(57)【要約】  航空機翼は、主翼と、主翼の後縁にフラップを有するフラップシステムとを備える。長尺のフラップ軌道部材が、実質的に自身の長手方向において移動され得るような手法で、且つ、支持支承要素によって、主翼に対して、前方格納位置と後方伸展位置との間で案内されるような手法で、主翼に接続される。フラップは、主翼の後縁と実質的に平行に延びる回転軸線の周りに回転できるような手法で、フラップ軌道部材の後方端部に回転可能に接続されることで、フラップ軌道部材が移動されるとき、フラップはフラップ軌道部材と共に移動し、また、フラップは、フラップ軌道部材の移動から機械的に独立して、回転軸線の周りに回転できる。フラップシステムは、２つのアクチュエータを有するアクチュエータシステムを備える。第１のアクチュエータは、主翼に接続されており、フラップ軌道部材がその格納位置とその伸展位置との間で移動可能であるように、フラップ軌道部材と共にフラップを移動するために、フラップ又はラップ走路部材と係合する係合部材を有する。第２のアクチュエータは、フラップ軌道部材と接続され、その結果、フラップ軌道部材が第１のアクチュエータによって移動されるとき、フラップ軌道部材と共に移動する。第２のアクチュエータは、フラップを回転軸線の周りに回転するために、フラップと係合する係合部材を有している。
2016501764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後縁（９）を有している主翼（４）と、フラップシステム（５）とを備えている航空機翼であって、
前記フラップシステム（５）が、
前記主翼（４）の後縁（９）に配置されているフラップ（１４、１５）と、
前記主翼（４）に固定されている支持支承要素（２１）と、
桿体状のフラップ軌道部材（１８）が、前記フラップ軌道部材（１８）の略長手方向において移動可能とされるように、且つ、前記支持支承要素（２１）によって、前方の格納位置と後方の伸展位置との間において前記主翼（４）に対して相対的に案内されるように、前記主翼（４）に接続されている、前記フラップ軌道部材（１８）であって、前方端部と後方端部とを有している前記フラップ軌道部材（１８）と、
を備えており、
前記フラップ（１４、１５）が、前記主翼（４）の前記後縁（９）に対して略平行に延在している回転軸線（３０）を中心として回転可能とされるように、前記フラップ（１４、１５）が、前記フラップ軌道部材（１８）の前記後方端部に回転可能に接続されており、これにより、前記フラップ軌道部材（１８）が移動する場合に、前記フラップ（１４、１５）が前記フラップ軌道部材（１８）と共に移動するようになっており、且つ、前記フラップ（１４、１５）が、前記フラップ軌道部材（１８）の移動及び位置から機械的に独立して、前記回転軸線（３０）を中心として回転可能とされる、前記航空機翼において、
前記フラップシステム（５）が、アクチュエータシステムを備えており、
前記アクチュエータシステムが、
前記主翼（４）に接続されている第１のアクチュエータ（３１）であって、前記フラップ軌道部材（１８）が前記格納位置と前記伸展位置との間において移動可能であるように、前記フラップ軌道部材（１８）と共に前記フラップ（１４、１５）を移動させるために、前記フラップ（１４、１５）又は前記フラップ軌道部材（１８）と係合している係合部材（３２）を備えている、前記第１のアクチュエータ（３１）と、
前記フラップ軌道部材（１８）が前記第１のアクチュエータ（３１）によって移動される場合に、第２のアクチュエータ（２７）が前記フラップ軌道部材（１８）と共に移動するように、前記フラップ軌道部材（１８）に接続されている第２のアクチュエータ（２７）であって、前記フラップ（１４、１５）を前記回転軸線（３０）を中心として回転させるために、前記フラップ（１４、１５）と係合している係合部材（２８、２９）を有している、前記第２のアクチュエータ（２７）と、
を備えていることを特徴とする航空機翼。
【請求項２】
前記第１のアクチュエータ（３１）及び前記第２のアクチュエータ（２７）が、互いから独立して制御されるように構成されている、請求項１に記載の航空機翼。
【請求項３】
前記第１のアクチュエータ（３１）が、リニアアクチュエータとされ、
前記第１のアクチュエータ（３１）が、例えば電気機械式スピンドルアクチュエータのようなスピンドルアクチュエータを備えている、請求項１又は２に記載の航空機翼。
【請求項４】
前記フラップ軌道部材（１８）が、前記格納位置と前記伸展位置との間において前記主翼（４）に対して相対的に移動された場合に、所定の湾曲経路を追従するように構成されており、
前記第１のアクチュエータ（３１）が、前記第１のアクチュエータ（３１）の係合部材（３２）が略垂直な平面内において傾斜可能とされるように前記主翼（４）に接続されている、請求項３に記載の航空機翼。
【請求項５】
前記第２のアクチュエータ（２７）が、リニアアクチュエータとされ、
前記第２のアクチュエータ（２７）が、例えば複動型油圧式アクチュエータのような油圧式アクチュエータを備えている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の航空機翼。
【請求項６】
前記第２のリニアアクチュエータ（２７）が、作動流体を供給及び排出するための油圧式接続部（２５）を備えている油圧式アクチュエータとされ、
可撓性供給排出路（３７）が、前記フラップ軌道部材（１８）が移動された場合に前記可撓性供給排出路（３７）の形状が変形するように、前記油圧式接続部（２５）に接続されている、請求項５に記載の航空機翼。
【請求項７】
前記第２のリニアアクチュエータ（２７）の係合部材（２８、２９）が、前記フラップ軌道部材（１８）に対して相対的に略直線移動可能とされる駆動シャフト（２８）と、前記フラップ（１５）の前記回転軸線（３０）に対して略平行に延在している第１のリンク部材回動軸線（３３）の周りにリンク部材（２９）が回動可能とされるように、前記駆動シャフト（２８）に回動可能に接続されているリンク部材（２９）とされ、
前記リンク部材（２９）が、前記第１のリンク部材回動軸線（３３）及び前記フラップ（１５）の前記回転軸線（３０）から離隔して且つ前記第１のリンク部材回動軸線（３３）及び前記フラップ（１５）の前記回転軸線（３０）に対して略平行に延在している第２のリンク部材回動軸線（３４）の周りに回動可能とされるように、前記フラップ（１５）に回動可能に接続されており、これにより、前記第２のリニアアクチュエータ（２７）の前記駆動シャフト（２８）が前記フラップ軌道部材（１８）に対して相対的に略直線移動された場合に、前記フラップ（１５）が前記フラップ（１５）の回転軸線（３０）の周りに回転する、請求項５又は６に記載の航空機翼。
【請求項８】
前記主翼（４）が、前記格納位置と前記伸展位置との間において前記フラップ軌道部材（１８）を前記主翼（４）に対して相対的に案内するために、前記支持支承要素（２１）を具備するガイドフレーム（２０）を備えている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の航空機翼。
【請求項９】
前記フラップ軌道部材（１８）には、長手方向溝（１９）が形成されており、
前記支持支承要素（２１）が、前記フラップ軌道部材（１８）を保持するために、前記長手方向溝（１９）の内部に配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の航空機翼。
【請求項１０】
前記支持支承要素（２１）が、前記フラップ軌道部材（１８）を支持及び案内する支持ガイドローラ（２１）によって形成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の航空機翼。
【請求項１１】
前記主翼（４）が、前桁（１０）と、後桁（１１）と、前記前桁（１０）と前記後桁（１１）との間に固定されている複数の翼リブ（１２）とを備えており、
前記格納位置において、前記フラップ軌道部材（１８）が、前記前桁（１０）と前記後桁（１１）と２つの隣接する翼リブ（１２）との間において前記主翼（４）の内側に受容されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の航空機翼。
【請求項１２】
前記後桁（１１）が、前記フラップ軌道部材（１８）が前記格納位置と前記伸展位置との間において移動された場合に前記フラップ軌道部材（１８）が進行する際に貫通する通路開口部を備えており、
前記後桁（１１）の前記通路開口部が、前記格納位置に位置する前記フラップ軌道部材（１８）を前記前桁（１０）と前記後桁（１１）と２つの隣接する翼リブ（１２）との間に且つ前記主翼（４）の内部に受容するように構成されている前記主翼（４）の内側において、液密ハウジングの内部に向かって開口している、請求項１１に記載の航空機翼。
【請求項１３】
前記主翼（４）が、前記主翼（４）の前縁（８）から前記後縁（９）に至る直線によって規定される翼弦を有しており、
前記第２のアクチュエータ（２７）が、前記フラップ（１５）を、前記主翼（４）の前記翼弦の上方及び下方に向かって前記回転軸線（３０）の周りに回転させるように構成されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の航空機翼。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の航空機翼（３）を備えている、航空機。
【請求項１５】
主翼（４）を備えている航空機翼（３）のためのフラップシステム（５）であって、
前記フラップシステム（５）が、
前記主翼（４）の後縁（９）に配置されるように構成されているフラップ（１５）と、
前記主翼（４）に固定されるように構成されている支持支承要素（２１）と、
フラップ軌道部材（１８）が、前記フラップ軌道部材（１８）の略長手方向において移動可能とされるように、且つ、前記支持支承要素（２１）によって、前方の格納位置と後方の伸展位置との間において前記主翼（４）に対して相対的に案内されるように、前記主翼（４）に接続されるように構成されている、前記フラップ軌道部材（１８）であって、前方端部と後方端部とを有している桿体状の前記フラップ軌道部材（１８）と、
を備えており、
前記フラップ（１４、１５）が、前記主翼（４）の前記後縁（９）に対して略平行に延在している回転軸線（３０）の周りに回転可能とされるように、前記フラップ軌道部材（１８）の前記後方端部に回転可能に接続されており、これにより、前記フラップ軌道部材（１８）が移動された場合に、前記フラップ（１４、１５）が前記フラップ軌道部材（１８）と共に移動し、且つ、前記フラップ（１４、１５）が、前記フラップ軌道部材（１８）の移動及び位置から機械的に独立して、前記回転軸線（３０）の周りに回転可能とされる、前記フラップシステム（５）において、
前記フラップシステム（５）が、アクチュエータシステムを備えており、
前記アクチュエータシステムが、
前記主翼（４）に接続されるように構成されている第１のアクチュエータ（３１）であって、前記フラップ軌道部材（１８）が前記格納位置と前記伸展位置との間において移動可能とされるように、前記フラップ（１４、１５）を前記フラップ軌道部材（１８）と共に移動させるために、前記フラップ（１４、１５）又は前記フラップ軌道部材（１８）と係合する係合部材（３２）を備えている第１のアクチュエータ（３１）と、
前記フラップ軌道部材（１８）が前記第１のアクチュエータ（３１）によって移動された場合に、第２のアクチュエータ（２７）が前記フラップ軌道部材（１８）と共に移動するように、前記フラップ軌道部材（１８）に接続されている前記第２のアクチュエータ（２７）であって、前記フラップ（１４、１５）を前記回転軸線（３０）の周りに回転するために、前記フラップ（１５）と係合する係合部材（２８、２９）を備えている前記第２のアクチュエータ（２７）と、
を備えていることを特徴とするフラップシステム。
【請求項１６】
請求項１〜１３のうちいずれか一項に記載の航空機翼のフラップ（１４、１５）の位置を調節するための方法において、
前記フラップ（１４、１５）を前記フラップ軌道部材（１８）と共に移動させるために、前記第１のアクチュエータ（３１）を作動させるステップによって、及び／又は、
前記フラップ（１４、１５）を前記回転軸線（３０）の周りに回転させるために、前記第２のアクチュエータ（２７）を作動させるステップによって、前記フラップ（１４、１５）の位置が調整される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
−  後縁を含む主翼と、
−  フラップシステムであって、
・主翼の後縁にあるフラップ、
・特に主翼の内部において、主翼に固定された支持支承要素、及び、
・実質的に自身の長手方向において移動され得るような手法で、且つ、支持支承要素によって、主翼に対して、前方格納位置と後方伸展位置との間で案内されるような手法で、主翼に接続された、前方端部と後方端部とを含む長尺のフラップ軌道部材、
を備えるフラップシステムとを備え、
フラップが、主翼の後縁と実質的に平行に延びる回転軸線の周りに回転できるような手法で、フラップ軌道部材の後方端部に回転可能に接続されることで、フラップ軌道部材が移動されるとき、フラップがフラップ軌道部材と共に移動し、また、フラップが、フラップ軌道部材の移動及び位置から機械的に独立して、回転軸線の周りに回転できる、航空機翼に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、主翼と２つの副翼とを備える航空機翼が開示されている。後副翼は、飛翔方向に対して横切るように延びる第１の回転軸線の周りに回転可能に、前副翼に接続されている。前副翼は、第２の回転軸線の周りに回転可能に、滑動レールの後方端部に接続されている。滑動レールは、格納位置と伸展位置との間で滑動可能な手法で、主翼に対して移動できる。レバー、ロッド、案内レール、回動接続部、及び滑動接続部のうちの選択機構が、副翼の異なる作動モードを選択するために利用される。滑動レールの格納位置では、前副翼は固定角度位置にあり、後副翼は前副翼に対して回転できる。従って、後副翼は補助翼として利用できる。滑動レールがその伸展位置へと移動されたとき、前副翼も固定角度位置で保持され、航空機のロール移動を制御するために、後副翼は前副翼に対して回転されてもよいし、又は、前副翼及び後副翼は一緒に回転されてもよい。さらに、滑動レールがその伸展位置にある場合、前副翼と後副翼とを反対方向に回転することが可能である。従って、前副翼及び後副翼は、互いに依存する手法で、それぞれの回転軸線の周りに回転されてもよい。
【０００３】
第１の副翼の後にある第２の副翼と、レバー、ロッド、案内レール、回動接続部、及び滑動接続部のうちの選択機構とは、複雑であり、概して、信頼性が悪く、比較的重い。加えて、格納位置における選択機構は主翼の下に突出し、これが、抗力の増加と、例えば鳥の衝突によってといった、より高い損傷の危険性をもたらしてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第２２０７４５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、改良された航空機翼を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
当該目的は、主翼に接続されている第１のアクチュエータであって、フラップ軌道部材が格納位置と伸展位置との間において移動可能であるように、フラップ軌道部材と共にフラップを移動させるために、フラップ又はフラップ軌道部材と係合している係合部材を備えている、第１のアクチュエータと、フラップ軌道部材が第１のアクチュエータによって移動される場合に、第２のアクチュエータがフラップ軌道部材と共に移動するように、フラップ軌道部材に接続されている第２のアクチュエータであって、フラップを回転軸線を中心として回転させるために、フラップと係合している係合部材を有している、第２のアクチュエータとを備えている、アクチュエータシステムを具備するフラップシステムである本発明によって達成される。
【０００７】
本発明によれば、フラップは、第１のアクチュエータを作動することで、後方へと伸展させることができ、また、フラップは、第２のアクチュエータを作動することで、上方又は下方へと回転できる。フラップの下方へと回転された位置は、翼面積を増加し、また、航空機翼の平均反り線も増加し、それによって揚力係数を増加する。従って、航空機翼は、少なくとも、第１の揚力係数を有する第１の構成と、第１の揚力係数より大きい第２の揚力係数を有する第２の構成との間で、連続的に適合できる。
【０００８】
フラップ軌道部材が支持支承要素によって主翼に対して案内されるため、フラップ軌道部材は、滑動又は転動する手法で移動できる。長尺のフラップ軌道部材は、実質的に、その長手方向において、すなわち、長尺のフラップ軌道部材の長手方向軸線に沿って、移動できる。フラップを展開及び格納するために、長尺のフラップ軌道部材は、第１のアクチュエータによって、その格納位置から伸展位置へと、及び、その伸展位置から格納位置へと、往復する手法で移動できる。第１のアクチュエータは、フラップ又はフラップ軌道部材と係合する移動可能な係合部材を有している。第１のアクチュエータの係合部材は、制御された手法で駆動できる。フラップがフラップ軌道部材の後方端部に接続されているため、フラップは、フラップ軌道部材がその格納位置とその伸展位置との間で移動するとき、フラップ軌道部材と一緒に移動する。長尺のフラップ軌道部材の格納位置では、フラップは収容位置を取る。長尺のフラップ軌道部材がその伸展位置へと移動されたとき、フラップは展開位置を取る。
【０００９】
フラップは、フラップ軌道部材の案内される移動から独立して、回転軸線の周りに回転できる。すなわち、フラップの配向は、フラップ軌道部材の移動及び位置に関係なく調節できる。従って、フラップを、その収容位置及び展開位置において、また、それらの間の中間位置においても、回転軸線の周りに回転することが可能である。第２のアクチュエータは、フラップ軌道部材によって担持される。すなわち、フラップ軌道部材が、その格納位置から伸展位置へと、及び、その伸展位置から格納位置へと移動されるとき、第２のアクチュエータはフラップ軌道部材と一緒に移動する。第２のアクチュエータは、フラップを回転軸線の周りに回転するために、フラップと係合する移動可能な係合部材を有している。第２のアクチュエータの係合部材は、制御された手法で駆動できる。
【００１０】
フラップ軌道部材が主翼に対して移動可能であるため、フラップシステムは、フラップ軌道部材の格納位置において主翼内に受け入れられるように設計できる。格納位置では、主翼とフラップとは共に、空気力学的に滑らかな翼組立体（複合翼）を形成でき、フラップは、主翼の後縁と一直線に揃えられる後縁を有する。すなわち、フラップの後縁は、翼組立体の後縁の一部を形成している。従って、翼組立体は、従来のフラップシステムよりも向上された流線形の空気力学的な外表面を画定する。好ましくは、フラップ軌道部材は主翼の下に突出しない。すなわち、フラップ軌道部材は抗力を増加させない。現代の航空機で利用される従来のフラップシステムは、主翼の下に固定されたフラップ走路を含んでいることが、留意される。このようなフラップ走路はフラップ走路フェアリングによって覆われており、フェアリングの抗力は、最先端の空気力学設計によって低減できるが、フェアリングの抗力は、飛行中の高い対気速度において、なおも相当に存在している。本発明によるフラップシステムは、フラップ軌道部材の格納位置とフラップの収容位置とにおいて、フラップシステムの寄生抗力がないように設計できる。これは、鳥の衝突による損傷の危険性も低減させる。加えて、第２のアクチュエータが伸展可能なフラップ軌道部材によって担持されるため、本発明によるフラップシステムでは、可動部の数が限定されている。これは、高い信頼性をもたらす。さらに、本発明によるフラップシステムは、比較的小形に作ることができ、そのため、主翼において大きな空間を占有しないことで、主翼の十分な燃料格納容量を維持する。
【００１１】
好ましい実施形態では、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータが、互いから独立して制御できる。例えば、フラップシステムは、第１のアクチュエータを第２のアクチュエータから独立して制御するように構成される第１の制御装置と、第２のアクチュエータを第１のアクチュエータから独立して制御するように構成される第２の制御装置とを備える。当然ながら、第１の制御装置及び第２の制御装置は、１つの制御部又は制御システムに統合されてもよい。第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータは、互いから独立して動作可能とされ、すなわち、フラップの伸展及び回転が互いから独立して制御され、フラップは２自由度を有している。フラップの伸展がフラップの回転に機械的に接続されていないため、フラップは任意所望の位置に調節できる。
【００１２】
第１のアクチュエータは、様々な方法で設計できる。第１のアクチュエータがリニアアクチュエータであることが可能である。第１のリニアアクチュエータの係合部材は、実質的に真っ直ぐな線に沿って、すなわち、係合部材の長手方向軸線に沿って、移動されるように構成できる。例えば、第１のリニアアクチュエータは、電気機械式スピンドルアクチュエータなど、スピンドルアクチュエータを備える。スピンドルアクチュエータには、ネジ付シャフトと、ネジ付シャフトに係合する駆動ナット部材とが設けられてもよく、駆動ナット部材は、ネジ付シャフトをその長手方向軸線に沿って移動するために、電気モータによって駆動できる。スピンドルアクチュエータは、フラップを伸展することに対して、非常に信頼性がある。
【００１３】
実施形態では、フラップ軌道部材は、その格納位置とその伸展位置との間で主翼に対して移動されるとき、湾曲経路を追従するように構成され、第１のアクチュエータは、その係合部材が実質的に垂直な平面において傾斜できるように主翼に接続される。従って、第１のアクチュエータの係合部材は、フラップの回転軸線と実質的に平行に延びる回動軸線の周りに回動可能であるように設計され得る。例えば、伸展可能なフラップ軌道部材は、その長手方向で見たときに、湾曲した形を有し、対応する湾曲経路に沿って案内される。この実施形態では、フラップ軌道部材がその格納位置から伸展位置へと第１のアクチュエータによって移動されるとき、フラップ軌道部材の後方端部に接続されているフラップは、主翼の後縁に対して後方且つ下方へと伸展される。フラップの回転は、第２のアクチュエータを作動することによって、追加的に加えることができる。
【００１４】
第２のアクチュエータも、様々な方法で設計できる。例えば、第２のアクチュエータはリニアアクチュエータである。第２のリニアアクチュエータの係合部材は、実質的に真っ直ぐな線に沿って、すなわち、係合部材の長手方向軸線に沿って、移動されるように構成できる。好ましい実施形態では、第２のリニアアクチュエータは、例えば複動型油圧式アクチュエータといった、油圧式アクチュエータを備える。油圧式アクチュエータによってフラップの回転を制御するとき、応答時間が比較的短い。すなわち、フラップを素早く回転調節させることができる。
【００１５】
この場合、油圧式アクチュエータが、作動流体を供給及び排出するための油圧式接続部を備え、可撓性供給排出路が、フラップ軌道部材が移動されるときに形を変化するような手法で、油圧式接続部に接続されることが可能である。可撓性供給排出路は、例えば無限軌道式のものといった、可撓性移動システムに受け入れられ得る。従って、油圧式アクチュエータは、フラップ軌道部材と共に移動される間に、信頼できる手法で作動及び制御できる。
【００１６】
好ましい実施形態では、第２のリニアアクチュエータの係合部材が、フラップ軌道部材に対して、実質的に真っ直ぐな線に沿って移動できる駆動シャフトと、フラップの回転軸線と実質的に平行に延びる第１のリンク部材回動軸線の周りに回動できるような手法で、駆動シャフトに回動可能に接続されたリンク部材とを備え、また、第２のリニアアクチュエータの駆動シャフトが、フラップ軌道部材に対して、実質的に真っ直ぐな線に沿って移動されるとき、フラップがその回転軸線の周りに回転するように、リンク部材が、第１のリンク部材回動軸線及びフラップの回転軸線から離れて第１のリンク部材回動軸線及びフラップの回転軸線と実質的に平行に延びる第２のリンク部材回動軸線の周りに回動できるような手法で、フラップに回動可能に接続される。この場合、第２のリニアアクチュエータは、リンク部材によってフラップに回動可能に接続される。従って、真っ直ぐな線に沿う駆動シャフトの移動は、フラップの回転へと変換される。第２のリニアアクチュエータがピストンを有する油圧式アクチュエータの場合、ピストンロッドは駆動シャフトを形成する。
【００１７】
長尺のフラップ軌道部材を、その格納位置とその伸展位置との間で、その長手方向において、主翼に対して滑動又は転動する手法で案内するために、主翼が支持支承要素の設けられたガイドフレームを備えることが可能であり、そのガイドフレームは、先の位置同士の間で主翼に対して長尺のフラップ軌道部材を案内するように構成される。ガイドフレームは、翼構造体に固定され、支持支承要素を備える。好ましくは、フラップ軌道部材は、長手方向溝を、例えばフラップ軌道部材のいずれかの側部において備え、支持支承要素が、フラップ軌道部材を保持するために、その長手方向溝内に配置される。例えば、支持支承要素は、長尺のフラップ軌道部材を支持及び案内する支持ガイドローラによって形成されてもよい。支持ガイドローラは、フラップ軌道部材がガイドフレームに対して移動されるとき、摩擦を最小にする。
【００１８】
好ましい実施形態では、主翼は、前桁と、後桁と、前桁と後桁との間に固定される複数の翼リブとを備え、自身の格納位置にあるフラップ軌道部材は、前桁と、後桁と、２つの隣接する翼リブとの間で、主翼の内部に、少なくとも一部であり、任意選択的に実質的に全体で、受け入れられる。前桁及び後桁は、主翼の翼幅方向において互いと実質的に平行に延びる。翼リブは、前桁及び後桁に対して実質的に横切るように延びる。前桁、後桁、及び翼リブは、概して補強材の設けられた翼外装によって覆われている。最も現代的な航空機は、このような「翼ボックス」を有している。格納位置にあるフラップ軌道部材は、フラップ軌道部材が主翼の下に著しく突出しないように、主翼の翼ボックス内に受け入れられる。フラップ軌道部材の格納位置では、主翼とフラップとは断面において翼を画定め、フラップ軌道部材は、その翼形から著しく突出しない。従って、フラップ軌道部材は、寄生抗力を発生させず、例えば鳥の衝突によってといった、損傷の危険性を低減させる。
【００１９】
この実施形態では、後桁が、フラップ軌道部材がその格納位置とその伸展位置との間で移動されるときに貫くように進む通路開口部を備え、後桁の通路開口部が、フラップ軌道部材を、その格納位置において、前桁と、後桁と、２つの隣接する翼リブとの間で、主翼の内部に受け入れるように構成された、主翼の内部の液密ハウジング内に通じることが可能である。液密ハウジングは、燃料を格納するために利用できる主翼の内部から封止されている。フラップ軌道部材と、翼ボックス内で延びるフラップシステムの他の部品とは、翼ボックスの内部に格納された燃料が、フラップシステムを収容する液密ハウジングに進入できないように、液密ハウジングに「密封」される。好ましくは、液密ハウジングは、主翼の燃料格納容量が最小の度合いへと減らされるように、翼ボックスの内部で延びるフラップシステムの一部を密に包囲する。
【００２０】
好ましい実施形態では、主翼は、主翼の前縁と後縁との間の直線によって画定される翼弦を含み、第２のアクチュエータは、フラップを、回転軸線の周りに、主翼の翼弦に対する上方の方向及び下方の方向で回転するように構成される。第２のアクチュエータのための制御装置を用いることで、フラップは、主翼の翼弦に対する上方の方向又は下方の方向のいずれかで、回転軸線の周りに回転するように制御できる。すなわち、フラップは、両方の方向で選択的に制御できる。従って、フラップは補助翼として利用できる。すなわち、フラップは「フラッペロン」を構成する。例えば、フラップの展開角度は、少なくとも４０度下方であり、少なくとも３度上方である。フラップの回転がフラップ軌道部材の伸展から独立して制御可能とされるので、フラップは、フラップ軌道部材が格納され、フラップがその収容位置を取るとき、補助翼としても利用できる。この場合、フラップは、巡航飛行条件における最小の抗力及び／又は最小の燃料消費のために、航空機を微調整するために利用できる。
【００２１】
本発明は、本明細書で説明したように、航空機翼を備える航空機にも関する。
【００２２】
加えて、本発明は、主翼を備える航空機翼のためのフラップシステムに関する。そのフラップシステムは、次の要素を備えている。
−  主翼の後縁に配置されるように構成されているフラップ。
−  主翼に固定されるように構成されている支持支承要素。
−  実質的に自身の長手方向において移動され得るような手法で、且つ、支持支承要素によって、主翼に対して、前方格納位置と後方伸展位置との間で案内されるような手法で、主翼に接続されるように構成されている、前方端部と後方端部とを含む長尺のフラップ軌道部材。
フラップは、主翼の後縁と実質的に平行に延びる回転軸線の周りに回転できるような手法で、フラップ軌道部材の後方端部に回転可能に接続されることで、フラップ軌道部材が移動されるとき、フラップがフラップ軌道部材と共に移動し、また、フラップが、フラップ軌道部材の移動及び位置から機械的に独立して、回転軸線の周りに回転でき、フラップシステムはアクチュエータシステムをさらに備え、そのアクチュエータシステムは、次の要素を備えている。
−  主翼に接続されるように構成されている第１のアクチュエータであって、フラップ軌道部材がその格納位置とその伸展位置との間で移動可能であるように、フラップ軌道部材と共にフラップを移動するために、フラップ又はフラップ軌道部材と係合する係合部材を備える第１のアクチュエータ。
−  フラップ軌道部材が第１のアクチュエータによって移動されるときにフラップ軌道部材と共に移動するように、フラップ軌道部材に接続されている第２のアクチュエータであって、フラップを回転軸線の周りに回転するために、フラップと係合する係合部材を備える第２のアクチュエータ。
【００２３】
本発明によるフラップシステムには、本明細書で説明される１つ又は複数の特徴が備えられ得る。
【００２４】
本発明は、さらに、本明細書において説明するような航空機翼のフラップの位置を調節するための方法に関し、フラップの位置は、特にフラップを伸展又は格納するための、フラップをフラップ軌道部材と共に移動するための第１のアクチュエータを作動し、それによって、フラップ軌道部材が、その格納位置とその伸展位置との間で経路に沿って部分的又は完全に移動されることによって、及び／又は、フラップを回転軸線の周りに回転するための第２のアクチュエータを作動することによって、調節される。
【００２５】
ここで、本発明は、図に示された例示の実施形態を参照して、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による航空機翼の概略的な上面図である。
【図２】図１の詳細ＩＩの拡大した上面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩに応じた断面図である。
【図４】図２に示したフラップシステムの斜視図である。
【図５ａ】一部が切り取られた図２に示したフラップシステムの、フラップがその格納位置にある状態での斜視図である。
【図５ｂ】一部が切り取られた図２に示したフラップシステムの、フラップがその伸展位置にある状態での斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
ここで図面に示した例示の実施形態を参照すると、図１は、胴体２と２つの航空機翼３（一方の航空機翼だけが図１には示されている）とを備える従来の航空機１の一部を概略的な描写を示している。航空機翼３同士が胴体２の周りで対称的であることは、理解されるべきである。航空機１及び航空機翼３の飛翔方向は、矢印Ａで指し示されている。航空機翼３それぞれが、主翼４とフラップシステム５とを備えている。フラップシステム５は、現代の航空機と互換性があるか、又は、現代の航空機に適用可能である。
【００２８】
主翼４は前縁８と後縁９とを含んでいる。主翼４の断面は翼形とされる。翼弦は、前縁８と後縁９との間において直線によって規定されている。主翼４の構造は、主翼４の翼幅方向に延伸している前桁１０及び後桁１１を備えている。複数の翼リブ１２が、互いから離間されている。翼リブ１２それぞれが、翼幅方向に対して略直角に延在しており、前桁１０及び後桁１１に取り付けられている（前桁１０に対する翼リブ１２の取り付けは、図２、図４、図５ａ、及び図５ｂに表わしていない）。翼外装１７は、翼形を形成するために、前桁１０、後桁１１、及び翼リブ１２を囲んでいる（図３参照。図１、図２、図４、図５ａ、及び図５ｂにおいて、上側の翼外装は省略されているので、翼の内部構造部品を視認することができる）。このようにして、翼ボックス構造が形成されている。翼外装１７には、略翼幅方向に延在している長手方向補強材が設けられている場合がある（図示しない）。
【００２９】
当該例示的な実施形態では、フラップシステム５は、主翼４の第１の翼幅位置に配置された内側フラップ１４と、主翼４の第２の翼幅位置に配置された外側フラップ１５とを備えている。主翼４は、外側フラップ１５の外側に位置する第３の翼幅位置に配置された補助翼１６を備えている。内側フラップ１４及び外側フラップ１５と補助翼１６とは、主翼４の後縁９に配置されている。内側フラップ１４及び外側フラップ１５それぞれが、図１、図２、図３、及び図５ａに表わす収容位置と、図５ｂに表わす展開位置との間において移動可能とされる。展開位置では、内側フラップ１４及び外側フラップ１５は、収容位置に対して後方の位置に移動されており、例えば下方位置（図５ｂ参照）に向かって回転されることによって、揚力係数を高めることができる。
【００３０】
内側フラップ１４及び外側フラップ１５の構成及び動作は、略同一であるので、外側フラップ１５についてのみ詳述する。図２及び図３に表わすように、外側フラップ１５が、主翼４の後縁９に対して略平行に延在している回転軸線３０を中心として回転するように、外側フラップ１５は、桿体状のフラップ軌道部材１８の後方端部に回動可能に接続されている。フラップ軌道部材１８は、航空機翼３の飛翔方向Ａにおいて前方端部と後方端部とを有しており、フラップ軌道部材１８の両側面には、長手方向溝１９が形成されている。長手方向溝１９は、主翼４の構造部に配置されているガイドフレーム２０の支持ガイドローラ２１によって保持されている。この典型的な実施形態では、ガイドフレーム２０は、後桁１１に接続及び固定されている。後桁１１には、通路開口部が設けられており、フラップ軌道部材１８は、当該通路開口部を通じて突出するように構成されている。支持ガイドローラ２１は、フラップ軌道部材１８を保持するために、長手方向溝１９の内部に配置されている。従って、フラップ軌道部材１８は、主翼４に対して滑動又は転動して案内されるように、主翼４に接続されている。側面に延在する長手方向溝１９は、ガイドフレーム２０の支持ガイドローラ２１に沿って滑動又は転動して移動するように配置されているので、フラップ軌道部材１８は、図１、図２、図３、及び図５ａに表わす格納位置と、図５ｂに表わす伸展位置との間において移動可能とされる。
【００３１】
格納位置では、フラップ軌道部材１８は、前桁１０と後桁１１と２つの隣接する翼リブ１２との間において、主翼４の翼ボックス構造の内部に受容されているので、フラップ軌道部材１８は、主翼４の下方に、突出しているとしてもほとんど突出していない。補助梁２２は、構造を補剛するために、２つの隣接するリブ１２の間を横断して固定されている。また、ガイドフレーム２０が、補助梁２２に接続及び固定されている場合がある。格納位置では、フラップ軌道部材１８の後方端部が後桁１１の近傍に配置されており、フラップ軌道部材１８の前方端部は後桁１１から離隔して位置されている。フラップ軌道部材１８が、主翼４の翼ボックス構造の内側において液密ハウジング（図示しない）に密封されている場合があり、この場合には、主翼４の内部に格納される燃料は、液密ハウジングに侵入することができない。フラップ軌道部材１８の伸展位置では、フラップ軌道部材１８の後方端部が後桁１１を越えて所定距離に亘って突出している一方、フラップ軌道部材１８の前方端部は後桁１１の近傍に位置されている。
【００３２】
外側フラップ１５がフラップ軌道部材１８の後方端部に回転可能に接続されているので、フラップ軌道部材１８が格納位置と伸展位置との間において移動される場合に、外側フラップ１５とフラップ軌道部材１８とが一体になって移動する。フラップ軌道部材１８を外側フラップ１５と共に伸展させるために、フラップシステム５は第１のアクチュエータ３１を備えている。当該例示的な実施形態では、第１のアクチュエータ３１は、後桁１１に固定されたアクチュエータハウジング３５を貫通して延在しているネジ付シャフト３２を具備する電気機械式リニアスピンドルアクチュエータである。
【００３３】
主翼４の翼ボックス構造の内部では、ネジ付シャフト３２が液密カバー３６内に封入されているので、主翼４の内部に格納された燃料は液密カバー３６に侵入することができない。ネジ付シャフト３２は、ハウジング３５の内部に収容されている駆動ナット部材（図示しない）によって係合されている（図４参照）。駆動ナット部材を回転させることによって、ネジ付シャフト３２は、駆動ナット部材及びハウジング３５に対して相対的に、自身の長手方向軸線に沿って移動される（駆動ナット部材がハウジング３５の内部に閉じ込められているからである）。駆動ナット部材の回転の方向に従って、ネジ付シャフト３２は伸展又は格納される。一般に、駆動ナット部材は、後桁１１に対して平行に且つ並走して延在している駆動シャフトによって駆動されるか、又は、電気モータ若しくは油圧式モータによって、又は任意の他の方法によって駆動される。
【００３４】
ネジ付シャフト３２は、回転軸線３０の周りに回動可能に外側フラップ１５に接続されている。すなわち、ネジ付シャフト３２と外側フラップ１５とは、及び、フラップ軌道部材１８と外側フラップ１５とは、共通する回転軸線３０の周りに回転可能に接続されている（図４参照）。第１のアクチュエータ３１が外側フラップ１５に力を作用させるように、第１のアクチュエータ３１を制御することによって、格納位置から伸展位置に至るまで、又はその逆方向に外側フラップ１５及びフラップ軌道部材１８を移動させることができる。フラップ軌道部材１８は、僅かに下方に向かって湾曲した形状とされる場合があり、この場合には、外側フラップ１５は、フラップ軌道部材１８を伸展させた場合に後方且つ下方に移動することができる。その場合のために、及び、第１のアクチュエータ３１又はネジ付シャフト３２に曲げ荷重が作用することを防止するために、ネジ付シャフト３２は、垂直平面において傾斜可能にハウジング３５の内部に吊り下げされている。従って、傾斜可能なネジ付シャフト３２は、主翼４に回動可能に接続されており、ハウジング３５の内部において垂直平面内である程度傾斜することができる。カバー３６の形状は、カバー３６の内部においてネジ付シャフト３２を傾斜移動させるための空間を形成するために錐状とされる。
【００３５】
フラップ軌道部材１８の伸展位置とは関係なく、外側フラップ１５は回転軸線３０の周りに回転可能とされる。回転軸線３０を中心とするフラップ１５の回転は、フラップ軌道部材１８の伸展から機械的に独立している。すなわち、外側フラップ１５は２自由度を有している。外側フラップ１５を回転させるために、フラップシステム５は、第１のアクチュエータ３１から独立して制御可能とされる第２のアクチュエータ２７を備えている。当該例示の実施形態では、第２のアクチュエータ２７は、フラップ軌道部材１８に装備されている複動型油圧式アクチュエータ２７を備えている。すなわち、油圧式アクチュエータ２７は、フラップ軌道部材１８が第１のアクチュエータ３１によって移動された場合にフラップ軌道部材１８と共に移動される。油圧式アクチュエータ２７は、フラップ軌道部材１８に対して相対的に略直線往復運動可能とされる駆動シャフトを形成しているピストンロッド２８を含んでいる。
【００３６】
ピストンロッド２８は、外側フラップ１５を回転軸線３０の周りに回転させるように、リンク部材２９を介して外側フラップ１５に接続されている。リンク部材２９は、接続要素として機能する中間レバーとされ、一方の端において、外側フラップ１５の回転軸線３０に対して略平行に延在している第１のリンク部材回動軸線３３の周りに回動可能に、ピストンロッドに接続されている。反対側の端において、リンク部材２９は、外側フラップ１５の回転軸線３０から所定距離で離隔して且つ外側フラップ１５の回転軸線３０に対して略平行に延在している第２のリンク部材回動軸線３４の周りに回動可能に、外側フラップ１５に接続されている。その結果として、油圧式アクチュエータ２７のピストンロッド２８が、フラップ軌道部材１８に対して相対的に略直線的に駆動された場合に、外側フラップ１５は、回転軸線３０の周りに回転される。
【００３７】
油圧式アクチュエータは、油圧式制御装置２６によって制御される。油圧式アクチュエータの制御装置２６には、作動流体を供給及び排出するための油圧式接続部が設けられている。可撓性油圧配管３７が、油圧式接続部２５に接続されている。可撓性油圧配管３７は、移動システムに保持されている。当該例示的な実施形態では、移動システムは、案内レール２４の内部に部分的に受容されている可撓性無限軌道要素２３を備えている。可撓性油圧配管３７及び可撓性無限軌道要素２３は、フラップ軌道部材１８が伸展又は格納された場合に変形する。油圧式アクチュエータを制御するために制御装置２６を利用することによって、外側フラップ１５は回転軸線３０の周りに回転される。
【００３８】
当該例示的な実施形態では、内側フラップ１４及び外側フラップ１５は、主翼４の翼弦に関する上方向又は下方向において、回転軸線３０の周りに回転するように制御されている。従って、内側フラップ１４及び外側フラップ１５は補助翼として利用可能とされる。すなわち、内側フラップ１４及び外側フラップ１５それぞれが“フラッペロン”を構成している。例えば、内側フラップ１４及び外側フラップ１５それぞれの展開角度は、下方に少なくとも４０度であり、上方に少なくとも３度である。内側フラップ１４及び外側フラップ１５それぞれの回転は、第１のアクチュエータ３１を介する前記内側フラップ１４及び外側フラップ１５を伴うフラップ軌道部材１８の伸展から独立して、第２のアクチュエータ２７によって制御可能とされるので、フラップ軌道部材１８が格納され且つ前記内側フラップ１４及び外側フラップ１５が収容位置に位置している場合であっても、内側フラップ１４及び外側フラップ１５も、補助翼として利用可能とされる。従って、収容位置であっても、内側フラップ１４及び外側フラップ１５は、任意の巡航飛行条件において最小の抗力及び／又は最小の燃料消費を実現するために、航空機を微調整するために利用可能とされる。
【００３９】
本発明は、上記の例示の実施形態に限定されない。当業者は、様々な修正及び変形を、特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。例えば、第１のアクチュエータ３１は、フラップ軌道部材１８をその格納位置とその伸展位置との間で移動するために、前桁１０とフラップ軌道部材１８の前方端部との間に設けられてもよい。この場合、第１のアクチュエータ３１は、フラップ軌道部材１８に直に作動力をかける。さらに、第１のアクチュエータと共に第２のアクチュエータは、例えば、油圧式アクチュエータ、スピンドル若しくはラックアンドピニオンを有する電気アクチュエータ、又は、例えば駆動シャフトによって駆動される機械アクチュエータといった、任意の種類のアクチュエータであってよいことが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００４０】
１  航空機
２  胴体
３  航空機翼
４  主翼
５  フラップシステム
８  前縁
９  後縁
１０  前桁
１１  後桁
１２  翼リブ
１４  内側フラップ
１５  外側フラップ
１６  補助翼
１７  翼外装
１８  長尺のフラップ軌道部材
１９  長手方向溝
２２  補助梁
２３  可撓性無限軌道要素
２４  案内レール
２５  油圧式接続部
２６  油圧式制御装置
２７  複動型油圧式アクチュエータ
２８  ピストンロッド
２９  リンク部材
３０  回転軸線
３１  第１のアクチュエータ
３２  ネジ付シャフト
３３  第１のリンク部材回動軸線
３４  第２のリンク部材回動軸線
３５  アクチュエータハウジング
３６  液密カバー
３７  可撓性油圧配管
Ａ  飛翔方向
【図１】
2016501764.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
2016501764.tif 000007
【図５ｂ】
2016501764.tif 000008
【国際調査報告】
2016501764.tif 000009
2016501764.tif 000010