JP2012518738A - 取り外し可能な空気取入れ構造体を有するターボジェットナセル - Google Patents

Abstract

本発明は、空気流をターボジェットエンジンのファン方に導く空気取入れ構造体（１４）と、空気取入れ構造体に固定されてターボジェットエンジンのファンを囲繞する中間構造体（１６）とを含むターボジェットエンジンナセルであって、空気取入れ構造体は、中間構造体に取り付けられて中間構造体と共に固定構造体を形成する内側パネル（２８）と、中間構造体の反対側にある端部に空気取入れリップ（１４ａ）を有する外側パネル（３０）とを備え、外側パネルは内側パネルに対して長手方向に並進可動であるナセルに関する。ナセルはさらに、空気取入れリップのフランジ（３６）に固定される一端と、各ロッドに牽引力を印加することでロッドの他端を固定係止するために中間構造体に堅く結合される手段（４２）とを有する少なくとも１つのロッド（３４）を含む。

Description

本発明は、ターボジェットに取り付けられる一般的なナセルの分野に関する。

ターボジェットナセルは、通常、空気流をターボジェットファンの方に導くための上流側空気取入れ構造体と、空気取入れ構造体に固定されてターボジェットファンを囲繞する役割を果たす中間構造体と、ターボジェットの中心部へとつながり逆噴射システムを収容する下流側構造体とを備える。

このようなナセルが取り付けられたターボジェットのメンテナンス動作のために、製造業者はナセル内にアクセスハッチを設ける必要がある。特に、ターボジェットのメンテナンス動作が行われる際にターボジェットにアクセスするために、ナセルの中間構造体には長手方向軸を中心としてヒンジ結合された半円筒状カバーが取り付けられるのが一般的である。

しかしながら、カバーがあることで、ナセルの抗力を増大させ、またナセルの重量を増加させるという有害な結果になる。これらの欠点を軽減するために、ナセルの空気取入れ構造体の一部を取り外し可能にすることが提案された。この解決策により、メンテナンス時にターボジェットに容易にアクセスすることができる。特に、取り外し可能な空気取入れ構造体を有するナセルの一実施形態が記載されている、仏国特許第２９０６５６８号明細書を参照されたい。カバーを取り除くことで、ナセルの抗力や重量が低減される。

仏国特許第２９０６５６８号明細書

取り外し可能な空気取入れ構造体を有するこのようなタイプのナセルでは、構造体の取り外し可能な部分と固定されている部分との接合部で問題が生じる。ナセルが閉位置にあるときに、これらの２つの要素間に間隙があることで、ターボジェットの性能に悪影響を与える空気力学的擾乱が生じ、空気取入れ構造体の隔室への空気の漏出が生じる。

この間隙を最小限に抑えるために、間隙にガスケットを取り付ける案、またはナセルが閉位置にあるときに、空気取入れ構造体の固定部分と取り外し可能部分とを部分的に重ね合わせるようにする案が提案された。しかしながら、この配置は十分に満足できるものではない。それは、この配置が動作時に空気力学的擾乱を引き起こすことに変わりはないためである。

本発明の主な目的は、空気流をターボジェットのファンの方に導く空気取入れ構造体と、空気取入れ構造体に固定されてターボジェットファンを囲繞する役割を果たす中間構造体とを含むターボジェットナセルにして、空気取入れ構造体は、中間構造体に固定され中間構造体と協働して固定構造体を形成する内側パネルと、中間構造体から遠い方の端部に空気取入れリップを組み込む外側パネルとを備え、外側パネルは内側パネルに対して長手方向に並進可動であるナセルであって、空気取入れリップのフランジに固定される一端と、各ロッドに牽引力を印加することでロッドの他端を取付係止するために中間構造体に固定される手段とを有する少なくとも１つのロッドをさらに備えることを特徴とするナセルを提案することで、上述の欠点を軽減することである。

本発明の空気取入れリップと内側パネルとの間のドッキングゾーンを係止することには、多くの利点がある。特に、この係止は、動作時に、確実に空気取入れ構造体の固定部分と取り外し可能部分との間に間隙が残らないように、ロッドひいては空気取入れリップに牽引力を印加することで行われる。空気取入れ構造体の取り外し可能部分が離れる傾向にあっても、このようにプレストレスが印加されたロッドは、空気取入れリップのフランジと内側パネルの対応するフランジとの接合部に永続的な圧縮力を付与する。そのため、空気取入れ構造体の固定部分と取り外し可能部分との間の間隙が確実になくなる。

さらに、取付係止手段は中間構造体によって担持されるので、外側から視認できてアクセスできるように取付係止手段を位置決めすることができる。したがって、航空機の離陸前に、空気取入れ構造体の取り外し可能部分が固定部分にしっかりと取り付けられているかを容易に確認することができる。

本発明の有利な条件では、各ロッドは制振材料で被覆される。このような材料を有することで、ロッドが動作時に受ける振動を減衰させることができる。ロッドが長く可撓性であるために、ロッドはターボジェットの動作周波数範囲にある振動の共振モードを有する危険性があり、そのため、摩耗の発生および／または疲労破壊の危険性をもたらす可能性がある。

本発明の別の有利な条件によれば、各ロッドは空気取入れ構造体の内壁に形成される切欠部でクリップ留めによって保持される。このことで、ロッドの破損の危険性を低減することもできる。

各ロッドの取付係止手段は、ピンを中心として中間構造体にヒンジ結合される取付部材を備えてもよく、ロッドは取付部材と協働するループで終端する。このような状況で、取付部材は、ナセルのハッチに収容されるハンドルを使用して手動で作動されるのが好ましく、ハッチは中間構造体の外周に形成される。

本発明のさらに別の有利な条件によれば、空気取入れリップが有するフランジには、内側パネルの対応するフランジに設けられた相補的形状の切欠部に受承されるセンタリングペグが備えられている。

各ロッドは、ボールジョイントによって空気取入れリップのフランジに固定され、ロッドは鋼製としてもよい。

ナセルは、ナセルの長手方向軸を中心として一定間隔で配置される複数のロッドを含むのが好ましい。

本発明はさらに、上述のナセルを含むターボジェットを提供する。

本発明の他の特徴および利点は、非限定的な特徴を有する一実施形態を示した添付図面を参照して考察された以下の説明から明らかになる。

本発明のターボジェットナセルの高度に簡略化した長手方向断面図である。 図１のナセルにおける空気取入れ構造体の固定部分と取り外し可能部分との間の接合ゾーンの拡大図である。 空気取入れ構造体の開位置における図２の接合ゾーンの拡大図である。 図２のＩＶ−ＩＶにおける断面図である。 図２のＶ−Ｖにおける断面図である。

図１は、本発明のナセル１０の一般的な構造の長手方向断面図である。ナセルは、ターボジェット１２の環状ハウジングを構成し、ターボジェットの内側および外側に空気力学的ラインを画定することで生成するガス流を導く働きをする。

ナセル１０は、ターボジェット１２の長手方向軸Ｘ−Ｘを中心とする。ナセルを通るガス流の流れ方向の上流側から下流側に向かって、ナセルは、空気取入れ口を形成する上流側構造体１４と、ターボジェットのファン１８を囲繞する中間構造体１６と、ターボジェット１２の中心部へとつがなり、逆噴射システム（図示せず）を保護する下流側構造体２０とを備える。

より詳細には、ナセルの空気取入れ構造体１４は、互いに結合される２つの部分、つまり、ターボジェットのファン１８に供給するのに必要な空気を最適に捕捉するのに適した空気力学的プロファイルの空気取入れリップ１４ａと、ファン１８のブレード２２の方へ空気を適切に導くための後部構造体１４ｂとを備える。

このように画定された空気取入れ構造体１４は、ナセルの中間構造体１６の一部を形成するファン１８のケーシング２４の上流側端部に結合され、その取付けは締結フランジ２６を使用して行われる（図２および図３参照）。

さらに、特に、図２および図３に示されるように、空気取入れ構造体１４は、固定構造体を形成する際に中間構造体と協働するように中間構造体１６に固定される内側パネル２８と、中間構造体から遠い方の端部に空気取入れリップ１４ａを組み込む外側パネル３０とを有する。

内側パネル２８は、吸音材料製であり、締結フランジ２６を介して、中間構造体１６の一部を形成するケーシング２４に結合される。したがって、内側パネル２８は、固定構造体を構成する。

外側パネル３０は、内側パネルの一部を囲繞し、空気取入れリップ１４ａの形で内側パネルを越えて（上流側に）伸び、その空気取入れリップは、内側パネル２８の上流側端部との接合部３２を形成する。

さらに、本発明のナセルの外側パネル３０は、内側パネル２８に対して長手方向に並進可動である（すなわち、摺動可能である）。したがって、図２は、（ターボジェットの動作時に相当する）閉位置にある空気取入れ構造体を示し、図３は、同じ構造体が（ターボジェットのメンテナンス動作のために）ターボジェットにアクセスできる開位置にある状態を示している。

空気取入れ構造体の外側パネル３０は、手動または自動で（すなわち、電動または油圧アクチュエータによる手段を使用して）開閉できる。さらに、空気取入れ構造体の寸法が大きい場合、外側パネルを案内するための手段（例えば、レールおよび滑り面のシステム）を利用することも考えられる。

空気取入れ構造体の外側パネル３０が閉位置にあるとき（図２）、空気取入れリップ１４ａと内側パネル２８の上流側端部との間の接合部３２における間隙をできる限り小さくすることが必要である。

このために、本発明のナセル１０は、一端が空気取入れリップ１４ａのフランジ３６に固定された少なくとも１つのロッド３４（好ましくは、長手方向軸Ｘ−Ｘを中心として一定間隔で配置される複数のロッド）を含み、前記フランジは、接合部３２に配置され、外側パネルが閉位置にあるときに内側パネル２８の対応するフランジ３７に当接する。

より詳細には、各ロッド３４は、図４で詳細に示されているボールジョイント３８によって空気取入れリップのフランジ３６に固定される。

さらに、各ロッド３４の他端は、フックを形成する取付部材４２と協働するように設計されたループ４０（図４）を有し、この取付部材は、中間構造体１６でピン４４を中心としてヒンジ結合される。この取付部材４２は、ループ４０を介してロッドの他端を係止すると同時にロッドに牽引力を印加する。

したがって、空気取入れ構造体の外側パネル３０が閉位置にあるとき、外側パネル３０は内側パネル２８の方に摺動され、取付部材４２はロッドのループを係止するように作動される。さらに、この係止によりロッドに牽引力が生じ、この牽引力が、空気取入れリップ１４ａのフランジ３６と内側パネル２８の対応するフランジ３７との接合部３２を永続的に圧縮する。その結果、空気取入れ構造体の外側パネルが閉位置にあるときに、前記接合部３２に間隙がなくなり、空気取入れリップと内側パネルとの空気力学的連続性が途切れない。

取付部材４２は、ナセルのハッチ４８に収容されるハンドル４６を使用して手動で作動されてもよく、前記ハッチは、有利には、中間構造体１６の外周に形成される。この配置によって、取付部材に容易にアクセスすることができ、したがって、空気取入れ構造体の外側パネルが適切に係止されていることを容易に視認できる。また、閉位置では、ハンドル４６はナセルの外表面と同一平面に揃えられるため、空気力学的擾乱を最小限に抑えることができる。

ロッド３４は、一定の弾性を有する材料製であり、そのため、空気取入れリップの係止時に取付部材によって印加される牽引力の影響下で破損せずに少し伸びることができる。例として、１ｍの長さのロッドでは、接合部３２の５ｍｍの間隙を補正するための牽引力の影響による伸びは、ロッドの長さの０．５％になる。このような弾性を特徴に持つ材料の一例として、鋼鉄が挙げられる。

本発明の有利な特徴によれば、各ロッドは、制振材料で被覆される。ロッドが長く可撓性であるために、ロッドはターボジェットの動作周波数範囲にある振動の共振負荷を有する危険性があり、そのため、摩耗の発生および／またはこれらのロッドが疲労破壊する危険性をもたらす可能性がある。

図２、図３、および、図５では、ロッド３４は、シリコンスリーブ５０で被覆された形で示されている。当然、動作時にロッドが受ける振動を減衰するのに適した任意の他の材料も使用できる。

本発明の別の有利な特徴によれば、図５に示されるように、各ロッドは、空気取入れ構造体１４の内壁５４に形成される円形断面の切欠部５２でクリップ留めされる（軸方向補剛部を形成するこの内壁は、通常、取り外し可能な空気取入れ構造体の内部に見られる）。さらに、このようにロッドを保持することで、動作時にロッドが受ける振動を減衰させることができる。

本発明のさらに別の有利な特徴によれば、図４に示されるように、空気取入れリップは、そのフランジ３６に、外部パネルが閉じられる際に内側パネル２８の対応するフランジ３７に設けられた相補的形状の切欠部５８に受承されるセンタリングペグ５６を備える。

Claims (10)

1. 空気流をターボジェットのファン（１８）の方に導く空気取入れ構造体（１４）と、空気取入れ構造体に固定されてターボジェットファンを囲繞する役割を果たす中間構造体（１６）とを含むターボジェットナセル（１０）にして、空気取入れ構造体が、中間構造体に固定されて中間構造体と協働して固定構造体を形成する内側パネル（２８）と、中間構造体から遠い方の端部に空気取入れリップ（１４ａ）を組み込む外側パネル（３０）とを備え、外側パネルが内側パネルに対して長手方向に並進可動であるナセルであって、空気取入れリップのフランジ（３６）に固定される一端と、各ロッドに牽引力を印加することでロッドの他端を取付係止するために中間構造体に固定される手段（４２）とを有する少なくとも１つのロッド（３４）をさらに備えることを特徴とする、ナセル。
2. 各ロッド（３４）が、制振材料（５０）で被覆される、請求項１に記載のナセル。
3. 各ロッド（３４）が、空気取入れ構造体の内壁（５４）に形成される切欠部（５２）でクリップ留めによって保持される、請求項１または２に記載のナセル。
4. 各ロッドの取付係止手段が、ピンを中心として中間構造体にヒンジ結合される取付部材（４２）を備え、ロッドが取付部材と協働するループ（４０）で終端する、請求項１から３のいずれか一項に記載のナセル。
5. 取付部材（４２）が、ナセルのハッチ（４８）に収容されるハンドル（４６）を使用して手動で作動され、ハッチが中間構造体の外周に形成される、請求項４に記載のナセル。
6. 空気取入れリップが、そのフランジ（３６）に、内側パネル（２８）の対応するフランジ（３７）に設けられた相補的形状の切欠部（５８）に受承されるセンタリングペグ（５６）を備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のナセル。
7. 各ロッド（３４）が、ボールジョイント（３８）によって空気取入れリップ（１４ａ）のフランジ（３６）に固定される、請求項１から６のいずれか一項に記載のナセル。
8. 各ロッド（３４）が鋼製である、請求項１から７のいずれか一項に記載のナセル。
9. ナセルの長手方向軸（Ｘ−Ｘ）を中心として一定間隔で配置される複数のロッド（３４）を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のナセル。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のナセル（１０）を含むターボジェット。

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