JP6128568B2 - 航空機のインテーク構造 - Google Patents

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Description

本発明は、航空機のインテーク構造に関し、特にインテークへの境界層の流入を抑制するのに有用な技術に関する。
航空機のインテーク（空気取入口）構造の設計においては、インテーク前方の機体表面で発達してくる境界層の取り扱いが重要となる。境界層は機体表面との摩擦によりエネルギーを失った気流であるため、これがインテークに流入してエンジンへ供給されると、エンジン性能の低下などの問題が生じる。
インテークへの境界層の流入を防止する技術としては、インテークと機体表面との間に境界層の厚み程度の隙間を設け、この隙間にダイバータ（境界層隔壁）を設けるものが古くから知られている。このダイバータを用いた技術では、境界層の外側の気流のみをインテークに流入させることが可能ではあるが、ダイバータ自体の重量や空気抵抗により機体性能の低下などの問題が生じる。
そこで近年では、ダイバータに依らずに境界層を排除する技術として、インテーク前方の機体表面にバンプ（こぶ）を設けるダイバータレス・インテークが提案され、実用化されてきている（例えば、特許文献１参照）。このダイバータレス・インテークでは、バンプ上に生じる圧力勾配によって境界層をインテークの側方へ排除することで、当該インテークへの境界層の流入が抑制される。
米国特許第５７７９１８９号明細書
しかしながら、現在実用化されているダイバータレス・インテークでは、バンプの幅がインテークの幅よりも狭いものとなっている。そのため、インテークの側部近傍に気流の集中を生じさせ、空気抵抗の増加などの空力特性の悪化を招来してしまうおそれがある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、インテーク側部での気流の集中を抑制しつつインテークへの境界層の流入を抑制することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、機体前方からの空気を取り込む航空機のインテーク構造であって、
前記航空機の機体表面のうち、前記インテークの直前に位置する部分には、機体前方から滑らかに隆起したバンプが設けられており、
前記インテークの周辺の平面視において、前記バンプの最大幅が、前記インテークの最大幅よりも広いことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の航空機のインテーク構造において、
前記バンプは、機体前方から前記インテークに向かって滑らかに幅が広がるように形成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の航空機のインテーク構造において、
前記バンプは、当該バンプの幅方向において、前記インテークよりも側方まで延在する部分を備えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の航空機のインテーク構造において、
前記バンプは、当該バンプの幅方向に圧力勾配を生じさせ、機体前方からの境界層を前記インテークの側部よりもさらに側方へ排除するように構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、航空機の機体表面のうちインテークの直前に位置する部分に、機体前方から滑らかに隆起したバンプが設けられており、インテーク周辺の平面視において、このバンプの最大幅がインテークの最大幅よりも広く形成されている。
これにより、機体前方からインテークに向かう境界層が、バンプ上に生じる圧力勾配によってインテーク側部よりもさらに側方へ確実に排除される。
したがって、インテーク側部での気流の集中を抑制しつつ、インテークへの境界層の流入を抑制することができる。
航空機のうちインテークダクト周辺の斜視図である。 インテーク周辺の平面図である。 図２のIII−III線での断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、航空機のうち、本実施形態におけるインテーク１０ａを有するインテークダクト１０周辺の斜視図であり、図２は、インテーク１０ａ周辺の平面図であり、図３は、図２のIII−III線での断面図である。
図１に示すように、インテークダクト１０は、航空機の胴体２０に設けられており、機体前方に向かって開口するインテーク（空気取入口）１０ａから取り込んだ空気を、その後方に配置された図示しないエンジンまで導くものである。
より詳しくは、インテークダクト１０は、機体前後方向に略沿った略コ字状のダクト壁１１で胴体２０表面を囲うようにして機体側方へ突設されており、当該胴体２０表面とダクト壁１１とでダクト管を構成している。
このダクト管を構成する胴体２０の表面のうち、インテーク１０ａの周辺部分には、滑らかに隆起するバンプ２１が設けられている。
バンプ２１は、図２及び図３に示すように、機体前後方向に沿って、インテーク１０ａの直前から滑らかに幅広になりつつ隆起して、インテーク１０ａを過ぎた後に再び滑らかに沈下するように形成されている。
バンプ２１のうち、インテーク１０ａの直前に位置する略前半部は、その幅（最大幅）Ｗ２がインテーク１０ａの幅（最大幅）Ｗ１よりも広く形成されている。そのため、航空機の飛行中に前方からインテーク１０ａに向かう気流のうち、胴体２０表面の境界層は、図２及び図３に矢印で示すように、バンプ２１上に生じる圧力勾配によってインテーク１０ａの両側方へ確実に排除される。
以上のように、本実施形態のインテーク構造によれば、航空機の機体（胴体２０）表面のうちインテーク１０ａの直前に位置する部分に、機体前方から滑らかに隆起しつつインテーク１０ａよりも広い幅Ｗ２に形成されたバンプ２１が設けられている。
これにより、機体前方からインテーク１０ａに向かう境界層が、バンプ２１上に生じる圧力勾配によってインテーク１０ａの側部よりもさらに側方へ確実に排除される。
したがって、インテーク１０ａの側部での気流の集中を抑制しつつ、インテーク１０ａへの境界層の流入を抑制することができる。ひいては、空気抵抗の増加などの空力特性の悪化や、エンジン性能の低下を抑制することができる。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
１０ インテークダクト
１０ａ インテーク
１１ ダクト壁
２０ 胴体（航空機の胴体）
２１ バンプ
Ｗ１ 幅（インテークの幅）
Ｗ２ 幅（バンプの幅）

Claims (4)

  1. 機体前方からの空気を取り込む航空機のインテーク構造であって、
    前記航空機の機体表面のうち、前記インテークの直前に位置する部分には、機体前方から滑らかに隆起したバンプが設けられており、
    前記インテークの周辺の平面視において、前記バンプの最大幅が、前記インテークの最大幅よりも広いことを特徴とする航空機のインテーク構造。
  2. 前記バンプは、機体前方から前記インテークに向かって滑らかに幅が広がるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の航空機のインテーク構造。
  3. 前記バンプは、当該バンプの幅方向において、前記インテークよりも側方まで延在する部分を備えることを特徴とする請求項２に記載の航空機のインテーク構造。
  4. 前記バンプは、当該バンプの幅方向に圧力勾配を生じさせ、機体前方からの境界層を前記インテークの側部よりもさらに側方へ排除するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の航空機のインテーク構造。
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