JPH03172562A - ベクタリング排気ノズルの位置を決める付勢装置 - Google Patents

ベクタリング排気ノズルの位置を決める付勢装置

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JPH03172562A
JPH03172562A JP2269710A JP26971090A JPH03172562A JP H03172562 A JPH03172562 A JP H03172562A JP 2269710 A JP2269710 A JP 2269710A JP 26971090 A JP26971090 A JP 26971090A JP H03172562 A JPH03172562 A JP H03172562A
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    • 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
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

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】 技術分野 この発明は、自在な飛行運動性をもつガスタービン排気
ノズル、特にベクタリング（方向を変える）二次元排気
ノズルのフラップを位置決めする付勢装置に関する。
従来技術 飛行中の運動性のためスラスト・ベクタリング（スラス
トの方向を連続的に変えること）、または短距離で離陸
するためスラスト・ベクタリング（スラストの方向を連
続的に変えること）ができる二次元ジェットエンジン・
オーグメンタ排気ノズルは、第１〜３図に示した排気ノ
ズルフラップの位置かられかるように、飛行エンベロー
プ内の多数の操作可能性を満たすように設計されている
。
第１〜３図に、まっすぐな軸線方向スラスト、下向きス
ラストおよび上向きスラストに対応する排気ノズル１０
０の３つの配置形態を示す。ノズル１００は、側壁１０
６間に配置された、対称な向かい合う収束（先細）フラ
ップ１０２および対称な向かい合う発散（末広）フラッ
プ１０４を含む。
向かい合う収束フラップ１０２、向かい合う発散フラッ
プ１０４および向かい合う側壁１０６は、排気ノズル１
００内に矢印１２０で示す排気流の流路を画定する。排
気流の流路の方向は、ノズル１００の中心軸線１０８に
対して、アフタバーニングなしの純粋な軸線方向スラス
トを得る際には平行であり、方向を変えたスラストを得
る際には、第２および３図に示すようにある角度をなす
。スラスト方向転換のほかに、ノズルの出口面積をスロ
ート面積の関数として最適化するように、発散フラップ
を調整するのが望ましい。
第１〜３図に示したフラップ配置形態のそれぞれを満た
すことのできる従来の二次元排気ノズルは、収束フラッ
プおよび発散フラップそれぞれを移動するのに、独立の
付勢装置を使用していた。
このため、多数の付勢装置が必要になり、さらには油圧
荷重の必要量が増大し、信頼性が低下する。
さらに、従来の二次元スラスト方向転換式（ベクタリン
グ）排気ノズルでは、通常、発散フラップ用のベクタリ
ング・アクチュエータを直接収束フラップに装着してい
た。この配置構造から別の信頼性問題が生まれる。油圧
流体を可動な収束フラップに装着したアクチュエータに
回転カップリングまたは可撓性ホースを通して供給しな
ければならないからである。このような回転カップリン
グや可撓性ホースは漏れ問題を起こすことがよくあり、
したがって装置の信頼性が低下する。
さらに、各発散フラップを独立に付勢することからフェ
イルセーフ問題も生じる。もしも付勢装置が故障すると
、発散フラップの１つが開く可能性があり、その結果ス
ラストが減少し、排気ガス流が意図しない方向に方向転
換させられるがらである。
発明の要旨 したがって、この発明の目的は、収束フラップに取り付
けたアクチュエータを使用することなく、発散フラップ
の調節を行なう簡単な付勢装置を提供することにある。
この発明の別の目的は、発散フラップの調節に必要な付
勢装置の総数を減らすことにある。
この発明の他の目的は、ノズル出口の断面積対ノズルス
ロートの断面積の比のスケジュールを決めることのでき
る、発散フラップ調節用の簡単な付勢装置を提供するこ
とにある。この出口／スロ−ト比は、飛行中、特に高圧
力比超音速飛行中に、性能レベルを高く維持する上で決
定的に重要である。
この発明のその他の目的および効果は、以下の説明で述
べてゆくが、一部はその説明からすぐにわかり、また一
部は発明を実施することで認識できるであろう。発明の
目的および効果は、特許請求の範囲に記載した必須の構
成要素およびその組み合わせによって実現される。
これらの目的を達成するために、この発明による二次元
ガスタービンエンジン排気ノズルは、向かい合う側壁と
、位置を変更できる向かい合う収束フラップと、位置を
変更できる向かい合う発散フラップとを備え、これらで
排気流の流路の一部を画定した構成である。本排気ノズ
ルは、上記収束フラップを支持する収束フラップクラン
ク手段と、上記収束フラップクランク手段に枢動自在に
取り付けられ、上記発散フラップを回転または枢動する
カムクランク手段とを含む。排気ノズルはさらに、上記
カムクランク手段を付勢する手段と、このカムクランク
手段から発散フラップまで延在し、カムクランク手段の
運動を発散フラップの回転に変換して排気流の方向を変
えるリンクアーム手段とを含む。
好適な実施態様では、上記収束フラップクランク手段が
向かい合う収束フラップの上流端にそれぞれ配置された
第１および第２収束フラップクランクシャフトを含み、
上記カムクランク手段が上記第１および第２収束フラッ
プクランクにそれぞれ枢動自在に取り付けられた第１お
よび第２カムクランクを含み、これらのカムクランクそ
れぞれがカム面を有するカムクランク・レバーアームを
両端に有する。
好適な実施態様では、上記カムクランク手段を回転する
手段が、排気ノズルの側壁に隣接して延在し、上記第１
および第２カムクランクの反対側の端部同士を互いに連
結する第１および第２スライダバーを含む。これらの第
１および第２スライダバーそれぞれがその先端にカムフ
ォロワを有する。カムフォロワは、第１および第２カム
クランりのカム面とそれぞれ係合し第１および第２カム
クランクを作動させる。第１アクチュエータ手段が設け
られ、これは上記スライダバーを上記側壁に対して移動
し、これにより上記カムフォロワを」１記カムクランク
のレバーアームのカム面に沿って移動して上記カムクラ
ンクを回転するとともに、上記発散フラップを排気流方
向転換位置に位置させるように作動する。
ノズルのスロート面積対出口面積の比は、ノズル出口面
積を収束フラップの位置の関数として設定することによ
り、スケジュール設定する。この関数をカム面の形状に
・プログラムしておき、収束フラップを位置決めするに
つれて、ノズル中心線に対する各発散フラップの角度を
所定のノズル出口面積を維持するように調節する。
実施例の記載 この発明の好適な実施例を添付の図面を参照しながら、
以下に詳しく説明する。数葉の図面中、同じ参照符号は
同じか対応する部品を示す。
第４図に、この発明の思想を具体化した排気ノズル１０
およびその中心線（中心軸線）８のまわりに配置した主
要な構成要素を示す。排気ノズル１０は、向かい合う収
束フラップ１２および１４を含み、これらの収束フラッ
プ１２および１４はそれぞれその下流端で、向かい合う
発散フラップ１６および１８に、当業界で周知の手段、
たとえばヒンジ１７および１９（これらに限定されない
カリにより枢動自在に連結されている。排気ノズル１０
の側壁は、第４図では、残りの構成がわかりやすいよう
に、仮想線で表示しである。排気ノズル１０の実際の構
成配置では、収束フラップおよび発散フラップが両側壁
の間でノズルを横方向に横切る。
この発明によれば、排気ノズル１０は、収束フラップ１
２および１４を支持し回転する第１および第２収束フラ
ップクランク手段を含む。この実施例では、収束フラッ
プクランク手段は、第１収束フラップクランク２０およ
び第２収束フラップクランク２２を含み、それぞれが向
かい合う収束フラップ１２および１４の対応する一方を
支持す１す る。第４図に示す第１収束フラップクランク２０および
第２収束フラップクランク２２はそれぞれ、図示の便宜
上、比較的まっすぐなりランクシャフト２１および２３
からなり、それぞれの端部に第ルバーアーム６０および
６２を有するものとして示しである。この発明による排
気ノズルの実際の構成配置では、収束フラップ・クラン
クシャフトは両端から排気ノズルの中心に向かって僅か
に登りとなる形状とし、収束フラップ１２および１４そ
れぞれの内側形状が対応する収束フラップクランク２１
および２３の形状に大体一致する。このような形状につ
いては、後で第７図を参照しながらもっと詳しく説明す
る。
この発明によれば、発散フラップを回転させるために、
収束フラップクランク手段に枢動自在に取り付けたカム
クランク手段を設ける。この実施例では、カムクランク
手段は第１カムクランク２４および第２カムクランク２
６を含む。第１カムクランク２４は第１カムパー２５を
含み、第１カムパー２５は、枢軸２８で連結されたカム
クラン２ りからの突出部２７およびカムバーからの突出部２９に
より第１収束フラップクランク２０からはずれた位置に
て、同クランク２０に枢動自在に取り付けられている。
同様に、第２カムクランク２６は、同様の１対の突出部
（またはラグ）を用いて、枢軸３０にて第２収束フラッ
プクランク２２に枢動自在に取り付けられている。枢軸
２８および３０はクレビス−ビン継手として示しである
が、枢軸２８および３０用に、それぞれのカムクランク
が対応する収束フラップ・クランクシャフトに対して枢
動できるようにする周知の構成を利用することができる
。カムクランク・シャフト２４には、各端部にカムシャ
フト・レバーアーム３１が取り付けられている。レバー
アーム３１上のカム面がカム軌道３２を形成する。カム
軌道３２および３４の形状は同一であり、カム軌道の形
状についての詳しい説明は、後で残りの図面に関連して
行なう。同様に、カムクランク２６には、その各端部に
、レバーアーム３３およびカム軌道３４が設けられてい
る。カム軌道３２および３４の形状はカムクランク２４
および２６の回転角を制御し、その構成は同一であり、
その形状についても後でさらに詳しく説明する。
この発明によれば、排気ノズルは、カムクランク手段を
、カムクランク２４および２６の枢軸２８および３０そ
れぞれのまわりに同じ回転方向へ連動して回転する手段
を含む。この実施例では、カムクランクを連動回転する
手段は第１スライダバー３６および第２スライダバー３
８を含む。第１スライダバー３６および第２スライダバ
ー３８それぞれの両端にカムフォロワ４０が設けられて
いる。カムフォロワ４０はそれぞれカム軌道３２および
３４内に配置され、カム軌道の行程に沿って移動できる
。スライダバー３６および３８をノズル１０の側壁６６
の内側にかつ側壁に隣接して配置するのが好ましい。第
９図に示すようにスライダ手段５１を設ける。スライダ
手段５１は、図示のように（それに限定されないが）、
軌道兼レール手段５３によりスライダバー３６の軸線方
向移動を防止し、スライダバー３６の半径方向移動を助
ける作動をなす。軌道兼レール手段５３においては、側
壁６６に取り付けた軌道５５がスライダバー３６を案内
し、スライダバー３６はそれ自身のレールとして作用す
る。スライダバー３６および３８のカムフォロワ４０間
の距離を一定とし、これによりスライダバー３６および
３８の所定の軸線方向および半径方向位置について、両
側の各１組のカム軌道３２および３４間に相対的に固定
された最小の間隔を維持するのが好ましい。これは、所
望のあるいはスケジュール通りの出ロ面積対スロート面
積比を維持するように、発散フラップ１６および１８を
連動して、しかし互いに反対方向へ回転する手段を構成
する。また、スライダバーおよび関連したカムフォロワ
およびカム軌道は、発散フラップに作用する排気ガスの
高圧によりスライダバーに加えられる張力荷重を吸収す
る傾向がある。
この発明によれば、スライダバーを側壁に対して上下に
動かす第１アクチュエータ手段を設け、一方そのスライ
ダバーにより、カムフォロワをそ５ れぞれのカムクランクのカム軌道に沿って移動し、カム
クランクを回転して発散フラップを方向転換した排気に
合わせて位置させる。この実施例では、第１アクチュエ
ータ手段は、油圧付勢されるピストン４２から構成でき
る。ピストン４２はそれぞれノズルの側壁にピン４３で
示すような取付は手段により固定されている。油圧付勢
されるピストン４２は普通の形式のどれでも使用できる
ので、ピストンの詳しい説明は省略する。油圧アクチュ
エータピストン４２は、そのピストンロッド４５を伸長
させたり後退させたりすることにより、スライダバー３
６および３８の対応する方を鉛直方向に排気ノズルの側
壁に対して移動する作用をなす。このスライダバー３６
および３８の鉛直方向移動はカム軌道３２および３４を
カムフォロワ４０に対して移動する作用をなし、これに
よりカムクランク２４および２６をそれぞれの枢軸２８
および３０のまわりに同一方向へ連動して回転する。
連動とは、各フラップを時計方向または反時計方向に大
体同じ度数だけ枢動することを意味する。
１に の発明によれば、排気ノズルはさらに、カムクランク手
段から発散フラップまで延在し、カムクランク手段の移
動または回転を発散フラップの運動に変換し、これによ
り排気ノズル１０から出る排気流の方向を転換するリン
クアーム手段を含む。この実施例では、リンクアーム手
段は第１リンクアーム４４を含み、このリンクアーム４
４はカムバー・クレビス継手４６によりカムクランク２
４に枢動自在に連結されかつカムクランク２４から延在
し、また発散フラップ１６に連結されている。各リンク
アーム４４は、枢軸継手またはクレビス４８により発散
フラップ１６に枢動自在に連結されている。継手または
クレビス４８の形状は標準のものであり、この発明の作
用にとって重要ではないので、その詳しい説明は省略す
る。ノズルの底部でも同様に、リンクアーム手段は、さ
らに、カムバー・リンクアームのクレビス継手４６と同
様の構造カムバー・クレビス継手５２から延在するリン
クアーム５０を含む。各リンクアーム５０はクレビス継
手５２から発散フラップ１８７ ８ まで延在し、そこでリンクアーム４４を発散フラップ１
６に連結するクレビス４８と同様なりレビス継手または
枢軸５４により発散フラップ１８に連結される。２本の
リンクアーム４４および５０がそれぞれカムクランク２
４および２６から発散フラップ１６および１８まで延在
するものとして説明したが、この数はこの発明にとって
限定的なものではなく、カムパー２４および２６上の任
意所望の数のクレビス継手から延在する任意所望の数の
リンクアームを組み込むことができる。しかし、図示し
た形状配置は、リンクアーム４４および５０それぞれの
運動により発散フラップ１６および１８を位置決めする
間、アクチュエータにより加えられる力に抗して発散フ
ラップ１６および１８それぞれに作用する内部高熱排気
ガス圧力の力を釣り合わせるのに有効である。
最後に、ノズル１０の排気ガス流路を画定する収束フラ
ップおよび発散フラップの操作能力をさらに高めそのと
り得る形状配置をさらに増すために、収束フラップクラ
ンク手段を回転し、これにより収束フラップ１２および
１４を選択的に位置決めして、スロート６６の断面積対
ノズル出口６７の断面積の比をスケジュール設定する、
第２アクチュエータ手段を設ける。この実施例では、第
２付勢手段は、ノズル１０の対抗する側壁内に配置され
た油圧付勢されるピストン５６および５８を含む。油圧
アクチュエータ５６および５８は第ルバーアーム６０お
よび６２により収束フラップクランク２０および２２そ
れぞれの対応する端部に連結され、一方第ルバーアーム
６０および６２は油圧アクチュエータ５６および５８の
可動ピストン６４に連結されている。油圧アクチュエー
タ５６．５８およびそれぞれのリンクアーム６０．６２
およびピストン６４はそれぞれ、同一の構成であるので
、これらのアクチュエータのうち１つだけの形状を以下
に説明する。
油圧アクチュエータ５６のピストン６４を排気ノズル１
０の側壁およびノズル中心線８に対して長さ方向へ、す
なわち前後に移動するのにつれて、リンクアーム６０お
よび６２が回転し、これによ９ り収束フラップクランク２０および２２を回転する。こ
の収束フラップクランク２０および２２の回転により収
束フラップ１２および１４を動かし、それと同時に、ク
ランク２０および２２にそれぞれ取り付けられた枢軸２
８および３０の回転により発散フラップ１６および１８
を動かす。この発明の説明を簡潔にするために、収束フ
ラップおよび発散フラップの移動は、収束フラップクラ
ンクの回転と同時に起こる２つの別々の作動とみなすこ
とができる。第一に、収束フラップクランク２０および
２２が回転するにつれて、収束フラップ１２および１４
の」二液端が相対移動し、ノズルｌＯのスロート６６の
断面積を拡大または縮小する。
第二に、枢軸継手２８および３０は収束フラップクラン
ク２０および２２それぞれから延在しているので、レバ
ーアーム６０および６２の回転により収束フラップ・ク
ランクシャフトが回転するにつれて、これらの枢軸継手
２８および３０も回転する。さらに、この枢軸継手２８
および３０の回転により、収束フラップ・クランクシャ
フトにそ０ れぞれ枢動自在に連結されたカムクランク２４および２
６が回転する。したがって、収束フラップクランク２０
および２２の回転により枢軸継手２８および３０を異な
る位置に移動するにつれて、カムクランク２４および２
６も移動または回転され、その結果、リンクアーム４４
および５０を介して発散フラップ１６および１８が移動
する。カムクランク２４および２６は収束フラップ・ク
ランクシャフト２０および２２に対してそれぞれの枢軸
継手２８および３０で枢動するので、発散フラップ１６
および１８の移行または移動は、枢軸継手２８および３
０への取付位置での、カムクランク２４および２６の特
定の形状によって決まる。
さらに、発散フラップ１６および１８の追加の回転は、
枢軸継手２８および３０のまわりでのカムクランクの枢
動を制御するカム軌道３２の角度を調節することによっ
て、枢軸継手２８および３０のまわりでのカムクランク
手段の角度により制御される。これらの角度のスケジュ
ール設定は、カム軌道３２の形状または曲率を設計する
ことによ２ り達成でき、したがってカム軌道の形状を利用して、収
束フラップまたはスロート面積の種々の設定に対してス
ロート／出口面積比に最適な形状をプログラムすること
ができる。しかしながら、ノズル内の排気流の圧力はフ
ラップをノズル中心線８から鉛直方向上方へ押圧する傾
向がある。フラップはヒンジまたはピンで連結されるか
、種々の継手およびリンクにより並進を制限されており
、それぞれのリンク連結によりフラップが回転または並
進する角度が制御または限定されるからである。回転が
カムレバーアームまたは軌道３２により制限されていな
ければ、発散フラップは９０度の角度まで開く。軌道を
カム軌道とすることにより、発散フラップの回転角を制
御する。
カムバー２４．２６およびカム軌道３２．３４の形状を
適切に設計すれば、スライダバー３６゜３８およびそれ
ぞれのカムフォロワ４０のカム軌道３２．３４に沿って
の移動は、ノズル１０から出る排気流のピッチ方向転換
に合わせて発散フラップ１６および１８を位置決めする
ことを可能にし、またノズルのスロート面積対出口面積
の比を最適化することを可能にする。このようなカムク
ランク２４．２６およびカム軌道３２．３４の適切な形
状は、以下の図面とその説明を参照することで明らかに
なる。
第５．６および７図は、この発明による排気ノズルの頂
面図、側面図および部分的正面図である。
第５図に、カムクランク２４、収束フラップクランク２
０、およびカムクランク２４を収束フラップクランク２
０に連結する枢軸２８を示す。カムクランク２４の最外
端で、カム軌道３２がノズル１０の側壁６８内を長さ方
向に延在する。同様に、第５図には示していないが、カ
ムクランク２４の反対端で、もう一方のカム軌道３２が
反対側の側壁内を長さ方向に延在する。リンクアーム４
４が、カムバー−リンクアーム間のクレビス４６から発
散フラップ１６まで延在することも第５図に示されてい
る。
第６図には、スライダバー３６がカム軌道３２とカム軌
道３４との間に延在し、カムフォロワ４３ ０がそれぞれカム軌道３２および３４に配置されている
ことが示されている。第６図にはさらに、スライダバー
３６を第６図で見て上下に移動する油圧ピストンアクチ
ュエータ４２と、関連するリンクアーム６０，６２が収
束フラップ・クランクシャフト２０に連結された油圧ア
クチュエータ５６も示されている。アクチュエータ５６
のピストン６４を長さ方向へ、すなわち第６図で左から
右、また右から左へ移動するにつれて、リンクアーム６
０．６２が収束フラップ・クランクシャフト２０．２２
を回転して、収束フラップ１２．１４を位置決めすると
ともに、スロート６６の断面積を変える。
第７図では、第５図および第６図の排気ノズル１０の一
部の正面図で、側壁６８とノズルの中心軸線７０との間
で収束フラップクランク２０が僅かに上向きに登りにな
っていることがわかる。第７図に示すように、発散フラ
ップ１６も軸線７０に向かって僅かに上向きに湾曲した
輪郭に造形して、収束フラップクランク２０および収束
フラッ４ ブ１２の僅かに上向きに湾曲した輪郭に適合させること
ができる。
フラップを二次元多目的排気ノズル１０に要求される条
件に対応する種々の位置に移動する際の、スライダバー
３６．３８および関連するカムフォロワ４０のカム軌道
３２．３４に対する移動は、第８Ａ、８Ｂおよび８０図
にわかりやすく示しである。これら３つの図面すべてに
おいて、収束フラップクランク２０および２２はノズル
の中心軸線７０の上下に２つの円として示しである。い
ずれの場合も、２つの円の一方が収束フラップクランク
のその最外端での断面に対応し、他方の円がクランクの
その中心での断面に対応する。第７図に示したように、
収束フラップクランクは、クランクの各側部からノズル
の中心に向かって僅かな登りの輪郭に造形されているの
で、２つの円は収束フラップクランクを代表するものと
して示しである。さらに、第８Ａ、８Ｂおよび８０図の
それぞれにおいて、第１スライダバー３６は中心軸線７
０の両側でカム軌道３２およびカム軌道３４間９！１１ ６ に延在する直線として示しである。第８Ａ図において、
収束フラップ１２および１４は、最大スラスト増強、す
なわちアフタバーニングの位置にあり、スロート６６の
面積が最大になっている。発散フラップ１６および１８
は、この最大増強位置にて、中心軸線７０に対して上向
きに方向転換された位置に示されている。さらに、第２
油圧アクチユエータ５６によりリンクアーム６２をそれ
らの最前部位置に押し出して、スロート６６の断面積を
最大にするように収束フラップ１２および１４を位置さ
せる。
第８Ｂ図では、第２油圧アクチユエータ５６のピストン
６４を後退させて、レバーアーム６０および６２を中心
軸線７０に沿って後方に引いて、矢印７２および７４で
方向を示すように、収束フラップ・クランクシャフト２
０を時計方向に回転するとともに収束フラップ・クラン
クシャフト２２を反時計方向に回転する。このようなり
ランクシャフト２０および２２の回転により、収束フラ
ップおよび発散フラップを二重運動させる。まず第一に
、収束フラップ１２および１４を排気流の流路内に引き
込んでスロート６６の断面積を減少させる。このように
して、この発明の形状配置は、スロートの断面積対発散
フラップ１６および１８からの出口の断面積の比のスケ
ジュール設定を可能にする。同時に、第８Ｂ図に示す通
りのクランクシャフト２０および２２の回転により、枢
軸継手２８および３０はそれぞれクランクシャフト２０
および２２に取り付けられているので、これらの枢軸継
手２８および３０も同じ方向に移動する。
一方、この継手の移動により、カムクランク２４および
２６が回転し、カムクランク２４および２６の回転をリ
ンクアーム４４および５０を介して発散フラップ１６お
よび１８の運動に変換する。
しかし、この収束フラップクランク２０および２２の回
転は、中心軸線７０に対する発散フラップ１６および１
８のベクタリングまたは相対方位を変更しない。ベクタ
リングを支配する発散フラップの方位の変更は、スライ
ダバー３６および３８を中心軸線７０に対して上方また
は下方に移動し７ て、各スライダバーの両端でカム軌道３２および３４を
カムフォロワ４０に対して移動することによって達成さ
れるからである。
第８Ｃ図では、収束フラップ・クランクシャフト２０お
よび２２が、リンクアーム６０および６２を中心軸線７
０に沿って後方へさらに回転することにより、さらに回
転された位置に示されている。この収束フラップ・クラ
ンクシャフト２０および２２を方向７２および７４へさ
らに回転することは、発散フラップ１６および１８を中
心軸線７０に近づけ、これによりノズルの中心軸線に沿
っての排気ガスの流れを閉塞する作用をなす。第８Ｃ図
に示す位置で、ノズルの側壁に形成されたスラスト反転
用フラップを開き、排気流を５ＴＯＬ用のスラスト反転
ノズルを通る流路に向ける。
なお、第８Ａ、８Ｂおよび８０図に示した配置それぞれ
において、カム軌道３２および３４の相対間隔は剛固な
スライダバー３６および３８によって維持する。第８Ａ
および８Ｂ図に示した２つの配置のいずれでも、スライ
ダバー３６および３８８ を第１油圧アクチユエータ４２により上向きまたは下向
きに動かすことにより、発散フラップ１６および１８の
ベクタリングを行なう。
この発明のカムアクチュエータ手段の構成配置とすれば
、スロートの断面積対ノズルの出口面積の比のスケジュ
ール設定およびノズル排気流のベクタリングを含めて、
収束フラップの全体的調整（モデュレーション）に、２
つの油圧付勢システムしか必要ない。その」二、油圧ア
クチュエータそれぞれは構造体に固定されており、回転
しないので、油圧流体の漏れを伴う信頼性問題につなが
る恐れのある可撓カップリングを用いる必要がない。
したがって、本発明のこの簡単なフラップ調整システム
には、フラップの調整を行なうための油圧付勢システム
の総数が少ないので、信頼性が高く、フェイルセーフ性
能に優れ、油圧アクチュエータに必要な負荷が減少し、
コストおよび重量が減少するなどの利点がある。また、
発散フラップはスライダバーを介して連結されているの
で、圧力が加える力はベクタリングモードでフラップそ
れぞ０ れでバランスされ、また非ベクタリングモードで実質的
にバランスされ、したがって、フラップを非ベクタリン
グ位置に維持するのに要する油圧アクチュエータの力は
最小ですむ。この結果、アクチュエータの平均付勢力が
少なくなり、油圧容量が減少する。前述したように、非
ベクタリング時にフラップにかかる圧力が釣り合うこと
は、システムのフェイルセーフ性能を高めることにもな
る。
たとえば、もしも油圧アクチュエータの１つが故障した
としても、残りのアクチュエータが発散フラップの一方
を部分的に移動することにより部分的なベクタリングを
行なうことが可能である。さらに、本発明のカムシャフ
ト配置により達成されるような、スロート対出口面積比
の機械的なスケジュール設定により、フェイルセーフ能
力がさらに増加する。具体的には、発散フラップアクチ
ュエータが完全に故障すると、非ベクタリングモードで
の出ロ面積対スロート面積の比をスケジュール設定する
能力に影響を与えることなく、ノズル排気をベクタリン
グすることができなくなる。
前述した以外の変更、効果および利点は当業者に自明で
あろう。したがって、この発明は、上述した具体的な細
部、代表的な装置、具体的な実施例に限定されない。し
たがって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、これら
の具体的な事項から種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図はベクタリング可能な発散フラップをまっすぐな
軸線方向スラストを得る位置に配置した従来の排気ノズ
ルの概略図、 第２図は発散フラップを下向きに方向転換した第１図の
排気ノズルを示す図であり、 第３図は発散フラップを上向きに方向転換した第１図の
排気ノズルを示す図であり、 第４図は、この発明のカム付勢手段の１実施例を組み込
んだ収束／発散二次元排気ノズルの概略を示す斜視図で
あり、 第５図は、この発明のカム付勢手段を組み込んだ収束／
発散二次元排気ノズルの頂面図であり、第６図は第５図
の排気ノズルの側面図であり、１ 第７図は第５図の排気ノズルの部分的正面図であり、 第８Ａ、８Ｂおよび８０図はこの発明による排気ノズル
のカムクランク手段および収束および発散フラップの３
つの位置を示す概略図であり、そして 第９図は排気ノズルに組み込むスライダバーおよび付勢
手段を上から見た図である。 主な符号の説明 １０・・・排気ノズル、１２．１４・・・収束フラップ
、１６．１８・・・発散フラップ、２０．２２・・・収
束フラップ・クランク、２１．２３・・・クランクシャ
フト、２４．２６・・・カムクランク、２８．３０・・
・枢軸（継手）、３２．３４・・・カム軌道、３６．３
８・・・スライダバー、４０・・・カムフォロワ、４２
・・・ピストン、４３・・・ビン、４４・・・リンクア
ーム、４５・・・ピストンロッド、４６・・・クレビス
、５１・・・スライダ手段、５２・・・クレビス継手、
５３・・・軌道兼レール手段、５４・・・クレビス継手
、５５・・・軌道、５６．５８・・・アクチュエータ、
６０．６２・・・レノく一２ アーム、６４・・・ピストン、６６・・・側壁、６６・
・・スロート、６７・・・ノズル出口、７０・・・中心
軸線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、向かい合う側壁と、向かい合う収束フラップと、位
    置を変更できる向かい合う発散フラップとで排気流の流
    路の一部を画定した二次元ガスタービンエンジン排気ノ
    ズルにおいて、 上記収束フラップを支持する収束フラップクランク手段
    と、 上記収束フラップクランク手段に枢動自在に取り付けら
    れ、上記発散フラップを位置決めするカムクランク手段
    と、 上記カムクランク手段を回転する手段と、 上記カムクランク手段から上記発散フラップまで延在し
    、カムクランク手段の移動を発散フラップの運動に変換
    して排気流の方向を変えるリンクアーム手段とを備える
    二次元排気ノズル。 ２、上記収束フラップクランク手段が向かい合う収束フ
    ラップの上流端にそれぞれ配置された第１および第２収
    束フラップクランクを含み、上記カムクランク手段が上
    記第１および第２収束フラップクランクにそれぞれ枢動
    自在に取り付けられた第１および第２カムクランクを含
    み、これらのカムクランクそれぞれが両端にカム面を有
    する請求項１に記載の二次元排気ノズル。 ３、上記カムクランク手段を回転する手段が、上記側壁
    に隣接して延在し、上記第１および第２カムクランクの
    反対側の端部同士を互いに連結する第１および第２スラ
    イダバーを含み、これらの第１および第２スライダバー
    それぞれがその両端に上記第１および第２カムクランク
    のカム面とそれぞれつがうカムフォロワを有する請求項
    ２に記載の二次元排気ノズル。 ４、上記カムクランク手段を回転する手段がアクチュエ
    ータ手段を含み、このアクチュエータ手段が上記スライ
    ダバーを上記側壁に対して移動し、これにより上記カム
    フォロワを上記カムクランクのカム面に沿って移動する
    とともに、上記カムクランクを回転して上記発散フラッ
    プを排気流方向転換位置に位置させるように作動する請
    求項３に記載の二次元排気ノズル。 ５、向かい合う側壁と、位置を変更できる向かい合う収
    束フラップと、位置を変更できる向かい合う発散フラッ
    プとで排気流の流路の一部を画定した二次元ガスタービ
    ンエンジン排気ノズルにおいて、 上記収束フラップを位置決めする収束フラップクランク
    手段と、 上記収束フラップクランク手段を回転する手段と、 上記収束フラップクランク手段に枢動自在に取り付けら
    れ、上記発散フラップを位置決めするカムクランク手段
    と、 上記カムクランク手段を回転する手段と、 上記カムクランク手段から上記発散フラップまで延在し
    、カムクランク手段の移動を発散フラップの運動に変換
    して排気流の方向を変えるリンクアーム手段とを備える
    二次元排気ノズル。 ６、上記収束フラップクランク手段が向かい合う収束フ
    ラップの上流端にそれぞれ配置された第１および第２収
    束フラップクランクを含み、上記カムクランク手段が上
    記第１および第２収束フラップクランクにそれぞれ枢動
    自在に取り付けられた第１および第２カムクランクを含
    み、これらのカムクランクそれぞれが両端にカム面を有
    する請求項５に記載の二次元排気ノズル。 ７、上記カムクランク手段を回転する手段が、上記側壁
    に隣接して延在し、上記第１および第２カムクランクの
    反対側の端部同士を互いに連結する第１および第２スラ
    イダバーを含み、これらの第１および第２スライダバー
    それぞれがその両端に上記第１および第２カムクランク
    のカム面とそれぞれつがうカムフォロワを有する請求項
    ６に記載の二次元排気ノズル。 ８、上記カムクランク手段を回転する手段がアクチュエ
    ータ手段を含み、このアクチュエータ手段が上記スライ
    ダバーを上記側壁に対して移動し、これにより上記カム
    フォロワを上記カムクランクのカム面に沿って移動する
    とともに、上記カムクランクを回転して上記発散フラッ
    プを排気流方向転換位置に位置させるように作動する請
    求項７に記載の二次元排気ノズル。 ９、上記収束フラップクランク手段を回転する手段が向
    かい合う収束フラップの上流端にそれぞれ配置された第
    １および第２クランクシャフトと、上記クランクシャフ
    トそれぞれの少なくとも一端から上記側壁の少なくとも
    一方に実質的に隣接して延在し、上記クランクシャフト
    を回転するレバーアーム手段と、上記レバーアーム手段
    を移動して上記収束フラップを選択的に位置決めし、こ
    れにより排気流の流路の断面積を調節するアクチュエー
    タ手段とを含む請求項５に記載の二次元排気ノズル。
JP2269710A 1989-10-12 1990-10-09 ベクタリング排気ノズルの位置を決める付勢装置 Expired - Lifetime JPH0713497B2 (ja)

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