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OSCILLATION CONTROL DEVICE OF ROTOR OF ROTOR-BLADE AIRCRAFT

Patent code P07A011732
File No. 2042
Posted date Nov 16, 2007
Application number P2001-389991
Publication number P2003-182694A
Patent number P3728242
Date of filing Dec 21, 2001
Date of publication of application Jul 3, 2003
Date of registration Oct 7, 2005
Inventor
  • (In Japanese)丹羽 良之
  • (In Japanese)宍戸 紀彦
Applicant
  • (In Japanese)防衛装備庁長官
  • (In Japanese)川崎重工業株式会社
Title OSCILLATION CONTROL DEVICE OF ROTOR OF ROTOR-BLADE AIRCRAFT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillation control device with favorable control characteristics of a rotor of a rotor-blade aircraft.
SOLUTION: A rotor angle detecting means 4 is mounted to a body 2 of a helicopter 1, displacement amounts of a coning angle β0, a vertical flap angle β1c and a lateral flap angle β1s are calculated by measuring the height position of a blade of the rotor 3 at plural points, and a rank-1 time differentiation value of these three angles is calculated by a differentiation circuit 22. A control signal calculating device 8 controls a corrective pitch angle, a vertical cyclic pitch angle and a lateral cyclic pitch angle of the rotor 3 so that the displacement of the rotor 3 is decreased based on these angles β0, β1c and β1s and the rank-1 time differentiation value. Accordingly, oscillation of the rotor 3 by a gusty wind can be effectively restrained.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


ヘリコプタなどの回転翼航空機は、複数枚のブレードを有するロータを有し、飛行時にはこのロータが円錐形(コーン形)となっている。無風状態で、ヘリコプタがホバリングしているときにはロータ面は水平にある。このとき、各ブレードのピッチ角は一定である。



この状態で、たとえば前方から突風を受けると、前進側のブレードの対気速度が増してブレードの揚力が増し、前進側ではブレードは回転するにつれて上昇する。逆に、後退側のブレードでは対気速度が低下して揚力が低下するため、後退側では回転するにつれてブレードは下降する。すなわち、ロータの前方が最も高くなり、後方が最も低くなるようにロータ面が後方に傾斜する。



このように突風によってロータが一旦後方に傾斜すると、これをきっかけにしてロータは前後に揺動し始める。また、垂直方向に突風を受けると、各ブレードの揚力が一様に変動し、ロータのコーニング角が増減を繰り返すようにロータが揺動し始める。



このような突風によってロータが揺動すると、この揺動が機体に伝達されて機体が振動し、乗り心地が悪くなる。また、これによってパイロットのワークロードが増し、安全な飛行を継続することが困難になるといった問題を有する。



ロータの角度調整は、ロータのブレードのピッチ角制御によって行うことができる。たとえば、ロータ面の傾斜角の調整は、ブレードのサイクリックピッチ角制御によって行い、コーニング角の調整は、ブレードのコレクティブピッチ角制御によって行うことができる。したがって、突風によってロータが揺動し始めたとき、ブレードのピッチ角制御によってロータの揺動を打ち消すようロータ角度を制御すれば、ロータの揺動による機体の振動を抑制することができる。



たとえば、ロータ面の傾斜角変位およびロータのコーニング角の変位を検出するセンサを設け、検出した傾斜角変位量に基づいて、ロータの傾斜角変位が減少するようにブレードのサイクリックピッチ角をフィードバック制御し、また検出したコーニング角変位量に基づき、コーニング角変位が減少するように、ブレードのコレクティブピッチ角をフィードバック制御することによって、ロータの揺動を抑制することができる。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、ヘリコプタなどの回転翼航空機において、突風(ガスト)によってロータが揺動したとき、この揺動を抑制する回転翼航空機の揺動制御装置に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
  ロータ面の傾斜角変位およびコーニング角の変位を検出するロータ角度検出手段と、
ロータ角度検出手段の検出出力に基づき、ロータ面の傾斜角変位およびコーニング角変位の1階時間微分を算出する微分演算手段と、
ロータ面の傾斜角変位量およびロータ面の傾斜角変位の1階時間微分値に基づいて、ロータ面の傾斜角変動を抑制し基準位置に戻るようにロータのブレードのサイクリックピッチ角を制御し、コーニング角の変位量およびコーニング角変位の1階時間微分値に基づき、コーニング角変動を抑制し基準位置に戻るように、ブレードのコレクティブピッチ角を制御する制御手段とを有し、
前記ロータ角度検出手段が検出するロータ面の傾斜角は、機体の前後軸に平行な縦方向におけるロータ面の傾斜角である縦フラップ角、および前後軸に垂直な横方向におけるロータ面の傾斜角である横フラップ角から成り、
前記微分演算手段は、検出した縦フラップ角および横フラップ角に基づき、縦フラップ角の1階時間微分、および横フラップ角の1階時間微分を算出し、
前記制御手段は、縦フラップ角および横フラップ角の1階時間微分値に基づいて、縦方向のロータ面の傾斜制御を行う縦サイクリックピッチ角を制御し、横フラップ角および縦フラップ角の1階時間微分値に基づいて、横方向のロータ面の傾斜制御を行う横サイクリックピッチ角を制御することを特徴とする回転翼航空機のロータの揺動制御装置。
【請求項2】
  前記微分演算手段は、ロータ角度検出手段で検出したロータのコーニング角の変位に基づき、コーニング角の1階時間微分を算出し、
前記制御手段は、コーニング角の変位量およびコーニング角の変位の1階時間微分値に基づいて、ロータのブレードのコレクティブピッチ角を制御することを特徴とする請求項1記載の回転翼航空機のロータの揺動制御装置。
【請求項3】
  前記ロータ角度検出手段は、回転翼航空機の機体に設けられ、予め定める複数のロータの位置におけるブレードの高さ位置を検出し、これらの検出値に基づいてロータ面の傾斜角およびコーニング角を算出することを特徴とする請求項1または2記載の回転翼航空機のロータの揺動制御装置。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

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18661_01SUM.gif
State of application right Registered
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