(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼航空機のロータ用のブレードプロフィルであって、
前記プロフィルは、翼弦と、翼弦の長さ（Ｃ）と、厚さ（ｅ）とを有し、
前記プロフィルは、前縁部（１Ａ）および後縁部（１Ｂ）間に背面（２）および腹面（３）を有しており、それらから等距離の点の幾何学的軌跡によってキャンバ（ｃ）が形成される
ブレードプロフィルにおいて、
最大相対厚さ（ｅ／Ｃ）maxに対する最大相対キャンバ（ｃ／Ｃ）maxの比の値がプロフィル（１）の最大相対厚さに対応して線形変化し、翼弦の長さ（Ｃ）の７％の最大相対厚さでは０．１３から０．１９の範囲にあり、翼弦の長さ（Ｃ）の１５％の最大相対厚さでは０．１８から０．２４の範囲にあることを特徴とするブレードプロフィル。
【請求項２】
最大相対厚さに対する最大相対キャンバの比が最大相対厚さの関数として方程式：
（ｃ／Ｃ）max／（ｅ／Ｃ）max＝ａ3＋ｂ3（ｅ／Ｃ）max
で表され、係数ａ3および係数ｂ3の値は、
ａ3＝０．１１７７、
ｂ3＝０．６１１４
であることを特徴とする請求項１記載のブレードプロフィル。
【請求項３】
前記翼弦に沿った最大キャンバの位置（Ｘｃmax）は、プロフィル（１）の最大相対厚さに対応して線形展開し、７％の最大相対厚さでは翼弦の長さ（Ｃ）の１４％から１６％の範囲にあり、１５％の最大相対厚さでは翼弦の長さ（Ｃ）の２７％から２９％の範囲にあることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のブレードプロフィル。
【請求項４】
最大キャンバの位置が方程式：
Ｘｃmax／Ｃ＝ａ2＋ｂ2（ｅ／Ｃ）max
で表され、係数ａ2および係数ｂ2の値は、
ａ2＝０．０３２１、
ｂ2＝１．６４９９
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のブレードプロフィル。
【請求項５】
翼弦の長さ（Ｃ）の２０％での相対厚さ（ｅ／Ｃ）X/C=20%と最大相対厚さとの間の比は、最大相対厚さに対応して線形変化し、７％の最大相対厚さでは０．９５７から０．９６６の範囲にあり、１５％の最大相対厚さでは０．９３８から０．９４７の範囲にあることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項までのいずれか一項に記載のブレードプロフィル。
【請求項６】
翼弦の長さ（Ｃ）の２０％での相対厚さ（ｅ／Ｃ）X/C=20%と最大相対厚さとの間の前記比が方程式：
0003998103.tif 000011
で表され、係数ａ1および係数ｂ1の値は、
ａ1＝０．９７７９、
ｂ1＝−０．２３０５
であることを特徴とする請求項５に記載のブレードプロフィル。
【請求項７】
最大相対厚さ位置（Ｘｅmax）は、翼弦の長さ（Ｃ）の３１％から３５％の範囲にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のブレードプロフィル。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロフィルを有することを特徴とする回転翼航空機のロータ用のブレード。
【発明の詳細な説明】
本発明は、回転翼航空機に揚力を発生するために使用される空力プロフィルに関し、特にヘリコプターのロータブレード用のプロフィル群に関する。
空力プロフィルは一般的に寸法表で定められる。これは、
−固定最大厚さ、
−この最大厚さの位置が固定していること、
−固定最大相対キャンバ、および、
−この最大キャンバの位置が固定していることを記載している。
所定のプロフィルから、いずれかの方法を使用して様々な相対厚さを有するプロフィルを生成することによってプロフィル群を形成することができる。使用される方法は、最大厚さの位置、キャンバの値およびその位置をそのままにしても、しなくてもよい。
ヘリコプターロータブレードの場合、ロータの回転速度とヘリコプターの速度との組み合わせによって風上ブレード（ブレードの方位角Ψが０°から１８０°の範囲内）に、ブレードの付け根の約０．３からブレードの先端の０．８５まで変化する相対マッハ数が発生し、風下ブレード（ブレードの方位角Ψが１８０°から３６０°の範囲内）に、ブレード先端の０．４からロータハブ付近の反転円内の０または同等の負の値（後縁部が先行するプロフィル）までの非常に低いマッハ数が発生する。
このため、力学的圧力がブレードに沿ってブレードの方位位置に従って変化する。航空機のバランスを保つために、揚力Ｃｚ、従って迎え角が風上ブレードで小さく、風下ブレードで大きくなることがする必要である。ブレードの１回転中に、それを構成するプロフィルは、相対速度が高く迎え角が小さい状態と相対速度が中程度で迎え角が大きい状態とを交互に経験する。プロフィルが経験する速度（すなわちマッハ数）および迎え角は、ブレードに沿ったそれらの翼幅（spanwise）方向の位置によって決まる。
高性能である、すなわちロータを回転させるために必要な動力を最小限に抑える、および／あるいは航空機が揚力および速度に関して広い飛行エンベロープで飛行できるブレードを形成するには、すべての作動状態で高性能を与えるプロフィルを使用する必要がある。ブレードに加わるねじり力および縦揺れ制御ロッドに加わる制御力を最小限に抑えるために、これらのプロフィルの作動範囲全体でこれらのプロフィルの縦揺れモーメント係数が非常に低くなければならない。最後に、構造的理由から、厚さが翼幅方向に変化し、付け根でより厚く、先端でより薄いブレードを構成することが好都合である。
従って、高性能を与えるヘリコプターブレードを構成するには、各々がブレードに沿った翼幅方向の位置に従って経験する作動状態に非常に適した幾何学的および空力特徴を有するプロフィル群が必要である。プロフィル群はまた均質でなければならない、すなわちすべてのプロフィルは、均質でなければ、ブレードの性能が最低のプロフィルの性能によって制限されるため、同程度の性能を有している必要がある。
様々なプロフィルまたはプロフィル群が、特に米国特許第３，７２８，０４５号（ボルチ（Balch））、第４，１４２，８３７号（デ・シモン（De Simone））、第４，３１４，７９５号（ダドン（Dadone））、第４，５６９，６３３号（フレミング（Flemming））および第４，７４４，７２８号（レドシナー（Ledciner））、およびヨーロッパ特許第０，７１５，４６７号（ナカダテ）に記載されている。プロフィル群を記載している特許では、プロフィル群が２種類の方法を使用してベースプロフィルから生成される、すなわち、
−第１方法は、固有のキャンバ法則すなわちスケルトンと最大相対厚さに対する厚さの法則とを使用してプロフィルを形成することから成る。この技法は、１９４９年にマグローヒル（McGraw-Hill）から出版されたＨ．アボット（Abbot）およびＥ．バン・デューホフ（Von Doenhoff）著の「翼断面理論」に記載されている。上記厚さの法則に係数を掛けることによって様々な厚さのプロフィルが得られるため、厚さの法則はすべてのプロフィルで同一である。
−第２方法は、背面および腹面のＹ軸座標が数値表で定められている基本プロフィルから始めて、これらの座標に乗数係数を掛けることによって他のプロフィルを形成することから成り、乗数係数はおそらく背面および腹面で異なっている。
ボルチおよびデ・シモン特許で定められるプロフィルでは、約１０％の相対厚さを、翼幅方向位置に適した性能を備えた展開プロフィルを有するブレードを定めるために使用できない。
ダドン特許は、第２方法によって得られるプロフィル群を記載している。
フレミング特許は、２つの方法のいずれかによって生成できるプロフィル群を記載している。
レドシナーおよびナカダテの両特許は、第２方法によって生成されたプロフィル群を記載している。
しかし、以上に記載されているようなプロフィル群は、相対厚さに従って順応する幾何学的特徴を有するプロフィル、すなわちすべてで高性能が得られるプロフィルを生じることはなく、従って高性能ブレードを生じない。従って、以上に記載されている群では、最大キャンバの位置および最大キャンバの値が相対厚さに対応して変化しない、すなわち非最適状態で変化する。同様に、翼弦の２０％と最大厚さの位置との間の相対厚さがその相対厚さに対応して変化しない、すなわち非最適状態で変化する。このため、これらのプロフィル群は、群の基本プロフィルが良好な性能を与える場合でも、ブレードの性能が派生プロフィルの非最適性能によって制限されるために、高性能ブレードを生じない。
フランス特許第２，４６３，０５４号および第２，４８５，４７０号に記載されているプロフィル群は一定の特徴、特に翼弦の２０％と最大厚さの位置との間での厚さの変化を有しており、これが低揚力で高マッハ数の状態でこの群に高性能を与える。他方、キャンバは、遷音速性能を低下させることなくＣｚレベルを大幅に増加させることができる特徴を備えていない。
本発明の目的は、これらの問題を回避することである。
このため、前縁部および後縁部間に背面および腹面を有しており、それらから等距離の点の幾何学的軌跡によってキャンバが形成された回転翼航空機のロータ用の本発明に従ったブレードプロフィルは、最大厚さに対する最大キャンバの比がプロフィルの相対厚さに対応して線形変化し、翼弦の７％の相対厚さでは０．１３から０．１９の範囲にあり、翼弦の１５％の相対厚さでは０．１８から０．２４の範囲にあることを特徴としている。
最大厚さに対する最大キャンバの比が相対厚さの関数として展開する法則が方程式：
（ｃ／Ｃ）max／（ｅ／Ｃ）max＝ａ3＋ｂ3（ｅ／Ｃ）max
で好都合に表され、係数ａ3および係数ｂ3の値は、
ａ3＝０．１１７７、
ｂ3＝０．６１１４
である。
さらに、最大キャンバの位置はプロフィルの相対厚さに対応して線形展開し、７％の相対厚さでは翼弦の１４％から１６％の範囲にあり、１５％の相対厚さでは翼弦の２７％から２９％の範囲にある。
最大キャンバの位置の展開の法則が好ましくは方程式：
Ｘｃmax／Ｃ＝ａ2＋ｂ2（ｅ／Ｃ）max
で表され、係数ａ2および係数ｂ2の値は、
ａ2＝０．０３２１、
ｂ2＝１．６４９９
である。
以下にさらに詳細に説明するように、キャンバおよびその位置の相対厚さの関数としてのこれらの特定の特徴により、本発明のプロフィル群全体においてブレード上のそれらの位置に非常に適した最大揚力に関して良好な性能が生じる。
さらに、翼弦の２０％での厚さと最大厚さとの間の比は相対厚さに対応して線形変化し、７％の相対厚さでは０．９５７から０．９６６の範囲にあり、１５％の相対厚さでは０．９３８から０．９４７の範囲にある。
この比の展開の法則が方程式：
0003998103.tif 000002
で好都合に表され、係数ａ1および係数ｂ1の値は、
ａ1＝０．９７７９、
ｂ1＝−０．２３０５
である。
さらに、本発明に従ったブレードプロフィルは、最大相対厚さ位置が翼弦の３１％から３５％の範囲にあることを特徴としている。
添付の図面は、本発明をいかに実施できるかを説明している。
第１図は、４枚のブレードを有するロータを設けたヘリコプターの概略図である。
第２図は、前進飛行中の第１図のヘリコプターブレードの翼幅の５０％および９５％の位置の２つのプロフィルでのマッハ数および揚力の変化を示すグラフである。
第３図は、本発明に従った群の１つのブレードプロフィルの全体図である。
第４図は、本発明に従ったブレードプロフィル群および従来のプロフィルの最大厚さの位置を最大相対厚さの関数として示すグラフである。
第５図は、本発明に従ったブレードプロフィル群の翼弦の２０％における厚さと最大厚さとの比、および従来のプロフィル群の場合の同比を相対厚さの関数として示すグラフである。
第６図は、本発明に従ったブレードプロフィル群の相対厚さの関数として翼弦のパーセントで表した最大キャンバの位置、および従来のプロフィル群の場合の同位置を示すグラフである。
第７図は、本発明に従ったブレードプロフィル群の最大相対厚さに対する最大キャンバの値の比および従来のプロフィル群の同比を相対厚さの関数として示すグラフである。
第８図は、本発明に従った群の８％の相対厚さのプロフィルおよび同相対厚さを有する従来のプロフィルにおけるマッハ数が０．４でＣｚが１の場合の前縁部付近の圧力係数を示すグラフである。
第９図は、本発明に従った群の８％の相対厚さのプロフィルおよび同相対厚さを有する従来のプロフィルにおけるマッハ数が０．７５でＣｚが０の場合の前縁部付近の圧力係数を示すグラフである。
第１０図は、本発明に従った群の１２％の相対厚さのプロフィルおよび同相対厚さを有する従来のプロフィルにおけるマッハ数が０．４でＣｚが１．２５の場合の前縁部付近の圧力係数を示すグラフである。
第１１図は、本発明に従った群の１２％の相対厚さのプロフィルおよび同相対厚さを有する従来のプロフィルにおけるマッハ数が０．７５でＣＺが０の場合の前縁部付近の圧力係数を示すグラフである。
第１２図は、マッハ数が０．７５でＣｚが０の場合の腹面の最小圧力係数の値を、マッハ数が０．４で本発明に従った群の８％の相対厚さのプロフィルおよび同相対厚さを有する従来のプロフィルではＣｚが１、１２％の相対厚さのプロフィルおよび同相対厚さを有する従来のプロフィルではＣｚが１．２５の場合の背面の最小圧力係数の値の関数として示すグラフである。
第１３図は、風洞内で測定した性能グラフであり、従来の群および本発明に従った群のプロフィルにおけるマッハ０．４での最大揚力係数（Ｃｚmax）とＣｚ＝０での抗力ダイバージェンスマッハ数（Ｍｄｘ）とを示している。
第１図は、前進飛行で様々な方位角Ψをとる４枚のブレードを有するロータＶを備えたヘリコプターＨを示しており、例えば風上ブレードではΨ＝９０°で、風下ブレードではΨ＝２７０°である。第１図はまた、ブレードの翼幅をＲ、断面の位置をｒとした時、ｒ／Ｒ＝５０％およびｒ／Ｒ＝９５％などの２つのブレード断面も示している。
第２図は、ヘリコプターブレードプロフィルがブレード上でのそれらの翼幅方向の位置に応じてマッハ数および揚力係数に関して異なった作動状態を経験し、高性能のブレードを構成するために、これらの作動状態にうまく適合したプロフィルを使用することが好都合であることを示している。このことが第２図において、中程度の速度で前進飛行中のヘリコプターの場合でブレードの最大翼幅の５０％および９５％の位置の２つのブレード断面について示されている。
第３図に示されているように、本発明に従ったブレードＰのプロフィル１は背面（上部分）２および腹面（下部分）３を有しており、これらは前縁部１Ａおよび後縁部１Ｂで合流する。説明を簡単にするために、第３図のプロフィル１は軸ＯｘおよびＯｙの直交座標系に関連づけられており、その原点Ｏが前縁部１Ａと一致している。
また、後縁部１Ｂを通っているＯｘ軸がプロフィルの翼弦Ｃと一致している。
軸ＯｘおよびＯｙ系は、その正方向が第３図に矢印で示されており、相対座標の基準系である、すなわち、ＸおよびＹ座標がプロフィルの翼弦の長さＣを表している。プロフィルの外形は、線２および３から等距離にある点の幾何学的軌跡を表す、点Ｏおよび点１Ｂを通るスケルトン（翼形中心線）４に関連させて決定される。
線２および３間で変化するプロフィルの厚さは、その厚さがプロフィルの翼弦Ｃに沿って最大である点のｘ座標によって特徴付けられ、翼弦の長さに対する値（すなわち、（Ｘｅmax）／Ｃ）として表される。本発明に従ったブレードプロフィルは、相対Ｘ座標Ｘ／Ｃ＝２０％の位置での相対厚さの値によっても特徴付けられ、その厚さは翼弦の長さで正規化することができる。
本発明に従ったブレードプロフィルはまた、線２および３から等距離の点の軌跡であるそのキャンバ法則４の形状によっても特徴付けられる。線４は点５でＹ座標が最大になる。翼弦に対するＸ軸上の点５の位置を最大キャンバ位置（Ｘcmax）／Ｃと呼び、翼弦に対する５点のＹ座標を最大キャンバ値と呼ぶ。
第４図は、正方形で示されている本発明に従ったブレードプロフィル群の場合、最大相対厚さ（ｅ／Ｃ）maxの関数としての最大厚さの位置（Ｘｅmax）／Ｃが翼弦の３１％から３５％の範囲にあり、従って三角形および菱形で示されている従来のプロフィル群の場合よりも前縁部に近いことを示している。
第５図は、本発明のプロフィル（正方形）の場合、相対厚さの増加に伴って最大厚さに対する翼弦の２０％での厚さの比が線形的に減少するのに対して、従来のプロフィル群（三角形または菱形）では、その群の生成に使用される方法のためにこの比が一定であるか、増加することを示している。７％の相対厚さのプロフィルの場合、好ましくはこの比は０．９５７から０．９６６の範囲の値が選択される。
１５％の相対厚さのプロフィルの場合、好ましくは０．９３８から０．９４７の範囲の値が選択される。
この比の展開の法則を方程式：
0003998103.tif 000003
で好都合に表すことができ、係数ａ1および係数ｂ1の値は、
ａ1＝０．９７７９、
ｂ1＝−０．２３０５
である。
相対厚さに対する上記比の展開によって、本発明に従ったブレードプロフィル群は７％から１５％の範囲のすべての最大相対厚さに対して非常に良好な風上ブレード性能を有することができる。これらの特定の特徴は、低Ｃｚかつ高マッハ数で特徴付けられた作動状態において、背面および腹面での速度勾配度を制限し、衝撃波の強さを低減させる。同様に、本発明に従った群の最大厚さがより前進した位置にあることによって、風下ブレードの作動状態、すなわち低マッハ数かつ高Ｃｚの場合のプロフィルの後部分全体の背面での再圧縮の強さが低減し、従って境界層分離が遅れる。
第６図は、本発明に従ったブレードプロフィル群（正方形）の場合に最大キャンバの位置が相対厚さに対応して線形変化するのに対して、従来の群（三角形および菱形）ではこれらの群を生成するために使用された方法のためにこの位置が一定であることを示している。７％の相対厚さのプロフィルでは、好ましくは翼弦の１４％から１６％の範囲の最大キャンバ位置が選択される。１５％の相対厚さのプロフィルでは、好ましくは翼弦の２７％から２９％の範囲の最大キャンバ位置が選択される。
最大キャンバの位置のこの展開の法則を方程式：
Ｘｃmax／Ｃ＝ａ2＋ｂ2（ｅ／Ｃ）max
で好都合に表すことができ、係数ａ2および係数ｂ2の値は、
ａ2＝０．０３２１、
ｂ2＝１．６４９９
である。
第７図は、本発明に従ったブレードプロフィル群（正方形）の場合に最大厚さに対する最大キャンバの比（ｃ／Ｃ）max／（ｅ／Ｃ）maxが相対厚さ（ｅ／Ｃ）maxに対応して線形変化するのに対して、従来のプロフィル群ではそれが一定であることを示している。本発明に従った群の７％のプロフィルでは、好ましくは０．１３から０．１９の範囲の値が選択される。１５％の相対厚さのプロフィルでは、好ましくは０．１８から０．２４の範囲内の値が選択される。最大厚さに対する最大キャンバの比が相対厚さの関数として展開する法則を方程式：
（ｃ／Ｃ）max／（ｅ／Ｃ）max＝ａ3＋ｂ3（ｅ／Ｃ）max
で好都合に表すことができ、係数ａ3および係数ｂ3の値は、
ａ3＝０．１１７７、
ｂ3＝０．６１１４
である。
キャンバおよびその位置が相対厚さの関数であるこれらの特定の特徴によって、本発明に従ったすべてのプロフィル群にブレード上のそれらの位置にうまく適合した最大揚力性能が与えられる。
従って、ブレードの外部分の薄いプロフィルでは、キャンバが中程度であり、最大キャンバの位置が前進し、これによって高Ｃｚで前縁部の超過速度が制限され、境界層分離が遅れる一方、低レベルの揚力で前縁部に近い腹面での高い超過速度が、従って衝撃波が防止される。
第８図は、様々な８％の相対厚さのプロフィルについてマッハが０．４で揚力係数が１の一般的な風下ブレード作動状態での圧力係数Ｋｐとして表された前縁部の超過速度の展開を示している。第９図は、マッハが０．７５で揚力係数が０の一般的な風上ブレード作動状態でのその展開を示している。速度効果を考慮したオイラー計算方法を使用し、また先に引用した特許から得られたプロフィルの寸法を使用して圧力分布を計算した。
これらの図面は、本発明に従った群のプロフィル（連続線）で良好な風上および風下ブレード性能が得られることを明確に示している。従来のプロフィル（点線）と比較して、本発明に従ったプロフィルは低マッハ数かつ高Ｃｚ値で同等の超過速度を有しており、従って超過速度後の再圧縮法則が同様であるために近似最大Ｃｚを有するが、高マッハ数かつ低Ｃｚ値で超過速度が腹面での他のプロフィルの超過速度より低いため、先に引用したプロフィルより抗力が低く、抗力ダイバージェンスマッハ数が高い。鎖線で示されている従来のプロフィルと比較して、本発明に従ったプロフィルはＭ＝０．４での超過速度が非常に低く、従って最大揚力が非常に高くなるであろう。
第１０図は、本発明に従った群の１２％のプロフィルおよび従来のプロフィルの場合でＭ＝０．４かつＣｚ＝１．２５の一般的な風下ブレードの作動状態での前縁部付近の背面の超過速度を示している。第１１図は、同じプロフィルの場合でＭ＝０．７５かつＣｚ≒０の一般的な風上ブレード作動状態での前縁部付近の超過速度を示している。
第１０図は、本発明に従った群のプロフィル（連続線）の超過速度が他のプロフィル（点線）より相当に低く、従って最大揚力が最も高くなるため、ブレードを広い飛行エンベロープで正確に作動させることができることを明白に示している。第１１図に示されているように、本発明に従った群のプロフィル（連続線）は低Ｃｚ値および高マッハ数での腹面の超過速度が他のプロフィル（点線）と同程度か、それよりも低レベルであるため、低速度でのこの優れた性能が風上ブレードの高性能と共に得られる。
上記図面から明らかなように、本発明に従ったプロフィル群は、相対厚さに、すなわち問題のプロフィルの翼幅方向の位置に関係なく、風上および風下ブレードの作動要件の優れた妥協を得ることができる。それは妥協によって得られるグラフを示す第１２図から明らかになり、このグラフではＹ軸がマッハ０．７５でＣｚ＝０（風上ブレード）での腹面超過速度（Ｋｐmin）を示し、Ｘ軸がマッハ０．４で本発明に従った相対厚さを有する８％プロフィル（白色正方形）の場合にＣｚ＝１、１２％プロフィル（白色三角形）の場合にＣｚ＝１．２５（風下ブレード）、および従来の同じ相対厚さプロフィル（黒色正方形および三角形）での背面超過速度（Ｋｐmin）を示している。すべての従来のプロフィルは、本発明に従った群の８％および１２％プロフィルを表す点を結んだ線の左側にあり、本発明に従った群の方がプロフィルの作動範囲全体で良好な性能を与えることを示している。
第１３図は、本発明に従った群で得られる性能がフランス特許第２，４６３，０５４号および第２，４８５，４７０号に記載されている群より改善されていることを示している。
本発明に従ったプロフィル（星形）と従来のプロフィル（正方形）とを同一寸法の模型で同一のレイノルズ数で同一の風洞において試験した。従って、測定された性能は完全に比較可能である。本発明に従った群の特定の特徴が従来の群を大幅に改善することが明らかにわかる。従って、同一の抗力ダイバージェンスマッハ数において本発明に従った群はＭ＝０．４で最大揚力を０．１５程度改善するか、同一の最大揚力でゼロ揚力抗力ダイバージェンスマッハ数を０．０４程度改善する。従って、このプロフィル群を使用することによって、ロータブレードの性能を、従って航空機の性能を向上させることができる。
従来のプロフィルに比較して、本発明に従ったブレードプロフィル群を使用することによって、風下ブレードでの境界層分離の危険性を伴わないで小さい動力で高速飛行するようにブレードを構成することができる。新しい群はまた、プロフィル群の最大揚力レベルを上昇させるため、低速回転での作動も可能にし、騒音レベルが低くなる。
従って、本発明は、翼弦の７％から１５％の範囲に最大相対厚さを有するプロフィル群に関し、そのプロフィル群の様々な特定の特徴が低揚力レベルで高マッハ数の場合と低マッハ数で高揚力レベルの場合にもすべてのプロフィルに高性能を与える。本発明に従ったプロフィル群のこれらの様々な特定の特徴を使用して、風上ブレードの縦揺れモーメントレベルが非常に低いと共に非常に広範囲の作動状態において高性能を有するブレードを構成することができ、従ってブレードのねじれおよび縦揺れ制御ロッドに加わる力を低減させることができる。このように縦揺れモーメントを非常に低レベルにすることが、後縁フラップの偏向またはこの位置のプロフィルの特別な形状などの、抗力を増加させて最大揚力を低減させる技術を使用しないで可能である。
以下の表に記載されている寸法を好都合に使用して、本発明に従ったプロフィル群を容易に形成して生成することができる。これらの寸法は、本発明に従った群の様々なプロフィルの腹面（Ｘ座標Ｘint、Ｙ座標Ｙint）および背面（Ｘ座標Ｘext、Ｙ座標Ｙext）の展開を、翼弦長さを１として定めている。
表１は、相対厚さが１５％の本発明に従った群のプロフィルの場合のこれらの寸法を示している。
表２は、相対厚さが１３％の本発明に従った群のプロフィルの場合のこれらの寸法を示している。
表３は、相対厚さが１２％の本発明に従った群のプロフィルの場合のこれらの寸法を示している。
表４および表５は、相対厚さが９％の本発明に従った群の２つのプロフィルの寸法を示している。第１プロフィルは第２プロフィルより最大キャンバがわずかに大きく、これによって最大揚力がわずかに高くなり、従ってブレードのより中心寄りの位置で使用することができる。
表６は、相対厚さが７％の本発明に従った群のプロフィルの場合のこれらの寸法を示している。
他の相対厚さの場合の本発明に従った群のプロフィルは、上記の表に与えられているプロフィルの寸法から補間法によって好都合に得られる。従って、８％の相対厚さのプロフィルのＹ座標を得る場合、同一のＸ座標における７％および９％のプロフィルのＹ座標の合計を半分にする。この補間法は、すべてのプロフィルについて本発明に従った群の特定の特徴を存続させる。
この方法で形成された群のすべてのプロフィルは、すべての作動状態で高性能を有するだけでなく、最大揚力を低減させる後縁フラップを使用しないで低Ｃｚ値で非常に低い縦揺れモーメント係数を有している。
本発明に従った群の特定の特徴を使用して、特定用途のためにより高くした縦揺れモーメント（ノーズアップ）を有するプロフィルを生成することもできる。例えば、表７は、＋０．０５のノーズアップ縦揺れモーメント係数を有する１１％の相対厚さのプロフィルの寸法を示している。本発明に従ったプロフィル群の特定の特徴は、ノーズアッフ縦揺れモーメント係数であっても低マッハ数かつ高Ｃｚ値でこのプロフィルに良好な性能を与える。同様な縦揺れモーメント係数を有する９％から１３％の範囲の相対厚さの他のプロフィルは、表７の寸法のＹ座標に対応した係数を掛けることによって好都合に得ることができる。従って、９％の相対厚さのプロフィルの場合、表７の寸法のＹ座標に９／１１の係数を掛けることができる。１３％のプロフィルの場合、表７の寸法のＹ座標に１３／１１の係数を掛けることができる。
以上の概念を要約してまとめると、プロフィルの最大揚力係数を増加させる場合、その相対厚さおよびキャンバを増加させる必要があるが、最大キャンバの位置およびその値を相対厚さに、すなわちブレード上のプロフィルの位置に適するように調節しなければならない。従って、ブレード付け根付近から中間翼幅までの断面では、相対マッハ数が中程度であるが、風下ブレードでの境界層分離を回避するために高い最大揚力係数を有する必要があり、最大キャンバ位置が翼弦の２０％を越え、最大キャンバ値が翼弦の２．３％より大きい１２％から１５％の範囲の相対厚さのプロフィルが選択される。他方、相対マッハ数がより高く揚力レベルがより低い中間翼幅とブレード先端との間のプロフィルでは、最大キャンバ位置が翼弦の２０％未満で、最大キャンバ値が翼弦の２％より小さい７％から１２％の範囲の相対厚さを有するプロフィルが選択される。従って、これらのプロフィルでは、抗力レベルが低く抗力ダイバージェンスマッハ数が高い風上ブレードの高性能を、満足できる風下ブレード性能と共に得られる。
高マッハ数かつ低揚力レベルで良好な性能を得るには、背面および腹面での強衝撃波の形成を回避するために、翼弦の２０％と最大厚さの位置との間で厚さがわずかに変化するプロフィルが必要である。しかし、これにより、背面での再圧縮が最適でないため、低マッハ数かつ高Ｃｚ値での性能が低下する。従って、翼弦の２０％と最大厚さの位置との間でのプロフィルの厚さの展開をプロフィルの相対厚さの関数として、すなわちブレード上の翼幅方向の位置の関数として調節することがやはり好都合であろう。
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【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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