JP2014528534A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. 超音速ジェットエンジンが所定の出力設定で運転しつつ所定のマッハ速度で移動しているときに排気ガスのプルームを生成するように構成された前記超音速ジェットエンジンで使用するためのノズル構造体であって、前記ノズル構造体は、
   排気ガスの前記プルームを排出するように構成されたノズルであって、後縁部を備えるノズルと、
   前記ノズル内に一部配置されつつ前記ノズルと同軸に並べられたプラグ本体であって、膨張面と、前記膨張面の下流の圧縮面と、前記後縁部の下流に延出する前記プラグ本体の突出部とを有するプラグ本体と、
   を具備し、
   前記プラグ本体の前記突出部は、前記プラグ本体の末端近くに凹面を有し、
   前記プラグ本体は、
   特性あるいは計算流体力学の方法の使用によって決定された輪郭および寸法を有し、前記輪郭および寸法は、前記超音速ジェットエンジンが前記所定の出力設定で運転しつつ前記所定のマッハ速度で移動しているとき、排気ガスの前記プルームが前記ノズルの前記後縁部の近くで前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の自由流れの方向と略平行に流れるように、排気ガスの前記プルームを形成するように構成され、かつ、
   さらに、前記超音速ジェットエンジンが前記所定の出力設定で運転しつつ前記所定のマッハ速度で移動しているとき、前記後縁部から流れ去る空気の自由流れが前記プラグ本体の長手方向軸線と平行な方向に移動するように、排気ガスの前記プルームが前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の前記自由流れを前記ノズルの前記後縁部の下流の場所で等エントロピ的に転向させるように構成された輪郭および寸法を有する、ノズル構造体。
2. 前記圧縮面は等エントロピ圧縮面を備える、請求項1に記載のノズル構造体。
3. 前記膨張面の一部が前記ノズルの前記後縁部の上流にある、請求項1に記載のノズル構造体。
4. 前記プラグ本体は、排気ガスの前記プルームが、前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の前記自由流れを、前記プラグ本体の前記後縁部の下流の場所で、前記プラグ本体の前記長手方向軸線と平行な前記方向へと等エントロピで転向させるように構成される、請求項1に記載のノズル構造体。
5. 前記ノズルの前記後縁部は実質的に軸対称であり、前記ノズルの前記後縁部および前記プラグ本体の前記膨張面は前記ノズルの環状の排気口を画定する、請求項1に記載のノズル構造体。
6. 前記膨張面および前記圧縮面は互いと接触している、請求項1に記載のノズル構造体。
7. 前記プラグ本体の表面は、前記膨張面が前記圧縮面へと遷移する領域において、分離する不連続部がない、請求項6に記載のノズル構造体。
8. 超音速ジェットエンジンが所定の出力設定で運転しつつ所定のマッハ速度で移動しているときに排気ガスのプルームを生成するように構成された前記超音速ジェットエンジンで使用するためのノズル構造体であって、前記ノズル構造体は、
   排気ガスの前記プルームを排出するように構成されたノズルであって、後縁部を備えるノズルと、
   前記ノズル内に一部配置されつつ前記ノズルと同軸に並べられたプラグ本体と、
   前記ノズルと前記プラグ本体と間に配置され、前記ノズルの外にバイパス空気流を向かわせるように構成されたバイパス壁と
   を備え、
   前記プラグ本体は、膨張面と、前記膨張面の下流の圧縮面と、前記後縁部の下流に延出する前記プラグ本体の突出部とを備え、
   前記プラグ本体の前記突出部は、前記プラグ本体の末端近くに凹面を有し、
   前記プラグ本体は、
   特性あるいは計算流体力学の方法の使用によって決定された輪郭および寸法を有し、前記輪郭および寸法は、前記超音速ジェットエンジンが前記所定の出力設定で運転しつつ前記所定のマッハ速度で移動しているとき、排気ガスの前記プルームおよび前記バイパス空気流が前記ノズルの前記後縁部の近くで前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の自由流れの方向と略平行に流れるように、排気ガスの前記プルームおよび前記バイパス空気流を形成するように構成され、かつ、
   さらに、前記超音速ジェットエンジンが前記所定の出力設定で運転しつつ前記所定のマッハ速度で移動しているとき、前記後縁部から流れ去る空気の前記自由流れが前記プラグ本体の長手方向軸線と平行な方向に移動するように、排気ガスの前記プルームおよび前記バイパス空気流が前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の前記自由流れを前記ノズルの前記後縁部の下流の場所で等エントロピ的に転向させるように構成された輪郭および寸法を有する、ノズル構造体。
9. 前記圧縮面は等エントロピ圧縮面を備える、請求項8に記載のノズル構造体。
10. 前記膨張面の一部が前記ノズルの前記後縁部の上流にある、請求項8に記載のノズル構造体。
11. 前記プラグ本体は、排気ガスの前記プルームおよび前記バイパス空気流が、前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の前記自由流れを、前記プラグ本体の前記後縁部の下流の場所で、前記プラグ本体の前記長手方向軸線と平行な前記方向へと等エントロピで転向させるように構成される、請求項8に記載のノズル構造体。
12. 前記ノズルの前記後縁部は実質的に軸対称であり、前記ノズルの前記後縁部および前記プラグ本体の前記膨張面は前記ノズルの環状の排気口を画定する、請求項8に記載のノズル構造体。
13. 前記膨張面および前記圧縮面は互いと接触している、請求項8に記載のノズル構造体。
14. 前記プラグ本体の表面は、前記膨張面が前記圧縮面へと遷移する領域において、分離する不連続部がない、請求項13に記載のノズル構造体。
15. 超音速ジェットエンジンが所定の出力設定で運転しつつ所定のマッハ速度で移動しているときに排気ガスのプルームを生成するように構成された前記超音速ジェットエンジンで使用するためのノズル構造体を製造する方法であって、
    排気ガスの前記プルームを排出するように構成されたノズルであって後縁部を備えるノズルと、膨張面および前記膨張面の下流の圧縮面を備えるプラグ本体とを準備するステップと、
    前記プラグ本体が前記ノズル内に一部配置されつつ前記ノズルと同軸に並べられるように、かつ、前記プラグ本体の突出部が前記後縁部の下流に延出するように、前記プラグ本体を前記ノズルに対して位置決めするステップと
    を含み、
    前記プラグ本体の前記突出部は、前記プラグ本体の末端近くに凹面を有し、
    前記プラグ本体は、特性あるいは計算流体力学の方法の使用によって決定された輪郭および寸法を有し、前記輪郭および寸法は、前記超音速ジェットエンジンが前記所定の出力設定で運転しつつ前記所定のマッハ速度で移動しているとき、排気ガスの前記プルームが前記ノズルの前記後縁部の近くで前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の自由流れの方向と略平行に流れるように、排気ガスの前記プルームを形成するように構成され、かつ、
    前記プラグ本体はさらに、前記超音速ジェットエンジンが前記所定の出力設定で運転しつつ前記所定のマッハ速度で移動しているとき、前記後縁部から流れ去る空気の前記自由流れが前記プラグ本体の長手方向軸線と平行な方向に移動するように、排気ガスの前記プルームが前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の前記自由流れを前記ノズルの前記後縁部の下流の場所で等エントロピ的に転向させるように構成された輪郭および寸法を有する、方法。
16. 圧縮面を備える前記プラグ本体を準備するステップは、等エントロピ圧縮面を備えるプラグ本体を準備するステップを含む、請求項15に記載の方法。
17. 膨張面および前記圧縮面を備える前記プラグ本体を準備するステップは、圧縮面と接触している膨張面を備えるプラグ本体を準備するステップを含む、請求項15に記載の方法。
18. 前記圧縮面と接触している膨張面を備える前記プラグ本体を準備するステップは、前記膨張面と前記圧縮面との間に任意の分離する不連続部がないプラグ本体を準備するステップを含む、請求項17に記載の方法。
19. 前記ノズルと前記プラグ本体との間にバイパス壁を準備して配置するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
20. 膨張面と圧縮面とを備える前記プラグ本体を準備するステップは、排気ガスの前記プルームおよびバイパス空気流が、前記ノズルの前記後縁部から流れ去る空気の前記自由流れを、前記プラグ本体の後縁部の下流の場所で、前記プラグ本体の前記長手方向軸線と平行な前記方向へと等エントロピで転向させるプラグ本体を準備するステップを含む、請求項19に記載の方法。