JPH02275050A - 推力ベクトル操作装置 - Google Patents
推力ベクトル操作装置Info
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- JPH02275050A JPH02275050A JP1317956A JP31795689A JPH02275050A JP H02275050 A JPH02275050 A JP H02275050A JP 1317956 A JP1317956 A JP 1317956A JP 31795689 A JP31795689 A JP 31795689A JP H02275050 A JPH02275050 A JP H02275050A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/78—Other construction of jet pipes
- F02K1/80—Couplings or connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
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- F02K1/002—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector
- F02K1/008—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector in any rearward direction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
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- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
- F02K1/12—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
- F02K1/1292—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps of three series of flaps, the upstream series having its flaps hinged at their upstream ends on a fixed structure, the internal downstream series having its flaps hinged at their upstream ends on the downstream ends of the flaps of the upstream series and at their downstream ends on the downstream ends of the flaps of the external downstream series hinged at their upstream ends on a substantially axially movable structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2250/00—Geometry
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- F05D2250/31—Arrangement of components according to the direction of their main axis or their axis of rotation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
この発明は全般的にベクトル操作可能なノズル、更に具
体的に云えば、ガスターピン機関用のベクトル操作可能
な軸対称可変排気ノズルに関する。
体的に云えば、ガスターピン機関用のベクトル操作可能
な軸対称可変排気ノズルに関する。
従来技術の説明
軍用飛行機では、空中戦並びに複雑な地上攻撃の使命の
為に、航空機の操作性を高める必要がある。普通、航空
機を操作する為には、フラップ及びエルロンの様な空気
力学的な面を使うのが常套的であるが、速度及びその他
の運転条件に応じて、その効果が限られていた。今日の
航空機の設計技術者は、航空機の動力源であるガスター
ピン機関の排気流及び推力を回転させ又はベクトル操作
するベクトル操作可能なノズルに向いっ\ある。機関の
推力のピッチ又はヨ一方向に向ける為に比較的平坦なフ
ラップを用いた2次元ノズルが開発されている。然し、
こう云う設計は重くて、軸対称の流れを2次元の流れに
変更する為に変換部分を必要とするが、それでもピッチ
又はヨーの1平面での推力のベクトル操作しか出来ない
。2次元ノズルの別の欠点は、変換部分の中での軸対称
がら2次元への流れの変換による流れ損失である。推力
のベクトル操作を行なう他に、航空機用機関の設計技術
者は、その使命の間に大幅に変化するノズルの動作状態
があってもよいようにしなければならない。航空機の運
転範囲全体にわたって高性能を保つ為、ノズルののど部
の開口を制御する可変排気ノズルが設計されているが、
2次元のジンバル形式を持つベクトル操作可能なノズル
では、複雑さ、重量、コストが増加すると共に、信頼性
の低下を伴う。
為に、航空機の操作性を高める必要がある。普通、航空
機を操作する為には、フラップ及びエルロンの様な空気
力学的な面を使うのが常套的であるが、速度及びその他
の運転条件に応じて、その効果が限られていた。今日の
航空機の設計技術者は、航空機の動力源であるガスター
ピン機関の排気流及び推力を回転させ又はベクトル操作
するベクトル操作可能なノズルに向いっ\ある。機関の
推力のピッチ又はヨ一方向に向ける為に比較的平坦なフ
ラップを用いた2次元ノズルが開発されている。然し、
こう云う設計は重くて、軸対称の流れを2次元の流れに
変更する為に変換部分を必要とするが、それでもピッチ
又はヨーの1平面での推力のベクトル操作しか出来ない
。2次元ノズルの別の欠点は、変換部分の中での軸対称
がら2次元への流れの変換による流れ損失である。推力
のベクトル操作を行なう他に、航空機用機関の設計技術
者は、その使命の間に大幅に変化するノズルの動作状態
があってもよいようにしなければならない。航空機の運
転範囲全体にわたって高性能を保つ為、ノズルののど部
の開口を制御する可変排気ノズルが設計されているが、
2次元のジンバル形式を持つベクトル操作可能なノズル
では、複雑さ、重量、コストが増加すると共に、信頼性
の低下を伴う。
今日の大抵の多目的航空機は、動作条件に合う様に、軸
対称の収斂発散ノズルを持つ、ゼネラル・エレクトリッ
ク社のF110エンジンの様な機関を用いている。軸対
称の収斂/発散ノズルは、流れに対して直列に、収斂区
間、のど部及び発散区間を有する。収斂又は1次フラッ
プ及び発散又は2次フラップは、フラップの間の関連す
る封じと共に、夫々の区間の流路を限定する。その特徴
として、こう云うノズルはノズルののどH(収斂形ノズ
ルの下流側の端)及びノズルの出口(発散形フラップの
下流側の端)の両方に可変面積手段を用いている。これ
が、所望の出口対のど部面積比を保つ手段となり、これ
によってノズルの動作を効率よく制御することが出来る
。ノズルの動作は、機関の設計サイクルにわたって最適
のノズルのど部/出口面積比計画が得られる様に設計さ
れており、低い亜音速及び高い超音速の両方の飛行状態
で効率のよい制御が出来なければならない。
対称の収斂発散ノズルを持つ、ゼネラル・エレクトリッ
ク社のF110エンジンの様な機関を用いている。軸対
称の収斂/発散ノズルは、流れに対して直列に、収斂区
間、のど部及び発散区間を有する。収斂又は1次フラッ
プ及び発散又は2次フラップは、フラップの間の関連す
る封じと共に、夫々の区間の流路を限定する。その特徴
として、こう云うノズルはノズルののどH(収斂形ノズ
ルの下流側の端)及びノズルの出口(発散形フラップの
下流側の端)の両方に可変面積手段を用いている。これ
が、所望の出口対のど部面積比を保つ手段となり、これ
によってノズルの動作を効率よく制御することが出来る
。ノズルの動作は、機関の設計サイクルにわたって最適
のノズルのど部/出口面積比計画が得られる様に設計さ
れており、低い亜音速及び高い超音速の両方の飛行状態
で効率のよい制御が出来なければならない。
こう云う種類のノズルは、全体的に軸対称の排気流を作
る為に円周方向に配置されたフラップを用いると共に、
可変動作が出来る様に空気圧又は流体圧のアクチュエー
タを使っている。
る為に円周方向に配置されたフラップを用いると共に、
可変動作が出来る様に空気圧又は流体圧のアクチュエー
タを使っている。
従って、現存のノズルの設計又は形式に容易に適用し得
る様な軸対称のノズル・ベクトル操作装置を提供するこ
とが非常に望ましく、それがこの発明の目的である。
る様な軸対称のノズル・ベクトル操作装置を提供するこ
とが非常に望ましく、それがこの発明の目的である。
この発明の別の目的は、ピッチ及びヨーの両方向で推力
のベクトル操作能力を持つ軸対称の可変面積排気ノズル
を提供することである。
のベクトル操作能力を持つ軸対称の可変面積排気ノズル
を提供することである。
この発明の別の目的は、多方向の推力ベクトル操作能力
を持ち、動作が簡単で重量が軽く、経済的に製造出来る
軸対称の可変面積排気ノズルを提供することである。
を持ち、動作が簡単で重量が軽く、経済的に製造出来る
軸対称の可変面積排気ノズルを提供することである。
上記の目的並びにその他の特徴及び利点は、以下図面に
ついて説明する所から明らかになろう。
ついて説明する所から明らかになろう。
発明の要約
簡単に云うと、この発明の1面では、複数個の発散形フ
ラップを持つ軸対称収斂/発散ノズルの推力のベクトル
操作を行なう装置が、フラップを非対称な形で万能的に
旋回させる手段を有する。
ラップを持つ軸対称収斂/発散ノズルの推力のベクトル
操作を行なう装置が、フラップを非対称な形で万能的に
旋回させる手段を有する。
この発明の更に特定の実施例は、ベクトル操作をしない
時のノズルの中心線に対し、発散形フラップを半径方向
及び接線方向に旋回させる手段を提供する。
時のノズルの中心線に対し、発散形フラップを半径方向
及び接線方向に旋回させる手段を提供する。
この発明の更に特定の実施例は、ピッチ及びヨ一方向の
推力のベクトル操作を行なう手段を含む軸対称収斂/発
散ノズルとして、複数個の収斂形及び発散形フラップを
、該フラップの間の円周方向に配置した封じを持つ球形
継手によって接続して、機関の運転にとって実質的に最
適にすることが出来る様なのど部/出口面積計画が得ら
れる様にした、可変面積ののど部及び出口を存するベク
トル操作可能なノズルとする。推力ベクトル操作手段が
、1次及び2次フラップの間の球形継手と、2次フラッ
プを統制のとれた形で旋回させる作動手段とを含む。1
次及び2次フラップの間の球形継手と2次作動手段が、
各々の2次フラップを異なる角度にわたって万能的に旋
回させる手段となり、1次フラップに対する2次フラッ
プの円錐形運動が出来る様にする。この発明の更に特定
の実施例は、流れの完全さを保つと共に回転損失及び漏
れを最小限に抑えながら、ピッチ及びヨーの両方向で排
気流のベクトル操作をする様に、計画された予定の形で
2次フラップを旋回させる作動手段を存する。
推力のベクトル操作を行なう手段を含む軸対称収斂/発
散ノズルとして、複数個の収斂形及び発散形フラップを
、該フラップの間の円周方向に配置した封じを持つ球形
継手によって接続して、機関の運転にとって実質的に最
適にすることが出来る様なのど部/出口面積計画が得ら
れる様にした、可変面積ののど部及び出口を存するベク
トル操作可能なノズルとする。推力ベクトル操作手段が
、1次及び2次フラップの間の球形継手と、2次フラッ
プを統制のとれた形で旋回させる作動手段とを含む。1
次及び2次フラップの間の球形継手と2次作動手段が、
各々の2次フラップを異なる角度にわたって万能的に旋
回させる手段となり、1次フラップに対する2次フラッ
プの円錐形運動が出来る様にする。この発明の更に特定
の実施例は、流れの完全さを保つと共に回転損失及び漏
れを最小限に抑えながら、ピッチ及びヨーの両方向で排
気流のベクトル操作をする様に、計画された予定の形で
2次フラップを旋回させる作動手段を存する。
この発明の別の実施例では、2次フラップを旋回させる
2次作動手段が、2欠フラツプを取囲む作動リングと、
2次フラップの後端を作動リングに接続するリンク棒と
で構成され、この接続は球形軸受又は球形継手によって
行なわれている。作動リングが、機関に沿って等間隔に
設けられた少なくとも3個の好ましくは流体圧のリニア
・アクチュエータによって制御され、機関のケーシング
とアクチュエータの前端の間、並びにアクチュエータの
後端と作動リングとの間に、球形軸受又は球形継手を使
うことによって作動リングを機関のケーシングに接続す
る。排気流又は推力のベクトル操作はリニア・アクチュ
エータを伸び縮みさせる程度を同じでなくすることによ
って、機関の中心線に対して、作動リングを所望の姿勢
にまで並進させると共に傾斜させ、これによって各々の
発散形フラップを直交する2平面内で1組の角度にわた
って回転させ、こうして制御された形で、機関の中心線
に対して排気の流路をある角度にする。
2次作動手段が、2欠フラツプを取囲む作動リングと、
2次フラップの後端を作動リングに接続するリンク棒と
で構成され、この接続は球形軸受又は球形継手によって
行なわれている。作動リングが、機関に沿って等間隔に
設けられた少なくとも3個の好ましくは流体圧のリニア
・アクチュエータによって制御され、機関のケーシング
とアクチュエータの前端の間、並びにアクチュエータの
後端と作動リングとの間に、球形軸受又は球形継手を使
うことによって作動リングを機関のケーシングに接続す
る。排気流又は推力のベクトル操作はリニア・アクチュ
エータを伸び縮みさせる程度を同じでなくすることによ
って、機関の中心線に対して、作動リングを所望の姿勢
にまで並進させると共に傾斜させ、これによって各々の
発散形フラップを直交する2平面内で1組の角度にわた
って回転させ、こうして制御された形で、機関の中心線
に対して排気の流路をある角度にする。
カム及びローラ機構によって、ノズルののど部面積を制
御する為に収斂形フラップを旋回させることは公知であ
り、ノズルの出口面積を制御する為に発散形フラップを
旋回させることも公知であり、ノズルの連続的な円周方
向の面を作る為にフラップの間の封じを制御する手段も
公知である。こう云う設計及び方法が、米国特許箱4.
176、 792号、同第4,245,787号及び
同第4゜128.208号に記載されている。
御する為に収斂形フラップを旋回させることは公知であ
り、ノズルの出口面積を制御する為に発散形フラップを
旋回させることも公知であり、ノズルの連続的な円周方
向の面を作る為にフラップの間の封じを制御する手段も
公知である。こう云う設計及び方法が、米国特許箱4.
176、 792号、同第4,245,787号及び
同第4゜128.208号に記載されている。
好ましい実施例を図面に示すが、この発明の範囲内で、
これに種々の変更を加えることが出来ることを承知され
たい。
これに種々の変更を加えることが出来ることを承知され
たい。
好ましい実施例の説明
第1図及び第2図には、ガスターピン機関の排気部分1
0に設けたこの発明を全体的に示してあり、これは流れ
に対して直列に、アフターバーナ・ライナ12を含む固
定面積ダクト11と、収斂発散形の軸対称ノズル14を
有する可変面積の下流側部分13とを有する。ノズルは
収斂発散形として示されており、下流側の部分13が、
後で説明する様に収斂区間及び発散区間の両方を含むが
、この発明がこの様な構造に制限されるものでないこと
を承知されたい。
0に設けたこの発明を全体的に示してあり、これは流れ
に対して直列に、アフターバーナ・ライナ12を含む固
定面積ダクト11と、収斂発散形の軸対称ノズル14を
有する可変面積の下流側部分13とを有する。ノズルは
収斂発散形として示されており、下流側の部分13が、
後で説明する様に収斂区間及び発散区間の両方を含むが
、この発明がこの様な構造に制限されるものでないこと
を承知されたい。
第2図について説明すると、ノズル14は、流れに対し
て直列に、収斂区間34、のど部40及び発散区間48
を有する。収斂区間34は、機関の中心線18に沿って
円周方向に配置された複数個の収斂形又は1次フラップ
50を含み、円周方向に隣合った1次フラップ50の間
に配置された1次封じ51がそれと重なっていて、これ
がフラップの半径方向内向きの面と密封係合している。
て直列に、収斂区間34、のど部40及び発散区間48
を有する。収斂区間34は、機関の中心線18に沿って
円周方向に配置された複数個の収斂形又は1次フラップ
50を含み、円周方向に隣合った1次フラップ50の間
に配置された1次封じ51がそれと重なっていて、これ
がフラップの半径方向内向きの面と密封係合している。
1次フラップ50はその前端が第1の枢着又はUリンク
継手52によってケーシング11に枢着されている。発
散形又は2次フラップ54が、ノズル14の大体軸方向
で、のど部40と一致する前端51の所で、第1の万能
又は球形継手手段56によって1次フラップ50の後端
に枢着されている。2次フラップ54は機関の中心線8
に沿って全体的に円周方向に配置されていて、円周方向
に隣合う2次フラップ54の間に発散形又は2次封じ5
5が重ねて配置されていて、その半径方向内向きの面と
密封係合している。2次封じとその作用については、係
属中の米国特許出願通し番号箱336.380号を参照
されたい。のど部40はA8と常法に従って記されたの
ど部面積を持ち、ノズルの出口44は全体的に2次フラ
ップ54の端にあって、常法に従ってA9と記す出口面
積を持っている。フラップ及び封じの取付は方について
詳しいことは、前に引用した米国特許に記載されている
。
継手52によってケーシング11に枢着されている。発
散形又は2次フラップ54が、ノズル14の大体軸方向
で、のど部40と一致する前端51の所で、第1の万能
又は球形継手手段56によって1次フラップ50の後端
に枢着されている。2次フラップ54は機関の中心線8
に沿って全体的に円周方向に配置されていて、円周方向
に隣合う2次フラップ54の間に発散形又は2次封じ5
5が重ねて配置されていて、その半径方向内向きの面と
密封係合している。2次封じとその作用については、係
属中の米国特許出願通し番号箱336.380号を参照
されたい。のど部40はA8と常法に従って記されたの
ど部面積を持ち、ノズルの出口44は全体的に2次フラ
ップ54の端にあって、常法に従ってA9と記す出口面
積を持っている。フラップ及び封じの取付は方について
詳しいことは、前に引用した米国特許に記載されている
。
複数個のローラ62が1次リング構造66内に配置され
ており、この構造が複数個の1次アクチュエータ70に
よって前後に並進する。好ましい実施例では、アクチュ
エータは4個ある。可変のど部面積へ8が、1次フラッ
プ50の背側に形成されたカム面60上でのカム・ロー
ラ62の作用によって制御される。運転中、ノズル内の
排ガスの高い圧力が1次フラップ50及び2次フラップ
54を強制的に半径方向外向きに押し、こうしてカム6
0をカム・ローラ62と接触した状態に保つ。1次アク
チュエータ70が、支持体76及びピン継手74を用い
て、機関のケーシング11に枢着されている。1次アク
チュエータ60がアクチュエータ棒73を持ち、それが
球形継手68によって1次リング構造66に接続されて
いる。
ており、この構造が複数個の1次アクチュエータ70に
よって前後に並進する。好ましい実施例では、アクチュ
エータは4個ある。可変のど部面積へ8が、1次フラッ
プ50の背側に形成されたカム面60上でのカム・ロー
ラ62の作用によって制御される。運転中、ノズル内の
排ガスの高い圧力が1次フラップ50及び2次フラップ
54を強制的に半径方向外向きに押し、こうしてカム6
0をカム・ローラ62と接触した状態に保つ。1次アク
チュエータ70が、支持体76及びピン継手74を用い
て、機関のケーシング11に枢着されている。1次アク
チュエータ60がアクチュエータ棒73を持ち、それが
球形継手68によって1次リング構造66に接続されて
いる。
好ましい実施例では3個あるが、複数個の2次アクチュ
エータ90が、ケーシング11に沿って円周方向に、但
し1次アクチュエータ70とは異なる場所で、アクチュ
エータ70と同じ様に取付けられている。2次作動リン
グ86が、球形継手96により、2次作動棒93の後端
で2次アクチュエータ90に接続されている。これによ
って2次作動リング86は、その姿勢を制御する為に、
軸方向に位置ぎめされ且つ中心線8の周りに傾斜させら
れる。作動リング86が2次フラップ54の位置ぎめ又
は旋回を制御する。2次フラップ54が球形継手56に
よって1次フラップ50に枢着されていて、2次作動リ
ング86を2次フラップ54に作動的に接続する制御ア
ーム58a及び58b(第1図に示す)により、多数の
自由度を持つ様にその旋回が制御される。アーム58は
Uリンク・ピン継手82によって2次リング86に接続
されると共に、球形継手84によって2次フラップ54
の後端に接続される。背骨92が2次フラップ54の取
付は台になり、各々の端にある継手を支持する。こうし
てアーム58a、58bが前端では2次″作動リング8
6にピン止めされると共に、後端では2次フラップ54
の後端に万能的に結合され、こうして2次リング86の
姿勢変化を2次フラップ54の多数の自由度を持つ旋回
の変化又は軌道運動に変換し、各々のフラップが異なる
角度にわたって旋回する。2次リングの並進がノズルの
出口44を開閉し、こうしてノズルの出口面積A9を制
御する。外側フラップ64がアーム58に取付けられて
いて、ノズルの外側の綺麗で滑かな空気力学的な形を作
る助けになる。
エータ90が、ケーシング11に沿って円周方向に、但
し1次アクチュエータ70とは異なる場所で、アクチュ
エータ70と同じ様に取付けられている。2次作動リン
グ86が、球形継手96により、2次作動棒93の後端
で2次アクチュエータ90に接続されている。これによ
って2次作動リング86は、その姿勢を制御する為に、
軸方向に位置ぎめされ且つ中心線8の周りに傾斜させら
れる。作動リング86が2次フラップ54の位置ぎめ又
は旋回を制御する。2次フラップ54が球形継手56に
よって1次フラップ50に枢着されていて、2次作動リ
ング86を2次フラップ54に作動的に接続する制御ア
ーム58a及び58b(第1図に示す)により、多数の
自由度を持つ様にその旋回が制御される。アーム58は
Uリンク・ピン継手82によって2次リング86に接続
されると共に、球形継手84によって2次フラップ54
の後端に接続される。背骨92が2次フラップ54の取
付は台になり、各々の端にある継手を支持する。こうし
てアーム58a、58bが前端では2次″作動リング8
6にピン止めされると共に、後端では2次フラップ54
の後端に万能的に結合され、こうして2次リング86の
姿勢変化を2次フラップ54の多数の自由度を持つ旋回
の変化又は軌道運動に変換し、各々のフラップが異なる
角度にわたって旋回する。2次リングの並進がノズルの
出口44を開閉し、こうしてノズルの出口面積A9を制
御する。外側フラップ64がアーム58に取付けられて
いて、ノズルの外側の綺麗で滑かな空気力学的な形を作
る助けになる。
2次作動リング支持体100がブラケット102によっ
てケーシング11に固着され、この実施例では、支持棒
103がその中に摺動自在に入っている中空管である。
てケーシング11に固着され、この実施例では、支持棒
103がその中に摺動自在に入っている中空管である。
支持棒103が球形継手106によって2次作動リング
86に万能的に結合され、2次作動リング86の半径方
向の位置ぎめをすると共に支持する。この発明を説明す
る便宜として、アクチュエータ及び支持体の円周方向の
位置が第3図に示されている。第3図は後から前方を見
た略図であり、参考の為に云うと、2次アクチュエータ
は12時の所にあり、支持体100は6時の所にある。
86に万能的に結合され、2次作動リング86の半径方
向の位置ぎめをすると共に支持する。この発明を説明す
る便宜として、アクチュエータ及び支持体の円周方向の
位置が第3図に示されている。第3図は後から前方を見
た略図であり、参考の為に云うと、2次アクチュエータ
は12時の所にあり、支持体100は6時の所にある。
第4図は、3つの2次アクチュエータが、夫々の棒93
を統制のとれた形で並進させて作動リング86を制御し
、軸線8の周りにリングを傾斜させて、推力のベクトル
操作を行なうと共に、排気面積A9を定める為にリング
を前後方向に並進させる様子を図式的に示している。
を統制のとれた形で並進させて作動リング86を制御し
、軸線8の周りにリングを傾斜させて、推力のベクトル
操作を行なうと共に、排気面積A9を定める為にリング
を前後方向に並進させる様子を図式的に示している。
支持棒及び装置の他の部分が、推力ベクトル操作装置が
利用し得る傾斜量を制限している。この装置に十分な「
緩み」を選択的に設計することにより、この傾斜量を希
望する様に増減することが出来る。第5図は、2次作動
リング86を傾斜させて、2次フラップ54を旋回させ
、推力のベクトル操作を行なうことが出来る様子を示し
ている。
利用し得る傾斜量を制限している。この装置に十分な「
緩み」を選択的に設計することにより、この傾斜量を希
望する様に増減することが出来る。第5図は、2次作動
リング86を傾斜させて、2次フラップ54を旋回させ
、推力のベクトル操作を行なうことが出来る様子を示し
ている。
更に、1次フラップ60を旋回させることによってのど
部面積を変える為に使われる1次作動リング66、カム
面60及びカム・ローラ62も示されている。第5図の
下半分は、リングを半径方向に支持すると共に、球形継
手106を使うことによってリングを傾斜させることが
出来る様に、支持棒103を2次作動リング86に取付
ける様子を示している。棒ストッパ104a、104b
が棒が支持体100から外れない様にしている。球形継
手106は、それによってリングが受けることが出来る
軌道運動、旋回又は回転の量が制限される様にしている
。その量は設計技術者に任されており、強度とノズルの
ベクトル操作条件とに関係する。
部面積を変える為に使われる1次作動リング66、カム
面60及びカム・ローラ62も示されている。第5図の
下半分は、リングを半径方向に支持すると共に、球形継
手106を使うことによってリングを傾斜させることが
出来る様に、支持棒103を2次作動リング86に取付
ける様子を示している。棒ストッパ104a、104b
が棒が支持体100から外れない様にしている。球形継
手106は、それによってリングが受けることが出来る
軌道運動、旋回又は回転の量が制限される様にしている
。その量は設計技術者に任されており、強度とノズルの
ベクトル操作条件とに関係する。
所定のA8の設定値に対し、半径方向に(+13°)の
旋回、並びに接線方向に大体(±6°)の旋回を2次フ
ラップ54が必要とする場合、有効なベクトル操作を行
なうことが出来る。半径方向はベクトル操作をしない時
のノズルの中心線8に対して云うものであり、接線方向
はこの半径方向に対して云うものであるが、これは第7
図にR及びTで示す通りである。A8及びA9の設定値
を調節することによる条件で、半径方向の旋回条件は大
体(+50°及び−13°)になる。従って、継手は完
全に万能形である必要はなく、所定の方向の旋回量をそ
の判断によって制限する為にストッパを取入れることが
出来る。9作動装置及びリンク機構の他の継手に必要な
軌道運動、旋回又は回転の量は計算することが出来る。
旋回、並びに接線方向に大体(±6°)の旋回を2次フ
ラップ54が必要とする場合、有効なベクトル操作を行
なうことが出来る。半径方向はベクトル操作をしない時
のノズルの中心線8に対して云うものであり、接線方向
はこの半径方向に対して云うものであるが、これは第7
図にR及びTで示す通りである。A8及びA9の設定値
を調節することによる条件で、半径方向の旋回条件は大
体(+50°及び−13°)になる。従って、継手は完
全に万能形である必要はなく、所定の方向の旋回量をそ
の判断によって制限する為にストッパを取入れることが
出来る。9作動装置及びリンク機構の他の継手に必要な
軌道運動、旋回又は回転の量は計算することが出来る。
第2図9球形継手84の様な典型的な万能継手が第9図
に詳しく示されており、レース222と、その中にある
截頭球形ボール220とを有する。アーム58の後端は
開口があり、突起225,227が2次フラップ54を
制御アーム58に結合する。ボルト230が突起225
,227の開口及びボール220の孔を通過し、集成体
全体がナツト250及び座金251によって固定されて
いる。動作中、こう云う形式の万能継手は、2次フラッ
プ、封じ、及びそれらが取付けられている作動部材及び
接続部材に限られた3つの回転の自由度を持たせる。
に詳しく示されており、レース222と、その中にある
截頭球形ボール220とを有する。アーム58の後端は
開口があり、突起225,227が2次フラップ54を
制御アーム58に結合する。ボルト230が突起225
,227の開口及びボール220の孔を通過し、集成体
全体がナツト250及び座金251によって固定されて
いる。動作中、こう云う形式の万能継手は、2次フラッ
プ、封じ、及びそれらが取付けられている作動部材及び
接続部材に限られた3つの回転の自由度を持たせる。
第2図のびリンク継手52によって例示される様なUリ
ンク丁番又はピン継手が、丁番又はピンの中心線の周り
の1つの回転の自由度を持たせる。
ンク丁番又はピン継手が、丁番又はピンの中心線の周り
の1つの回転の自由度を持たせる。
第6図は、1次作動リング66の相対的な間隔及び配置
と2次作動リング86に対する関係を詳しく示している
。1次封じ51.2次封じ55及び封じ継手55も示さ
れているが、これは第1図を参照されたい。封じ継手7
5は1次封じ51の後端に2叉状突起78を持ち、その
溝孔の中に2次封じ55の前端に取付けたピン79が係
合していて、2次封じを1次封じの後端と2叉状突起の
間に捕捉し、これによって半径方向及び円周方向の、1
次封じに対する2次封じの運動を拘束している。
と2次作動リング86に対する関係を詳しく示している
。1次封じ51.2次封じ55及び封じ継手55も示さ
れているが、これは第1図を参照されたい。封じ継手7
5は1次封じ51の後端に2叉状突起78を持ち、その
溝孔の中に2次封じ55の前端に取付けたピン79が係
合していて、2次封じを1次封じの後端と2叉状突起の
間に捕捉し、これによって半径方向及び円周方向の、1
次封じに対する2次封じの運動を拘束している。
動作について説明すると、ノズルの発散形フラップ54
をノズルの中心線8に対して非対称に旋回させることに
より、推力のベクトル操作が行なわれる。この旋回は、
中心線に対する半径方向と、中心線の周りの円周に対す
る接線方向の両方向で行なわれる。旋回させられる少な
くとも2つのフラップが異なる角度にわたって回転する
から、この旋回は非対称である。そのある角度は大きさ
が等しくてもよいが、符号が異なる。例えば±3゜であ
る。
をノズルの中心線8に対して非対称に旋回させることに
より、推力のベクトル操作が行なわれる。この旋回は、
中心線に対する半径方向と、中心線の周りの円周に対す
る接線方向の両方向で行なわれる。旋回させられる少な
くとも2つのフラップが異なる角度にわたって回転する
から、この旋回は非対称である。そのある角度は大きさ
が等しくてもよいが、符号が異なる。例えば±3゜であ
る。
この発明の種々の要素で用いられる1つの特徴は、万能
又は球形継手であり、その1例が第9図に示されている
。こう云う形式の継手は万能的な旋回又は3つの軸線の
周りの回転が出来る様にする。第9図は、ボール220
の中心に交点又は原点を持ち、x、 y、 zと呼
ぶ3つの軸線を示している。容易に判る様に、回転量は
著しく制限されているが、役に立つ形で推力を有効にベ
クトル操作する為には、それ程必要とされない。
又は球形継手であり、その1例が第9図に示されている
。こう云う形式の継手は万能的な旋回又は3つの軸線の
周りの回転が出来る様にする。第9図は、ボール220
の中心に交点又は原点を持ち、x、 y、 zと呼
ぶ3つの軸線を示している。容易に判る様に、回転量は
著しく制限されているが、役に立つ形で推力を有効にベ
クトル操作する為には、それ程必要とされない。
旋回用発散形フラップ54の作動は、3つの2次アクチ
ュエータ90によって夫々の棒93を異なる分だけ伸び
出させ又は引込めさせて、2次作動リング86を傾斜さ
せることによって行なわれる。この作用によって、12
個ある発散形フラップの内の少なくとも2つが非対称に
旋回し、軸対称の発散形区間を非対称の流路に変更する
。第7図及び第8図に示す好ましい実施例では、第7図
の発散形フラップIF乃至12Fの軸対称の位置は、そ
れらが全て非対称に下向きに傾斜した時、発散区間が第
8図の様になっている時の位置とは対照的に図示の如く
変化し、フラップIFは中心線8に近付く様に半径方向
内向きに傾斜し、フラップ7Fは中心線8から離れる向
きに傾斜する。
ュエータ90によって夫々の棒93を異なる分だけ伸び
出させ又は引込めさせて、2次作動リング86を傾斜さ
せることによって行なわれる。この作用によって、12
個ある発散形フラップの内の少なくとも2つが非対称に
旋回し、軸対称の発散形区間を非対称の流路に変更する
。第7図及び第8図に示す好ましい実施例では、第7図
の発散形フラップIF乃至12Fの軸対称の位置は、そ
れらが全て非対称に下向きに傾斜した時、発散区間が第
8図の様になっている時の位置とは対照的に図示の如く
変化し、フラップIFは中心線8に近付く様に半径方向
内向きに傾斜し、フラップ7Fは中心線8から離れる向
きに傾斜する。
この運動により、軸対称の発散形ノズル区間が非対称な
ものに変わる時、ノズルの発散区間は軸対称の断面から
第5図及び第6図に示す様な非対称の断面に変化する。
ものに変わる時、ノズルの発散区間は軸対称の断面から
第5図及び第6図に示す様な非対称の断面に変化する。
発散形ノズル区間に於ける非対称性は、対称の中心線8
の周りの広い角度範囲に及ぶ様にすることが出来るが、
±13″が好ましい範囲であることが判った。非対称の
程度は、中心線8と、発散形ノズル区間の発散部分の中
心線8Dとの間の角度と定義することが出来る。2次作
動リングを球形に回転させるか或いはその軸線が円錐形
に移動する様にリングを傾斜させると、発散区間の中心
線は円錐形運動を描く様に旋回し、これは予定のあるベ
クトル操作角Vまで、機関の中心線8の周りに推力を完
全に又は3600にわたってベクトル操作する。
の周りの広い角度範囲に及ぶ様にすることが出来るが、
±13″が好ましい範囲であることが判った。非対称の
程度は、中心線8と、発散形ノズル区間の発散部分の中
心線8Dとの間の角度と定義することが出来る。2次作
動リングを球形に回転させるか或いはその軸線が円錐形
に移動する様にリングを傾斜させると、発散区間の中心
線は円錐形運動を描く様に旋回し、これは予定のあるベ
クトル操作角Vまで、機関の中心線8の周りに推力を完
全に又は3600にわたってベクトル操作する。
第1図はこの発明の推力ベクトル操作装置を持つガスタ
ーピン機関の軸対称可変排気ノズルの斜視図、 第2図は第1図に示したノズルの一部分を切欠いた図、 第3図はノズル・ケーシングの後側から前を見た、外部
取付は金具及びアクチュエータの位置を示す断面図、 第4図は2次フラップ作動及び支持装置の線図、第5図
はこの発明の1実施例で、12時の所にある発散形フラ
ップの中心を通る平面で切った、ベクトル操作角の1例
に於ける排気ノズルの断面図、 第6図はこの発明の1実施例で、12時30分の所にあ
る発散形封じの中心を通る平面で切った、別の1例のベ
クトル操作角度に於ける排気ノズルの断面図、 第7図は第1図のノズルを前側から後側に見た図で、撓
み角又はベクトル操作角がO″である時の排気ノズルを
示す。 第8図は第1図のノズルを前から後向きに見た図で、撓
み角又はベクトル操作角が負の角度である時の排気ノズ
ルを示す。 第9図はこの発明で使うことが出来る様な種類の万能継
手の断面図である。 特許出願人ゼネラル・エレクトリック・カンノイニイ代
理人 (7(i30)生沼徳二 図面の浄書(内容に変更なし) FIG FIG 8 手続補正書防式) %式% 事件の表示 平成1年特許願第317956号 2゜ 発明の名称 推力ベクトル操作装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人名 称 ゼネ
ラル・エレクトリック・カンパニイ4、代理 住所 人 〒107東京都港区赤坂1丁目14番14号第35興和
ビル 4階 日本ゼネラル・エレクトリック株式会社・極東特許部内
電話(58g)5200−5207 平成2年3月12日(発送臼:平成2年3月27日)6
、補正の対象 図面
ーピン機関の軸対称可変排気ノズルの斜視図、 第2図は第1図に示したノズルの一部分を切欠いた図、 第3図はノズル・ケーシングの後側から前を見た、外部
取付は金具及びアクチュエータの位置を示す断面図、 第4図は2次フラップ作動及び支持装置の線図、第5図
はこの発明の1実施例で、12時の所にある発散形フラ
ップの中心を通る平面で切った、ベクトル操作角の1例
に於ける排気ノズルの断面図、 第6図はこの発明の1実施例で、12時30分の所にあ
る発散形封じの中心を通る平面で切った、別の1例のベ
クトル操作角度に於ける排気ノズルの断面図、 第7図は第1図のノズルを前側から後側に見た図で、撓
み角又はベクトル操作角がO″である時の排気ノズルを
示す。 第8図は第1図のノズルを前から後向きに見た図で、撓
み角又はベクトル操作角が負の角度である時の排気ノズ
ルを示す。 第9図はこの発明で使うことが出来る様な種類の万能継
手の断面図である。 特許出願人ゼネラル・エレクトリック・カンノイニイ代
理人 (7(i30)生沼徳二 図面の浄書(内容に変更なし) FIG FIG 8 手続補正書防式) %式% 事件の表示 平成1年特許願第317956号 2゜ 発明の名称 推力ベクトル操作装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人名 称 ゼネ
ラル・エレクトリック・カンパニイ4、代理 住所 人 〒107東京都港区赤坂1丁目14番14号第35興和
ビル 4階 日本ゼネラル・エレクトリック株式会社・極東特許部内
電話(58g)5200−5207 平成2年3月12日(発送臼:平成2年3月27日)6
、補正の対象 図面
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、軸対称収斂/発散ノズルの推力ベクトル操作装置に
於て、 複数個の発散形フラップで構成された発散ノズル区間と
、該発散ノズル区間を軸対称から非対称に変更する手段
とを有する推力ベクトル操作装置。 2、発散ノズル区間を軸対称区間から非対称区間に変更
する手段が、前記発散形フラップを万能的に旋回させる
手段で構成される請求項1記載の推力ベクトル操作装置
。 3、前記発散形フラップを万能的に旋回させる手段が、
前記発散形フラップをノズルの収斂区間に接続する万能
継手で構成される請求項2記載の推力ベクトル操作装置
。 4、発散形フラップを万能的に旋回させる手段が、更に
、少なくとも1つの発散形フラップを万能的に旋回させ
る作動手段を有する請求項3記載の推力ベクトル操作装
置。 5、発散形フラップを万能的に旋回させる手段が、更に
、前記複数個の発散形フラップを万能的に旋回させる作
動手段を有する請求項3記載の推力ベクトル操作装置。 6、前記作動手段が、ノズルののど部より半径方向外側
に隔たる作動リングと、該作動リングを発散形フラップ
の後端に作動的に接続する作動アームを含む発散形フラ
ップ・リンク機構とで構成される請求項5記載の推力ベ
クトル操作装置。 7、前記作動アームがピン継手で前記作動リングに作動
的に接続されると共に、万能継手によって前記発散形フ
ラップの後端に作動的に接続される請求項6記載の推力
ベクトル操作装置。 8、前記ピン継手がUリンク形丁番継手であり、前記万
能継手が球形継手である請求項7記載の推力ベクトル操
作装置。 9、前記作動手段が前記作動リングを傾斜させる手段を
有する請求項6記載の推力ベクトル操作装置。 10、前記作動手段が前記作動リングを軸方向に並進さ
せる手段を有する請求項9記載の推力ベクトル操作装置
。 11、前記作動リングを傾斜させる手段及び前記作動リ
ングを軸方向に並進させる手段が、ノズル・ケーシング
に対して固定されていて、前記作動リングに作動的に接
続された複数個のリニア・アクチュエータで構成される
請求項10記載の推力ベクトル操作装置。 12、前記リニア・アクチュエータが万能継手によって
作動リングに作動的に接続される請求項11記載の推力
ベクトル操作装置。 13、前記万能継手が球形軸受である請求項12記載の
推力ベクトル操作装置。 14、3つのリニア・アクチュエータを有する請求項1
3記載の推力ベクトル操作装置。 15、前記リニア・アクチュエータを作動リングに接続
する継手が、該リングに沿って等間隔である請求項14
記載の推力ベクトル操作装置。 16、前記リニア・アクチュエータが独立に制御可能で
ある請求項15記載の推力ベクトル操作装置。 17、固定ノズル・ケーシングと、収斂ノズル区間と、
のど部と、発散ノズル区間とが流れに対して直列に配置
されていて流路を構成しており、前記発散ノズル区間が
、複数個の発散形フラップと、前記発散ノズル区間内の
流路を軸対称から非対称に変更する発散形フラップ制御
手段とで構成されているベクトル操作可能な軸対称収斂
/発散ノズル。 18、前記発散形フラップ制御手段が前記発散形フラッ
プを万能的に旋回させる手段で構成される請求項17記
載のベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズル。 19、前記発散形フラップを万能的に旋回させる手段が
、前記発散形フラップをノズルの収斂区間に接続する万
能継手で構成される請求項18記載のベクトル操作可能
な軸対称収斂/発散ノズル。 20、前記発散形フラップを万能的に旋回させる手段が
、前記複数個の発散形フラップを万能的に旋回させる作
動手段で構成される請求項19記載のベクトル操作可能
な軸対称収斂/発散ノズル。 21、前記作動手段が、ノズルののど部より半径方向外
側に隔たる作動リングと、該作動リングを発散形フラッ
プの後端に作動的に接続する作動アームを含む発散形フ
ラップ・リンク機構とで構成されている請求項20記載
のベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズル。 22、前記作動リングがピン継手を用いて前記作動リン
グに作動的に接続されると共に、万能継手を用いて前記
発散形フラップの後端に作動的に接続されている請求項
21記載のベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズル
。 23、前記ピン継手がUリンク形丁番継手であり、前記
万能継手が球形継手である請求項22記載のベクトル操
作可能な軸対称収斂/発散ノズル。 24、前記作動手段が前記リングを傾斜させる手段を有
する請求項21記載のベクトル操作可能な軸対称収斂/
発散ノズル。 25、前記作動手段が前記リングを軸方向に並進させる
手段を有する請求項24記載のベクトル操作可能な軸対
称収斂/発散ノズル。 26、前記作動リングを傾斜させる手段及び前記作動リ
ングを軸方向に並進させる手段が、ノズル・ケーシング
に対して固定されていて、作動リングに作動的に接続さ
れた複数個のリニア・アクチュエータで構成される請求
項25記載のベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズ
ル。 27、前記リニア・アクチュエータが万能継手によって
作動リングに作動的に接続されている請求項26記載の
ベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズル。 28、前記万能継手が球形継手である請求項27記載の
ベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズル。 29、前記作動リングを軸方向に並進させる手段が3つ
のリニア・アクチュエータで構成される請求項28記載
のベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズル。 30、前記リニア・アクチュエータを作動リングに接続
する継手が、該リングに沿って等間隔である請求項29
記載のベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズル。 31、前記リニア・アクチュエータが独立に制御可能で
ある請求項30記載のベクトル操作可能な軸対称収斂/
発散ノズル。 32、前記のど部が可変面積のど部である請求項29記
載のベクトル操作可能な軸対称収斂/発散ノズル。 33、前記発散形フラップ制御手段が、ベクトル操作を
しない時のノズルの中心線に対して、前記発散形フラッ
プを半径方向及び接線方向に旋回させる手段で構成され
る請求項17記載のベクトル操作可能な軸対称収斂/発
散ノズル。 34、前記発散形フラップを旋回させる手段が、該発散
形フラップをノズルの収斂区間に接続する万能継手で構
成される請求項33記載のベクトル操作可能な軸対称収
斂/発散ノズル。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US336,369 | 1989-04-11 | ||
US07/336,369 US4994660A (en) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | Axisymmetric vectoring exhaust nozzle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02275050A true JPH02275050A (ja) | 1990-11-09 |
JPH06105064B2 JPH06105064B2 (ja) | 1994-12-21 |
Family
ID=23315770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1317956A Expired - Fee Related JPH06105064B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-12-08 | 推力ベクトル操作装置 |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4994660A (ja) |
JP (1) | JPH06105064B2 (ja) |
KR (1) | KR930003084B1 (ja) |
CN (1) | CN1022124C (ja) |
AU (1) | AU619632B2 (ja) |
CA (1) | CA2013932C (ja) |
CH (1) | CH683117A5 (ja) |
DE (1) | DE3940473C2 (ja) |
FR (1) | FR2645593B1 (ja) |
GB (1) | GB2230239B (ja) |
IL (1) | IL92603A (ja) |
IT (1) | IT1237859B (ja) |
NO (1) | NO169828C (ja) |
SE (1) | SE468062B (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04334749A (ja) * | 1991-03-14 | 1992-11-20 | General Electric Co <Ge> | ノズルフラップ荷重通路手段及び軸対称な収束−発散スラスト・ベクタリングノズル装置 |
JPH05133273A (ja) * | 1991-05-10 | 1993-05-28 | General Electric Co <Ge> | 並進ノズル方向転換リングの支持装置 |
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