JP2000320402A - 案内リングにより方向づけされる軸対称の収縮拡散排気ノズル - Google Patents
案内リングにより方向づけされる軸対称の収縮拡散排気ノズルInfo
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- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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- F05D2250/323—Arrangement of components according to their shape convergent
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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- F05D2250/32—Arrangement of components according to their shape
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 動作停止の恐れがなく、案内ベクトルリング
20により方向づけされる、軸対称の収縮拡散排気ノズ
ルを提供する。 【解決手段】 案内手段は、3個の軸方向開口部44を
含んでおり、これらの開口部は、固定構造体2に結合さ
れる脚43にそれぞれ設けられ、開口部の中央面がター
ボジェットエンジンの軸に沿って交差している。前記開
口部43の側壁45は、3個の球面ローラ41を案内す
るように働き、球面ローラが、ベクトルリング20に結
合されて互いに規則正しく間隔を開けられた径方向のピ
ン40にはめ込まれている。
20により方向づけされる、軸対称の収縮拡散排気ノズ
ルを提供する。 【解決手段】 案内手段は、3個の軸方向開口部44を
含んでおり、これらの開口部は、固定構造体2に結合さ
れる脚43にそれぞれ設けられ、開口部の中央面がター
ボジェットエンジンの軸に沿って交差している。前記開
口部43の側壁45は、3個の球面ローラ41を案内す
るように働き、球面ローラが、ベクトルリング20に結
合されて互いに規則正しく間隔を開けられた径方向のピ
ン40にはめ込まれている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ターボジェットエ
ンジンの排気ノズルに関する。
ンジンの排気ノズルに関する。
【0002】本発明は特に、収縮部分の下流に配置され
る拡散部分が、ターボジェットエンジンの軸に対して方
向づけ可能であり、前記拡散部分が複数の拡散フラップ
を含み、これらの拡散フラップが、上流で収縮フラップ
の下流端に連結され、下流でベクトルリングに結合され
たロッドに連結されており、ベクトルリングの軸方向移
動および傾動が、固定構造体に固定された複数のジャッ
キにより制御され、ベクトルリングが移動中、固定構造
体に対してこのリングを案内するための案内手段が設け
られている、軸対称の収縮拡散(コンバージェント・ダ
イバージェント)排気ノズルに関する。
る拡散部分が、ターボジェットエンジンの軸に対して方
向づけ可能であり、前記拡散部分が複数の拡散フラップ
を含み、これらの拡散フラップが、上流で収縮フラップ
の下流端に連結され、下流でベクトルリングに結合され
たロッドに連結されており、ベクトルリングの軸方向移
動および傾動が、固定構造体に固定された複数のジャッ
キにより制御され、ベクトルリングが移動中、固定構造
体に対してこのリングを案内するための案内手段が設け
られている、軸対称の収縮拡散(コンバージェント・ダ
イバージェント)排気ノズルに関する。
【0003】
【従来の技術】方向づけ可能なノズルは、戦闘機に敏捷
性が付加され、ピッチングおよびヨーイングに対する操
縦性が最適化される。ある構成では、全体および収縮拡
散ノズルが、球要素にトグル継手状に取り付けられてい
る。より軽量な他の構成では、ノズルの拡散部分だけ
が、ベクトルリングにより回転式に取り付けられてい
る。
性が付加され、ピッチングおよびヨーイングに対する操
縦性が最適化される。ある構成では、全体および収縮拡
散ノズルが、球要素にトグル継手状に取り付けられてい
る。より軽量な他の構成では、ノズルの拡散部分だけ
が、ベクトルリングにより回転式に取り付けられてい
る。
【0004】FR−A−2645593は、互いに12
0゜シフトした3個の制御ジャッキにより作動されるベ
クトルリングが、互いに120゜の間隔を開けられた3
個の軸方向シャフトにより構造体体に取り付けられてお
り、シャフトは、固定構造体に結合された支持体で摺動
可能である。シャフトは、トグル継手状の結合部により
ベクトルリングに結合されている。摺動軸受の案内長さ
が不十分である場合、シャフトの一端に加えられる径方
向の力によって傾動トルクが発生し、並進時にシャフト
をつかえさせることがある。
0゜シフトした3個の制御ジャッキにより作動されるベ
クトルリングが、互いに120゜の間隔を開けられた3
個の軸方向シャフトにより構造体体に取り付けられてお
り、シャフトは、固定構造体に結合された支持体で摺動
可能である。シャフトは、トグル継手状の結合部により
ベクトルリングに結合されている。摺動軸受の案内長さ
が不十分である場合、シャフトの一端に加えられる径方
向の力によって傾動トルクが発生し、並進時にシャフト
をつかえさせることがある。
【0005】WO92/03649はベクトルリング上
に3個の径方向のピンを設けている。このピンは、軸お
よびリングを中心として互いに120゜だけ角方向に間
隔を開けられており、固定構造体に結合される平行レー
ル対の間に設けられた軸方向開口部で摺動する。開口部
の中央面は、ターボジェットエンジンの軸に沿って交差
している。このような構成により、ピンの軸の交点によ
って決定されるベクトルリングの中心は、ターボジェッ
トエンジンの軸に理想的に配置される。しかしながら、
圧力の作用によりピン同士の結合において径方向トルク
が出現すると、ジェットの偏向位置で有害な摩擦力が発
生することがある。この特許は、本発明に最も近い従来
技術を示している。
に3個の径方向のピンを設けている。このピンは、軸お
よびリングを中心として互いに120゜だけ角方向に間
隔を開けられており、固定構造体に結合される平行レー
ル対の間に設けられた軸方向開口部で摺動する。開口部
の中央面は、ターボジェットエンジンの軸に沿って交差
している。このような構成により、ピンの軸の交点によ
って決定されるベクトルリングの中心は、ターボジェッ
トエンジンの軸に理想的に配置される。しかしながら、
圧力の作用によりピン同士の結合において径方向トルク
が出現すると、ジェットの偏向位置で有害な摩擦力が発
生することがある。この特許は、本発明に最も近い従来
技術を示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の一つ
は、動作が停止するおそれのない3個のレールによるベ
クトルリングの案内手段を設け、またベクトルリングの
軸方向の並進を確保することにある。
は、動作が停止するおそれのない3個のレールによるベ
クトルリングの案内手段を設け、またベクトルリングの
軸方向の並進を確保することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ベクトルリン
グの案内手段が3個の軸方向開口部を含み、これらの開
口部が、固定構造体に結合される脚にそれぞれ設けられ
ており、開口部の中央面がターボジェットエンジンの軸
に沿って交差し(coupent)、前記開口部を画定する側
壁が、3個の球面ローラを案内するように働き、球面ロ
ーラが、ベクトルリングに結合されて互いに規則正しく
間隔を開けられた径方向のピンにはめ込まれることによ
り達せられる。
グの案内手段が3個の軸方向開口部を含み、これらの開
口部が、固定構造体に結合される脚にそれぞれ設けられ
ており、開口部の中央面がターボジェットエンジンの軸
に沿って交差し(coupent)、前記開口部を画定する側
壁が、3個の球面ローラを案内するように働き、球面ロ
ーラが、ベクトルリングに結合されて互いに規則正しく
間隔を開けられた径方向のピンにはめ込まれることによ
り達せられる。
【0008】かくして、ローラの中心は開口部の中央面
に配置されており、ジェットの偏向による差圧力の軸方
向合力は、球面ローラと開口部側壁とが接触する接合部
で接線方向に引き受けられ、これによって有害な径方向
トルクをなくしている。
に配置されており、ジェットの偏向による差圧力の軸方
向合力は、球面ローラと開口部側壁とが接触する接合部
で接線方向に引き受けられ、これによって有害な径方向
トルクをなくしている。
【0009】有利には、制御ジャッキは、トグル継手状
結合部によりベクトルリングおよび固定構造体に結合さ
れる。従って、差圧力の接線方向成分を引き受けても、
制御ジャッキには全く影響を与えない。
結合部によりベクトルリングおよび固定構造体に結合さ
れる。従って、差圧力の接線方向成分を引き受けても、
制御ジャッキには全く影響を与えない。
【0010】好適には、径方向のピンが、ベクトルリン
グの内側に延びている。
グの内側に延びている。
【0011】一つの大きい支持面に接線方向の力を配分
するために、好適には、各球面ローラは、前記開口部の
側壁に沿って軸方向に摺動可能な第1のスライダと、第
1のスライダ上で径方向に摺動可能な第2のスライダと
を介して、対応する開口部に取り付けられ、前記ローラ
が、前記第2のスライダと球面で結合される。
するために、好適には、各球面ローラは、前記開口部の
側壁に沿って軸方向に摺動可能な第1のスライダと、第
1のスライダ上で径方向に摺動可能な第2のスライダと
を介して、対応する開口部に取り付けられ、前記ローラ
が、前記第2のスライダと球面で結合される。
【0012】有利には、第1のスライダは、第2のスラ
イダが内部を摺動する径方向のオリフィスを含む。
イダが内部を摺動する径方向のオリフィスを含む。
【0013】本発明の他の長所および特徴は、添付図面
に関して例として挙げられた以下の説明を読めば明らか
になるだろう。
に関して例として挙げられた以下の説明を読めば明らか
になるだろう。
【0014】
【発明の実施の形態】図1および図2は、軸Xを備えた
環状カバー2の下流に配置されている方向づけ可能な軸
対称の収縮拡散ノズルを示しており、このノズルが、軸
Xを備えたターボジェットエンジンのタービンの下流に
配置されたアフターバーンチャンバ3を画定している。
環状カバー2の下流に配置されている方向づけ可能な軸
対称の収縮拡散ノズルを示しており、このノズルが、軸
Xを備えたターボジェットエンジンのタービンの下流に
配置されたアフターバーンチャンバ3を画定している。
【0015】ノズル1は、ヒンジ5によりカバー2の下
流端に連結された第1の収縮フラップ群4を含み、その
出口は、ノズル1のスロートの断面A8を画定してい
る。
流端に連結された第1の収縮フラップ群4を含み、その
出口は、ノズル1のスロートの断面A8を画定してい
る。
【0016】収縮フラップ4の下流には、ユニバーサル
ジョイント(自在継手)6により拡散フラップ7の上流
端が連結されている。
ジョイント(自在継手)6により拡散フラップ7の上流
端が連結されている。
【0017】収縮フラップ4は、制御収縮フラップと従
動収縮フラップとを交互に含んでいる。制御収縮フラッ
プ4は、その外面にカム軌道8を含み、このカム軌道上
をローラ9が転がることができる。ローラ9は、軸Xを
備えた制御リング10により支持されており、上流でカ
バー2に固定される複数の制御ジャッキ11により軸X
に平行移動可能であり、ジャッキのシャフト12は、ノ
ズル1を備えた飛行機の飛行段階に応じて断面A8を調
整するために、そろって移動する。ジャッキ11は、ス
ラスト応力を引き受ける(リンク)ロッド13、14に
よりカバー2に結合されている。ジャッキ11のシャフ
ト12は、トグル継手あるいは回り継手(rotulant)状
結合部15により制御リング10に結合されている。
動収縮フラップとを交互に含んでいる。制御収縮フラッ
プ4は、その外面にカム軌道8を含み、このカム軌道上
をローラ9が転がることができる。ローラ9は、軸Xを
備えた制御リング10により支持されており、上流でカ
バー2に固定される複数の制御ジャッキ11により軸X
に平行移動可能であり、ジャッキのシャフト12は、ノ
ズル1を備えた飛行機の飛行段階に応じて断面A8を調
整するために、そろって移動する。ジャッキ11は、ス
ラスト応力を引き受ける(リンク)ロッド13、14に
よりカバー2に結合されている。ジャッキ11のシャフ
ト12は、トグル継手あるいは回り継手(rotulant)状
結合部15により制御リング10に結合されている。
【0018】拡散フラップ7もまた、複数の制御拡散フ
ラップと、制御拡散フラップの間に挿入された複数の従
動拡散フラップとを含む。制御拡散フラップは、径方向
かつ接線方向の連結を可能にするユニバーサルジョイン
ト6により、制御収縮フラップにそれぞれ連結されてい
る。
ラップと、制御拡散フラップの間に挿入された複数の従
動拡散フラップとを含む。制御拡散フラップは、径方向
かつ接線方向の連結を可能にするユニバーサルジョイン
ト6により、制御収縮フラップにそれぞれ連結されてい
る。
【0019】拡散フラップ7は、ロッド21によりベク
トル(vectorisation)リング20に結合されている。
ロッド21は、その上流端の地点22でベクトルリング
20に連結され、その下流端で結合部24により拡散フ
ラップ20の下流端23に連結されている。ロッド21
は、ターボジェットエンジンのカバー延長部に配置され
る外部冷却フラップ25に組み込み可能である。
トル(vectorisation)リング20に結合されている。
ロッド21は、その上流端の地点22でベクトルリング
20に連結され、その下流端で結合部24により拡散フ
ラップ20の下流端23に連結されている。ロッド21
は、ターボジェットエンジンのカバー延長部に配置され
る外部冷却フラップ25に組み込み可能である。
【0020】ベクトルリング20は、軸Xを中心として
規則正しく配分された少なくとも3個の制御ジャッキ3
0により制御される。これらのジャッキ30は、ロッド
31、32により上流端でカバー2に結合され、ロッド
が、ジャッキ30のスラスト力を引き受けている。ジャ
ッキ30のシャフト33は、トグル継手状結合部34に
よりベクトルリング20に結合されている。好適には、
ジャッキ30とロッド31、32との結合部35も同様
にトグル継手である。
規則正しく配分された少なくとも3個の制御ジャッキ3
0により制御される。これらのジャッキ30は、ロッド
31、32により上流端でカバー2に結合され、ロッド
が、ジャッキ30のスラスト力を引き受けている。ジャ
ッキ30のシャフト33は、トグル継手状結合部34に
よりベクトルリング20に結合されている。好適には、
ジャッキ30とロッド31、32との結合部35も同様
にトグル継手である。
【0021】ベクトルリング20は、120゜の角度で
互いに間隔を開けられた3個の径方向ピン40を内面に
有する。各ピン40は、外部球面壁をもつローラ41を
備えている。
互いに間隔を開けられた3個の径方向ピン40を内面に
有する。各ピン40は、外部球面壁をもつローラ41を
備えている。
【0022】各ローラ41は、図3、図4に示されてい
るように、カバー2に結合された案内手段42と協働す
るように構成されている。
るように、カバー2に結合された案内手段42と協働す
るように構成されている。
【0023】案内手段42は、各ローラ41に対して脚
43を含み、脚43は、カバー2の下流端に配置された
環状フランジ44aに結合されている。脚43は、制御
リング10およびベクトルリング20の間に配置された
スペースに軸Xに平行に下流に延びている。脚43は軸
方向開口部44を有し、この開口部(lumiere)44
は、ターボジェットエンジンの軸Xを含む中央面の両側
に配置された2個の平行な壁45により画定される。
43を含み、脚43は、カバー2の下流端に配置された
環状フランジ44aに結合されている。脚43は、制御
リング10およびベクトルリング20の間に配置された
スペースに軸Xに平行に下流に延びている。脚43は軸
方向開口部44を有し、この開口部(lumiere)44
は、ターボジェットエンジンの軸Xを含む中央面の両側
に配置された2個の平行な壁45により画定される。
【0024】図3に示された本発明の第1の実施形態に
よれば、2個の平行な壁45を隔てる距離は、ローラ4
1の直径にほぼ等しく、ローラ41は、開口部44に配
置される。ローラ41の球面部分は、開口部44の中央
面でローラ41の中心のあらゆる並進運動を可能にし、
また、ローラ41の中心周りの運動に必要なベクトルリ
ング20の回転を同様に確保する。
よれば、2個の平行な壁45を隔てる距離は、ローラ4
1の直径にほぼ等しく、ローラ41は、開口部44に配
置される。ローラ41の球面部分は、開口部44の中央
面でローラ41の中心のあらゆる並進運動を可能にし、
また、ローラ41の中心周りの運動に必要なベクトルリ
ング20の回転を同様に確保する。
【0025】図4に示された本発明の第2の実施形態に
よれば、開口部43を画定する2個の平行な壁45を隔
てる距離は、球面ローラ41の直径よりも大きい。第1
のスライダ46が、開口部43内で壁45に沿って自在
に摺動するように脚に取り付けられる。
よれば、開口部43を画定する2個の平行な壁45を隔
てる距離は、球面ローラ41の直径よりも大きい。第1
のスライダ46が、開口部43内で壁45に沿って自在
に摺動するように脚に取り付けられる。
【0026】この第1のスライダ46は、非円形の断面
を持ち、かつ軸Xに垂直な幾何学軸を備えたオリフィス
47を含み、このオリフィスに、第2のスライダ48が
径方向摺動式に取り付けられている。球面ローラ41
は、第2のスライダ48と球面で結合されている。球面
ローラ41の径方向の移動により、第1のスライダ46
に対して第2のスライダ48が径方向に移動される。球
面ローラ41の軸方向の移動により、第1のスライダ4
6が開口部44で軸方向に移動する。
を持ち、かつ軸Xに垂直な幾何学軸を備えたオリフィス
47を含み、このオリフィスに、第2のスライダ48が
径方向摺動式に取り付けられている。球面ローラ41
は、第2のスライダ48と球面で結合されている。球面
ローラ41の径方向の移動により、第1のスライダ46
に対して第2のスライダ48が径方向に移動される。球
面ローラ41の軸方向の移動により、第1のスライダ4
6が開口部44で軸方向に移動する。
【0027】3個の制御ジャッキ30のシャフト33が
同様に移動すると、軸Xに平行にベクトルリング20が
並進し、3個のローラ41が、脚43の開口部44で保
持され、中心A、B、Cは、軸Xに沿った分割面(plan
s secants)上にあり、相互に120゜の角度をなして
いる。ローラ41の中心A、B、Cは、常に一定のとこ
ろにとどまる。
同様に移動すると、軸Xに平行にベクトルリング20が
並進し、3個のローラ41が、脚43の開口部44で保
持され、中心A、B、Cは、軸Xに沿った分割面(plan
s secants)上にあり、相互に120゜の角度をなして
いる。ローラ41の中心A、B、Cは、常に一定のとこ
ろにとどまる。
【0028】3個の制御ジャッキ30のシャフト33の
差動移動は、軸Xに対してベクトルリング20を傾動さ
せる。しかし、ローラ41が開口部44に保持されるの
で、カバー2に対してベクトルリング20のための唯一
の位置が存在する。ベクトルリング20の傾動により拡
散シャフト7が移動し、ノズル1の拡散部分の出口断面
A9を変える。これによって、排気ガスジェットが偏向
され、拡散フラップ7の内面で差圧が発生する。こうし
た圧力の成分は、開口部44を画定する壁45により接
線方向に引き受けられる。
差動移動は、軸Xに対してベクトルリング20を傾動さ
せる。しかし、ローラ41が開口部44に保持されるの
で、カバー2に対してベクトルリング20のための唯一
の位置が存在する。ベクトルリング20の傾動により拡
散シャフト7が移動し、ノズル1の拡散部分の出口断面
A9を変える。これによって、排気ガスジェットが偏向
され、拡散フラップ7の内面で差圧が発生する。こうし
た圧力の成分は、開口部44を画定する壁45により接
線方向に引き受けられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ジェットの偏向がない開放配置で、本発明によ
る方向づけ可能な軸対称収縮拡散ノズルを示す軸方向断
面図である。
る方向づけ可能な軸対称収縮拡散ノズルを示す軸方向断
面図である。
【図2】ジェットの偏向が下向きの閉鎖位置でノズルを
示す、図1と同様の図である。
示す、図1と同様の図である。
【図3】本発明の第1の実施形態によるベクトルリング
の案内手段の拡大断面図である。
の案内手段の拡大断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態によるベクトルリング
の案内手段の拡大断面図である。
の案内手段の拡大断面図である。
【図5】ベクトルリングの軸の垂直面に沿ったベクトル
リングおよび案内手段の断面図である。
リングおよび案内手段の断面図である。
2 カバー 3 収縮フラップ 7 拡散フラップ 20 ベクトルリング 21 ロッド 30 制御ジャッキ 34、35 トグル継手状結合部 40 ピン 41 球面ローラ 42 案内手段 43 脚 44 開口部 45 側壁 46 第1のスライダ 47 オリフィス 48 第2のスライダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギー・ジヤン−ルイ・ラペルグ フランス国、77950・リユベル、リユ・ デ・ベルターニユ・19 (72)発明者 ベルトラン・ピエール・ルノー・モンビル フランス国、77550・モワシー・クラメル、 リユ・ドユ・ジユ・ドウ・ポーム・126 (72)発明者 ロラン・クロード・パトリツク・サルペル ウイツク フランス国、77650・リジヌ、リユ・サ ン・ジヨルジユ・10
Claims (6)
- 【請求項1】 収縮部分の下流に配置される拡散部分
が、ターボジェットエンジンの軸Xに対して方向づけ可
能であり、前記拡散部分が複数の拡散フラップ(7)を
含み、これらの拡散フラップが、上流で収縮フラップ
(3)の下流端に連結され、下流でベクトルリング(2
0)に結合されたロッド(21)に連結されており、ベ
クトルリングの軸方向移動および傾動が、固定構造体
(2)に固定された複数のジャッキ(30)により制御
され、ベクトルリング(20)が移動中、固定構造体
(2)に対してベクトルリング(20)を案内するため
の案内手段(42)が設けられている、ターボジェット
エンジンの軸対称収縮拡散排気ノズルであって、 ベクトルリング(20)の案内手段(42)が3個の軸
方向開口部(44)を含み、これらの開口部が、固定構
造体(2)に結合される脚(43)にそれぞれ設けられ
ており、開口部の中央面がターボジェットエンジンの軸
Xに沿って交差し、前記開口部の側壁(45)が、3個
の球面ローラ(41)を案内するように働き、球面ロー
ラが、ベクトルリング(20)に結合されて互いに規則
正しく間隔を開けられた径方向のピン(40)にはめ込
まれることを特徴とするノズル。 - 【請求項2】 制御ジャッキ(30)ならびに案内手段
(42)が、それぞれ全部で3個であることを特徴とす
る請求項1に記載のノズル。 - 【請求項3】 制御ジャッキ(30)は、トグル継手状
結合部(34、35)によりベクトルリング(20)お
よび固定構造体(2)に結合されることを特徴とする請
求項1または2に記載のノズル。 - 【請求項4】 径方向のピン(40)は、ベクトルリン
グ(20)の内側に延びていることを特徴とする請求項
1から3のいずれか一項に記載のノズル。 - 【請求項5】 各球面ローラ(41)は、前記開口部
(44)の側壁(45)に沿って軸方向に摺動可能な第
1のスライダ(46)と、第1のスライダ(46)上で
径方向に摺動可能な第2のスライダ(48)とを介し
て、対応する開口部(44)に取り付けられ、前記ロー
ラ(41)が、前記第2のスライダ(48)と球面で結
合されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一
項に記載のノズル。 - 【請求項6】 第1のスライダ(46)は、第2のスラ
イダ(48)が内部を摺動する径方向のオリフィス(4
7)を含むことを特徴とする請求項5に記載のノズル。
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