JP3198409B2 - 機体姿勢に対し斜めに超音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法 - Google Patents
機体姿勢に対し斜めに超音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法Info
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Description
平行に且つ機体姿勢に対し斜めに超音速インテークを設
けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法に関す
る。
は、機体迎角に対しては、ランプ部を可変にするなどし
て性能向上を図っている。図11のa,bに示すように
飛しょう体1の超音速インテーク2が、機体の軸中心線
Lと平行に且つ機体姿勢に対し斜めに設けられている場
合、機体迎角は超音速インテーク2に対して横滑り角を
与えることになり、ランプ部3の側壁4の形状によりイ
ンテーク内部流の特性、即ち、流入空気の総圧に対す
るインテーク出口(エンジン面)での総圧の比である
「総圧回復率」、インテーク入口にて捕獲する空気流
量である「捕獲流量」、インテーク出口(エンジン
面)での空気の不均一性である「内部流ディストーショ
ン」などが大きく変化する。
にランプ部3により加速した空気を外部に逃がすことな
くインテーク内部5に導くことができるという利点を有
するが、図13に示すように側壁4から発達する境界層
6がインテーク内部流と干渉するという欠点がある。然
るにこのランプ部3の側壁4は、従来、横滑り角に対す
る運用範囲を考慮して、図14に示すような1つの固定
側壁形状のみしか採用されていなかった。従って、この
ようなランプ部3の側壁4では、飛しょう体1の超音速
飛しょう時に機体迎角により横滑り角が発生した際、図
15のaに示すように気流の来る方向の側壁4が大きい
ため、気流が来る側の空気が側壁4にはねかえって、空
気の流れを十分にインテーク内部5に捕獲できない。ま
た、図15のbに示すように気流が来る方向の側壁4を
回る渦が発生し、前記インテーク内部流の特性が低下
し、超音速インテークの性能が低下する。また、超音速
インテークの作動範囲が狭くなり、機体の運動性能が低
下する。
迎角により発生した横滑り角に対してインテーク内部流
の特性を適正にできて性能の向上を図ることができ、ま
た作動範囲を拡大できて機体の運動性能の向上を図るこ
とができる、機体姿勢に対し斜めに超音速インテークを
設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法を提供
しようとするものである。
の本発明の機体姿勢に対し斜めに超音速インテークを設
けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法は、機体
の軸中心線と平行に且つ機体姿勢に対し斜めにインテー
クを設けた飛しょう体において、インテークのランプ部
の両側壁を、形状変更可能な可変側壁となして、機体が
迎角をとった際、側壁方向から来る気流に対してその気
流が来る方向の側壁を開いてその面積を小さくし、空気
の流れを十分にインテーク内部に捕獲し、インテーク内
部の総圧回復率及び流量を適性な値にすることを特徴と
するものである。
速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の
制御方法において、可変側壁の1つは、インテークのカ
ウル両側端におけるランプ部への垂線とランプ部両側端
縁を含む面に、三角形状の側壁をモータ駆動により出し
入れするようにしたものである。
ル両側端におけるランプ部への垂線位置から前方に、台
形の側壁をモータ駆動により出し入れするようにしたも
のである。
のカウル両側端におけるランプ部への垂線位置から前方
に設けた固定側壁と、この固定側壁と隣設した可動側壁
とより成り、可動側壁を固定側壁側へモータ駆動により
出し入れしてランプ部の側壁形状を変更するようにした
ものである。
クを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法で
は、飛しょう体の超音速飛しょう時、機体迎角により横
滑り角が与えられてインテーク内部流の特性が変化する
ようになった際、予め推定した横滑り角に対する総圧回
復率及び必要流量を実現する側壁位置データに基いて、
現在の側壁位置との差を無くすようにランプ部の側壁の
形状を変更する。即ち、気流が来る方向の側壁の面積を
小さくする。これにより気流が来る側の空気の流れを十
分にインテーク内部に捕獲でき、また気流が来る側の側
壁を回る渦が発生しなくなり、インテーク内部への総圧
回復率の低下及び内部ディストーションの増加等の悪影
響が減少し、横滑りによる超音速インテークの性能低下
が防止される。
音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流
の制御方法の実施形態について説明する。先ず、飛しょ
う体の超音速インテークの構造を図によって説明する
と、図1に示すように飛しょう体1の超音速インテーク
2が、機体の軸中心線Lと平行に且つ機体姿勢に対し斜
めに設けられ、この超音速インテーク2のランプ部3の
両側壁が、形状変更な可変側壁4′となされている。
明すると、超音速インテーク2のカウル7の両側端にお
けるランプ部3への垂線8とランプ部3の両側端縁9を
含む面10に、三角形状の側壁4aをモータ11の駆動
により出し入れするようにする。詳しくは三角形状の側
壁4aの後部の切欠部分の後端縁に設けたラック12に
モータ11の出力軸上に設けたギヤ13を噛合させ、モ
ータ11の正,逆駆動によりギヤ13,ラック12を介
して三角形状の側壁4aを両側の溝14内にて斜めに出
し入れするようにする。この可変側壁4′の部分的変更
例として、ギヤ13,ラック12の代りに、図3に示す
ようにモータ11の正,逆駆動によりカム15を介して
側壁4aを三角形状となるように出し入れするものもあ
る。尚、上記側壁4aを可変する機構は、インテーク内
部5の上壁16の内側に設けられている。
すると、超音速インテーク2のカウル7の両側端におけ
るランプ部3への垂線8の位置から前方に、テーパ下縁
を有する台形の側壁4bをモータ11の駆動により出し
入れするようにする。詳しくは台形の側壁4bの水平な
上縁に刻設したはすばラック17にモータ11の出力軸
上に固設したスクリューねじ18を噛合させ、モータ1
1の正,逆駆動によりスクリューねじ18,はすばラッ
ク17を介して台形の側壁4bを両側の溝14内にて水
平に出し入れするようにする。この可変側壁4′の部分
的変更例として、スクリューねじ18,はすばラック1
7の代りに、図5に示すようにモータ11の正,逆駆動
により進退するねじジャッキ19を用いるものもある。
この場合、側壁4bは、ローラ20とガイドレール21
とにより水平に進退せしめられるようになっている。
て説明すると、超音速インテーク2のカウル7の両側端
におけるランプ部3への垂線8の位置から前方に、三角
形の固定側壁4cを設け、この固定側壁4cと平行に略
半円形の可動側壁4dを隣設し、この可動側壁4dは回
転軸22上に支持固定し、モータ11の正,逆駆動によ
りその出力軸上のギヤ23及びこれに噛合する可動側壁
4dの外周の歯24を介して可動側壁4dを正,逆回転
せしめて、両側の溝14内にて固定側壁4c側に出し入
れするようにする。
ンプ部3の両側に備えた超音速インテーク2を有する飛
しょう体1のインテーク内部流の制御方法について説明
すると、超音速インテーク2は飛しょう体1の超音速飛
しょう(M1.4〜M4)時、機体迎角により横滑り角
が与えられる。即ち、図7に示すように飛しょう体1の
超音速インテーク2に対して迎角成分ω′=ωcos θ、
横滑り成分υ′=ωsin θが発生する。θは超音速イン
テーク2の取付け角である。このように超音速インテー
ク2に横滑り成分と迎角成分が発生すると、図8に示す
ように飛しょう体1内に設けた慣性センサ25と演算装
置26により機体姿勢が求められ、機体とインテーク取
付位置が考慮されて、超音速インテーク2に対する横滑
り角が推定される。ここで推定としたのは、横滑り角が
実際の速度成分であるので、外気の風速、突風によって
変わるため推定しかできないからである。この推定値
は、事前に入力した横滑り角に対するインテーク内部流
の総圧回復率及び必要流量を実現する側壁位置データと
比較演算され、現在の側壁位置との差を無くすようにモ
ータ11に駆動指令が出される。
に示される可変側壁4′にあっては、各モータ11の
正,逆駆動により両側の三角形状の側壁4aをギヤ1
3,ラック12を介して両側の溝14内にて斜めに所要
量出し入れして、気流の来る方向の側壁4aの形状を小
さくし、その反対側の側壁4aの形状を大きくする。図
3に示される可変側壁4′にあっては、各モータ11の
正,逆駆動により両側の側壁4aをカム15を介して両
側の溝14内にて三角形状となるように所要量出し入れ
して、気流の来る方向の可変側壁4′の形状を小さく
し、その反対側の可変側壁4′の形状を大きくする。図
4に示される可変側壁4′にあっては、各モータ11の
正,逆駆動により両側のテーパ下縁を有する台形の側壁
4bをスクリューねじ18,はすばラック17を介して
両側の溝14内にて水平に所要量出し入れして、気流の
来る方向の可変側壁4′の形状を小さくし、その反対側
の可変側壁4′の形状を大きくする。図5に示される可
変側壁4′にあっては、各モータ11の正,逆駆動によ
りねじジャッキ19を進退させて両側の側壁4bをロー
ラ20とガイドレール21とによりガイドして両側の溝
14内にて水平に所要量出し入れして、気流の来る方向
の可変側壁4′の形状を小さくし、その反対側の可変側
壁4′の形状を大きくする。図6に示される可変側壁
4′にあっては、各モータ11の正,逆駆動によりその
出力軸上のギヤ23及びこれに噛合する歯24にて可動
側壁4dを正,逆回転せしめて両側の溝14内にて固定
側壁4c側に出し入れして、気流の来る方向の可変側壁
4′の形状を小さくし、その反対側の可変側壁4′の形
状を大きくする。
超音速インテーク2では、気流が来る側の空気の流れを
十分にインテーク内部5に捕獲でき、反対側に空気の流
れは生じない。また、気流が来る側の可変側壁4′を回
るような渦が発生しなくなり、インテーク内部5への総
圧回復率の低下及び内部ディストーションの増加等の悪
影響が減少し、横滑りによる超音速インテークの性能低
下が防止される。
による総圧回復率の変化を図9に示し、両側壁大,気流
が来る方向の側壁小の場合の流量の変化を図10に示
す。総圧回復率は側壁が大きいものでは、横滑り角が1
0°〜15°まで変化すると急激に低下する。一方、側
壁が小さいものは、横滑り角が0の時の値は側壁が大き
いものに比べて総圧回復率は低いが横滑り角に対しては
あまり変化しない。よって、或る横滑り角からは側壁を
小さくした方が総回復率が高くなる。流量については、
気流の来る方向の側壁を小さくすると、一定の横滑り角
以上で両側の側壁が大きい時よりも流量が増加する。こ
のことから前記の各超音速インテーク2において、気流
が来る方向の可変側壁4′の形状を小さくすることによ
って、総圧回復率及び流量を適正な値にすることがで
き、超音速インテーク2の性能が向上すること明らかで
あり、また、可変側壁4′の形状変更により、従来の横
滑り角に対する超音速インテーク2の作動範囲が拡大
し、機体の運動性能が向上すること明らかである。
勢に対し斜めに超音速インテークを設けた飛しょう体の
インテーク内部流の制御方法は、機体の軸中心線と平行
に且つ機体姿勢に対して斜めに設けたインテークのラン
プ部の両側壁を、形状変更可能な可変側壁となして、飛
しょう体の超音速飛しょう時、機体迎角により横滑り角
が与えられた際、予め推定した横滑り角に対する総圧回
復率及び必要流量を実現する側壁データに基いて、ラン
プ部の気流が来る方向の側壁を小さくすることにより、
気流が来る側の空気の流れを十分にインテーク内部に捕
獲でき、インテーク内部の総圧回復率及び流量を適正な
値にすることができ、内部流ディストーションを減少で
きて、超音速インテークの性能が向上する。また、可変
側壁の形状変更により、超音速インテークの作動範囲が
拡大し、機体の運動性能が向上する。
クを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法を
実施する超音速インテークの概略斜視図である。
側壁の一例を示す斜視図である。
る。
側壁の他の例を示す斜視図である。
ある。
側壁のさらに他の例を示す斜視図である。
テークに発生する迎角成分,横滑り成分の説明図であ
る。
る可変側壁の制御系の概略図である。
回復率の変化を示すグラフである。
流量の変化を示すグラフである。
且つ機体姿勢に対し斜めに設けられている飛しょう体を
示すもので、aは斜視図、bは正面図である。
である。
である。
である。
横滑り角が発生した際の気流が来る方向の空気の流れを
示すもので、aは側壁にはねかえって流れる状態、bは
側壁を回る渦の発生状態である。
Claims (4)
- 【請求項1】 機体の軸中心線と平行に且つ機体姿勢に
対し斜めにインテークを設けた飛しょう体において、イ
ンテークのランプ部の両側壁を、形状変更可能な可変側
壁となして、機体が迎角をとった際、側壁方向から来る
気流に対してその気流が来る方向の側壁を開いてその面
積を小さくし、空気の流れを十分にインテーク内部に捕
獲し、インテーク内部の総圧回復率及び流量を適性な値
にすることを特徴とする機体姿勢に対し斜めに超音速イ
ンテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御
方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の機体姿勢に対し斜めに超
音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流
の制御方法において、可変側壁が、インテークのカウル
両側端におけるランプ部への垂線とランプ部両側端縁を
含む面に、三角形状の側壁をモータ駆動により出し入れ
するようにしたものであることを特徴とする機体姿勢に
対し斜めに超音速インテークを設けた飛しょう体のイン
テーク内部流の制御方法。 - 【請求項3】 請求項1記載の機体姿勢に対し斜めに超
音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流
の制御方法において、可変側壁が、インテークのカウル
両側端におけるランプ部への垂線位置から前方に、台形
の側壁をモータ駆動により出し入れするようにしたもの
であることを特徴とする機体姿勢に対し斜めに超音速イ
ンテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御
方法。 - 【請求項4】 請求項1記載の機体姿勢に対し斜めに超
音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流
の制御方法において、可変側壁が、インテークのカウル
両側端におけるランプ部への垂線位置から前方に設けた
固定側壁と、この固定側壁と隣設した可動側壁とより成
り、可動側壁を固定側壁側へモータ駆動により出し入れ
してランプ部の側壁形状を変更するようにしたものであ
ることを特徴とする機体姿勢に対し斜めに超音速インテ
ークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37134298A JP3198409B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 機体姿勢に対し斜めに超音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP37134298A JP3198409B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 機体姿勢に対し斜めに超音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000192850A JP2000192850A (ja) | 2000-07-11 |
JP3198409B2 true JP3198409B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=18498545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP37134298A Expired - Lifetime JP3198409B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 機体姿勢に対し斜めに超音速インテークを設けた飛しょう体のインテーク内部流の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3198409B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2824106B1 (fr) * | 2001-04-30 | 2003-08-29 | Aerospatiale Matra Missiles | Manche a air et engin volant, en particulier un missile, muni d'une telle manche a air |
CN102720587B (zh) * | 2012-05-21 | 2014-06-04 | 中国科学院力学研究所 | 局部收缩比一致的变截面高超声速内转式进气道 |
US9964038B2 (en) * | 2015-03-16 | 2018-05-08 | The Boeing Company | Supersonic caret inlet system leading edge slat for improved inlet performance at off-design flight conditions |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP37134298A patent/JP3198409B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000192850A (ja) | 2000-07-11 |
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