JP7160580B2 - 航空機および航空機の整備方法 - 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気体が機体表面に張り付くことへの対策が施された航空機、および航空機の整備方法に関する。

航空機に備わる空調装置は、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、航空機が上空を飛行中であれば外気により冷却される。しかし、駐機中や地上走行中、あるいは低高度を飛行中には、機外へと排出された排気が外気により必ずしも十分には冷却されない。

本発明は、空調装置からの排気をはじめとして、航空機の機外に排出される高温気体が機体に熱的な影響を及ぼすことを防ぐことを目的とする。

空調装置の排気ダクトから、機体の表面の面外方向に向けて排気が噴出したとしても、排気の流れが機外で曲げられて機体の表面に張り付くとすれば、機体表面の部材の過熱が懸念される。
本発明の発明者は、排気が曲がって機体表面に張り付く要因として、排気に旋回成分が含まれていることに想到し、これを解析により確かめた。
上記の新たな知見に基づいて想到された本発明の第１の航空機は、航空機の装備品に備えられたダクトを流れ、規定の温度よりも温度が高い高温気体を機外へと排出する排気口と、機外への排出に先立ち、高温気体の流れに含まれる旋回成分を低減させる旋回低減部と、を機体に備えることを特徴とする。

以下、第１の航空機に関する好ましい要件を列記する。
本発明の航空機において、旋回低減部は、高温気体の流路を高温気体の流れに沿って分割する仕切であることが好ましい。

本発明の航空機において、仕切は、流路の断面中心部に関して回転対称に形成されていることが好ましい。

本発明の航空機において、仕切は、略十字状の断面形状を呈する壁を含んで形成されていることが好ましい。

本発明の航空機において、旋回低減部は、ダクトに備わることが好ましい。

本発明の航空機は、ダクトおよび排気口と共に高温気体の流路を形成する筒体をさらに備え、旋回低減部は、筒体に備わることが好ましい。

上記構成において、ダクトと筒体とが接続用部材を用いて接続されていることが好ましい。

本発明の航空機は、旋回低減部を排気口側から受け止め可能な離脱防止部を機体またはダクトに備えることを特徴とする

本発明の航空機は、機体において排気口に隣接した領域の表面を被覆可能であり、断熱性を有した断熱部材と、断熱部材を機体に着脱自在に装着可能な装着部と、を備えることが好ましい。

次に、本発明の第２の航空機の構成を説明する。
本発明の第２の航空機は、航空機の装備品に備えられたダクトを流れ、規定の温度よりも温度が高い高温気体を機外へと排出する排気口と、航空機の機体において排気口に隣接した領域の表面を被覆可能であり、断熱性を有した断熱部材と、断熱部材を機体に着脱自在に装着可能な装着部と、を備えることを特徴とする。

以下、第２の航空機に関する好ましい要件を列記する。
本発明の航空機において、装着部と断熱部材とは、永久磁石を用いて装着可能であることが好ましい。

本発明の第２の航空機において、装着部は、機体の表面に沿って平坦に形成されていることが好ましい。

本発明の第２の航空機において、断熱部材は、断熱性を有したシート材と、シート材に設けられて、シート材と機体の表面との間に高温気体が流入するのを防ぐ支持壁と、を有することが好ましい。

以下、第１の航空機および第２の航空機に共通する好ましい要件を列記する。
本発明の航空機において、機体における排気口の周囲の領域は、強化繊維を含む繊維強化樹脂材料を用いて構成されていることが好ましい。

本発明の航空機において、装備品は、機内を空調する空調装置であることが好ましい。

本発明の航空機において、装備品は、機体の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、排気口は、フェアリングに設けられていることが好ましい。

さらに、第２の航空機の発明は、航空機の整備方法にも展開可能である。
つまり、本発明は、航空機の装備品に備えられたダクトを流れ、規定の温度よりも温度が高い高温気体を機外へと排出する排気口を機体に備えた航空機を整備する方法であって、機体において排気口に隣接した領域の表面を覆うように、断熱性を有した断熱部材を機体に装着した状態で、装備品の作動を伴う整備を行うことを特徴とする。

第１の航空機に係る本発明によれば、機体に備わる旋回低減部により、装備品のダクトから機外へと排出される排気に含まれる旋回成分が機外への排出前に低減される。そうすると、排気口から機外へと排出された排気が、排気の流れに含まれる旋回成分に起因して曲がるのを抑え、機体表面から離れる向きへと排気を排出させることができる。つまり、排気が機体表面に張り付くことを避けることができるので、機外へと排出された排気の熱により機体に熱的な影響が及ぶのを未然に防ぐことができる。

旋回低減部を備えた第１の航空機の発明は、整備中、駐機中、または地上走行中や離着陸時であって、機体の周囲の大気の温度が高いため、排気口から排出された高温気体の温度が、機体の周囲の大気と接触しても十分に下がり難い場面において特に有効である。

また、第２の航空機に係る本発明および航空機の整備方法に係る本発明によれば、機体に断熱材を装着した状態で、装備品の作動を伴う整備を行うと、整備中にエンジン出力を最大にした場合のように、機外へと排出される高温気体の温度が大幅に上昇した場合であっても、排気口に隣接した範囲の機体表面を覆う断熱材により、排気の熱が機体に伝搬するのを防ぐことができる。そのため、やはり、機外へと排出された排気の熱により機体に熱的な影響が及ぶのを未然に防ぐことができる。

（ａ）は、空調装置を備えた航空機を模式的に示す図である。（ｂ）は、第１実施形態に係る高温気体（空調装置からの排気）の機体への張り付き対策構造を空調装置と共に示す模式図である。 図１（ｂ）に示す空調装置と、空調装置に備わるファンおよび排気ダクトと、高温気体の張り付き対策構造とを示す模式図である。 （ａ）は、空調装置の排気ダクトおよび機体（フェアリング）を後方から示す図である。（ｂ）は、排気ダクトおよびフェアリングの排気口を下方から示す図である。 （ａ）は、図２のIVa－IVa線断面図であり、排気ダクトの仕切（旋回低減部）を示している。（ｂ）は、仕切の他の形態に係る仕切部材を示す側面図である。（ｃ）は、（ｂ）のIVc－IVc線断面図である。 （ａ）～（ｄ）は、旋回低減部の変形例を示す断面図である。 （ａ）は、排気ダクトの下流側に仕切部材が設けられた例を示す図であり、（ｂ）は、排気ダクトの上流側に仕切部材が設けられた例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、第１実施形態の変形例に係る高温気体の張り付き対策構造を示す模式図である。 第１実施形態の他の変形例に係る高温気体の張り付き対策構造を示す模式図である。 （ａ）は、第２実施形態に係る航空機の右舷側に備わる高温気体の張り付き対策構造を下方から示す模式図である。（ｂ）は、（ａ）のIXb－IXb線断面図であり、フェアリングと、フェアリングの右舷側および左舷側の範囲をそれぞれ覆う断熱部材とを後方から示す図である。

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（ａ）に示す航空機１は、胴体１１と、主翼１２と、胴体１１の下部１１Ａを覆うフェアリング３（belly fairing）とを含む機体１０と、機体１０に搭載された種々の装備品とを備えている。
胴体下部１１Ａには、複数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２がある。空調システムは、機内の与圧、換気、および冷暖房の空調機能全般を担う。
空調装置２は、冗長性を確保するために２つあり、一方の空調装置２が胴体下部１１Ａの左側に設けられ、他方の空調装置２が胴体下部１１Ａの右側に設けられている（図３（ａ）参照）。

空調システムは、空調装置２により得られた空調空気を図示しない配管を通じてキャビン等の与圧区画に供給する。その空調空気の一部は、胴体下部１１Ａに設けられた図示しない圧力調整弁を通じて与圧区画からフェアリング３の内側へと排出される。フェアリング３の内側は、圧力調整弁を通じて排出された空調空気の圧力により、フェアリング３の外側（機外）と比べて圧力が高い。

フェアリング３は、空調装置２をはじめとして、胴体下部１１Ａに設けられた種々の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材料や、アルミニウム合金等の金属材料を用いて構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材料（ＧＦＲＰ：glass fiber reinforced plastics）から構成されている。

図１（ｂ）および図２に示すように、空調装置２には、排気（高温気体）が流れる排気ダクト２１が備えられている。排気ダクト２１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（規定の温度）よりも高くなりうる。排気ダクト２１を流れる排気の温度は、一例として、１００℃～１５０℃である。フェアリング３に許容される温度は、高温流体に接触する部材に典型的に使用されるステンレス鋼と比べて大幅に低い。

空調装置２は、具体的な図示を省略するが、タービンと、圧縮機と、熱交換器と、コンデンサと、エンジンあるいは補助動力装置からの抽気や外気の取り込み口と、配管と、ファン２２（図２）等を含んで構成されている。
本実施形態のファン２２は、プロペラファンであり、筒状のケーシング２２１（図３（ａ））の内側に配置されている。図３（ａ）に示す矢印は、ファン２２の回転する向きを示している。

空調装置２からの排気は、排気ダクト２１により、フェアリング３に設けられた排気口３Ｂまで導かれ、排気口３Ｂを通じて機外へと噴出される。ここで、排気ダクト２１を流れる排気の流れに旋回成分が含まれており、排気の流れの進路が、旋回成分に起因して図１（ｂ）に二点鎖線で示すように後方へと曲がるとすれば、フェアリング３の表面３Ａへと排気が当たって張り付くように流れるおそれがある。
排気口３Ｂから機外へ排出された排気の流れが、機外で曲がりフェアリング表面３Ａへ張り付くように流れることを、機体１０（フェアリング３）への排気の「張り付き」と称する。このような排気の張り付きにより、排気の熱がフェアリング３に熱的な影響を及ぼすことを防ぐ必要がある。
排気ダクト２１から排出される排気の流れには、ファン２２の回転によって与えられた旋回成分が含まれている。なお、ファン２２が存在しない場合でも、排気と何らかの部材との干渉により、排気の流れに旋回成分が含まれることがあり得る。

航空機１は、排気口３Ｂから機外へと排出された排気がフェアリング表面３Ａに張り付くことへの対策が可能な高温気体張り付き対策構造２０（図１（ｂ））を備えている。
本実施形態において排気ダクト２１から排出される排気の流れには、ファン２２の回転によって与えられた旋回成分が含まれている。
高温気体張り付き対策構造２０は、排気ダクト２１と、排気ダクト２１を流れる排気を機外へと排出する排気口３Ｂと、排気の張り付きの要因となる排気の旋回成分を低減させる旋回低減部としての仕切２４とを備えている。
図１（ｂ）に示す高温気体張り付き対策構造２０は、排気ダクト２１に備わる仕切２４により、排気に含まれる旋回成分を排気口３Ｂから機外への排出に先立ち、低減させる。

高温気体張り付き対策構造２０は、図３（ａ）に示すように、左舷側（図の左側）と、右舷側（図の右側）との双方に備えられることが好ましい。左舷側の張り付き対策構造２０Ｌは、胴体下部１１Ａの左側に備わる空調装置２の排気ダクト２１から機外へと排出される排気の張り付きを防ぎ、胴体下部１１Ａの右側に備わる張り付き対策構造２０Ｒは、右側の空調装置２の排気ダクト２１から機外へと排出される排気の張り付きを防ぐ。

排気ダクト２１は、図２に示すように、ファン２２に対向する位置から後方へ引き出されて下方へと曲がり、排気口３Ｂ（図１（ｂ））の近傍まで延びている。本実施形態の排気ダクト２１は断面円形状に形成されており、下端２１Ａの開口は楕円形を呈している（図３（ｂ））。本実施形態の排気ダクト２１は、下側が上側に対して縮径しているが、これに限らず、排気ダクト２１が上端から下端まで一定の径であってもよい。
排気ダクト２１は、ステンレス鋼等の金属材料から構成されている。特に、ＣＲＥＳ（Corrosion REsistant Steel）と呼ばれる耐腐食鋼が好適である。

排気ダクト２１の外周部は、図１（ｂ）に示すように、フェアリング３の内側の空間５の温度上昇を抑えるため、断熱材２３により覆われることが好ましい。

排気ダクト２１の下端２１Ａ側は、図１（ｂ）、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、フェアリング３の排気口３Ｂの周りに設けられた支持体３１により支持されることが好ましい。
支持体３１は、フェアリング３から裏側に立ち上がり、排気ダクト２１の下端２１Ａ側の外周部を包囲する壁３１Ａを有している。壁３１Ａの内側の空間に、排気ダクト２１の下端２１Ａ側が配置されている。
支持体３１も、排気ダクト２１と同様に、ステンレス鋼等の金属材料から構成されている。
支持体３１の上端部には、図１（ｂ）に示すように、排気ダクト２１の外周部を支持する環状の弾性体３２が設けられている。

排気口３Ｂ（図１（ｂ）、図３（ｂ））は、排気ダクト２１の下端２１Ａの投影領域を含む範囲に亘り、フェアリング３を板厚方向に貫通して形成されている。本実施形態の排気口３Ｂは、図３（ｂ）に示すように、平面視で略矩形状に形成されている。排気口３Ｂの形状は、円形や長円等の適宜な形状に定めることができる。
本実施形態の排気口３Ｂの内側には、排気ダクト２１からの排気の流れに抵抗を与える部材が存在していない。そのため、排気ダクト２１から流出した排気の流れに圧力損失を与えることなく、排気を機外へと排出させることができる。

排気ダクト２１の整備の便宜のため、図３（ｂ）に示すように、排気口３Ｂおよび支持体３１に対応するフェアリング３の領域が、フェアリング３の本体から取り外し可能なアクセスパネルＰとして構成されることが好ましい。アクセスパネルＰを取り外し、支持体３１を排気ダクト２１から分離させる。

仕切２４（図１（ｂ）、図２、図４（ａ））は、ファン２２（図２）を経て排気ダクト２１を流れる排気の流れに含まれる旋回成分を低減させる旋回低減部として機能する。
図４（ａ）は、排気ダクト２１の内部に備わる仕切２４を示す。
仕切２４は、排気の流れに沿って、図４（ａ）に示すように、排気ダクト２１の内側の排気の流路を複数の区画Ａ１～Ａ４に分割する。図４（ａ）に示すように、仕切２４は、排気の流路の断面中心部Ｘから排気ダクト２１の内壁まで排気ダクト２１の径方向に沿って配置される４つの板状の壁２４１～２４４を有している。壁２４１～２４４は、十字状の横断面を呈し、排気ダクト２１の軸線方向に沿って連続している。排気の旋回成分を低減させ、流れの断面中心に関して対称に整流するため、壁２４１～２４４が、断面中心部Ｘに関して回転対称に配置されていることが好ましい。

排気ダクト２１を流れる排気が、仕切２４により排気ダクト２１内に形成された区画Ａ１～Ａ４を流れる間、排気の旋回成分に壁２４１～２４４が干渉することで、旋回成分が低減される。旋回成分の低減により、高温の排気が機体の外表面に付着するのを抑えて、排気による機体への熱の影響を避けることが可能となる。

仕切２４は、耐熱性や耐食性等を考慮して、ステンレス鋼やチタン等の適宜な金属材料から構成することができる。チタンは軽量化に適する。
仕切２４の壁２４１～２４４は、一体に構成されていても、別体であってもよい。別体の場合は、壁２４１～２４４を締結や溶接、ろう付け等の適宜な方法で一体化することができる。
そして、排気ダクト２１の内壁２１Ｗに、仕切２４を締結や溶接、ろう付け等の適宜な方法により接合することができる。

図４（ｂ）は、仕切の他の形態として、排気ダクト２１の一部を構成する仕切部材２４０を示している。排気ダクト２１は、上流側のダクト部２１Ｕと、下流側のダクト部２１Ｄと、ダクト部２１Ｕ，２１Ｄの間に配置された仕切部材２４０とからなる。ダクト部２１Ｕ、仕切部材２４０、およびダクト部２１Ｄの内側に、連続した排気流路が形成される。
仕切部材２４０は、図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）と同様の形態の仕切部２４´と、仕切部２４´を包囲する周壁２４Ｃとを有している。図４（ｃ）に示すように、仕切部２４´と周壁２４Ｃとが一体に構成されていてもよいし、図示を省略するが、別体の仕切部２４´と周壁２４Ｃとが一体化されていてもよい。

仕切２４の壁の他の形態としては、断面十字状に限らず、図５（ａ）～（ｃ）に示すような形態であってもよい。図５（ａ）に示す例では、仕切２５の壁２５１～２５６により、排気の流路が６等分されている。図５（ｂ）に示す仕切２６は、排気ダクト２１の直径方向に配置された１つの壁２６１からなり、壁２６１により排気の流路が２等分されている。図５（ｃ）に示す例では、排気ダクト２１の内部に互いに平行に配置された２つの壁２７１，２７２から仕切２７が構成されている。

図５（ｄ）は、排気ダクト２１の内壁２１Ｗから突出した壁２８を示している。壁２８の先端２８Ａと排気ダクト２１の内壁２１Ｗとの間には間隙が存在している。
この壁２８も、排気ダクト２１を流れる排気の旋回成分に干渉して低減させることができるため、旋回低減部として機能する。
なお、壁２８と比べ、図５（ｂ）に示すように流路を仕切っている壁２６１の方が、排気の旋回成分を低減させる効果が高い。

本実施形態の仕切２４の他、図５（ａ）～（ｄ）にそれぞれ示す仕切２５～２７および壁２８のいずれも、排気の旋回成分を低減させることができ、かつ、排気の流れに沿っているため排気に与える圧力損失が十分に小さい。
ここで、排気の流路の範囲を周方向に狭めると、旋回成分の低減に寄与する。そのため、図５（ｂ）あるいは図５（ｃ）に示す形態と比べ、図５（ａ）の仕切２５や本実施形態の仕切２４のように、断面中心部Ｘから放射状に延びた壁を含んで旋回低減部が構成されている方が有利である。

また、排気の流れ方向における仕切２４等の旋回低減部の長さに関し、短過ぎると、旋回成分を低減させる効果を得ることが難しく、長過ぎると、排気との接触面積が大きいため排気の圧力損失が大きい。
旋回成分の低減効果と圧力損失とを考慮すれば、仕切２４等の旋回低減部の径Ｄと長さＬについて、Ｌ／Ｄ＞１であることが望ましい。

以上より、旋回低減部を構成する壁の数や配置、流れ方向の長さは、旋回成分の低減効果と、排気の圧力損失、そして、必要な場合は、排気の流路断面中心部Ｘに対して旋回成分が偏向している向きも考慮して適宜に定めることができる。
本実施形態の仕切２４によれば、比較的小さい接触面積で、排気の流路を周方向に４分割し、断面中心部Ｘに関して回転対称な区画Ａ１～Ａ４を形成することができるので、排気の旋回成分を効率よく安定して低減させることができる。

以上で説明した旋回低減部は排気ダクト２１に備えられているが、排気口３Ｂから機外への排気の排出に先立ち、排気の旋回成分を低減させることができる限りにおいて、旋回低減部が必ずしも排気ダクト２１に備えられている必要はない。
例えば、図６（ａ）に示すように、排気ダクト２１の下端に仕切部材２４０が接続されていてもよいし、図６（ｂ）に示すように、ファン２２と排気ダクト２１との間に仕切部材２４０が設置されていてもよい。
また、排気の流路全体として、複数の旋回低減部を設けることもできる。例えば、排気ダクト２１の内側に、ダクト２１の長さ方向に間隔をおいて２つの仕切２４を設置することができる。

以上で説明した本実施形態の航空機１によれば、機体１０に備わる旋回低減部としての仕切２４により、空調装置２の排気に含まれる旋回成分が機外への排出前に低減される。そうすると、排気口３Ｂから機外へと排出された排気が、排気の流れに含まれる旋回成分に起因して曲がるのを抑えて、フェアリング表面３Ａから離れる向きへと排気を排出させることができる。つまり、排気がフェアリング表面３Ａに張り付くことを避けることができるので、フェアリング３の許容温度よりも高い温度の排気が機外へと排出されても、その排気の熱によりフェアリング３に熱的な影響、つまり、フェアリング３の材料に応じた特性低下（例えば、耐力や強度の低下）を未然に防ぐことができる。

ところで、旋回成分を含む排気を排気口３Ｂに配置したルーバー等により整流することで、排気の張り付きを防ぐことも考えられる。そのルーバーは、排気ダクト２１の下端から噴出した排気を後方へと案内する複数の羽根からなる。しかし、仕切２４等の旋回低減部を用いずにルーバーだけを使用しても、排気の旋回成分を十分に低減させることが難しい上、ルーバーの羽根の抵抗により排気の圧力損失が増大してしまう。
それに対して、排気の流れに沿って配置される本実施形態の仕切２４等の旋回低減部によれば、排気の圧力損失を抑えつつ、排気に含まれる旋回成分を十分に低減させることができる。

なお、排気に過大な圧力損失が与えられない限りにおいて、ルーバー等の整流部材により、旋回低減部により旋回成分が低減された排気を補助的に整流することは許容される。

仕切２４等の旋回低減部は、空調装置２を作動させていることを前提として、整備や、フライトの前後における航空機１の駐機中、または地上走行中、離着陸時であって、フェアリング３の周囲の大気の温度が高いため、排気口３Ｂから排出された排気の温度が、フェアリング３の周囲の大気と接触しても十分に下がり難い場面において特に有効である。排気の温度や、飛行高度、日射や気候等にもよるが、航空機１が上空を飛行中であれば、排気は、排気口３Ｂから機外へと排出された直後に、上空の冷たい外気により、フェアリング３の許容温度よりも十分に低い温度にまで冷却される。そのため、排気ダクト２１からの排気が、たとえフェアリング表面３Ａに張り付いたとしても、フェアリング３に熱的な影響を及ぼし難い。
しかしながら、駐機中、地上走行中、あるいは離着陸時に地上に近い高度を飛行中は、地上からの熱の輻射もあって、排気口３Ｂから機外へと排出された排気が、周囲の大気によって必ずしも十分に冷却されないため、機体１０に備わる旋回低減部により排気の旋回成分を低減させ、機体表面への排気の張り付きを防いで、機体１０から離れた向きへと排気を安定して排出させることの意義が大きい。酷暑の地域を含む各地への運航が想定される航空機１にあっては、厳しい熱の条件に対応できることが重要な意義を持つ。

仕切２４等の旋回低減部に加え、高温排気の機体１０へのさらなる張り付き対策としては、機外への排気に先立ち、排気の温度を、それよりも温度が低いフェアリング３の内側の空気を使用して下げることができる。フェアリング３の内側の空間５には、排気ダクト２１を流れる排気の温度と比べて温度が低い空気が存在する。
そこで、図７（ａ）に示すように、支持体３１に低温空気の導入部３１Ｂを設けるとともに、支持体３１の内側に排気ダクト２１から排気が噴出するように排気ダクト２１の長さを短く設定するとよい。そうすると、支持体３１の内側よりも圧力が大きい空間５の空気が導入部３１Ｂを通じて支持体３１の内側に導入される。排気ダクト２１が断熱材２３により覆われているため、空間５の空気の温度を低く保ち、排気の温度よりも低い温度の空気を空間５から導入部３１Ｂを通じて支持体３１の内側に導入することができる。
排気ダクト２１からの排気は、支持体３１の内側で、それよりも低温の空気と接触、混合することで温度が下げられてから、排気口３Ｂを通じて機外へと排出されることとなる。したがって、機外で排気がフェアリング表面３Ａに近接したとしても、排気の熱による熱的な影響がフェアリング３に及ぶのを避けることができる。

図７（ａ）に示す例では、導入部３１Ｂは、支持体３１の上端に備わる弾性体３２の内周部と排気ダクト２１の外周部との間の間隙に相当する。
その他、図７（ｂ）に示す例のように、支持体３１の壁に導入部としての孔３１Ｃを形成することもできる。

〔第１実施形態の変形例〕
図８は、第１実施形態の旋回低減部に係る変形例を示す。
上記の第１実施形態では、排気ダクト２１に仕切２４（図１（ｂ））が備えられているのに対し、図８に示す例では、旋回低減部としての仕切３４が、フェアリング３に設けられた筒体３３に備えられている。筒体３３は、フェアリング３に固定された支持体３５によりフェアリング３に支持されている。

図８に示す高温気体張り付き対策構造３０は、排気ダクト２１と、排気口３Ｂに加えて、筒体３３と、支持体３５と、仕切３４とを備えている。
仕切３４は、図８に示す例では、筒体３３の内側に、筒体３３の上端から所定の長さで、排気の流れに沿って延びている。これに限らず、旋回成分の低減効果と排気の圧力損失を考慮して、仕切３４を筒体３３における適宜な位置に、適宜な長さで設けることができる。その他、仕切３４の壁の数や配置等を含め、仕切３４の具体的な構成は、第１実施形態と同様にして適宜に定めることができる。

筒体３３は、排気ダクト２１および排気口３Ｂと共に排気の流路を形成している。図８に示す例では、排気ダクト２１の下端と筒体３３の上端とが離れているが、筒体３３の内側に排気ダクト２１の下端部が挿入されていたり、排気ダクト２１の内側に筒体３３の上端部が挿入されていたりしてもよい。

排気ダクト２１と筒体３３とは、接続用部材としての継手３６を用いて接続されている。飛行による外気温度の変化に伴う筒体３３の伸縮や、振動による筒体３３と排気ダクト２１との相対変位に十分に対応できるように、継手３６は、蛇腹状に形成されていることが好ましい。蛇腹状の継手３６は、排気ダクト２１の下端部の外周部と筒体３３の上端部の外周部とを包囲している。

飛行高度の上昇に伴い、外気と近い筒体３３と、排気の流れる排気ダクト２１との間の温度差が大きくなる。そうすると、排気ダクト２１と筒体３３とに同種の材料が用いられていても、それぞれの伸び量が異なる。そうした際にも、継手３６の変形により排気ダクト２１と筒体３３との間の相対変位を吸収できるので、排気ダクト２１や筒体３３が損傷したり、それらの間に隙間があいたりすることなく、排気ダクト２１から筒体３３へと続く排気の流路を確保することができる。
なお、継手３６の変形、および排気ダクト２１や筒体３３に対する組付公差内の継手３６の変位により排気ダクト２１と筒体３３との間の相対変位が許容される限りにおいて、継手３６が必ずしも蛇腹状に形成されている必要はない。

図８に示す例によれば、筒体３３に備わる仕切３４により、排気ダクト２１に旋回低減部を付加することなく、第１実施形態と同様に、排気の熱によりフェアリング３に熱的な影響が及ぶのを防ぐことができる。
図８に示す例においても、図７（ａ）に示す構成と同様に、例えば継手３６と筒体３３との間に、空間５から筒体３３の内側へ空間５の空気を導入する導入部を設け、筒体３３の内側に導入された低温の空気により排気の温度を下げるといった、さらなる高温気体張り付き対策を採用することもできる。

フェアリング３には、仕切３４を排気口３Ｂ側から受け止め可能な金網状（メッシュ状）の部材３７が設置されることが好ましい。金網状部材３７が排気口３Ｂの全域に配置されていても、ルーバーとは異なり、排気口３Ｂの開口率が十分に高い。そのため、排気に圧力損失を殆ど与えずに、万が一仕切３４が筒体３３から外れたとしても、金網状部材３７により受け止め、機体１０から仕切３４が離脱するのを防ぐことができる。
金網状部材３７は、上述の第１実施形態の高温気体張り付き対策構造２０（図１（ｂ））にも採用することができる。その場合、仕切２４の脱落を防止する金網状部材３７を排気ダクト２１に設けてもよい。

〔第２実施形態〕
次に、図９を参照して本発明の第２実施形態に係る航空機４について説明する。航空機４は、第１実施形態とは異なる観点から、機体１０への高温気体の張り付き対策を講じる。図９（ａ）および（ｂ）には、航空機４の胴体下部１１Ａ（図１（ａ））を覆うフェアリング３の一部を示している。
第２実施形態の説明において、第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付している。
第２実施形態の高温気体張り付き対策は、第１実施形態の旋回低減部と併用しないで単独で用いることができる。勿論、第２実施形態の高温気体張り付き対策と、第１実施形態の高温気体張り付き対策とを併用することも可能である。そうすると、高温排気による機体への熱影響をより確実に避けることが可能となる。

第２実施形態の航空機４は、フェアリング３において排気口３Ｂに隣接した領域の表面を被覆可能な断熱部材４１と、断熱部材４１をフェアリング３に着脱自在に装着可能な装着部４２とを備えている。

断熱部材４１は、機外で高温の排気に継続して曝されたとしても、排気の熱がフェアリング３へ伝搬するのを抑制し、フェアリング３を許容される温度以下に維持する。
断熱部材４１は、排気の熱からフェアリング３を保護するために必要な所定の範囲に亘り、フェアリング表面３Ａを覆っている。
図９（ａ）に示す右舷側の排気口３Ｂに対応する断熱部材４１は、二点鎖線の矢印で示す排気の向きを想定し、排気がフェアリング３に近接して流れる範囲に亘り、フェアリング表面３Ａに沿って配置される。なお、ここで示す排気の向きは一例に過ぎない。排気の向きの解析に基づいて、断熱部材４１により覆われるフェアリング表面３Ａの範囲を設定することができる。

断熱部材４１は、フェアリング表面３Ａを覆う断熱シート４１１と、断熱シート４１１に設けられて装着部４２に装着される支持壁４１２とを有している。
断熱シート４１１として、フェアリング３を許容温度以下に維持するために必要な断熱性を有した公知の構造のシート材を用いることができる。断熱シート４１１は、高温の排気が機体に接触するのを防止することができる限り、入手が容易な汎用の断熱シートであってよい。例えば、３Ｍ社の「Damping Aluminum Foam Sheet 4014」を採用することができる。この製品は、ポリウレタンフォームとアルミニウムの裏張りとを含んで構成されており、その熱伝導率は0.069 W/(m・℃)であり、密度は、1/4インチ厚の場合で1.32kg/m²である。

支持壁４１２は、断熱シート４１１の周縁部において少なくとも排気口３Ｂに隣接した範囲に亘り、断熱シート４１１とフェアリング表面３Ａとの間に排気が流入するのを防ぐ。この支持壁４１２により、フェアリング３への入熱をより十分に抑えることができる。
支持壁４１２は、断熱シート４１１の周縁部に沿って環状に形成することができる。

図９（ｂ）に示すように断熱シート４１１に設けられた支持壁４１２が、フェアリング３に設けられた装着部４２に装着されると、断熱シート４１１がフェアリング３に支持される。
ここで、断熱部材４１は、航空機１の例えば定期点検等の整備の際、必要に応じてフェアリング３に装着される。断熱部材４１をフェアリング３に装着した状態で、空調装置２の作動を伴う整備を行うとよい。整備の際に、最大の推力を得るためエンジン出力を最大にした場合のように、空調装置２への抽気の流量および温度が上昇し、それに伴い空調装置２の排気の温度が大幅に上昇したとしても、排気口３Ｂに隣接した範囲のフェアリング表面３Ａを覆う断熱部材４１によりフェアリング３に熱的な影響が及ぶのを避けることができる。

断熱部材４１は、高温の排気を発生させる作業を伴う整備を終え、その必要がなくなれば、フェアリング３から取り外される。つまり、断熱部材４１は、必要な時のみ、フェアリング３に装着されて使用される。特に必要がない限り、駐機中や地上走行中、飛行中は、断熱部材４１がフェアリング３から取り外される。
そのため、断熱部材４１はフェアリング３に着脱自在に装着される。そして、装着部４２に装着された状態の断熱部材４１とフェアリング表面３Ａとの間には、断熱層として機能する間隙４３が存在することが好ましい。支持壁４１２が環状に形成されていると、支持壁４１２と、フェアリング表面３Ａと、断熱シート４１１との内側に、外部との間で空気の出入りがない断熱層を形成することができる。
断熱層の内部の対流による伝熱を抑えるため、空気の流動を妨げる適宜な部材を断熱部材４１とフェアリング表面３Ａとの間に配置するとよい。例えば、物品の緩衝用の紙片や樹脂片を断熱部材４１とフェアリング表面３Ａとの間に散在して配置することができる。

適宜な方法により断熱部材４１をフェアリング３に着脱自在に装着することができるが、本実施形態では、磁石を用いて断熱部材４１をフェアリング３に着脱自在に装着する。
本実施形態では、フェアリング３に設けられた装着部４２を、永久磁石を用いて構成するとともに、支持壁４１２に磁性材料から形成された部材を与えるか、あるいは、支持壁４１２自体を磁性材料から形成する。
装着部４２は、フェアリング３において、例えば図９（ａ）に破線で示すように、支持壁４１２に対応する複数の箇所に設けられる。

断熱部材４１がフェアリング３から取り外されている時も、装着部４２はフェアリング３に残される。地上走行中や飛行中に装着部４２により空気抵抗が増大するのを避けるため、装着部４２は、フェアリング表面３Ａに沿って平坦に形成されていることが好ましい。本実施形態では、フェアリング３に装着部４２が埋設されている。装着部４２の表面は、フェアリング表面３Ａと面一に連続している（図９（ｂ））。

本実施形態によれば、装着部４２（永久磁石）と支持壁４１２との間に作用する磁気吸引力により、断熱部材４１がフェアリング３に装着される。そのため、断熱部材４１とフェアリング３の他に、例えば、断熱部材４１をフェアリング表面３Ａに貼り付けるテープ等の手段を用いることなく、断熱部材４１をフェアリング３に簡便かつ容易に着脱することができる。

断熱部材４１をフェアリング３に装着する方法は、磁石を使用する方法には限定されない。例えば、断熱部材４１の支持壁４１２が、装着部４２の溝に係合することで、断熱部材４１がフェアリング３に着脱自在に装着されるように構成することもできる。

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したり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気体は、空調装置２の排気ダクト２１を通り機外へと排出されるものに限らず、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るものであってもよい。また、機外へ排出された高温気体の熱からの保護が必要な機体の部材は、ベリーフェアリング３には限らず、機外へ高温気体を排出する排出口に隣接した適宜な部材であってよい。

１，４ 航空機
２ 空調装置（装備品）
３ フェアリング（機体）
３Ａ フェアリング表面
３Ｂ 排気口
５ 空間
１０ 機体
１１ 胴体
１１Ａ 胴体下部
１２ 主翼
２０，２０Ｌ，２０Ｒ 高温気体張り付き対策構造
２１ 排気ダクト（ダクト）
２１Ａ 下端
２１Ｕ，２１Ｄ ダクト部
２１Ｗ 内壁
２２ ファン
２３ 断熱材
２４～２７ 仕切（旋回低減部）
２４´ 仕切部
２４Ｃ 周壁
２８ 壁（旋回低減部）
２８Ａ 先端
３０ 高温気体張り付き対策構造
３１ 支持体
３１Ａ 壁
３１Ｂ 導入部
３１Ｃ 孔
３２ 弾性体
３３ 筒体
３４ 仕切（旋回低減部）
３５ 支持体
３６ 継手（接続用部材）
３７ 金網状部材（離脱防止部）
４１ 断熱部材
４２ 装着部
４３ 間隙
２４０ 仕切部材
２４１～２４４ 壁
２５１～２５６ 壁
２６１ 壁
２７１，２７２ 壁
４１１ 断熱シート（シート材）
４１２ 支持壁
２２１ ケーシング
Ａ１～Ａ４ 区画
Ｐ アクセスパネル
Ｘ 断面中心部

Claims (14)

1. 航空機であって、
   前記航空機の装備品に備えられたダクトを流れ、規定の温度よりも温度が高い高温気体を機外へと排出する排気口と、
   前記機外への排出に先立ち、前記高温気体の流れに含まれる旋回成分を低減させる旋回低減部と、を機体に備え、
   前記旋回低減部は、前記高温気体の流路を前記高温気体の流れに沿って分割する仕切であり、
   前記仕切は、前記流路の断面中心部に関して回転対称に形成され、かつ、前記断面中心部から放射状に延びている、
   ことを特徴とする航空機。
2. 前記仕切は、
   略十字状の断面形状を呈する壁を含んで形成されている、
   請求項１に記載の航空機。
3. 前記旋回低減部は、前記ダクトに備わる、
   請求項１または２に記載の航空機。
4. 前記ダクトおよび前記排気口と共に前記高温気体の流路を形成する筒体をさらに備え、
   前記旋回低減部は、前記筒体に備わる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の航空機。
5. 前記ダクトと前記筒体とが接続用部材を用いて接続されている、
   請求項４に記載の航空機。
6. 前記旋回低減部を前記排気口側から受け止め可能な離脱防止部を前記機体または前記ダクトに備える、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の航空機。
7. 前記機体において前記排気口に隣接した領域の表面を被覆可能であり、断熱性を有した断熱部材と、
   前記断熱部材を前記機体に着脱自在に装着可能な装着部と、を備え、
   前記断熱部材は、前記装備品の作動を伴う前記航空機の整備を実施するにあたり前記機体に装着され、前記整備が終わると前記機体から取り外される、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の航空機。
8. 航空機であって、
   前記航空機の装備品に備えられたダクトを流れ、規定の温度よりも温度が高い高温気体を機外へと排出する排気口と、
   前記航空機の機体において前記排気口に隣接した領域の表面を被覆可能であり、断熱性を有した断熱部材と、
   前記断熱部材を前記機体に着脱自在に装着可能な装着部と、を備え、
   前記断熱部材は、断熱性を有したシート材と、前記シート材に設けられて、前記シート材と前記機体の表面との間に前記高温気体が流入するのを防ぐ支持壁と、を有し、
   前記断熱部材は、前記装備品の作動を伴う前記航空機の整備を実施するにあたり前記機体に装着され、前記整備が終わると前記機体から取り外される、
   ことを特徴とする航空機。
9. 前記装着部と前記断熱部材とは、永久磁石を用いて装着可能である、
   請求項８に記載の航空機。
10. 前記装着部は、前記機体の表面に沿って平坦に形成されている、
    請求項８または９に記載の航空機。
11. 前記機体における前記排気口の周囲の領域は、強化繊維を含む繊維強化樹脂材料を用いて構成されている、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の航空機。
12. 前記装備品は、機内を空調する空調装置である、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の航空機。
13. 前記装備品は、前記機体の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、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の航空機。
14. 航空機の装備品に備えられたダクトを流れ、規定の温度よりも温度が高い高温気体を機外へと排出する排気口を機体に備えた航空機を整備する方法であって、
    前記機体において前記排気口に隣接した領域の表面を覆うように、断熱性を有した断熱部材を前記機体に装着した状態で、前記装備品の作動を伴う整備を行うのであって、
    前記断熱部材は、断熱性を有したシート材と、前記シート材に設けられて、前記シート材と前記機体の表面との間に前記高温気体が流入するのを防ぐ支持壁と、を有する、
    ことを特徴とする航空機の整備方法。

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