JP2981672B2 - ガスタービンエンジンの排気用赤外線抑制装置 - Google Patents

ガスタービンエンジンの排気用赤外線抑制装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はガスタービンエンジン用の赤外線抑制装置に
係る。
［従来の技術］ 赤外線追尾兵器の出現により、空対空ミサイルや地対
空ミサイルに対する飛行機、ミサイル、ヘリコプタの如
き航空機の攻撃の受け易さが大きく増大した。これらの
航空機は強い赤外線信号を有する高温のエンジン排気ガ
スを排出する。更に航空機用の推進装置は強い赤外線信
号を発する高温の金属部材を不可避的に含んでいる。高
温の金属部材は一般にガスタービンエンジンやジェット
エンジンの排気装置に関連している。かかる航空機の攻
撃の受け易さを低減するためには、赤外線信号を低減し
抑制する必要がある。一般に赤外線信号の低減は二つの
方法により行われている。その一つの方法は冷却空気を
エンジンの排気ガスと混合してその温度及び赤外線信号
を低減することである。また他の一つの方法はコアエン
ジンへの直接的な視線を遮ることである。これらの方法
によりある程度の進歩が達成されたが、赤外線信号を満
足し得る程度に低減するためには更に一層の努力が必要
である。
［発明の概要］ 本発明は、効率的な構造により大気を排気ガスと混合
してその赤外線信号を低下させ、高温の排気部材の赤外
線信号を低減し、排気ノズルへの視線を排除するガスタ
ービンエンジン用の赤外線抑制装置を提供することを目
的としている。
本発明によれば、互いに隔置された複数個の排気ノズ
ルを有するテーパ状の排気マニホールドであって、各ノ
ズルはマニホールドと長手方向に整合されたマニホール
ドが使用されることにより薄いリボン状の排気ガス流が
形成される。また実施例によっては、ノズルは両端にて
大気に開口する混合ダクト内に延在し且混合ダクトより
隔置される。混合ダクトは大気を排気ガス流と混合す
る。
本発明の他の一つの局面に於ては、複数個の互いに隔
置された排気ノズルの代りに、マニホールドと長手方向
に整合された一つのノズルが使用される。この場合ノズ
ルは両端にて開口しノズルへの視線を遮るに十分な湾曲
部を有する混合ダクト内に延在し且混合ダクトより隔置
される。
本発明の更に他の一つの局面は、ヘリコプタのブレー
ドが回転していない場合には排気ガスが実質的にブレー
ドに平行に導かれ、これによりブレードが排気ガスの熱
より保護されるよう、回転可能な赤外線抑制装置を有す
るヘリコプタである。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例につい
て詳細に説明する。
［発明を実施するための最良の形態］ 第１図に於て、排気マニホールド３はエンジンより排
気ガスを受ける入口４を有している。マニホールド３は
その入口４（上流側端部）より閉止端７（下流側端部）
まで次第に断面積が低減するようテーパ状をなしてい
る。マニホールド３は円形、楕円形、正方形等の如き種
々の断面形状を有していてよい。マニホールド３はそれ
より延在する複数個のノズル６を有し、各ノズルはマニ
ホールド３の実質的に長手方向に沿って配列されてい
る。ノズル６はマニホールド３に一体に形成されていて
もよく、或いは締結要素の如き従来の装置によりマニホ
ールドに固定されていてもよい。ノズルの孔９及びマニ
ホールド３は互いに長手方向に整合されている。ノズル
６はそれが方向転換ベーンとして作用する（例えばノズ
ルが背圧を増大する）ことが低減されるよう、マニホー
ルド３より実質的に垂直に延在している。かくして各ノ
ズル６は大気へ通ずる実質的に障害のない排気ガス流路
を有している。ノズルの孔９はそれが所謂「ガスリボ
ン」に似た長く薄い排気ガス流を形成するよう、約6:1
以上の幅に対する長さの比を有していることが好まし
い。ガスリボンは薄いので、赤外線検出装置により検出
されにくい。更にリボン状の排気ガスは周囲の大気中に
一層容易に消散し、これにより赤外線信号が更に低減さ
れる。
排気マニホールドのそれに沿う任意の所定の点に於け
る断面積は、その所定の点より下流側のノズル６の合計
の断面積に実質的に等しい面積を有している。かくして
マニホールドの入口面積とノズルの面積とが等しいこと
に関連して、マニホールド３のテーパはマニホールドに
沿う排気ガスの流速及び速度圧が実質的に一定になるテ
ーパである。このことにより、背圧を増大し金属部材を
高温にする方向転換ベーンを使用することなく、ノズル
６を通る排気ガスの方向転換角度がマニホールド３の長
さに沿って実質的に一定にされている。実際に達成され
る方向転換角度は排気ガスの速度次第であり、排気ガス
の速度に応じて変化する。ヘリコプタに使用されてよい
一つの例示的な構造によれば、方向転換角度は約45゜の
一定値になる。
冷却空気を排気ガスと混合して排気ガスの赤外線信号
の強さを低減する複数個の混合ダクト15が排気マニホー
ルド３に沿って配列されている。混合ダクトは上流側オ
リフィス18と下流側オリフィス21と側壁24とを有してい
る。混合ダクトはマニホールド３に対し実質的に垂直に
延在している。かくしてノズル６は混合ダクト15内に延
在し且混合ダクトと整合されている。これらの混合ダク
トはブラケット25の如き従来の装置によりマニホールド
に直接取付けられてもよく、或いは適当な機体アタッチ
メントによりマニホールド上に配置されてもよい。第３
図に示されている如く、混合ダクト15はマニホールド３
より隔置されている。このことによりノズル６と混合ダ
クト15との間に入口空間が郭定されている。また混合ダ
クト15はノズル６への直接的な視線27を遮っている。か
くして混合ダクトの側壁24の深さ及び間隔は所定の角度
より高温のノズル６へ至る直接的な視線27を遮るよう選
定される。従って例えば混合ダクトの側壁24に対し実質
的に垂直な角度の如き或る限られた視角よりノズルを見
ることはできない。
排気ガスが混合ダクト15を経てノズル６より排出され
ると、ベンチュリ効果が創成され、これにより大気圧の
大気がノズル６を囲繞する入口空間を経て混合ダクト15
の上流側オリフィス18内へ吸引される。空気は混合ダク
ト15内に於て排気ガスと混合され、混合ダクト15の下流
側オリフィス21よりより一層低温にて排出され、これに
より赤外線信号の強さが低減される。更に冷却空気の膜
が側壁24と高温の排気ガスとの間に形成されるので、冷
却空気は混合ダクトの側壁24の温度を低下させる。かく
して高温の金属部材の赤外線信号も低減される。
第４図に示された実施例に於ては、長手方向に互いに
隔置された複数個のノズルが一つの連続的なノズルに置
換えられている。また複数個の直線的な混合ダクトが一
つの湾曲した混合ダクトに置換えられている。排気マニ
ホールド53はエンジンよりの排気ガスを受ける入口54を
有している。第４図及び第５図に示されている如く、マ
ニホールド53はその入口54（上流側端部）より閉止端57
（下流側端部）まで次第に増大する断面積を有するテー
パ状をなしている。マニホールド53はそれより延在する
ノズル56を有し、ノズルはマニホールド53の実質的に長
手方向に沿って配置されている。ノズルの孔59及びマニ
ホールド53は互いに長手方向に整合されている。上述の
実施例の場合と同様、ノズル56は大気へ通ずる実質的に
障害のない排気ガス流路を有している。ノズル56は、所
謂「ガスリボン」に似た長く薄い排気ガス流を形成する
よう、好ましくは約60:1以上のできるだけ高い幅に対す
る長さの比を有していることが好ましい。
混合ダクト65がマニホールド53の外部に配置されてい
る。混合ダクト65は冷却空気を排気ガスと混合し、これ
により排気ガスの赤外線信号を低下させる。第４図に於
て、混合ダクト65はマニホールド53に沿って配置された
ダクトを含んでいる。混合ダクト65はマニホールド53に
対し実質的に垂直に延在し、次いでマニホールドを横切
る方向に湾曲している。混合ダクト65は上流側オリフィ
ス68と下流側オリフィス71と側壁74とを有している。混
合ダクトの上流側オリフィス68はノズルの孔59と流体的
に連通している。ノズル56は混合ダクト65内に延在し且
混合ダクトと整合されている。また混合ダクト65はマニ
ホールド53より隔置され、これによりノズル56と混合ダ
クト65との間に入口空間が郭定されている。
上述の実施例の場合と同様、この赤外線抑制装置は排
気ガスを大気と混合し混合ガスを混合ダクトを経て排出
させることにより赤外線信号を低下させる。更に大気の
冷却空気膜が混合ダクト65の内面を覆い、これによりそ
の温度上昇を防止することにより赤外線信号が低下され
る。従って排気ガス及び高温の金属部材の両方の赤外線
信号が低減される。更に混合ダクト65はマニホールド53
を横切る方向に湾曲しているので、第６図に示されてい
る如くノズルへ至る視線が遮られている。
上述の二つの赤外線抑制装置は排気ガス流の方向を変
更し得るよう従来の装置とは異なり回転可能に構成され
ている。第３図及び第６図の断面図には、それぞれ第１
図及び第４図に示された赤外線抑制装置のかかる特徴が
図示されている。第２図に示されている如く、アクチュ
エータ２の如き赤外線抑制装置を回転させるための装置
が使用されている。第1A図に図示された型式のものと同
様のヘリコプタ１に於ては、ヘリコプタのブレードへ向
けて排気ガス流が導かれることにより排気ガスがヘリコ
プタの吹下ろし気流と混合されることによって赤外線信
号抑制効果が増大される。更にこのことにより地上や多
くの航空機からの視角が排除される。ヘリコプタが地上
にあり、ブレードが回転していない場合には、排気ガス
流が第３図及び第６図に於て仮想線にて示されている如
くブレードに対し実質的に平行に導かれることにより、
ブレード及びその表面の可燃性物質が保護される。
本発明によれば、ロータ空気流及び自由空気流の作用
に加えて大気を排気ガスと混合することにより排気ガス
の赤外線信号を低減する赤外線抑制装置が得られる。更
に本発明の赤外線抑制装置は高温の排気部材の赤外線信
号を低減し、また背圧を大きく増大することなく排気ノ
ズルへ至る視線を排除する。更に本発明の赤外線抑制装
置は排気マニホールドのポンプ作用を増大する。本発明
の赤外線抑制装置に於ては軽量な構造にて上述の結果が
達成される。かくして本発明は効率的に赤外線信号を大
きく低減する赤外線抑制装置を提供することにより赤外
線抑制の技術分野に重大な貢献をなすものである。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の赤外線抑制装置を一部破断して示す分
解斜視図である。 第1A図は本発明が組込まれたガスタービンエンジンを有
するヘリコプタの斜視図である。 第２図は第１図に示された赤外線抑制装置の側面図であ
る。 第３図は第１図に示された赤外線抑制装置の線３−３に
沿う断面図である。 第４図は本発明の第二の赤外線抑制装置を示す斜視図で
ある。 第５図は第４図に示された赤外線抑制装置の側面図であ
る。 第６図は第５図に示された赤外線抑制装置の線６−６に
沿う断面図である。 ２……アクチュエータ,3……排気マニホールド,4……入
口,6……ノズル,7……閉止端,9……孔,15……混合ダク
ト,18……上流側オリフィス,21……下流側オリフィス,2
4……側壁,25……ブラケット,27……視線,53……排気マ
ニホールド,54……入口,57……閉止端,56……ノズル,59
……孔,68……上流側オリフィス,71……下流側オリフィ
ス,74……側壁

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガスタービンエンジンの排気用赤外線抑制
    装置であって、細長いテーパ状の排気マニホールドを含
    み、該マニホールドは排気ガスを受入れる入口と、前記
    マニホールドと流体的に連通し互いに隔置された複数個
    のノズルとを有し、前記ノズルは前記排気ガスを分散さ
    せるべく実質的に前記マニホールドに沿って整合された
    赤外線抑制装置にして、 各ノズルは孔を有し、各孔は前記マニホールドと長手方
    向に整合されており、各ノズルは大気へ通ずる実質的に
    障害のない排気ガス流路を有していることと、 それぞれ側壁と上流側オリフィスと下流側オリフィスと
    を有し、前記上流側及び下流側オリフィスは大気に開口
    する複数個の混合ダクトと、 前記ノズルは前記混合ダクト内に延在し且前記混合ダク
    トより隔置されていることと、 を含む赤外線抑制装置。
  2. 【請求項２】ガスタービンエンジンの排気用赤外線抑制
    装置であって、細長いテーパ状の排気マニホールドを含
    み、該マニホールドは排気ガスを受入れる入口と、前記
    マニホールドと流体的に連通し前記排気ガスを分散させ
    るノズルとを有する赤外線抑制装置にして、 前記ノズルは実質的に前記マニホールドに沿って直線的
    に配列されており、前記ノズルは孔を有し、前記孔及び
    前記マニホールドは長手方向に互いに整合されており、
    前記ノズルは大気に通ずる実質的に障害のない流路を有
    することと、 上流側オリフィスと下流側オリフィスとを有し、前記上
    流側及び前記下流側オリフィスは大気に開口する混合ダ
    クトと、 前記ノズルは前記混合ダクト内に延在し且前記混合ダク
    トより隔置されていることと、 前記混合ダクトは前記ノズルへの視線を遮るに十分な湾
    曲部を有することと、 を含む赤外線抑制装置。
  3. 【請求項３】ブレードへ動力を供給するガスタービンエ
    ンジンを有しエンジンの排気用の赤外線抑制装置を含む
    ヘリコプタであって、前記赤外線抑制装置は細長いテー
    パ状のマニホールドを含み、該マニホールドは排気ガス
    を受ける入口と、前記マニホールドと流体的に連通し前
    記排気ガスを分散させるノズルとを有するヘリコプタに
    して、 前記ノズルは大気に通ずる実質的に障害のない排気ガス
    流路を有することと、 上流側オリフィスと下流側オリフィスとを有する混合ダ
    クトであって、前記上流側及び前記下流側オリフィスは
    大気に開口しており、前記ノズルは前記混合ダクト内に
    延在し且前記混合ダクトより隔置された混合ダクトと、 前記排気ガス流路が前記ブレードに実質的に平行な方向
    に向けられるよう前記赤外線抑制装置を回転させる装置
    と、 を含むヘリコプタ。
  4. 【請求項４】ガスタービンエンジンの排気用赤外線抑制
    装置であって、細長いテーパ状の排気マニホールドを含
    み、前記マニホールドはガスタービンエンジンの排気を
    受ける入口と、前記マニホールドと流体的に連通し互い
    に隔置された複数個のノズルとを有し、前記ノズルは前
    記排気ガスを分散させるべく実質的に前記マニホールド
    に沿って整合された赤外線抑制装置にして、各ノズルは
    孔を有し、各孔及び前記マニホールドは互いに長手方向
    に整合されており、各ノズルは大気に通ずる実質的に障
    害のない排気ガス流路を有する赤外線抑制装置。
JP2141228A 1989-06-30 1990-05-30 ガスタービンエンジンの排気用赤外線抑制装置 Expired - Fee Related JP2981672B2 (ja)

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