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JP2915577B2 - Helicopter - Google Patents
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JP2915577B2 - Helicopter - Google Patents

Helicopter

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JP2915577B2
JP2915577B2 JP6520869A JP52086994A JP2915577B2 JP 2915577 B2 JP2915577 B2 JP 2915577B2 JP 6520869 A JP6520869 A JP 6520869A JP 52086994 A JP52086994 A JP 52086994A JP 2915577 B2 JP2915577 B2 JP 2915577B2
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helicopter
spring
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、キャビン内の振動・騒音が低く乗り心地の
優れたヘリコプタに関する。より具体的には、本発明
は、フローティング式キャビンを有するヘリコプタに関
する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a helicopter having low vibration and noise in a cabin and excellent ride comfort. More specifically, the present invention relates to a helicopter having a floating cabin.

背景技術 従来、ヘリコプタの振動低減のために様々な低振動化
装置が実用化、或いは開発されている。ヘリコプタのキ
ャビン内における振動の最も大きな加振源は、メインロ
ータの回転である。通常、メインロータ(主回転翼)の
回転数は毎秒4〜6程度であるが、ロータブレードが正
常に調整されてバランスしている場合は、この回転数の
振動(1回転に付き1回の意味で「1/rev」と称する)
それ自体が搭乗者の体感上問題となることはない。最も
問題となるのは、この回転数の振動1/revにロータブレ
ードの枚数Nを乗じた振動周波数N/revの、ここで「高
周波振動」と呼ぶ振動である。通常はロータブレードの
枚数は、4枚(N=4)であるのでN/revは15〜20Hzと
なる。従って、ヘリコプタの振動低減を図る場合には15
〜20Hzの振動周波数N/revの振動が主に対象となり、現
状の低振動化装置を何も施さないヘリコプタにおける振
動周波数N/revの振動レベルは、0.5G(Gは振動加速度
の単位である)程度である。この振動レベルは明らかに
搭乗者に不快感を与える大きさであり、何らかの振動低
減の対策が必要となる。
BACKGROUND ART Conventionally, various vibration reduction devices have been put into practical use or developed to reduce helicopter vibration. The largest source of vibration in the helicopter cabin is the rotation of the main rotor. Normally, the rotation speed of the main rotor (main rotor) is about 4 to 6 per second. However, when the rotor blades are normally adjusted and balanced, the vibration of this rotation speed (one rotation per rotation) (Referred to as "1 / rev" in meaning)
As such, it does not pose a problem to the passenger. What is most problematic is a vibration called a "high frequency vibration" of a vibration frequency N / rev obtained by multiplying the vibration 1 / rev of the rotation speed by the number N of the rotor blades. Normally, the number of rotor blades is four (N = 4), so N / rev is 15 to 20 Hz. Therefore, to reduce the helicopter vibration,
The vibration level of the vibration frequency N / rev of a helicopter that does not apply any vibration reduction device is 0.5G (G is the unit of vibration acceleration). ). This vibration level is obviously large enough to cause discomfort to the occupant, and some measures for vibration reduction are required.

図19は従来のヘリコプタの低振動化装置の説明図であ
る。メインロータの回転による加振力の主要原因の1つ
は、ブレード51の面内、面外の振動である。このため、
振子53による吸振装置を各ブレード51の根元付近或いは
ロータヘッド52に取付けて、ブレード51の振動を小さく
している。また、振動周波数N/revに合わせて、ばね55
と重り54とを調節した吸振装置を機体に取付けて機体の
振動を小さくするなどしている。
FIG. 19 is an explanatory diagram of a conventional helicopter vibration reducing device. One of the main causes of the excitation force due to the rotation of the main rotor is in-plane and out-of-plane vibration of the blade 51. For this reason,
A vibration absorbing device using the pendulum 53 is attached to the vicinity of the root of each blade 51 or to the rotor head 52 to reduce the vibration of the blade 51. Also, according to the vibration frequency N / rev, the spring 55
A vibration absorbing device in which the weight and the weight 54 are adjusted is attached to the body to reduce the vibration of the body.

しかしながら、上記のような従来のヘリコプタの低振
動化装置においては、大きな振動低減の効果を出すため
に、相当な重量の振子53や重り54を必要とし、また空気
抵抗も増大する。この外にも様々なヘリコプタの低振動
化装置が開発されているが、現在実用化されているもの
は何れも振動低減の効果が小さい。大きな振動低減の効
果が期待できる理想的な低振動化装置は、システムの複
雑さ、或いは制御用に大きな動力源を必要とするなど不
利な要素を多く抱えている。
However, in the conventional helicopter vibration reducing apparatus as described above, the pendulum 53 and the weight 54 having a considerable weight are required to achieve a large vibration reducing effect, and the air resistance is also increased. In addition to these, various helicopter vibration reduction devices have been developed, but any of those currently in practical use have a small vibration reduction effect. An ideal vibration reduction device that can be expected to have a large vibration reduction effect has many disadvantageous elements such as system complexity or a large power source for control.

より乗り心地のよいヘリコプタを設計するためには、
ヘリコプタのキャビン内における主要な振動周波数N/re
vの振動レベルを大幅に低減する、さらに機体を伝わる
騒音を小さくするだけではなく、低振動化装置の構造を
複雑にすることなく大きな振動低減の効果を達成する、
振動を絶縁しながら静的な動きは大きくしない、飛行の
安全性を損なわない、制御用に大きな動力を必要としな
い、飛行条件やキャビンの重量などが変化しても常に良
好な振動低減の効果が維持される、などの条件を満足す
ることが必要である。
To design a more comfortable helicopter,
Main vibration frequency N / re in helicopter cabin
not only greatly reduce the vibration level of v and further reduce the noise transmitted through the aircraft, but also achieve a large vibration reduction effect without complicating the structure of the vibration reduction device,
Does not increase static movement while insulating vibration, does not impair flight safety, does not require large power for control, always has good vibration reduction effect even when flight conditions and cabin weight change Is required to be satisfied.

このような中で、比較的単純なシステムの振動低減装
置を備えたヘリコプタとしては、米国特許第3,857,534
号及び英国特許第1,368,187号がある。これらの発明は
いずれも同一発明者に係る発明で、ヘリコプタのキャビ
ンの床を機体本体から分離して、二段のカンチレバーを
介してこの床を機体本体の振動の節点(nodal point)
にて支持することにより、キャビンに振動を伝えないよ
うにしたものである。
Under such circumstances, a helicopter having a relatively simple system of vibration reduction device is disclosed in US Pat. No. 3,857,534.
And British Patent 1,368,187. All of these inventions are related to the same inventor, and separate the floor of the helicopter cabin from the body of the helicopter and connect this floor via a two-stage cantilever to the nodal point of vibration of the body of the body.
The vibration is prevented from being transmitted to the cabin by being supported by.

発明の開示 本発明は、実用化しやすい低振動ヘリコプタを提供す
ることを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a low-vibration helicopter that is easy to put into practical use.

そのため本発明は、次のような構成を採用したヘリコ
プタを提供する。
Therefore, the present invention provides a helicopter employing the following configuration.

(1) 複数のブレードを有するメインロータと、該メ
インロータを駆動するエンジンと、該エンジンを内部に
備えキャビン支持部を有する機体本体と、該キャビン支
持部に設置されるばね及びアクチュエータと、該キャビ
ン支持部に該ばね及び該アクチュエータを介して支持さ
れるキャビンと、振動に伴う該キャビン支持部とキャビ
ンとの間隔を一定以内に制限するよう前記アクチュエー
タと並列にキャビン支持部を含む機体本体とキャビンと
の間に設けられるストッパと、該キャビンに設けられた
振動状態量センサと、該センサの出力を受け入れ、該出
力の値にゲインKを乗じた制振信号を該アクチュエータ
に入力する制振制御器とを有するヘリコプタ。
(1) a main rotor having a plurality of blades, an engine for driving the main rotor, an airframe main body including the engine therein and having a cabin support, a spring and an actuator installed in the cabin support, A cabin supported by the cabin support via the spring and the actuator, and a body body including a cabin support in parallel with the actuator so as to limit an interval between the cabin support and the cabin due to vibration to within a certain range. A stopper provided between the cabin, a vibration state quantity sensor provided in the cabin, and a vibration damping signal which receives an output of the sensor and inputs a vibration damping signal obtained by multiplying the output value by a gain K to the actuator. A helicopter having a controller.

(2) 機体本体とキャビンの間の機軸方向の間隔を実
質的に一定に固定する間隔維持手段を備えたことを特徴
とする前記(1)のヘリコプタ。
(2) The helicopter according to the above (1), further including interval maintaining means for fixing the interval between the aircraft body and the cabin in the machine axis direction substantially constant.

(3) アクチュエータを油圧アクチュエータとし、該
油圧アクチュエータとばねとを直列に配してキャビンを
支持することを特徴とする前記(1)または(2)のヘ
リコプタ。
(3) The helicopter according to (1) or (2), wherein the actuator is a hydraulic actuator, and the hydraulic actuator and the spring are arranged in series to support the cabin.

(4) アクチュエータを電磁アクチュエータとし、該
電磁アクチュエータとばねとを前記キャビン支持部上に
並列に配してキャビンを支持することを特徴とする前記
(2)のヘリコプタ。
(4) The helicopter according to (2), wherein the actuator is an electromagnetic actuator, and the electromagnetic actuator and a spring are arranged in parallel on the cabin support to support the cabin.

(5) 前記キャビン支持部にアクチュエータと並列に
ダンパを設けてキャビンを支持することを特徴とする前
記(1),(2),(3)または(4)のヘリコプタ。
(5) The helicopter according to (1), (2), (3) or (4), wherein a damper is provided in the cabin support in parallel with the actuator to support the cabin.

(6) 前記ダンパがそのシリンダ内に電極が設けられ
電気粘性流体が充填された可変ダンパであることを特徴
とする前記(5)のヘリコプタ。
(6) The helicopter according to (5), wherein the damper is a variable damper provided with an electrode in its cylinder and filled with an electrorheological fluid.

(7) キャビン重量検出器と、該検出器からの出力か
らばね共振周波数を得る共振動周波数演算器と、該ばね
共振周波数とメインロータの回転数とを比較する比較器
と、比較の結果から得られた可変減衰調節信号を前記可
変ダンパに入力するダンパ制御器とを備えたことを特徴
とする前記(8)のヘリコプタ。
(7) A cabin weight detector, a co-oscillation frequency calculator for obtaining a spring resonance frequency from an output from the detector, a comparator for comparing the spring resonance frequency with the rotation speed of the main rotor, and a comparison result. And a damper controller for inputting the obtained variable attenuation adjustment signal to the variable damper.

(8) メインロータ回転数検出器を備え、該検出器か
ら得られた回転数を前記比較器に入力すること特徴とす
る前記(7)のヘリコプタ。
(8) The helicopter according to (7), further including a main rotor rotation speed detector, and inputting the rotation speed obtained from the detector to the comparator.

(9) キャビンをモジュール化するとともに、飛行目
的に応じたモジュール化キャビンを装着可能とした前記
(5)のヘリコプタ。
(9) The helicopter according to (5), wherein the cabin is modularized and a modularized cabin can be mounted according to the purpose of flight.

ヘリコプタは、エンジンによりロータを回転させてそ
の揚力により機体を空中にもちあげて飛行する。本発明
のヘリコプタでは、乗客や乗務員の乗るキャビンと、振
動発生源であるエンジンやロータを有する機体本体とを
構造的に分離する。そしてキャビンを、該機体本体のキ
ャビン支持部にばねとアクチュエータの両方を介して設
置する。
In a helicopter, a rotor is rotated by an engine, and the aircraft is lifted up into the air by its lift to fly. In the helicopter according to the present invention, the cabin on which the passenger or the crew member rides is structurally separated from the body of the body having the engine or the rotor that is the vibration source. Then, the cabin is installed on the cabin support section of the body of the machine via both the spring and the actuator.

キャビンと機体本体とを分離することは、機体本体か
らキャビンへの振動伝達を構造的に絶縁することを目的
とする。そしてキャビンは機体本体に支持される必要が
あることから、キャビンと機体本体の間にアクチュエー
タとばねとを介装してキャビンを支持する。このばね
は、主にロータブレードから発生する、メインロータの
回転数とロータ枚数Nの積である高周波振動(周波数=
N×(1/rev)を受動的に吸収して、キャビンへの伝播
をおさえる。同様にアクチュエータにより、ロータブレ
ードによる振動(周波数=1/rev)と前記ばねから生じ
る低周波共振〔周波数=(1/2π(k/m)1/2、ここでk
はばね定数、mはキャビン重量〕を能動的におさえて、
これらの振動のキャビンへの伝播を減少させる。
The purpose of separating the cabin and the fuselage main body is to structurally insulate vibration transmission from the fuselage main body to the cabin. Since the cabin needs to be supported by the main body, the cabin is supported by interposing an actuator and a spring between the cabin and the main body. This spring mainly generates a high frequency vibration (frequency =
N × (1 / rev) is passively absorbed to suppress propagation to the cabin. Similarly, the vibration by the rotor blade (frequency = 1 / rev) and the low-frequency resonance generated by the spring [frequency = (1 / 2π (k / m) 1/2 , where k
Is the spring constant, m is the cabin weight.
It reduces the propagation of these vibrations to the cabin.

この能動的な制振を行うため、本発明では、キャビン
内の振動状態量センサから加速度または変位として振動
状態を検出し、この値を制振制御器に入力し、ゲインK
とこの値の積を求めて制振信号とし、前記アクチュエー
タに入力することにより、低周波数の共振振動による不
快なキャビンの振動を低減する。
In order to perform this active vibration suppression, in the present invention, a vibration state is detected as acceleration or displacement from a vibration state quantity sensor in the cabin, and this value is input to a vibration suppression controller, and a gain K
By calculating the product of this value and a vibration suppression signal, and inputting the signal to the actuator, uncomfortable vibration of the cabin due to low-frequency resonance vibration is reduced.

本発明で油圧アクチュエータを採用する場合、エンジ
ンまわりにある従来の油圧系をそのまま利用するだけ
で、軽量小型でしかも強力なアクチュエータとすること
ができる。通常の油圧系の強力な駆動力を利用すること
により、油圧アクチュエータにキャビンの全重量が負荷
されても充分な力を得ることができるので、この油圧ア
クチュエータに直列にばねを結合して、キャビン全重量
を支持しながら、複合的に高周波振動及び低周波振動を
低減させることが可能となる。
When a hydraulic actuator is employed in the present invention, a lightweight, compact and powerful actuator can be obtained simply by using the conventional hydraulic system around the engine as it is. By utilizing the strong driving force of the normal hydraulic system, a sufficient force can be obtained even when the entire weight of the cabin is loaded on the hydraulic actuator. High frequency vibration and low frequency vibration can be reduced in a complex manner while supporting the entire weight.

また、本発明で電磁アクチュエータを採用する場合、
この電磁アクチュエータと並列にばねを設けることによ
り、このばねでキャビンの全重量を支持し、同時に高周
波振動を吸収することができる。その結果、電磁アクチ
ュエータは、キャビン重量の支持を行わずに、専ら低周
波の共振を除去する動きをする。元来電磁アクチュエー
タは、応答は迅速であるものの、パワーが比較的小さい
が、上記のようにキャビン重量を支持する必要がなくな
れば、その長所である迅速な応答性を有効に利用でき
る。
Also, when the electromagnetic actuator is adopted in the present invention,
By providing a spring in parallel with the electromagnetic actuator, the spring can support the entire weight of the cabin and simultaneously absorb high-frequency vibrations. As a result, the electromagnetic actuator operates to eliminate only low-frequency resonance without supporting the cabin weight. Although an electromagnetic actuator originally has a quick response, it has a relatively small power, but if it is not necessary to support the cabin weight as described above, the advantage of the quick response can be effectively utilized.

なお、ばねとしては、コイルばねや空気ばね等をその
特性に応じて利用できる。
As the spring, a coil spring, an air spring, or the like can be used according to its characteristics.

本発明では、アクチュエータと並列にダンパを設け
て、キャビンを支持することができる。ばねとアクチュ
エータでキャビンを支持する際に、高周波の振動をでき
るだけ吸収できるよう軟らかいばねを用いると、ばねの
共振周波数近傍にメインロータの回転による加振力に相
当する振動が存在することとなる。したがって、ばねの
共振ピーク(振巾)が大きいと、この加振力により増巾
され、アクチュエータによる制御が困難となることもあ
る。そこでダンパを併設することにより、この共振ピー
クを制御可能な程度におさえることが可能となる。な
お、ダンパの併設により万一アクチュエータが故障等で
作動しなくなったとしても、ダンパが吸収することによ
りある程度の振動を抑制することができる。
In the present invention, a damper can be provided in parallel with the actuator to support the cabin. When the cabin is supported by the spring and the actuator, if a soft spring is used so that high-frequency vibrations can be absorbed as much as possible, vibrations corresponding to the excitation force due to the rotation of the main rotor exist near the resonance frequency of the spring. Therefore, if the resonance peak (amplitude) of the spring is large, the amplitude is increased by this exciting force, and control by the actuator may become difficult. Therefore, by providing a damper, the resonance peak can be suppressed to a controllable degree. Even if the actuator stops operating due to a failure due to the provision of the damper, a certain amount of vibration can be suppressed by absorbing the damper.

ダンパとしては、減衰力が一定である通常のダンパを
採用することができるのはもちろんである。またその代
わりに、ダンパのシリンダ内に電極を設け、電気粘性流
体を充填して電圧を負荷することにより、減衰力を任意
に変えることのできる可変ダンパを採用することが、次
の理由により更に効果的である。すなわち、ばねの共振
周波数〔fn=(1/2π)(k/m)1/2〕とメインロータの
振動の周波数(1/rev)とが接近した場合に、ダンパを
設けると低周波数側の共振ピークは確かになだらかにな
る。しかし、同時に、周波数−応答曲線の勾配自体がな
だらかとなるため、ロータブレードの回転に伴う高周波
の高調波成分(N/rev)近傍での応答の絶対値が高くな
ってしまい、高周波振動の低減効果がある程度減殺され
る。従って、ばねの共振周波数fnとメインロータの周波
数(1/rev)とが接近していない場合、ダンパの減衰率
をある程度落としたほうが、高周波振動を低減する上で
好ましい。ヘリコプタは乗客数や荷物重量によってキャ
ビン重量mが変わるので、少なくとも飛行前にキャビン
重量を計測し、この値からばねの共振周波数fnとメイン
ロータ振動の周波数(1/rev)を比較して、接近してい
る場合は可変ダンパの減衰力を上げ、離れている場合は
可変ダンパの減衰力を下げるよう、電圧を調整する。こ
れにより、低周波振動及び高周波振動の両方をバランス
良く低減させることが可能となる。
It goes without saying that a normal damper having a constant damping force can be adopted as the damper. Alternatively, a variable damper capable of arbitrarily changing the damping force by providing an electrode in the cylinder of the damper, filling the electrorheological fluid and applying a voltage, is further adopted for the following reason. It is effective. That is, when the resonance frequency [fn = (1 / 2π) (k / m) 1/2 ] of the spring and the frequency (1 / rev) of the vibration of the main rotor are close to each other, if the damper is provided, the lower frequency side becomes lower. The resonance peak certainly becomes gentle. However, at the same time, the gradient of the frequency-response curve itself becomes gentle, so that the absolute value of the response near the high-frequency harmonic component (N / rev) accompanying the rotation of the rotor blade becomes high, and the high-frequency vibration is reduced. The effect is somewhat reduced. Therefore, when the resonance frequency fn of the spring is not close to the frequency (1 / rev) of the main rotor, it is preferable to reduce the damping rate of the damper to some extent in order to reduce high-frequency vibration. As the helicopter changes the cabin weight m depending on the number of passengers and the weight of the luggage, measure the cabin weight at least before the flight, compare the resonance frequency fn of the spring with the frequency of the main rotor vibration (1 / rev) and compare If so, the voltage is adjusted so that the damping force of the variable damper is increased, and if the distance is large, the damping force of the variable damper is reduced. This makes it possible to reduce both low-frequency vibration and high-frequency vibration in a well-balanced manner.

なお、上記の可変ダンパの調節を自動化するために、
ヘリコプタ自身にキャビン重量計を備え、該キャビン重
量計の出力を制御装置に入力して、ばねの共振周波数fn
とメインロータ振動の周波数(1/rev)との比較及び判
断を上記同様に行い、その結果を可変ダンパの電圧とし
て入力することができる。このように可変ダンパの調節
を自動化することにより、低周波振動と高周波振動の両
方をバランス良く、自動的に低減させることが可能であ
る。
In order to automate the adjustment of the above-mentioned variable damper,
The helicopter itself has a cabin weighing scale, and the output of the cabin weighing scale is input to a control device, and the resonance frequency fn of the spring is
And the frequency of the main rotor vibration (1 / rev) are compared and determined in the same manner as described above, and the result can be input as the voltage of the variable damper. By automating the adjustment of the variable damper in this way, both low-frequency vibration and high-frequency vibration can be automatically reduced with good balance.

また、一般にヘリコプタのメインロータの回転数は一
定であるのが普通であり、定数としてメモリに入力した
まま扱うことも可能である。しかし、FADEC(Full Auth
ority Digital Electronic Control:ディジタル電子エ
ンジン制御装置)を採用してメインロータの回転数を可
変とし、人家に隣接して離着陸を行う場合には回転数を
落として周囲への振動騒音を低減し、逆に人家から離れ
て巡航する場合には回転数を上げて高速飛行できるよう
にしたヘリコプタがある。このようなヘリコプタにおい
ては、メインロータの回転数検出器を設け、この結果得
られたメインロータ振動の周波数(1/rev)と、前記の
方法で得られたばねの共振周波数fnとを比較しながら、
前記と同一の方法で可変ダンパの減衰力を増減させるこ
とができる。このようにして、低周波振動と高周波振動
の両方をバランス良く、自動的に低減させることができ
る。
In general, the rotation speed of the main rotor of a helicopter is generally constant, and it is possible to handle the rotation as it is input to the memory as a constant. However, FADEC (Full Auth
ority Digital Electronic Control (Digital Electronic Engine Control) to make the rotation speed of the main rotor variable, and to take off and land adjacent to a house, reduce the rotation speed to reduce the vibration noise to the surroundings, There is a helicopter that can increase the rotation speed and fly at high speed when cruising away from a house. In such a helicopter, a rotational speed detector of the main rotor is provided, and the frequency (1 / rev) of the main rotor vibration obtained as a result is compared with the resonance frequency fn of the spring obtained by the above method. ,
The damping force of the variable damper can be increased or decreased in the same manner as described above. In this manner, both the low-frequency vibration and the high-frequency vibration can be automatically reduced with good balance.

また、キャビン支持部または機体本体とキャビンとの
間には、一定の間隔以上両者が広がらぬように制限する
ストッパが設けられており、振動以外の大きな変位や過
大な荷重などが加わっても、アクチュエータやばねに過
大な負荷が加わらないようにになっている。
In addition, a stopper is provided between the cabin support portion or the body of the vehicle and the cabin so that the two do not spread beyond a certain distance, so that even if a large displacement other than vibration or an excessive load is applied, An excessive load is not applied to the actuator and the spring.

なお、ヘリコプタの振動は、上下方向が最も大きく、
次に左右方向が大きいが、前後方向すなわち機軸方向に
はほとんどない。従って、アクチュエータ及びばねは、
アクチュエータの軸が上下方向に向くように設けたもの
を最も数多く配置し、次に左右方向に向けて数個設ける
方が良いが、前後方向には不要であることが多い。そこ
で、機体本体とキャビンとの機軸方向の間隔を実質的に
一定に固定する間隔維持手段を設けることにより、キャ
ビンへの振動の伝達をおさえつつ、かつキャビンが前方
の前のめりにならぬようにして、安全性を高めることが
できる。
The helicopter vibration is the largest in the vertical direction,
Next, although the left-right direction is large, there is little in the front-back direction, that is, the machine axis direction. Therefore, the actuator and the spring
It is better to arrange the largest number of actuators so that the axes of the actuators are oriented in the vertical direction, and then to arrange several actuators in the horizontal direction, but they are often unnecessary in the front-rear direction. Therefore, by providing interval maintaining means for fixing the interval in the machine axis direction between the aircraft body and the cabin substantially constant, while suppressing the transmission of vibration to the cabin, and so that the cabin does not turn forward in front. , Can increase safety.

図面の簡単な説明 図1aは、本発明の第一実施例に係るヘリコプタの斜視
図、図1bは本発明によるコンピュータを含む制御系のブ
ロック図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1a is a perspective view of a helicopter according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1b is a block diagram of a control system including a computer according to the present invention.

図2aは、本発明の実施に用いることができるロッドの
正面図、第2bはハイブリッドアクチュエータの側面図、
図2cは前後方向のキャビンの移動を抑止するためのスト
ッパを示す模式図である。
2a is a front view of a rod that can be used in the practice of the present invention, 2b is a side view of a hybrid actuator,
FIG. 2c is a schematic view showing a stopper for suppressing the movement of the cabin in the front-rear direction.

図3は、本発明の第一実施例に係るハイブリッドアク
チュエータの制御のフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart of control of the hybrid actuator according to the first embodiment of the present invention.

図4は、本発明の効果を説明する周波数−応答特性線
図である。
FIG. 4 is a frequency-response characteristic diagram illustrating the effect of the present invention.

図5は、本発明の第2実施例にかかるヘリコプタのア
クチュエータ及びばねの側面配置図である。
FIG. 5 is a side view of an actuator and a spring of a helicopter according to a second embodiment of the present invention.

図6は、本発明の第3実施例にかかるヘリコプタの側
面模式図である。
FIG. 6 is a schematic side view of a helicopter according to a third embodiment of the present invention.

図7は、図1のヘリコプタの効果を説明する周波数−
応答特性線図である。
FIG. 7 is a graph illustrating the frequency of the effect of the helicopter of FIG.
It is a response characteristic diagram.

図8は、本発明の第4実施例に係るヘリコプタの側面
模式図である。
FIG. 8 is a schematic side view of a helicopter according to a fourth embodiment of the present invention.

図9は、図8のヘリコプタに用いられる可変減衰ダン
パの断面模式図である。
FIG. 9 is a schematic sectional view of a variable damper used in the helicopter of FIG.

図10は、第4実施例の効果を説明する周波数−応答線
図である。
FIG. 10 is a frequency-response diagram illustrating the effect of the fourth embodiment.

図11は、本発明の第5実施例のヘリコプタのダンパ制
御を説明するブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram for explaining damper control of a helicopter according to the fifth embodiment of the present invention.

図12は、本発明の第6実施例のヘリコプタのダンパ制
御を説明するブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram for explaining damper control of a helicopter according to the sixth embodiment of the present invention.

図13は、本発明の第7実施例のヘリコプタの斜視模式
図である。
FIG. 13 is a schematic perspective view of a helicopter according to a seventh embodiment of the present invention.

図14aおよび図14bは、第7実施例の結合部近傍のそれ
ぞれ側面および正面の拡大図である。
14a and 14b are enlarged side and front views, respectively, of the vicinity of the joint of the seventh embodiment.

図15は、第7実施例のキャビン交換の説明図である。 FIG. 15 is an explanatory diagram of cabin replacement according to the seventh embodiment.

図16は、第7実施例のキャビン結合部の側面模式図で
ある。
FIG. 16 is a schematic side view of the cabin connecting portion of the seventh embodiment.

図17は、本発明の第8実施例のヘリコプタの斜視模式
図である。
FIG. 17 is a schematic perspective view of a helicopter according to an eighth embodiment of the present invention.

図18a,図18bおよび図18cは、本発明の他の実施例のヘ
リコプタであり、図18aは懸架型、図18bは脚支持型、図
18cは内包型のヘリコプタの側面模式図である。
18a, 18b and 18c show a helicopter according to another embodiment of the present invention, wherein FIG. 18a is a suspension type, FIG.
18c is a schematic side view of an internal helicopter.

図19aおよび図19bは、従来のヘリコプタの振動低減装
置を示す。
19a and 19b show a conventional helicopter vibration reduction device.

発明を実施するための最良の形態 図1乃至図4は本発明の第1実施例に係るヘリコプタ
の説明図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIGS. 1 to 4 are explanatory views of a helicopter according to a first embodiment of the present invention.

図1において、ヘリコプタはキャビン1と機体本体2
とに構造的に分離されている。機体本体2には図示しな
いエンジンにより回転されるメインロータ21が設けられ
ている。このメインロータ21には図示を省略した4枚の
ロータブレードが設けられて、これらの回転によりヘリ
コプタを浮上させる揚力を得る。なお、機体本体2の尾
部には、図示を省略したテールロータが設けられ、この
テールロータも前記のエンジンにより駆動される。機体
本体2の前部には、キャビン1を載置するキャビン支持
部2′が設けられている。このキャビン支持部2′は、
機体本体2の中央部から図示しない2本の梁を平行に突
き出し、更にこの梁に垂直に2本のけたを設けて骨組み
として、表面に薄板を張った構造となっている。
In FIG. 1, a helicopter includes a cabin 1 and a fuselage body 2.
And are structurally separated into The main body 2 is provided with a main rotor 21 that is rotated by an engine (not shown). The main rotor 21 is provided with four rotor blades (not shown), and by these rotations, a lift force for floating the helicopter is obtained. A tail rotor (not shown) is provided at the tail of the body 2 and the tail rotor is also driven by the engine. A cabin support 2 ′ on which the cabin 1 is placed is provided at the front of the body 2. This cabin support 2 '
Two beams (not shown) are protruded in parallel from the center of the body 2 and two beams are vertically provided on the beams to form a frame.

キャビン支持部2′のこのような骨組の上に、図2bに
示すようなコイルばね6と油圧アクチュエータ7とを直
列に組み合わせたハイブリッドアクチュエータ3が薄板
を介して載置されている。ハイブリッドアクチュエータ
3の両端には取付け部8,9がある。コイルばね6側の取
付け部8はコイルばね6とともに油圧アクチュエータ8
のシリンダ軸13に支持される。これらの取付け部8,9
は、一方が機体本体2に螺着され、他方がキャビン1に
螺着されて、機体本体2上にキャビン1を支持してい
る。油圧アクチュエータ7は、小型ではあるが強力で、
キャビン1の全荷重を負担できる。また、油圧アクチュ
エータ7はサーボ弁14により駆動制御される。
On such a frame of the cabin support 2 ', a hybrid actuator 3 in which a coil spring 6 and a hydraulic actuator 7 are combined in series as shown in FIG. 2b is mounted via a thin plate. At both ends of the hybrid actuator 3, there are mounting portions 8,9. The mounting portion 8 on the side of the coil spring 6 includes the hydraulic actuator 8 together with the coil spring 6.
Is supported by the cylinder shaft 13. These mounting parts 8,9
Is screwed to the body 2 and the other is screwed to the cabin 1 to support the cabin 1 on the body 2. The hydraulic actuator 7 is small but powerful.
The entire load of the cabin 1 can be borne. The hydraulic actuator 7 is driven and controlled by a servo valve 14.

キャビン1と機体本体2は、構造的に分離されている
ので、振動及び騒音を遮断することができる。そして、
高周波振動(振動数=N/rev)は、コイルばね6により
受動的に吸収される。また、メインロータの回転に伴う
加振力により前記のコイルばねに生じる可能性のある低
周波の共振は、油圧アクチュエータ7により能動的に低
減される。
Since the cabin 1 and the body 2 are structurally separated, vibration and noise can be cut off. And
High frequency vibration (frequency = N / rev) is passively absorbed by the coil spring 6. Further, the low frequency resonance that may occur in the coil spring due to the exciting force accompanying the rotation of the main rotor is actively reduced by the hydraulic actuator 7.

また、図2bに示すとおり、通常の振動以外の大きな変
位や、過大な荷重などは、キャビン1と機体本体2との
間に設けられたストッパ12により受け止められ、ハイブ
リッドアクチュエータ3に加わらないようになってい
る。
As shown in FIG. 2B, large displacements other than normal vibrations and excessive loads are received by stoppers 12 provided between the cabin 1 and the body 2 so that they are not applied to the hybrid actuator 3. Has become.

本実施例においては、上記ハイブリッドアクチュエー
タ3を、垂直振動低減用に縦置きに4個、左右方向振動
低減用に横置きに2個備え、キャビン1を支持する。こ
れによりキャビン1の上下、左右方向の振動が制御され
る。前後方向は元々振動レベルが小さいので特に抑制は
せず、図2cに示すようにキャビン1と機体本体2をロッ
ド11により前後の距離を実質的に一定としている。この
ロッド11は前後方向以外の運動を拘束しないユニバーサ
ルジョイント方式となっている。
In this embodiment, four hybrid actuators 3 are provided vertically for reducing vertical vibration, and two hybrid actuators are provided horizontally for reducing horizontal vibration, and the cabin 1 is supported. Thereby, the vertical and horizontal vibrations of the cabin 1 are controlled. Since the vibration level is originally small in the front-rear direction, the vibration level is not particularly suppressed. As shown in FIG. 2c, the front-rear distance between the cabin 1 and the body 2 is substantially constant by the rod 11. The rod 11 is of a universal joint type that does not restrict movement other than in the front-rear direction.

キャビン1の図示しない操縦装置の電気配線等の指示
系をこのロッド11にはわせ又はロッド11と同様の機構に
て機体本体2に支持させる。これにより、電気配線等が
キャビン1と機体本体2との相対的な振動に影響されな
いようにすることができる。
An instruction system such as an electric wiring of a control device (not shown) of the cabin 1 is attached to the rod 11 or supported by the body 2 by a mechanism similar to the rod 11. Thereby, the electric wiring and the like can be prevented from being affected by the relative vibration between the cabin 1 and the body 2.

キャビン1内には、操縦装置や乗員用の座席に加え
て、振動状態量センサとしての加速度センサ4を備えて
いる。油圧アクチュエータ7の制御は、制御用コンピュ
ータ5によりデジタル式の最適制御が行われる。
The cabin 1 includes an acceleration sensor 4 as a vibration state quantity sensor in addition to a steering device and a seat for an occupant. For the control of the hydraulic actuator 7, digital control is optimally performed by the control computer 5.

以下に、この最適制御について詳細に説明する。 Hereinafter, the optimal control will be described in detail.

コイルばね6のばね定数kは、ヘリコプタの高周波振
動の周波数N/revの振動を吸収するように小さい値にす
る。このようにばね定数kを小さい値とすると、キャビ
ン1の重量mとの関係で決る共振振動数〔(1/2π)(k
/m)1/2〕がヘリコプタの低周波振動の周波数1/revに極
めて近い値となる。現行のヘリコプタにおいて高周波振
動が低減されれば、残った低周波振動が不快の原因にも
なる。ましてやコイルばね6と共振すれば、ゆれはかな
り大きくなり、元来の高周波振動以上の不快な振動とな
る。
The spring constant k of the coil spring 6 is set to a small value so as to absorb the vibration at the frequency N / rev of the high frequency vibration of the helicopter. When the spring constant k is set to a small value in this manner, the resonance frequency [(1 / 2π) (k
/ m) 1/2 ] is very close to the frequency 1 / rev of the low frequency vibration of the helicopter. If high-frequency vibrations are reduced in current helicopters, the remaining low-frequency vibrations can cause discomfort. Furthermore, if the coil resonates with the coil spring 6, the fluctuation becomes considerably large, and the vibration becomes more unpleasant than the original high-frequency vibration.

そこで、この低周波振動(1/rev)を低減させるため
に、油圧アクチュエータを能動的に駆動する。このため
の制御を図示1b及び図3を参照して説明する。キャビン
1内の振動加速度を加速度センサ4にて検出する。こう
して得られた加速度を制御用コンピュータ5内のA/D変
換器5aにてディジタル量に変換し、更にコンピュータ内
部の計算に合わせて状態量に変換する(5b)。この状態
量に、あらかじめ決定しておいたゲインKを乗じて(5
c)、再び内部変数から物理量(5d)、そしてアナログ
量への変換(5e)を実施する。最後に振動を制御するハ
イブリッドアクチュエータ3の油圧アクチュエータ部分
に指令信号として入力する。
Therefore, in order to reduce the low frequency vibration (1 / rev), the hydraulic actuator is actively driven. The control for this will be described with reference to FIGS. The vibration acceleration in the cabin 1 is detected by the acceleration sensor 4. The thus obtained acceleration is converted into a digital quantity by an A / D converter 5a in the control computer 5, and further converted into a state quantity in accordance with the calculation inside the computer (5b). This state quantity is multiplied by a predetermined gain K (5
c) The conversion from internal variables to physical quantities (5d) and analog quantities (5e) is performed again. Finally, a command signal is input to the hydraulic actuator portion of the hybrid actuator 3 that controls vibration.

ここで、ゲインKは例えば公知の最適制御理論LQG(L
inear Quadratic Method)により求められる。例えば、 状態方程式:=AX+BU の2式により、この評価関数Jを最小とするように、ハ
ミルトン方程式や、場合によってはリカッチ方程式によ
り、あらかじめゲインKを求めておくのである。
Here, the gain K is, for example, a known optimal control theory LQG (L
inear Quadratic Method). For example, the equation of state: = AX + BU The gain K is determined in advance by the Hamilton equation or, in some cases, the Riccati equation so as to minimize the evaluation function J according to the following two equations.

このような制御を行った定量的効果の例を図4に示
す。20Hz程度の高周波振動は、コイルばね6により既に
吸収済である。しかし、ヘリコプタブレードの回転数は
5/秒であり、この低周波振動に伴うコイルばね6の共振
ピークは、油圧アクチュエータ3を用いない場合、点線
に示すとおり、約0.5Gの振動加速度であった。これに対
し、制御された油圧アクチュエータ3を用いる本実施例
では一点鎖線の線cに示すとおり、約0.1Gの振動加速度
にまで低減した。図4において、実線bは油圧アクチュ
エータ3は用いないが、ダンパを用いた場合を、実線d
は、油圧アクチュエータとダンパの両方を用いた場合
を、それぞれ示す。
FIG. 4 shows an example of a quantitative effect obtained by performing such control. High frequency vibration of about 20 Hz has already been absorbed by the coil spring 6. However, the rotation speed of the helicopter blade is
When the hydraulic actuator 3 was not used, the resonance peak of the coil spring 6 due to the low frequency vibration was about 0.5 G as shown by the dotted line. On the other hand, in the present embodiment using the controlled hydraulic actuator 3, the vibration acceleration was reduced to about 0.1 G as shown by the dashed line c. In FIG. 4, a solid line b shows a case where the hydraulic actuator 3 is not used but a damper is used.
Shows a case where both a hydraulic actuator and a damper are used.

このような振動制御装置を備えたヘリコプタを飛行さ
せる場合、飛行前にキャビン重量検出器としての変位セ
ンサ10によりキャビン1の沈み込み量に基いてキャビン
1の重量を検知し、キャビン1の高さがストッパ12の位
置に合うように油圧アクチュエータ7を予め調節してお
く。ヘリコプタの高周波振動(周波数=N/rev)と低周
波における油圧アクチュエータ7による動きの両方とも
振幅が小さいので、ストッパ12の間隔は数mm程度で十分
である。これにより、大きな変位があった場合や静的な
荷重がかかった場合でも、一定の範囲を超える荷重は、
ストッパ12が受けるので、機体の強度上の問題はなく、
飛行の安全性も損なわれない。また、コイルばね6が高
周波振動を抑え、油圧アクチュエータ7が低周波振動の
みを制御するので、能動制御を行うための動力が小さく
て済み、制御システムも簡易で効果的なものにすること
ができる。さらに、従来のメインギヤボックスが有する
振動絶縁の問題点が解決される。
When flying a helicopter equipped with such a vibration control device, the weight of the cabin 1 is detected based on the sinking amount of the cabin 1 by a displacement sensor 10 as a cabin weight detector before the flight, and the height of the cabin 1 is increased. The hydraulic actuator 7 is adjusted in advance so that the position of the hydraulic actuator 7 matches the position of the stopper 12. Since the amplitude of both the high-frequency vibration (frequency = N / rev) of the helicopter and the movement of the hydraulic actuator 7 at the low frequency is small, it is sufficient that the distance between the stoppers 12 is about several mm. As a result, even if there is a large displacement or a static load is applied, the load exceeding a certain range is
Since the stopper 12 receives, there is no problem with the strength of the aircraft,
Flight safety is not compromised. In addition, since the coil spring 6 suppresses high-frequency vibration and the hydraulic actuator 7 controls only low-frequency vibration, the power for performing active control is small, and the control system can be simplified and effective. . Further, the problem of vibration isolation of the conventional main gear box is solved.

このようにして低周波から高周波まで振動の低減が図
られ、キャビン1と機体本体2との相対的振動に影響さ
れない操縦装置により安全な操縦性が確保される。
In this way, vibration is reduced from low frequency to high frequency, and safe maneuverability is ensured by a maneuvering device that is not affected by relative vibration between the cabin 1 and the body 2.

次に、本発明の第2実施例について、図5を参照して
説明する。本実施例では、コイルばねと油圧アクチュエ
ータを直列に設けたハイブリッドアクチュエータにかえ
て、空気ばね16と電磁アクチュエータ17とを並列に設け
て、キャビン1を機体本体2に支持するものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, instead of a hybrid actuator in which a coil spring and a hydraulic actuator are provided in series, an air spring 16 and an electromagnetic actuator 17 are provided in parallel, and the cabin 1 is supported on the body body 2.

この場合、空気ばね16によりキャビン1の全重量を支
持するとともに、高周波振動も吸収する。そして電磁ア
クチュエータ17を低周波の共振ピークを低下させるよ
う、能動的に作用させる。キャビン重量を空気ばね16に
より支持できるので、電磁アクチュエータ17の能力が相
対的に小さくても良い。したがって、ヘリコプタの部品
として充分に小型で軽量の電磁アクチュエータ17を用い
ることが可能となる。さらに、電磁アクチュエータ17の
迅速な応答性を利用して、キャビン1の振動低減をより
効果的なものにしうる。また、並列型であるので、空気
ばね16ばかりでなく、電磁アクチュエータ17自体も高周
波振動も伝達しない機能が必要となる。しかし、応答性
の速い電磁アクチュエータ17では、低周波振動のピーク
時のみアクチュエータ17を駆動し、高周波振動時にはOF
Fとして、アクチュエータ機能がなく、振動も伝達しな
い非稼動状態とすることができる。このように応答性の
よい電磁アクチュエータを用いることにより、低周波振
動の共振ピークを電磁アクチュエータ17により抑えなが
ら、空気ばね16のみにより高周波振動を吸収することが
可能となる。
In this case, the air spring 16 supports the entire weight of the cabin 1 and absorbs high-frequency vibrations. Then, the electromagnetic actuator 17 is activated to lower the resonance peak of the low frequency. Since the cabin weight can be supported by the air spring 16, the capability of the electromagnetic actuator 17 may be relatively small. Therefore, a sufficiently small and lightweight electromagnetic actuator 17 can be used as a component of the helicopter. Further, by utilizing the quick response of the electromagnetic actuator 17, the vibration of the cabin 1 can be more effectively reduced. In addition, since it is a parallel type, not only the air spring 16 but also the electromagnetic actuator 17 itself must have a function of not transmitting high-frequency vibration. However, the fast-acting electromagnetic actuator 17 drives the actuator 17 only at the peak of low-frequency vibration, and
F can be in a non-operating state in which there is no actuator function and no vibration is transmitted. By using the electromagnetic actuator having good responsiveness, it becomes possible to absorb the high frequency vibration only by the air spring 16 while suppressing the resonance peak of the low frequency vibration by the electromagnetic actuator 17.

なお、上記の例では制御が多少複雑となるので、電磁
アクチュエータ17にも高周波振動を吸収するばねを直列
に設けてハイブリッドアクチュエータとし、これと並列
にキャビン1の荷重を支持する空気ばね16を設けること
がより好ましい。また、上記の例では、ばねとアクチュ
エータのみを説明したが、その他の構成作用について
は、第1実施例と同様であるのはいうまでもない。
In the above example, since the control becomes somewhat complicated, the electromagnetic actuator 17 is also provided with a spring for absorbing high-frequency vibration in series to form a hybrid actuator, and an air spring 16 for supporting the load of the cabin 1 is provided in parallel with the hybrid actuator. Is more preferable. Further, in the above example, only the spring and the actuator have been described, but it goes without saying that the other configuration and operation are the same as in the first embodiment.

次に、上に説明したばねとアクチュエータに加えてダ
ンパを併用してキャビン1を支持する第3実施例につい
て、図6を参照しながら説明する。
Next, a third embodiment for supporting the cabin 1 using a damper in addition to the above-described spring and actuator will be described with reference to FIG.

図6は、図5の第2実施例のばね16とアクチュエータ
17に加えて、ダンパ18を並列に設けたものである。これ
により、アクチュエータ17により制御すべきばね16に起
因する低周波の共振ピークが低くなるので、キャビン1
の低振動化がより効果的に行われる。そして、万が一、
アクチュエータ17の故障が生じて、低周波の共振ピーク
が抑制されない場合にも、ダンパ18により過度な応答を
防止することが可能となり、より乗り心地の良いヘリコ
プタとしうる。
FIG. 6 shows the spring 16 and the actuator of the second embodiment of FIG.
In addition to 17, dampers 18 are provided in parallel. As a result, the resonance peak of the low frequency caused by the spring 16 to be controlled by the actuator 17 becomes lower, so that the cabin 1
Is more effectively reduced. And, by any chance,
Even when a failure of the actuator 17 occurs and the resonance peak of the low frequency is not suppressed, it is possible to prevent an excessive response by the damper 18, so that the helicopter can be more comfortable to ride.

なお、図6に示す第3実施例では、単に説明の都合
上、ばね16とアクチュエータ17が並列に用いられたもの
にダンパ18を適用した例を説明したが、ばねとアクチュ
エータ7が直列の図1及び図2のものに並列にダンパ18
を設けても同様の効果が得られる。また、上記の例のよ
うにダンパ18とアクチュエータ17は並列に設置したほう
がキャビン1全体の運動に与える減衰効果が大きい。従
って物理的に並列であれば特定の位置である必要はない
が、機体整備のしやすさ考え同一箇所に機器を配置する
意味で、アクチュエータ17の取付部付近に隣合わせてダ
ンパ18を取付けることが望ましい。
In the third embodiment shown in FIG. 6, an example is described in which the damper 18 is applied to a configuration in which the spring 16 and the actuator 17 are used in parallel for convenience of explanation. Dampers 18 in parallel with those of FIGS.
The same effect can be obtained by providing. Further, when the damper 18 and the actuator 17 are installed in parallel as in the above example, the damping effect on the movement of the entire cabin 1 is greater. Therefore, if it is physically parallel, it is not necessary to be at a specific position.However, it is possible to mount the damper 18 adjacent to the mounting part of the actuator 17 in the sense of arranging the equipment in the same place considering the ease of maintenance of the body. desirable.

また、図6はダンパ18がアクチュエータ17やばね16に
対してどのような位置関係で設けられているかのみを示
すための略図であり、この点以外については図示を省略
しているが、ヘリコプタとして、第1実施例や第2実施
例と同一の整備及び同一の作用効果を備えているのはい
うまでもない。
FIG. 6 is a schematic diagram showing only the positional relationship of the damper 18 with respect to the actuator 17 and the spring 16, and the illustration is omitted except for this point. Needless to say, the same maintenance and the same functions and effects as those of the first and second embodiments are provided.

次に、第3実施例のダンパ18の減衰能を可変としたヘ
リコプタを、本発明の第4実施例として、図7〜図10を
参照しながら前掲各実施例の相違点を中心に説明する。
Next, a helicopter in which the damping capacity of the damper 18 of the third embodiment is variable will be described as a fourth embodiment of the present invention, focusing on the differences from the above embodiments with reference to FIGS. .

図7は、周波数−応答特性線図であり、縦軸に振動に
対する応答(ログスケール)、横軸に振動の周波数を示
している。図中の線21はダンパを用いない場合を示し、
線22はダンパを用いた場合の特性を示す。この図からわ
かるとおり、ダンパを用いると、ばねの共振ピーク近傍
の低周波振動領域ではピークが点211から点221へと低下
するものの、応答曲線全体の勾配がゆるやかとなるた
め、高周波振動領域(ここでは約20Hz)では逆にダンパ
を用いたほうが図の点214から点224へと応答の絶対値が
大きな値となる。このことは、かなりの部分をばね6,16
により吸収しているとはいえ、ダンパ18を用いることに
より、ロータブレードの回転に伴う高周波の振動(N/re
v)に対する応答が増加することを意味し、キャビン1
の乗り心地向上のためには改善を要することを意味す
る。
FIG. 7 is a frequency-response characteristic diagram, in which the vertical axis shows the response to vibration (log scale), and the horizontal axis shows the frequency of vibration. Line 21 in the figure shows a case where no damper is used,
Line 22 shows the characteristics when a damper is used. As can be seen from the figure, when the damper is used, in the low frequency vibration region near the resonance peak of the spring, the peak decreases from the point 211 to the point 221. However, the gradient of the entire response curve becomes gentle. Conversely, at about 20 Hz), the absolute value of the response becomes larger from point 214 to point 224 in the figure when the damper is used. This means that a considerable part of the spring 6,16
However, the use of the damper 18 enables the high frequency vibration (N / re
v) means increased response to cabin 1
It means that improvement is required to improve ride comfort.

第3実施例で説明したとおり、ダンパ18は、ばね6,16
がロータの回転に伴う低周波の振動(1/rev)により共
振する際の共振ピークを低下させること主な目的がある
のであるから、共振ピークが比較的小さい状況において
はダンパ18の減衰能は小さくともかまわない。そこで、
図8に示すとおり、第3実施例のダンパ18を可変減衰ダ
ンパ19とするメリットが生まれる。
As described in the third embodiment, the damper 18 includes the springs 6, 16
The main purpose is to reduce the resonance peak when the resonance occurs due to the low-frequency vibration (1 / rev) accompanying the rotation of the rotor. Therefore, in a situation where the resonance peak is relatively small, the damping capacity of the damper 18 is reduced. It can be small. Therefore,
As shown in FIG. 8, there is an advantage that the damper 18 of the third embodiment is changed to a variable damper 19.

具体的には、図9に示すとおり、ダンパのシリンダ25
の中に電極27を設け、シリンダ25の内部に電気粘性気体
28を充填したものを可変減衰ダンパ19とする。なお、図
中、可変減衰ダンパ19は、ピストン部26を有し、シリン
ダ25とピストン26の穴をそれぞれ機体本体2とキャビン
1とに固着して使用する。なお、ピストン部26とシリン
ダ25とが接する部分には、シール29及びオリフィス30を
備える。ここで、電気粘性流体は、現在も技術的進歩の
著しい流体であるが、一般には、他の中に、澱粉、セル
ロース、シリカゲル等の目的にあった粒子を分散混合す
ることにより製造され、引加電圧が増すと流動抵抗(減
衰)も増加する特性を示す。
Specifically, as shown in FIG.
The electrode 27 is provided inside, and the electrorheological gas is
The one filled with 28 is referred to as a variable damper 19. In the drawings, the variable damper 19 has a piston portion 26, and the holes of the cylinder 25 and the piston 26 are fixed to the body 2 and the cabin 1, respectively. A seal 29 and an orifice 30 are provided at a portion where the piston 26 and the cylinder 25 are in contact with each other. Here, the electrorheological fluid is a fluid whose technical progress is still remarkable at present, but is generally manufactured by dispersing and mixing particles suitable for the purpose, such as starch, cellulose, and silica gel, among others. It shows a characteristic that the flow resistance (attenuation) increases as the applied voltage increases.

次に、この可変減衰ダンパ19をどのように使用するの
かを説明する。
Next, how to use the variable damper 19 will be described.

前述したとおり、ダンパは、ヘリコプタのロータ回転
数(1/rev)がばね16の共振周波数〔fn=(1/2π)(k/
m)1/2〕に近接することにより、ばね16の振動が著しく
大きくなるのを抑制し、アクチュエータ17により制御で
きる程度の振動におさえるのが目的である。従って、乗
員や積荷の変動によるキャビン1の重量(m)の変化に
伴ってばね16の共振周波数fnが変化したり、ロータ回転
数(1/rev)自体が変化することによりロータ回転数(1
/rev)とばねの共振周波数(fn)に大きな差が生じる場
合は減衰を必要としなくなるので、前記の可変減衰ダン
パ19の電圧を下げ、減衰率を低下させて、高周波での応
答反応も低下させることができる。この結果高周波及び
低周波のいずれについても低振動の静かなキャビン1が
実現できる。
As described above, the damper changes the helicopter rotor speed (1 / rev) so that the resonance frequency of the spring 16 [fn = (1 / 2π) (k /
m) 1/2 ], the vibration of the spring 16 is suppressed from becoming extremely large, and the purpose is to suppress the vibration to such an extent that the actuator 17 can control the vibration. Therefore, the resonance frequency fn of the spring 16 changes with the change in the weight (m) of the cabin 1 due to the change in the occupant or the load, or the rotor speed (1 / rev) itself changes, thereby changing the rotor speed (1).
/ rev) and the resonance frequency (fn) of the spring, there is no need for damping. Therefore, the voltage of the variable damper 19 is reduced, the damping rate is reduced, and the response at high frequencies is also reduced. Can be done. As a result, a quiet cabin 1 with low vibration can be realized for both high frequency and low frequency.

具体的には、積荷と乗客が搭乗後、図1及び図2にお
ける変位センサ10によりキャビン1の重量を検知してス
トッパ12の位置に合うようにアクチュエータ7の位置を
調整する。このとき、あわせてばね6の共振周波数fn=
(1/2π)(k/m)1/2〕も計算し、あらかじめ知られて
いるヘリコプタブレードの回転数1/revと比較し、これ
らの値が近ければ可変減衰ダンパ19の電圧をオンにし、
遠ければオフにしたり、電圧を弱めるといった処置をと
る。
Specifically, after the load and the passengers board, the displacement sensor 10 in FIGS. 1 and 2 detects the weight of the cabin 1 and adjusts the position of the actuator 7 to match the position of the stopper 12. At this time, the resonance frequency fn of the spring 6
(1 / 2π) (k / m) 1/2 ] is also calculated and compared with a known rotation speed 1 / rev of the helicopter blade. If these values are close, the voltage of the variable damper 19 is turned on. ,
Take action such as turning off or weakening the voltage if it is far away.

キャビン重量が変わる場合に応答について、図10の周
波数−応答特性線図によって説明する。
The response when the cabin weight changes will be described with reference to the frequency-response characteristic diagram of FIG.

一定の減衰率をもつダンパ18を使用した第3実施例の
ヘリコプタでは、キャビン1が比較的軽量な場合にその
応答が線22のとおりであるとすれば、重量が増しても応
答曲線が線24に示すとおり、図の左にずれるのみであ
る。すなわち、第3実施例のヘリコプタでは、ロータブ
レードの加振力に相当する低周波の振動数(約5Hz)に
おいては、それぞれ点223,点463で示す応答であるのに
対し、約20Hzの高周波振動(N/rev)においては、点22
4、点244示すとおり高い応答性を示す。
In the helicopter according to the third embodiment using the damper 18 having a constant damping rate, if the response of the cabin 1 is relatively light as shown by the line 22 when the cabin 1 is relatively light, the response curve becomes linear even if the weight increases. As shown in Fig. 24, it only shifts to the left of the figure. That is, in the helicopter of the third embodiment, the response at the low frequency (approximately 5 Hz) corresponding to the exciting force of the rotor blade is a response indicated by points 223 and 463, respectively, while the high frequency of approximately 20 Hz In vibration (N / rev), point 22
4. High responsiveness as shown by point 244.

これに対し、可変減衰ダンパ19を用いた第4実施例の
ヘリコプタにおいては、キャビン1が比較的軽量で、ば
ねの共振周波数(fn)(点221)とロータブレードの加
振力に相当する約5Hzの低周波振動数とが近いときは、
ダンパ19によりその応答が線22のとおりとなる。しか
し、重量が増して共振周波数(fn)が点231まで離れた
場合、ロータブレードの低周波振動数(約5Hz)に相当
する応答反応は、点233まで低下するので、特に強力な
減衰を必要とせず、可変減衰ダンパ19を弱めることによ
り、応答が線23のとおりとなる。この結果、ロータブレ
ードによる高周波振動24における応答は減衰を行ってい
たときと比較して点244から点234に低下する。
On the other hand, in the helicopter of the fourth embodiment using the variable damping damper 19, the cabin 1 is relatively light, and the resonance frequency (fn) of the spring (point 221) and the vibration force of the rotor blade are approximately equal. When the low frequency of 5Hz is close,
The response is as shown by line 22 by the damper 19. However, when the weight increases and the resonance frequency (fn) moves away to the point 231, the response response corresponding to the low frequency of the rotor blade (about 5 Hz) decreases to the point 233, so that particularly strong damping is required. Instead, by weakening the variable damper 19, the response is as shown by the line 23. As a result, the response of the rotor blade in the high-frequency vibration 24 decreases from the point 244 to the point 234 as compared with the case where the damping is performed.

同様にロータブレードの回転数が可変の場合の対応に
ついて、図7の周波数−応答特性線図によって説明す
る。ロータブレードの回転数が低速で例えば5Hzのと
き、4枚のブレードによる高周波振動は20Hzとなるが、
ロータブレードの回転数とばねの共振周波数(点221の
周波数)とが近いので、共振をさけるために減衰を要
し、その結果応答曲線は符号22で示すとおりとなる。
Similarly, the case where the rotation speed of the rotor blade is variable will be described with reference to the frequency-response characteristic diagram of FIG. When the rotation speed of the rotor blade is low, for example, 5 Hz, the high frequency vibration by the four blades is 20 Hz,
Since the rotation frequency of the rotor blade is close to the resonance frequency of the spring (frequency at point 221), damping is required to avoid resonance, and as a result, the response curve is as indicated by reference numeral 22.

次に、ヘリコプタのロータブレードの回転数を上昇さ
せて7Hzとすると、回転数はばねの共振周波数(点221の
周波数)とかなりはなれるので、共振の影響が小さくな
る。この結果、減衰の必要性が少なくなるので、可変減
衰ダンパ19の引加電圧を弱くし、またはゼロにすると、
応答は曲線21のとおりとなる。共振周波数でのピークは
符号211で示すとおり高くなるが、ロータブレードの回
転数(7Hz)近くでは点212に示すとおり小さくなり、更
に高調波である高周波振動は約28Hzまで高まるととも
に、このときのばねの応答が低下することがわかる。
Next, when the rotation speed of the rotor blade of the helicopter is increased to 7 Hz, the rotation speed is considerably higher than the resonance frequency of the spring (the frequency at the point 221), so that the influence of the resonance is reduced. As a result, the necessity of damping is reduced, and if the applied voltage of the variable damper 19 is reduced or set to zero,
The response is as shown by curve 21. The peak at the resonance frequency increases as indicated by the reference numeral 211, but decreases near the rotation speed (7 Hz) of the rotor blade as indicated by a point 212, and the high-frequency vibration, which is a higher harmonic, increases to about 28 Hz. It can be seen that the response of the spring decreases.

このようにして、可変減衰ダンパ19を併用することに
より、キャビンの重量やロータブレードの回転数が変わ
るなど、運転条件に変化があっても、低周波振動及び高
周波振動のいずれにおいてもキャビン1への振動を低減
することができる。
In this way, by using the variable damper 19 in combination, the cabin 1 is supplied to the cabin 1 in both low-frequency vibration and high-frequency vibration even when the operating conditions change, such as the weight of the cabin and the rotation speed of the rotor blade. Vibration can be reduced.

次に上記の可変減衰ダンパ19の制御を自動化したヘリ
コプタについて図11及び図12を参照して説明する。
Next, a helicopter in which the control of the variable attenuation damper 19 is automated will be described with reference to FIGS.

図11は、ロータブレードの回転数が一定の場合の第5
実施例で、回転数は制御コンピュータ5内のメモリ37に
格納されている。また図12には、FADEC等によりロータ
ブレードの回転数が任意に変えられるヘリコプタに適用
される第6実施例を示す。回転数の変化に対応して、図
11のメモリ37のかわりに回転数検出器39を備えている。
いずれの場合も、ロータブレードの回転数を比較器36に
出力した後は、同じ処理を行う。
FIG. 11 shows the fifth case where the rotation speed of the rotor blade is constant.
In the embodiment, the rotation speed is stored in a memory 37 in the control computer 5. FIG. 12 shows a sixth embodiment applied to a helicopter in which the rotation speed of a rotor blade can be arbitrarily changed by FADEC or the like. As the rotation speed changes,
A rotation speed detector 39 is provided instead of the eleven memories 37.
In any case, after outputting the rotation speed of the rotor blade to the comparator 36, the same processing is performed.

キャビン1は、ばね16、アクチュエータ17及び可変減
衰ダンパ19を介して機体本体2の上に、またキャビン1
の後部はロッド11によりそれぞれ支持されている。キャ
ビン1の下部には変位センサ10が設けられ、これにより
積荷や乗客が乗った状態のキャビン重量mを検出する。
このキャビン重量検出信号33は、制御コンピュータ5内
の共振周波数演算器35に入力され、前述の演算式により
ばね16の共振周波数fnを演算する。求められた共振周波
数fnは比較器36に入力され、メモリ37または、回転数検
出器39から入力されるロータブレードの回転数(1/re
v)と比較される。比較の結果はダンパ制御器38に入力
され、両者の値が近い場合はダンパ19の減衰能を高める
ように、両者の差が大きい場合はダンパ19の減衰率を小
さくするように、可変減衰調節信号34を可変減衰ダンパ
19に向けて出力する。
The cabin 1 is mounted on the body 2 via a spring 16, an actuator 17 and a variable damper 19.
The rear portions are supported by rods 11, respectively. A displacement sensor 10 is provided at a lower portion of the cabin 1 to detect a load or a cabin weight m with a passenger on board.
The cabin weight detection signal 33 is input to a resonance frequency calculator 35 in the control computer 5, and calculates the resonance frequency fn of the spring 16 by the above-described calculation formula. The determined resonance frequency fn is input to the comparator 36, and the rotation speed (1 / re of the rotor blade) input from the memory 37 or the rotation speed detector 39.
v) is compared with The result of the comparison is input to the damper controller 38, and when the two values are close to each other, the damping efficiency of the damper 19 is increased, and when the difference between them is large, the variable damping adjustment is performed so as to decrease the damping rate of the damper 19. Variable attenuation damper for signal 34
Output to 19.

ヘリコプタが飛行を開始した後はキャビン1の重量が
変わらないのが普通であるので、図11の第5実施例で
は、上記の減衰率の設定を飛行開始前に終了する。これ
に対し、図12の第6実施例では飛行状況によっては飛行
中でもロータブレードの回転数を変える必要がある場合
もあり、飛行中もリアルタイムで減衰率が修正される。
Since the weight of the cabin 1 usually does not change after the helicopter starts flying, in the fifth embodiment shown in FIG. 11, the setting of the above-mentioned attenuation rate is completed before the flight starts. On the other hand, in the sixth embodiment shown in FIG. 12, the rotation speed of the rotor blade may need to be changed during flight depending on the flight condition, and the attenuation rate is corrected in real time even during flight.

なお、第6実施例のようにロータブレードの回転数を
飛行中に変えることができれば、人家の多いところでは
回転数を落として比較的に静かな飛行をおこない、人家
の少ないところでは、回転数をあげて高速飛行が可能と
なるので、キャビン1内の乗員に加えて、ヘリコプタの
外側にいる人にも比較的に振動・騒音の少ない環境を維
持しうるヘリコプタを実現できる。
If the number of rotations of the rotor blade can be changed during flight as in the sixth embodiment, a relatively quiet flight is performed by reducing the number of rotations where there are many houses, and the number of rotations is small where there are few houses. As a result, a high-speed flight is possible, so that a helicopter that can maintain an environment with relatively little vibration and noise not only for the occupants in the cabin 1 but also for people outside the helicopter can be realized.

また、本発明においては、キャビン1を機体本体2か
ら構造的に分離しているので、図13の第7実施例に示す
とおり、旅客用キャビン1a、荷物用キャビン1b、救急医
療活動用キャビン1cのように、同一形状のキャビン1を
用途ごとにキャビン内装をあらかじめセットしたモジュ
ールとして活用しうる。この場合、図14,図15に示すよ
うに、キャビン1の床にハイブリッドアクチュエータ3
への結合作業に便利な小開口部43を設け(図15ではこの
開口部43に取り付けられた小扉を開けた状態を示す)、
取付け部8はピンまたはボルトなどのような交換作業の
容易な簡易なものにする。
Further, in the present invention, since the cabin 1 is structurally separated from the body 2 of the vehicle, as shown in the seventh embodiment in FIG. 13, the passenger cabin 1a, the luggage cabin 1b, and the emergency medical activity cabin 1c. As described above, the cabin 1 having the same shape can be used as a module in which the interior of the cabin is set in advance for each application. In this case, as shown in FIG. 14 and FIG.
Provided is a small opening 43 convenient for the work of connecting to (the state where the small door attached to this opening 43 is opened in FIG. 15),
The mounting portion 8 is a simple one such as a pin or a bolt, which is easy to replace.

また、操縦装置の機体本体2側への結合部も極力特定
の部位でのボルトまたはピン結合とする。具体的には、
図16の部分拡大図に示すとおり、操縦リンケージ50は基
本的に機械本体2側に取付けられ、最終的にパイロッド
の手元に来る操縦スティック40の部分にキャビン1側に
ヒンジ点49を設けて連結される。従って、キャビン1の
分離に際してはこのキャビン側ヒンジ点49で着脱を行
う。電気ケーブル48の連結は、キャビン1と機体本体2
の間にコネクタ47を設けて行う。油圧系統は基本的に機
体本体2内のみに設ける。
Also, the connecting portion of the steering device to the body 2 side is a bolt or pin connection at a specific portion as much as possible. In particular,
As shown in the partially enlarged view of FIG. 16, the steering linkage 50 is basically attached to the machine body 2 side, and the hinge point 49 is provided on the cabin 1 side to the steering stick 40 that finally comes close to the pilot rod. Is done. Therefore, when the cabin 1 is separated, the cabin 1 is attached and detached at the hinge point 49 on the cabin side. The electric cable 48 is connected between the cabin 1 and the body 2
A connector 47 is provided between them. The hydraulic system is basically provided only in the body 2 of the machine.

このモジュール化したキャビン1は、キャビン1のフ
ック金具46をクレーン45で持ち上げて交換される。図15
のようにレール状のストッパ44が機体本体2のキャビン
支持部2′に設けられている場合、キャビン1を前方か
らスライドさせて、容易に交換できる。また、上記の例
では同一形状のキャビン1としたが、キャビン1の重量
重心と取付け部8の位置と大きさが実質的に同じであれ
ば、同一形状としなくとも特に不具合はない。
The modularized cabin 1 is replaced by lifting the hook fitting 46 of the cabin 1 with the crane 45. Fig. 15
When the rail-shaped stopper 44 is provided on the cabin support 2 'of the body 2 as described above, the cabin 1 can be easily replaced by sliding the cabin 1 from the front. In the above example, the cabins 1 have the same shape. However, as long as the weight and the center of gravity of the cabin 1 and the position and size of the mounting portion 8 are substantially the same, there is no particular problem even if they are not the same shape.

上記のように、キャビン1をモジュール化できれば、
前述の振動低減効果に加えて、特定用途専用キャビンを
用いるので、効率的かつ使い良いヘリコプタとなり、ま
た、用途ごとのキャビン装備の変更作業が大幅に簡略化
・迅速化され、更に多くの異なる用途に使用できるので
ヘリコプタ1機の利用効率が向上するメリットがある。
As described above, if the cabin 1 can be modularized,
In addition to the above-mentioned vibration reduction effect, a special-purpose cabin is used, making it an efficient and easy-to-use helicopter. In addition, the work of changing the cabin equipment for each application is greatly simplified and speeded up, and many more different applications are used. Therefore, there is a merit that utilization efficiency of one helicopter is improved.

なお、上記の各実施例においては、特にそれぞれの目
的とする構成を中心に説明したため、この説明に直接関
係のない部分については、図示及び構成・作用・効果の
説明を省略したものもあるが、上記各実施例においても
第1実施例または第2実施例とヘリコプタとして同等の
構成を備えており、同等の作用効果を奏する点はいうま
でもない。
In each of the above-described embodiments, particularly, the configuration of each object has been mainly described, and therefore, for parts that are not directly related to this description, illustration and description of the configuration, operation, and effects may be omitted. Each of the above embodiments also has the same configuration as the helicopter of the first embodiment or the second embodiment, and it goes without saying that the same operation and effect can be obtained.

また、それぞれの実施例においては、紙面の都合もあ
り、ばねとアクチュエータの配列が直列・並列のいずれ
か一方のみを例にとって説明したものもあるが、いずれ
においても直列でも並列でも使用可能である。
Further, in each of the embodiments, the arrangement of the spring and the actuator is described as an example of only one of the series and the parallel for the sake of space. However, any of them can be used either in series or in parallel. .

更に、図1におけるハイブリッドアクチュエータ3の
配置は機体本体2の規模、キャビン1の重量、機体本体
2の形態などにより種々の場合が考えられ、ヘリコプタ
が小型でキャビン1が軽い場合には、図17に示すように
数少ないハイブリッドアクチュエータ3でも良好な振動
低減の効果が得られる。なお、図17のヘリコプタの場合
は、キャビン1が軽量小型であるので、ロッド11のかわ
りにハイブリッドアクチュエータ3を用いることもでき
る。
Further, various arrangements of the hybrid actuator 3 in FIG. 1 may be considered depending on the scale of the airframe main body 2, the weight of the cabin 1, the shape of the airframe main body 2, and the like. When the helicopter is small and the cabin 1 is light, FIG. As shown in FIG. 7, even with a small number of hybrid actuators 3, a good vibration reduction effect can be obtained. In the case of the helicopter shown in FIG. 17, since the cabin 1 is lightweight and compact, the hybrid actuator 3 can be used instead of the rod 11.

また、機体の形態によりキャビン1と機体本体2とを
分離するフローティングの形態にも種々の場合が考えら
れ、図18に示すように機体の規模、エンジンやギヤボッ
クスの配置等により適したものを選ぶことができる。
In addition, there are various cases in which the cabin 1 and the fuselage main body 2 are separated depending on the form of the fuselage, and various types are considered as shown in FIG. You can choose.

図18aに示すのは、キャビン1を機体本体2からハイ
ブリッドアクチュエータ3を介して懸架するタイプであ
り、ハイブリッドアクチュエータ3の近傍には図示を省
略したが強固なストッパ(図2bの符号12)が設けられて
ハイブリッドアクチュエータ3の破損時にもキャビン1
を安全に懸架できる構造となっている。また、キャビン
1が前後方向に動かぬようロッド11を備えている。
FIG. 18a shows a type in which the cabin 1 is suspended from the fuselage body 2 via the hybrid actuator 3, and a strong stopper (12 in FIG. 2b) is provided near the hybrid actuator 3, although not shown. Cabin 1 when the hybrid actuator 3 is damaged
Is safely suspended. Further, a rod 11 is provided so that the cabin 1 does not move in the front-rear direction.

また、図18bは、同じく懸架式ではあるが、キャビン
1は、機体本体2に直接懸架するのではなく、脚41に設
けられたハイブリッドアクチュエータ3を介して懸架さ
れる。この場合、脚41のキャビン1よりも更に下方に
は、万が一にもハイブリッドアクチュエータ3が破損し
てもキャビン1が落下することのないように、L字状の
キャビン支持部42が設けられている。
FIG. 18b is also of the suspension type, but the cabin 1 is not suspended directly on the body 2 of the vehicle, but is suspended via the hybrid actuator 3 provided on the legs 41. In this case, an L-shaped cabin support portion 42 is provided further below the cabin 1 of the leg 41 so that the cabin 1 will not drop even if the hybrid actuator 3 is broken. .

さらに、図18cは、機体本体2の前部に筒状の空洞を
設け、図示しないハイブリッドアクチュエータによりこ
の空洞内にキャビン1を上下左右から支持するものであ
る。機体本体2の筒深部に設けられた図示しないロッド
ともあいまって、より安全性のすぐれたヘリコプタとな
る。
FIG. 18C shows a case in which a cylindrical cavity is provided in the front part of the body 2 and the cabin 1 is supported in the cavity from above, below, left and right by a hybrid actuator (not shown). Together with a rod (not shown) provided at a deep portion of the body of the body 2, the helicopter is more secure.

以上説明したとおり、本発明の実施例は次のように機
能し、効果を奏する。
As described above, the embodiment of the present invention functions and produces effects as follows.

本発明の上記のヘリコプタにおいては、キャビン1を
機体本体2から切り離したことにより、キャビン1内に
おけるヘリコプタの振動周波数N/revの振動を始めとす
る振動が大幅に低減され、同時に機体を伝わる騒音の小
さくなり、快適な乗り心地が実現される。即ち、コイル
ばね6と油圧アクチュエータ7とを組み合わせたハイブ
リッドアクチュエータ3により、または空気ばね13と電
磁アクチュエータ14とによりキャビン1を支持し、高周
波はばねで低周波はアクチュエータで抑えることによ
り、ばねのみの場合よりも大きな振動低減の効果が、ア
クチュエータのみにより制御する場合のような複雑なシ
ステムを用いることなく簡易に得られる。また、キャビ
ン1と機体本体2との間にストッパ12を設けることによ
り、静的な動きが抑えられ、万一の大きな変位、過大な
荷重にも機体が容易に耐えられる。なお、ストッパ12及
びその他の安全装置により、キャビン1を分割したこと
による飛行の安全性への影響は全くない。また、ばねで
高周波振動を抑え、アクチュエータは低周波振動のみを
制御するので、アクチュエータ駆動用の動力は小さくて
よく、制御システムも簡易なものとなる。また、アクチ
ュエータの制御にはディジタル式の最適制御を用いるこ
とにより、飛行条件やキャビン1の重量等の変化があっ
ても常に大きな振動低減の効果を維持することができ
る。このように、本発明に係るヘリコプタはキャビン内
の搭乗者が不快に感じる振動および騒音を遮断して、快
適な乗り心地が実現できる。
In the above-mentioned helicopter of the present invention, by separating the cabin 1 from the body 2, vibrations including the vibration of the helicopter at the vibration frequency N / rev in the cabin 1 are greatly reduced, and at the same time, the noise transmitted through the body And a comfortable ride is realized. That is, the cabin 1 is supported by the hybrid actuator 3 in which the coil spring 6 and the hydraulic actuator 7 are combined, or by the air spring 13 and the electromagnetic actuator 14, and the high frequency is controlled by the spring and the low frequency is controlled by the actuator. The effect of vibration reduction larger than in the case can be easily obtained without using a complicated system as in the case of controlling only by the actuator. Further, by providing the stopper 12 between the cabin 1 and the body 2, static movement is suppressed, and the body can easily withstand a large displacement and an excessive load. Note that the division of the cabin 1 by the stopper 12 and other safety devices has no effect on flight safety. Further, since high-frequency vibration is suppressed by a spring and the actuator controls only low-frequency vibration, the power for driving the actuator may be small, and the control system is simplified. In addition, by using digital optimal control for controlling the actuator, a large vibration reduction effect can always be maintained even when there are changes in the flight conditions, the weight of the cabin 1, and the like. As described above, the helicopter according to the present invention can cut off vibration and noise that a passenger in the cabin feels uncomfortable, and can realize a comfortable ride.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭60−124384(JP,U) 特公 平2−9988(JP,B2) 特公 昭55−47658(JP,B2) 実公 平5−4472(JP,Y2) 米国特許5044455(US,A) 米国特許3857534(US,A) 欧州公開530075(EP,A1) 欧州公開511055(EP,A2) 欧州特許382171(EP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B64C 27/04 B62D 27/04 F16F 9/50 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A 60-124384 (JP, U) JP 2-9988 (JP, B2) JP-B 55-47658 (JP, B2) JP 5-205 4472 (JP, Y2) US Patent 5044455 (US, A) US Patent 3,857,534 (US, A) EP 530075 (EP, A1) EP 511055 (EP, A2) EP 382171 (EP, B1) (58) Search Field (Int.Cl. 6 , DB name) B64C 27/04 B62D 27/04 F16F 9/50

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のブレードを有するメインロータと、 該メインロータを駆動するエンジンと、 該エンジンを内部に備えキャビン支持部を有する機体本
体と、 該キャビン支持部に併設されるばね及びアクチュエータ
と、 該キャビン支持部に該ばね及び該アクチェエータを介し
て支持されるキャビンと、 振動に伴う該キャビン支持部とキャビンとの間隔を一定
以内に制限するよう該アクチュエータと並列に、キャビ
ン支持部を含む機体本体とキャビンとの間に設けられる
ストッパと、 該キャビンに設けられた振動状態量センサと、 該センサの出力を受け入れ、この値にゲインKを乗じた
制振信号を該アクチュエータに入力する制振制御器と、 を有することを特徴とするヘリコプタ。
1. A main rotor having a plurality of blades, an engine for driving the main rotor, an airframe main body having the engine therein and having a cabin support, a spring and an actuator provided alongside the cabin support, A cabin supported by the cabin support via the spring and the actuator; and a cabin support in parallel with the actuator so as to limit a distance between the cabin support and the cabin due to vibration to within a certain range. A stopper provided between the body of the machine and the cabin; a vibration state quantity sensor provided in the cabin; a control for receiving an output of the sensor and inputting a vibration damping signal obtained by multiplying the gain by a gain K to the actuator; A helicopter comprising: a vibration controller.
【請求項2】機体本体とキャビンとの機軸方向の間隔を
実質的に一定に固定する間隔維持手段を備えることを特
徴とする請求項1のヘリコプタ。
2. The helicopter according to claim 1, further comprising a gap maintaining means for fixing the gap between the body and the cabin in the machine axis direction substantially constant.
【請求項3】上記アクチュエータを油圧アクチュエータ
とし、該油圧アクチュエータとばねとを直列に配してキ
ャビンを支持することを特徴とする請求項2のヘリコプ
タ。
3. The helicopter according to claim 2, wherein the actuator is a hydraulic actuator, and the hydraulic actuator and a spring are arranged in series to support the cabin.
【請求項4】上記アクチュエータを電磁アクチュエータ
とし、該電磁アクチュエータとばねとを上記キャビン支
持部に並列に配してキャビンを支持することを特徴とす
る請求項2のヘリコプタ。
4. The helicopter according to claim 2, wherein the actuator is an electromagnetic actuator, and the cabin is supported by disposing the electromagnetic actuator and a spring in parallel with the cabin support.
【請求項5】上記キャビン支持部にキャビンを支持する
よう上記アクチュエータと並列にダンパを設けることを
特徴とする請求項1,2,3または4のヘリコプタ。
5. The helicopter according to claim 1, wherein a damper is provided in the cabin support portion so as to support the cabin in parallel with the actuator.
【請求項6】上記ダンパが可変ダンパであり、そのシリ
ンダ内に電極が設けられ、該シリンダ内に電機粘性流体
が充填されていることを特徴とする請求項5のヘリコプ
タ。
6. The helicopter according to claim 5, wherein said damper is a variable damper, an electrode is provided in a cylinder thereof, and said cylinder is filled with an electro-rheological fluid.
【請求項7】キャビン重量検出器と、該検出器からの出
力からばね共振周波数を得る共振周波数演算器と、該ば
ね共振周波数とメインロータの回転数とを比較する比較
器と、比較の結果から得られた可変減衰調節信号を上記
可変ダンパに出力するダンパ制御器とをさらに備えるこ
とを特徴とする請求項6のヘリコプタ。
7. A cabin weight detector, a resonance frequency calculator for obtaining a spring resonance frequency from an output from the detector, a comparator for comparing the spring resonance frequency with the rotation speed of the main rotor, and a result of the comparison. 7. The helicopter according to claim 6, further comprising: a damper controller that outputs a variable attenuation adjustment signal obtained from the variable damper to the variable damper.
【請求項8】メインロータ回転数検出器を備え、該検出
器から得られた回転数を前記比較器に出力することを特
徴とする請求項7のヘリコプタ。
8. The helicopter according to claim 7, further comprising a main rotor rotation speed detector, and outputting the rotation speed obtained from the detector to the comparator.
【請求項9】キャビンをモジュール化するとともに、飛
行目的に応じたモジュール化キャビンを装着可能な請求
項5のヘリコプタ。
9. The helicopter according to claim 5, wherein the cabin is modularized and a modularized cabin can be mounted according to the purpose of flight.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3857534A (en) 1972-02-04 1974-12-31 Textron Inc Multi-frequency helicopter vibration isolation
US5044455A (en) 1990-02-16 1991-09-03 Navistar International Transportion Corp. Actively controlled truck cab suspension
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