JPH03100359A - 排気ノズルヒンジ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 （技術分野） この発明は、ガスタービンエンジン排気ノズルの軸線方
向に隣接する上流壁部分および下流壁部分を回転自在に
連結する（以下枢着ともいう）ヒンジに関し、特に、冷
却空気を上流壁部分から下流壁部分に移送するための新
規な形状を有するノズルヒンジに関する。

（従来技術） 現代の高性能航空機の操縦性は、エンジン排気ノズルの
役割を通常のジェット加速機能を超えたものとすること
により、著しく高Ｘなる。ジェット偏向能力を備える排
気ノズルは、通常の制御表面で可能な操縦に比べて、よ
り低い飛行速度でより迅速な航空機の操縦を可能にする
。その上、排気ノズルにスラスト反転能力を組み入れる
ことにより、航空機は空中運動性（マヌーバ）の目的で
極めて迅速に減速でき、また着陸時にも迅速に減速でき
、短距離活動（作’ｉｌ）の際の着陸滑走を短くするこ
とができる。

このような追加の機能を有する排気ノズルは多機能排気
ノズルと呼ばれる。代表的なこの種の排気ノズルを第１
図に１０で示す。ノズル１０は、側壁１２、上流収束（
先細）フラップ１４および側壁１２間に配置された下流
発散（末広）フラップ１６および１６ａからなる壁部分
を有する二次元排気ノズルである。このような二次元ノ
ズルは多機能用途に好適である。円い断面の軸対称なノ
ズルとは異なり、二次元ノズルは、フラップ１６および
１６ａを差動的に作動させ、これによりノズルから出る
高熱燃焼ガスの流れを偏向でき、航空機の迅速なピッチ
操縦を可能にするからである。

このようなフラップ１６および１６ａの差動操作を第２
〜４図に示す。第２図は、平常スラスト運転時のフラッ
プ１６および１６ａの位置を示す。

第３図は航空機の迅速ピッチ操縦の際のフラップ１６お
よび１６ａの偏向した位置を示す。第４図はフラップ１
４．１６および１６ａを閉じた位置を示し、この位置で
高熱燃焼ガスを補助排気ノズル１８を通して排出して逆
スラストを生成する。

排気ノズルの壁部分はノズル１０を通って排出される高
熱な燃焼生成物の流れからの極めて高い温度にさらされ
るので、壁部分の内面を冷却してノズルの使用寿命を伸
ばし、メインテナンスの必要を低減するのが好ましい。

代表的には、従来のノズルは第５図に示すような、ノズ
ルの壁部分を冷却するための表面冷却構造を使用してい
る。第５図は、高熱ガス流路内の収束フラップ１４より
上流に位置するケーシング部分２０を含む排気ノズル１
０の部分を線図的に示す。ケーシング２０は、その内面
から離間したライナ２２を含む。代表的にはタービンエ
ンジンからのバイパス空気である冷却空気をケーシング
部分２０とライナ２２との間の冷却空気流通路２４に注
入する。第５図に破線矢印で示すように、その冷却空気
を冷却空気流通路２４からフラップ１４および１６の内
面に沿って射出し、これらのフラップの内面に冷却空気
の膜を形成する。

しかし、第５図の構造には重大な欠点がある。

第−に、冷却空気流通路２４から出る冷却空気が、フラ
ップ１４．１６および１６Ｈの表面に沿って流れるにつ
れて、排気ガス流路の高熱ガスと混ざり合い、冷却空気
が足りなくなる。このように冷却空気が不足するため、
フラップ１４．１６および１６ａを冷却するのに過剰量
の冷却空気流が必要になる。冷却空気流は代表的にはタ
ービンエンジンのバイパス空気からとっているので、過
剰な冷却空気流は性能低下につながる。さらに、また第
６図を参照すると、フラップ１４．１６および１６ａを
航空機のピッチ操縦に合わせて偏向すると、収束フラッ
プ１４と発散フラップ１６および１６ａとの接合部に過
酷な角度ができ、その結果スロート３０の下流で局部的
な流れは＜１ｌｉｆ２８が生じる。フラップ１６および
１６ａの内面は、冷却用にフラップの上流で噴射される
従来通りの冷却空気の膜に依拠しているかぎり、過熱し
てしまう。それは、はく離した流れ領域２８の乱流が冷
却空気の膜を排気ノズルを貫通して流れる高熱ガスと混
合し、これによりこの形式の冷却構造の有効さをひどく
低減するからである。

ノズル壁部分を冷却する問題は、多機能二次元型排気ノ
ズルと同様に軸対称なノズルにも等しく適用できるが、
多機能二次元型排気ノズルの最後部発散ノズルフラップ
の冷却と関連した問題が、二つの基本的な理由から、深
刻になる。第一に、二次元型ノズルの発散フラップは同
じノズル寸法および流れ面積について軸対称なノズルの
フラップより長く、したがってフラップヒンジに冷却空
気の膜を射出する従来の方法で冷却するのがより困難で
ある。二次元排気ノズルのフラップが軸対称なノズルの
フラップより長いのは、二次元ノズルの側壁が固定され
ており、したがって必要なノズル面積変化のすべてをフ
ラップ移動でまかなわなければならないからである。二
次元ノズルフラップの先端は必要な面積変化をつくりだ
すため広い行程にわたって移動し、フラップは必然的に
長くなければならず、したがってノズルフラップ外側輪
郭角度は航空機の抗力を低くし、したがって性能を高く
するのに必要な通りに小さい。

第二に、そして上述した理由とも関連して、ジェットを
全偏向した状態の二次元型排気ノズルの運転中、収束フ
ラップと発散ラップとの接合部に過酷な角度ができ、先
に第６図に関連して説明したように、スロートの下流で
局部的な流れはく離が起こる。

実際、ヒンジに射出される冷却空気の膜で冷却される二
次元排気ノズルのフラップは、この種の膜状に射出した
冷却空気の流れは一般に効率がよくないので、過剰な不
均一な温度にさらされる。

このような低効率の結果、現在使用中の排気ノズルのあ
るものでは、フラップ表面に歪み（変形）、熱疲労、亀
裂が生じている。さらに、航空機の燃料経済および航続
距離を改善するという、いつも存在する要求に応えて全
体的エンジン効率を増加するにつれて、バイパス空気を
排気ノズルフラップの冷却に使用できる割合が益々低く
なっている。

現代のエンジンでノズルフラップを適正な温度に制御す
るには、一般にノズルの壁部分にもっと均一に冷却空気
を分配することのできる、もっと効率よい対流冷却手段
が必要である。

したがって、この発明の目的は、排気ノズルの上流壁部
分と下流壁部分とを回転自在に連結するヒンジであって
、冷却空気をノズルの上流壁部分から下流壁部分に効率
よく移送することのできるヒンジを提供することにある
。

この発明の別の目的は、排気ノズルの隣接する上流壁部
分と下流壁部分とのヒンジ連結であって、ライナをノズ
ルの壁部分の内面の上に配置して両者間に冷却空気流通
路を画定することのできるヒンジ連結を提供することに
ある。

この発明の他の目的は、排気ノズルの隣接する上流壁部
分と下流壁部分とを連結するヒンジであって、冷却空気
をノズルの上流および下流壁部分の内面に沿って効率よ
く移送することができ、これにより冷却空気流の必要量
を減らし、その結果航空機原動機の性能と効率を高める
ことのできるヒンジを提供することにある。

この発明の他の目的および利点は後続の説明に指摘され
ており、一部がその説明から自明であり、またこの発明
を実施することで認知することができるであろう。この
発明の目的と効果は、特許請求の範囲に記載した手段お
よび組合わせによって実現、達成される。

本願発明 （発明の要旨） 上述した目的を達成するために、この発明によれば、ガ
スタービンエンジン排気ノズルの第１壁部分と第２壁部
分とを軸線方向に連結し、両部分の相対的枢動を許すヒ
ンジが提供される。上記第１および第２ｖ部分それぞれ
が内側表面およびライナを有し、このライナが壁部分の
内側表面のそれぞれに取り付けられかつ内側表面から離
間して相互間に第１および第２冷却空気流通路を画定す
る。ヒンジは、湾曲部分と、リーフシール手段と、プレ
ナム手段と、オフセットブラケット手段とを備える。湾
曲表面を有する湾曲部分は上記第１および第２壁部分の
うち一方の第１端に形成されている。リーフシール手段
は、上記第１および第２壁部分のうち他方の第１端に固
着されかつ第１端から延在して、上記第１および第２壁
部分が相互に枢動するとき、上記湾曲部分に摺動自在に
当接してリーフシール手段と湾曲部分との間に実質的に
気密なシールを形成する。プレナム手段は、少なくとも
部分的に上記リーフシール手段および上記他方の壁部分
の第１端により画定され、上記第１および第２冷却空気
流通路を流れ連通させる。

オフセットブラケット手段は、上記第１および第２壁部
分をそれぞれの第１端で回転自在に連結する。

好適な実施態様では、第１壁部分が排気ノズルを通るガ
ス流路内で第１壁部分より上流に位置し、湾曲表面が第
２壁部分の上流端に形成される。第２壁部分のライナは
湾曲上流端部分を含む形状に形成され、この湾曲上流端
部分が上記第２壁部分の湾曲部分から離間して第２壁部
分の冷却空気流通路の一部を画定する。このような構造
において、上記第１壁部分のライナは下流端部分を含む
形状とし、この下流端部分は上記第２壁部分のライナの
湾曲端部分近くで終端し、湾曲端部分から離間し、かつ
湾曲端部分とシール係合関係にある。このように構成す
ると、第１および第２壁部分が相互に枢動するとき、第
２壁部分のライナの湾曲上流端部分が第１壁部分のライ
ナの下流端部分に追従し、その近傍にかつそれとシール
係合関係に留まり、こうして第１冷却空気流通路からプ
レナム手段を経て第２冷却空気流通路への連続な流路を
そこからの有意な漏れなしで維持する。

（実施例の記載） この発明の現在のところ好適な実施例を添付の図面を参
照しながら詳しく説明する。なお、この発明は前述した
ように、多機能二次元排気ノズルとおなじく、軸対称型
排気ノズルにも等しく適用できる。しかし、この発明の
好適な実施例を説明する目的に合わせて、以下の説明は
主として、二次元型排気ノズルの第１および第２壁部分
を連結するこの発明の技術思想を取り入れたヒンジにつ
いて行なうが、これに限定されるものではない。

さらに、この発明の腹数個のヒンジを所定の排気ノズル
に組み込んで種々の枢着壁部分を連結することができる
が、各ヒンジは実質的に同じ構造を有するので、ここで
は１つのヒンジについてだけ説明する。二次元ノズルの
壁部分を枢着するヒンジ連結の説明は、軸対称型ノズル
および他の変形した多機能型排気ノズルの壁部分の連結
にも等しく適用できることが当業者には明らかである。

この発明によれば、排気ノズルの第１壁部分および第２
壁部分を連結するためのヒンジ手段を設ける。この実施
例では、第７図および第８図に示すように、ヒンジ手段
は１００で総称するヒンジを含む。ヒンジ１００は、第
１壁部分１０２と第２壁部分１０４とを連結し、第１壁
部分１０２と第２壁部分１０４との間の相対的枢動を許
す。第１壁部分１０２および第２壁部分１０４はそれぞ
れ内側表面１０６および１０８を有する。壁部分１０２
および１０４はさらにライナ１１０および１１２を含み
、これらライナ１１０および１１２は内側表面１０６お
よび１０８から離間して相互間に冷却空気流通路１１４
および１１６を画定する。

この発明によれば、ヒンジは第１および第２壁部分の片
方の第１端に形成された湾曲部分を備える。第７図およ
び第８図に示したこの発明の好適な実施例では、湾曲部
分１１８を第２壁部分１０４の第１端１２０に形成する
。

この発明によれば、ヒンジはさらに、第１および第２壁
部分が相互に枢動する際に、第２壁部分の湾曲部分と第
１壁部分の第１端との間に実質的に気密なシールを形成
するシール手段を含む。好ましくは、シール手段は、壁
部分の片方に固着されかつそこから延在して、第１およ
び第２壁部分が相互に枢動する際に、他方の壁部分に摺
動自在に当接して相互間に実質的に気密なシールを形成
するリーフシール手段を含む。第７図に具体的に示すよ
うに、リーフシール手段は第１壁部分１０２の第１ｆ）
’ｊｉ１２１に固着され、ルート部分１２４およびこの
ルート部分１２４から片持ち支持されたバイアス手段１
２６を有するリーフシール１２２を含む。バイアス部分
１２６は先端部分１２８を含む。リーフシール１２２の
ルート部分１２４はブラケット１３０を介して第１壁部
分１０２の第１端１２１に取り付けられている。ルート
部分１２４はブラケット１３０にボルト連結１３２によ
り緊締されている。あるいは、ルート部分１２４をブラ
ケット１３０に溶接その他の締結手段により取り付けて
もよい。一方、ブラケット１３０は第１壁部分１０２に
ボルト連結１３４により固着されている。もちろん、ブ
ラケット１３０は、第１壁部分１０２にボルト１３４で
連結される例に限定されず、壁部分１０２に溶接したり
、他の周知の締結手段により取り付けてもよい。あるい
は、ルート部分１２４を壁部分１０２に直接固着しても
よい。この好適な実施例では、後述するように、ブラケ
ット１３０はリーフシール１２２のバイアス部分１２６
を所望の位置に位置決めし支持する作用をなす。

第７図および第８図に示す通りのリーフシール１２２お
よびブラケット１３０の構造では、第１および第２壁部
分１０２および１０４が相互に枢動する際に、バイアス
部分１２６の先端１２８が第２壁部分１０４の湾曲部分
１１８に合致し、かつ湾曲部分１１８に摺動自在に当接
し、これによりバイアス部分１２６と湾曲部分１１８と
の間に気密なシールを形成する。

この発明によれば、ヒンジはさらに、少なくとも部分的
にリーフシール手段および一方の壁部分の第１端により
画定され、第１および第２冷却空気流通路を流れ連通ず
るプレナム手段を含む。第７図および第８図に具体的に
示すように、プレナム手段は、少なくとも部分的に壁部
分１０２の第１端１２１およびリーフシール１２２によ
り画定されたプレナム１３６を備える。壁部分１０２お
よび１０４はそれぞれの第１端１２１および１２０に沿
った幅が相互に実質的に同延である。ライナ１１０およ
び１１２も壁部分１０２および１０４の幅と実質的に同
延の幅を有する。プレナム１３６は第１および第２壁部
分１０２および１０４の第１端１２１および１２０の実
質的に全幅にわたって延在して、第１冷却空気流通路１
１４と第１冷却空気流通路１１６との間にかつ壁部分１
０２および１０４の実質的に全幅にわたって連続な空気
流通路を形成する。冷却空気流通路およびプレナムを通
る冷却空気の空気流進路を第７図に矢印１３８で示す。

こうして、プレナム１３６により壁部分１０２および１
０４の実質的に全幅に沿って冷却空気流通路１１４と１
１６とを連結するので、プレナム１３６を通してまた壁
部分１０２および１０４に沿って、ノズルを貫流する高
熱排気ガスと混じりあわない、冷却空気の均一な流れが
得られる。

この発明によれば、ヒンジはさらに、第１および第２壁
部分をそれぞれの第１端で回転自在に連結する（枢着す
る）オフセラ（・ブラケット手段を含む。第７図および
第８図に具体的に示す通り、オフセットブラケット手段
は少なくとも２つのブラケット１４０を含む。第９図お
よび第１１図に示すように、ブラケット１４０はベース
部分１４２およびそのベース部分１４２から延在するア
ーム部分１４４を含む。ベース部分１４２は第１壁部分
１０２の第１端１２１に溶接その他の適当な締結手段に
より固着されている。少なくとも２つのブラケット１４
０はそれぞれ第１壁部分１０２の第１端１２１の幅に沿
って互いに間隔をあけて配置されている。ブラケット１
４０のアーム部分１４４は穴１４８のあいた先端部分１
４６を含む。

したがって、各ブラケット１４０の先端部分１４６は第
１壁部分１０２からアーム部分１４４の長さだけずれて
いる。このようにして、ブラケット１４０は、後述する
ように湾曲端部分１１８にまたがりながら、第１および
第２壁部分を枢着する構造を提供する。

リブ１５０が第２壁部分１０４にその第１端１２０付近
に溶接などにより固着されている。多対のリブ１５０は
相互に離間して両者間にブラケット１４０の先端部分１
４６を受は入れ、そして先端部分１４６をリブ１５０間
に入れた之きに穴１４８と心一致する穴１５１があけら
れている。第２壁部分１０４はピン１５２によりアーム
部分１４４の先端部分１４６に枢着されている。ビン１
５２はブラケット１４０の穴１４８およびリブ１５０の
穴１５１を貫通して両壁部分１０２および１０４を組立
状態に連結する。

オフセットブラケット手段の構造は、第２壁部分１０４
の湾曲部分１１８にまたがりながら、第１および第２壁
部分１０２および１０４が相互にノズルの作動条件にし
たがって異なる角度配向に枢動するのを許す。このよう
にして、湾曲部分１１８は第１壁部分１０２の第１端１
２１から離間した位置に留まり、プレナム１３６を部分
的に画定する。さらに、第９図には２つ以上のブラケッ
ト１４０を示すが、すべて実質的に同じ構造であるので
、以上の説明では１つだけを説明した。さらに、任意の
数のブラケット１４０を壁部分１０２および１０４の第
１端に沿って配列して、両壁部分を組立状態に枢着し、
両壁部分をしっかり支持することができる。この発明は
、図示し説明したブラケット１４０の特定の構造に限定
されず、当業者には、この発明の範囲内でオフセットブ
ラケット手段の多数の他の構造が想起できるであろつ〇 第７図および第８図に示すように、第２壁部分１０４の
ライナ１１２は湾曲上流端部分１５４を含み、この湾曲
上流端部分１５４が第２壁部分１０４の湾曲部分１１８
から離間して、相互間に冷却空気流通路１１６の最上流
部分を画定する。第１壁部分１０２のライナ１１０は下
流端部分１５６を含み、この下流端部分１５６がライナ
１１２の湾曲端部分１５４近くで終端し、かつ湾曲端部
分１５４から離間して、相互間に空気流通路１５８を画
定する。

ライナ１１２の湾曲上流端部分１５４とライナ１１０の
下流端部分１５６との間の空気流通路１５８は、プレナ
ム１３６からの冷却空気の漏れ量を制御し、矢印１６０
で示すようにライナ１１２の表面に沿って冷却空気の薄
い膜を放出する寸法とすることができる。あるいは、ヒ
ンジ１００に空気流通路１５８をシールする手段を設け
ることができる。具体的には、シール手段としては、板
ばね１６２をライナ１１０の下流端部分１５５に固着し
、板ばね１６２の板部分１６４を適当な形状としてライ
ナ１１２の湾曲上流端部分１５４にバイアスさせ、これ
により空気流ギャップ１５８をシールする。

第２壁部分１０４の湾曲部分１１８は、第８図に破線で
示すノツチ（切欠き）部分１６６を２つ以上含む。ノツ
チ部分１６６は壁部分１０４の幅に沿って互いに離間し
、ブラケット１４０のアーム部分１４４に対応している
。第１および第２壁部分１０２および１０４が相互にオ
フセットブラケット手段のまわりを枢動するのに従って
、アーム部分１４４は湾曲部分１１８のノツチ部分１６
６に出入りすることができる。壁部分１０２および１０
４が排気ノズルが第３図に示す通りの全偏向配置をとる
ような相対位置にあるとき、ライナ１１２の湾曲上流端
部分１５４は上方に延びプレナム１３６に入り、アーム
部分１４４はノツチ部分１６６に進入する。この位置（
第８図）で、空気流通路１１４を通る冷却空気の流路は
、矢印１３８で示すように、プレナム１３６に入す、つ
いで湾曲上流端部分１５４の端部の周囲をまわり、また
下がって冷却空気流通路１１６に入る。

第９図に示すように、リーフシール１２２は壁部分１０
２および１０４の幅に沿って延び、壁部分１０２の幅方
向に間隔をあけて配置されたブラケット１４０により分
断されている。このようになっているので、壁部分１０
２および１０４が相互に枢動する際、リーフシール１２
２はブラケット１４０と干渉し合わない。プレナム１３
６からノツチ部分１６６を通っての漏れを制御するため
に、局部縁側部１６８を各リーフシールの片持ち部分１
２６の先端部分１２８に取り付けて、第１および第２壁
部分１０２および１０４がオフセットブラケット手段の
まわりを徐々に大きな角度まで枢動するとき、縁側部１
６８がノツチ部分１６６間をまたぎプレナム１３６をシ
ールする。このようにして、両壁部分が相互に枢動する
際にノツチ部分１６６を縁側部１６８でシールするとと
もに、壁部分の角度配向それぞれについて壁部分１０４
の湾曲端部分１１８をシールすることにより、プレナム
１３６からの冷却空気の潜在的漏れ損失を最小限におさ
える。同様に、ライナ１１０の下流端部分１５６とライ
ナ１１２の湾曲上流端部分１５４との間の空気ギャップ
１５８を通っての漏れを、このギャップ１５８に板ばね
１６２を設けることによって、最小限にすることができ
る。

プレナム１３６から冷却空気が漏れる可能性のある三番
口の点は、壁部分１０２と１０４との最外側の連結部の
位置で、これらの最外側の連結部が隣接壁部分に当接す
るところに存在する。プレナム１３６の側端からの冷却
空気の漏れを最小にするために、第１０図および第１１
図に示すように、壁部分１０２の第１端１２１の側端に
端部キャップ１７０を取り付けて、プレナム１３６をそ
の側端部でシールする。端部キャップ１７０はリーフシ
ール１２２およびブラケット１３０の端部にぴったりは
まって、両者の係合表面間での冷却空気流の損失を最小
にする。壁部分１０２および１０４とノズルの側壁１７
２との界面での漏れを制御するために、円筒形シール１
７４が壁部分１０４の湾曲部分１１８の最外側部分それ
ぞれに挿入されている。ばね１７６を各円筒形シール１
７４内に挿入して当接部１７７に対してバイアスさせる
とともに、各円筒形シール１７４を対応するノズルの側
壁１７２に向けて押し付けることができる。ここでも、
壁部分１０２におよび１０４の最外側端に配置された端
部キャップ１７０および関連する円筒形シール１７４は
実質的に同じ構造なので、１つの端部の構成だけを図示
し説明した。

以！−説明したこの発明の好適な実施例では、第２壁部
分１０４が二次元排気ノズルの発散フラップを構成し、
第１壁部分１０２が排気ノズルの収束フラップを構成す
る。ノズルを通る排気ガス流路内で収束フラップ１０２
は発散フラップ１０４より上流に位置する。収束フラッ
プ１０２および発散フラップ１０４のライナ１１０およ
び１１２はノズルを通るガス流路の一部を画定する。し
かし、この発明は二次元ノズルの収束および発散フラッ
プ間の連結部での使用に限定されない。別の例として、
第１２図に示すように、この発明の技術思想を、ノズル
ケーシング部分と収束壁部分との間のヒンジ連結部、た
とえばノズルケーシング部分２０２と収束壁部分１０２
との間のヒンジ連結部２００に適用することができる。

ライナ２０４がケーシング部分２０２から離間して相互
間に冷却空気流通路２０６を画定する。この実施例では
、通路２０６を流れる冷却空気はヒンジ連結部２００の
位置のプレナム２０ｇに入り、プレナム２０８から収束
壁部分１０２のほぼ全幅に沿って冷却空気流通路１１４
に侵入し、ついでヒンジ連結部１００のプレナム１３６
に達する。冷却空気はプレナム１３６から発散壁部分１
０４の冷却空気流通路１１６に流入する。したがって、
この発明は、排気ノズルのガス流路を画定する壁部分の
枢着部それぞれに適用できる。

さらに、」二の説明では、この発明の好適な実施例を、
湾曲部分１１８が壁部分１０４の第１端１２０に形成さ
れ、リーフシール手段か壁部分１０２の第１端１２１に
固着され第１端１２１から延在するとして説明した。し
かし、湾曲部分が壁部分１０２の第１端１２１に形成さ
れ、リーフシール手段およびオフセットブラケット手段
が壁部分１０４の第１端１２０から延在することも、こ
の発明の範囲内にある。このような配置では、プレナム
手段がやはり少なくとも部分的に、リーフシール手段お
よび一方の壁部分の第１端により画定され、そして冷却
空気流は冷却空気流通路１１４からプレナム１３６へ、
そしてそこから冷却空気流通路１１６へと導かれる。

この発明は、冷却空気流を、上流壁部分から離間したラ
イナで画定された」ユ流の冷却空気流通路から、下流壁
部分から離間したライナで画定された下流の冷却空気流
通路に移送することのできる排気ノズルヒンジの新規な
構造を提供する。この配置は、冷却空気流通路を通過す
る冷却空気を一層効率よく利用でき、発散フラップの長
さが比較的長い二次元排気ノズルに特に適当である。こ
の発明を適用することにより、排気ノズルの壁部分の熱
変形および熱疲労を回避し、その保守管理を全般的に改
善することができる。

上述した以外の効果や変更は当業者に容易に想起できる
であろう。この発明は、広義には、以上説明し図示した
細部、代表的な装置、図解例に限定されない。したがっ
て、この発明の要旨から逸脱しない範囲内で、これらの
細部から種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的な二次元収束／発散排気ノズルの斜視図
、 第２図は第１図のノズルを、ノズルのフラップが全ジェ
ットスラスト位置にある状態で示す概略側面図、 第３図は第１図のノズルを、ノズルのフラップが航空機
ピッチ操縦位置にある状態で示す概略側面図、 第４図は第１図のノズルを、ノズルのフラップが閉止位
置にあり、排気ガスを補助ノズルを通して排出して短距
離活動に適当な逆スラストを得る状態で示す概略側面図
、 第５図は二次元排気ノズルの収束および発散フラップを
横切る通常の気」１々型の冷却空気流を示す概略側面図
、 第６図は第５図の二次元ノズルの内面を横切る膜冷却空
気の流れを示す略図で、発散および収束フラップを航空
機ピッチ操縦位置に偏向したときにヒンジ連結部の下流
に起こる流れはく雌の領域を図示し、 第７図はこの発明を適用した排気ノズルヒンジを、ノズ
ルの壁部分が逆スラスト運転のための全閉位置である状
態で示す側面図、 第８図は第７図の排気ノズルヒンジを、ノズルの壁部分
が航空機ピッチ操縦に合わせて排気ガス流路を偏向する
位置にある状態で示す側面図、第９図は第７図の排気ノ
ズルヒンジの部分的斜視図で、ノズルの壁部分同士のブ
ラケット枢着部を示し、 第１０図は第７図の排気ノズルヒンジの部分的側面図、 第１１図は第７図の排気ノズルヒンジの部分的平面図、
そして 第１２図は排気ノズルの一部を表示する略図で、この発
明によるヒンジを収束フラップと発散フラップの連結部
および収束フラップとノズルケーシングの連結部に適用
した例を示す。 主な符号の説明 １０：ノズル、 １２：側壁、 １４：収束フラップ、 １６．１６ａ：発散フラップ、 １００：ヒンジ、 １０２：第１壁部分、 １０４：第２壁部分、 １０６．１０８：内側表面、 １１０．１１２：ライナ、 １１４．１１６：冷却空気流通路、 １２０．１２１：第１端、 １２２：リーフシール、 １２４；ルート部分、 １２６：バイアス部分、 １２８：先端部分、 １３０ニブラケツト、 １３６ １４０ ４２ ４４ ４６ ４８ ５０ ５１ ５２ ５４ ５６ ５８ ６２ ６６ ６８ ７０ ７２ ７４ ７６ ：プレナム、 ニブラケット、 二ベース部分、 ：アーム部分、 ：先端部分、 ：穴１ 、リブ、 ：穴、 ：ビン、 ：湾曲上流端部分、 ：下流端部分、 ：空気流通路、 ：板ばね、 ：ノッチ部分、 ：付加物、 ：端部キャップ、 ：ノズル側壁、 二円筒形シール、 ：ばね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガスタービンエンジン排気ノズルの第１壁部分と第
   ２壁部分とを軸線方向に連結し、両部分の相対的枢動を
   許すヒンジであって、上記第１および第２壁部分それぞ
   れが内側表面およびライナを有し、上記ライナが上記第
   １および第２壁部分の内側表面のそれぞれに取り付けら
   れかつ内側表面から離間して相互間に第１および第２冷
   却空気流通路を画定したヒンジにおいて、 上記第１および第２壁部分のうち一方の第１端に形成さ
   れた湾曲部分と、 上記第１および第２壁部分のうち他方の第１端に固着さ
   れかつ第１端から延在するリーフシール手段であって、
   上記第１および第２壁部分が相互に枢動するとき、上記
   湾曲部分に摺動自在に当接してリーフシール手段と湾曲
   部分との間に実質的に気密なシールを形成するリーフシ
   ール手段と、少なくとも部分的に上記リーフシール手段
   および上記他方の壁部分の第１端により画定され、上記
   第１および第２冷却空気流通路を流れ連通させるプレナ
   ム手段と、 上記第１および第２壁部分をそれぞれの第１端で回転自
   在に連結するオフセットブラケット手段とを備えるヒン
   ジ。 ２、上記第１および第２壁部分がそれぞれ排気ノズルの
   収束フラップおよび発散フラップを構成し、上記壁部分
   の内側表面から離間したライナがノズルを通るガス流路
   の一部を画定し、上記収束部分が上記ガス流路内で発散
   部分の上流に位置する請求項１に記載のヒンジ。 ３、上記ノズルの第１および第２壁部分がそれぞれ排気
   ノズルのケーシング部分および収束フラップを構成し、
   上記壁部分の内側表面から離間したライナがノズルを通
   るガス流路の一部を画定し、上記ケーシング部分が上記
   ガス流路内で収束部分の上流に位置する請求項１に記載
   のヒンジ。 ４、上記第１および第２壁部分のライナがノズルを通る
   ガス流路の一部を画定し、上記第１壁部分が上記ガス流
   路内で上記第２壁部分より上流に位置し、上記湾曲部分
   が上記第２壁部分の上流端に形成された請求項１に記載
   のヒンジ。 ５、上記第２壁部分のライナが湾曲上流端部分を含み、
   この湾曲上流端部分が上記第２壁部分の湾曲部分から離
   間して対応する冷却空気流通路の一部を画定する請求項
   ４に記載のヒンジ。 ６、上記第１壁部分のライナが下流端部分を含み、この
   下流端部分が上記第２壁部分のライナの湾曲端部分近く
   で終端しかつ湾曲端部分から離間して両者間に空気流通
   路を画定する請求項５に記載のヒンジ。 ７、さらに、上記第１壁部分のライナの下流端部分と上
   記第２壁部分のライナの上流湾曲部分との間の空気流通
   路をシールする手段を含む請求項６に記載のヒンジ。 ８、上記オフセットブラケット手段が少なくとも２つの
   ブラケットを含み、各ブラケットが上記他方の壁部分の
   第１端に固着されかつ相互に離間されたベース部分と、
   上記ベース部分から延在し先端を有するアーム部分とを
   含み、上記一方の壁部分が上記アーム部分の先端に回転
   自在に取り付けられた請求項１に記載のヒンジ。 ９、上記シール手段がルート部分とバイアス部分とを有
   する少なくとも１つのリーフシールを含み、上記ルート
   部分が上記他方の壁部分に固着され上記ブラケットのア
   ーム部分の間に延在し、上記バイアス部分が上記ルート
   部分の先端から片持ち支持され、上記バイアス手段は少
   なくともその一部に沿って上記湾曲部分に合致しかつ上
   記第１および第２壁部分が相互に枢動するとき上記湾曲
   部分に摺動自在に当接する形状である請求項８に記載の
   ヒンジ。 １０、上記一方の壁部分の湾曲部分が、上記少なくとも
   ２つのブラケットそれぞれのアーム部分に対応するよう
   相互に離間した少なくとも２つのノッチ部分を含み、上
   記アーム部分は上記第１および第２壁部分が相互に上記
   オフセットブラケット手段のまわりを枢動するとき上記
   ノッチ部分に出入りすることができる請求項９に記載の
   ヒンジ。 １１、上記リーフシール手段が縁側部を含み、この縁側
   部が上記少なくとも１つのリーフシールの片持ち支持さ
   れた部分の先端に取り付けられ、上記湾曲部分のノッチ
   部分間をまたぎ、上記第１および第２壁部分が上記オフ
   セットブラケット手段のまわりを徐々に大きな相互角度
   まで枢動するとき、上記プレナム手段をシールする請求
   項１０に記載のヒンジ。 １２、上記第１および第２壁部分のそれぞれの第１端に
   沿った幅が互いに実質的に同延であり、上記プレナム手
   段および上記ライナが上記第１および第２壁部分の第１
   端の実質的に全幅にわたって延在して、上記第１および
   第２冷却空気流通路間に上記幅に沿って連続な空気流通
   路を形成し、さらにヒンジが上記プレナム手段をその側
   端でシールする手段を含む請求項１に記載のヒンジ。 １３、上記第１および第２壁部分がそれぞれ二次元排気
   ノズルの側壁部分の間にかつ側壁部分に隣接して配置さ
   れた収束フラップ部分および発散フラップ部分を構成し
   、 上記プレナム手段の側端をシールする手段が、上記収束
   および発散フラップのうち上記他方の一端の側端に取り
   付けられて上記プレナムをその側端でシールする端部キ
   ャップと、上記収束および発散フラップのうち上記一方
   の湾曲部分の最外側部分に摺動自在にはまる寸法の１対
   の円筒形シールと、上記１対の円筒形シールを上記ノズ
   ルの側壁部分に向けてバイアスするばね手段とを含む請
   求項１２に記載のヒンジ。 １４、排気ガス流路を画定するノズルを有するガスター
   ビンエンジンにおいて、 複数個の対の上流および下流ノズル壁部分を備え、これ
   らの壁部分それぞれがその第１端で実質的に同延な幅で
   あり、内側表面を有し、各壁部分はそれぞれさらにライ
   ナを含み、このライナが対応する壁部分の内側表面から
   離間して相互間に冷却空気流通路を画定し、 上記複数対の壁部分をそれぞれの第１端で回転自在に連
   結するヒンジ手段を備え、 上記ヒンジ手段は、 各対の上記上流および下流壁部分のうち一方の第１端に
   形成された湾曲部分と、 上記各対の上流および下流壁部分のうち他方の第１端に
   固着されかつ第１端から延在するリーフシール手段であ
   って、上記上流および下流壁部分が相互に枢動するとき
   、上記湾曲部分に摺動自在に当接してリーフシール手段
   と湾曲部分との間に実質的に気密なシールを形成するリ
   ーフシール手段と、 少なくとも部分的に上記リーフシール手段および上記他
   方の壁部分の第１端により画定され、上記第１および第
   ２冷却空気流通路を流れ連通させるプレナム手段と、 上記各対の上流および下流壁部分をそれぞれの第１端で
   回転自在に連結するオフセットブラケット手段とを備え
   るガスタービンエンジン。 １５、上記上流および下流壁部分のうち一方の壁部分の
   ライナが湾曲端部分を含み、この湾曲端部分が上記一方
   の壁部分の湾曲部分から離間して対応する冷却空気流通
   路の一部を画定する請求項１４に記載のエンジン。 １６、上記上流および下流壁部分のうち他方の壁部分の
   ライナが端部分を含み、この端部分が上記一方の壁部分
   のライナの湾曲端部分近くで終端しかつ湾曲端部分から
   離間して両者間に空気流通路を画定する請求項１５に記
   載のエンジン。 １７、さらに、上記上流および下流壁部分のうち他方の
   壁部分のライナの下流端部分と上記一方の壁部分のライ
   ナの上流湾曲部分との間の空気流通路をシールする手段
   を含む請求項１６に記載のエンジン。 １８、上記オフセットブラケット手段が少なくとも２つ
   のブラケットを含み、各ブラケットが上記上流および下
   流壁部分のうち他方の壁部分の第１端に固着されかつ相
   互に離間されたベース部分と、上記ベース部分から延在
   し先端を有するアーム部分とを含み、上記一方の壁部分
   が上記アーム部分の先端に回転自在に取り付けられた請
   求項１４に記載のエンジン。 １９、上記リーフシール手段がルート部分とバイアス部
   分とを有する少なくとも１つのリーフシールを含み、上
   記ルート部分が上記上流および下流壁部分のうち他方の
   壁部分に固着され上記ブラケットのアーム部分の間に延
   在し、上記バイアス部分が上記ルート部分の先端から片
   持ち支持され、上記バイアス手段は少なくともその一部
   に沿って上記湾曲部分に合致しかつ上記上流および下流
   壁部分が相互に枢動するとき上記湾曲部分に摺動自在に
   当接する形状である請求項１８に記載のエンジン。 ２０、上記上流および下流壁部分のうち一方の壁部分の
   湾曲部分が、上記少なくとも２つのブラケットそれぞれ
   のアーム部分に対応するよう相互に離間した少なくとも
   ２つのノッチ部分を含み、上記アーム部分は上記上流お
   よび下流壁部分が相互に上記オフセットブラケット手段
   のまわりを枢動するとき上記ノッチ部分に出入りするこ
   とができる請求項１９に記載のエンジン。 ２１、上記リーフシール手段が縁側部を含み、この縁側
   部が上記少なくとも１つのリーフシールの片持ち支持さ
   れた部分の先端に取り付けられ、上記湾曲部分のノッチ
   部分間をまたぎ、上記上流および下流壁部分が上記オフ
   セットブラケット手段のまわりを徐々に大きな相互角度
   まで枢動するとき、上記プレナム手段をシールする請求
   項２０に記載のエンジン。 ２２、上記プレナム手段および上記ライナが上記上流お
   よび下流壁部分の第１端の実質的に全幅にわたって延在
   し、上記第１および第２冷却空気流通路間に上記幅に沿
   って連続な空気流通路を形成し、さらにエンジンが上記
   プレナム手段をその側端でシールする手段を含む請求項
   １４に記載のエンジン。 ２３、さらに、冷却空気の供給源と、冷却空気を上記上
   流壁部分の冷却空気流通路に導入する手段とを備える請
   求項１４に記載のエンジン。 ２４、ガスタービンエンジン排気ノズルの第１壁部分と
   第２壁部分とを軸線方向に連結し、両部分の相対的枢動
   を許すヒンジであって、上記第１および第２壁部分それ
   ぞれが内側表面およびライナを有し、上記ライナが上記
   第１および第２壁部分の内側表面のそれぞれに取り付け
   られかつ内側表面から離間して相互間に第１および第２
   冷却空気流通路を画定したヒンジにおいて、 上記第１および第２壁部分のうち一方の第１端に形成さ
   れた湾曲部分と、 上記第１および第２壁部分が相互に枢動するとき、上記
   一方の壁部分の湾曲部分と他方の壁部分の第１端との間
   に実質的に気密なシールを形成するシール手段と、 少なくとも部分的に上記シール手段および上記他方の壁
   部分の第１端により画定され、上記第１および第２冷却
   空気流通路を流れ連通させるプレナム手段と、 上記第１および第２壁部分をそれぞれの第１端で回転自
   在に連結するオフセットブラケット手段とを備えるヒン
   ジ。