(57)【要約】【課題】球面ベアリングを有する従来の制御システムに比べて重量が低減されている新規な制御システムを提供する。【解決手段】回転翼航空機１においてマルチブレードロータ１ａのロータブレード１ｂ、１ｃのコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システム１０に関する。制御システム１０は、少なくとも１つの非回転板１２ａと、少なくとも１つの非回転板１２ａに回転可能に搭載された少なくとも１つの回転板１２ｂと、を有する斜板アセンブリ１１を備え、少なくとも１つの回転板１２ｂ及び少なくとも１つの非回転板１２ａは、非回転摺動スリーブ１３に搭載されている。非回転摺動スリーブ１３上に球面ベアリング１４が設けられ、少なくとも１つの非回転板１２ａを非回転摺動スリーブ１３に回転不可能に接続するために、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１が設けられている。【選択図】図１
2016034823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転翼航空機（１）においてマルチブレードロータ（１ａ）のロータブレード（１ｂ、１ｃ）のコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システム（１０）であって、前記マルチブレードロータ（１ａ）は、関連付けられたロータ軸（１ｆ）を規定するロータシャフト（１ｅ）を備え、前記制御システム（１０）は、少なくとも１つの非回転板（１２ａ）と、前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）に回転可能に搭載された少なくとも１つの回転板（１２ｂ）と、を有する斜板アセンブリ（１１）を備え、前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）及び前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）は、前記ロータシャフト（１ｅ）上の前記関連付けられたロータ軸（１ｆ）に対して平行に軸方向に変位可能に搭載されるように適合された非回転摺動スリーブ（１３）に搭載され、前記非回転摺動スリーブ（１３）上に球面ベアリング（１４）が設けられ、前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）は、関連付けられた摺動スリーブ軸（１３ａ）を中心として回転可能であり、前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）及び前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）は、前記球面ベアリング（１４）によって前記関連付けられた摺動スリーブ軸（１３ａ）を中心としていかなる方向にも傾斜可能であるように前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）と共に前記球面ベアリング（１４）に搭載されている、制御システムにおいて、
前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）を前記非回転摺動スリーブ（１３）に回転不可能に接続して、前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）と前記非回転摺動スリーブ（１３）との間の前記関連付けられた摺動スリーブ軸（１３ａ）を中心とした相対的な回転運動を阻止するための少なくとも１つの非回転ストップアーム（２１）が設けられ、
前記少なくとも１つの非回転ストップアーム（２１）は、前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）及び前記非回転摺動スリーブ（１３）に搭載されていることを特徴とする、制御システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの非回転ストップアーム（２１）は、少なくとも第１及び第２のストップアーム部（２１ａ、２１ｂ）を備え、
前記第１のストップアーム部（２１ａ）は、関連付けられたストップアームヒンジ（２２）によって前記第２のストップアーム部（２１ｂ）に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御システム（１０）。
【請求項３】
前記第１のストップアーム部（２１ａ）は、関連付けられたストップアーム球面ベアリング（２２ａ）によって前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）に搭載されていることを特徴とする、請求項２に記載の制御システム（１０）。
【請求項４】
前記第２のストップアーム部（２１ｂ）は、関連付けられたストップアーム枢動ベアリング（２２ｂ）によって前記非回転摺動スリーブ（１３）に搭載されていることを特徴とする、請求項２に記載の制御システム（１０）。
【請求項５】
非回転摺動スリーブガイド（１５）が設けられ、
前記非回転摺動スリーブ（１３）は、前記非回転摺動スリーブガイド（１５）上に滑るように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御システム（１０）。
【請求項６】
前記マルチブレードロータ（１ａ）の前記ロータシャフト（１ｅ）は、前記非回転摺動スリーブガイド（１５）を通って延出することを特徴とする、請求項５に記載の制御システム（１０）。
【請求項７】
前記非回転摺動スリーブガイド（１５）は、前記回転翼航空機（１）の非回転部（７）に、特に前記回転翼航空機（１）のメインギアボックス（７）に、堅固に固定されるように適合されていることを特徴とする、請求項５に記載の制御システム（１０）。
【請求項８】
動作において前記非回転摺動スリーブ（１３）の軸方向の変位を制御するために少なくとも１つのフォークユニット（２０ｂ）が設けられ、
前記少なくとも１つのフォークユニット（２０ｂ）は、関連付けられたフォーク枢動ベアリング（２９ｂ）によって、前記非回転摺動スリーブ（１３）の搭載部（２３）に枢動接続により回転可能に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御システム（１０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの非回転ストップアーム（２１）は、前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）及びフォーク搭載位置（２９ａ）又は前記関連付けられたフォーク枢動ベアリング（２９ｂ）に搭載されていることを特徴とする、請求項８に記載の制御システム（１０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの非回転ストップアーム（２１）は、前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）及び前記搭載部（２３）に搭載されていることを特徴とする、請求項８に記載の制御システム（１０）。
【請求項１１】
動作において前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）及び前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）の傾斜を制御するために少なくとも１つのアクチュエータアーム（２０ａ）が設けられ、
前記少なくとも１つのアクチュエータアーム（２０ａ）は、関連付けられたアクチュエータアーム枢動ベアリング（３０ａ）によって前記少なくとも１つのフォークユニット（２０ｂ）に枢動可能に接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の制御システム（１０）。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのアクチュエータアーム（２０ａ）は、関連付けられた斜板制御ロッド（２４）によって前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）に接続されていることを特徴とする、請求項１１に記載の制御システム（１０）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのアクチュエータアーム（２０ａ）及び前記少なくとも１つのフォークユニット（２０ｂ）は、制御入力ユニット（２０）、特にミキシングレバーギアユニット（２０）を規定することを特徴とする、請求項１１に記載の制御システム（１０）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）は、関連付けられたピッチ制御ロッド（１６）によって前記ロータブレード（１ｂ、１ｃ）の各１つに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の制御システム（１０）。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）は、少なくとも１つの関連付けられた回転アーム（１９）によって前記マルチブレードロータ（１ａ）の前記ロータシャフト（１ｅ）に回転可能に接続され、
前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）は、前記ロータシャフト（１ｅ）と共に回転運動することを可能とすることを特徴とする、請求項１に記載の制御システム（１０）。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）は、前記斜板アセンブリ（１１）の上部斜板を画定し、
前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）は、下部斜板を画定することを特徴とする、請求項１に記載の制御システム（１０）。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの非回転ストップアーム（２１）は、複合材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御システム（１０）。
【請求項１８】
複数のロータブレード（１ｂ、１ｃ）と、関連付けられたロータ軸（１ｆ）を規定するロータシャフト（１ｅ）と、を有するマルチブレードロータ（１ａ）を有する回転翼航空機（１）であって、前記複数のロータブレード（１ｂ、１ｃ）のコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システム（１０）が設けられ、前記制御システム（１０）は、少なくとも１つの非回転板（１２ａ）と、前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）に回転可能に搭載された少なくとも１つの回転板（１２ｂ）と、を有する斜板アセンブリ（１１）を備え、前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）及び前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）は、前記マルチブレードロータ（１ａ）の前記ロータ軸（１ｆ）に対して平行に軸方向に変位可能である非回転摺動スリーブ（１３）に搭載され、前記非回転摺動スリーブ（１３）上に球面ベアリング（１４）が設けられ、前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）は、前記ロータ軸（１ｆ）を中心として回転可能であり、前記少なくとも１つの回転板（１２ｂ）及び前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）は、前記球面ベアリング（１４）によって前記ロータ軸（１ｆ）を中心としていかなる方向にも傾斜可能であるように前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）と共に前記球面ベアリング（１４）に搭載されている、回転翼航空機において、
前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）を前記非回転摺動スリーブ（１３）に回転不可能に接続して、前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）と前記非回転摺動スリーブ（１３）との間の前記関連付けられた摺動スリーブ軸（１３ａ）を中心とした相対的な回転運動を阻止するための少なくとも１つの非回転ストップアーム（２１）が設けられ、
前記少なくとも１つの非回転ストップアーム（２１）は、前記少なくとも１つの非回転板（１２ａ）及び前記非回転摺動スリーブ（１３）に搭載されていることを特徴とする、回転翼航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転翼航空機におけるマルチブレードロータのロータブレード（rotor blade）のコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システムに関する。制御システムは、斜板アセンブリを有し、請求項１の特徴を備えている。
【背景技術】
【０００２】
回転翼航空機におけるマルチブレードロータのロータブレード、特にヘリコプターのメインロータのロータブレードのコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システムは、動作において、ロータブレードに関連付けた適切なピッチレバーによって、関連付けられたブレードピッチ制御長手方向軸を中心として一体的にロータブレードを回転させるために用いられる。ロータブレードは、対応するピッチ制御ロッドにより動作される。従って各ピッチ制御ロッドは、動作においてロータと共にロータ軸を中心として回転する回転板に接続されている。この回転板は、非回転板上で回転するように搭載される。非回転板は、回転翼航空機の機体又はメインギアボックス等の回転不可能な下部構造にこの非回転板を接続する接続部によって、ロータのロータ軸を中心としたあらゆる回転が抑制される。
【０００３】
回転板及び非回転板は、いわゆる斜板アセンブリを規定し、通常は環状であり、ロータ軸を取り囲んでいる。この斜板アセンブリは、ロータブレードのコレクティブピッチ及びサイクリックピッチをそれぞれ制御するために関連付けられた制御アクチュエータを介して、適切な制御入力ユニットによって作動させることができる。更に具体的には、斜板アセンブリは、適切な制御入力ユニットと非回転板とを含む非回転システムから、回転板と、回転翼航空機に搭載されている場合のマルチブレードロータすなわち回転可能ロータのロータブレードと、を含む回転システムに、制御入力を伝達するように適合されている。
【０００４】
大型の回転翼航空機においては、関連する制御アクチュエータは多くの場合、斜板と回転翼航空機の回転不可能な下部構造との間に配置された３つのサーボ制御ジャック又は同様のアクチュエータによって具現化される。これらのサーボ制御ジャック又は同様のアクチュエータはそれぞれ、この回転不可能な下部構造上において及び非回転板のＵ字形金具において、下端及び上端が玉継手により関節接続されている。従って、非回転板の空間的な向きは制御可能であり、非回転板は回転板を傾斜する動きに引っ張っていく、すなわち回転板の空間的な向きを決定するように適合されている。回転板は、ピッチ制御ロッドによってロータブレードのピッチレバーに接続されている。これらのピッチ制御ロッドは、回転板とピッチレバーとの間に延出し、それぞれ、ピッチレバー上において及び回転板の外周に分散させたＵ字形金具において、下端及び上端が玉継手により関節接続されている。
【０００５】
回転板及び非回転板は通常、軸方向に変位可能な中央の球面ベアリングによって、コレクティブピッチを制御するためにロータ軸に対して平行に軸方向に変位可能であると共に、サイクリックピッチを制御するためにロータ軸を中心としていかなる方向にも傾斜させることができる。非回転板が振動するように搭載された球面ベアリングは、ロータ軸を概ね中心としている。
【０００６】
文献ＵＳ３，５０８，８４１Ａは、斜板アセンブリの非回転板が搭載された中央球面ベアリングを有するそのような制御システムを記載している。球面ベアリングは非回転摺動スリーブに搭載され、ここには関連付けられたロータのロータ軸が回転可能に受容されている。この非回転摺動スリーブは、コレクティブピッチを制御するためにロータのロータ軸に対して平行に軸方向に変位させることができ、一方で、この制御システムの回転板及び非回転板は、サイクリックピッチを制御するためにロータ軸を中心としていかなる方向にも傾斜させることができる。
【０００７】
他の既知である制御システムにおいては、球面ベアリングは、円筒形ガイドの周りでロータ軸に対して平行に軸方向に変位可能に搭載されている。円筒形ガイドは、ロータ軸に対して同軸かつ回転不可能に配置され、回転翼航空機の回転不可能な下部構造に対して概ね固定されている。最もよく見られることであるが、回転板及び非回転板がロータ軸を取り囲んでいる場合、円筒形ガイドは管状であり、ロータ軸を取り囲み、回転翼航空機の回転不可能な下部構造に固着された筐体に堅固に固定されている。
【０００８】
回転板は通常、１つ以上の回転アームの形態の適切なトルクリンクによってロータに接続されることで、動作時に回転アームが回転板を引っ張ってロータ軸を中心として回転させるようになっている。非回転板は、非回転板と回転翼航空機の回転不可能な下部構造との間の相対的な回転運動を阻止する適切なストップアームによって、上述のように回転翼航空機の回転不可能な下部構造に対して回転不可能に接続されている。
【０００９】
文献ＵＳ５，５９９，１６７Ａは、いわゆる回転ハサミ金具（rotating scissors fittings）として具現化された１つ以上のトルクリンクを利用して、関連付けられたメインロータのロータシャフトによって回転駆動される回転板を有するそのような制御システムを記載している。これらのトルクリンクは、一端がロータ軸に、他端が回転板に関節接続されている。回転板は更に、ボールベアリングを利用して、ロータシャフトのロータ軸を中心としてあらゆる方向に傾斜させることができる非回転板上で同軸に回転可能であるように搭載されると共に、中央球面ベアリングに搭載されている。この中央球面ベアリングは、円筒形の管状ガイドの周りで軸方向に摺動させることでロータ軸に対して平行に変位させることができる。このガイドは、回転不可能な下部構造の静止点に回転不可能に固定されているので回転することができない。制御システムの非回転板は、いわゆる非回転ハサミ金具によって回転軸を中心とした回転が抑制されている。この金具は、一端が非回転板に、他端が円筒形管状ガイドのベースに関節接続されている。
【００１０】
また、文献ＵＳ６，０３３，１８２Ａも、回転板を有するそのような制御システムを記載している。しかしながら、回転板は、ハサミ関節接続回転アームとして具現化された２つのトルクリンクによって関連するロータに接続されている。これらのトルクリンクの各々は、相互に枢動するようにヒンジで留められた上部アーム及び下部アームを有し、下部アームは玉継手によって回転板に接続され、上部アームは関連するロータのロータシャフト上に設けられたトルクリンクドライバのＵ字形金具に対して枢動可能に搭載されている。制御システムの非回転板は、適切なストップアームによって回転不可能な下部構造に回転不可能に接続されている。このストップアームは、回転不可能な下部構造に回転不可能に取り付けられた円錐形の筐体と一体的に設けられた半径方向外側の支持体上に固定された剛性アームとして具現化されている。ストップアームは、回転不可能な下部構造と一体であり、「Ｕ」字形の断面を有する軸方向のアーム部を備え、これが、非回転板と一体になったストップピンの剛性回転ストップ進路を形成する溝を画定する。
【００１１】
しかしながら、上述の制御システムのストップアームは、非回転板を回転翼航空機の回転不可能な下部構造に対して接続可能とするため、比較的長く構成しなければならない。この比較的長い構成では、ストップアームの比較的高い剛性が必要であり、従って重量が比較的重くなる。別の欠点として、動作において生じる空力抵抗があり、これは上述のような大型のストップアームを用いる場合は必然的に大きくなる。
【００１２】
大型の回転翼航空機の制御システムは上述したような球面ベアリングを用いることが多いが、小型及び中型の回転翼航空機の制御システムでは、制御システムの斜板アセンブリの少なくとも非回転板を振動させるように搭載するために、例えばカルダン継手又は自在継手リングを備えたジンバルが用いられる。ジンバルは、関連するロータのロータシャフトを取り囲む円筒形管状ガイド上に滑るように（glidingly）に配置された、関連付けられた摺動スリーブ上に搭載することができる。
【００１３】
そのような制御システムにおいて、斜板アセンブリに対する対応した制御入力は、例えばいわゆるミキシングレバーギアユニットとして具現化されて斜板アセンブリの下に配置された制御入力ユニットによってミキシングすることができる。コレクティブピッチを制御するため、摺動スリーブは、ミキシングレバーギアユニットのミキシングレバーギアユニットフォークによって、関連するロータのロータ軸に対して平行に軸方向に変位させることができる。この場合、制御システムの非回転板と回転翼航空機の回転不可能な下部構造との間のストップアーム又はハサミは必要ない。これは、非回転板をジンバルリングによって摺動スリーブに堅固に固定することができ、摺動スリーブはミキシングレバーギアユニットフォークと結合されるからである。
【００１４】
文献ＵＳ７，０３７，０７２Ｂ２は、関連付けられたロータのロータシャフトのロータ軸を中心とした中央ジンバルを備える制御システムを記載している。関連する斜板アセンブリの回転板及び非回転板が振動するように搭載された中央ジンバルは、ロータ軸と同軸に配置されて回転不可能な下部構造に堅固にかつ回転不可能に取り付けられたカラーに対して、堅固にすなわち軸方向に動けないように固定されている。従って、回転板及び非回転板は、ジンバルによって、サイクリックピッチを制御するためにロータ軸を中心としてあらゆる方向に傾斜させることができるだけである。やはり、この制御システムはコレクティブピッチ制御を可能とするのに適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、そのようなジンバルは比較的重いので、所与の回転翼航空機の全体的な重量が増大する。特に、ジンバルは類似の球面ベアリングよりもはるかに重い。これは、例えばカルダン継手が複数の固定ボルトを有する４つのベアリングを必要とするからである。
【００１６】
従って、本発明の目的は、回転翼航空機におけるマルチブレードロータのロータブレードのコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための新規な制御システムであって、斜板アセンブリが振動するように球面ベアリングに搭載されたものを提供することである。新規な制御システムは、球面ベアリングを有する従来の制御システムに比べて重量が低減されている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的は、回転翼航空機におけるマルチブレードロータのロータブレードのコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システムによって解決される。制御システムは、請求項１の特徴を備えている。
【００１８】
更に具体的には、本発明によると、回転翼航空機においてマルチブレードロータのロータブレードのコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システムは、少なくとも１つの非回転板と、少なくとも１つの非回転板に回転可能に搭載された少なくとも１つの回転板と、を有する斜板アセンブリを備えている。マルチブレードロータは、関連付けられたロータ軸を規定するロータシャフトを備えている。少なくとも１つの回転板及び少なくとも１つの非回転板は、ロータシャフト上の関連付けられたロータ軸に対して平行に軸方向に変位可能に搭載されるように適合された非回転摺動スリーブに搭載されている。非回転摺動スリーブ上に球面ベアリングが設けられ、少なくとも１つの回転板は、関連付けられた摺動スリーブ軸を中心として回転可能であり、少なくとも１つの回転板及び少なくとも１つの非回転板が球面ベアリングによって関連付けられた摺動スリーブ軸を中心としていかなる方向にも傾斜可能であるように少なくとも１つの非回転板と共に球面ベアリングに搭載されている。少なくとも１つの非回転板を非回転摺動スリーブに回転不可能に接続して、少なくとも１つの非回転板と非回転摺動スリーブとの間の関連付けられた摺動スリーブ軸を中心とした相対的な回転運動を阻止するための少なくとも１つの非回転ストップアームが設けられ、少なくとも１つの非回転ストップアームが、少なくとも１つの非回転板及び非回転摺動スリーブに搭載されている。
【００１９】
本発明の制御システムは、非回転摺動スリーブ上に配置されたボールを有する球面ベアリングに搭載された斜板アセンブリを備えている。このような球面ベアリングは、ジンバルすなわちカルダン継手又は自在継手に比べて極めてシンプルで、部品数が少なく、軽量である。
【００２０】
好ましくは、斜板アセンブリの非回転板は、非回転摺動スリーブの関連する摺動スリーブ軸を中心としていかなる方向にも傾斜可能であるように、球面ベアリングのボールに搭載される。この搭載により、ボールすなわち球面ベアリングを中心とした回転について１自由度が非回転板に与えられるので、そのような回転を阻止するために少なくとも１つの非回転ストップアームが設けられる。
【００２１】
しかしながら、この非回転ストップアームは、回転翼航空機の機体に堅固に取り付けられたメインギアボックス又は円筒形管状ガイド等、所与の回転翼航空機の回転不可能な下部構造に固定されるように適合されていない。その代わりに非回転ストップアームは、制御システムの非回転システムに配置され、好ましくはここで非回転摺動スリーブ及び非回転板に回転不可能に取り付けられる。従って、非回転ストップアームの動きすなわち伸長又は後退は、サイクリックピッチ制御においてのみ発生し、コレクティブピッチ制御では発生せず、非回転ストップアームは全体的に非回転摺動スリーブ及び非回転板と共に動く。この結果、非回転ストップアームは動作においてサイクリックな動きのみを行えばよいので、その耐用寿命を伸ばすことができる。
【００２２】
更に、対応するサイクリックな動きは一般に非回転板の比較的小さい傾斜角に対して行われるので、比較的短く小型で軽量の非回転ストップアームを提供することが可能となる。従って、非回転ストップアームの製造に必要な材料を節約して、非回転ストップアームの全体的な製造コストを削減可能であるという利点がある。
【００２３】
また、こういった比較的小さい傾斜角のため、１つの態様によると、非回転ストップアームを可撓性リンクによって実施することができる。このような可撓性リンクは複合材料を用いて製造可能であり、結果としてシンプルで軽量の安価な非回転ストップアームが得られるという利点がある。
【００２４】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの非回転ストップアームは少なくとも第１及び第２のストップアーム部を備え、第１のストップアーム部が、関連付けられたストップアームヒンジによって第２のストップアーム部に接続されている。
【００２５】
更に別の好適な実施形態によれば、第１のストップアーム部は、関連付けられたストップアーム球面ベアリングによって少なくとも１つの非回転板に搭載されている。
【００２６】
更に別の好適な実施形態によれば、第２のストップアーム部は、関連付けられたストップアーム枢動ベアリングによって非回転摺動スリーブに搭載されている。
【００２７】
更に別の好適な実施形態によれば、非回転摺動スリーブガイドが設けられ、非回転摺動スリーブが非回転摺動スリーブガイド上に滑るように配置されている。
【００２８】
更に別の好適な実施形態によれば、マルチブレードロータのロータシャフトは非回転摺動スリーブガイドを通って延出する。
【００２９】
更に別の好適な実施形態によれば、非回転摺動スリーブガイドは、回転翼航空機の非回転部に、特に回転翼航空機のメインギアボックスに、堅固に固定されるように適合されている。
【００３０】
更に別の好適な実施形態によれば、動作において非回転摺動スリーブの軸方向の変位を制御するために少なくとも１つのフォークユニットが設けられ、少なくとも１つのフォークユニットが、関連付けられたフォーク枢動ベアリングによって、非回転摺動スリーブの搭載部に枢動接続により回転可能に接続されている。
【００３１】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの非回転ストップアームは、少なくとも１つの非回転板及びフォーク搭載位置又は関連付けられたフォーク枢動ベアリングに搭載されている。
【００３２】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの非回転ストップアームは、少なくとも１つの非回転板及び搭載部に搭載されている。
【００３３】
更に別の好適な実施形態によれば、動作において少なくとも１つの回転板及び少なくとも１つの非回転板の傾斜を制御するために少なくとも１つのアクチュエータアームが設けられ、少なくとも１つのアクチュエータアームが、関連付けられたアクチュエータアーム枢動ベアリングによって少なくとも１つのフォークユニットに枢動可能に接続されている。
【００３４】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つのアクチュエータアームは、関連付けられた斜板制御ロッドによって少なくとも１つの非回転板に接続されている。
【００３５】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つのアクチュエータアーム及び少なくとも１つのフォークユニットは、制御入力ユニット、特にミキシングレバーギアユニットを規定する。
【００３６】
このようなミキシングレバーギアユニットを用いると、制御システムの全体的な高さを縮小可能であるという利点がある。従って、このようなマルチブレードロータの全体的な高さが縮小され、これによって材料、重量、及び製造コストの節約を図ることができる。また、このようなミキシングレバーギアユニットを用いると、制御システムの全体的な構成要素数を減らすことができる。これは、例えば従来用いられているアクチュエータの駆動に必要な油圧ホースが余分になるからである。従って、制御システムの複雑さが軽減し、製造コストを更に削減可能であるという利点がある。
【００３７】
更に、そのようなミキシングレバーギアユニットを用いることで、斜板アセンブリの非回転板の直接作動のために必須であった回転翼航空機の機体の上部デッキ上のミキシングユニットを省略することができる。このため、上部デッキ上の空間が空くので、他の技術機器のために利用可能となる。
【００３８】
更に、そのようなミキシングギアユニットを用いると、対応する制御のミキシングがアクチュエータの後でのみ起こるので、回転翼航空機のパイロットによって加える必要のある制御力を低減することができる。これとは異なり、斜板アセンブリの非回転板の直接作動のために具現化されたミキシングユニットにおけるミキシングはアクチュエータの前に発生するので、大きな制御力が必要である。
【００３９】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの回転板は、関連付けられたピッチ制御ロッドによってロータブレードの各１つに接続されている。
【００４０】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの回転板は、少なくとも１つの関連付けられた回転アームによってマルチブレードロータのロータシャフトに回転可能に接続され、少なくとも１つの回転板がロータシャフトと共に回転運動することを可能とする。
【００４１】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの回転板は斜板アセンブリの上部斜板を画定し、少なくとも１つの非回転板は下部斜板を画定する。
【００４２】
更に別の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの非回転ストップアームは複合材料を含む。
【００４３】
本発明は更に、複数のロータブレードと、関連付けられたロータ軸を規定するロータシャフトと、を有するマルチブレードロータを有する回転翼航空機を提供する。回転翼航空機は、複数のロータブレードのコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システムを備えている。制御システムは、少なくとも１つの非回転板と、少なくとも１つの非回転板に回転可能に搭載された少なくとも１つの回転板と、を有する斜板アセンブリを備えている。少なくとも１つの回転板及び少なくとも１つの非回転板は、マルチブレードロータのロータ軸に対して平行に軸方向に変位可能である非回転摺動スリーブに搭載されている。非回転摺動スリーブ上に球面ベアリングが設けられ、少なくとも１つの回転板は、ロータ軸を中心として回転可能であり、少なくとも１つの回転板及び少なくとも１つの非回転板が球面ベアリングによってロータ軸を中心としていかなる方向にも傾斜可能であるように少なくとも１つの非回転板と共に球面ベアリングに搭載されている。少なくとも１つの非回転板を非回転摺動スリーブに回転不可能に接続して、少なくとも１つの非回転板と非回転摺動スリーブとの間の関連付けられた摺動スリーブ軸を中心とした相対的な回転運動を阻止するための少なくとも１つの非回転ストップアームが設けられ、少なくとも１つの非回転ストップアームが、少なくとも１つの非回転板及び非回転摺動スリーブに搭載されている。
【００４４】
以下の記載において、添付図面を参照して、一例として本発明の好適な実施形態を概説する。これらの添付図面において、同一の又は同一の機能を持つ構成要素及び要素は同一の参照番号及び符号で示し、従って以下の記載では１度のみ記載する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の制御システムを有する回転翼航空機の側面図及び本発明による制御システムの拡大斜視図を示す。
【図２】異なる角度から見た、図１の制御システムの斜視図を示す。
【図３】図１の制御システムの簡略化バージョンの概略側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図１は、着陸装置６に接続された機体２を有する回転翼航空機１を示す。機体２は尾部支材２ａ及びキャビン２ｂを画定する。回転翼航空機１は、動作中に揚力及び前方又は後方の推力を与えるための少なくとも１つのマルチブレードロータ１ａを備えている。少なくとも１つのマルチブレードロータ１ａは複数のロータブレード１ｂ、１ｃを備え、これらは関連付けられたロータヘッド１ｄにおいてロータシャフト１ｅに搭載されている。このロータは、回転翼航空機１の動作中に関連するロータ軸１ｆを中心に回転する。
【００４７】
一例として、回転翼航空機１はヘリコプターとして具現化され、少なくとも１つの選択的に（preferentially）シュラウドが装着された反トルクデバイス３を備えている。このデバイス３は、回転翼航空機１のヨー（yaw）に関してバランスを取る目的で、動作中に反トルクを与えるように、すなわち少なくとも１つのマルチブレードロータ１ａの回転により生成されるトルクを打ち消すように構成されている。少なくとも１つの反トルクデバイス３は、例示として尾部支材２ａの後部に設けられ、好ましくは、バンパ４、尾翼５ａ、及びフィン５を備えている。尾翼５ａは好ましくは傾きが調節可能であり、従って水平安定板の機能に対応することができる。この代わりに又はこれに加えて、回転翼航空機１には適切な水平安定板が設けられている。
【００４８】
しかしながら、尾部支材２ａの後部に設けられた少なくとも１つの反トルクデバイス３、尾翼５ａ、フィン５、及びバンパ４は、単に回転翼航空機１の１つの例示的な実施形態を示すために記載しており、従って本発明を限定するものではないことに留意すべきである。以下に記載するような本発明は、その後部の構造とは無関係に、いかなる回転翼航空機にも、具体的にはいかなるヘリコプターにも同様に適用することができる。
【００４９】
１つの態様によれば、回転翼航空機１は、少なくとも１つのマルチブレードロータ１ａのロータブレード１ｂ、１ｃのコレクティブピッチ及びサイクリックピッチを制御するための制御システム１０を備えている。拡大した詳細な斜視図に更に詳しく示す制御システム１０は、少なくとも１つのマルチブレードロータ１ａのロータヘッド１ｄと回転翼航空機１のメインギアボックス７との間に選択的に配置されている。
【００５０】
好ましくは、制御システム１０は、少なくとも１つの非回転板１２ａと、この少なくとも１つの非回転板１２ａに回転可能に搭載された少なくとも１つの回転板１２ｂと、を有する斜板アセンブリ１１を備えている。例示的に、少なくとも１つの回転板１２ｂはこの斜板アセンブリ１１の上部斜板を画定し、少なくとも１つの非回転板１２ａはその下部斜板を画定する。
【００５１】
少なくとも１つの非回転板１２ａ及び少なくとも１つの回転板１２ｂは、好ましくは、少なくとも部分的にディスク状であり、これらの板１２ａ、１２ｂの相対的な回転運動を可能とする関連付けられたローラ又はボールベアリングによって相互に接続されている。この構成において、少なくとも１つの非回転板１２ａ及び少なくとも１つの回転板１２ｂは、概ね重ね合っていることが好ましい。しかしながら、これに加えて又はこの代わりに、それらを少なくとも部分的にリング状とすることも可能である。そのような構成では、少なくとも１つの回転板１２ｂは少なくとも１つの非回転板１２ａの周りを概ね取り囲んでいる。
【００５２】
１つの態様によれば、少なくとも１つの回転板１２ｂ及び少なくとも１つの非回転板１２ａは、関連する摺動スリーブ軸１３ａを有する非回転摺動スリーブ１３に搭載されている。この非回転摺動スリーブ１３は、ロータシャフト１ｅ上のロータ軸１ｆに対して平行に軸方向に変位可能に搭載されるように適合されることが好ましく、ここでは例示的にそうなっている。
【００５３】
好ましくは、非回転摺動スリーブ１３は、非回転摺動スリーブガイド１５上に滑るように配置されている。この非回転摺動スリーブガイド１５は、少なくとも１つのマルチブレードロータ１ａのロータシャフト１ｅを少なくとも部分的に収容するように適合されている。このロータシャフトは例示的に、長手方向において非回転摺動スリーブガイド１５を通って延出する。更に、非回転摺動スリーブガイド１５は、回転翼航空機１の非回転部に堅固に固定されるように適合されている。例示的に、非回転摺動スリーブガイド１５は、例えばねじ留め、ボルト締め、又は接着によって、回転翼航空機１のメインギアボックス７に堅固に取り付けられている。
【００５４】
１つの態様によれば、少なくとも１つの回転板１２ｂは、非回転摺動スリーブ１３の関連した摺動スリーブ軸１３ａを中心として回転可能であり、少なくとも１つの非回転板１２ａと共に、非回転摺動スリーブ１３上に設けられた球面ベアリング１４に取り付けられている。例えば球面ベアリングは、ボールを有する玉継手として具現化され、非回転摺動スリーブ１３に堅固に取り付けられているか、又はこのスリーブと一体的に形成されている。
【００５５】
好ましくは、少なくとも１つの回転板１２ｂ及び少なくとも１つの非回転板１２ａは、球面ベアリング１４によって関連する摺動スリーブ軸１３ａを中心としていかなる方向にも傾斜可能であるように、球面ベアリング１４に搭載されている。関連する摺動スリーブ軸１３ａと少なくとも１つの非回転板１２ａ及び少なくとも１つの回転板１２ｂとの間の可能な傾斜角は、選択的に２０度以下である。
【００５６】
少なくとも１つの回転板１２ｂは、関連するピッチ制御ロッド１６によってロータブレード１ｂ、１ｃの各々に接続可能であることが好ましく、ここでは例示的にそのように接続されている。従って、ロータブレード１ｂ、１ｃと等しい数の半径方向外側のＵ字形金具１７が、少なくとも１つの回転板１２ｂの外周において選択的に均等に分散している。そのような半径方向外側のＵ字形金具１７の各々では、関連するピッチ制御ロッド１６の下端を関節接続する玉継手１８が保持されている。このロッドの上端は、ロータブレード１ｂ、１ｃのうち関連付けられたもののピッチレバーにおいて、この場合も選択的に玉継手により関節接続することができ、ここでは例示的にそのように関節接続されている。更に、少なくとも１つの回転板１２ｂは、一例として回転アーム１９として具現化される少なくとも１つの関連する回転トルクリンクによって、マルチブレードロータ１ａのロータシャフト１ｅに対して少なくとも間接的に回転可能に接続可能であり、ここでは例示的にそのように接続されている。
【００５７】
動作において、少なくとも１つの回転板１２ｂ及び少なくとも１つの非回転板１２ａの傾き及び／又は軸方向の変位を制御するために、制御入力ユニット２０が設けられている。この制御入力ユニット２０は、選択的に、２つのアクチュエータアーム２０ａ及び少なくとも１つのフォークユニット２０ｂを備え、いわゆるミキシングレバーギアユニットとして具現化されることが好ましい。各アクチュエータアーム２０ａは、例示的に制御入力ユニット２０の側方又は外側のアームとして具現化され、好ましくは、関連するアクチュエータアーム枢動ベアリング３０ａによって、例示的に内側フォークとして具現化された少なくとも１つのフォークユニット２０ｂに枢動可能に接続されている。
【００５８】
少なくとも１つのアクチュエータアーム２０ａは、関連する斜板制御ロッド２４によって少なくとも１つの非回転板１２ａに接続されて、少なくとも１つの非回転板１２ａの、従って少なくとも１つの回転板１２ｂの、回転軸１ｆを中心とするいずれかの必要な傾斜方向２２ｃの傾斜を制御し、これによってロータブレード１ｂ、１ｃのサイクリックピッチ制御を実行する。このため、関連する斜板制御ロッド２４と等しい数の半径方向外側のＵ字形金具２５が、少なくとも１つの非回転板１２ａの外周に設けられている。そのような半径方向外側のＵ字形金具２５の各々では、関連する斜板ロッド２４の上端を関節接続する玉継手２６が保持されている。このロッドの下端は、関連するアクチュエータアーム２０ａの先端部に設けられたＵ字形金具２７に保持された対応する玉継手２８により関節接続されている。
【００５９】
少なくとも１つのフォークユニット２０ｂは、動作において非回転摺動スリーブ１３の軸方向の変位を制御するために設けられている。従って、少なくとも１つのフォークユニット２０ｂは、関連するフォーク枢動ベアリング（図２の２９ｂ）によって、対応する搭載位置２９ａにおいて、非回転摺動スリーブ１３の搭載部２３に回転可能に接続されている。搭載部２３は、例示的に、非回転摺動スリーブ１３の全長の３分の１を占めることが好ましい非回転摺動スリーブ１３の下部において形成されるか、又はこの下部によって形成される。
【００６０】
１つの態様によれば、非回転摺動スリーブ１３を少なくとも１つの非回転板１２ａに回転不可能に接続するために、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１が設けられている。この少なくとも１つの非回転ストップアーム２１は、少なくとも１つの非回転板１２ａと非回転摺動スリーブ１３との間の、関連する摺動スリーブ軸１３ａを中心とした相対的な回転運動を阻止するように適合されている。従って、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１は、少なくとも１つの非回転板１２ａに搭載され、選択的に、非回転摺動スリーブ１３に直接搭載されている。例えば、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１は、非回転摺動スリーブ１３の搭載部２３に搭載されている。
【００６１】
しかしながら、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１は必ずしも非回転摺動スリーブ１３に直接搭載されるわけではなく、代替的に、制御システム１０の他のいずれかの回転不可能な部分に搭載することができることに留意すべきである。例えば少なくとも１つの非回転ストップアーム２１は、関連するフォーク枢動ベアリング（図２の２９ｂ）、少なくとも１つのフォークユニット２０ｂ、対応するフォーク搭載位置２９ａ等に搭載することも可能である。
【００６２】
好ましくは、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１は、少なくとも第１及び第２のストップアーム部２１ａ、２１ｂを備えている。例示的に、少なくとも１つの第１のストップアーム部２１ａは、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１の上部アームとして具現化され、少なくとも１つの第２のストップアーム部２１ｂは、その下部アームとして具現化されている。
【００６３】
１つの態様によれば、上部アーム２１ａは、例えば関連するストップアームヒンジ２２のような第１の関連するベアリングによって、下部アーム２１ｂに接続されている。上部アーム２１ａは更に、例えば関連する球面ベアリング２２ａのような第２の関連するベアリングによって、少なくとも１つの非回転板１２ａに搭載されている。下部アーム２１ｂは更に、例えば関連する枢動ベアリング２２ｂのような第３の関連するベアリングによって、非回転摺動スリーブ１３に搭載されている。
【００６４】
少なくとも１つの非回転ストップアーム２１の上述の構成及び固定は、単に例示のために記載しており、本発明をこれのみに限定するために記載したのではないことに留意すべきである。様々な変形及び変形が当業者には容易に利用可能であると共に認識可能であるので、それらも本発明の一部として見なされる。例えば１つの例示的な構成において、ヒンジ２２の代わりにボールベアリングを用いてもよい。別の構成では、球面ベアリング２２ａの代わりにヒンジを使用可能であり、枢動ベアリング２２ｂの代わりに球面又はボールベアリングを使用可能である等である。
【００６５】
図２は、図１の制御システム１０示し、関連付けられたフォーク枢動ベアリング２９ｂによる、対応する搭載位置２９ａにおける少なくとも１つのフォークユニット２０ｂと非回転摺動スリーブ１３の搭載部２３との間の枢動接続、並びに、関連付けられたアクチュエータアーム枢動ベアリング３０ａによる、少なくとも１つのアクチュエータアーム２０ａと少なくとも１つのフォークユニット２０ｂとの間の枢動接続を更に示している。
【００６６】
制御システム１０の動作において、少なくとも１つのフォークユニット２０ｂが、関連付けられたフォーク枢動ベアリング２９ｂを中心として枢動方向３１ａに枢動すると、この動きは、非回転摺動スリーブ１３の、従って斜板アセンブリ１１の、関連付けられた摺動スリーブ１３ａに沿った軸方向の変位方向３２ａにおける軸方向の変位へと変換される。これにより、図１のロータブレード１ｂ、１ｃのコレクティブピッチを制御することができる。
【００６７】
少なくとも１つのアクチュエータアーム２０ａが、関連付けられたアクチュエータアーム枢動ベアリング３０ａを中心として枢動方向３１ａに枢動すると、この動きは、関連付けられた斜板制御ロッド２４を介して、斜板アセンブリ１１の、関連付けられた摺動スリーブ軸１３ａを中心とした斜板傾斜方向２２ｃの傾斜へと変換される。これにより、図１のロータブレード１ｂ、１ｃのサイクリックピッチを制御することができる。
【００６８】
図３は、図１及び図２の制御システム１０の簡略化した概略図を示し、制御入力ユニット２０の予想される枢動方向３１ａ、非回転摺動スリーブ１３の予想される軸方向の変位方向３２ａ、及び斜板アセンブリ１１の予想される斜板傾斜方向２２ｃを更に示している。また、図３は、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１の比較的短く小さい構成も示す。図３は更に、斜板アセンブリ１１の少なくとも１つの非回転板１２ａにおいて、特にボールベアリングのようなローラベアリング３３による、少なくとも１つの回転板１２ｂの例示的なベアリングを示す。
【００６９】
上述の実施形態に対する変更は当業者の一般的な知識内であり、従って本発明の一部であると見なされることに留意すべきである。例えば、少なくとも１つの非回転ストップアーム２１の様々な異なる実施が考えられる。更に具体的には、動作において斜板アセンブリ１１の傾斜角は比較的小さいため、複合材料を用いて、簡略化した非回転ストップアーム２１を実施することができる。複合材料を含むそのような非回転ストップアームは、上述のようなヒンジ付きの非回転ストップアームに比べ、軽量化して材料を節約するように、従って高い費用効率で設計することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１          回転翼航空機
１ａ        マルチブレードロータ
１ｂ、１ｃ  ロータブレード
１ｄ        ロータヘッド
１ｅ        ロータシャフト
１ｆ        ロータ軸
２          機体
２ａ        尾部支材
２ｂ        キャビン
３          反トルクデバイス
４          バンパ
５          フィン
５ａ        尾翼
６          着陸装置
７          メインギアボックス
１０        制御システム
１１        斜板アセンブリ
１２ａ      非回転板
１２ｂ      回転板
１３        非回転摺動スリーブ
１３ａ      摺動スリーブ軸
１４        球面ベアリング
１５        非回転摺動スリーブガイド
１６        ピッチ制御ロッド
１７        回転板Ｕ字形金具
１８        回転板玉継手
１９        回転アーム
２０        制御入力ユニット
２０ａ      外側アクチュエータアーム
２０ｂ      内側フォーク
２１        非回転ストップアーム
２１ａ      上部アーム
２１ｂ      下部アーム
２２        ストップアームヒンジ
２２ａ      上部アーム球面ベアリング
２２ｂ      下部アーム枢動ベアリング
２２ｃ      斜板傾斜方向
２３        摺動スリーブ搭載部
２４        斜板制御ロッド
２５        非回転板Ｕ字形金具
２６        非回転板玉継手
２７        アクチュエータアームＵ字形金具
２８        アクチュエータアーム玉継手
２９ａ      内側フォーク搭載位置
２９ｂ      内側フォーク枢動ベアリング
３０ａ      アクチュエータアーム枢動ベアリング
３１ａ      制御入力ユニット枢動移動方向
３２ａ      摺動スリーブ移動方向
３３        ローラベアリング
【図１】
2016034823.tif 000003
【図２】
2016034823.tif 000004
【図３】
2016034823.tif 000005
【外国語明細書】
2016034823000001.pdf