JPH0257223B2 - - Google Patents

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JPH0257223B2
JPH0257223B2 JP57210526A JP21052682A JPH0257223B2 JP H0257223 B2 JPH0257223 B2 JP H0257223B2 JP 57210526 A JP57210526 A JP 57210526A JP 21052682 A JP21052682 A JP 21052682A JP H0257223 B2 JPH0257223 B2 JP H0257223B2
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JP
Japan
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integral ring
flap
nozzle
upstream
flaps
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JP57210526A
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JPS58117338A (ja
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Hamondo Uirii Uorutaa
Maauin Matsuden Uiriamu
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RTX Corp
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United Technologies Corp
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Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JPS58117338A publication Critical patent/JPS58117338A/ja
Publication of JPH0257223B2 publication Critical patent/JPH0257223B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/06Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/12Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
    • F02K1/1292Varying 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/20Three-dimensional
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
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    • F05D2250/323Arrangement of components according to their shape convergent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/30Arrangement of components
    • F05D2250/32Arrangement of components according to their shape
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/30Arrangement of components
    • F05D2250/34Arrangement of components translated

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンエンジン用可変面積ノズ
ル組立体に係る。
ガスタービンエンジン用の可変面積排気ノズル
は当技術分野に於ては新しいものではなく、これ
まで多くの種々の構造のものが提案されている。
従来の可変面積排気ノズルのなかには二次元的先
細ノズルがある。例えば米国特許第4013226号に
は、一つのフラツプが一つ又はそれ以上の液圧ア
クチユエータにより駆動され、ノズルの断面積が
変化され又は完全に閉塞されるよう、ローラの周
りに枢動可能であり且該ローラと共働する湾曲し
たトラツクに沿つて運動し得るよう構成されたノ
ズル組立体が記載されている。また本願出願人と
同一の出願人の所有に係る米国特許第3354649号
には、軸線方向に並進運動可能な一体リングに枢
着され液圧アクチユエータにより湾曲したカムト
ラツクに沿つて駆動される複数個のフラツプを含
む三次元先細ノズルが記載されている。
また三次元可変面積先細/末広ノズルも良く知
られている。かかるノズルの代表的なものとし
て、米国特許第3792815号、同第4141501号、同第
4196856号、同第4245787号に記載されたノズルが
ある。これらの米国特許に記載されたノズルは先
細フラツプと末広フラツプと外部ノズルフラツプ
とを有している。米国特許第4196856号に記載さ
れたノズルを除き、何れのノズルに於ても先細フ
ラツプ又は外部フラツプの何れかが固定されたエ
ンジンの構造体に枢着されている。米国特許第
4196856号に記載されたノズルに於ては、外部フ
ラツプの上流側端部は、先細フラツプ及び末広フ
ラツプを駆動する駆動装置とは独立して作動する
駆動装置により、先細フラツプ及び末広フラツプ
の運動とは独立して軸線方向に並進運動せしめら
れるようになつている。かかる構成によれば運動
の自由度がかなり高くなるが、第二の駆動装置が
必要であることはノズル組立体の重量、コスト、
複雑さが増大する点に於て好ましくない。
ノズルを作動させるに必要とされるアクチユエ
ータの負荷を低減することは、ノズルを設計する
場合の共通の目的である。かくしてノズルフラツ
プ及びリンク構造は、ノズルの或る部分に作用し
ノズルを開かせんとする圧力荷重がノズルを閉じ
んとする圧力荷重により部分的に更には完全にバ
ランスされるよう設計されることがある。例えば
前述の米国特許第3792815号には、追加の上流側
平衡化フラツプが先細ノズルフラツプの前端部よ
り前方へ延在している。これらの平衡化フラツプ
に作用する圧力荷重は、ノズルを強制的に開かん
とする圧力荷重に対抗して、先細ノズルフラツプ
をその閉じられた位置へ回動しようとする。前述
の米国特許第3792815号に記載された機構は良好
に作動するが、ノズル組立体の平衡化を達成する
装置であつて構造がより単純でより低廉な装置が
強く望まれている。
本発明の一つの目的は、改良された可変面積先
細/末広ノズル組立体を提供することである。
本発明の他の一つの目的は、必要とされるアク
チユエータ荷重を低減すべく圧力荷重が容易に平
衡化される軽量の可変面積先細/末広ノズル組立
体を提供することである。
本発明の更に他の一つの目的は、軸線方向に並
進運動可能であり且回動可能な可変面積先細ノズ
ルに作用する所要のアクチユエータ荷重を低減す
る簡単な構造の装置を提供することである。
本発明の更に他の一つの目的は、複雑なリンク
機構を必要とすることなくエンジンの種々の用途
に合わせてノズルフラツプの運動を容易に調節す
ることのできる三次元可変面積先細/末広ノズル
組立体を提供することである。
本発明によれば、ガスタービンエンジン用可変
面積先細/末広ノズル組立体は軸線方向に並進運
動可能なインナ一体リングに枢着された複数個の
先細ノズルフラツプと、該先細ノズルフラツプの
下流側端部に枢着された複数個の末広ノズルフラ
ツプと、前記先細ノズルフラツプ及び前記末広ノ
ズルフラツプの外側に配置され且上流側端部に於
てアウタ一体リングに枢着され下流側端部に於て
前記末広ノズルフラツプに枢着された複数個の接
続手段と、前記インナ一体リング又は前記アウタ
一体リングの何れかが軸線方向に並進運動すると
他方の一体リングが或る異なる速度にて軸線方向
に並進運動するよう前記インナ一体リングと前記
アウタ一体リングとを接続する手段とを含み、前
記先細ノズルフラツプがそれらが軸線方向に並進
運動する際回動し、これより並進運動中にノズル
出口面積比を変化するよう構成されている。
本発明の一つの好ましい実施例に於ては、イン
ナ一体リングとアウタ一体リングとを接続する手
段は固定されたエンジン構造体に固定されたカム
トラツクとカムフオロアとを含んでいる。一つの
剛固なリンクがその両端に於てカムフオロア及び
インナ一体リングに枢着されている。また他の一
つのリンクがその両端に於てカムフオロア及びア
ウタ一体リングに枢着されている。インナ一体リ
ング又はアウタ一体リングがアクチユエータによ
り軸線方向に駆動されると、上述のリング機構を
介して他方の一体リングが駆動される。カムトラ
ツクは軸線方向以外の方向に向けられた部分を含
んでおり、これによりカムフオロアがカムトラツ
クの軸線方向以外の方向に向けられた部分に沿つ
て運動すると、それぞれの一体リングはカムトラ
ツクの形状及び長さ及びリンクの延在方向により
決定される互いに異なる速度にて軸線方向に運動
するようになつている。かかる構成によれば、イ
ンナ一体リング及びアウタ一体リングが互いに他
に対し固定され従つてあたかもそれらが一つの一
体リングとして並進運動するよう構成されたノズ
ル組立体の場合に比して、ノズル組立体のための
所望の出口面積比スケジユールを得る際の自由度
を高くすることができる。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。
本発明の一つの例示的実施例として、第1図に
於て符号10にて全体的に示された可変面積先
細/末広ノズル組立体について考える。ノズル組
立体10は固定されたエンジン構造体12を含ん
でおり、エンジン構造体12は増力ダクト14を
含んでいる。増力ダクト14は該ダクトより半径
方向内方に隔置されエンジン軸線と同一の軸線1
9を有する増力装置ガス流路を郭定するダクトラ
イナ16を有している。固定されたエンジン構造
体12は図には示されていないがエンジンナセル
も含んでいる。ダクトライナ16は円形の出口端
部18を有している。エンジン軸線19の周りに
は先細ノズルを郭定する複数個の上流側フラツプ
20と、末広ノズルを郭定する複数個の下流側フ
ラツプ22と、複数個の外部フラツプ24とが周
縁方向に配置されている。周縁方向に互いに隣接
する各フラツプの間には、エンジンの運転中にガ
スが漏洩することを防止すべく、適当なシール装
置(図示せず)が設けられている。上流側フラツ
プ20はエンジンの軸線方向に並進し得るインナ
一体リング28に枢点26に於て枢着された前端
部25を有している。上流側フラツプ20の後端
部30は対応する下流側フラツプ22の前端部3
4に枢着32に於て枢着されている。各上流側フ
ラツプ20にはカムフオロアが取付けられてい
る。図示の実施例に於ては、カムフオロアはロー
ラ36である。ローラ36はインナ一体リング2
8が並進運動するとカムトラツク40の表面38
に沿つて転動する。カムトラツク40はフランジ
式ジヨイント46に於て互いにボルト締結された
円錐状支持ケース42と筒状支持ケース44とに
より増力ダクト14より支持されている。上流側
フラツプ20の体端部25が下流側方向へ並進運
動すると、先細ノズルの出口面積は減小し、上流
側フラツプ20の前端部25が上流側方向へ並進
運動すると、先細ノズルの出口面積は増大する。
外部フラツプ24の前端部48はエンジンの軸
線方向に並進運動可能なアウタ一体リング52に
枢点50にて枢着されている。枢点50は枢点2
6より半径方向外方に位置している。外部フラツ
プ24及び下流側フラツプ22はそれぞれの前端
部48及び34より下流側の枢点54に於て互い
に他に対し枢着されている。図示のノズル組立体
に於ては、下流側フラツプ22により郭定された
末広ノズルの出口面積は、上流側フラツプ20に
より郭定された先細ノズルの出口面積が増大する
と増大し、逆に末広ノズルの出口面積が減小する
と先細ノズルの出口面積も減小する。ノズル組立
体10の先細ノズル部分及び末広ノズル部分を適
正にスケジユール制御するという観点からすれ
ば、外部フラツプ24はそれらの前端部及び後端
部がそれぞれ枢点50及び54にて枢着された棒
体であつてよい。しかしノズル組立体10に平滑
で空気力学的に効率的な外形を与えるためには、
フラツプが好ましい。
本発明によれば、インナ一体リング28及びア
ウタ一体リング52は、何れかの一体リングが並
進運動すると他方の一体リングも同時に並進運動
をするよう互いに接続されている。第1図及び第
2図に図示されている如く、インナ一体リング2
8は環状の軸線方向に細長い一体リング支持構造
体56を含んでおり、一体リング支持構造体56
はその前端部に環状の半径方向外方へ延在するリ
ツプ55を有している。増力ダクト14にはシー
ル装置57が取付けられており、該シール装置は
一体リング支持構造体56のインナ筒状面59に
当接しており排気ガスの漏洩を阻止するようにな
つている。図示のシール装置の型式は本発明の一
部をなすものではなく、本願出願人と同一の出願
人の所有に係る米国特許第354649号に記載されて
いる。
アウタ一体リング52は周縁方向に互いに隔置
された複数個の三角形トラス68により一体リン
グ支持構造体56に剛固に取付けられており、従
つてインナ一体リング28に対し相対運動するこ
とがないようになつている。各トラス68の後方
へ向いた頂点70は枢点72に於てアウタ一体リ
ング52に接続されている。各トラス68の他の
二つの頂点74及び76は、一体リング支持構造
体56に固定されたブラケツト53にそれぞれ枢
点78及び80に於て接続されている。トラス6
8は支持ケース44に形成された軸線方向に細長
い溝82を貫通して延在している。アウタ一体リ
ング52をエンジンの軸線と同心状に位置決めし
且保持するには三つのトランス68しか必要でな
い。
インナ一体リング28はトラツク61内を転動
する複数個のローラ60によりエンジン軸線19
と同心状に位置決めされ且保持されている。少な
くとも三粗の周縁方向に互いに隔置されたローラ
及びトラツクの組が必要である。各ローラ60は
半径方向に延在するピン63に取付けられてお
り、該ピン63の軸線62の周りに回転するよう
になつている。ピン63はブラケツト64により
一体リング支持構造体56に固定的に取付けられ
ている。トラツク61は直線状であり、エンジン
の軸線方向に向けられており、断面U字形であ
り、そのU字形断面の開いた側は半径方向内方へ
面している。各トラツク61は支持ケース44の
内側に装着されている。トラツク61及びローラ
60はトラス68より周縁方向にオフセツトされ
ており、従つて実際には第1図の平面内には存在
しない。かかる理由からトラツク61及びローラ
60は図に於て一点鎖線の仮想線にて示されてい
る。
図示の実施例に於ては、インナ一体リング28
は図には示されていない適当な装置によりエンジ
ン構造体12に装着され周縁方向に互いに隔置さ
れた複数個のアクチユエータ84により並進運動
せしめられるようになつている。インナ一体リン
グ28とアウタ一体リング52とがトラス68に
よつて互いに他に対し剛固に接続されているの
で、インナ一体リング28を駆動することによ
り、上流側フラツプ20及び外部フラツプ24が
あたかも共通の一体リングに取付けられているの
か如く、インナ一体リング28と同一の速度にて
同一の方向へアウタ一体リング52が並進運動す
る。一体リング28及び52が共通の運動をする
ので、上流側フラツプ20、下流側フラツプ2
2、及び外部フラツプ24の互いに他に対する運
動は、フラツプの枢点26,32,54,50に
より郭定される四節リンクのリンクの長さの関数
である。第1図に於ては、上流側フラツプ20、
下流側フラツプ22、及び外郭フラツプ24の最
小出口面積位置が実線にて示されており、その最
大出口面積位置が一点鎖線にて示されている。
カムトラツク40の表面38の形状はノズル組
立体10の機械的機能にとつて重要ではなく、物
理的制限及び空気力学的制限を含む任意の多数の
基準に基いて選定されてよい。しかし各上流側フ
ラツプ20の表面83上の点P′が枢点26を通る
軸線方向線をX軸とするトラクトリクス曲線を描
くよう、カムトラツク40の表面38をトラクト
リクス曲線の形状にすることが特に有利であるこ
とが解つた(注:並進可能な一体リングに取付け
られトラクトリクス曲線形状のカムトラツク内を
運動するフラツプを有する可変面積先細ノズルは
従来技術のエンジンに於て既に使用されている)。
トラクトリクス曲線は以下の式により表わされ、
第8図に示されている。
x=a・sec−1y/a−√22 第8図に於て、トラクトリクス曲線は一定の長
さaの接線の接点Pが、その他端TがX軸に沿つ
て運動する際に描く軌跡である。上流側フラツプ
20の表面83上の点P′が第8図の点Pに対応
し、点T′が第1図の枢点26であり、第8図の
点Tに対応しているものとすれば、線P′T′は第
8図の線PTに対応し、点T′はX軸に沿つて運動
し、上述の式に於ける定数aは線P′T′の長さで
ある。点P′はトラクトリクス曲線を描き、上流側
フラツプ20は点P′に於て常にトラクトリクス曲
線に対し接線をなす。点P′を或る位置に選定する
ことによりY軸の軸線方向位置が定まり、また固
定されたエンジン構造体12に対するトラクトリ
クス曲線の軸線方向位置が定まる。ノズル組立体
10のためのY軸が第1図に於て一点鎖線にて示
されている。
点P′を通り表面83に垂直な線Lがローラ36
の中心85を通り、またその線Lがローラ36の
周縁上に端点S′を有しておれば、点P′がトラクト
リクスス曲線を描けば端点S′もトラクトリクス曲
線を描く。端点S′が描く曲線は上流側フラツプ2
0の表面83に所要の運動を発生させる所望の形
状及び位置のカムトラツクの表面38を郭定す
る。点P′により描かれたトラクトリクス曲線が第
1図に於て仮想線にて示されており、符号99に
て示されている。かかる構成によれば、各上流側
フラツプ20の表面83に作用する圧力荷重は、
上流側フラツプ20の位置に拘らず常にローラ3
6の接点に於てはそれぞれのカムトラツク40の
表面38に対する接線に垂直である。もし点P′が
上流側フラツプ20の圧力中心でもあれば、各上
流側フラツプ20に作用する圧力荷重によつては
ローラ36の軸線85の周りにはモーメントが発
生されない。勿論点P′は上流側フラツプ20の圧
力中心の上流側又は下流側に配置されてもよい。
かくして上流側フラツプ20の表面83上に点
P′の位置を選定することにより上流側フラツプ2
0に作用する圧力荷重によるローラの軸線周りの
時計廻り方向又は反時計廻り方向のモーメントを
発生させることができ、またかかるモーメントの
発生を回避することができる。本発明のかかる特
徴はノズル組立体のバランスをとつてアクチユエ
ータの荷重を低減させ、またアクチユエータ84
が故障した場合にノズルフラツプが必要に応じて
完全に開いた位置又は完全に閉じた位置に復帰し
又は留まることを確保するために利用され得る有
利な特徴である。
ノズル組立体10の他の一つの利点は、上流側
フラツプ20が上流側方向へ並進運動すると、そ
のフラツプの表面83の一部がダクトライナ16
の出口端部18の半径方向外方且前方の位置へ移
動させるということである。出口端部18は上流
側フラツプ20の運動に干渉しない範囲に於てで
きるだけ下流側の位置であつて且上流側フラツプ
20の表面83にできるだけ近接した位置に配置
されている。上流側フラツプ20により郭定され
た先細ノズルがその最大面積位置にあるときに
は、上流側フラツプ20の表面83の主要部は出
口端部18より上流側に位置し、これにより直接
高温の排気ガスに曝されることにより保護され
る。ダクトライナ16とダクト14との間を下流
側方向へ移動する冷却空間は上流側フラツプ20
の表面83上を通過するだけでなく、上流側フラ
ツプの位置に拘らず下流側フラツプ22を冷却す
る。例えば米国特許第3792815号に記載された先
細/末広ノズルの先細ノズルフラツプを冷却する
際に必要とされる冷却空気の量に比して、本発明
のノズル組立体に於ては上流側フラツプ20及び
下流側フラツプ22を冷却するに必要とされる冷
却空気の量はかなり少なくてよい。
インナ一体リング28は必要とされるアクチユ
エータ荷重を低減し、従つてアクチユエータ装置
のコスト及び重量を低減するための平衡化延在部
90を含んでおり、上流側フラツプ20(延在部
による平衡化効果と同一の平衡化効果を達成する
ためにはより長く形成されなければならない)の
長さ、重量、及びコストを低減することができ
る。平衡化延在部90はピストン領域の如く作用
する前方へ広いた環状平衡面92を含んでいる。
面92はそれが下流側方向へ向いた成分を有する
正味の圧力荷重に曝され、インナ一体リング28
に正味の下流側方向の力が作用するよう、それを
横切る圧力降下を有している。この下流側方向の
力は前述のトラクトリクス曲線の平衡化作用と組
合せて使用される。もし必要ならば面92はその
面に作用する圧力荷重の下流側方向の成分がアク
チユエータ84が故障した場合に上流側フラツプ
20をその最小面積位置へ駆動させるに充分なほ
ど大きくなるような大きさに形成され且そのよう
な方向に向けられてよい。第1図に示された実施
例に於ては、面92は半径方向内方にインナエツ
ジ94を有している。上流側フラツプ20は平衡
化延在部90のインナエツジ94に枢点26に於
て枢着されており、面92を横切る圧力降下は上
流側フラツプ20を横切る圧力降下と実質的に同
一である。第1図及び第2図に示されたノズル組
立体10のかかる平衡化機能は、上流側フラツプ
が軸線方向に運動する一体リングに枢着された任
意のノズル組立体に対する駆動荷重を低減するた
めに使用されてよい。
互いに異なる速度であつて或る予め定められた
関係又はスケジユールに従つてインナ一体リング
28及びアウタ一体リング52を軸線方向に並進
運動させることにより、ノズル組立体に他の一つ
の自由度が与えられてよい。第3図乃至第5図は
インナ一体リング28とアウタ一体リング52と
を相互に接続する一つの手段であつて、かかる追
加の自由度を与える手段を示している。第3図乃
至第5図に於て、第1図又は第2図に示された部
材と同一又は類似の部材には「′」付きの同一の
符号が付されている。第1図及び第2図に示され
た実施例の場合と同様、上流側フラツプ20′は
符号100にて示されたインナ一体リングに接続
されており、外部フラツプ24′は複数個のアク
チユエータ84′により並進駆動されるアウタ一
体リング102に接続されている。この実施例に
於ては、支持ケース44′はその内面105に取
付けられた少なくとも一つ、好ましくは複数個の
周縁方向に互いに隔置されたカムトラツク104
を有している。トラツク104は互いに隔置され
半径方向内方へ延在する一対の平行な壁107に
より郭定されている。カムトラツク104の少な
くとも一部は第4図に示されている如く軸線方向
以外の方向へ延在している。各カムトラツク10
4内にはカムフオロアとしてのローラ106が配
置されている。カムフオロアピン108が各ロー
ラ106を貫通して半径方向に延在している。イ
ンナ一体リング100にはピン108よりエンジ
ン軸線方向後方の位置にて半径方向に延在するイ
ンナピン110が取付けられている。アウタ一体
リング102にはピン108よりエンジン軸線方
向後方の位置にて半径方向に延在するアウタピン
112が取付けられている。カムフオロアピン1
08にはインナ接続リンク114の前端部116
が枢着されており、インナピン110にはインナ
接続リンク114の後端部118が枢着されてい
る。またカムフオロアピン108にはアウタ接続
リンク120の前端部122が枢着されており、
アウタピン112にはアウタ接続リンク120の
後端部124が枢着されている。
第5図に示されている如く、インナ一体リング
100は複数個のローラ130によりエンジン軸
線に対し同心状に位置決めされ且保持されてお
り、ローラ130は支持ケース44′に取付けら
れた直線状のエンジン軸線方向のトラツク132
(図に於ては端面のみが図示されている)内に配
置されている。このことは第1図及び第2図に示
された実施例のインナ一体リング28が同心状に
位置決めされ且保持される場合の要領と非常に似
ている。かくして各トラツク132は断面U字形
をなしており、そのU字の開いた側は半径方向内
方へ面している。各ローラ130は半径方向に配
向されたピン134に取付けられており且その軸
線の周りに回転するようになつている。ピン13
4はブラケツト133によりインナ一体リング1
00に固定的に取付けられている。明確な位置決
めを行なうためにはエンジン軸線の周りに周縁方
向に隔置された少なくとも三つのローラ130と
対応するトラツク132が必要である。
同様の要領によりアウタ一体リング102は複
数個のローラ136によりエンジン軸線と同心状
に位置決めされ且保持されている。ローラ136
は支持ケース44′に取付けられた直線状のエン
ジン軸線方向のトラツク138内に配置されてい
る。トラツク138は断面U字形をなしており、
そのU字の開いた側は半径方向外方へ面してい
る。ローラ136は半径方向外方へ延在するピン
140に取付けられており、ピン140はアウタ
一体リング102に固定されている。支持ケース
44′はトラツク138と整合されたエンジン軸
線方向の溝142を含んでおり、ピン140はこ
の溝142を貫通して延在している。
作動に於ては、アクチユエータ84′が或る所
望の速度にてアウタ一体リング102を並進運動
させる。これと同時にインナ一体リング100が
それとアウタ一体リングとを相互に接続するリン
ク機構を介して並進運動せしめられる。ピン11
0及び112は常にエンジン軸線方向の線に沿つ
て運動するが、ローラ106はエンジン軸線方向
に直線状をなす線に沿つては運動しないので、リ
ンク114及び120はそれらが並進運動する際
回転する。その結果インナ一体リング100及び
アウタ一体リング102は互いに他に対し異なる
速度にて並進運動する。第4図に於てはアウタ一
体リング102がその最も前方の位置にある場合
に於けるリンク114及び120の位置が仮想線
にて示されている。この第4図より、符号110
Aにて示された位置へ運動する状態にあるピン1
10は符号112Aにて示された新たな位置へ運
動している状態にあるピン112よりもより長い
距離を運動することが解る。
第1図及び第2図に示された実施例に於ては、
上流側フラツプ20の運動の任意の一つの特定の
スケジユールに対し、下流側フラツプ22の運動
の一定の出口面積スケジユールは一つしか存在せ
ず、下流側フラツプ22の固定された出口面積ス
ケジユールはそれらのフラツプにより郭定された
四節リンクにより決定される。かくしてフラツプ
の長さ(枢点から枢点までのリンクの長さ)は、
一つ又は二つのノズルの位置に於て出口面積比が
いわば完全であるが、他の位置に於ては出口面積
比が妥協の結果であるよう選定されざるを得な
い。第3図乃至第5図に示された実施例によれ
ば、下流側フラツプ22の出口面積スケジユール
は固定された四節リンクによつては決定されな
い。何故ならば、カムトラツク104の形状を利
用して下流側フラツプの位置を調節することがで
きるからである。
第6図及び第7図は、先細/末広ノズルの出口
面積をスケジユール制御する際の更に追加の自由
度を与える第3図及び第4図に示されたノズル組
立体のための他の一つの構成を示している。第6
図及び第7図に於て、第3図乃至第5図に示され
た部材と同一の部材には「″」付きの同一の符号
が付されている。この実施例はカムトラツク10
4″が可動である点に於て第3図及び第4図に示
された実施例と異なつている。第7図に最も良く
示されている如く、各カムトラツク104″はプ
レート200に固定されており、プレート200
は半径方向に延びる軸線の周りに矢印201にて
示されている如く回転し得るよう、枢点202に
於て支持ケース44″に枢動可能に固定されてい
る。これら周縁方向に隔置されたプレート200
はそれぞれカムトラツク104″を担持しており、
それぞれのプレート200に枢点203に於て枢
着された一体リング204により相互に接続され
ている。一体リング204は枢点210に於て円
錐状の支持ケース42″に枢動可能に固定された
L字形の駆動リンク208を介して一つ又はそれ
以上の液圧シリンダ206により駆動されるよう
になつている。尚支持ケース42″は明瞭化の目
的で第7図に於ては図示されていない。液圧シリ
ンダ206は図には示されていない装置によつて
固定されたエンジン構造体12″に適宜に固定さ
れている。カムトラツク104″の位置に拘らず、
第6図及び第7図に示されたノズル組立体の機械
的作動は第3図乃至第5図に示されたノズル組立
体の機械的作動と実質的に同一である。しかしこ
の実施例に於ては飛行中に於ても出口面積スケジ
ユールを変更することができる。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳
細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて種々の修
正並びに省略が可能であることは当業者にとつて
明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるノズル組立体を示す解図
的縦断面図である。第2図は第1図の線2−2に
よる部分図である。第3図は本発明による他の一
つの実施例によるノズル組立体を示す縦断面図で
ある。第4図は第3図の線4−4による部分図で
ある。第5図は第3図の線5−5による部分図で
ある。第6図は本発明によるノズル組立体の更に
他の一つの実施例を示す縦断面図である。第7図
は第6図の線7−7による部分図である。第8図
はトラクトリクス曲線のグラフである。 10……ノズル組立体、12……固定されたエ
ンジン構造体、14……増力ダクト、16……ダ
クトライナ、18……出口端部、19……エンジ
ン軸線、20……上流側フラツプ、22……下流
側フラツプ、24……外部フラツプ、25……前
端部、26……枢点、28……インナ一体リン
グ、30……後端部、34……前端部、36……
ローラ、38……表面、40……カムトラツク、
42,44……支持ケース、46……ジヨイン
ト、48……前端部、50……枢点、52……ア
ウタ一体リング、54……枢点、55……リツ
プ、56……一体リング支持構造体、57……シ
ール装置、59……インナ筒状面、60……ロー
ラ、61……トラツク、62……軸線、63……
ピン、64……ブラケツト、68……トラス、7
0……頂点、72……枢点、74,76……頂
点、78,80……枢点、82……溝、83……
表面、84……アクチユエータ、90……平衡化
延在部、92……平衡化面、94……インナエツ
ジ、100……インナ一体リング、102……ア
ウタ一体リング、104……カムトラツク、10
5……内面、106……ローラ、107……壁、
108……ピン、110……インナピン、112
……ピン、114……インナ接続リンク、116
……前端部、118……後端部、120……アウ
タ接続リンク、122……前端部、124……後
端部、130……ローラ、132……トラツク、
133……ブラケツト、134……ピン、136
……ローラ、138……トラツク、140……ピ
ン、142……溝、200……プレート、20
2,203……枢点、204……一体リング、2
06……液圧シリンダ、208……駆動リンク、
210……枢点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガスタービンエンジン用可変面積ノズル組立
    体にして、 固定されたエンジン構造体と、 軸線方向に並進運動可能なインナ一体リング装
    置と、軸線方向に並進運動可能なアウタ一体リン
    グ装置と、前記インナ一体リング装置と前記アウ
    タ一体リング装置とを接続する接続装置とを含
    み、前記インナ一体リング装置及び前記アウタ一
    体リング装置が並進運動している間に或る予め定
    められた関係に従つてそれらの間に相対的軸線方
    向運動を生じさせるよう構成された一体リング組
    立体と、 前記一体リング組立体に係合し且前記インナ一
    体リング装置及び前記アウタ一体リング装置を並
    進運動させるよう構成された少なくとも一つのア
    クチユエータと、 回動可能且軸線方向に並進運動可能であり上流
    側ノズルを郭定する複数個の第一のフラツプと、 前記第一のフラツプを前記インナ一体リング装
    置に接続する手段と、 前記第一のフラツプの下流側に設けられ前記第
    一のフラツプに対し相対的に回動し得るよう前記
    第一のフラツプに接続された複数個の第二のフラ
    ツプであつて、軸線方向に並進運動可能であり且
    回動可能である複数個の第二のフラツプと、 前記第二のフラツプを前記アウタ一体リング装
    置に接続する手段と、 を含んでいることを特徴とするガスタービンエン
    ジン用可変面積ノズル組立体。
JP57210526A 1981-12-28 1982-11-30 ガスタ−ビンエンジン用可変面積ノズル組立体 Granted JPS58117338A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/334,493 US4447009A (en) 1981-12-28 1981-12-28 Three-dimensional axially translatable convergent/divergent nozzle assembly
US334493 2002-12-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58117338A JPS58117338A (ja) 1983-07-12
JPH0257223B2 true JPH0257223B2 (ja) 1990-12-04

Family

ID=23307467

Family Applications (1)

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JP57210526A Granted JPS58117338A (ja) 1981-12-28 1982-11-30 ガスタ−ビンエンジン用可変面積ノズル組立体

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JP (1) JPS58117338A (ja)
DE (1) DE3242823A1 (ja)
IL (1) IL67301A (ja)
SE (1) SE449017B (ja)

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Also Published As

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IL67301A0 (en) 1983-03-31
SE8206772D0 (sv) 1982-11-26
DE3242823C2 (ja) 1992-10-29
SE449017B (sv) 1987-03-30
JPS58117338A (ja) 1983-07-12
US4447009A (en) 1984-05-08
SE8206772L (sv) 1983-06-29
DE3242823A1 (de) 1983-07-07
IL67301A (en) 1990-07-26

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