A method and apparatus for supporting a cause take-off of aircraft

本願は、２００５年６月１４日に出願の独国特許出願第１０ ２００５ ０２７ ３８５．８号の出願日の利益を主張するものであり、この特許の開示は、参照することによって本明細書に組み込むものとする。

本発明は、航空機の離陸引き起こしを支持する方法および航空機の離陸引き起こしを支持する装置に関する。

離陸重量が重い大型航空機の場合、通常では、翼とペイロードキャビン（胴体）との明確な機能分離がなされる。 翼からできる限り遠くに離れた胴体の端部に、航空機をその垂直軸およびその横軸に関して制御する制御面（尾部）が設けられる。
また、このような構成では、昇降舵ユニットが、離陸中に航空機の引き起こしを開始する役割を担い、すなわち離陸中にその横軸のまわりに航空機を回転させるロールプロシージャを開始する役割を担い、その引き起こしの結果として、翼がある角度に設定され、それにより、離昇のための揚力が増加する。

しかしながら、いわゆる「ウイングオンリー型の設計」という意味において、機器搭載空間の大部分が翼領域に設置される、航空機に関する先進プロジェクトでは、構造は、質量の重心位置または面の重心位置に対する昇降舵制御面および方向舵制御面までのレバーアームが比較的短いものとされる。
この結果として、大きさが同程度の場合、上記の航空機設計では、そのトルクが離陸引き起こしをもたらす昇降舵制御面のトルクは、従来の設計の場合よりも小さくなる。
最大離陸重量が非常に重いために、少なくとも２つの多軸主着陸装置ユニットが、両側で縦に並んで配置される大型の航空機の場合に、離陸引き起こしを開始するために、実際の飛行運動ではその特大さが必要とされない、不相応に大型の、したがって重い昇降舵制御面が必要となる。

多軸主着陸装置ユニットを特徴として備えた、または、例えば、エンジンの大きさと位置のために、特に長い着陸装置脚を特徴として備えた航空機の場合、格納プロシージャの前か格納プロシージャ中に、着陸装置脚を低くする、すなわち短くするために使用する装置が最新技術より知られている。
このように、搭載可能性および／または着陸装置収容部の収容可能性を改良しなければならない。 上記のような解決手段は、コンコルドやエアバスＡ３４０で知られている。

反対に、重量上の理由からまたは格納上の理由から、形状的に比較的短い着陸装置脚を有する主着陸装置ユニットの場合に、離陸および着陸時に少なくとも最後尾のホイールが他のホイールよりも地面に近接するように案内されて、適切な引き起こし角度を可能にするように、特別な設備を用いて離陸装置下部担体を回転させることも知られている（いわゆる揺動下部担体）。

さらに、例えば、ボーイング７４７などの航空機の主着陸装置ユニット用油圧バランスシステムが知られており、昇降舵ユニットによって開始される引き起こし中に、連通管の原理に従ったそのシステムを用いて、高負荷の方の着陸装置脚と高負荷でない方の着陸装置脚との間の油圧均等化が自動的に行われる。

しかしながら、これらのシステムは、離陸引き起こしを開始するために、能動的に制御されるのではなく、受動的に動作する。
さらに、多軸主着陸装置ユニットを備えた航空機用の装置が文献により知られており、その装置は、所定のロール速度に至るまでの、離陸ロールプロシージャの初期段階では、後縁フラップなどの揚力発生面が意図的に使用されず、かつ／または揚力打ち消し面（スポイラ）さえも、所定の離昇速度に達するまで広げられ、所定の速度に達した時点で可能な限り早く、逆に高揚力装置がともに広げられ、スポイラが格納されることで、離陸引き起こしに関する難題を克服するように設計されている。

こうして、強力な揚力の発生が素速く開始され、これは、昇降舵制御面がさらなる引き起こしを制御するのに航空力学的に十分に有効になるまで、乗客にとってはあまり快適なものではないが、その揚力は、ほぼ垂直に離陸するのに十分である。
乗客にとって不快な揚力挙動は別として、この離陸プロシージャは、高抵抗と高燃料消費という欠点を伴う。

本発明は、航空機の離陸引き起こしを支持する改良した方法および改良した装置を提示することを目的とし、その航空機では、少なくとも２つの多軸主着陸装置ユニットが両側で縦に並んで配置する。

この目的は、請求項１の特徴を備えた方法によって達成される。

さらに、この目的は、請求項１０の特徴を備えた装置によって達成される。

本発明による方法および装置の有益な実施形態と改良が、それぞれの従属請求項に記載される。
本発明は、両側で縦に並び、ホイールを備えた少なくとも２つの主着陸装置ユニットを有する航空機の離陸引き起こしを支持する方法を提示する。
本発明によれば、離陸引き起こしを支持するために、少なくとも１つの主着陸装置ユニットの後部対において、地面上を転動するホイールと胴体部の間の距離を短縮する。

本発明による方法の有益な実施形態は、少なくとも１つの主着陸装置ユニットの後部対に関して、地面上を転動するホイールと胴体部との間の距離の短縮が、これら後部主着陸装置ユニットにある着陸装置脚の有効長を短くすることによって達成する。

本発明による方法の有益な実施形態によれば、後部主着陸装置ユニットにある着陸装置脚の有効長の短縮は、着陸装置脚同士を入れ子式に押し込むことで行われる。

本発明による方法の別の有益な実施形態によれば、主着陸装置ユニットに関して、地面上を転動する、少なくと１対のホイールと胴体との間の距離の短縮は、縦に並んで配置された軸でホイールを担持する下部担体を横軸を支点にして回動させることによって達成する。

この構成により、下部担体が横軸を支点しにて回動すると同時に、前もって持ち上げられた前部ホイールが地面に下げられたときに、地面上を転動する後部ホイールと胴体部との間の距離を短縮するようになるのが好ましい。
本発明による方法の有益な実施形態は、着陸装置脚の有効長の短縮または下部担体の回動を、機械的な方法で行う。

本発明による方法の別の有益な実施形態は、着陸装置脚の有効長の短縮、または下部担体の回動を油圧方式で行う。

本発明による方法の特に有益な実施形態は、着陸装置脚の有効長の短縮、または下部担体の回動が、前部主着陸装置ユニットと後部主着陸装置ユニットとの間に連結された能動制御式油圧バランスシステムを用いて行う。

本発明による方法の好ましい実施形態は、航空機が、縦に並んで配置された２つの主着陸装置ユニットを両側に有するようにし、離陸引き起こしを支持するために、主着陸装置ユニットの後部対において、地面上を転動するホイールと胴体との間の距離を短縮する。

さらに、本発明は、縦に並んで配置され、ホイールを備えた少なくとも２つの主着陸装置ユニットを両側に有する航空機の離陸引き起こしを支持する装置を提示する。
本発明は、離陸引き起こしを支持するために、そのホイールが地面上を転動する少なくとも１つの主着陸装置ユニットの後部対のホイールと胴体との間の距離が短縮できるように、これら後部主着陸装置ユニットを構成（設計）する。
本発明による装置の有益な実施形態によれば、少なくとも１つの主着陸装置ユニットの後部対に関して、地面上を転動するホイールと胴体との間の距離を短縮するために、これら後部主着陸装置ユニットの着陸装置脚は、それらの有効長を短くするように構成（設計）する。

後部主着陸装置ユニットの着陸装置脚は、入れ子式に構成（設計）する。

本発明による装置の別の有益な実施形態によれば、少なくとも１つある主着陸装置ユニットの対に関して、地面上を転動するホイールと胴体との間の距離を短縮するために、縦に並んで配置された軸にホイールを担持する下部担体を、横軸を支点にして回動可能にする。

この構成により、下部担体が横軸を支点にして回動されると同時に、前もって持ち上げられた前部ホイールが地面に下げられたときに、地面上を転動する後部ホイールと胴体との間の距離を短縮するようになるのが好ましい。

本発明による装置の有益な実施形態は、着陸装置脚の有効長を短くする、または下部担持体を回動させるために機械装置を設ける。

本発明による装置の別の有益な実施形態は、着陸装置脚の有効長を短くする、または下部担持体を回動させるために油圧装置を設ける。
本発明による装置の有益な実施形態は、着陸装置脚の有効長を短くする、または下部担持体を回動させるために、前部主着陸装置ユニットと後部主着陸装置ユニットとの間に連結された能動制御式油圧バランスシステムを設ける。

本発明による装置の好ましい実施形態は、航空機が、両側で縦に並んだ２つの主着陸装置ユニットを有するようにし、離陸引き起こしを支持するために、主着陸装置ユニットの後部対において、地面上を転動するホイールと胴体部との間の距離を短縮することができる。

各図において、同じ参照符号が、同じまたは同様の部品に使用される。 なお、図の実例は概略化したものであり、尺度は合っていない。

図１および図２は、先進のウイングオンリー型の設計による航空機の側面図を示し、この側面図は、ノーズ用下部担体５０と、航空機の両側で縦に並んで配置された２つの主着陸装置ユニット１０，２０とを示し、それぞれ航空機は地上にあり、離陸引き起こしプロシージャ中にある。

ノーズ用下部担体５０は、着陸装置脚５４に配置されたホイール５１を有し、一方、主着陸装置ユニット１０，２０は、それぞれホイール１１，１２，１３およびホイール２１，２２，２３を設けた着陸装置脚１４，２４を有する。

離陸引き起こしを支持するために、本発明は、地面上を転動する、主着陸装置ユニット１０，２０の後部対２０にあるホイール２１，２２，２３と胴体６０との間の距離を能動的に短縮する。
このようにして、図２に示すように、航空機の離陸引き起こしを行う。
図２に示した典型的な実施形態では、地面上を転動する、主着陸装置ユニット１０，２０の後部対２０にあるホイール２１，２２，２３と胴体６０との間の距離の短縮は、例えば、着陸装置脚２４を互いに入れ子式に押し込んで、後部主着陸装置ユニット２０の着陸装置脚２４の有効長を短くすることによって行うことができる。

図３は、本発明に従って使用できる着陸装置脚３４の有効長を短くする、それ自体は公知の装置を備えた上記着陸装置脚３４の部分斜視図を示している。
着陸装置脚３４は、着陸装置を格納するために、アタッチメントアイ３７ａ，３７ｂ，３７ｃを用いて、それ自体は公知の態様で航空機構造部（図示せず）に回動可能に保持された外側管３４ａを有する。

外側管３４ａ内には、上記外側管３４ａに入れ子式にスライドできる内側管３４ｂが配置されている。 上記管３４ａ，３４ｂ同士の入れ子式の押し込みは、レバー機構３６によって行われる。 上記レバー機構３６は、連結体３６ａを用いて、油圧または機械で作動させることができる。

図４は、ホイール４１，４２が下部担体４５内で、縦に並んで配置された軸４８，４９に回転可能に保持された着陸装置ユニット４０の概略図を示している。
着陸装置を格納するために、着陸装置ユニット４０の着陸装置脚４４が、アタッチメントアイ４７ａ，４７ｂ，４７ｃを用いてそれ自体で公知の方法によって航空機構造体（図示せず）に回転可能に保持されている。

地面上を転動するホイール４２と胴体との間の距離を短縮するために、下部担体４５が横軸４５ａを支点に回転可能にされている（いわゆる揺動担体）。
横軸４５ａを支点に下部担体４５を回動中に、地面上を転動する後部ホイール４２と胴体６０との間の距離は短縮され、一方、同時に、前もって持ち上げられていた前部ホイール４１は地面に下げられる。
これは、地面上を転動している後部主着陸装置ユニット４０のホイール４２と胴体６０との間の距離を短縮し、ひいては離陸引き起こしを支持する効果を有する。
距離の短縮は、適切な作動装置を使用し、レバー機構４６を用いて能動的に行われる。 作動装置は、油圧または機械で動かすことができる。
図４に示した典型的な実施形態は、それを用いてレバー機構４６が作動される油圧アクチュエータ４６ａを設けている。

着陸装置脚２４，３４，４４の有効長を短くすること、または下部担体４５を回動させることは、前部主着陸装置ユニット１０と後部主着陸装置ユニット２０，４０との間に連結された能動制御式油圧バランスシステムを用いて行う。 上記のような油圧バランスシステムは、主着陸装置ユニット１０，２０，４０に設けた油圧アクチュエータに連動して作用する。

図１および図２に示すように、航空機は、両側で縦に並んで配置された２つの主着陸装置ユニット１０，２０，４０を有するのが好ましい。
これらは、航空機の重い離陸重量を担持するのに使用される。 離陸引き起こしを支持するために、主着陸装置ユニット１０，２０，４０の後部対２０，４０において、地面上を転動するホイール２１，２２，２３と胴体６０との間の距離が、図２に示すように短縮される。

当然ながら、図１および図２に示したウイングオンリー型の設計に本発明を適用する代わりに、一般的な翼形状の航空機に本発明を適用することもできる。

なお、「有する」という用語は、他の要素またはステップを除外するものではない。 また、異なる実施形態に関連して説明した要素は組み合わせることができる。 なお、特許請求の範囲にある参照符号は、請求項の範囲を限定するものと解釈すべきではない。

地面上にある航空機の側面図を示しており、その航空機は、本発明の１つの典型的な実施形態に従って、側部で縦に並んで配置された少なくとも２つの主着陸装置ユニットを有する。

離陸引き起こしプロシージャ中の航空機の側面図を示しており、その航空機は、本発明の１つの典型的な実施形態に従って、側部で縦に並んで配置された少なくとも２つの主着陸装置ユニットを有する。

本発明に従って使用できる着陸装置脚の有効長を短縮する装置を備えた着陸装置脚の部分斜視図を示している。

地面上を転動するホイールと胴体との間の距離を短縮するために、縦に並んで配置された軸でホイールを担持する下部担体が、本発明に従って使用できるように、横軸を支点にして回動可能にした（揺動下部担体）着陸装置ユニットの概略図を示している。

符号の説明

１０ 主着陸装置ユニット １１ ホイール １２ ホイール １３ ホイール １４ 着陸装置脚 ２０ 主着陸装置ユニット ２１ ホイール ２２ ホイール ２３ ホイール ２４ 着陸装置脚 ３４ 着陸装置脚 ３４ａ 外側管 ３４ｂ 内側管 ３６ レバー機構 ３６ａ 連結体 ３７ａ アタッチメントアイ ３７ｂ アタッチメントアイ ３７ｃ アタッチメントアイ ４０ 主着陸装置ユニット ４１ ホイール ４２ ホイール ４４ 着陸装置脚 ４５ 下部担体 ４５ａ 横軸 ４６ レバー機構 ４６ａ 油圧アクチュエータ ４７ａ アタッチメントアイ ４７ｂ アタッチメントアイ ４７ｃ アタッチメントアイ ４８ 軸 ４９ 軸 ５０ ノーズ用下部担体 ５１ ホイール ５４ 着陸装置脚 ６０ 胴体