JP4116984B2 - 航空機のターボジェット用の耐用年数の長いノズルフラップ - Google Patents

Description

本発明は航空機のターボジェット用のノズルフラップに関し、より詳細には、耐火性複合材で形成されたフラップに関する。

航空産業の分野では、推進気体流を発生させるターボジェットの速度の機能として推進気体流を方向付けるための様々なセクションノズルが周知である。以下では、様々なセクションノズルを単に「ノズル」という。

米国特許第５２８５６３７号明細書には、コンバージェント（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ）セグメントとダイバージェント（ｄｉｖｅｒｇｅｎｔ）セグメントとを（前から後ろへ順に）備える高性能なノズルモデルが明確に記載されており、このノズルは、推進気体流の逸脱（ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）によって得られる「ベクトル」推力の影響も受ける。単一のコンバージェントセグメントに限定されているノズルおよび／または非対称的なノズルといった、より単純なノズル、つまり、推進気体流を逸脱させることができないノズルもある。いかなる場合でも、ノズルは幾つかの隣接するフラップを有し、推進気体の周りに多数のセクションチャネルを形成する。フラップの構造は、全体的に薄い矩形の細長いプレートであり、その上流側にある機械的エレメントで関着される（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅｄ）。特別な場合は、フラップの形状は大抵、二等辺台形で、限定的な形状が矩形であってもよい。コンバージェント−ダイバージェントノズルの場合、コンバージェントセグメント内の各フラップは上流側で固定された構造と関着され、下流側では、その延長であるダイバージェントセグメントのフラップと関着される。フラップの「内側」の面、つまりノズルの内側を向いている面は、その一部または全体が、以下「高温流（ｈｏｔ ｆｌｏｗ）」という高温の推進気体流と直接接する。一方、反対側である「外側」の面、つまりノズルの外側を向いている面は、その一部または全体が、以下「低温流（ｃｏｌｄ ｆｌｏｗ）」という低温の気体流と直接接する。

「被制御」フラップと「シーリング」フラップとの違いを述べる。被制御フラップは、それをノズルの幾何中心線へ近づける、またはそこから遠ざける、連結ロッドに連結され、その部分を変化させる。被制御フラップ間の多様な幅の空間は、被制御フラップと推進気体流との間に位置するシーリングフラップによって封鎖される。シーリングフラップは、機械的手段および推進気体の圧力によって被制御フラップと接触した状態になる。被制御フラップに高い機械的負荷が掛けられることは、理解されるであろう。作動中、高温流に晒されるフラップの領域は、一般的に１０００℃のオーダーの温度である。従って、ノズルフラップは通常、耐火性の合金から形成され、つまり高温に耐える。しかし、それでも、その耐用年数は限られている。

米国特許第２７７０９４４号明細書に記載されるように、提案されている解決策の中にはノズルフラップを二重壁構造にすることが求められるものもある。この欠点は、本質的に、二重壁構造は通常、その間の隙間に冷気を通らせて循環させるために用いられるが、結果的に冷たくなるものの、フラップに大きな温度差が残る点である。

既知の耐火性複合材は、耐火性マトリクスに埋め込まれた耐火性ファイバから形成される。ファイバおよびマトリクスは炭素から形成されてもよい。またファイバおよびマトリクスは、炭化珪素ＳｉＣ、アルミナイドチタン（ｔｉｔａｎｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｉｄｅｓ）、アルミナイドアルミ（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｉｄｅｓ）等のセラミックから構成されてもよい。これらの材料の機械的強度および高温での強度にもかかわらず、この種の材料はノズルフラップの製造にはそれほど適していない。なぜなら、これらの材料は、その「ガラス質」様の破裂によって引張応力をもたらす温度勾配に非常に弱いからである。「ガラス質」様の破裂とは、この物質は引張応力の影響により、この応力が物質の弾性限界を超えると直ちに突然破損することを意味する。この弱さは、弾性率またはヤング率が高い耐火性複合材と合わさると悪化し、また一般的には高温で悪化する。

耐火性複合材から平坦で薄く細長い矩形のプレート状のフラップを形成し、その上に耐火性合金で形成された接続エレメントを固定する試みもなされている。この種のフラップでは、高温面と低温面との温度差の影響により高温面が膨張することで低温面に引張応力が発生し、低温面に亀裂が入りがちである。被制御フラップの場合、フラップの中心の温度が端側の温度よりも高くなる。これは、フラップの中心は高温流に直接晒されるが、端側はシーリングフラップにより高温流から隔離されているからである。その結果、フラップ中心部が膨張することで端に引張応力が発生して亀裂を生じ、その亀裂が中心へ向かいフラップが破損しがちになる。

耐火性複合材は温度勾配に弱く、この温度勾配はノズルフラップでは避けられないものであるため、結果として、これらの材料からこれらの部分を形成する試みはあまり成功していない。従って、本発明者が直面した問題は、真に耐用年数の長い、耐火性複合材から成るノズルフラップを形成することであった。
米国特許第５２８５６３７号明細書 米国特許第２７７０９４４号明細書 仏国特許第２７５９０９６号明細書 米国特許第５８９９２４１号明細書

この問題を解決するために、本発明は、直線状の幾何母線に沿って横断方向に平坦な中空のテーパー形状の本体から構成されることを特徴とする、ノズルフラップを提案する。この本体は、ほぼ一定の厚さｅを有する薄い壁を形成し、この壁が４つの隣接する部分に横に分割され、この４つの部分は、平坦な「高温の」台形の壁、高温壁と平行する平坦な「低温の」台形の壁、および低温壁と高温壁とを横に接続する２つの対称的な側壁から構成され、この壁は、少なくとも２×Ｅと等しい曲率半径を持つ連続する内側の面を含み、かつ、ある耐火性材料から成るマトリクスに埋め込まれた、別の耐火性材料で交差して形成された（ｍａｄｅ ｃｒｏｓｓｗｉｓｅ）連続する強化ファイバから構成される耐火性複合材から、形成される。

複合材から形成される二重壁を有するノズルフラップは、明らかに従来技術では提案されていない。その理由はおそらく、温度勾配があるためガラス質の亀裂のリスクが削減されず、また複合材に特定的な技術でかかるノズルフラップを形成するのが困難であるという事実と関連があると思われる。

しかし、丸みを帯びた端を介して高温壁の端に接続された横壁の存在によって、フラップの熱負荷に対する耐性が完全に変わることがわかった。

本発明によるフラップは、ガラス質の亀裂に対して十分な耐性を持つと予想される。更に、複合材は熱伝導性が悪いため、必要なまたは有益な壁までもの間の空気循環による冷却を行わなくても、低温壁への熱の移転が減少する。なぜなら、高温壁の両側の間の温度差を広げる可能性があるからである。

ある特定の実施形態において、このフラップは、フラップのキャビティ内へ貫通する「上流側」挿入部と言われる挿入部に固定される、「上流側」エレメントといわれる関着エレメントを一方の端に備え、挿入部は、ねじで所定の位置に保持されて低温壁と接し、低温壁は、ねじ頭と上流側挿入部との間に局所的に挟まれ、ねじは、低温壁を貫通して上流側挿入部へとねじ込まれる。

第１の実施形態を排除しない、別の実施形態において、フラップは、「下流側」挿入部に固定される「下流側」エレメントと言われる関着エレメント、およびフラップの外側で低温壁と接するように押し付けられる連結ロッドクレビスを備え、連結ロッドクレビスはフラップの中間部に位置し、下流側挿入部は、フラップの内側で連結ロッドクレビスの下まで延設され、下流側挿入部は、ねじ頭がフラップの外側の面に位置する少なくとも３本のねじによって低温壁に接して固定され、ねじは低温壁を貫通して下流側挿入部にねじ込まれ、３本のねじの内の１つは連結ロッドクレビスをも貫通し、それを低温壁と接する位置で保持する。

フラップが提供する断熱性もまた、その厚さ、つまり側壁の幅に依存する。これらの側壁が、丸みを帯びた部分および平坦な部分を含むと、温度の上昇にとって大きな障害となり、好ましい。

フラップの機械的抵抗を強化しなければならない場合もある。そこで、フラップは、２×Ｅと等しい曲率半径を有する丸みを帯びた部分を介して台形で平面状の壁を結合するリブを含む。これらのリブは、やはり耐火性複合材から形成され、低温壁へのわずかな熱損失にのみ関連する。

本発明の１つの重要な態様は、かかるノズルフラップの製造方法である。この製造方法は、交差して配置された耐火性ファイバの連続的な端部を有するテクスチャを形成するステップと、剛性かつ多孔質のセクションの周囲のテクスチャに張力を掛けるステップであって、剛性かつ多孔質のセクションは、互いに対向しかつ内側に湾曲して、広がり方向に向かって面する凸部を有しテクスチャの厚さをＥとした場合に少なくとも２×Ｅと等しい曲率半径を有する、ステップと、蒸着によってテクスチャ上に、かつセクションを通って耐火性マトリクスを堆積するステップとを含む。

前述のようなリブを配したフラップの製造に用いられる、この製造方法の変形は、交差して配置された耐火性ファイバの連続的な端部を有する複数のテクスチャを形成するステップと、対を成す剛性かつ多孔質のセクションの周囲のテクスチャに張力を掛けるステップであって、剛性かつ多孔質のセクションの各対は互いに対向しかつ内側に湾曲して、広がり方向に向かって面する凸部を有し、セクションで張力が掛けられるテクスチャの１つの厚さをＥとした場合にセクションは少なくとも２×Ｅと等しい曲率半径を有する、ステップと、蒸着によってテクスチャ上に、かつセクションを通って耐火性マトリクスを堆積するステップであって、テクスチャは重畳部分を有しマトリクスは前記重畳部分を通って連続する、ステップとを含む。

本発明は、例示的実施形態の詳細および添付の図面を参照することによって更に理解され、本発明が提供する利点が明らかになるであろう。

まず、図１および図２の双方について説明する。ノズルフラップ１は、（上流側２から下流側３へ）一方が高温の推進気体流４と直接接し、もう一方が低温の気体流と直接接する。フラップ１は、横に平坦な円筒形状の本体１０から成り、この幾何母線は符号１１で示されている。本体１０は、厚さＥの薄い一体壁１２、つまり単体でつくられた壁で構成される。壁１２は、母線１１に沿って対を成す４つの隣接部から成る。第１の部分、つまり高温壁１３は矩形の平面である。第２の部分、つまり低温壁１４は矩形の平面であり、高温壁１３の反対側でこれと平行する。第３および第４の部分は側壁１５から構成され、これらは外側に突出している。壁１２によって形成される内部のキャビティは符号１６で示されており、この壁１２の内側の面は符号１７で示されている。壁１２は耐火性複合材から成る。従って、この材料は、やはり耐火性のマトリクスに埋め込まれ交差して配置された、連続する耐火性ファイバ１８から成る。この種の材料では、応力によるファイバ層１８の層間剥離、つまりマトリクスの亀裂による異なる層間の分離、を防止するために、内側の面１７の曲率半径Ｒは壁１２の厚さＥの少なくとも２倍でなければならない。その結果、フラップの高さＨは壁の厚さＥの少なくとも６倍になる。この種の構造は、幅Ｌ１が高さＨの少なくとも５倍の、薄いフラップを可能にする。

幾つかのファイバ１８ａは全体的に相互に平行している。この例では、ファイバ１８は母線１１に対して４５°傾いている。この構成は、特に短い本体１２に用いられる。長い本体１２の場合は、曲折強度を高めるために、ファイバの一部１８ａを母線１１と平行に配置しファイバの他の部分１８ｂを母線１８ｂと垂直に配置するのが好ましい。いかなる場合でも、母線１１に対して横方向に本体１０を包囲するファイバ１８が十分な数の層に装備されている必要がある。実際上、半分のファイバ１８ａが、残りの半分のファイバ１８ｂと９０°で交差する。本体１０は、当業者が周知の技術を用いて形成される。ファイバは、ファイバをマンドレルに交差して巻くか、または緩いファイバの織物を張りつけて、配置される。ファイバ織物は従来の載せ方でよい。フラップの強度は、多層織物、例えば仏国特許第２７５９０９６号明細書の優先権を主張した米国特許第５８９９２４１号明細書に開示される「２．５Ｄ」織物を用いると、好適に改良される場合がある。

図２について、より詳細に言及する。作動中、高温壁１３は少なくとも部分的に高温の推進気体流と直接接し、高温壁１３の反対側の低温壁１４は低温流５と直接接する。従って、高温壁１３は低温壁１４に対して膨張するが、母線１１に対して直角に低温壁１４へと伝達される張力は、この力の一部に抵抗する側壁１５が変形することによって減衰される。

この例には２つのシーリングフラップ２０が示されており、これらは側壁１５の近くの高温壁１３と接触する。従って、高温壁１３とシーリングフラップ２０および側壁１５との接触領域２１は高温流４と直接接しないため、より低温である。しかし、単一のプレートと違い、接触領域２１で高温壁に対して母線１１の方向に印加される引張応力は、この膨張に対向し生成された引張応力の一部に抵抗する側壁１５が存在することにより、減少される。言い換えると、引張応力は接触領域２１および側壁１５において分散されるため、最大値が減少する。

従って、この種のフラップでは、温度勾配によって生じる引張応力が著しく削減されるため、上述したようなガラス質の亀裂を伴う耐火性複合材を用いることが可能となり、問題の発生が解決される。

本発明によるフラップは、耐火性複合材から成るプレート状の同等物と比べて重さが軽いという利点がある。厚さ７ｍｍの一枚板で形成されるフラップは、本発明による厚さわずか２ｍｍの壁を持つフラップに代えることができ、曲折強度は１０倍になる。従って、高温壁１４および低温壁１５の全体の厚さは、２ｍｍ＋２ｍｍ＝４ｍｍとなる。

また、本発明によるフラップには、ノズルの赤外シグナチャーを２つの方法で削減する手段を提供するという利点もある。まず第１に、フラップの中空構造によって低温壁１４が高温壁１３から熱的によりしっかりと絶縁される。

再び図１を参照する。フラップ１は、幅よりも高さの方が大きい３つのリブと、リブ３２を互いに横に連結し横の剛性を提供する壁３３と、２つのボスとから成る上流側挿入部３１に固定されたボールジョイントタイプの上流側関着エレメント３０によって、上流側２の付近に装備される。関着エレメントとは、関着が分解された場合にフラップに固定されたままになる関着部分を意味する。上流側関着エレメント３０、上流側挿入部３１、およびそのように画成される構成要素は、一体の、つまり単一のアセンブリを形成する。上流側挿入部３１は、フラップ１の上流側２で内部キャビティ１６内に搭載される。上流側挿入部３１はフラップ１の上流側２で内部キャビティ１６内に配置される。上流側挿入部３１は、ねじ頭がフラップ１の外側に設けられる２本のねじ３５によって、低温壁１４との接触が維持される。これらのねじ３５は低温壁１４を通ってボス３４へとねじ込まれる。言い換えると、低温壁１４はねじ頭３５と挿入部との間に局所的に挟まれる。有利には、ねじ３５は、各々が側壁１５に近い位置で保持されるよう離れている。そのため低温壁は母線１１に垂直な曲折応力の影響を受けず、この位置で側壁１５と隣接する低温壁１４とこの側壁１５とによって形成されるコーナー部が、これらの力に抵抗する。

またフラップ１は、単一アセンブリを形成する下流側挿入部４１と連結される枢動タイプの下流側関着エレメント４０を備える。下流側関着エレメント４０は低温壁１４側のフラップの外側でオフセットされる。下流側関着エレメント４０は、母線１１に垂直で低温壁１４と平行でありかつ低温壁とほぼ一線を成す幾何軸４０ａを中心として枢動可能である。またフラップ１は、フラップ１の外側で低温壁１４と接触するよう設けられる連結ロッドクレビス４２を備える。連結ロッドクレビス４２はフラップ１の中間部の、両側壁１５から等しい距離の位置に設けられる。

下流側挿入部４１は、フラップ１の内側で連結ロッドクレビス４２の下まで延びている。下流側挿入部４１は、ねじ頭がフラップの外側に設けられる３本のねじ４３によって低温壁１４と接するように固定され、このねじは低温壁１４を通り、各々が下流側挿入部４１のボス４４へとねじ込まれる。３本のねじ４３の内の２本は、下流側関着エレメント４０付近で、各々が側壁の近くに位置するよう離れて設けられる。その理由は、上流側挿入部３１を固定するねじ３５に関する説明で既に述べてある。３本目のねじ４３も連結ロッドクレビス４２を通り、それと低温壁１４との接触を維持させる。連結ロッドクレビス４２は、作動中、フラップ１が図示されない連結ロッドを介して操作されるのを可能にすることが理解できるであろう。

下流側挿入部４１もまた、フォーク４５によって上流側２へ延びている。そのブランチは連結ロッドクレビス４２の下を通り、連結ロッドクレビス４２によって低温壁１４へと伝達される力により低温壁１４が曲折するのを防止する。従って、フォーク４５はこの力に対して抵抗する。図９において符号４６で示される下流側挿入部４１の表面は、補完的な形状で低温壁１４と接するため、実際上は平面である。

またこの例では、フラップ１は、常に母線１１に沿って延びる壁１２の延長、より厳密に言うと高温壁１３および側壁１５の延長である末端部４５によって、下流方向３へと延びている。下流側末端部４５は下流側関着エレメント４０と高温流４との間を通るため、作動中、下流側末端部４５は高温流４を更に下流の方向３へと誘導し、それにより下流側関着エレメント４０を保護する。本発明は、高温壁１３がねじと高温流との間を通るため、作動中、取付ねじ３５、４３が高温流４から完全に隔離されるという利点があり、これらのねじは必ず金属である必要がある。図３を参照して上流側関着エレメント３０の例を見ると、この場合、上流側関着エレメント３０は、母線１１に垂直かつ高温壁１３および低温壁１４と平行で、高温壁１３および低温壁１４を画成する母線１１から中間の距離の、幾何軸３０ａを中心として枢動する。また、この図には、フラップ１に挿入され２本のねじ３５によって低温壁１４と接するよう固定される上流側挿入部３１も示されている。

図４を参照して下流側末端部４５の例を見ると、この場合、下流側末端部４５は下流挿入部４１の下流側延長部３で構成される。下流側末端部４５は、幾何枢軸４０ａに垂直な平面のリブ５０によって強化され、これらのリブの上流部は幾何枢軸４０ａに沿って穿孔されることにより下流側関着エレメント４０が形成される。

図５および６を参照し、ボールジョイントタイプの関着エレメント３０および上流側挿入部３１の構成を更に詳しく説明する。また、図７および８を参照し、幾何軸３０ａを中心として枢動する枢動タイプの関着エレメント３０の場合における、これらの同一の構成要素を見てみる。

最後に、図９および１０を参照し、下流側挿入部４１および下流側関着エレメント４０を更に詳しく見てみる。幾つかの使用において、フラップ１はより全体的に平坦化されたテーパー形状であってもよく、高温壁１３および低温壁１４は台形であり、二等辺であることが好ましいが必ずしもそうである必要はない。そして側壁１５は平行ではない。上流側および下流側の挿入部３１、４１は、低温の気体流がフラップ内を通過できるよう穴が開けられてもよい。

従って、上述のフラップ１には、低温壁１４および特に高温壁１３の横への大きな延長部が原因となる欠点が幾つかある。高温壁に印加される気圧は、高温壁１３の丸みを帯びた端部での積層間の屈曲およびずれ応力を増加させる変形、および振動を発生させる場合がある。図１１に示されるノズルフラップは、これらの欠点を削減する。このノズルフラップは符号５０で表され、側壁１５の間で低温壁１４を高温壁１３に結合させるリブ５１を備える点が、前述のノズルフラップと異なっている。この場合、これらのリブ５１は４つある。これらの延びる方向は本質的に側壁１５と同じである。また、これらは側壁１５と同様に形成され、丸みを帯びた端５２は内側の曲率半径が少なくともその厚さの２倍になる。やはり、許容できない応力は高温壁１３の接合点で回避される。

このようなノズルフラップを形成する方法は、１対のリブ５１のみを備えるフラップを示す図１２を用いて詳細に示される。この簡潔な構成は、図面を過度に複雑にするのを防ぐために選択されたものだが、この方法が図１１の実施形態または後述する他の実施形態にも適用可能であることは明らかである。

フラップ５０の壁は、まず、耐火性ファイバを交差して配置して構成されるテクスチャによって実現される。この場合、これらのテクスチャは２つあり、一方５３は他方５４の内側に配置される。更に、一対の引っ張りセクションが各テクスチャ５３、５４と連携し、これらを引っ張ってセクション間に平らな領域を形成し、これらが高温壁および低温壁を形成する。テクスチャ５３の引っ張りセクションは符号５５で表され、テクスチャ５４の引っ張りセクションは符号５６で表される。各対の引っ張りセクション５５および５６は互いに向かい合い、これらのセクションが外側を向いた凸部で曲げられることによって、テクスチャ５３および５４は側壁１５およびリブ５１と同じ形状となり、少なくともその端部に丸みを生じる。セクション壁５５および５６の間の空間は、スペーサ５７によって一定に保たれ、スペーサ５７はいかなる性質のものでもよい。最後に、セクション５５および５６は穿孔されるか、または多孔質であり、この孔は符号５８で表されている。セクション５５および５６の対は共通の平面に対して対称的に配置される。

従って、テクスチャ５３および５４は平らなスリーブ形状をしている。これらは引っ張りセクション５５および５６の間で互いの平面を介して接触する。尚、実際には、これらは、折り畳まれ両端によって互いに結合されたファイバシートで形成される。このように得られた接合線５９は、縫い合わせるかまたはステープルで留めることができる。また、図１３に示すように、制御結合ロッドクレビス６１を好適に支持する金属のフィッティング６０の対向するエレメントの間で押圧されてもよい。最後に、接合線５９は隣接しても対向してもよい。テクスチャ５３および５４を、それらが接する位置で縫い合わせるかまたはステープルで留めるとより良く接着するが、必ずしもその必要はない。全ての変形例において、構成材料は、蒸着によってマトリクス材料をテクスチャ５３、５４上に堆積させることによって形成される。マトリクス材料は徐々にテクスチャ５３、５４のファイバネットワーク内を貫通して孔５８をも通過し、堆積材料を停止させて引っ張りセクション５５、５６が側壁１５とリブ５１を弱めるのを防止する。この高密度化プロセスの後、構成物を炉で加熱してこれを硬化させてもよい。リブのないフラップを作成する場合も同様の方法が適用され、単一のテクスチャおよび引っ張りセクションの単一の壁が用いられる。

従って、引っ張りセクション５５、５６が、丸みを帯びた端を含む側壁１５およびリブ５１の形を画成する。平面部分の長さの一部の上にテクスチャを重畳することによって、高温壁１３および低温壁１４の中心部分が厚くなる。このように厚みが増すことで、接面方向への曲折に対してフラップ５０が強化される。テクスチャが積み重なった中心では、マトリクス材料の付着がより困難になるという欠点があるが、幾つかの高密度化ステップによって徐々に移行すれば可能である。

図１４を参照し、別の構成について説明する。３つのテクスチャ６２、６３、６４について、２対の引っ張りセクション７０、７１を使用し、最後のテクスチャが両側の２つのテクスチャを包囲する。セクション７０がテクスチャ６２を引っ張り、セクション７１がテクスチャ６３を引っ張る。更に、アラインメントの両端のセクション７０、７１もテクスチャ６４を引っ張り、互いに直面する２つの中間セクション６０、６１はテクスチャ６２、６３の内側の端部を互いに接触させる。この製造方法は丸みを帯びた対を成す端部によって高温壁と低温壁とを接触させるため、同じ製造方法により、特に強靭な中心リブを持つノズルフラップが形成される。

図１５に、別の種類の実施形態を示す。ノズルフラップは本質的に、形状が例えばテクスチャ５４と類似する第１のテクスチャ７５、高温壁１３の両側に２つのリブ７７を有する内部の波形テクスチャ７６、低温壁１４の中心の下のストリップ７８、およびストリップ７８をリブ７７と接合させる２つの斜めのリブ７９から形成される。内部テクスチャ７６は、第１のテクスチャ７５をその周りに巻く前に、部分的に別個に応力を印加して高密度化することにより剛性を持たせてもよい。

一方のリブ７７から他方のリブへ側壁１５および低温壁１４に沿って延びる第１のテクスチャ８０は、フラップの構造を完成させ低温壁１４を強化することができる。これは内部テクスチャ７６に縫い付けられていても、そうでなくてもよい。テクスチャ７５、７６、８０は高密度化され、他の実施形態と同様の方法で、引っ張りセクション５６と類似する端部で１対の引っ張りセクション８１を用いて、ノズルフラップを形成する。

図１６は、例えば図１２と同様に機械的接続部の仕上げに用いられる、リブが設けられたノズルフラップの仕上げ方法を示す。フラップ自体の内部に挿入される上流側挿入部８２はフォークのような形状で、２つのリブ５１の間に嵌合される中心歯８３、およびリブ５１と側壁１５との間および側壁間に嵌合される２つの側歯とを含む。低温壁１４は、上流側挿入部に固定されるプレート８５および歯８３、８４の間に挟まれる。これらの全てのエレメントには、アセンブリを締付ける図示されていない締付けねじの通路のための孔８６が設けられている。

ノズルフラップは、本明細書に示される範囲内で大小を問わない曲率半径を含んでもよい。通常は曲率半径が小さい方が好ましい。

所定の長さの平面部を有する高温壁１３においては、側壁１５のフィレの半径が小さい場合はシーリングフラップ２０が高温壁１３の幅の狭い部分を覆い、高温壁１３の熱勾配は低い。またノズルフラップは、幅が狭いためにノズルが密閉された状態にある場合は互いに近くにあってもよく、閉ざされている方がよい場合もある。

しかし、熱の移転を制限するためには、高温壁１３および低温壁１４の間に十分な距離を維持しなければならない。そのため、丸みを帯びた部分の曲率半径が小さい場合、側壁１５は通常、一定の幅を持つ平面部に位置する。従って、前述の実施形態は全て、図１のフラップの例（曲率半径が小）または図１１のフラップの例（曲率半径が大）から形成することができる。

ノズルフラップの特定の構成は、低温壁１４に取り付けられる、チタンから形成される金属性の部分を含む。この金属は、その軽さにより航空産業その他のあらゆる分野で重宝されるが、熱に対する耐性はそれほど強くない。しかし、本発明によれば、高温壁１３および低温壁１４の間に４００℃の温度差を得ることができ（例えば１０００℃と６００℃）、フィッティング６０、クレビス６１等に金属を使用することが正当化される。

接続エレメントに嵌合された「制御された」タイプのフラップを示す図である。 むき出しのフラップを示す図である。 挿入部を有する枢動タイプの上流側関着エレメントを示す図である。 一体的な末端部を有する、やはり枢動タイプの下流側関着エレメントを示す図である。 ボールジョイントタイプの上流側関着エレメントの詳細を示す図である。 ボールジョイントタイプの上流側関着エレメントの詳細を示す図である。 枢動タイプの上流側関着エレメントの詳細を示す図である。 枢動タイプの上流側関着エレメントの詳細を示す図である。 一体的な末端部のない下流側関着エレメントの詳細を示す図である。 一体的な末端部のない下流側関着エレメントの詳細を示す図である。 複合的なノズルフラップを示す図である。 図１１のフラップの製造方法を示す図である。 製造の実施形態を示す図である。 別の複合的なノズルフラップのブランクを示す図である。 別の複合的なノズルフラップのブランクを示す図である。 リブが設けられたフラップに用いる末端部を示す図である。

符号の説明

１ フラップ
２ 上流側
３ 下流側
４ 推進気体流
５ 低温流
１０ テーパー状本体
１１ 幾何母線
１２、１３、１４、１５、３３ 壁
１６ キャビティ
１７ 内面
１８、１８ａ ファイバ
２０ シーリングフラップ
２１ 接触領域
３０、４０ 関着エレメント
３０ａ、４０ａ 幾何軸
３１、４１ 挿入部
３２、５０、５１、７７、７９ リブ
３４、４４ ボス
３５ ねじ頭
４２、６１ ロッドクレビス
４３ ねじ
４５ フォーク
５３、５４、６２、６３、６４ テクスチャ
５５、５６、７０、７１ 多孔質のセクション
５７ スペーサ
５８、８６ 孔
５９ 接合線
６０ 接続フィッティング
７５、７６、８０ テクスチャ
７６ 内部テクスチャ
７８ ストリップ
８１ 引っ張りセクション
８２ 上流側挿入部
８３、８４ 歯
８５ プレート
Ｒ 曲率半径
Ｅ 厚さ
Ｌ１ 幅
Ｈ 高さ

Claims (11)

1. 航空機のターボジェット用のノズルフラップであって、該ノズルフラップが、直線状の母線（１１）に沿って延びる横方向に平らな中空の本体（１０）から構成されており、本体（１０）は、ほぼ一定の厚さＥを有する薄い壁（１２）を形成しており、この壁（１２）が、横方向に隣接する４つの部分、すなわち、
   高温壁である平面状の第1の壁（１３）と、
   高温壁（１３）に平行な低温壁である平面状の第２の壁（１４）と、
   低温壁（１３）および高温壁（１４）とを側方で接続する、左右対称の２つの側壁（１５）とに分割されており、
   壁（１２）は、２×Ｅに等しいかこれよりも大きい曲率半径を持つ連続する内面（１７）を有し、また、耐火性材料に交差して配置された連続的な強化ファイバ（１８）から成る耐火性複合材から作られ、強化ファイバ（１８）は、別の耐火性材料から成るマトリクスに埋め込まれていることを特徴とする、前記ノズルフラップ。
2. フラップはその一端に、フラップ（１）のキャビティ（１６）内を貫通する上流側挿入部材である挿入部材（３１）に固定された、ターボジェットの上流側エレメントである関着エレメント（３０）を備えており、挿入部材（３１）は、低温壁（１４）と接触するようにねじ（３５）で所定の位置に保持されており、低温壁（１４）が、ねじ頭（３５）と上流側挿入部材（３１）との間に局所的に挟まれており、ねじ（３５）は、低温壁（１４）を貫通して上流側挿入部材（３１）にねじ込まれていることを特徴とする、請求項１に記載のフラップ。
3. フラップは、下流側挿入部材（４１）に固定された、ターボジェットの下流側エレメントである関着エレメント（４０）と、フラップ（１）の外側で低温壁（１４）と接触するように押し当てられた、リンク用のクレビス（４２）とを備えており、クレビス（４２）がフラップ（１）の中央部に位置し、下流側挿入部材（４１）は、フラップ（１）の内側でフラップ（１）の中央部の下かつクレビス（４２）の下まで延在し、下流側挿入部材（４１）は、ねじ頭がフラップ（１）の外面にある少なくとも３本のねじ（４３）で、低温壁（１４）に接触するように固定されており、ねじ（４３）が低温壁（１４）を貫通して下流側挿入部材（４１）にねじ込まれ、３本のねじ（４３）の内の１本はクレビス（４２）も貫通して、クレビスを低温壁（１４）と接触するように所定の位置に保持していることを特徴とする、請求項１に記載のフラップ。
4. 側壁（１５）が、壁（１２）の内面（１７）において２×Ｅに等しいかこれよりも大きい曲率半径を有する丸みを帯びた部分を介して、前記平面状の壁（１３、１４）に接続される平坦部を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のフラップ。
5. 前記平面状の二つの壁（１３、１４）を互いに接合する複数のリブを含んでおり、該リブは、側壁にほぼ平行であり、また、内面（１７）において２×Ｅと等しいかこれよりも大きい曲率半径を有するリブの丸みを帯びた部分が平面状の壁に接続されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のフラップ。
6. 平面状の壁の厚さが、側壁から該平面状の壁の中心部に向かって増大していることを特徴とする、請求項５に記載のフラップ。
7. ノズルフラップの製造方法であって、
   耐火性ファイバから成り、周方向の端縁が連続した織物を作るステップと、
   剛性かつ多孔の複数の長尺部材の周囲で織物に張力を掛けるステップであって、長尺部材は、互いに対向しており、長尺部材の外面が凸状に湾曲して、織物の厚さをＥとした場合に２×Ｅに等しいかこれよりも大きい曲率半径を有している、ステップと、
   耐火性マトリクスを蒸着によって織物に付着させ、耐火性マトリックスが長尺部材を通過するステップとを含む、製造方法。
8. ノズルフラップの製造方法であって、
   耐火性ファイバから成り、周方向の端縁が連続した織物を複数（５３、５４、６２、６３、６４）作るステップと、
   剛性かつ多孔の複数対の長尺部材（５５、５６、７０、７１）の周囲で織物に張力を掛けるステップであって、複数の長尺部材は、各対毎に互いに対向しており、長尺部材の外面が凸状に湾曲して、長尺部材上で張力が掛けられる織物の１つの厚さをＥとした場合に２×Ｅに等しいかこれよりも大きい曲率半径を有している、ステップと、
   耐火性マトリクスを蒸着によって織物に付着させ、耐火性マトリックスが長尺部材を通過するステップであって、織物が重なり部分を有し、マトリクスが連続している、ステップとを含む、製造方法。
9. 複数対の長尺部材が面対称に配置され、織物の重なり部分は、平坦であり、各対の長尺部材の間に位置していることを特徴とする、請求項８に記載の製造方法。
10. 蒸着を行う前に、複数の織物をその重なり部分で互いに結合するステップを含んでいることを特徴とする、請求項８または９に記載の製造方法。
11. ファイバが交差したシートを折り曲げ、シートの２箇所の対向する端縁を接合し、前記２箇所の端縁を接続具（６０）によって互いに固定することにより、１つまたは複数の織物を形成することを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載の製造方法。

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