JP3050860B1 - 超音速インテ―ク及びその始動方法 - Google Patents
超音速インテ―ク及びその始動方法Info
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- JP3050860B1 JP3050860B1 JP10370414A JP37041498A JP3050860B1 JP 3050860 B1 JP3050860 B1 JP 3050860B1 JP 10370414 A JP10370414 A JP 10370414A JP 37041498 A JP37041498 A JP 37041498A JP 3050860 B1 JP3050860 B1 JP 3050860B1
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Abstract
【要約】
【課題】 スロートの付近に可変壁を設けることなく、
従って大きな駆動手段を必要とせず、また、インテーク
流路内部に形状変化を生じさせず、スロート部近傍の流
路表面を滑らかにして、境界層と垂直衝撃波等の干渉特
性を明確にして、インテーク内部流を安定させることの
できる超音速インテーク及びその始動方法を提供する。 【解決手段】 スロート前方の流路内部における超音速
ランプに連なる部分に、大容量の空気を抽気する多数の
抽気孔を設け、この多数の抽気孔をインテーク外部と連
通口にて連通し、この連通口とインテーク外部との境界
に開閉可能にスライド板を設けたことを特徴とする超音
速インテーク。インテークに流入する空気が超音速にな
る時、スロート前方の流路内部における超音速ランプに
連なる部分に設けた多数の抽気孔から大容量の空気を抽
気し、スロート通過流量を減少して、垂直衝撃波をスロ
ート後方に呑込ませることを特徴とする超音速インテー
クの始動方法。
従って大きな駆動手段を必要とせず、また、インテーク
流路内部に形状変化を生じさせず、スロート部近傍の流
路表面を滑らかにして、境界層と垂直衝撃波等の干渉特
性を明確にして、インテーク内部流を安定させることの
できる超音速インテーク及びその始動方法を提供する。 【解決手段】 スロート前方の流路内部における超音速
ランプに連なる部分に、大容量の空気を抽気する多数の
抽気孔を設け、この多数の抽気孔をインテーク外部と連
通口にて連通し、この連通口とインテーク外部との境界
に開閉可能にスライド板を設けたことを特徴とする超音
速インテーク。インテークに流入する空気が超音速にな
る時、スロート前方の流路内部における超音速ランプに
連なる部分に設けた多数の抽気孔から大容量の空気を抽
気し、スロート通過流量を減少して、垂直衝撃波をスロ
ート後方に呑込ませることを特徴とする超音速インテー
クの始動方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音速インテーク
及びその始動方法に関するものである。
及びその始動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、混合圧縮型の超音速インテークで
は、流路出口における静圧を適切に制御することによ
り、スロート部に垂直衝撃波を定在させる必要がある。
流路出口での静圧が適正静圧より低いと、スロート部の
垂直衝撃波はスロート部の後方へ移動し、圧力がバラン
スする安定点に自動的に止まる。このように、垂直衝撃
波をスロート部の後方に呑込むことを始動という。始動
によりインテーク内の衝撃波パターンは設計点となり、
高い総圧回復率（：流入空気の総圧に対するインテーク
出口での総圧の比）を持ち、背圧変化に対応可能な混合
圧縮型の性能を維持できる。
は、流路出口における静圧を適切に制御することによ
り、スロート部に垂直衝撃波を定在させる必要がある。
流路出口での静圧が適正静圧より低いと、スロート部の
垂直衝撃波はスロート部の後方へ移動し、圧力がバラン
スする安定点に自動的に止まる。このように、垂直衝撃
波をスロート部の後方に呑込むことを始動という。始動
によりインテーク内の衝撃波パターンは設計点となり、
高い総圧回復率（：流入空気の総圧に対するインテーク
出口での総圧の比）を持ち、背圧変化に対応可能な混合
圧縮型の性能を維持できる。
【０００３】始動の原理について説明すると、始動を行
うにはインテークの流路の面積比に一定の関係があり、
以下に示す関係を満たした時に始動が起こる。即ち、図
８に示すようにインテーク１の入口２の面積をＡｉｎと
し、スロート３の面積をＡｔｈとし、入口マッハ数をＭ
とすると、
うにはインテークの流路の面積比に一定の関係があり、
以下に示す関係を満たした時に始動が起こる。即ち、図
８に示すようにインテーク１の入口２の面積をＡｉｎと
し、スロート３の面積をＡｔｈとし、入口マッハ数をＭ
とすると、
【０００４】
【式１】
【０００５】従来、始動するためには、上記式の分子で
あるスロート３の面積Ａｔｈを増加させる方法を採って
いる。代表例としては、図９の（ａ）に示すようにスロ
ート３の付近の内部壁４をアクチュエータ５を用いて可
変壁とし、流入空気が超音速になる時に、図９の（ｂ）
に示すように一旦スロート３の面積Ａｔｈを拡大させ、
垂直衝撃波６の通過後、入口マッハ数に適正な元のスロ
ート３の内部形状となるように再び内部壁４を図９の
（ｃ）に示すように変化させている。
あるスロート３の面積Ａｔｈを増加させる方法を採って
いる。代表例としては、図９の（ａ）に示すようにスロ
ート３の付近の内部壁４をアクチュエータ５を用いて可
変壁とし、流入空気が超音速になる時に、図９の（ｂ）
に示すように一旦スロート３の面積Ａｔｈを拡大させ、
垂直衝撃波６の通過後、入口マッハ数に適正な元のスロ
ート３の内部形状となるように再び内部壁４を図９の
（ｃ）に示すように変化させている。
【０００６】ところで上記従来の始動方法では、スロー
ト３の面積Ａｔｈを変化させるための可変壁を動作させ
る大きな駆動手段が必要である。また、インテーク１の
流路内部に可変壁があるため、超音速ランプ７から発達
した境界層８と流路内部に形成される垂直衝撃波６の複
雑な干渉に対して、流路表面の可変壁の隙間、段差等に
よる影響や、形状変化による影響を与えることとなり、
インテーク内部流が不安定になり易い。
ト３の面積Ａｔｈを変化させるための可変壁を動作させ
る大きな駆動手段が必要である。また、インテーク１の
流路内部に可変壁があるため、超音速ランプ７から発達
した境界層８と流路内部に形成される垂直衝撃波６の複
雑な干渉に対して、流路表面の可変壁の隙間、段差等に
よる影響や、形状変化による影響を与えることとなり、
インテーク内部流が不安定になり易い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、スロ
ートの付近に可変壁を設けることなく、従って大きな駆
動手段を必要とせず、また、インテーク流路内部に形状
変化を生じさせず、スロート部近傍の流路表面を滑らか
にして、境界層と垂直衝撃波等の干渉特性を明確にし
て、インテーク内部流を安定させることのできる超音速
インテーク及びその始動方法を提供しようとするもので
ある。
ートの付近に可変壁を設けることなく、従って大きな駆
動手段を必要とせず、また、インテーク流路内部に形状
変化を生じさせず、スロート部近傍の流路表面を滑らか
にして、境界層と垂直衝撃波等の干渉特性を明確にし
て、インテーク内部流を安定させることのできる超音速
インテーク及びその始動方法を提供しようとするもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の超音速インテークは、スロート前方の流路内
部における超音速ランプに連なる部分に、大容量の空気
を抽気する多数の抽気孔を設け、この多数の抽気孔をイ
ンテーク外部と連通口にて連通し、この連通口とインテ
ーク外部との境界に開閉可能にスライド板を設けたこと
を特徴とするものである。
の本発明の超音速インテークは、スロート前方の流路内
部における超音速ランプに連なる部分に、大容量の空気
を抽気する多数の抽気孔を設け、この多数の抽気孔をイ
ンテーク外部と連通口にて連通し、この連通口とインテ
ーク外部との境界に開閉可能にスライド板を設けたこと
を特徴とするものである。
【０００９】上記の本発明の超音速インテークにおい
て、スライド板は完全閉鎖せず、少量の開口部が残り、
インテーク外部と連通するようになされているものもあ
る。また、スライド板に切り欠き又は穴が設けられ、こ
の切り欠き又は穴により閉鎖時インテーク外部と連通す
るようになされているものもある。
て、スライド板は完全閉鎖せず、少量の開口部が残り、
インテーク外部と連通するようになされているものもあ
る。また、スライド板に切り欠き又は穴が設けられ、こ
の切り欠き又は穴により閉鎖時インテーク外部と連通す
るようになされているものもある。
【００１０】本発明の超音速インテークの始動方法は、
インテークに流入する空気が超音速になる時、スロート
前方の流路内部における超音速ランプに連なる部分に設
けた多数の抽気孔から大容量の空気を抽気し、スロート
通過流量を減少して、垂直衝撃波をスロート後方に呑込
ませることを特徴とするものである。
インテークに流入する空気が超音速になる時、スロート
前方の流路内部における超音速ランプに連なる部分に設
けた多数の抽気孔から大容量の空気を抽気し、スロート
通過流量を減少して、垂直衝撃波をスロート後方に呑込
ませることを特徴とするものである。
【００１１】上記の本発明の超音速インテークの始動方
法において、垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませて始
動した後、連通口とインテーク外部との境界に設けたス
ライド板を少量の開口部を残して閉じ、その開口部より
境界層抽気を行う場合もある。
法において、垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませて始
動した後、連通口とインテーク外部との境界に設けたス
ライド板を少量の開口部を残して閉じ、その開口部より
境界層抽気を行う場合もある。
【００１２】上記本発明の超音速インテークの始動方法
において、垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませて始動
した後、連通口とインテーク外部との境界に設けたスラ
イド板を閉じて、そのスライド板に設けた切り欠き又は
穴より境界層抽気を行う場合もある。
において、垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませて始動
した後、連通口とインテーク外部との境界に設けたスラ
イド板を閉じて、そのスライド板に設けた切り欠き又は
穴より境界層抽気を行う場合もある。
【００１３】本発明の超音速インテークの始動方法は、
上記したように抽気によりスロート通過流量を減少し、
垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませるのを特徴として
いるが、抽気の本来の目的は、従来より境界層抽気と最
終垂直衝撃波の安定性を図ることにある。即ち、境界層
抽気は、図１０に示すように主にインテーク１の超音速
ランプ７の部分でランプ面の境界層８を抽気孔９より抽
気して除去し、流路内部での垂直衝撃波との干渉による
悪影響を抑制すると共に総圧の低い空気を少なくし、イ
ンテーク１の流路出口での総圧回復率の低下を抑えるも
のである。また、最終垂直衝撃波の安定性について述べ
ると、元来スロート３の後方に形成された最終垂直衝撃
波は、背圧により位置を変え、スロート３の近傍では非
常に不安定であり、背圧の上昇によって一旦スロート３
の前方に吐出されると、インテーク１の性能は急激に低
下し、さらに再びスロート３の後方へ移動することは困
難である。そこで、図１１に示すようにスロート３の直
後で抽気を行い、垂直衝撃波６をその近傍に定在させ
て、安定を図っている。本発明は、このような従来の抽
気の目的とは全く異なり、始動のために抽気を行うよう
にした超音速インテーク及びその始動方法であることを
明らかにする。
上記したように抽気によりスロート通過流量を減少し、
垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませるのを特徴として
いるが、抽気の本来の目的は、従来より境界層抽気と最
終垂直衝撃波の安定性を図ることにある。即ち、境界層
抽気は、図１０に示すように主にインテーク１の超音速
ランプ７の部分でランプ面の境界層８を抽気孔９より抽
気して除去し、流路内部での垂直衝撃波との干渉による
悪影響を抑制すると共に総圧の低い空気を少なくし、イ
ンテーク１の流路出口での総圧回復率の低下を抑えるも
のである。また、最終垂直衝撃波の安定性について述べ
ると、元来スロート３の後方に形成された最終垂直衝撃
波は、背圧により位置を変え、スロート３の近傍では非
常に不安定であり、背圧の上昇によって一旦スロート３
の前方に吐出されると、インテーク１の性能は急激に低
下し、さらに再びスロート３の後方へ移動することは困
難である。そこで、図１１に示すようにスロート３の直
後で抽気を行い、垂直衝撃波６をその近傍に定在させ
て、安定を図っている。本発明は、このような従来の抽
気の目的とは全く異なり、始動のために抽気を行うよう
にした超音速インテーク及びその始動方法であることを
明らかにする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の超音速インテークの実施
形態を図によって説明すると、図１に示す実施形態の超
音速インテーク１′は、スロート３の前方の流路内部に
おける超音速ランプ７に連なる部分に、大容量の空気を
抽気する多数の抽気孔９′を設け、この多数の抽気孔
９′をインテーク外部と大きな１つの連通口１０にて連
通し、この連通口１０とインテーク外部との境界に開閉
可能にスライド板１１を設けたものである。このスライ
ド板１１は両側端が連通口１０のインテーク外部との開
口端１２の両側縁に設けたガイドレール１３に嵌め込ま
れてスライドするようになっており、通常スライド板１
１はコイルばね１４にて開口端１２を閉じる方向に付勢
されているものの連通口１０の内壁に設けたフック１５
にて係止されて、開口端１２を開いている。フック１５
の他端にはフック１５を付勢してスライド板１１に係止
するためのコイルばね１６が設けられ、このコイルばね
１６は電磁マグネット１７の励磁により引っ張られ、フ
ック１５をスライド板１１から外すようになっている。
電磁マグネット１７は制御回路１８からの指令により励
磁，消磁されるようになっている。制御回路１８はスロ
ート３の近傍の壁面に設けた圧力センサ又は温度センサ
１９からの検知信号に基いて一定値以上の圧力変化又は
温度変化の時に指令信号を発するようになっている。
形態を図によって説明すると、図１に示す実施形態の超
音速インテーク１′は、スロート３の前方の流路内部に
おける超音速ランプ７に連なる部分に、大容量の空気を
抽気する多数の抽気孔９′を設け、この多数の抽気孔
９′をインテーク外部と大きな１つの連通口１０にて連
通し、この連通口１０とインテーク外部との境界に開閉
可能にスライド板１１を設けたものである。このスライ
ド板１１は両側端が連通口１０のインテーク外部との開
口端１２の両側縁に設けたガイドレール１３に嵌め込ま
れてスライドするようになっており、通常スライド板１
１はコイルばね１４にて開口端１２を閉じる方向に付勢
されているものの連通口１０の内壁に設けたフック１５
にて係止されて、開口端１２を開いている。フック１５
の他端にはフック１５を付勢してスライド板１１に係止
するためのコイルばね１６が設けられ、このコイルばね
１６は電磁マグネット１７の励磁により引っ張られ、フ
ック１５をスライド板１１から外すようになっている。
電磁マグネット１７は制御回路１８からの指令により励
磁，消磁されるようになっている。制御回路１８はスロ
ート３の近傍の壁面に設けた圧力センサ又は温度センサ
１９からの検知信号に基いて一定値以上の圧力変化又は
温度変化の時に指令信号を発するようになっている。
【００１５】図２に示す実施形態の超音速インテーク
１′は、図１に示す実施形態の超音速インテーク１′に
おけるスライド板１１を係止するフック１５及びそれを
動作させる電磁マグネット１７の代りに、スライド板１
１にピン穴２０を設け、このピン穴２０に電磁ソレノイ
ド２１のコアと一体のピン２２を差し込んでスライド板
１１を係止し、開口端１２を開いたもので、ピン２２は
制御回路１８からの指令により動作する電磁ソレノイド
２１により上下動してピン穴２０から抜けたり、差し込
まれたりするようになっている。その他は図１の実施形
態と同一構成である。
１′は、図１に示す実施形態の超音速インテーク１′に
おけるスライド板１１を係止するフック１５及びそれを
動作させる電磁マグネット１７の代りに、スライド板１
１にピン穴２０を設け、このピン穴２０に電磁ソレノイ
ド２１のコアと一体のピン２２を差し込んでスライド板
１１を係止し、開口端１２を開いたもので、ピン２２は
制御回路１８からの指令により動作する電磁ソレノイド
２１により上下動してピン穴２０から抜けたり、差し込
まれたりするようになっている。その他は図１の実施形
態と同一構成である。
【００１６】上記構成の図１，図２の超音速インテーク
１′の始動方法について説明すると、インテーク内部の
スロート３の近傍の壁面に設けた圧力センサ又は温度セ
ンサ１９により圧力又は温度を検知する。始動前、イン
テーク１′に流入する空気が低速の時はスロート３の近
傍の壁面の圧力及び温度が低いが、インテーク１′に流
入する空気が音速近傍になると、スロート３の前に垂直
衝撃波６が形成され、垂直衝撃波６の後方のスロート３
の近傍の圧力及び温度が大きく上昇する。やがてインテ
ーク１′に流入する空気が超音速になると、インテーク
内外の圧力差によりスロート３の前方の多数の抽気孔
９′から大容量の空気が抽気され、連通口１０を通して
インテーク外部に自然抽気され、抽気孔９′以降のスロ
ート３に流入する空気が減少し、スロート３を通過する
流量が減少して、垂直衝撃波６をスロート３の後方に呑
み込ませ、圧力がバランスする安定点に自動的に停めて
始動する。この始動に至るまでのスロート３の近傍の上
昇する圧力又は温度は、圧力センサ又は温度センサ１９
により検知され、図３に示す検知信号が入力信号Ｉとし
て制御回路１８に入力され、制御回路１８で一定の値以
上に圧力又は温度が変化したことが検出されると、始動
完了となり、制御回路１８からはＯＮ，ＯＦＦの指令信
号が出力信号Ｏとして出力される。この出力信号Ｏにお
けるＯＮの指令信号により図１に示す超音速インテーク
１′では電磁マグネット１７に通電されて励磁され、こ
れによりコイルばね１６が引っ張られてフック１５がス
ライド板１１から外れるので、スライド板１１はコイル
ばね１４にて付勢されて連通口１０の開口端１２を閉じ
ることになり、元の適正な流量が得られる。そして出力
信号ＯにおけるＯＦＦの指令信号により電磁マグネット
１７への通電が遮断されて消磁される。また、前記出力
信号ＯにおけるＯＮの指令信号により図２に示す超音速
インテーク１′では電磁ソレノイド２１に通電されて励
磁され、スライド板１１を係止しているピン２２がスラ
イド板１１のピン穴２０から抜けるので、スライド板１
１はコイルばね１４に付勢されて連通口１０の開口端１
２を閉じることになり、元の適正な流量が得られる。そ
して出力信号ＯにおけるＯＦＦの指令信号により電磁ソ
レノイド２１への通電が遮断されて消磁される。尚、上
記の制御回路１８からの出力信号Ｏは、電磁マグネット
１７や電磁ソレノイド２１に必要以上電流を流さないた
めにＯＮ，ＯＦＦの指令信号としているが、電磁マグネ
ット１７や電磁ソレノイド２１は再度使用することがな
いので、制御回路１８からの出力信号は、ＯＮのみ指令
信号で、電磁マグネット１７や電磁ソレノイド２１を励
磁したままとしてもよい。
１′の始動方法について説明すると、インテーク内部の
スロート３の近傍の壁面に設けた圧力センサ又は温度セ
ンサ１９により圧力又は温度を検知する。始動前、イン
テーク１′に流入する空気が低速の時はスロート３の近
傍の壁面の圧力及び温度が低いが、インテーク１′に流
入する空気が音速近傍になると、スロート３の前に垂直
衝撃波６が形成され、垂直衝撃波６の後方のスロート３
の近傍の圧力及び温度が大きく上昇する。やがてインテ
ーク１′に流入する空気が超音速になると、インテーク
内外の圧力差によりスロート３の前方の多数の抽気孔
９′から大容量の空気が抽気され、連通口１０を通して
インテーク外部に自然抽気され、抽気孔９′以降のスロ
ート３に流入する空気が減少し、スロート３を通過する
流量が減少して、垂直衝撃波６をスロート３の後方に呑
み込ませ、圧力がバランスする安定点に自動的に停めて
始動する。この始動に至るまでのスロート３の近傍の上
昇する圧力又は温度は、圧力センサ又は温度センサ１９
により検知され、図３に示す検知信号が入力信号Ｉとし
て制御回路１８に入力され、制御回路１８で一定の値以
上に圧力又は温度が変化したことが検出されると、始動
完了となり、制御回路１８からはＯＮ，ＯＦＦの指令信
号が出力信号Ｏとして出力される。この出力信号Ｏにお
けるＯＮの指令信号により図１に示す超音速インテーク
１′では電磁マグネット１７に通電されて励磁され、こ
れによりコイルばね１６が引っ張られてフック１５がス
ライド板１１から外れるので、スライド板１１はコイル
ばね１４にて付勢されて連通口１０の開口端１２を閉じ
ることになり、元の適正な流量が得られる。そして出力
信号ＯにおけるＯＦＦの指令信号により電磁マグネット
１７への通電が遮断されて消磁される。また、前記出力
信号ＯにおけるＯＮの指令信号により図２に示す超音速
インテーク１′では電磁ソレノイド２１に通電されて励
磁され、スライド板１１を係止しているピン２２がスラ
イド板１１のピン穴２０から抜けるので、スライド板１
１はコイルばね１４に付勢されて連通口１０の開口端１
２を閉じることになり、元の適正な流量が得られる。そ
して出力信号ＯにおけるＯＦＦの指令信号により電磁ソ
レノイド２１への通電が遮断されて消磁される。尚、上
記の制御回路１８からの出力信号Ｏは、電磁マグネット
１７や電磁ソレノイド２１に必要以上電流を流さないた
めにＯＮ，ＯＦＦの指令信号としているが、電磁マグネ
ット１７や電磁ソレノイド２１は再度使用することがな
いので、制御回路１８からの出力信号は、ＯＮのみ指令
信号で、電磁マグネット１７や電磁ソレノイド２１を励
磁したままとしてもよい。
【００１７】次に本発明の超音速インテークの他の実施
形態を図によって説明すると、図４に示す実施形態の超
音速インテーク１′は、図１に示した超音速インテーク
１′におけるスライド板１１が開口端１２を完全閉鎖し
ないように両側縁のガイドレール１３を短く形成して、
スライド板１１がコイルばね１４により付勢されてスラ
イドしても少量の開口部２３が残り、インテーク外部と
連通するようにしたもので、その他は図１の超音速イン
テーク１′と同一構成である。
形態を図によって説明すると、図４に示す実施形態の超
音速インテーク１′は、図１に示した超音速インテーク
１′におけるスライド板１１が開口端１２を完全閉鎖し
ないように両側縁のガイドレール１３を短く形成して、
スライド板１１がコイルばね１４により付勢されてスラ
イドしても少量の開口部２３が残り、インテーク外部と
連通するようにしたもので、その他は図１の超音速イン
テーク１′と同一構成である。
【００１８】図５に示す実施形態の超音速インテーク
１′は、図２に示した超音速インテーク１′におけるス
ライド板１１のピン穴２０を大径の穴２４に代え、この
大径の穴２４にピン２２を挿通してスライド板１１を係
止するが、ピン２２が抜かれ、スライド板１１がコイル
ばね１４に付勢されて開口端１２を閉鎖しても大径の穴
２４によりインテーク外部と連通するようにしたもの
で、その他は図２の超音速インテーク１′と同一構成で
ある。尚、この超音速インテーク１′におけるスライド
板１１の大径の穴２４は、ピン穴２０とは別個に図６に
示すような切り欠き２５に代えてもよいものである。
１′は、図２に示した超音速インテーク１′におけるス
ライド板１１のピン穴２０を大径の穴２４に代え、この
大径の穴２４にピン２２を挿通してスライド板１１を係
止するが、ピン２２が抜かれ、スライド板１１がコイル
ばね１４に付勢されて開口端１２を閉鎖しても大径の穴
２４によりインテーク外部と連通するようにしたもの
で、その他は図２の超音速インテーク１′と同一構成で
ある。尚、この超音速インテーク１′におけるスライド
板１１の大径の穴２４は、ピン穴２０とは別個に図６に
示すような切り欠き２５に代えてもよいものである。
【００１９】上記構成の図４，図５，図６の超音速イン
テーク１′の始動方法は、図１，図２の超音速インテー
ク１′の始動方法とは、垂直衝撃波６をスロート３の後
方に呑み込ませ、圧力がバランスする安定点に自動的に
停めて始動するまでは同じであるが、始動後はスライド
板１１の係止を解き、スライド板１１をコイルばね１４
により付勢しても少量の開口部２３、大径の穴２４、切
り欠き２５などによりインテーク外部と連通するので、
境界層抽気が行われ、流路内部での垂直衝撃波との干渉
による悪影響が抑制されると共に総圧の低い空気を少な
くできて、インテーク１′の流路出口での総圧回復率の
低下を抑えることができる。
テーク１′の始動方法は、図１，図２の超音速インテー
ク１′の始動方法とは、垂直衝撃波６をスロート３の後
方に呑み込ませ、圧力がバランスする安定点に自動的に
停めて始動するまでは同じであるが、始動後はスライド
板１１の係止を解き、スライド板１１をコイルばね１４
により付勢しても少量の開口部２３、大径の穴２４、切
り欠き２５などによりインテーク外部と連通するので、
境界層抽気が行われ、流路内部での垂直衝撃波との干渉
による悪影響が抑制されると共に総圧の低い空気を少な
くできて、インテーク１′の流路出口での総圧回復率の
低下を抑えることができる。
【００２０】この超音速インテーク１′の始動方法にお
いて、図７の（ａ）に示すようにインテーク１′の入口
２の面積をＡｉｎとし、スロート３の通過空気の入口相
当面積Ａｉｎ* とし、スロート３の面積をＡｔｈとし、
入口マッハ数をＭとすると、始動前の低速時、抽気孔
９′から空気が抽気された時Ａｉｎ* を用いる。
いて、図７の（ａ）に示すようにインテーク１′の入口
２の面積をＡｉｎとし、スロート３の通過空気の入口相
当面積Ａｉｎ* とし、スロート３の面積をＡｔｈとし、
入口マッハ数をＭとすると、始動前の低速時、抽気孔
９′から空気が抽気された時Ａｉｎ* を用いる。
【００２１】
【式２】
【００２２】始動時は、インテーク１′に流入する空気
が超音速になるため、インテーク１′の内部と外部の圧
力差が大きくなり、多数の抽気孔９′から図７の（ｂ）
に示すように大量の空気が抽気され、連通口１０を通し
てインテーク１′の外部に自然抽気され、抽気孔９′以
降のスロート３に流入する空気が減少し、結果として上
記式２の分母であるスロート３の通過空気の入口相当面
積Ａｉｎ* を減少させて、Ａｔｈ／Ａｉｎ* ＞Ａｒとな
り、スロート３を通過する流量を減少して、垂直衝撃波
６をスロート３の後方に呑み込ませ、圧力がバランスす
る安定点に自動的に停めて始動する。始動後は、スライ
ド板１１を完全に閉鎖せず、図７の（ｃ）に示すように
少量の開口部２３（又は小径の穴２４若しくは切り欠き
２５など）によりインテーク外部と連通し、境界層７の
抽気が行われて、Ａｔｈ／Ａｉｎ*＜Ａｒとなる。
が超音速になるため、インテーク１′の内部と外部の圧
力差が大きくなり、多数の抽気孔９′から図７の（ｂ）
に示すように大量の空気が抽気され、連通口１０を通し
てインテーク１′の外部に自然抽気され、抽気孔９′以
降のスロート３に流入する空気が減少し、結果として上
記式２の分母であるスロート３の通過空気の入口相当面
積Ａｉｎ* を減少させて、Ａｔｈ／Ａｉｎ* ＞Ａｒとな
り、スロート３を通過する流量を減少して、垂直衝撃波
６をスロート３の後方に呑み込ませ、圧力がバランスす
る安定点に自動的に停めて始動する。始動後は、スライ
ド板１１を完全に閉鎖せず、図７の（ｃ）に示すように
少量の開口部２３（又は小径の穴２４若しくは切り欠き
２５など）によりインテーク外部と連通し、境界層７の
抽気が行われて、Ａｔｈ／Ａｉｎ*＜Ａｒとなる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の超音速
インテークは、スロート前方の超音速ランプに連なる部
分に多数の抽気孔を設け、この抽気孔をインテーク外部
と連通口にて連通し、この連通口とインテーク外部との
境界に開閉可能にスライド板を設けてあるので、インテ
ーク流路内に形状変化は生ぜず、スロート部近傍の流路
表面は滑らかであり、従って、境界層と垂直衝撃波の干
渉特性が明確となり、インテーク内部流を安定させるこ
とができる。
インテークは、スロート前方の超音速ランプに連なる部
分に多数の抽気孔を設け、この抽気孔をインテーク外部
と連通口にて連通し、この連通口とインテーク外部との
境界に開閉可能にスライド板を設けてあるので、インテ
ーク流路内に形状変化は生ぜず、スロート部近傍の流路
表面は滑らかであり、従って、境界層と垂直衝撃波の干
渉特性が明確となり、インテーク内部流を安定させるこ
とができる。
【００２４】また、本発明の超音速インテークの始動方
法は、インテークに流入する空気が超音速になる時、ス
ロート前方の超音速ランプに連なる部分に設けた多数の
抽気孔から大容量の空気を抽気し、スロート通過流量を
減少して、垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませるので
あるから、従来のようにスロート付近に可変壁を設ける
必要がなく、従って大きな駆動手段は必要がなく、始動
機構は至って簡素であり、作動に対する信頼性が向上す
る。特に始動後、境界層抽気が行われるものにあって
は、インテーク内部での垂直衝撃波との干渉による悪影
響が抑制されると共に総圧の低い空気を少なくできて、
インテーク流路出口での総圧回復率の低下を抑えること
ができる。
法は、インテークに流入する空気が超音速になる時、ス
ロート前方の超音速ランプに連なる部分に設けた多数の
抽気孔から大容量の空気を抽気し、スロート通過流量を
減少して、垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませるので
あるから、従来のようにスロート付近に可変壁を設ける
必要がなく、従って大きな駆動手段は必要がなく、始動
機構は至って簡素であり、作動に対する信頼性が向上す
る。特に始動後、境界層抽気が行われるものにあって
は、インテーク内部での垂直衝撃波との干渉による悪影
響が抑制されると共に総圧の低い空気を少なくできて、
インテーク流路出口での総圧回復率の低下を抑えること
ができる。
【図１】本発明の超音速インテークの一実施形態を示す
側断面図である。
側断面図である。
【図２】本発明の超音速インテークの一実施形態の一部
変更例を示す側断面図である。
変更例を示す側断面図である。
【図３】超音速インテークの始動直前のスロート近傍の
圧力センサ又は温度センサからの制御回路への入力信号
と制御回路からの出力信号を示す図である。
圧力センサ又は温度センサからの制御回路への入力信号
と制御回路からの出力信号を示す図である。
【図４】本発明の超音速インテークの他の実施形態を示
すもので、スライド板を閉じた状態の平面図である。
すもので、スライド板を閉じた状態の平面図である。
【図５】本発明の超音速インテークの他の実施形態の一
部変更例を示すもので、スライド板を閉じた状態の平面
図である。
部変更例を示すもので、スライド板を閉じた状態の平面
図である。
【図６】本発明の超音速インテークの他の実施形態の一
部変更例を示すもので、スライド板を閉じた状態の平面
図である。
部変更例を示すもので、スライド板を閉じた状態の平面
図である。
【図７】本発明の超音速インテークの始動方法の工程を
示す概略側断面図で、（ａ）は始動前、（ｂ）は始動
時、（ｃ）は始動後の状態である。
示す概略側断面図で、（ａ）は始動前、（ｂ）は始動
時、（ｃ）は始動後の状態である。
【図８】従来の超音速インテークの概略側断面図であ
る。
る。
【図９】従来の超音速インテークの始動方法の工程を示
す概略側断面図で、（ａ）は始動前、（ｂ）は始動時、
（ｃ）は始動後の状態である。
す概略側断面図で、（ａ）は始動前、（ｂ）は始動時、
（ｃ）は始動後の状態である。
【図１０】従来の超音速インテークにおける境界層抽気
を示す側断面図である。
を示す側断面図である。
【図１１】従来の超音速インテークにおける最終垂直衝
撃波の安定性を図るための抽気を示す側断面図である。
撃波の安定性を図るための抽気を示す側断面図である。
１′ 超音速インテーク ３ スロート ６ 垂直衝撃波 ７ 超音速ランプ ８ 境界層 ９′ 抽気孔 １０ 連通口 １１ スライド板 １２ 開口端 １３ ガイドレール １４ コイルばね １５ フック １６ コイルばね １７ 電磁マグネット １８ 制御回路 １９ 圧力センサ又は温度センサ ２０ ピン穴 ２１ 電磁ソレノイド ２２ ピン ２３ 少量の開口部 ２４ 大径の穴 ２５ 切り欠き
Claims (6)
- 【請求項１】 スロート前方の流路内部における超音速
ランプに連なる部分に、大容量の空気を抽気する多数の
抽気孔を設け、この多数の抽気孔をインテーク外部と連
通口にて連通し、この連通口とインテーク外部との境界
に開閉可能にスライド板を設けたことを特徴とする超音
速インテーク。 - 【請求項２】 請求項１記載の超音速インテークにおい
て、スライド板が完全閉鎖せず、少量の開口部が残り、
インテーク外部と連通するようになされていることを特
徴とする超音速インテーク。 - 【請求項３】 請求項１記載の超音速インテークにおい
て、スライド板に切り欠き又は穴が設けられ、この切り
欠き又は穴により閉鎖時インテーク外部と連通するよう
になされていることを特徴とする超音速インテーク。 - 【請求項４】 インテークに流入する空気が超音速にな
る時、スロート前方の流路内部における超音速ランプに
連なる部分に設けた多数の抽気孔から大容量の空気を抽
気し、スロート通過流量を減少して、垂直衝撃波をスロ
ート後方に呑込ませることを特徴とする超音速インテー
クの始動方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の超音速インテークの始動
方法において、垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませて
始動した後、連通口とインテーク外部との境界に設けた
スライド板を少量の開口部を残して閉じ、その開口部よ
り境界層抽気を行うことを特徴とする超音速インテーク
の始動方法。 - 【請求項６】 請求項４記載の超音速インテークの始動
方法において、垂直衝撃波をスロート後方に呑込ませて
始動した後、連通口とインテーク外部との境界に設けた
スライド板を閉じて、そのスライド板に設けた切り欠き
又は穴より境界層抽気を行うことを特徴とする超音速イ
ンテークの始動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10370414A JP3050860B1 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 超音速インテ―ク及びその始動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10370414A JP3050860B1 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 超音速インテ―ク及びその始動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3050860B1 true JP3050860B1 (ja) | 2000-06-12 |
| JP2000192823A JP2000192823A (ja) | 2000-07-11 |
Family
ID=18496854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10370414A Expired - Lifetime JP3050860B1 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 超音速インテ―ク及びその始動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3050860B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103950543A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-07-30 | 南京航空航天大学 | 一种具有可变放气系统的飞行器超声速进气道 |
| CN110805495A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-18 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种定几何宽速域超音速进气道及其工作方法和飞行器 |
| CN116659807A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-08-29 | 南京理工大学 | 高超进气道激波/边界层干扰与壁板流固耦合实验装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6959552B2 (en) * | 2004-03-18 | 2005-11-01 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Gas turbine inlet flow straightener |
| CN103225542B (zh) * | 2013-04-11 | 2015-06-03 | 南京航空航天大学 | 一种可变形鼓包进气道的鼓包型面变形实现方法 |
| RU2696884C2 (ru) * | 2018-01-11 | 2019-08-07 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (варианты) |
| RU2679337C1 (ru) * | 2018-01-11 | 2019-02-07 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Способ повышения тягово-экономических характеристик сверхзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (варианты) |
| RU186094U1 (ru) * | 2018-01-11 | 2018-12-29 | Акционерное Общество "Государственное Машиностроительное Конструкторское Бюро "Радуга" Имени А.Я. Березняка" | Сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (варианты) |
| CN109944701B (zh) * | 2019-03-19 | 2021-06-18 | 南京航空航天大学 | 一种外压式超声速进气道 |
| CN113107680B (zh) * | 2021-04-21 | 2022-04-19 | 南京航空航天大学 | 带无级可调放气活门的高超声速大内收缩比进气道及控制方法 |
| KR102459628B1 (ko) * | 2022-04-15 | 2022-10-28 | 국방과학연구소 | 비행체 흡입구의 불시동 방지 장치, 그것을 구비한 비행체 및 그것의 제어 방법 |
| KR102547447B1 (ko) * | 2022-12-01 | 2023-06-28 | 국방과학연구소 | 비행체 흡입구의 배압 조정 장치 및 그것을 구비한 비행체 |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP10370414A patent/JP3050860B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103950543A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-07-30 | 南京航空航天大学 | 一种具有可变放气系统的飞行器超声速进气道 |
| CN110805495A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-18 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种定几何宽速域超音速进气道及其工作方法和飞行器 |
| CN116659807A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-08-29 | 南京理工大学 | 高超进气道激波/边界层干扰与壁板流固耦合实验装置 |
| CN116659807B (zh) * | 2023-07-27 | 2023-10-03 | 南京理工大学 | 高超进气道激波/边界层干扰与壁板流固耦合实验装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000192823A (ja) | 2000-07-11 |
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