配置された第１０の区切りＳ１０との間で前記ブレード（１）の前方に向けて方向付けられ、前記前縁は、前記ブレード軸（Ｂ）に対して１°〜１５°の範囲内にある前方第２スイープ角度α２を形成し、前記スイープは、前記第１０の区切りＳ１０と、前記ブレード先端（９）との間で前記ブレード（１）の後方に向けて方向付けられ、前記前縁は、前記ブレード軸（Ｂ）に対して−３５°〜−１５°の範囲内にある後方第３スイープ角度α３を形成する、ブレード（１）。
【請求項２】
前記ねじれが、前記第２、第３、第４、および第５の区切りＳ２、Ｓ３、Ｓ４、およびＳ５からの、区切りの隣接対の間で、および前記第５の区切りＳ５と前記ブレード先端（９）との間で、区分的に線形に変化する、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項３】
前記ねじれの前記第１の勾配が前記ねじれの前記第２の勾配未満であり、前記ねじれの前記第３の勾配が前記ねじれの前記第３の勾配を上回り、前記ねじれの前記第３の勾配が前記ねじれの前記第４の勾配未満である、請求項２に記載のブレード（１）。
【請求項４】
前記ねじれが前記翼型部分（４）にわたって非線形に変化し、前記ねじれの前記第１の勾配は、前記第３の区切りＳ３の近くで−２５°／Ｒ〜−１５°／Ｒの範囲内にある第１の安定状態に到達し、前記ねじれの前記第２の勾配は、前記第４の区切りＳ４の近くで−１４°／Ｒ〜−４°／Ｒの範囲内にある第２の安定状態に到達し、前記ねじれの前記第３の勾配は、前記第５の区切りＳ５の近くで−１６°／Ｒ〜−６°／Ｒの範囲内にある第３の安定状態に到達し、前記ねじれの前記第４の勾配は、前記ブレード先端（９）の近くで−１０°／Ｒ〜０°／Ｒの範囲内にある、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項５】
前記第１の安定状態が−１８°／Ｒに等しく、前記第２の安定状態が−６°／Ｒに等しく、前記第３の安定状態が−１３°／Ｒに等しく、前記ねじれの前記第４の安定状態が前記ブレード先端（９）において−８°／Ｒに等しい、請求項４に記載のブレード（１）。
【請求項６】
前記ねじれの変化が、前記翼型部分（４）の前記基端（３）と前記第２の区切りＳ２との間で２°以下である、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項７】
前記第２の距離が０．３５Ｒに等しく、前記第３の距離が０．４８Ｒに等しく、前記第４の距離が０．７８Ｒに等しく、前記第５の距離が０．９２Ｒに等しい、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項８】
前記ブレード基端（２）が前記回転軸（Ａ）を起点にして０．０５Ｒ〜０．３Ｒの範囲内にある第６の距離の所に配置され、前記翼型部分（４）の基端（３）が前記回転軸（Ａ）を起点にして０．１Ｒ〜０．４Ｒの範囲内にある第７の距離の所に配置され、前記第７の距離が前記第６の距離以上であり、前記ブレード（１）の前記翼型部分（４）の前記基端（３）の近くの弦が
【数２】
0006336018.tif 000028
の範囲内にある、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項９】
前記弦が、前記翼型部分（４）の前記基端（３）と前記第１の区切りＳ１との間で、前記平均弦
【数３】
0006336018.tif 000029
から±４０％だけ変化する、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項１０】
前記弦が、０．９Ｒ〜０．９５Ｒの範囲内にある前記回転軸（Ａ）を起点にして第１０の距離の所に配置された第８の区切りＳ８を越えて前記ブレード先端（９）まで非線形状に低減する、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項１１】
前記弦が前記第８の区切りＳ８を越えると放物線状に低減する、請求項１０に記載のブレード（１）。
【請求項１２】
前記ブレード（１）が前記ブレード先端（９）の近くで二面体を有する、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項１３】
前記前方第１スイープ角度α１が前記前方第２スイープ角度α２と異なる、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項１４】
前記前方第１スイープ角度α１が前記前方第２スイープ角度α２を厳密に下回る、請求項１３に記載のブレード（１）。
【請求項１５】
前記前方第１スイープ角度α１、前記前方第２スイープ角度α２、および前記後方第３スイープ角度α３が、それぞれ、前記翼型部分（４）の前記基端（３）と前記第９の区切りＳ９との間で、前記第９の区切りＳ９と前記第１０の区切りＳ１０との間で、および前記第１０の区切りＳ１０と前記ブレード先端（９）との間で一定である、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項１６】
前記前方第１スイープ角度α１が４°に等しく、前記前方第２スイープ角度α２が８°に等しく、および前記後方第３スイープ角度α３が−２３°に等しい、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項１７】
前記平均弦
【数４】
0006336018.tif 000030
が、以下の式：
【数５】
0006336018.tif 000031
を適用して前記ブレード（１）の前記区切りのそれぞれの前記プロファイル（１５）に半径の二乗ｒ２によって重み付けをして定義され、
上記式中、Ｌ（ｒ）は、前記ブレード（１）のプロファイル（１５）の局所的な弦の長さであり、前記局所的なプロファイル（１５）は前記回転軸（Ａ）を起点にして半径ｒに配置され、Ｒ０は前記翼型部分（４）の前記基端（３）の半径であり、Ｒは前記ブレード先端（９）の半径である、請求項１に記載のブレード（１）。
【請求項１８】
請求項１に記載の少なくとも２つのブレード（１）を有する、回転翼航空機（２０）用のロータ（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は２０１５年１２月２１日に出願されたＦＲ第１５  ０２６６０号の利益を主張し、その開示内容は本明細書に参照によって完全な形で組み込まれる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、揚力を生成する翼型表面の分野に関し、詳細には、回転翼を形成する翼型表面に関する。
【０００３】
本発明は、回転翼航空機のロータのブレードに関し、および少なくとも２つのそのようなブレードを有するロータに関する。ブレードはより詳細には、回転翼航空機に揚力を、および場合によっては推進力を与えるように、主ロータ用として意図されている。
【０００４】
従来、ブレードは、ロータの回転ハブに結合するための第１端部から、「自由」端部と称される第２端部まで、その翼長に沿って長手方向に延在する。ロータに関して、ブレードは第１端部から第２端部に向かって翼長方向において半径方向に延在することを理解することができる。さらに、ブレードは前縁からブレードの後縁に向かってブレードの弦に沿って横方向に延在する。
【０００５】
従ってブレードはロータの回転ハブによって回転式に駆動される。従ってハブの回転軸はブレードの回転軸に一致する。
【０００６】
第１端部は概ね以下で用語「ブレード基端」と称される一方、自由な第２端部は用語「ブレード先端」と称される。
【０００７】
動作中、ロータの各ブレードは、ロータの回転運動の間、空気力に曝され、特に、空力的揚力に曝され、その力は航空機に揚力を、または実際には推進力を提供する働きをする。
【０００８】
このため、ブレードは、ブレード基端とブレード先端の間に配置された翼型部分を有する。この翼型部分は、翼長方向に沿った一連の翼型プロファイルによって構成され、この翼型プロファイルは以下で簡潔にするために「プロファイル」としばしば称される。各プロファイルは、翼長方向に対して概ね垂直な横断面内に配置され、ブレードの区切りを画定し、翼型部分の基端とブレード先端との間に配置される。翼型部分はブレードの揚力の実質的に全てを提供する。
【０００９】
ブレード基端と、翼型部分の基端との間の移行領域の形状は、制限部分を作製することによって、およびブレードに関連する構造的制限部分によって、概ね与えられる。ブレード基端と翼型部分の基端との間のこの移行領域は、用語「ブレード付け根」と称される場合があり、その空気力学性能は翼型部分の空気力学性能よりもはるかに低い。従って翼型部分の基端は、ブレード付け根の近くで、ブレード基端とブレード先端との間に配置される。この移行領域はそれにもかかわらずいくらかの揚力を生成し得る。加えて、この移行領域は、ロータのハブの近くに配置されているが、それにもかかわらず、その空気力学的な形状と無関係に、ブレードの全揚力に対しいくらかのわずかな寄与を提供する。
【００１０】
例えば、翼型部分のブレードの区切りのプロファイルは、理想的にはゼロ厚さの薄い後縁によって特徴付けられる一方、ブレード基端の近くの、およびブレード基端と翼型部分の基端との間の移行領域の近くの後縁は厚く、場合によっては丸みを帯びている。
【００１１】
回転翼航空機は、巡航飛行の間の高い前進速度、および非常に低い前進速度の両方で飛行できるという利点を提供し、それはホバリング飛行を実行することもできる。従って回転翼航空機は、狭い面積の領域に、従って例えば人の居住地域により近い領域に着陸できる、または実際には着陸用デッキまたはパッドに着陸できるという利点を提供する。
【００１２】
それにもかかわらず、高速での前進飛行は、ブレードが、非常に低い前進速度での飛行におよびホバリング飛行に必要な特性と異なり得る、またはそのような特性にとって望ましくない場合さえある空気力学特性を有することを必要とする。
【００１３】
同様に、ブレードの空気力学特性は、ブレードによって発せられる騒音にも影響を及ぼす。そのような騒音は、居住地域に近いという理由で接近および着陸段階の間に問題になることもある。さらに、厳しい音響認定基準によって、回転翼航空機が従うことを要求される音響レベルが策定される。
【００１４】
翼型プロファイルの予め決められた選択について、高速での前進飛行の間、およびホバリング飛行の間、ブレードの空気力学性能に、および同じくブレードの音響特性に影響を及ぼすブレードの幾何学的特徴は、特に、ブレードの区切りの翼型プロファイルの弦によって、ブレードのスイープ（sweep）によって、およびブレードのねじれによって構成される。
【００１５】
弦はあるブレード区切りのプロファイルの前縁と後縁との間の距離であることを思い起こされたい。この弦はブレードの翼長に沿って変化し得る。用語「テーパ」はブレードの翼長に沿って進む弦の低減を指すために一般に使用されるが、この用語はまた、ブレードの翼長に沿った弦の増大を指すこともできる。
【００１６】
スイープは、ブレードの前縁と、ブレードの特定の軸とによって形成される角度として定義され得る。慣例によって、前方スイープを有する領域において、前縁は、ロータの回転方向において正である、前記ブレード軸に対するスイープ角度を形成する一方で、後方スイープを有する領域において、前縁は、負である、前記ブレード軸に対するスイープ角度を形成する。前記ブレード軸は一般にブレードのピッチまたはフェザリング軸と一致する。
【００１７】
ブレードのねじれは、ブレードの翼長に沿ってブレードの区切りのプロファイルの設定を変えることである。用語「設定」は、ブレードの区切りの各プロファイルの弦と、ブレードの基準面との間に形成される角度を指し、この角度は「ねじれ」角度と称される。例として、基準面は、ブレードの回転軸に対して垂直でありかつ前記ブレード軸を含む面であり得る。
【００１８】
用語「ねじれの関係性」は、ねじれ角度がブレードの翼長に沿って変化する程度を指す。従来のやり方では、ねじれは、ブレードの区切りプロファイルの前縁が前記基準面よりも低いとき、負として測定される。
【背景技術】
【００１９】
発明の背景
高速前進飛行に関するブレードの性能、およびホバリング飛行に関するブレードの性能、ならびに接近段階の間のブレードの音響性能を独立して改善するための有効な解決策が知られている。
【００２０】
例えば、ホバリング飛行に関するブレードの空気力学性能を改善することは、ロータ揚力を変えないようにブレードによって引かれる力を低減することによって特徴付けられる。この改善は、ブレードの形状に対する受身的な変化によって、特にそのねじれを増大することによって、得ることができる。
【００２１】
ブレードのねじれの適切な増大は、揚力を、ブレードの、結果としてロータの表面領域全体にわたってより均一に分散することを可能にし、それによりホバリング飛行中、ロータの各ブレードによって吸収される動力を低減することを可能にする。増大するねじれは前記基準面に対して前縁を下げることであり、および、翼長に応じた空気流の円周速度の変化のために、ブレード基端に向かってよりもブレード先端に向かってそれを行うことであることを思い起こされたい。ホバリング飛行中のブレードの空気力学性能は、特に、ブレードの翼長に沿って誘発される速度をこのようなやり方でより均一にすることによって増大される。
【００２２】
それにもかかわらず、回転翼航空機が高速で移動するとき、多量のブレードのねじれは、「前進」ブレードとして当業者に知られるアジマス位置にあるブレードのために、ブレード先端が負の揚力を有することに、すなわち、重力と同じ方向に存在する揚力を発生することにつながり得る。ブレードの空気力学性能は従って前進飛行において低下する。さらに、ブレードが曝される空気力学的負荷のレベル、およびまた、振動のレベルは、同様に、前進飛行の間、著しく増大される。
【００２３】
ブレード先端に二面体（dihedral）を追加することは同じく、ホバリング飛行中のブレードの空気力学性能を改善する働きをする。二面体は、上方または下方へ傾斜するブレード先端のブレード表面によって形成される。ホバリング飛行中、二面体は、いずれか１つのブレードによって発生される先端渦がロータの後続のブレードに対する影響を低減することを保証する働きをする。それにもかかわらず、そのような二面体は、前進飛行におけるブレードの空気力学性能の低下を、および振動の増大をもたらし得る。
【００２４】
さらに、前進飛行におけるブレードの空気力学性能を改善することは、所与の揚力および前進速度について、ロータの各ブレードによって消費される動力を低減することによって特徴付けられる。この改善は、ブレードの形状の受身的な修正によって、特に、ブレードの翼長に沿って弦を修正することによって、および／またはねじれを低減することによって、得られ得る。
【００２５】
例えば、ブレードの区切りのプロファイルの弦は、ブレード基端から翼長に沿って進むにつれて増大し、その後、ブレード先端に到達する前に低減する。このブレードは「二重テーパ」ブレードであると言われる。文献ＥＰ  ０  ８４２  ８４６号は、二重テーパブレードを記載し、ここでは、最大弦は、ブレードの回転軸を起点にしてブレードの合計翼長の６０％〜９０％の範囲内にある距離の所に配置される。
【００２６】
それにもかかわらず、二重テーパブレードの使用は、各ブレードによって発生され各ブレードに衝撃を与える渦の増大する強度の結果として、接近飛行の間、騒音の増大をしばしばもたらす。そのような二重テーパの使用はまた、同じねじれおよび同じ「ブレードソリディティ」を有するブレードと比較して、ホバリング飛行中、低下した性能をもたらす。「ブレードソリディティ」という用語は、上から見られるロータのブレードによって占められる全体面積の、ロータディスクの面積、すなわち、１回転中に回転するロータのブレードによって通過される面積に対する比率のことを指す。
【００２７】
さらに、および上記に従って、ブレードのねじれの低減は、前進するブレード側のブレード先端において空気力学的な迎え角の増大をもたらす。ねじれのないブレード先端の迎え角は従って、前進するブレード側で零に近く、従って最初に、前進するブレード側のブレード先端において負の揚力を低減する働きをし、およびまた、局所的な抗力、特に衝撃波の出現に関係付けられる抗力を低減する働きもする。
【００２８】
対照的に、ブレードの端部でねじれを低減することは、後退するブレード側のブレードのストールマージン（stall margin）の低減をもたらす。加えて、ブレードのねじれのこの低減は、上に記載したように、ホバリング飛行の際に望ましくない。
【００２９】
文献米国特許第７，２５２，４７９号およびＥＰ  ０  ５６５  ４１３号は、二重テーパブレードをねじれの関係性と組み合わせた、高速前進飛行に適合されたブレードを記載する。
【００３０】
最後に、接近飛行の間のブレードの音響性能の改善は、ブレードと、ロータの先行するブレードによって発生される空気の渦との相互作用によって発せられる騒音を低減することによって特徴付けられ得る。この改善は、ブレードの形状の受身的な修正によって、特にその翼長に沿ってそのスイープを修正することによって得られ得る。
【００３１】
例として、文献ＥＰ  １  ５５７  ３５４号、米国特許出願公開第２０１２／０２５１３２６号、および米国特許第６，１１６，８５７号に記載されているように、前方に延びる第１の領域と、後方に延びる第２の領域とを有するブレードは、これら第１および第２の領域内のブレードの前縁が、先行するブレードによって発生される渦の線と平行になることを回避する。従ってそのようなブレードはブレードとこれらの渦との間の相互作用を制限することができ、例えば、ブレードと渦との相互作用に関連付けられる衝撃騒音の強度を低減し、結果として騒音の発生を制限する。
【００３２】
さらに、２つのスイープを有するそのブレードはまた、後方に延びる第２の領域にテーパを含み得、これはまた、飛行中に発生する騒音レベルを低減する働きをする。詳細には、所与のプロファイルについて、ブレードの厚さは、短縮する弦とともに低減され、それによって、いわゆる「厚さ」騒音の発生を低減する。同様に、ブレードの面積は、そのテーパの結果として低減されるので、その揚力も同じく修正され、これはいわゆる「負荷」騒音の発生を低減することができる。
【００３３】
ブレードの伴流で発生される渦を修正するために、および結果としてブレードの音レベルを低減するために、ブレード先端で空気力学的な負荷に作用を及ぼすことも可能である。このため、ブレードの第２のプロファイルのねじれおよび弦の変化についての関係性が修正される。それにもかかわらず、そのような変化は、ホバリング飛行または前進飛行に関係する上述の最適化と相容れない。
【００３４】
さらに、ブレードの形状から独立して、ブレードの回転速度を修正すること、または実際には、航空機のブレードによって地上に放たれる騒音を低減するために「最低騒音の接近飛行経路」と称される航空機の特定の接近飛行経路を採用することも可能である。
【００３５】
それにもかかわらず、ブレードの回転速度を修正することは、ブレードを動的に平衡化する作業を、より複雑にする。さらに、ブレードの回転速度の低減は、特に、ブレードの端部における空気力学的な失速の増加を、結果としてブレードの動的制御力の増大をもたらし得る。
【００３６】
ブレードの区切りのプロファイルの弦の変化を有する２つのスイープを適用することを、ホバリング飛行または前進飛行のどちらかに適合されたねじれの関係性と組み合わせることも可能である。従って、文献ＥＰ  １  ５５７  ３５４号および米国特許出願公開第２０１２／０２５１３２６号は、ホバリング飛行に適合される一方で接近飛行の間に発せられる騒音の低減も可能にするブレードを記載する。同様に、文献ＥＰ  ０  ８４２  ８４６号は、高速の前進飛行に適合されかつ接近飛行の間騒音を制限することができるブレードを記載する。
【００３７】
それにもかかわらず、そのようなブレードの空気力学性能は、ブレードがそれに対して適合されていない飛行の段階に最適化されない。ブレードによって発せられた騒音を著しく低減することは、どの事象においても優先され、ブレードの空気力学性能は、飛行の特定の段階の間、低下させられる可能性がある。この低下は、特に、ブレードのねじれ剛性および／または曲げ剛性の欠落のせいであり、ブレードは後でそれが曝される空気力および慣性力の下で変形する可能性がある。
【００３８】
対照的に、ブレードプロファイルを高速前進飛行に最適化することは、それらのプロファイルをホバリング飛行に最適化することと異なり、逆らうように見える。ホバリング飛行および高速前進飛行の両方にプロファイルを最適化することは特に達成が複雑である、というのも、ブレードが直面する空気力学的状況が異なるためである。さらに、ロータが回転する間、ブレードの位置は、空気流に対し前進と後退の間を行ったり来たりし、それによって、ブレードが直面する空気力学的状況間の差が増大される。
【００３９】
最後に、２０１１年９月にGallarate（イタリア）における“European Rotorcraft Forum”に提出された「代理人支援型memeticアルゴリズムを用いた前進飛行条件における多目的−多点ロータブレード最適化（Multiobjective-multipoint rotor blade optimization in forward flight conditions using surrogate-assisted memetic algorithms）」と題された文献は、前進飛行中のブレードを最適化するいくつかの方法を比較している。ブレードはねじれの関係性だけを有し得る、または、変化する弦とスイープの関係性の組合せを提供し得る、または実際には、変化するねじれ、弦およびスイープの関係性の組合せを提供し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
発明の目的および概要
本発明の目的は、上記の制限を克服すること、および、前進飛行およびホバリング飛行の両方においてブレードの空気力学性能を改善しかつ接近飛行の間ブレードによって発せられる騒音を低減することもできるブレードを提案することである。本発明はまた、少なくとも２つのそのようなブレードを有する回転翼航空機用のロータに関する。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
従って本発明は、回転翼航空機のロータ用のブレードを提供し、ブレードは回転軸Ａの周りを回転するためのものであり、ブレードは、第一に、ロータのハブに接続されるのに適したブレード基端と、ブレードの自由端部に配置されたブレード先端との間にブレード軸Ｂに沿って延在し、第二に、ブレード軸Ｂに対して実質的に垂直な横軸Ｔに沿って前縁と後縁との間に延在し、ブレードはブレード基端とブレード先端との間に配置された翼型部分を含み、翼型部分は一連の翼型プロファイルによって構成され、各翼型プロファイルはブレード軸Ｂに対して実質的に垂直な横断面内に配置されかつブレードの区切りを画定し、ブレード先端は回転軸Ａを起点にしてロータ半径Ｒに等しい基準距離の所に配置され、横断面における前縁と後縁との間の最大距離は、ブレードの各翼型プロファイルについて弦ｃを構成し、平均弦
【数１】
0006336018.tif 000002
は翼型部分にわたる弦ｃの平均値であり、前方第１方向は後縁から前縁の方に定められ、後方第２方向は前縁から後縁の方に定められる。
【００４２】
平均弦
【数２】
0006336018.tif 000003
は好ましくは、以下の式：
【数３】
0006336018.tif 000004
を適用してブレードの区切りのそれぞれのプロファイルに半径の二乗ｒ２によって重み付けして決定され、
上記式中、Ｌ（ｒ）は回転軸Ａを起点にして半径ｒに配置されたブレードのプロファイルの局所的な弦の長さであり、Ｒ０は翼型の基端の半径であり、Ｒはブレード先端の半径である。
【００４３】
それにもかかわらず、平均弦
【数４】
0006336018.tif 000005
はブレードの翼型部分の全てにわたるブレードの区切りの弦ｃの相加平均によって決定され得る。
【００４４】
本発明のこのブレードは以下の点で優れている。すなわち、本発明のこのブレードは、その弦およびそのねじれの変化についての関係性の組合せを提供し、ねじれはブレードの区切りの翼型プロファイル間の角度変化によって形成され、弦は翼型部分の基端と、０．６Ｒ〜０．９Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第１の距離の所に配置された第１の区切りＳ１との間で増大し、弦は第１の区切りＳ１を越えると低減し、ブレードの区切りのプロファイルのねじれは、０．３Ｒ〜０．４Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第２の距離の所に配置された第２の区切りＳ２とブレード先端との間で低減し、第１のねじれの勾配は、第２の区切りＳ２と、０．４Ｒ〜０．６Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第３の距離の所に配置された第３の区切りＳ３との間で−２５°／Ｒ〜−４°／Ｒの範囲内にあり、第２のねじれの勾配は、第３の区切りＳ３と、０．６５Ｒ〜０．８５Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第４の距離の所に配置された第４の区切りＳ４との間で−２５°／Ｒ〜−４°／Ｒの範囲内にあり、第３のねじれの勾配は、第４の区切りＳ４と、０．８５Ｒ〜０．９５Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第５の距離の所に配置された第５の区切りＳ５との間で−１６°／Ｒ〜−４°／Ｒの範囲内にあり、第４のねじれの勾配は、第５の区切りＳ５とブレード先端との間で−１６°／Ｒ〜０°／Ｒの範囲内にある。
【００４５】
本発明のこのブレードは、回転翼航空機に揚力を、および場合によっては推力も提供する主ロータ用のものであると好ましい。ブレードの回転軸Ａは、ロータのハブの回転軸に一致する。
【００４６】
ブレードの翼型部分は、ブレードが軸Ａの周りを回転する間、ブレードに由来する揚力の主要な部分を提供する。翼型部分の基端は、薄い後縁によって特に特徴付けられるが、ブレード基端と翼型部分の基端との間で、後縁は厚い、または丸みを帯びてさえいる。従ってこの翼型部分の基端はブレード基端と概ね異なり、ブレード基端の近くでブレード基端とブレード先端との間に配置される。
【００４７】
ブレード先端は、回転軸Ａを起点としたロータ半径Ｒに等しい基準距離の所に配置され、このロータ半径Ｒはブレード軸Ｂに沿ってブレードのプロファイルまたは実際には区切りを位置付けるために使用される。例えば、ブレード基端は、回転軸Ａを起点にして０．０５Ｒ〜０．３Ｒの範囲内にある第６の距離の所に配置され、ブレードの翼型部分の基端は、回転軸Ａを起点にして０．１Ｒ〜０．４Ｒの範囲内にある第７の距離の所に配置される。７番目の距離は６番目の距離を上回るかそれに等しい。
【００４８】
同様に、翼型部分にわたるブレードの平均弦
【数５】
0006336018.tif 000006
は、ブレードの翼長に沿った各プロファイルの弦を定めるために使用される。
【００４９】
ブレードの区切りのプロファイルの弦の変化についての関係性において、弦は、翼型部分の基端と第１の区切りＳ１との間で、平均弦
【数６】
0006336018.tif 000007
から±４０％だけ変化する。従って弦は、翼型部分の基端から第１の区切りＳ１まで、それぞれ
【数７】
0006336018.tif 000008
の範囲にわたって変化する。弦の変化はまた、特にホバリング飛行の間、ブレードの空気力学性能をより小さい程度まで落とすために、翼型部分の基端と第１の区切りＳ１との間でより小さいかもしれない。例として、弦は翼型部分の基端と第１の区切りＳ１との間で平均弦
【数８】
0006336018.tif 000009
から±２０％だけ変化し得る。
【００５０】
加えて、ブレードの区切りプロファイルの弦は、好ましくは、ブレードの第１の部分にわたって、例えばブレードの翼型部分の基端と、０．５Ｒ〜０．８Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第８の距離の所に配置された第６の区切りＳ６との間で、平均弦
【数９】
0006336018.tif 000010
よりも小さい。ブレードの区切りプロファイルの弦は、第６の区切りＳ６と、０．８５Ｒ〜０．９５Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第９の距離の所に配置された第７の区切りＳ７との間で、平均弦
【数１０】
0006336018.tif 000011
よりも大きく、第７の区切りＳ７を越えてブレード先端まで平均弦
【数１１】
0006336018.tif 000012
未満である。例として、ブレードの翼型部分の基端の近くのブレードの区切りプロファイルの弦は
【数１２】
0006336018.tif 000013
の範囲内にある一方、ブレード先端のブレードの区切りプロファイルの弦は
【数１３】
0006336018.tif 000014
の範囲内にあり得る。
【００５１】
さらに、ブレードのねじれの変化についての関係性は、区分的に線形であり得る、すなわち、区切りＳ２、Ｓ３、Ｓ４、およびＳ５から選択された、区切りの隣接対の間で、および第５の区切りＳ５とブレード先端との間で、区分的に線形であり得、または、ブレードの翼型部分全体にわたって非線形であり得る。
【００５２】
ねじれの関係性が区分的に線形であるとき、このねじれの関係性は直線セグメントによって構成され、セグメントは、区切りＳ２、Ｓ３、Ｓ４およびＳ５からの２つの隣接セグメントの間の、および第５の区切りＳ５とブレード先端との間のねじれの変化を特徴とする。ブレードの翼長に沿ったねじれの局所的偏差であるねじれの勾配は、これらの区切りを支持する直線のスロープに一致する。このねじれの勾配は、不連続な水平線によって形成され、線は隣接区切り間に、および第５の区切りＳ５とブレード先端との間に配置される。
【００５３】
さらに、ねじれの変化が、ホバリング飛行および前進飛行の両方に、および弦の変化についての関係性にも対応するように、第２の区切りＳ２と第３の区切りＳ３との間に配置された第１のねじれの勾配は、好ましくは、第３の区切りＳ３と第４の区切りＳ４との間に配置された第２のねじれの勾配未満であり、第２のねじれの勾配は、好ましくは、第４の区切りＳ４と第５の区切りＳ５との間に配置された第３のねじれの勾配を上回り、第３のねじれの勾配は、好ましくは、第５の区切りＳ５とブレード先端との間に配置された第４のねじれの勾配未満である。
【００５４】
ねじれの関係性が翼型部分にわたって非線形であるとき、ねじれの勾配は好ましくは、ブレードの翼型部分全体にわたって連続的な曲線である。第１のねじれの勾配は、第３の区切りＳ３の近くで−２５°／Ｒ〜−１５°／Ｒの範囲内にある第１の安定状態（plateau）に到達し、第２のねじれの勾配は、第４の区切りＳ４の近くで−１４°／Ｒ〜−４°／Ｒの範囲内にある第２の安定状態に到達し、ねじれの第３の勾配は、第５の区切りＳ５の近くで−１６°／Ｒ〜−６°／Ｒの範囲内にある第３の安定状態に到達し、第４のねじれの勾配は、ブレード先端の近くで−１０°／Ｒ〜０°／Ｒの範囲内にある。
【００５５】
このねじれの関係性は、多項式曲線に、例えばオーダー６以上のベジエ曲線に一致し得る。
【００５６】
好ましくは、第１の安定状態は、−１８°／Ｒに等しく、第２の安定状態は、−６°／Ｒに等しく、第３の安定状態は、−１３°／Ｒに等しく、第４のねじれの安定状態は、ブレード先端で−８°／Ｒに等しい。
【００５７】
ねじれの変化についての関係性はどれも、２番目の距離は例えば０．３５Ｒに等しい場合があり、３番目の距離は０．４８Ｒに等しい場合があり、４番目の距離は０．７８Ｒに等しい場合があり、５番目の距離は０．９２Ｒに等しい場合がある。
【００５８】
ねじれの関係性は、翼型部分の基端とブレード先端との間のブレードのねじれの変化だけを定義し、ブレードの区切りのプロファイルの設定を定義しない。翼型部分の基端に近いブレードの区切りのプロファイルの設定は、ブレードの空気力学挙動に直接の影響を及ぼさない。詳細には、飛行中、翼型部分の基端の近くのブレードの区切りのプロファイルの設定、および翼型部分に沿ったブレードのプロファイルの全ては、集合的ピッチの調整に、およびブレードの環状ピッチの調整に依存する。従ってそれは実際には、ブレードの空気力学挙動を特徴とするねじれの変化である、というのもブレードの区切りのプロファイルの設定値は、集合的ピッチを調整することによって、およびブレードの環状ピッチを調整することによって、考慮されるからである。
【００５９】
加えて、回転軸Ａの近くに配置されたブレードの領域、および特に、回転軸Ａと第２の区切りＳ２との間に配置された領域は、ブレードの回転中、空気力をほとんど受けない。従って回転軸Ａの近くのねじれはブレードの空気力学挙動にあまり影響を及ぼさない。結果として、ねじれは、翼型部分の基端と第２の区切りＳ２との間で、実質的に一定であり得る、または少しだけ変化し得るが、この際、ブレードの挙動および空気力学性能を有意に変更しない。例として、ねじれの変化は、翼型部分の基端と第２の区切りＳ２との間で２°以下であり得る。
【００６０】
その翼長に沿ったブレードの弦およびねじれの変化についてのこれらの関係性の組合せは、有利に、ブレードの空気力学性能を、前進飛行の間およびホバリング飛行の間の両方で改善することを可能にする。詳細には、ねじれは、ブレードの第１の領域で、例えば０．３Ｒ〜０．７Ｒの範囲内で重要であり、従って、本質的に平均弦
【数１４】
0006336018.tif 000015
未満である短い弦を補う働きをする。さらに、ブレードの第２の領域の、例えば０．７Ｒ〜０．９Ｒの範囲内の非ねじれ箇所は、前進するブレードの前進飛行に好ましいが、後退するブレードに対しては力の上昇をもたらす。有利に、この第２の領域において、ブレードの区切りのプロファイルの弦は、本質的に平均弦
【数１５】
0006336018.tif 000016
を上回り、従って、これらの増大された力を、後退するブレードの空気力学性能を低下させることなく受け入れることが可能になる。
【００６１】
さらに、弦は第８の区切りＳ８を越えてブレード先端まで非線形状に低減し得、この第８の区切りＳ８は、０．９Ｒ〜０．９５Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第１０の距離の所に配置される。好ましくは、ブレードの区切りのプロファイルの弦は、第８の区切りＳ８を越えると実質的に放物線状である曲線に沿って低減する。従って、ブレード先端に存在する「放物線状」先端キャップに言及することができる。このブレード先端は、ベジエ曲線などの多項式曲線を用いて他の非線形形状も可能である。
【００６２】
そのような環境下で、ブレード先端の区切りのプロファイルの弦は、０．２ｃ１〜０．８ｃ１の範囲内にあり、ここでｃ１は第８の区切りＳ８における、すなわち、ブレードの区切りのプロファイルの弦の非線形低減のこの領域の始点における、ブレードの区切りのプロファイルの弦の値である。ブレード先端における弦は好ましくは０．３ｃ１に等しい。
【００６３】
対照的に、ブレードの区切りのプロファイルの弦およびねじれの変化についてのこれらの関係性の組合せは、特に接近飛行の間、ブレードによって発せられる騒音のわずかな上昇をもたらし得る。有利に、その弦およびねじれを変化させる関係性と組み合わせたブレードのスイープを変化させる関係性は、第一に、ブレードによって発せられる騒音のこの増大を相殺することを可能にし、第二に、接近飛行の間ブレードによって発せられる騒音の量を著しく低減することを可能にする。
【００６４】
従って、弦およびねじれの変化についての関係性は、スイープの変化についての関係性と組み合わせられ得る。このスイープの変化についての関係性は、ブレードのスイープが、翼型部分の基端と、０．５Ｒ〜０．８Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第１１の距離の所に配置された第９の区切りＳ９との間で、前記ブレードの前方に方向付けられることによって開始することを引き起こし、この際前方第１スイープ角度を形成する前縁はブレード軸Ｂに対して０°〜１０°の範囲内にある。その後、スイープは、第９の区切りＳ９と、０．６Ｒ〜０．９５Ｒの範囲内にある回転軸Ａを起点にして第１２の距離の所に配置された第１０の区切りＳ１０との間で、ブレードの前方に向けて方向付けられ、この際前方第２スイープ角度を形成する前縁はブレード軸Ｂに対して１°〜１５°の範囲内にある。最後に、スイープは、第１０の区切りＳ１０と、ブレード先端との間で、ブレードの後方に向けて方向付けられ、この際後方第３スイープ角度を形成する前縁はブレード軸Ｂに対して−３５°〜−１５°の範囲内にある。
【００６５】
このように、スイープの変化についての関係性は、ブレードの音響特性を有利に改善する働きをする３つのスイープを有するブレードを定義する。前方第１スイープ角度は好ましくは厳密に０°を超える。
【００６６】
これらの３つのスイープは、ブレードの前縁が、ブレードの回転の間、先行するブレードによって生じる渦と平行になることを防止する。このように、これらの３つのスイープは、ブレードと、ロータの先行するブレードによって生じる空気の渦との間の相互作用によって生じる音響エネルギーの強度が、ブレードの翼長の一部にわたって、特に接近飛行の間、低減されることを可能にする。
【００６７】
加えて、先行するブレードの端部は、らせん状の渦線を形成する渦を発生させる。これらの渦線と同時に相互作用するブレードの前縁の翼長部分を制限して、発せられる騒音の人間の耳に及ぼす影響を制限することが有利である。
【００６８】
詳細には、ブレードの前縁が、第９の区切りＳ９および第１０の区切りＳ１０によって、およびブレード先端によって定められる１つまたは複数の領域にわたって連続的に変化するスイープ角度を有すると、前縁と、後続のブレードに先行するブレードによって生じた渦との間の相互作用は、音響エネルギーの出現をもたらしながら前縁の複数の地点で同時に発生する。これにより人間の耳にとって煩わしい衝撃雑音が発せられ、この現象は音響の認可に不利益をもたらす。
【００６９】
有利に、第９の区切りＳ９および第１０の区切りＳ１０によって、およびブレード先端によって定められる各領域にわたってブレード軸に対して傾斜するブレードの直線状の前縁によって、前縁とこれらの渦との間の相互作用は、前縁に沿ったより少ない地点で同時に発生する。これにより、発せられる信号の衝撃特性の低減がもたらされ、人間の耳にとっての煩わしさが和らげられる。
【００７０】
結果として、ブレードの前縁は、好ましくは直線であり、第９の区切りＳ９および第１０の区切りＳ１０によって、およびブレード先端によって定められる各領域にわたって傾斜され、それにより観察者によって知覚される音響エネルギーを低減するようにする。
【００７１】
従ってスイープは好ましくは前方第１スイープ角度と、前方第２スイープ角度と、後方第３スイープ角度とによって形成され、それらの３つの角度の全ては、それぞれ、翼型部分の基端と第９の区切りＳ９との間で、第９の区切りＳ９と第１０の区切りＳ１０との間で、および第１０の区切りＳ１０とブレード先端との間で、一定である。
【００７２】
同様に、前方第１スイープ角度α１は好ましくは、３つの異なるスイープが本発明のブレードに沿って存在することを保証するように、前方第２スイープ角度α２と異なる。
【００７３】
加えて、前方第１スイープ角度α１は、２つの前進スイープ領域にわたる漸進性を保証するように、厳密に前方第２スイープ角度α２未満であり得る。
【００７４】
例えば、前方第１スイープ角度は４°に等しい場合があり、前方第２スイープ角度は８°に等しい場合があり、後方第３スイープ角度は−２３°に等しい場合がある。
【００７５】
加えて、ブレードは、第８の区切りＳ８を起点としてブレード先端で終端する二面体を含み得る。この二面体は好ましくは下方に傾斜し、ホバリング飛行の間ブレードの空気力学性能を改善する働きをする。
【００７６】
さらに、ブレードの区切りプロファイルのスイープおよび弦の変化についての上記の関係性を単に組み合わせることも可能である。これはブレードを構造的により作製しやすくする。この組合せを用いたブレードは次いで、前進飛行中その空気力学性能を改善する一方で接近飛行の間に発せられる騒音を低減するように適合される。
【００７７】
本発明は回転翼航空機用のロータも提供する。ロータは上に記載したような少なくとも２つのブレードを有する。ロータはさらに具体的には回転翼航空機に揚力を、および場合によっては推力を提供するための回転翼航空機の主ロータであるように意図される。
【００７８】
図面の簡単な説明
本発明およびその利点は、説明としておよび添付図面を参照して提示される以下の実施形態の記載の文脈から、より詳細に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明のブレードを示す。
【図２】本発明のブレードを示す。
【図３】そのようなブレードから構成されるロータを有する航空機を示す。
【図４】ブレードの区切りのプロファイルの弦の変化を描くグラフである。
【図５】ブレードのスイープの変化を描くグラフである。
【図６】ブレードのねじれの変化を描くグラフである。
【図７】ブレードのねじれの勾配の変化を描くグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００８０】
詳細な説明
２つ以上の図面に存在する要素は、それらのそれぞれに同じ参照符号が与えられる。
【００８１】
図１および２はブレード１を示し、ブレード１は、第一に、ブレード基端２とブレード先端９との間にブレード軸Ｂに沿って翼長にわたり延在し、第二に、前縁６と後縁７との間にブレード軸Ｂに対して垂直な横軸Ｔに沿って延在する。ブレード１は、ブレード基端２とブレード先端９との間に配置された翼型部分４を有する。翼型部分４は、ブレード軸Ｂに対して実質的に垂直な横断面内に配置された一連の翼型プロファイル１５から構成され、各プロファイルはブレード１の一区切りを画定する。ブレード１はまた、ブレード１の自由端部に、すなわちブレード先端９の近くに二面体５を有する。
【００８２】
ブレード１は、図３に示されるような回転翼航空機２０のロータ１１を形成する。ロータ１１はハブ１２と、ハブ１２の回転軸Ａの周りを回転する５個のブレード１とを含む。各ブレード１はブレード基端２でハブ１２に接続される。
【００８３】
ロータ１１はロータ半径Ｒによって、すなわち回転軸Ａとブレード先端９との間のブレード軸Ｂに沿った距離によって特徴づけられる。ブレード１の各区切りのプロファイル１５の弦ｃは、ブレード軸Ｂに対して実質的に垂直な横断面におけるブレード１の前縁６と後縁７との間の最大距離に一致する。平均弦
【数１６】
0006336018.tif 000017
は翼型４にわたる弦ｃの平均値として定義される。ブレード基端２は、回転軸Ａに基づいて０．１Ｒに等しい６番目の距離の所に配置され、ブレード１の翼型４の基端３は回転軸Ａに基づいて０．２Ｒに等しい７番目の距離の所に配置される。
【００８４】
本発明のブレード１は、そのスイープ、弦およびねじれにおける変化についての関係性の組合せを提供し、それにより、第一に、接近飛行の間にロータ１１の各ブレード１によって発せられる騒音を低減し、第二に、航空機２０のホバリング飛行の間および前進飛行の間の両方で各ブレード１の空気力学性能を改善するようにする。
【００８５】
ブレード１はまた、もっぱらその弦およびねじれにおける変化についての関係性の組合せを提供し得、それにより航空機２０のホバリング飛行の間および前進飛行の間の両方でロータ１１の空気力学性能を改善するようにするが、各ブレード１の音響挙動は考慮されない。
【００８６】
ブレード１はまた、そのスイープおよび弦における変化についての関係性の組合せを提供し得、それにより、第一に、接近飛行の間にロータ１１の各ブレード１によって発せられる騒音を低減し、第二に、航空機２０の前進飛行における各ブレード１の空気力学性能を改善するようにする。各ブレード１の空気力学的性能は、主として航空機２０の前進飛行のために、そのようにして最適化される。
【００８７】
ブレード１の各区切りのプロファイル１５の弦、スイープおよびねじれにおける変化についての関係性が、それぞれ図４〜６にプロットされている。図７はブレード１のねじれの勾配を、すなわちロータ半径Ｒのロータ１１のブレード１の翼長に沿ったねじれの局所的偏差を示している。
【００８８】
図４に示されるブレード１の各区切りのプロファイル１５の弦における変化についての関係性は、横軸に沿ってプロットされた、ブレード１の翼長に沿ったブレード１の各区切りのプロファイル１５の位置の、ロータ半径Ｒに対する比率と、縦軸に沿った、ブレード１の各区切りのプロファイル１５の弦ｃの、平均弦
【数１７】
0006336018.tif 000018
に対する比率とを含む。
【００８９】
平均弦
【数１８】
0006336018.tif 000019
は、以下の式：
【数１９】
0006336018.tif 000020
を適用してブレード１の各区切りのプロファイル１５に半径の二乗ｒ２によって重み付けして決定され、
上記式中、Ｌ（ｒ）は回転軸Ａに基づいて半径ｒに配置されたブレード１のプロファイルの局所的な弦の長さであり、Ｒ０は翼型４の基端３の半径であり、Ｒはブレード先端９の半径である。
【００９０】
弦の変化についてのこの関係性において、ブレード１の各区切りのプロファイル１５の弦ｃは、翼型４の基端３と、０．８５Ｒに等しい回転軸Ａを起点にして第１の距離の所に配置された第１の区切りＳ１との間で増大する。第１の区切りＳ１を越えると、弦はブレード先端９まで低減する。弦ｃはブレード１の翼型部分の基端と、０．６Ｒに等しい回転軸Ａを起点にして第８の距離の所に配置された第６の区切りＳ６との間で平均弦
【数２０】
0006336018.tif 000021
未満であることを見ることができる。さらに、弦ｃは翼型部分４の基端３と第１の区切りＳ１との間で
【数２１】
0006336018.tif 000022
で変化し、これは平均弦
【数２２】
0006336018.tif 000023
からの±２０％の変化を示す。ブレード基端の弦は
【数２３】
0006336018.tif 000024
に等しい。
【００９１】
その後、ブレード１の各区切りのプロファイル１５の弦は、第６の区切りＳ６と、０．８５Ｒ〜０．９５Ｒの範囲内に横たわる回転軸Ａを起点にして第９の距離の所に配置された第７の区切りＳ７との間で平均弦
【数２４】
0006336018.tif 000025
を上回る。最後に、ブレード１の各区切りのプロファイル１５の弦は、第７の区切りＳ７を過ぎてブレード先端９まで平均弦
【数２５】
0006336018.tif 000026
を下回る。
【００９２】
加えて、弦ｃは、０．９５Ｒに等しい１０番目の距離の所に配置された第８の区切りＳ８を越えると実質的に放物線状の湾曲を辿りつつ低減する。そのようにしてブレード１の端部は放物線状の先端キャップ８を形成する。
【００９３】
図６に示されるブレード１のねじれについての関係性は、多項式湾曲に対応する非線形の関係である。翼長に沿ったブレード１の区切りの各プロファイル１５の位置の、ロータ半径Ｒに対する比率が、横軸に沿ってプロットされ、ブレード１の各区切りのプロファイル１５のねじれ角θが縦軸に沿ってプロットされている。
【００９４】
ねじれの勾配が図７に示され、それは横軸に沿って、ブレード１の翼長に沿ったブレード１の各区切りのプロファイル１５の位置の、ロータ半径Ｒに対する比率を含み、縦軸に沿って、プロファイル１５のねじれの局所的偏差を含む。
【００９５】
最初に、ねじれ角θは、翼型部分４の基端３と、０．３５Ｒに等しい回転軸Ａを起点にして第２の距離の所に配置された第２の区切りＳ２との間でほとんど変化しない。ねじれ角θの変化は翼型部分４の基端３と第２の区切りＳ２との間で２°未満である。翼長に沿ってねじれ角θはわずかに増大し、その後低減するが、このときねじれ勾配は翼型部分４の基端３の近くで正であり、第２の区切りＳ２の近くで低減して負になる。
【００９６】
その後、ねじれ角θは、第２の区切りＳ２と、０．４８Ｒに等しい回転軸Ａを起点にして第３の距離の所に配置された第３の区切りＳ３との間で低減し、ねじれ勾配は、第３の区切りＳ３の近くで−１８°／Ｒに等しい第１の安定状態まで低減する。
【００９７】
その後、ねじれ角θは、第３の区切りＳ３と、０．７８Ｒに等しい回転軸Ａを起点にして第４の距離の所に配置された第４の区切りＳ４との間でさらに低減し、ねじれ勾配は、第４の区切りＳ４の近くで−６°／Ｒに等しい第２の安定状態まで上昇する。具体的には、ねじれ角θは、０．７Ｒに等しい回転軸Ａを起点にしてある距離の所に配置されたブレード１のプロファイル１５では０°に等しい。
【００９８】
ねじれ角θは再び、第４の区切りＳ４と、０．９２Ｒに等しい回転軸Ａを起点にして第５の距離の所に配置された第５の区切りＳ５との間でさらに低減し、ねじれ勾配は、第５の区切りＳ５の近くで−１３°／Ｒに等しい第３の安定状態まで低減する。
【００９９】
最後に、ねじれ角θは第５の区切りＳ５と、ブレード先端９との間で低減し、ねじれ勾配は、ブレード先端９において−８°／Ｒに等しいねじれ勾配まで上昇する。
【０１００】
ブレード１の区切りのプロファイル１５の弦の変化についての関係性と組み合されたこのねじれの関係性は、ホバリング飛行の間および前進飛行の間の両方において、ブレード１の空気力学性能を改善する働きをする。
【０１０１】
図５に示されるブレード１のスイープにおける変化についての関係性は、３つのスイープを画定する。ブレード軸Ｂに沿ったブレード１の各区切りのプロファイル１５の位置の、ロータ半径Ｒに対する比率が、横軸に沿ってプロットされ、これらのプロファイル１５のそれぞれのスイープ角度αが縦軸に沿ってプロットされている。
【０１０２】
従ってスイープは最初に、翼型部分４の基端３と、０．６７Ｒに等しい回転軸Ａを起点にして第１１の距離の所に配置された第９の区切りＳ９との間でブレード１の前方に向かって方向付けられ、前縁６はブレード軸Ｂに対して４°に等しい前方第１スイープ角度α１を形成する。その後、スイープは、第９の区切りＳ９と、０．８５Ｒに等しい回転軸Ａを起点にして第１２の距離の所に配置された第１０の区切りＳ１０との間でブレード１の前方に向かって方向付けられ、前縁６はブレード軸Ｂに対して８°に等しい前方第２スイープ角度α２を形成する。最後に、スイープは、第１０の区切りＳ１０と、ブレード先端９との間でブレード１の後方に向かって方向付けられ、前縁６はブレード軸Ｂに対して−２３°に等しい後方第３スイープ角度α３を形成する。
【０１０３】
第１、第２および第３スイープ角度間の接続部分のそれぞれは好ましくは、これらの接続部分のいずれにも鋭角が無いように接続半径を考慮して形成される。これらの接続半径は例えば５００ミリメートル（ｍｍ）のオーダーのものであり得る。
【０１０４】
さらに、ブレード１は、その自由端部に下方に向けられた二面体５を有する。この二面体５は第８の区切りＳ８の近くで端を発し、ブレード先端９で終端する。二面体５は主として、先行するするブレードによって生じる渦流の影響を低減することによってホバリング飛行の間ブレード１の空気力学的挙動を改善する働きをする。
【０１０５】
当然のことながら本発明はその実行に関して多数の変形が作製されてもよい。いくつかの実施形態を記載したが、全ての可能性のある実施形態を排他的に認識することは考えられないことは容易に理解されよう。本発明の範囲を逸脱することなく、記載された手段のいずれかを等価の手段で置き換えることを考えることは、当然のことながら可能である。
【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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