JP6681749B2 - 高温空気の機体張り付き対策構造および航空機 - Google Patents

Description

本発明は、航空機の空調装置からの排気等、機外に排出される高温空気が、飛行中の気流により機体表面に張り付くことへの対策が可能な構造に関する。

航空機が装備する空調装置は、典型的には胴体下部に設けられてベリーフェアリングにより覆われている。空調装置からの排気は、ベリーフェアリングに設けられた排気口まで排気ダクトにより導かれ、排気口から機外へと排出される。排気口からは、例えば１００℃を超える高温の排気が排出される。

特許文献１では、回転翼航空機のエンジンからの排気が機体表面に当たって高温スポットが形成されることに対処するため、排気を上方に向けて排出することによって機体表面から離している。

特表２００９−５０７１７９号公報

航空機の空調装置の排気ダクトから排気口を通じて機外へと排出された排気は、航空機の駐機中は機体表面から離れる向きにそのまま噴出するが、飛行中は、機体の周りに生じる気流によって流路が曲げられることで、排気口よりも後方に位置する機体表面に張り付くように流れる。そうすると、機体表面に張り付いた排気によって機体表面が高温となる。
特に、金属よりも耐熱性が低い繊維強化樹脂が機体表面の構成部材に用いられている場合は、機体表面に高温排気が張り付くことへの対策が急務である。

本発明は、空調装置からの排気をはじめとして、機外に排出される高温の空気が機体に与える熱的な影響を軽減することを目的とする。

本発明の高温空気の機体張り付き対策構造は、航空機の装備品に備えられ、規定の温度よりも温度が高くなり得る高温空気が流れる高温空気ダクトと、高温空気ダクトにより導かれた高温空気の流れを機外へと排出する排気口と、機体の表面である機体表面に、機外へと排出された高温空気よりも温度が低い低温空気の流れを供給する低温空気供給部と、を備え、低温空気供給部は、航空機の飛行時に機体表面に向けて曲げられた高温空気と機体表面との間に低温空気の流れからなる空気層を形成するものであって、排気口を通じて低温空気を機外へと排出させて空気層をなす第１流路を有することを特徴とする。
「規定の温度」は、例えば、機体の表面である機体表面の許容温度のように規定された温度に該当する。
「低温空気」としては、装備品が配置されている空間に存在している空気か、機外から取り入れられた外気、あるいはこれらの両方が該当する。低温空気の温度は、規定の温度、例えば、機体表面の許容温度よりも温度が高くなり得る高温空気の温度に対して十分に低い。
本発明において、「前」および「後」は、航空機の進行方向の前および後を意味する。

本発明における装備品としては、例えば、機内を空調する空調装置等、高温空気を排出する排気ダクトが備えられた装置を挙げることができる。
本発明における装備品は、機体表面を形成するフェアリングにより覆われる胴体の下部に設置し、排気口は、フェアリングに設けることができる。
本発明における機体表面を形成する部材は、例えば、アルミニウム合金等の金属材料や、ガラス繊維等の強化繊維を含む繊維強化樹脂から形成することができる。

本発明によれば、高温空気ダクトおよび排気口を通じて機外へと排出された高温空気の噴流が、飛行中に機体の周囲に生じる気流により、排気口よりも後方に位置する機体表面に向けて曲げられても、低温空気供給部により機体表面に供給されている低温空気の流れが、機体表面に対向する高温空気の流れと機体表面との間で空気層を形成する。この空気層が高温空気と機体表面との間に介在することにより、高温空気が機体表面に直接的に張り付くことを避けることができる。そのため、機外に排出された高温空気による機体の温度上昇が抑制されるので、機体への熱的な影響を軽減することができ、機体の材料に応じた特性低下（例えば、耐力や強度の低下）を避けることができる。

仮に、高温空気ダクトおよび排気口を流れる高温空気を低温空気により冷却するとすれば、高温空気ダクトの周りにラッパ管等を配置し、ラッパ管と高温空気ダクトとの間に導入した低温空気を排気口から排出させることが考えられる。そのラッパ管は、高温空気ダクト内を流れる高温空気と低温空気との間で十分に熱交換させる管路長と、高温空気ダクトから流出した高温空気と直接的に熱交換させる低温空気を十分に供給可能な流路断面積とを確保するため、軸方向および径方向の寸法が大きい大型のものとならざるを得ない。

しかし、本発明では、高温空気ダクトや排気口、およびそれらの付近における高温空気と低温空気との直接間接の熱交換に頼ることなく、機体表面に供給される低温空気からなる空気層を機体表面と高温空気との間に形成することにより機体への熱的な影響を抑えている。したがって、空気層を形成するために機体表面に低温空気を供給可能な小型の配管を用いれば十分であり、大きい管路長や流路断面積は必要ない。そのため、航空機の重量増加を抑えることができる。
以上によれば、航空機の重量増加を抑えつつ、機外に排出される高温の空気が機体に与える熱的な影響を軽減することができる。

本発明において、低温空気供給部は、排気口を通じて低温空気を機外へと排出させる第１流路を有する。
低温空気を機体表面に供給するための流路を機体に加工することなく、当該流路として排気口を利用することにより、航空機の重量増加を抑えることができる。

本発明において、高温空気ダクトの外周部は、高温空気ダクト内から高温空気ダクト外への熱の伝搬を抑制する断熱材により覆われていることが好ましい。
そうすると、高温空気ダクト内を流れる高温空気の熱による低温空気の温度上昇が断熱材により抑えられるので、低温空気からなる空気層により、機体への熱的な影響を軽減する効果を高めることができる。

本発明において、排気口は、排気口において高温空気ダクトが投影された領域の中央部に対して後方側にシフトしており、排気口内の後側では第１流路が広く、排気口内の前側では第１流路が狭いことが好ましい。
そうすると、空気層の形成に寄与する後方側の低温空気の流れを確保することができる。

本発明において、低温空気供給部は、高温空気ダクトの外周部を包囲するカバーを有し、カバーと高温空気ダクトとの間および排気口を含んで第１流路が形成されていることが好ましい。
カバーは、空気層を形成するために低温空気を機体表面に供給可能な小型の配管に相当する。

また、本発明は、航空機の装備品に備えられ、規定の温度よりも温度が高くなり得る高温空気が流れる高温空気ダクトと、高温空気ダクトにより導かれた高温空気の流れを機外へと排出する排気口と、機体の表面である機体表面に、機外へと排出された高温空気よりも温度が低い低温空気の流れを供給する低温空気供給部と、を備え、低温空気供給部は、航空機の飛行時に機体表面に向けて曲げられた高温空気と機体表面との間に低温空気の流れからなる空気層を形成するものであって、高温空気が機体表面に対向する機体の領域において機体表面を形成する部材を貫通する第２流路を有し、第２流路は、機内の空間から流入する低温空気を機外へと流出させる。
第２流路は、排気口よりも後方に位置する機体表面に向けて曲げられたことで高温空気が機体表面に対向する領域に形成されているので、高温空気を排出する排気口から後方に離れている。そのため、第２流路を通じて、高温空気の熱の影響を受け難い低温空気を機体表面に供給し、高温空気の流れと機体表面との間に空気層を介在させることができる。
高温空気が機体表面に対向する領域に第２流路を適宜に配置することにより、当該領域の全体に亘って空気層を形成することができる。そうすると、当該領域の全体に亘り、高温空気による機体への熱的な影響を軽減することができる。
第２流路は、油圧配管等から漏れた油を機外へと排出させるドレン用流路としても好適である。
第２流路として、機体を貫通する孔の集合やスリットを機体に形成することができる。

また、第２流路は、機体表面を形成する部材の肉厚の範囲内に形成された流路を含むように構成することもできる。
そうすると、部材の肉厚の範囲内を流れる低温空気によって機体が冷却されるので、当該部材への熱的な影響を軽減することに寄与できる。

本発明において、低温空気供給部は、機外から取り入れられた外気が流れる第３流路を有し、第３流路は、上述の第１流路に接続されていることが好ましい。
そうすると、飛行中は装備品が設置された空間の温度よりも十分に温度が低い外気が低温空気として機体表面に供給されるので、高温空気による機体表面への熱的な影響を一層軽減することができる。

本発明の航空機は、上述した高温空気の張り付き対策構造を備えることを特徴とする。

本発明によれば、機外に排出される高温の空気が機体に与える熱的な影響を軽減することができる。

第１実施形態に係る航空機を示す模式図である。 第１実施形態に係る高温空気張り付き対策構造を模式的に示す断面図である。 （ａ）は、図１に示す排気口を示す平面図である。（ｂ）は、排気口のルーバーを模式的に示す断面図である。 第１実施形態の変形例に係る低温空気供給部を示す断面図である。 第２実施形態に係る高温空気張り付き対策構造を模式的に示す断面図である。 図４に示す低温空気供給部を示す平面図である。 第２実施形態の変形例に係る高温空気張り付き対策構造の低温空気供給部を模式的に示す断面図である。 第３実施形態に係る高温空気張り付き対策構造を模式的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１に示す航空機１は、胴体２と、胴体２の下部２Ａを覆うフェアリング３（belly fairing）とを備えている。
胴体下部２Ａには、種々の装備品が設けられている。それらの装備品の一つとして、航空機の空調システムを構成する空調装置４がある。
空調装置４は、冗長性を確保するために２つあり、それらのうちの１つの空調装置４が胴体下部２Ａの左側に設けられ、もう１つの空調装置４が胴体下部２Ａの右側に設けられている。

空調システムは、空調装置４により得られた空気を図示しない配管を通じて与圧区画に供給する。その空気は、空調に供された後は、胴体下部２Ａに設けられた図示しない気圧調整弁を通じて与圧区間からフェアリング３内へと排出される。
従って、フェアリング３内は、機内を循環する空調用空気の圧力により、フェアリング３外（機外）と比べて圧力が高い。

フェアリング３は、空調装置４をはじめとして、胴体下部２Ａに設けられた装備品を覆っている。フェアリング３は、ガラス繊維や炭素繊維等を強化繊維として含む繊維強化樹脂や、アルミニウム合金等の金属材料を用いて形成することができる。
本実施形態のフェアリング３は、軽量化のため、ガラス繊維を含む繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：glass fiber reinforced plastics）から形成されている。
フェアリング３は、胴体下部２Ａとの間に装備品を配置するために必要な容積を残して、胴体下部２Ａに沿うように形成されている。

図２に示すように、空調装置４には、高温の排気（高温空気）が流れる排気ダクト４１が備えられている。排気ダクト４１を流れる排気の温度は、フェアリング３の表面３Ａの許容温度よりも高くなりうる。図２に、この排気の流れＦＨ（以下、排気流）を矢印で示している。
なお、空調装置４には、図示を省略するが、外気を取り入れるためのダクトや、エンジンおよび補助動力装置の各々からの抽気を導入するためのダクトも備えられている。

空調装置４からの排気は、排気ダクト４１により、フェアリング３に設けられた排気口３０まで導かれ、排気口３０を通じて機外へと噴出される。噴出された排気流ＦＨは、航空機１の飛行中は、機体の周囲に生じる気流ＦＦによって進路が曲げられるため、排気口３０よりも後方に位置するフェアリング３の表面３Ａ（外表面）に張り付くように流れる。
その排気流ＦＨの熱によってフェアリング表面３Ａの温度が許容温度を超えないように、排気流ＦＨがフェアリング３に与える熱的な影響を軽減する必要がある。

航空機１は、排気流ＦＨがフェアリング表面３Ａに張り付くことへの対策が可能である高温空気張り付き対策構造１０を備えている。
高温空気張り付き対策構造１０は、排気ダクト４１と、排気口３０と、低温空気供給部１１とを備えている。

低温空気供給部１１は、フェアリング表面３Ａに、機外に排出された排気流ＦＨよりも温度が低い低温空気の流れＦＬを供給する。
そうすると、機外へと排出された排気流ＦＨの噴流が気流ＦＦにより曲げられても、低温空気供給部１１によりフェアリング表面３Ａに供給されている低温空気の流れＦＬが、フェアリング表面３Ａに対向する排気流ＦＨの流れとフェアリング表面３Ａとの間で空気層１２を形成する。
この空気層１２が排気流ＦＨとフェアリング表面３Ａとの間に介在するため、排気流ＦＨがフェアリング表面３Ａに直接的に噴射されないので、フェアリング３に熱的影響を及ぼすことを避けることができる。

本実施形態の低温空気供給部１１は、フェアリング３内、つまり、フェアリング３と胴体下部２Ａとの間の空間５に存在する空気を低温空気としてフェアリング表面３Ａに供給する。空調システムの制御の下、機内を循環している空間５内の空気の温度は、排気ダクト４１および排気口３０を通じて機外へと排出された排気の温度に対して十分に低い。
低温空気供給部１１は、空間５に存在する空気を排気口３０を通じて機外へと排出し、フェアリング表面３Ａに供給する。低温空気供給部１１は、空間５に存在する低温空気を機外へと排出させる流路Ｐ１を有している。

流路Ｐ１を通じて低温空気をフェアリング表面３Ａに供給するにあたり、排気ダクト４１の外周部を断熱材４２により覆うことが好ましい。
断熱材４２は、被覆する構造材（排気ダクト４１）の表面と当接する側から、アラミド繊維、テフロン（登録商標）含浸ガラスクロス、アルミフィルムの順で積層して形成されており、排気ダクト４１内から排気ダクト４１外への熱の伝搬を抑制する。
断熱材４２により、排気ダクト４１内を流れる排気流ＦＨの熱による低温空気の温度上昇が抑えられるので、低温空気からなる空気層１２によってフェアリング３への熱的な影響を軽減する効果を高めることができる。

排気口３０は、図３（ａ）に示すように、排気ダクト４１の末端部の投影領域Ｒ１を含む開口である。本実施形態の排気ダクト４１の横断面は円形状であり、投影領域Ｒ１は楕円状に形成される。
排気口３０の開口範囲において、投影領域Ｒ１を除いた残部である領域Ｒ２が、フェアリング３内の空間５に存在する低温空気が機外へと流れ出る流路Ｐ１に相当する。
空間５に存在する低温空気は、空間５と機外との圧力差によって流路Ｐ１を通じて機外へと排出される。

排気口３０の形状は、矩形や円形、長円等の任意の形状に定めることができる。本実施形態の排気口３０は、楕円状に形成されている。
排気口３０は、図３（ａ）に示すように、投影領域Ｒ１の中央部に対して後方側にシフトしており、排気口３０内の後側では流路Ｐ１が広く、排気口３０内の前側では流路Ｐ１が狭いことが好ましい。
そうすると、排気口３０よりも後方に流れ、空気層１２の形成に寄与する低温空気の流れＦＬを確保できる。その一方、航空機の機軸方向に対して気流ＦＦの向きが変化したときも空気層１２を形成できるように、前側から横側にかけても、ある程度排気口３０を確保しておくことも好ましい。

排気口３０には、図３（ｂ）に示すように、上下方向に対して傾斜した複数の羽根部材３１からなるルーバー３２が備えられている。排気流ＦＨは、ルーバー３２により斜め後方へと整流されて機外へと排出される。

機外へと排出された排気流ＦＨが、空調装置４からの排気圧で、フェアリング表面３Ａから離れる向きへと噴出された後、気流ＦＦによって曲げられるのに対して、空調装置４からの排気圧よりも小さい、空間５とフェアリング３の外部との圧力差によって、排出された低温空気の流れＦＬは、フェアリング３の外部（機外）に排出された直後に気流ＦＦによって、フェアリング表面３Ａに沿うように後方へと流れる。
以上より、気流ＦＦにより曲げられた排気流ＦＨよりも内周側に低温空気の流れＦＬが形成され、その流れＦＬによって空気層１２が形成される。

機外へと排出される低温空気の流れＦＬは、流路Ｐ１の寸法（断面積等）や、ルーバー３２により流れＦＬに与えられる方向によって調整することができる。

以上で説明した本実施形態では、低温空気供給部１１により流路Ｐ１を通じて空間５内の低温空気をフェアリング表面３Ａに供給することにより、気流ＦＦにより曲げられた高温の排気流ＦＨと、その排気流ＦＨが対向するフェアリング表面３Ａとの間に空気層１２を介在させることができる。そのことによって、排気流ＦＨによるフェアリング３の温度上昇が抑制されるので、フェアリング３を許容温度以下に維持でき、ＧＦＲＰ製のフェアリング３における曲げ強度の低下を防ぐことができる。

また、排気口３０において排気ダクト４１の投影領域Ｒ１の残部である領域Ｒ２を、低温空気をフェアリング表面３Ａに供給するための流路Ｐ１として利用しているので、高温空気張り付き対策構造１０を航空機１に備えるにあたり、航空機１の重量が増加しない。
本実施形態によれば、空気層１２の形成に必要な低温空気を流路Ｐ１を通じてフェアリング表面３Ａに供給することにより、重量増加を抑えつつ、排気流ＦＨが機体に与える熱的な影響を軽減することができる。
さらに、流路Ｐ１を流れる低温空気の流れＦＬを機体の推力に利用可能となる。

〔第１実施形態の変形例〕
排気口３０を通じて低温空気を機外へと排出させる流路Ｐ１は、図４に示すように、排気ダクト４１と、その外周を包囲するカバー４３との間に形成されていてもよい。
カバー４３は、排気ダクト４１の末端部４１Ａおよびその近傍の外周部を包囲している。カバー４３の末端部４３Ａは、排気口３０に接続されている。
排気ダクト４１の外周部およびカバー４３の内周部の間と、排気口３０とから、流路Ｐ１が構成されている。
カバー４３は、空気層１２の形成に必要な低温空気が流れる流路Ｐ１を排気ダクト４１の外周部との間に形成するために、排気ダクト４１の外周部の一部を包囲するものである。このカバー４３に、大きい管路長や流路断面積は必要ないため、カバー４３を設けることによる重量増加を最低限に抑えることができる。

カバー４３は、排気が内側を流れるカバー本体４３１と、カバー本体４３１および排気ダクト４１の間に介在する緩衝用の部材であり、排気ダクト４１の外周部との間に所定の間隙Ｓが設定される弾性部材４３２とを備えている。
カバー本体４３１および弾性部材４３２は、いずれも、排気ダクト４１から伝搬する排気の熱に耐える材料から形成することができる。カバー本体４３１の材料としては、例えば、ステンレス鋼を挙げることができる。
図４に示す例では、カバー４３よりも上方で、排気ダクト４１の外周部が断熱材４２により覆われている。この例に限らず、排気ダクト４１の外周部の全体が断熱材４２により覆われていてもよい。

空間５内の低温空気は、カバー４３により囲まれた流路Ｐ１内が流れＦＬに対して負圧になることから、間隙Ｓを通じて排気ダクト４１の外周部とカバー本体４３１との間に流入し、排気口３０から機外へと排出される。
間隙Ｓの寸法が適切に設定されることにより、フェアリング３への熱的な影響を軽減する空気層１２を形成するのに足りる低温空気を排気ダクト４１とカバー４３との間に導入し、機外へと排出することができる。

流路Ｐ１は、必要に応じて開閉されることが好ましい。
そのために、例えば、排気流ＦＨの温度に応じて上述の間隙Ｓを開閉する開閉機構を設けることができる。その開閉機構により、排気流ＦＨの温度が、張り付く先のフェアリング表面３Ａの許容温度を超える程高い場合にのみ流路Ｐ１を開き、それ以外の場合には流路Ｐ１を閉じることができる。
そういった開閉機構としては、例えば、線膨張係数が異なる金属部材が接合されているため温度に応じて異なる挙動を示すバイメタルを用いることができる。

かかる開閉機構は、第２実施形態の流路Ｐ２（図５）および第３実施形態の流路Ｐ３（図８）についても同様に適用することができる。

〔第２実施形態〕
次に、図５および図６を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
以下、第１実施形態と相違する事項を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
第２実施形態に係る高温空気張り付き対策構造は、フェアリング３を貫通する流路Ｐ２を有する低温空気供給部２１を備えている。
低温空気供給部２１は、主として空間５と機外との圧力差に基づいて、空間５内の低温空気を流路Ｐ２を通じてフェアリング表面３Ａに供給する。

なお、排気ダクト４１からの排気により排気口３０の近傍のフェアリング３の温度上昇が過大になるおそれがある場合は、排気ダクト４１の周りから排気口３０を通じて若干の低温空気を排出させることで、フェアリング３の温度上昇を抑えることが好ましい。

流路Ｐ２は、排気流ＦＨがフェアリング表面３Ａに対向する領域３Ｒおよびその付近においてフェアリング３を厚み方向に沿って貫通する複数の貫通孔３Ｈ（図６）から構成されている。貫通孔３Ｈの軸線は、ルーバー３２（図３（ｂ））の羽根部材３１と同様に、フェアリング３の板厚方向に対して傾斜していることが好ましい。
貫通孔３Ｈは、図６に示すように、ほぼ等間隔に配置されている。
各貫通孔３Ｈの径は、例えば数ｍｍである。
貫通孔３Ｈの集合の代わりに、フェアリング３を厚み方向に貫通するスリットを形成することもできる。例えば、フェアリング表面３Ａの面内において前後方向に直交する左右方向に延びた単数または複数のスリットを形成することができる。

流路Ｐ２は、気流ＦＦにより曲げられた排気流ＦＨがフェアリング表面３Ａに対向しているフェアリング３の領域３Ｒおよびその付近に形成されているので、排気流ＦＨを機外へと排出する排気口３０から後方に離れている。そのため、流路Ｐ２を通じて、排気流ＦＨの熱の影響を受け難い、冷たい低温空気をフェアリング表面３Ａに供給し、排気流ＦＨの流れとフェアリング表面３Ａとの間に空気層１２を介在させることができる。
また、領域３Ｒおよびその付近に貫通孔３Ｈを適宜に配置することにより、領域３Ｒの全体に亘って空気層１２を形成し、領域３Ｒの全体に亘り、排気流ＦＨによるフェアリング３への熱的な影響を軽減することができる。

その上、流路Ｐ２は、高熱を発生させる排気ダクト４１から離れているため、フェアリング３の内側の空間５に配設されている油圧配管等から漏れた油を機外へと排出させるドレン用流路として好適に用いることができる。
その場合は、油圧配管から漏れた油が流路Ｐ２に向けて流れるように、フェアリング３の内側に勾配やガイド等を設けるとよい。
また、流路Ｐ２を流れる、この程度の弱いＦＬの流れであっても、機体の推力には利用可能である。

流路Ｐ２を構成する貫通孔３Ｈやスリットが形成される位置は、必ずしも、気流ＦＦにより曲げられた排気流ＦＨがフェアリング表面３Ａに対向している領域３Ｒと一致している必要はない。本実施形態では、一部の貫通孔３Ｈが領域３Ｒよりも前方に配置されている。領域３Ｒよりも前方に位置する貫通孔３Ｈを通じて機外へと排出された低温空気は、それよりも後方に位置するフェアリング表面３Ａと排気流ＦＨとの間に流入する。

排気流ＦＨがフェアリング３に与える熱的影響の度合を考慮して、領域３Ｒ内の適宜な範囲に貫通孔３Ｈやスリットを形成することができるし、領域３Ｒを超える範囲にまで貫通孔３Ｈやスリットを形成することもできる。

上述した第１実施形態および第２実施形態を組み合わせることも可能である。
つまり、第１実施形態の流路Ｐ１（図２）と、第２実施形態の流路Ｐ２（図５）との双方を通じて、フェアリング表面３Ａに低温空気を供給することができる。

〔第２実施形態の変形例〕
流路Ｐ２は、図７に示すように、フェアリング３の肉厚の範囲内で、フェアリング表面３Ａの面内方向に沿って延びた横流路Ｐ２２を含んで構成されていてもよい。
図７に示す流路Ｐ２は、フェアリング３を厚み方向に貫通する複数の縦流路Ｐ２１と、複数の縦流路Ｐ２１を相互に繋ぐようにフェアリング３の肉厚の範囲内に形成される横流路Ｐ２２とを含んで構成されている。

フェアリング３が、ＧＦＲＰにより形成されたハニカムコアサンドイッチパネルである場合は、ハニカムコアの各セルを縦流路Ｐ２１として使用し、パネルに沿った方向に各セルを貫通するように孔明けされた複数の孔の各々を横流路Ｐ２２として使用するとよい。

空間５内の低温空気は、主として空間５と機外との圧力差によって縦流路Ｐ２１へと流入し、横流路Ｐ２２にも流れつつ、縦流路Ｐ２１から機外へと排出される。空間５内の低温空気は、縦流路Ｐ２１および横流路Ｐ２２を通じてフェアリング３の面内を巡るように流れる。

図７に示す構成によれば、フェアリング３の肉厚の範囲内を流れる低温空気によってフェアリング３をそれ自体の内部から冷却しながら、フェアリング表面３Ａへと供給された低温空気からなる空気層１２により機外からの熱要因、つまり排気流ＦＨに対処できる。
ここで、空間５内の低温空気は、空気の流動によって温度が低く保たれるが、フェアリング３の内表面３Ｂの温度は、空調装置４の筐体やその排気ダクト４１から発せられる熱を受けて高くなりがちである。そのフェアリング３の内表面３Ｂからの輻射も、フェアリング外表面３Ａの温度に与える影響として無視できない。そのため、横流路Ｐ２２を有する流路Ｐ２を流れる低温空気によってフェアリング３を内部から冷却することは、フェアリング３の内側からの輻射対策としても有効である。

〔第３実施形態〕
次に、図８を参照し、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態に係る高温空気張り付き対策構造は、第２実施形態で説明した流路Ｐ２に加えて、機外から取り入れられた外気が流れる流路Ｐ３を有している。
流路Ｐ３は、空調装置４に外気を取り入れる外気導入ダクト４４に接続されており、外気導入ダクト４４を流れる外気の一部が流路Ｐ３に流入する。流路Ｐ３は、排気口３０よりも後方にまで延びており、流路Ｐ２へと外気を供給する。
空調装置４への外気導入とは別途取り入れた外気が流路Ｐ３に流れるように構成されていてもよい。

流路Ｐ３および流路Ｐ２を通じて、飛行中は空間５の温度よりも十分に温度が低い外気が低温空気としてフェアリング表面３Ａに供給されるので、高温空気によるフェアリング３への熱的な影響を一層軽減することができる。

流路Ｐ２に代えて、第１実施形態で説明した流路Ｐ１に流路Ｐ３から外気を供給することもできる。また、流路Ｐ１および流路Ｐ２の双方に流路Ｐ３から外気を供給することもできる。

ところで、空調装置４の筐体や排気ダクト４１から発せられる熱により、フェアリング３の内表面３Ｂや、胴体下部２Ａの表面等、空調装置４の周囲に位置する部材が高温となりがちである。そのため、流路Ｐ３を通じて、フェアリング３の内表面３Ｂや、胴体下部２Ａの表面における高温領域に外気を供給することによってそれらの部材を冷却することが好ましい。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
本発明において機体表面に張り付くことへの対策が必要な高温空気は、空調装置４の排気ダクト４１を通り機外へと排出されたものに限らず、航空機の他の装備品に備えられたダクトを通り機外へと排出されたものであってもよい。高温空気が張り付く機体表面は、ベリーフェアリングの外表面３Ａには限らず、流れＦＨに曝される適宜な部材の表面であればよい。

１ 航空機
２ 胴体
２Ａ 胴体下部
３ フェアリング（機体）
３Ａ フェアリング表面（機体表面）
３Ｂ 内表面
３Ｈ 貫通孔
３Ｒ 領域
４ 空調装置（装備品）
５ 空間
１０ 高温空気張り付き対策構造
１１ 低温空気供給部
１２ 空気層
２１ 低温空気供給部
３０ 排気口
３１ 羽根部材
３２ ルーバー
４１ 排気ダクト（高温空気ダクト）
４１Ａ 末端部
４２ 断熱材
４３ カバー
４３Ａ 末端部
４４ 外気導入ダクト
４３１ カバー本体
４３２ 弾性部材
ＦＦ 気流
ＦＨ 排気流
ＦＬ 低温空気の流れ
Ｐ１ 流路（第１流路）
Ｐ２ 流路（第２流路）
Ｐ２１ 縦流路
Ｐ２２ 横流路
Ｐ３ 流路（第３流路）
Ｒ１ 投影領域
Ｒ２ 残部領域
Ｓ 間隙

Claims (10)

1. 航空機の装備品に備えられ、規定の温度よりも温度が高くなり得る高温空気が流れる高温空気ダクトと、
   前記高温空気ダクトにより導かれた前記高温空気の流れを機外へと排出する排気口と、
   機体の表面である機体表面に、機外へと排出された前記高温空気よりも温度が低い低温空気の流れを供給する低温空気供給部と、を備え、
   前記低温空気供給部は、
   前記航空機の飛行時に前記機体表面に向けて曲げられた前記高温空気と前記機体表面との間に前記低温空気の流れからなる空気層を形成するものであって、
   前記排気口を通じて前記低温空気を機外へと排出させて前記空気層をなす第１流路を有する、
   ことを特徴とする高温空気の機体張り付き対策構造。
2. 前記高温空気ダクトの外周部は、
   前記高温空気ダクト内から前記高温空気ダクト外への熱の伝搬を抑制する断熱材により覆われている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の高温空気の機体張り付き対策構造。
3. 前記排気口は、
   前記排気口において前記高温空気ダクトが投影された領域の中央部に対して後方側にシフトしており、
   前記排気口内の後側では前記第１流路が広く、前記排気口内の前側では前記第１流路が狭い、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の高温空気の機体張り付き対策構造。
4. 前記低温空気供給部は、
   前記高温空気ダクトの外周部を包囲するカバーを有し、
   前記カバーと前記高温空気ダクトとの間および前記排気口を含んで前記第１流路が形成されている、
   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高温空気の機体張り付き対策構造。
5. 航空機の装備品に備えられ、規定の温度よりも温度が高くなり得る高温空気が流れる高温空気ダクトと、
   前記高温空気ダクトにより導かれた前記高温空気の流れを機外へと排出する排気口と、
   機体の表面である機体表面に、機外へと排出された前記高温空気よりも温度が低い低温空気の流れを供給する低温空気供給部と、を備え、
   前記低温空気供給部は、
   前記航空機の飛行時に前記機体表面に向けて曲げられた前記高温空気と前記機体表面との間に前記低温空気の流れからなる空気層を形成するものであって、
   前記高温空気が前記機体表面に対向する前記機体の領域において前記機体表面を形成する部材を貫通する第２流路を有し、
   前記第２流路は、
   機内の空間から流入する前記低温空気を機外へと流出させる、
   ことを特徴とする高温空気の機体張り付き対策構造。
6. 前記第２流路は、
   前記機体表面を形成する部材の肉厚の範囲内に形成された流路を含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項５に記載の高温空気の機体張り付き対策構造。
7. 前記低温空気供給部は、
   機外から取り入れられた外気が流れる第３流路を有し、
   前記第３流路は、
   前記排気口を通じて前記低温空気を機外へと排出させる前記第１流路に接続されている、
   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高温空気の機体張り付き対策構造。
8. 前記装備品は、
   機内を空調する空調装置である、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の高温空気の機体張り付き対策構造。
9. 前記装備品は、
   前記機体表面を形成するフェアリングにより覆われる胴体の下部に設置され、
   前記排気口は、
   前記フェアリングに設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の高温空気の機体張り付き対策構造。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の高温空気の機体張り付き対策構造を備える、ことを特徴とする航空機。

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