JP3109782B2 - 超音速空気取入装置 - Google Patents
超音速空気取入装置Info
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- JP3109782B2 JP3109782B2 JP05162642A JP16264293A JP3109782B2 JP 3109782 B2 JP3109782 B2 JP 3109782B2 JP 05162642 A JP05162642 A JP 05162642A JP 16264293 A JP16264293 A JP 16264293A JP 3109782 B2 JP3109782 B2 JP 3109782B2
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- air
- intake
- hole
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、ラムジェッ
トにおいて、超音速の空気流を亜音速の空気流に変換し
て燃料室に導入するのに利用される超音速空気取入装置
に関するものである。
トにおいて、超音速の空気流を亜音速の空気流に変換し
て燃料室に導入するのに利用される超音速空気取入装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記したような超音速空気取入装
置としては、例えば、図４に示すものがあった。
置としては、例えば、図４に示すものがあった。
【０００３】図に示す超音速空気取入装置５１は、ラン
プ５２をカウリング５３で覆ってなるもので、空気取入
口５１ａと、この空気取入口５１ａに連通しかつランプ
５２の傾斜面５２ａにより空気取入口５１ａの流路面積
よりも漸次流路面積が大きくなるようにしたディフュー
ザ部５１ｂを備えている。
プ５２をカウリング５３で覆ってなるもので、空気取入
口５１ａと、この空気取入口５１ａに連通しかつランプ
５２の傾斜面５２ａにより空気取入口５１ａの流路面積
よりも漸次流路面積が大きくなるようにしたディフュー
ザ部５１ｂを備えている。
【０００４】そして、この超音速空気取入装置５１で
は、空気取入口５１ａから流入する超音波の空気流をデ
ィフューザ部５１ｂで圧縮減速して亜音速の空気流に変
換し、この超音速空気取入装置５１に接続する図示しな
い燃焼室に導入する。
は、空気取入口５１ａから流入する超音波の空気流をデ
ィフューザ部５１ｂで圧縮減速して亜音速の空気流に変
換し、この超音速空気取入装置５１に接続する図示しな
い燃焼室に導入する。
【０００５】また、従来においては、上記超音速空気取
入装置５１のほかに、図５に示す超音速空気取入装置が
あった。
入装置５１のほかに、図５に示す超音速空気取入装置が
あった。
【０００６】図５に示す超音速空気取入装置６１は、同
じくランプ６２をカウリング６３で覆ってなるもので、
図示左端を空気取入口６１ａとして形成していると共に
この空気取入口６１ａから図示右端側にかけて流路面積
を漸次大きくなるようにしたディフューザ部６１ｂとし
て形成している。
じくランプ６２をカウリング６３で覆ってなるもので、
図示左端を空気取入口６１ａとして形成していると共に
この空気取入口６１ａから図示右端側にかけて流路面積
を漸次大きくなるようにしたディフューザ部６１ｂとし
て形成している。
【０００７】この超音速空気取入装置６１は、ランプ６
２の傾斜面６２ａに、アクチュエータ６４，６５，６６
により作動する可動板６２ｂ，６２ｃを設けていると共
に、ランプ６２の傾斜面６２ａとは反対側に、可動板６
２ｂ，６２ｃと連動するダンプドア６２ｄを設けてい
る。これらの可動板６２ｂ，６２ｃおよびダンプドア６
２ｄは、空気取入口６１ａから流入する空気流の速さが
亜音速ないしは遷音速の段階において、仮想線で示す位
置ないしその近傍で固定され、空気流が超音速となった
段階において、アクチュエータ６４，６５，６６の作動
によって実線で示す位置に各々回動し、これにより生じ
た隙間から空気流の一部を流出させることにより、この
空気取入装置６１に接続する図示しない燃焼室に導入す
る空気量を制御して、垂直衝撃波の位置をコントロール
するようにしている。
２の傾斜面６２ａに、アクチュエータ６４，６５，６６
により作動する可動板６２ｂ，６２ｃを設けていると共
に、ランプ６２の傾斜面６２ａとは反対側に、可動板６
２ｂ，６２ｃと連動するダンプドア６２ｄを設けてい
る。これらの可動板６２ｂ，６２ｃおよびダンプドア６
２ｄは、空気取入口６１ａから流入する空気流の速さが
亜音速ないしは遷音速の段階において、仮想線で示す位
置ないしその近傍で固定され、空気流が超音速となった
段階において、アクチュエータ６４，６５，６６の作動
によって実線で示す位置に各々回動し、これにより生じ
た隙間から空気流の一部を流出させることにより、この
空気取入装置６１に接続する図示しない燃焼室に導入す
る空気量を制御して、垂直衝撃波の位置をコントロール
するようにしている。
【０００８】上記した超音速空気取入装置５１，６１に
関しては、「増補版 航空宇宙工学便覧」 社団法人
日本航空宇宙学会編 昭和５８年４月２５日 丸善発行
の第６５５頁〜第６５６頁や、Ｊａｎｅ´ｓ Ｐｕｂｌ
ｉｓｈｉｎｇ Ｉｎｃ． 発行の 「ＤＥＳＩＧＮ Ｆ
ＯＲ ＡＩＲ ＣＯＭＢＡＴ」 に若干の説明がある。
関しては、「増補版 航空宇宙工学便覧」 社団法人
日本航空宇宙学会編 昭和５８年４月２５日 丸善発行
の第６５５頁〜第６５６頁や、Ｊａｎｅ´ｓ Ｐｕｂｌ
ｉｓｈｉｎｇ Ｉｎｃ． 発行の 「ＤＥＳＩＧＮ Ｆ
ＯＲ ＡＩＲ ＣＯＭＢＡＴ」 に若干の説明がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記したような超音速
空気取入装置において、この超音速空気取入装置に接続
する燃焼室での燃焼効率を良いものとするためには、超
音速空気取入装置内に発生する垂直衝撃波を空気取入装
置内に留めて超臨界状態を保つ必要がある。
空気取入装置において、この超音速空気取入装置に接続
する燃焼室での燃焼効率を良いものとするためには、超
音速空気取入装置内に発生する垂直衝撃波を空気取入装
置内に留めて超臨界状態を保つ必要がある。
【００１０】ところが、上記した図４に示した超音速空
気取入装置５１にあっては、飛翔体の姿勢変化などに起
因して燃焼室内の圧力が上昇し、その圧力が空気取入口
５１ａから流入する空気流の総圧を上廻ってしまうと、
垂直衝撃波Ｗが空気取入口５１の前方に移動してしま
い、振動流によりバズが発生したり空気抵抗が大幅に増
加したりするのに加えて、推力の制御も困難になってし
まうことがあるという問題があった。
気取入装置５１にあっては、飛翔体の姿勢変化などに起
因して燃焼室内の圧力が上昇し、その圧力が空気取入口
５１ａから流入する空気流の総圧を上廻ってしまうと、
垂直衝撃波Ｗが空気取入口５１の前方に移動してしま
い、振動流によりバズが発生したり空気抵抗が大幅に増
加したりするのに加えて、推力の制御も困難になってし
まうことがあるという問題があった。
【００１１】一方、図５に示した超音速空気取入装置６
１では、アクチュエータ６４，６５，６６の作動によ
り、可動板６２ｂ，６２ｃおよびダンプドア６２ｄを回
動させて垂直衝撃波の位置制御を行うことはできるもの
の、構造が複雑になって重量が増大してしまうという問
題を有しており、これらの問題を解決することが従来の
課題となっていた。
１では、アクチュエータ６４，６５，６６の作動によ
り、可動板６２ｂ，６２ｃおよびダンプドア６２ｄを回
動させて垂直衝撃波の位置制御を行うことはできるもの
の、構造が複雑になって重量が増大してしまうという問
題を有しており、これらの問題を解決することが従来の
課題となっていた。
【００１２】
【発明の目的】この発明は、上記した従来の課題に着目
してなされたもので、構造を複雑にすることなくかつま
た重量を増大させることなく、垂直衝撃波の位置制御を
行うことが可能である超音速空気取入装置を提供するこ
とを目的としている。
してなされたもので、構造を複雑にすることなくかつま
た重量を増大させることなく、垂直衝撃波の位置制御を
行うことが可能である超音速空気取入装置を提供するこ
とを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明は、空気取入口
と、前記空気取入口に連通しかつ前記空気取入口よりも
内部側に傾斜面を設けたディフューザ部を備えた超音速
空気取入装置において、前記空気取入口近傍の前記傾斜
面に連続する部分で開口する取入口側吸い込み孔と、前
記ディフューザ部の前記傾斜面で開口するディフューザ
側吸い込み孔と、前記取入口側吸い込み孔に連通しかつ
外部に連通する外部連通孔を設け、前記取入口側吸い込
み孔が開口する空気取入口近傍での静圧と前記ディフュ
ーザ側吸い込み孔が開口するディフューザ部での静圧と
により、前記取入口側吸い込み孔に流入して前記外部連
通孔から外部に流出する空気の量を制御する空気流出量
制御手段を設けた構成としたことを特徴としており、こ
の超音速空気取入装置の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。
と、前記空気取入口に連通しかつ前記空気取入口よりも
内部側に傾斜面を設けたディフューザ部を備えた超音速
空気取入装置において、前記空気取入口近傍の前記傾斜
面に連続する部分で開口する取入口側吸い込み孔と、前
記ディフューザ部の前記傾斜面で開口するディフューザ
側吸い込み孔と、前記取入口側吸い込み孔に連通しかつ
外部に連通する外部連通孔を設け、前記取入口側吸い込
み孔が開口する空気取入口近傍での静圧と前記ディフュ
ーザ側吸い込み孔が開口するディフューザ部での静圧と
により、前記取入口側吸い込み孔に流入して前記外部連
通孔から外部に流出する空気の量を制御する空気流出量
制御手段を設けた構成としたことを特徴としており、こ
の超音速空気取入装置の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。
【００１４】
【発明の作用】この発明に係わる超音速空気取入装置で
は、垂直衝撃波がほぼ空気取入口の位置ないし僅かに内
側にある場合、取入口側吸い込み孔およびディフューザ
側吸い込み孔の各内部圧力は、いずれも空気取入口に流
入する空気流の静圧にほぼ等しくなることから、空気流
出量制御手段の制御によって、取入口側吸い込み孔およ
び外部連通孔を介して多量の空気が外部に流出すること
となる。
は、垂直衝撃波がほぼ空気取入口の位置ないし僅かに内
側にある場合、取入口側吸い込み孔およびディフューザ
側吸い込み孔の各内部圧力は、いずれも空気取入口に流
入する空気流の静圧にほぼ等しくなることから、空気流
出量制御手段の制御によって、取入口側吸い込み孔およ
び外部連通孔を介して多量の空気が外部に流出すること
となる。
【００１５】これにより、ディフューザ部の下流側へ流
れる空気の量が減少し、ディフューザ部に接続して設け
られる例えばラム燃焼室内の燃焼が僅かに弱まって圧力
が低下するので、垂直衝撃波は取入口吸い込み孔の開口
部分を通過してディフューザ部側に移動する。
れる空気の量が減少し、ディフューザ部に接続して設け
られる例えばラム燃焼室内の燃焼が僅かに弱まって圧力
が低下するので、垂直衝撃波は取入口吸い込み孔の開口
部分を通過してディフューザ部側に移動する。
【００１６】そして、垂直衝撃波が、取入口側吸い込み
孔の開口部分とディフューザ側吸い込み孔の開口部分と
の間に位置すると、この状態では、取入口側吸い込み孔
が開口する部分での静圧よりも、ディフューザ側吸い込
み孔が開口する部分での静圧の方がかなり高いので、こ
の差圧により空気流出量制御手段が作動して、取入口側
吸い込み孔に流入して外部連通孔から外部に流出する空
気の量を少なく制限することとなる。
孔の開口部分とディフューザ側吸い込み孔の開口部分と
の間に位置すると、この状態では、取入口側吸い込み孔
が開口する部分での静圧よりも、ディフューザ側吸い込
み孔が開口する部分での静圧の方がかなり高いので、こ
の差圧により空気流出量制御手段が作動して、取入口側
吸い込み孔に流入して外部連通孔から外部に流出する空
気の量を少なく制限することとなる。
【００１７】したがって、制限された分だけディフュー
ザ部の下流側へ多くの空気が流れることにより、ラム燃
焼室内の圧力が再び上昇し、垂直衝撃波は、その前後の
総圧が釣り合った位置で留まることとなる。
ザ部の下流側へ多くの空気が流れることにより、ラム燃
焼室内の圧力が再び上昇し、垂直衝撃波は、その前後の
総圧が釣り合った位置で留まることとなる。
【００１８】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
【００１９】図１ないし図３はこの発明に係わる超音速
空気取入装置の一実施例を示し、この実施例では、この
発明に係わる超音速空気取入装置をラムジェットに適用
した場合を例示する。
空気取入装置の一実施例を示し、この実施例では、この
発明に係わる超音速空気取入装置をラムジェットに適用
した場合を例示する。
【００２０】図３に示すように、ラムジェット１は、ブ
ースタ推進薬２を装填した主燃焼室３と、ブースタ推進
薬２の燃焼終了後に燃焼して燃料過多の可燃ガスを発生
するサステーナ推進薬４を装填した可燃ガス発生室５を
備えており、可燃ガス発生室５は主燃焼室３の前方に設
けられて、ガスノズル６を介して主燃焼室３に連通して
いる。
ースタ推進薬２を装填した主燃焼室３と、ブースタ推進
薬２の燃焼終了後に燃焼して燃料過多の可燃ガスを発生
するサステーナ推進薬４を装填した可燃ガス発生室５を
備えており、可燃ガス発生室５は主燃焼室３の前方に設
けられて、ガスノズル６を介して主燃焼室３に連通して
いる。
【００２１】主燃焼室３の前部の外周には円周方向の複
数ケ所にポート３ａを備えており、これらのポート３ａ
は、ブースタ推進薬２の燃焼時においてポートカバー８
により閉塞されると共にブースタ推進薬２の燃焼終了に
合わせてポートカバー解除機構９を作動させてポートカ
バー８を除去することにより開放されるようになってい
る。そして、これらのポート３ａには超音速空気取入装
置１０が各々接続してあり、サステーナ推進薬４の燃焼
により生じてガスノズル６から噴出する可燃ガスの燃焼
（２次燃焼）に必要な空気を圧縮して主燃焼室３に導入
するようにしている。
数ケ所にポート３ａを備えており、これらのポート３ａ
は、ブースタ推進薬２の燃焼時においてポートカバー８
により閉塞されると共にブースタ推進薬２の燃焼終了に
合わせてポートカバー解除機構９を作動させてポートカ
バー８を除去することにより開放されるようになってい
る。そして、これらのポート３ａには超音速空気取入装
置１０が各々接続してあり、サステーナ推進薬４の燃焼
により生じてガスノズル６から噴出する可燃ガスの燃焼
（２次燃焼）に必要な空気を圧縮して主燃焼室３に導入
するようにしている。
【００２２】前記超音速空気取入装置１０は、ランプ１
１をカウリング１２で覆ってなるもので、一方（図示左
方）の開口端を空気取入口１０ａとして形成していると
共に、他方（図示右方）の開口端をポート３ａに接続し
ている。そして、この超音速空気取入装置１０は、空気
取入口１０ａに連通してかつランプ１１の傾斜面１１ａ
によって流路面積が空気取入口１０ａの流路面積よりも
漸次大きくなるようにしたディフューザ部１０ｂを備え
ており、空気取入口１０ａから流入する超音速の空気流
をこのディフューザ部１０ｂで亜音速の空気流とするよ
うにしている。
１をカウリング１２で覆ってなるもので、一方（図示左
方）の開口端を空気取入口１０ａとして形成していると
共に、他方（図示右方）の開口端をポート３ａに接続し
ている。そして、この超音速空気取入装置１０は、空気
取入口１０ａに連通してかつランプ１１の傾斜面１１ａ
によって流路面積が空気取入口１０ａの流路面積よりも
漸次大きくなるようにしたディフューザ部１０ｂを備え
ており、空気取入口１０ａから流入する超音速の空気流
をこのディフューザ部１０ｂで亜音速の空気流とするよ
うにしている。
【００２３】また、この超音速空気取入装置１０のラン
プ１１には、取入口側吸い込み孔１３とディフューザ側
吸い込み孔１４が設けてある。そして、取入口側吸い込
み孔１３は、空気取入口１０ａ近傍の傾斜面１１ａに連
続する部分で開口するように形成してある。一方、ディ
フューザ側吸い込み孔１４は、ディフューザ部１０ｂの
傾斜面１１ａで開口するように形成してあり、これらの
吸い込み孔１３，１４は、この実施例において外部連通
孔１５に連通するものとなっている。
プ１１には、取入口側吸い込み孔１３とディフューザ側
吸い込み孔１４が設けてある。そして、取入口側吸い込
み孔１３は、空気取入口１０ａ近傍の傾斜面１１ａに連
続する部分で開口するように形成してある。一方、ディ
フューザ側吸い込み孔１４は、ディフューザ部１０ｂの
傾斜面１１ａで開口するように形成してあり、これらの
吸い込み孔１３，１４は、この実施例において外部連通
孔１５に連通するものとなっている。
【００２４】この外部連通孔１５は、両吸い込み孔１
３，１４に連通しかつ空気流出量制御手段の一部を構成
するピストン１６を摺動可能に設けたピストン摺動孔１
５ａと、このピストン摺動孔１５ａに連通しかつランプ
１１の傾斜面１１ａとは反対側で開口する流出孔１５ｂ
とからなるもので、ピストン１６は、ディフューザ側吸
い込み孔１４とこの流出孔１５ｂとの間にシールされた
状態で設けてあり、ディフューザ側吸い込み孔１４と流
出孔１５ｂとの間においては、空気の流通がなされない
ようにしてある。そして、このピストン１６は、そのデ
ィフューザ側吸い込み孔１４側に設けた空気流出量制御
手段の一部を構成するコイルばね１７によって、その摺
動動作が規制されるようになっている。
３，１４に連通しかつ空気流出量制御手段の一部を構成
するピストン１６を摺動可能に設けたピストン摺動孔１
５ａと、このピストン摺動孔１５ａに連通しかつランプ
１１の傾斜面１１ａとは反対側で開口する流出孔１５ｂ
とからなるもので、ピストン１６は、ディフューザ側吸
い込み孔１４とこの流出孔１５ｂとの間にシールされた
状態で設けてあり、ディフューザ側吸い込み孔１４と流
出孔１５ｂとの間においては、空気の流通がなされない
ようにしてある。そして、このピストン１６は、そのデ
ィフューザ側吸い込み孔１４側に設けた空気流出量制御
手段の一部を構成するコイルばね１７によって、その摺
動動作が規制されるようになっている。
【００２５】つまり、ピストン１６およびコイルばね１
７よりなる空気流出量制御手段は、取入口側吸い込み孔
１３の開口部分の静圧と、ディフューザ側吸い込み孔１
４の開口部分の静圧とがほぼ等しい場合には、ピストン
１６の両端面での受圧力とコイルばね１７の反発力との
力関係により、図２に示すように、コイルばね１７が圧
縮する方向にピストン１６を摺動させ、ピストン１６の
両面での受圧力とコイルばね１７の反発力とがバランス
したところで停止させるように作動する。すなわち、流
出孔１５ｂの流路を全開とし、これにより取入口側吸い
込み孔１３に流入した多量の空気を流出孔１５ｂから外
部に流出させるように作動する。
７よりなる空気流出量制御手段は、取入口側吸い込み孔
１３の開口部分の静圧と、ディフューザ側吸い込み孔１
４の開口部分の静圧とがほぼ等しい場合には、ピストン
１６の両端面での受圧力とコイルばね１７の反発力との
力関係により、図２に示すように、コイルばね１７が圧
縮する方向にピストン１６を摺動させ、ピストン１６の
両面での受圧力とコイルばね１７の反発力とがバランス
したところで停止させるように作動する。すなわち、流
出孔１５ｂの流路を全開とし、これにより取入口側吸い
込み孔１３に流入した多量の空気を流出孔１５ｂから外
部に流出させるように作動する。
【００２６】また、この空気流出量制御手段は、図１に
示すように、ディフューザ部１０ｂで生じた垂直衝撃波
Ｗが、取入口側吸い込み孔１３の開口部分とディフュー
ザ側吸い込み孔１４の開口部分との間に位置した場合に
は、ディフューザ側吸い込み孔１４の開口部分での静圧
が非常に大きいことに加えてコイルばね１７の反発力も
作用して、ピストン１６を取入口側吸い込み孔１３の方
向に摺動させ、ピストン１６の両端面での受圧力とコイ
ルばね１７の反発力とがバランスしたところで停止させ
るように作動する。すなわち、流出孔１５ｂの流路を狭
めることによって、流出孔１５ｂから外部に流出する空
気の量を減らすように作動する。
示すように、ディフューザ部１０ｂで生じた垂直衝撃波
Ｗが、取入口側吸い込み孔１３の開口部分とディフュー
ザ側吸い込み孔１４の開口部分との間に位置した場合に
は、ディフューザ側吸い込み孔１４の開口部分での静圧
が非常に大きいことに加えてコイルばね１７の反発力も
作用して、ピストン１６を取入口側吸い込み孔１３の方
向に摺動させ、ピストン１６の両端面での受圧力とコイ
ルばね１７の反発力とがバランスしたところで停止させ
るように作動する。すなわち、流出孔１５ｂの流路を狭
めることによって、流出孔１５ｂから外部に流出する空
気の量を減らすように作動する。
【００２７】さらに、主燃焼室３の後端部にはブースタ
推進薬２の燃焼時にノズルとして機能しかつ燃焼終了と
同時に主燃焼室３から切り離されるブースタノズル１８
と、２次燃焼時にノズルとして機能するラムノズル１９
とが同心状に設けてある。
推進薬２の燃焼時にノズルとして機能しかつ燃焼終了と
同時に主燃焼室３から切り離されるブースタノズル１８
と、２次燃焼時にノズルとして機能するラムノズル１９
とが同心状に設けてある。
【００２８】上記した構成の超音速空気取入装置１０を
備えたラムジェット１は、まず、主燃焼室３内のブース
タ推進薬２に点火すると、ブースタ推進薬２が燃焼し、
この燃焼により生じた燃焼ガスをブースタノズル１８か
ら噴出させることによって、推力を得る。そして、この
ラムジェット１を搭載した飛翔体は発進し、そして、ラ
ム圧による作動に必要な設定マッハ数に到達するまで加
速する。
備えたラムジェット１は、まず、主燃焼室３内のブース
タ推進薬２に点火すると、ブースタ推進薬２が燃焼し、
この燃焼により生じた燃焼ガスをブースタノズル１８か
ら噴出させることによって、推力を得る。そして、この
ラムジェット１を搭載した飛翔体は発進し、そして、ラ
ム圧による作動に必要な設定マッハ数に到達するまで加
速する。
【００２９】続いて、設定マッハ数に到達し、ブースタ
推進薬２の燃焼が終了する時点では、ポートカバー解除
機構９が作動してポートカバー８をポート３ａから除去
するので、ポート３ａは開放されることとなり、超音速
空気取入装置１０およびポート３ａを介して主燃焼室３
内に圧縮された空気が導入されるようになる。
推進薬２の燃焼が終了する時点では、ポートカバー解除
機構９が作動してポートカバー８をポート３ａから除去
するので、ポート３ａは開放されることとなり、超音速
空気取入装置１０およびポート３ａを介して主燃焼室３
内に圧縮された空気が導入されるようになる。
【００３０】これと同時に、可燃ガス発生室５内のサス
テーナ推進薬４が点火され、このサステーナ推進薬の燃
焼により生じた可燃ガスがガスノズル６から主燃焼室３
内に噴出すると、主燃焼室３では、この可燃ガスと、超
音速空気取入装置１０から導入された圧縮空気とが混合
して２次燃焼するようになり、この燃焼により生じた燃
焼ガスをラムノズル１９から噴射して推力を発生する。
テーナ推進薬４が点火され、このサステーナ推進薬の燃
焼により生じた可燃ガスがガスノズル６から主燃焼室３
内に噴出すると、主燃焼室３では、この可燃ガスと、超
音速空気取入装置１０から導入された圧縮空気とが混合
して２次燃焼するようになり、この燃焼により生じた燃
焼ガスをラムノズル１９から噴射して推力を発生する。
【００３１】この場合、超音速空気取入装置１０の内部
では、垂直衝撃波Ｗが生じているが、飛翔体の姿勢変化
や超音速空気取入装置１０の個々の特性の差に起因し
て、主燃焼室３内の圧力が変化（例えば上昇）すること
により、垂直衝撃波Ｗが、図２に示すように、空気取入
口１０ａの位置ないしその近傍に移動すると、取入口側
吸い込み孔１３およびディフューザ側吸い込み孔１４の
内部圧力は、いずれも空気取入口１０ａに流入する空気
流の静圧にほぼ等しくなることから、空気流出量制御手
段の一部であるピストン１６は、このピストン１６の両
端面での受圧力と同じく空気流出量制御手段の一部であ
るコイルばね１１の反発力との力関係によって、コイル
ばね１７を圧縮する方向に摺動し、前記ピストン１６の
両端面での受圧力とコイルばね１７の反発力とがバラン
スすることによってピストン１６が外部連通孔１５の流
出孔１５ｂの流路を全開とした状態でこの位置において
保持されることとなり、結局、取入口側吸い込み孔１３
および外部連通孔１５を介して多量の空気が外部に流出
する。
では、垂直衝撃波Ｗが生じているが、飛翔体の姿勢変化
や超音速空気取入装置１０の個々の特性の差に起因し
て、主燃焼室３内の圧力が変化（例えば上昇）すること
により、垂直衝撃波Ｗが、図２に示すように、空気取入
口１０ａの位置ないしその近傍に移動すると、取入口側
吸い込み孔１３およびディフューザ側吸い込み孔１４の
内部圧力は、いずれも空気取入口１０ａに流入する空気
流の静圧にほぼ等しくなることから、空気流出量制御手
段の一部であるピストン１６は、このピストン１６の両
端面での受圧力と同じく空気流出量制御手段の一部であ
るコイルばね１１の反発力との力関係によって、コイル
ばね１７を圧縮する方向に摺動し、前記ピストン１６の
両端面での受圧力とコイルばね１７の反発力とがバラン
スすることによってピストン１６が外部連通孔１５の流
出孔１５ｂの流路を全開とした状態でこの位置において
保持されることとなり、結局、取入口側吸い込み孔１３
および外部連通孔１５を介して多量の空気が外部に流出
する。
【００３２】これによって、ディフューザ部１０ｂの下
流側へ流れる空気量が減少し、主燃焼室３での燃焼が僅
かに弱まって圧力が低下するので、垂直衝撃波Ｗは、取
入口側吸い込み孔１３の開口部分を通過してディフュー
ザ部１０ｂ側に移動する。
流側へ流れる空気量が減少し、主燃焼室３での燃焼が僅
かに弱まって圧力が低下するので、垂直衝撃波Ｗは、取
入口側吸い込み孔１３の開口部分を通過してディフュー
ザ部１０ｂ側に移動する。
【００３３】そして、この垂直衝撃波Ｗが、図１に示す
ように、取入口側吸い込み孔１３の開口部分とディフュ
ーザ側吸い込み孔１４の開口部分との間に位置するよう
になると、ディフューザ側吸い込み孔１４が傾斜面１１
ａで開口する部分での静圧が、取入口側吸い込み孔１３
が傾斜面１１ａに連続する面で開口する部分での静圧よ
りも遥かに高いものとなるので、この差圧およびコイル
ばね１７の反発力によって、ピストン１６は取入口側吸
い込み孔１３の方向に向けて摺動し、ピストン１６の両
端面での受圧力とコイルばね１７の反発力による力関係
がバランスしたところで停止して、外部連通孔１５の流
出孔１５ｂの流路を狭めることとなり、これによって、
取入口側吸い込み孔１３および外部連通孔１５を介して
外部に流出する空気の量は少なく制限される。
ように、取入口側吸い込み孔１３の開口部分とディフュ
ーザ側吸い込み孔１４の開口部分との間に位置するよう
になると、ディフューザ側吸い込み孔１４が傾斜面１１
ａで開口する部分での静圧が、取入口側吸い込み孔１３
が傾斜面１１ａに連続する面で開口する部分での静圧よ
りも遥かに高いものとなるので、この差圧およびコイル
ばね１７の反発力によって、ピストン１６は取入口側吸
い込み孔１３の方向に向けて摺動し、ピストン１６の両
端面での受圧力とコイルばね１７の反発力による力関係
がバランスしたところで停止して、外部連通孔１５の流
出孔１５ｂの流路を狭めることとなり、これによって、
取入口側吸い込み孔１３および外部連通孔１５を介して
外部に流出する空気の量は少なく制限される。
【００３４】つまり、ディフューザ部１０ｂの下流側へ
流れる空気の量が再び増加することにより、主燃焼室３
内の圧力が上昇し、垂直衝撃波Ｗの下流側への移動は停
止して前後の総圧が釣り合う位置で留まるようになる。
流れる空気の量が再び増加することにより、主燃焼室３
内の圧力が上昇し、垂直衝撃波Ｗの下流側への移動は停
止して前後の総圧が釣り合う位置で留まるようになる。
【００３５】したがって、この超音速空気取入装置１０
では、垂直衝撃波Ｗを常に超音速空気取入装置１０内に
留めておくことができ、取入口側吸い込み孔１３および
ディフューザ側吸い込み孔１４の開口位置や、使用する
コイルばね１７のばね定数等を適宜変更することによっ
て、垂直衝撃波Ｗの安定する位置を任意に設定すること
ができる。
では、垂直衝撃波Ｗを常に超音速空気取入装置１０内に
留めておくことができ、取入口側吸い込み孔１３および
ディフューザ側吸い込み孔１４の開口位置や、使用する
コイルばね１７のばね定数等を適宜変更することによっ
て、垂直衝撃波Ｗの安定する位置を任意に設定すること
ができる。
【００３６】また、この超音速空気取入装置１０では、
空気取入口１０ａから超音速の空気流が流入する際に
は、ほとんどの場合、両吸い込み孔１３，１４に空気が
流れ込むことから、定常的ではないが、エネルギを失い
かけた境界層を吸い込んで抵抗を減少させると共に空気
流の傾斜面１１ａからのはく離を防止し、機体の加熱を
もやわらげることが可能である。
空気取入口１０ａから超音速の空気流が流入する際に
は、ほとんどの場合、両吸い込み孔１３，１４に空気が
流れ込むことから、定常的ではないが、エネルギを失い
かけた境界層を吸い込んで抵抗を減少させると共に空気
流の傾斜面１１ａからのはく離を防止し、機体の加熱を
もやわらげることが可能である。
【００３７】なお、この発明に係わる超音速空気取入装
置の詳細な構成は、上記した実施例に限定されるもので
はない。
置の詳細な構成は、上記した実施例に限定されるもので
はない。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
超音速空気取入装置によれば、上記した構成としたか
ら、構造が複雑なものとなることなくかつ重量が増大す
ることなく、垂直衝撃波の位置制御を行うことが可能と
なり、常に垂直衝撃波を装置内に留めておくことができ
るという非常に優れた効果がもたらされる。
超音速空気取入装置によれば、上記した構成としたか
ら、構造が複雑なものとなることなくかつ重量が増大す
ることなく、垂直衝撃波の位置制御を行うことが可能と
なり、常に垂直衝撃波を装置内に留めておくことができ
るという非常に優れた効果がもたらされる。
【図１】この発明に係わる超音速空気取入装置の一実施
例を示す部分拡大断面説明図である。
例を示す部分拡大断面説明図である。
【図２】図１の超音速空気取入装置において垂直衝撃波
が空気取入口近傍に位置する状態を示す部分拡大断面説
明図である。
が空気取入口近傍に位置する状態を示す部分拡大断面説
明図である。
【図３】図１の超音速空気取入装置を装備したラムジェ
ットを示す断面説明図である。
ットを示す断面説明図である。
【図４】従来の超音速空気取入装置を示す部分拡大断面
説明図である。
説明図である。
【図５】従来の他の超音速空気取入装置を示す概略説明
図である。
図である。
１０ 超音速空気取入装置 １０ａ 空気取入口 １０ｂ ディフューザ部 １１ａ 傾斜面 １３ 取入口側吸い込み孔 １４ ディフューザ側吸い込み孔 １５ 外部連通孔 １６ ピストン（空気流出量制御手段） １７ コイルばね（空気流出量制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−213281（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−108821（ＪＰ，Ａ) 国際公開95／6198（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02K 7/10 F02K 9/78
Claims (1)
- 【請求項１】 空気取入口と、前記空気取入口に連通し
かつ前記空気取入口よりも内部側に傾斜面を設けたディ
フューザ部を備えた超音速空気取入装置において、前記
空気取入口近傍の前記傾斜面に連続する部分で開口する
取入口側吸い込み孔と、前記ディフューザ部の前記傾斜
面で開口するディフューザ側吸い込み孔と、前記取入口
側吸い込み孔に連通しかつ外部に連通する外部連通孔を
設け、前記取入口側吸い込み孔が開口する空気取入口近
傍での静圧と前記ディフューザ側吸い込み孔が開口する
ディフューザ部での静圧とにより、前記取入口側吸い込
み孔に流入して前記外部連通孔から外部に流出する空気
の量を制御する空気流出量制御手段を設けたことを特徴
とする超音速空気取入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05162642A JP3109782B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 超音速空気取入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05162642A JP3109782B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 超音速空気取入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0719116A JPH0719116A (ja) | 1995-01-20 |
| JP3109782B2 true JP3109782B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=15758506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05162642A Expired - Lifetime JP3109782B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 超音速空気取入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3109782B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7318752B2 (en) | 2005-08-26 | 2008-01-15 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Connector |
| KR102459628B1 (ko) | 2022-04-15 | 2022-10-28 | 국방과학연구소 | 비행체 흡입구의 불시동 방지 장치, 그것을 구비한 비행체 및 그것의 제어 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109533356A (zh) * | 2018-11-21 | 2019-03-29 | 南京航空航天大学 | 一种激波边界层干扰控制器 |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP05162642A patent/JP3109782B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7318752B2 (en) | 2005-08-26 | 2008-01-15 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Connector |
| KR102459628B1 (ko) | 2022-04-15 | 2022-10-28 | 국방과학연구소 | 비행체 흡입구의 불시동 방지 장치, 그것을 구비한 비행체 및 그것의 제어 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719116A (ja) | 1995-01-20 |
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