JP2003056403A - ジェットエンジン用排気ノズル - Google Patents

ジェットエンジン用排気ノズル

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JP2003056403A
JP2003056403A JP2001246910A JP2001246910A JP2003056403A JP 2003056403 A JP2003056403 A JP 2003056403A JP 2001246910 A JP2001246910 A JP 2001246910A JP 2001246910 A JP2001246910 A JP 2001246910A JP 2003056403 A JP2003056403 A JP 2003056403A
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JP
Japan
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flap
exhaust nozzle
flaps
gap
divergent
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JP2001246910A
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English (en)
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Tatsuto Murakami
立人 村上
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フラップの間に形成される隙間が狭く、排気
ガスの漏れによる性能の劣化が少ない排気ノズルを提供
する。 【解決手段】 複数のフラップは、排気ガスの流れの方
向に並べて配設され、互いの相対的な角度が変化する第
1フラップ20及び第2フラップ21を含む。この第1
フラップ20と第2フラップ21との間の隙間を覆うよ
うに第3フラップ30を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンからの排
気ガスの流路を形成する複数のフラップを備えるジェッ
トエンジン用排気ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】超音速航空機など用いられるジェットエ
ンジン用排気ノズルでは、一般に、複数のフラップを作
動して排気ガスの流路を所望の状態に変化させることに
より、排気ガスの速度を制御している。
【0003】複数のフラップを作動して排気ガスの流路
を変化させる排気ノズルとしては、例えば、特開平2−
275050号公報、米国特許第5,437,4111
号などに記載された技術が知られている。
【0004】上記排気ノズルでは、周方向に並べて配置
される複数のフラップを、軸方向(排気ガスの流れの方
向の後端側を径方向内側にして傾斜させることにより、
排気ガスの流路に絞り部(convergent)を形成する。さ
らに、その複数のフラップの後端に連結される他の複数
のフラップを、軸方向の後端側を径方向外側にして傾斜
させることにより、排気ガスの流路に拡散部(divergen
t)を形成する。これにより、排気ガスの流路断面積を
変化させ、排気ガスの速度を制御し、所望の推力を得
る。
【0005】また、上記排気ノズルでは、周方向に並べ
て配置される複数のフラップを、軸対称の配列状態から
非対称な配列状態に変化させることにより、排気ノズル
の開口の向きを変えることが可能となっている。例え
ば、複数のフラップの前端を軸対称に配置した状態で、
後端を軸対称から非対称の配列状態、すなわち後端の開
口中心を軸からずらして配置することにより、開口の向
きを軸方向から傾けることができる。このように、排気
ノズルの開口の向きを変化させることにより、エンジン
の推力方向を任意の方向に変化させることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した複
数のフラップを備える排気ノズルでは、前述したよう
に、複数のフラップを傾斜させて排気ガスの流路に絞り
部や拡散部を形成する。この場合、図6に示すように、
軸方向に並べられた2つのフラップ90,91の相対的
な傾斜角度によっては、それらのフラップ90,91の
間に大きな隙間が生じる場合がある。
【0007】例えば、上述した特開平2−275050
号公報、及び米国特許第5,437,4111号などに
記載の排気ノズルでは、軸方向に並べられるコンバージ
ェントフラップとダイバージェントフラップとの間に隙
間が生じやすい。
【0008】フラップの間に隙間が生じると、高温のガ
スがその隙間を通り抜け、周辺部品に悪影響を与え、排
気ノズルの性能を劣化させるおそれがある。
【0009】本発明は、上述する事情に鑑みてなされた
ものであり、フラップの間に形成される隙間が狭く、排
気ガスの漏れによる性能の劣化が少ない排気ノズルを提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、エンジンからの排気ガスの流路を形成す
る複数のフラップを備えるジェットエンジン用排気ノズ
ルであって、前記複数のフラップは、排気ガスの流れの
方向に並べて配設されかつ互いの相対的な角度が変化す
る第1フラップ及び第2フラップと、前記第1フラップ
と前記第2フラップとの間の隙間を覆うように配設され
る第3フラップとを含むことを特徴とする。このジェッ
トエンジン用排気ノズルでは、軸方向に並べて配設され
る第1フラップと第2フラップとの間の隙間を覆うよう
に、第3フラップが配設されるので、上記隙間を狭くで
きる。そのため、隙間を通った高温のガスが周辺部品に
悪影響を与えるといったことを抑制できる。
【0011】この場合において、前記第1フラップ及び
前記第2フラップは、前記排気ガスの流路に絞り・拡散
部を形成するとよい。
【0012】また、前記第3フラップは、前記第1フラ
ップ及び前記第2フラップの前記相対的な角度の変化に
応じて、配設状態が変化するとよい。これにより、上記
角度が変化しても第1フラップと第2フラップとの間に
形成される隙間は狭い状態が維持される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るジェットエン
ジン用排気ノズルの実施形態について図面を参照して説
明する。図1は、超音速航空機などの航空機に用いられ
るジェットエンジン用排気ノズルの一実施形態の全体構
成を模式的に示す図であり、排気ノズル10は、エンジ
ン(不図示)の後端部に設置される。エンジンからの排
気ガス(主流)は、排気ノズル10の導入ダクト11を
経た後、絞り・発散部(convergent-divergent)12で
加速されて、エンジン外部に排出される。
【0014】絞り・発散部12は、絞り部(流れ方向に
向かって断面積が縮小する流路)を主に形成する複数の
コンバージェントフラップ20と、発散部(流れ方向に
向かって断面積が拡大する流路)を主に形成する複数の
ダイバージェントフラップ21とを含む。コンバージェ
ントフラップ20、及びダイバージェントフラップ21
はそれぞれ、複数が周方向に並べて配置されている。ま
た、コンバージェントフラップ20とダイバージェント
フラップ21とは、排気ダクトの軸方向に並べて配置さ
れている。コンバージェントフラップ20は、軸方向の
一端が導入ダクト11に連結され、他端がダイバージェ
ントフラップ21の一端に連結されている。
【0015】ダイバージェントフラップ21の他端には
リンク部材22が連結され、このリンク部材22は、複
数(ここでは3ケ)のアクチュエータ(第1アクチュエ
ータ23)が連結された円環状の第1リング24に連結
されている。一方、コンバージェントフラップ20の背
面には、所定の曲面を有するトラックレール25が設け
られており、このトラックレール25の曲面と接するよ
うに、複数(ここでは3ケ)のアクチュエータ(第2ア
クチュエータ26)が連結された円環状の第2リング2
7が軸方向等に移動自在に配設されている。なお、複数
の第1アクチュエータ23、及び複数の第2アクチュエ
ータ26はそれぞれ、周方向に等間隔に配置されてい
る。
【0016】図2は、絞り・発散部12を部分的に拡大
した模式的な断面図である。図2において、第2リング
27に連結された複数の第2アクチュエータ26は、ト
ラックレール25を介して、コンバージェントフラップ
20を作動させ、絞り型の流路の断面積(ノズルスロー
トNSの断面積)を変化させる。また、第1リング24
に連結された複数の第1アクチュエータ23は、第1リ
ング24及びリンク部材22を介して、ダイバージェン
トフラップ21を作動させ、発散型の流路の断面積(排
気ノズル10の後端部の開口面積)を変化させる。な
お、図2(a)は排気ノズル10の開口を狭くした状
態、図2(b)は開口を拡散状態にした様子を示す。ま
た、排気ノズル10の流路断面積は、適正な推力が得ら
れるように、エンジンの燃料流量に応じて制御される。
【0017】また、この排気ノズル10では、第1リン
グ24に連結された複数の第1アクチュエータ23の作
動距離に差を設けることにより、第1リング24を傾
け、図3に示すように、ダイバージェントフラップ21
を軸対称の配列状態から非対称な配列状態に変化させる
ことができる。この場合、複数の第1アクチュエータ2
3の各作動距離を周期的に変化させることにより、排気
ノズル10の開口の向きを旋回させることが可能とな
る。このように、この排気ノズル10では、開口の向き
を変化させることにより、エンジンの推力方向を任意の
方向に制御できる。なお、ダイバージェントフラップ2
1は、上記第1リング24(図2参照)に連結される複
数のマスターフラップ21aと、マスターフラップ21
a同士の隙間を覆うように配される複数のシールフラッ
プ21bとを含み、両者は位置決め機構29によって連
結されている。位置決め機構29は、隣合うマスターフ
ラップ21aのほぼ中間にシールフラップ21bが位置
するように、マスターフラップ21aに対するシールフ
ラップ21bの相対的な位置を位置決めするように構成
されている。
【0018】図4は、上記したコンバージェントフラッ
プ20とダイバージェントフラップ21とを拡大して示
す斜視図である。図4に示すように、本例では、コンバ
ージェントフラップ20とダイバージェントフラップ2
1との間の隙間を覆うように、第3のフラップとして中
間シールフラップ30が配設されている。中間シールフ
ラップ30は、コンバージェントフラップ20及びダイ
バージェントフラップ21とほぼ同じ幅を有する板状の
部材からなり、フラップ20,21に対して排気ノズル
10の主流側、すなわち排気ノズル10の中心軸側に配
置されている。このように、コンバージェントフラップ
20とダイバージェントフラップ21との間の隙間を覆
うように、中間シールフラップ30が配設されることに
より、上記隙間が狭くなり、高温のガスが隙間を通りに
くくなる。そのため、隙間を通った高温のガスが周辺部
品に悪影響を与えるといったことが生じにくい。なお、
本例では、ダイバージェントフラップ21のうちの上記
シールフラップ21bに対して中間シールフラップ30
を配設している。
【0019】図5は、上記中間シールフラップ30を側
方から見た図である。本例では、中間シールフラップ3
0は、コンバージェントフラップ20の後端にヒンジ3
1を介して回転自在に取り付けられている。また、ヒン
ジ31には、中間シールフラップ30とほぼ同期回転す
る押え部材32が取り付けられている。そして、中間シ
ールフラップ30と押え部材32との間に、ダイバージ
ェントフラップ21の前端が挟まれるようになってい
る。そのため、コンバージェントフラップ20とダイバ
ージェントフラップ21との互いの相対的な角度が変化
する際、その角度の変化に応じて中間シールフラップ3
0の配設状態が変化する。つまり、上記角度の変化によ
って中間シールフラップ30とダイバージェントフラッ
プ21との間に大きな隙間が形成されないように、中間
シールフラップ30が常にダイバージェントフラップ2
1に接する状態が維持される。したがって、上記角度が
変化しても、コンバージェントフラップ20とダイバー
ジェントフラップ21との間に形成される隙間は狭い状
態が維持される。
【0020】なお、本例では、ダイバージェントフラッ
プ21のうちの上記シールフラップ21bに対して配設
した中間シールフラップ30について説明したが、ダイ
バージェントフラップ21のうちの上記マスターフラッ
プ21aに対しても同様に隙間を覆う部材を配設するの
が好ましい。この場合、コンバージェントフラップ20
とマスターフラップ21aとを連結するための連結機構
の一部として上記シール用の部材を配設してもよい。
【0021】以上、添付図面を参照しながら本発明に係
る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例
に限定されないことは言うまでもない。上述した例にお
いて示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例で
あって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計
要求等に基づき種々変更可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るジェ
ットエンジン用排気ノズルによれば、軸方向に並べて配
設される第1フラップと第2フラップとの間の隙間を覆
うように、第3フラップが配設されているので、第1フ
ラップと第2フラップとの間の隙間が狭く、高温のガス
が隙間を通り抜けて、周辺部品に悪影響を与えるといっ
たことが生じにくい。そのため、この排気ノズルでは、
フラッパの隙間からの排気ガスの漏れによる性能の劣化
が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るジェットエンジン用排気ノズル
の一実施形態の全体構成を模式的に示す図である。
【図2】 図1の排気ノズルの絞り・発散部を部分的に
拡大した模式的な断面図である。
【図3】 ダイバージェントフラップを軸対称の配列状
態から非対称な配列状態に変化させた様子を模式的に示
す図である。
【図4】 コンバージェントフラップとダイバージェン
トフラップとを拡大して示す斜視図である。
【図5】 中間シールフラップの配設状態を示す模式的
な側面図である。
【図6】 従来の排気ノズルの一部を示す模式的な側面
図である。
【符号の説明】
10 排気ノズル 11 導入ダクト 12 絞り・発散部 20 コンバージェントフラップ(第1フラップ) 21 ダイバージェントフラップ(第2フラップ) 22 リンク部材 30 中間シールフラップ(第3フラップ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンからの排気ガスの流路を形成す
    る複数のフラップを備えるジェットエンジン用排気ノズ
    ルであって、 前記複数のフラップは、排気ガスの流れの方向に並べて
    配設され、互いの相対的な角度が変化する第1フラップ
    及び第2フラップと、前記第1フラップと前記第2フラ
    ップとの間の隙間を覆うように配設される第3フラップ
    とを含むことを特徴とするジェットエンジン用排気ノズ
    ル。
  2. 【請求項2】 前記第1フラップ及び前記第2フラップ
    は、前記排気ガスの流路に絞り・拡散部を形成すること
    を特徴とする請求項1に記載のジェットエンジン用排気
    ノズル。
  3. 【請求項3】 前記第3フラップは、前記第1フラップ
    及び前記第2フラップの前記相対的な角度の変化に応じ
    て、配設状態が変化することを特徴とする請求項1また
    は請求項2に記載のジェットエンジン用排気ノズル。
JP2001246910A 2001-08-16 2001-08-16 ジェットエンジン用排気ノズル Pending JP2003056403A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07509037A (ja) * 1992-07-16 1995-10-05 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション 先細/末広ノズル用フラップヒンジ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07509037A (ja) * 1992-07-16 1995-10-05 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション 先細/末広ノズル用フラップヒンジ装置

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