JP2005517862A - イジェクタベースエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インジェクタベースエンジンは、イジェクタラムジェットエンジン1の1例であり、インレット2、混合器4、拡散器5、燃焼器6、および出口ノズル8の通常増強ラムジェット素子を有する推進ダクトであり、ゼロから超音速で動作可能である。拡散器4の上流端には、流体フローパス内にインジェクタアセンブリ50が取り付けられ、イジェクタ3を形成する。このインジェクタアセンブリ50は、1以上のインジェクタリングを有し、それぞれ交互にオフセットされたインジェクタ排出ノズル53又はスロットを有し、エンジンの内壁14又はエンジンの長手軸9に向けて流体を導き、流体の混合を改善し、混合部を短くする。インジェクタ排出ノズル53への流体の供給は、インジェクタリング内のインジェクタチャンバ55に連結された燃料フローポンプおよびその他の素子又は拡散器4の外部のインジェクタコンバスタ15により行う。
Description
2 インレット(取り込み口)
3 イジェクタ
4 ミキサ(混合器)
5 ディフューザ(拡散器)
6 コンバスタ(燃焼器)
8 出口ノズル
9 エンジン長手軸
14 エンジン内壁
15 インジェクタコンバスタ
26 燃料ポンプ
27 空気液化ユニット
36 熱交換システム
39 制御バルブ
46 流体供給システム
49 インジェクタリング
50 インジェクタアセンブリ
53 インジェクタ排出ノズル
55 インジェクタチャンバ
Claims (35)
- ゼロから超音速の速度範囲で飛行する乗物と共に使用するのに好適なイジェクタラムジェットエンジンであって、下流に配置された混合器に取り付けられた可変インレットシステムを有するインレット、該インレットとの交差部の近傍の流体流れ領域に取り付けられたインジェクタアセンブリを含みイジェクタを形成する混合器、および前記インジェクタアセンブリに連結された流体供給システムを備え、前記インジェクタアセンブリは内部に複数のインジェクタ排出ノズルを有し、前記インジェクタ排出ノズルは下流の流れ方向へ解放される流体を部分的に前記エンジンの長手軸方向からオフセットし、前記インジェクタノズルは、前記エンジンの長手軸から離間するおよび近づく方向に鋭角でラジアル的にオフセットされ、そして前記インジェクタアセンブリはエンジンの内壁に取り付けられた支持素子により混合器内に支持され、前記混合器の下流に取り付けられ、該混合器に対して拡大する断面積を有する拡散器、該拡散器の下流に取り付けられた混合器および連結された前記流体供給システムに対して大きな断面積を有する燃焼器、該燃焼器の下流に取り付けられ、該燃焼器に対して拡張する断面積を有し、前記燃焼器および前記出口ノズル間にチョーク制限点を有する出口ノズルを備えることを特徴とするイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記可変インレット制御システムは、インレットフェアリングを移動させるアクチュエータシステム、内部インレットポート内でフラップを移動させる第2アクチュエータシステム、下流のイジェクタ、燃焼器および可変面積出口ノズルの作用によりショックトレインが含まれる固定アイソレータを備え、該固定アイソレータは、前記インレットの相対圧縮を前記インレットフェアリングアクチュエータにより制御され、圧力回復および空気流を最大化し、しかも前記固定アイソレータは、前記インレットの漏れドラグをインレットフラップアクチュエータにより制御して前記インレットの漏れドラグを最小化することを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記インジェクタアセンブリは、内部にインジェクタ排出ノズルを有するインジェクタリングを備えることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記インジェクタアセンブリは、内部に複数のインジェクタ排出ノズルを有する複数のラジアル支柱を備えることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記インジェクタアセンブリは、内部に複数のインジェクタ排出ノズルを有し、それに取り付けられたリングセグメントを有する複数のラジアル支柱を備えることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記インジェクタアセンブリは、内部に複数のインジェクタ排出ノズルを有するラジアル支柱および複数のインジェクタリングの組み合わせを備えることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記複数のインジェクタリングは、複数の摺動可能なコネクションを有することを特徴とする請求項1に記載のインジェクタアセンブリ。
- 前記排出ノズルは、前記長手軸からのラジアル距離に対して可変関数開口として形成されていることを特徴とする請求項1に記載のインジェクタアセンブリ。
- 前記インジェクタアセンブリに連結された前記流体供給システムは、外部ガス発生器であることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記インジェクタアセンブリに連結された前記流体供給システムは、インジェクタ燃焼器であることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記インジェクタアセンブリに連結された前記流体供給システムは、前記インジェクタアセンブリ内の燃焼器用の燃料および酸化剤であることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 隣接するインジェクタ排出ノズルは、それぞれ前記エンジンの長手軸から離間するおよび近づくように交互にオフセットされていることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記インジェクタ燃焼器および前記インジェクタアセンブリは、亜音速および超音速フローストリーム内にスクラムジェットガス燃料を使用することを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記出口ノズルは、中央ボディーフェアリングに取り付けられた可動プラグを有し、チョーク制限位置を可変することを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記インジェクタ燃焼器は、高温ガスげんをダクトするロケットであることを特徴とする請求項10に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記イジェクタは、ノーマルラムジェットおよびスクラムジェット速度で高速および高高度動作中に推力を増加する推力増加手段として機能し、前記インジェクタアセンブリへの流体フローを増加して前記イジェクタラムジェットエンジンの動作限界を増加し、そしてノーマル乃至希薄な燃料対空気比を使用して前記混合器および燃焼器間の空気を冷却することを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 低速度動作中は、流体を出口ノズル分岐部に注入し、前記出口ノズル内の排気分離を起こし且つ該分離の位置を制御することを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記出口ノズルの超音速作用中に前記出口ノズルの分岐部に流体を注入し、推力ベクトルの位置を変更することを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- パイロットデバイスを介してイジェクタラムジェットエンジンの周りの空気ストリームフロー中に燃料が注入され、フレーム保持デバイスがフレーム位置を維持し、且つ制御バルブを有するインジェクションデバイスが燃焼プロセスで生じた力ベクトルを制御することを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- ターボジェット、ターボファン、ターボラムジェット、スーパーチャージイジェクタラムジェット等のジェットエンジンの流体フローパス内および垂直方向にリフトするため方向付けられたガス流を使用する航空機等におけるその他のガスフローパス内の取り付けに好適なインジェクタアセンブリにおいて、内部に複数のインジェクタ排出ノズルを有するインジェクタアセンブリ、下流フロー方向へ流体の解放を方向付け、前記流体フローパスの長手軸から離間しおよびそれに向かうように部分的に鋭角でラジアル的にオフセットされた複数のインジェクタ排出ノズル、および支持素子により前記流体フロー中に支持されたインジェクタアセンブリを備えることを特徴とするインジェクタアセンブリ。
- 前記複数のインジェクタ排出ノズルは、インジェクタリング内に形成されることを特徴とする請求項20に記載のインジェクタアセンブリ。
- 前記複数のインジェクタ排出ノズルは、複数のラジアル支柱内に形成されることを特徴とする請求項20に記載のインジェクタアセンブリ。
- 前記複数のインジェクタ排出ノズルは、それに取り付けられたリングセグメントを有する複数の支柱内に形成されることを特徴とする請求項20に記載のインジェクタアセンブリ。
- 前記複数のインジェクタ排出ノズルは、インジェクタリングおよびラジアル支柱の組み合わせ内に形成されることを特徴とする請求項20に記載のインジェクタアセンブリ。
- 前記インジェクタリングは、内部に摺動コネクションを有することを特徴とする請求項21に記載のインジェクタアセンブリ。
- 前記複数の排出ノズルは、前記長手軸からラジアル距離に対して変化する関数の開口として形成されることを特徴とする請求項20に記載のインジェクタアセンブリ。
- 隣接するインジェクタノズルは、それぞれ前記長手軸から離間しおよびそれに向かう鋭角で交互にオフセットされていることを特徴とする請求項20に記載のインジェクタアセンブリ。
- 前記流体供給システムは、前記インジェクタシステム内で酸化剤として使用する空気の液化および液化空気の貯蔵を行う熱交換システムを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記熱交換システムは、内部にインレットポートを有する空気インレットを有し、該空気インレットは二次プレクーラアセンブリおよび一次プレクーラアセンブリと流体連通する空気液化ユニット、前記一次プレクーラアセンブリおよび液化空気を液化空気貯蔵タンクへポンピングするサンプ(溜め)と流体連通し、液化空気をイジェクタラムジェットエンジンへ供給するアウトレットポートを有するコンデンサ、および前記空気液化ユニットにより受け取られた空気に対して温度差を有し、空気を凝縮して液化空気にするのに十分な冷却を行う液化水素を備え、前記コンデンサは液化水素を受け取るインレットポートを有し、前記コンデンサは前記一次プレクーラアセンブリと流体連通して液化水素をそこへ伝達し、その後液化水素出口ポートを有する二次プレクーラに伝達することを特徴とする請求項30に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記空気インレットは、湿潤剤インジェクションシステムを有することを特徴とする請求項31に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記空気インレットは、スプレイ冷却システムを有することを特徴とする請求項31に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 前記空気インレットは、前記インレットの下流に空気ポンプを有することを特徴とする請求項31に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 水および液体以外の流体を除去するセパレータが、一次プレクーラおよび二次プレクーラ間にこれらと連通して設けられ、前記液体水素は先ず前記一次プレクーラを通過し、その後二次プレクーラを通過することを特徴とする請求項31に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 複数の一次プレクーラがあることを特徴とする請求項31に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
- 複数の二次プレクーラがあることを特徴とする請求項31に記載のイジェクタラムジェットエンジン。
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