JPH0396643A - 先細フラップ組立体、可変面積多機能排気ノズル及び２次元先細末広ノズル - 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］ （発明の分野） 本発明はターボジェット航空機エンジン用の長方形断面
排気ノズルに関し、特に、長方形排気ノズルを筒形エン
ジンケーシングに連結するコンパクトで軽エな遷移ケー
シングに関する。

（先行開発の説明） 最新の高性能ターボジェット航空機の操縦性は、エンジ
ン排気ノズルの能力を、その従来のジェット加速機能を
超えてジェット転向機能を含むように拡張することによ
り、かなり高められている。

エンジン排気ノズルにおけるジェット転向は、従来の操
縦面によって達成され得るより迅速な航空機操縦を比較
的低い飛行速度で可能にする。加えて、排気ノズルの逆
推力能力により、航空機は着陸目に急速に減速し得るの
で、着陸滑走距離が減り、短い着陸滑走路運転が可能に
なる。

このような付加機能を果たし得る排気ノズルは多機能排
気ノズルとして知られている。従来の多機能排気ノズル
の代表例の概要を第１図〜第６図に示す。第１図に示し
た型の排気ノズルは実質的に長方形の断面をもつもので
、しばしば２次元ノズルと呼ばれる。このようなノズル
は多機能用途に好適である。なぜなら、円形断面の軸対
称ノズルと異なり、ヒンジ止めフラップ（１０）は第２
図に示すように差動的に操作され得るので、航空機の急
ピッチ操縦を可能にするように排気の向きを変えるから
である。

推力増強エンジン用排気ノズルはヒンジ止めフラップ（
１０）の回動又は回転によりノズルの断面積を必要に応
じて選択的に変える。従来の軸対称ノズルでは１２枚以
上の狭いフラップが用いられているのに比較して、２次
元ノズルは２つ以上の可動フラップ（１０）と２つの固
定側壁（１２）により設けられた４つの広い実質的平ら
な表面を有する。各種ノズルの全フラップ表面積は同様
であるが、２次元ノズルは軸対称ノズルより重くなる傾
向がある。

正常な巡航運転中、フラップ（１０）は第３図に示すよ
うに対称的に方向づけられる。軸対称ノズルと異なり、
２つの固定側壁（１２）間で作用するフラップ（１０）
は第４図に示すように閉ざされ得る。これは排気ガス流
を阻止するので、ガスは前方に向けられた補助排気ノズ
ル（１４）を通って流出し逆推力を発生する。

２次元ノズルの性能上の利点は重要であるが、２次元ノ
ズルは従来の軸対称ノズルより重いのが常であった。重
量に関するこの固有の欠点のため、今迄、２次元ノズル
の潜在性能が十分に実現されることはなかった。従って
、軸対称（円形断面）ノズルと２次元ノズルのｆｆｉｆ
ｆｉの差を減らすことが航空機推進設計の改良に極めて
望ましい。

軸対称ノズルに対する２次元ノズルの過大重量の主要因
は、２次元ノズルの遷移ケーシングの重量である。この
遷移ケーシングはその前端の断面が円形で、後端の長方
形断面に至るまで一様に変形している。流路形状のこの
変化により、２次元ノズルの遷移ケーシング各所の断面
は概して非円形であり、従って、内部ガス圧力荷重は、
軸対称ノズルケーシングの場合のような簡単な効率的引
張荷重にはなり得ない。

長方形ケーシングに対し、筒形ケーシングは、軸対称ノ
ズルとともに用いられた場合、その複雑でない対称的荷
重分布により、もしあってもわずかなリブを備えた非常
に軽い構造体となり得る。

これに比べ、２次元ノズルの遷移ケーシングは、非円形
ケーシング輪郭の結果生じるパネル曲げモーメントに対
抗するのに必要な比較的厚いダクト外板を支持する多数
のリプを要する。内部圧力荷重、すなわち、筒形ケーシ
ングの場合の簡単なフープ応力と、２次元遷移ケーシン
グにおけるたわみ荷重の構造的処理の差が軸対称ノズル
と２次元ノズルの大きな重量差の根本原因である。

２次元ノズルに関連する他の欠点は、単一エンジン航空
機（単発携）との空気力学的適合性が元来欠如している
ことである。典型的な２次元ノズルの特徴的な長方形断
面は双発航空機の輪郭に円滑に一体化し得るが、概して
円形の胴体断面をもつ単発機の場合、長方形断面の２次
元ノズルをただちに弧状の胴体輪郭と組合わせて抗力の
低い後部胴体を形成することは不可能である。２次元ノ
ズルの飛行操縦性および他の利点を考慮すると、単発機
の輪郭と概して両立する改良された軽量遷移ケーシング
の設計が必要である。

［発明の要旨］ 本発明は上記の必要性に応じて開発されたものであり、
従って、その主要目的はジェットエンジン排気ノズル用
の軽量２次元遷移ケーシングを提供することである。

他の目的は排気流の逆力に抗して先細フラップを動かす
のに必要な作動力を減らすことである。

他の目的は単発航空機の輪郭に対する２次元遷移ケーシ
ングの輪郭の装備適合性を改良することである。

他の目的は先細および末広ノズルフラップを密封冷却流
体配分装置によって効果的に冷却することである。

上記及び他の目的を達成するため、本発明は、円形断面
から長方形断面までの流路遷移の一部が先細ノズルで生
じ、従って、ノズルの上流で必要な遷移ケーシングの長
さを減らしこれに応じて遷移ケーシングの重量を減らす
ように形成した先細フラップを提供する。ノズル輪郭は
丸形から多角形へそしてさらに外側フラップの先端にお
ける長方形へと次第に変化し、こうして単一エンジン装
備に特に適合する連続的輪郭をもたらす。もちろんこれ
は２基のエンジンを装備する場合にも有利である。ノズ
ル域の所要の作動力と動力は、成形先細フラップの形状
から生じる釣合せ対抗モーメントによって減らされる。

重要な圧力均衡空洞シュラウドの重量と、荷重の偏りと
、表面輪郭のゆがみは、剛化ビームを有するサンドイッ
チバネル構造によって制御される。

圧力均衡空洞漏れは、圧力均衡空洞シュラウドの表面と
係合するように、先細フラップ軸に装着された大移動シ
ールによって制御される。大移動シールはシュラウドの
たわみに順応するもので、低摩擦、長摩耗寿命、軽量、
高順応性の炭素一炭素複合材料で作られる。

中空の先細フラップ軸が冷却流体プレナムとして働き、
冷却流体を全てのノズルフラップ位置における先細フラ
ップと末広フラップに供給する。

本発明の前述の目的と特徴と利点は添付図面と関連する
以下の詳述からさらに明らかになろう。

［好適実施例の詳細な記裁コ 従来の２次元排気ノズルは、通例、第５図と第６図に示
したような流路設計に基づいている。図示の概略的に示
す流路設計は中心線（ｌ８）を中心とするもので、簡単
のため、対称的流路の上半分だけを示してある。先細フ
ラップ（２０）と末広フラップ（２２）が平面状部材と
して形成される。

先細フラップヒンジ（２４）の位置で第５図の線Ａ−Ａ
について取られた先細流路断面（２３）は長方形である
のに対し、排気ケーシング（３２）の線Ｂ−Ｂについて
の断面（２５）は円形である。

第６図におれる両流路断面の重ね合わせから分かるよう
に、長方形および筒形流路横断面（２３），２５〉間に
はかなりの形状不整合がある。

この不整合のため、断面Ａ−Ａと断面Ｂ−Ｂの間に十分
な長さＬの遷移ダクト（２６）を介在させて次の様な内
部流路形状を設定する必要がある。

すなわち、その内部流路形状は連続的であり、そして流
れ角度の変化を、ノズル壁からの流れ剥離とその結果と
しての乱流が起こらないように十分緩やかに変わる値に
制限するような形状である。

このような剥離と乱流は、ノズルの効率を減らし、そし
て金属壁を高温推進ガス流から保護する膜冷却の有効性
を損なうので許容し得ない。

前述のように、このような長い遷移ケーシングは、その
たわみ性非フーブ引張荷重の故に、圧縮排気を収容する
ためにリブで十分補強した比較的厚い材料で構成されな
ければならない。この構造捕強は従来の２次元ノズルに
伴う重量の問題の主囚である。

第７図と第８図は、過大な遷移ケーシング重エを除く長
方形断面２次元ノズル用の遷移ケーシング流路設計の上
半分の概略を示す。ここでの「２次元」と言う用語は、
「長方形ｊと言う用語と同様に、長方形に近い形または
実質的に長方形を意味し、そして２次元ノズルは実質的
に２次元の流れを生じるが、必ずしも１００％２次元の
流れを生じるものではないということを理解されたい。

第７図と第８図の流路設計と同様な設計が流路の下半分
（図示せず）にも適用される。

第５図の従来の流路設計と第８図の改良流路設計とを比
較すれば分かるように、本発明では、内部流を乱さない
ために従来の設計におけるとほぼ同様の軸方向遷移長さ
Ｌを用いる。燃料がノズルからの放出前に適当に燃える
のに十分な時間を取るために、ある遷移長さＬが必要で
ある。

第５図と第８図の排気ノズルの全長はほぼ同じであるが
、第８図の遷移ケーシングの軸方向長さは第５図に比べ
て減らし得る。また、ノズルの全重量を減らししかも対
等のノズル長さをもたらすように、短い遷移ケーシング
の下流に大いに軽くかつ廉価な材料を用い得る。すなわ
ち、遷移ケーシング（３０）の短い固定部分は、排気の
力に対抗するのに必要な補強と強度を得るために比較的
厚い材料で形成される。しかし先細フラップ（２０）と
、先細フラップの近辺及び下流のノズルケーシングと壁
体は、従来の設計で用いたような重い遷移ケーシング材
料ではなく、軽量材料で形成され得る。

本発明の設計の重要な特徴は、内部流路遷移を先細フラ
ップヒンジ（２４）の所ではなく、ノズルのど（２８）
の所で終わらせていることである。

第８図における遷移は、部分的に成形先細ノズルフラッ
プ（２０）において生じ、そして部分的に比較的軽量の
遷移ケーシング（３０）のかなり短い補強部分で生じて
いる。なお、遷移ケーシング（３０）は筒形のエンジン
排気ケーシング（３２）に付いている。遷移ケーシング
（３０）は筒形排気ケーシング（３２）に隣接するその
前端で円形断面を有し、また先細フラップ（２０）に隣
接する後端で非長方形の多角形断面を有する。

この変更遷移は、先細フラップ（２０）とその支持軸（
３４〉を第７図〜第１６図に示すように輪郭形成するこ
とにより達成される。先細フラップ（２０）の前部は、
両側壁（１２）および底部先細フラップ（２０）（図示
せず）とともに、遷移ケーシング（３０〉の後部に隣接
する非長方形の多角形流路断面を画成する。遷移ケーシ
ング（３０）の後端の断面と先細フラップ（２０）の前
端の断面とは密接に整合されて実質的に連続な流路遷移
をもたらす。この設計は、部分的に遷移ケーシング部材
として機能する２重機能先細フラップの使用により、ノ
ズルの遷移部とノズルの先細部とを一体にするものであ
る。

ここで注意すべきことは、第６図と第７図と第１４図に
見られるように、フラップヒンジ（２４）に機能が類似
するフラップ軸（３４）が、フラップヒンジ（２４）の
ように真っ直ぐではなく非線形で、アーチのように形成
された中央部を有することである。フラップ軸（３４）
のこのアーチ形輪郭と、先細フラップ（２０）の対応形
状は、第８図の線Ｃ−Ｃについての流路輪郭（２７）を
もたらし、この流路輪郭はエンジン排気ケーシング（３
２）の断面Ｂ−Ｈに沿う筒形ダクト輪郭により良く近似
する。断面Ａ−Ａと断面Ｂ−Ｂに対する断面Ｃ−Ｃと断
面Ｂ−Ｂのこの改良された流路整合は、第６図と第７図
を比べれば最も良く分かるように、軸方向に短い軽量遷
移ケーシングの使用を可能にする。

第９図〜第１１図は、上側先細フラップ（２０）が多機
能動作中その軸線（３６）の周りを回動する際の上側の
諸ノズルフラップの運動を示す。先細フラップ（２０）
の底縁（３３）と先細フラップ（２０）の中央部（３５
）が第９図と第１０図と第１１図において３つの別々の
位置に示されている。また、これらの図には末広フラッ
プ（２２）と外側フラップ（３８）の対応位置が示され
ている。

第９図では、ノズルが最大推力を出すように広く開かれ
、これに対し、第１０図は通常の巡航作用中のノズルの
位置を示し、また第１１図は逆推力または上昇噴流作用
のため流れ転向位置にあるノズルの位置を示す。先細フ
ラップ（２０）と末広フラップ（２２）と外側フラップ
（３８）の相対移動は、以下に述べるリンク機構によっ
て統合される。このリンク機構は第９図〜第１１図に簡
単に示され、末広フラップ（２２）がピボット継手（３
７）と滑りピン継手（４１）を介して先細フラップ（２
０）と外側フラップ（３８）との相対運動を統合する。

第１２図はノズルフラップ作動機構の詳細を示す。先細
ノズルフラップ作動器（４０）が先細ノズルリンク機構
（４２）に連結され、また末広ノズルフラップ作動２Ｈ
　（４　４）が末広ノズルリンク機構（４６）に連結さ
れている。作動器（４０）は、リンク機構（４２）の回
動リンク（４７．４９）に連結された軸（４５）を有す
る液圧ピストンの形態を取り得る。

リンク（４９）はフラップピボットアーム（５１）に枢
着され、他方、リンク（４７）は下側の先細フラップ（
２０）（図示せず）の対応フラップレバーアームに同様
に枢着されている。末広フラップ作動器（４４）も、ビ
ボットリンク（５３）の一端に連結された軸（３９）を
有する液圧ピストンの形を取り得る。ビボットリンク（
５３）の他端は、側壁（１２〉に装着されたピボットア
ーム（５５）に枢着されている。

全体的なノズル形状に対する成形先細フラップ（２０）
の相対的な位置及び構成を第１３図に示す。先細フラッ
プ（２０）はその軸（３４）とともに第１４図の斜視図
に明示されている。スコップ形の、３側面を有する先細
フラップ（２０）は、外側フラップ（２０ａ）がフラッ
プ軸の回転軸線（３６）から半径方向外方に延在しそし
て内側フラップ部（２０ｂ）が軸線（３６）から半径方
向内方に延在するように、軸（３４）に固定されている
。方向矢印（６１）が作動器（４０）による作動力の方
向を示す。

第１５図と第１６図はそれぞれ流れ転向位置と最大推力
位置におけるノズルを示す。これらの位置はフラップ運
動の両極限である。先細フラップ（２０）と末広フラッ
プ（２２）と外側フラップ（３８）間の運動の整合は第
１５図と第１６図を比較すれば最も良く理解される。末
広フラップ作動器（４４）（第１２図）がピボットリン
ク（５３）を介してビボットアーム（５５）を回すにつ
れ、滑りピン継手（５９）を介して末広フラップ（２２
）のスロット（６３）と係合する第２ビボットアーム（
５７）により、末広フラップがピボット継手（３７）を
中心として回転する。

フラップヒンジ漏れ制御シール（４８）が軸（３４）に
装着され、そして軸（３４）の形に合わせて形成したシ
ールシュラウド（５０）と係合し、推進ガスの損失を防
ぐのに有効な漏止めをなす。シールシュラウド（５０）
にかかる高い圧力荷重と、密接なシール係合のための滑
らかな内面の重要さとを考慮し、シュラウド（５０）は
第１７図に示すようなサンドイッチバネル構造（５２）
にしてあり、そしてその後縁と前縁がそれぞれ支持ビー
ム（５４．５６）により支持されている。

支持ビーム（５４．５６）はノズルの不動側壁（１２）
に固定されている。

シュラウド（５０）とビーム（５４．５６）はノズルの
全幅にわたり、その幅は代表的なエンジンでは３０イン
チ以上である。圧力荷重を受けたこれらの部材の弾性た
わみは１／４〜１／２インチ程になりつる。このような
たわみを許容するため、シール（４８）は、大移動シー
ルとして、弧状シュラウド（５０）のたわみに追従する
ことができ、これにより有効な漏れ制御を保証する。

第１７図に見られるように、シール（４８）はシール保
持体（５８）によって案内されそして板ばね（６０）に
よって予荷重を受け外方に押圧される。シール（４８）
は炭素一炭索複合材構造のものである。この複合材料は
、低摩擦と長い摩耗寿命と軽量と順応性との独特の組合
せを特性とする。

成形軸（３４）はそれに合わせたシールシュラウド（５
０）とともに、ノズルフラップ空気荷重モーメントの減
少という別の利点をもたらし、この利点の直接の結果と
して、先細フラップ作動器（４０）（第１２図）に要す
る作動力が減少する。

作動力のこの減少は第１８図と第１９図と第２０図と第
２１図に図解されており、これらの図は、従来の（平ら
な）フラップと本発明の形成フラップとに関し、空気荷
重モーメントと、それに直接関連する力としてノズル面
積調整のためにフラップを操作するのに必要な力とに対
する影響を示す。

第１９図と第２１図において、陰影区域は軸線（３６）
を中心として作用する圧力荷重区域を示す。これらの区
域は先細フラップ作動器（４０）が打ち勝つべき荷重を
表す。第２１図では、先細フラップ軸の軸線（３６）は
第１９図におけるよりエンジン中心線（１８）に接近し
て配置されている。先細フラップ軸の軸線（３６）のこ
の接近した位決めは、荷重区域ばかりでなくモーメント
アームも同様に減らし、その結果フラップ作動力が大い
に減少する。モーメントアームの減少は、第１８図にお
ける従来のフラップ（２０）の長さＸを、第２０図に示
したような本発明による比較的短い長さＹに減らすこと
により可能になる。

第２１図は軸線（３６）の上方に位置する陰影の台形区
域（６４）を示す。区域（６４）はフラップ部（２０ａ
）（第１４図）の投影であり、その上側境界は、シール
シュラウド（５０）と係合するシール（４８）である。

軸線（３６）の上方のこの区域で排気によって生じるモ
ーメントは、フラップ部（２　０　ｂ）の投影域に相当
する軸線（３６）の下方で生じるモーメントとは方向が
逆である。モーメントのこの相殺は全体的なノズルフラ
ップ空気荷重モーメントを減らす。

代表的なエンジンでは、この圧力均衡特性は、空気荷重
モーメントを減らすことにより、所要作動力を、第１８
図と第１９図に示した従来構成の場合に要する力のわず
か約３７％に減らす。例えば、第１８図の従来の平らな
フラップ設計によって生じる空気荷重モーメントは２４
０．８００インチ・ポンドに達し得るのに対し、第２０
図の設計によって生じる空気荷重モーメントはわずかに
８８．３００インチ・ポンドである。

代表的な２次元ノズルの特徴的な長方形断面は、一般的
に、双発航空機の輪郭と円滑に一体化し得るが、概して
円形の胴体断面を有する単発航空機の場合はそうではな
い。第２２図はその場合に生じる輪郭不整合性を示す。

両設計を比較すればただちに分かるように、第２３図に
示した２次元ノズルの特徴である多角形輪郭は航空機輪
郭とより円滑に調和する。排気ノズルと航空機胴体との
この固滑な輪郭調和の結果、抗力が減り、従って、装備
性能が高まる。

再熱推力増力運転中、開いたノズルの面積は第９図と第
２４図に示すように大きい。この位置では、先細フラッ
プ（２０）はダクトライチ（６６）と良く整合するので
、従来の膜冷却を使用し得る。

これは、冷却空気をダクトライチのスロットを通るよう
に噴射してダクトライナの高温内面に低温空気の膜を形
成することを包含し、こうしてダクトライチの過熱を防
ぐ。

ノズル面積が非増力巡航位置（第１０図）のような位置
に、そして最終的に流れ転向位置（第１１図）まで狭め
られると、第９図に見られる冷却空気膜噴射スロット（
６８）は拡大して、膜冷却に適しない大きな間隙になる
。再熱増力は第９図と第１０図と第１１図に示したノズ
ル形状では用いられないので、現在のエンジンの適度の
タービン排気温度では、フラップの冷却は必要でないか
もしれず、第１０図と第１１図に見られるような大きな
間隙（６８）は冷却の妨げにならない。

タービン排気温度が極めて高い最新のエンジンでは、冷
却は全てのノズル位置で必要となり得る。

第２４図と第２５図に示すように、先細フラップ（２０
）はフラップ軸（３４）を経て全てのフラップ位置で冷
却空気が供給されるようになっており、フラップ軸（３
４）は中空で、冷却空気供給プレナムとして作用する。

冷却空気は、方向矢印で示すように、中空フラップ軸（
３４）からオリフィス（７２）の列を通って流れる。こ
のようにして冷却空気は先端フラップの幅にわたって分
配され、先細フラップライチ（７６）と先細フラップ（
２０）との間の間隙（７４）に流入する。冷却空気は最
後にノズルのど（２８）から流出して末広フラップ（２
２）の効果的な膜冷却をなす。

冷却空気は遷移ケーシング（３０）とダクトライナ（６
６）とによって形成された環状域から軸（３４）のプレ
ナムに供給される。遷移ケーシング（３０）に取り付け
た２つ以上の冷却流体供給管（８０）が冷却空気をプレ
ナムに送給する。軸プレナム（３４）は軸線（３６）を
中心として回転するので、冷却流体供給管（８０）と軸
プレナム（３４）との間に滑りが生じる。従来設計のシ
ール（８２）が冷却流体供給管（８０）と軸プレナム（
３４）との間の漏れの制御に用いられる。

加えて、または代替的に、冷却空気をノズル側壁ライナ
（６６）から軸プレナム（３４）に供給し得る。この場
合、冷却空気は複数の狭空間オリフィス（８６）を通っ
てプレナムに入る。

要約すると、本発明の２次元排気ノズルは、従来の軸対
称ノズルに比べ、飛行操縦性のための噴流偏向、逆推力
または上昇推力のための流れ転向能力等の多くの利点を
有する。従来の２次元ノズルは軸対称ノズルよりはるか
に重く、そして過大重量のため幾つもの用途から排除さ
れてきた。本発明のこの２次元排気ノズルは軽量遷移ケ
ーシングを具備するので、この過大重量をかなり減らす
ことができると同時に所要のフラップ作動力を減らすこ
とができ、かつ単発航空機に対する輪郭の装備適合性を
高め得る。

以上、本発明の最善の実施例を開示したが、様々な改変
が本発明の範囲内で可能であることを理解されたい。例
えば、成形先細フラップ（２０）は３側面をもつ部材と
して示してあるが、それはまた円形または貝殻状の輪郭
、あるいはシールシュラウド（５０）と合う幾何学形状
をもつ任意の輪郭を有するように形成され得る。さらに
、成形先細フラップ（２０）は、流れ転向をせず推力逆
転能力をもたないノズルの設計にも利用され得る。

もしノズルが逆推力装置を具備しなければ、ノズルの先
細部分と末広部分を軸方向に短くし得る。

なぜなら、排気流路を閉ざす、すなわち、のど面積をゼ
ロにする必要がないからである。従って、これらの短く
した部分は、それらが受ける力と曲げモーメントが少な
くなるので、厚さと重量が減るように設計され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術による２次元多機能排気ノズルの斜視
図、 第２図は排気を下方にそらすために差動的に操作された
従来技術２次元排気ノズルの略図、第３図は巡航のため
に操作された第２図の２次元排気ノズルの略図、 第４図は流れを捕助排気ノズルを通るように転向するこ
とにより逆推力を生じるように操作された第２図の２次
元排気ノズルの略図、 第５図は従来技術による２次元排気ノズルの縦断面略図
、 第６図は第５図の断面Ａ−Ａと断面Ｂ−Ｂとの重ね合わ
せを示す略図、 第７図は第８図の断面Ｂ−Ｂと断面Ｃ−Ｃとの重ね合わ
せを示す略図、 第８図は本発明による短い２次元排気ノズルの縦断面略
図、 第９図と第１０図と第１１図は本発明の排気ノズルフラ
ップ運動を示す軸方向断面図で、第９図は最大推力形態
を示し、 第１０図は通常巡航形態を示し、 第１１図は逆推力または上昇噴流作用のための流れ転向
形態を示す。 第１２図は本発明による可変面積２次元排気ノズルの軸
方向断面略図で、フラップ作動器と、フラップ作動器を
フラップに連結するリンク機構とを示す。 第１３図は本発明による滑らかな輪郭の２次元排気ノズ
ルの斜視図、 第１４図は本発明のノズルに組み込んだ１対の先細フラ
ップの一つを示す斜視図、 第１５図と第１６図は本発明による２次元排気ノズルの
軸方向断面図で、フラップ相互の連結の詳細と漏れ制御
シールとシールシュラウドの詳細とを示す。 第１７図は、シール、シール保持体及び板ばねの詳細を
示す図である。 第１８図は従来技術排気ノズルの平らな先細フラップの
設計を示す略図、 第１９図は第１゜８図の長い従来の平らな先細フラップ
の圧力荷重域を示すグラフ、 第２０図は第１８図に示した開位置と閉位置に類似する
開閉両位置における本発明の形戊先細フラップの略図、 第２１図は第２０図の短い成形先細フラップの圧力荷重
域を示し、さらに空気荷重モーメントを減らす圧力均衡
域を示すグラフ、 第２２図は先行技術の単一エンジン用２次元ノズルの斜
視図、 第２３図は本発明による単一エンジン用２次元ノズルの
斜視図、 第２４図は本発明による排気ノズルフラップ冷却装置を
示す第２５図の線Ｅ−Ｈについての軸方向断面略図、 第２５図は第２４図の線Ｄ−Ｄについての断面図である
。 主な符号の説明 １２：側壁、２０：先細フラップ、２０ａ：外側フラッ
プ部、２０ｂ：内側フラップ部、２２：末広フラップ、
２８：ノズルのど、３０：遷移ケーシング、３４：軸、
３６：軸線、４８：漏れ制御シール、５０：シールシュ
ラウド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、実質的に長方形断面のノズルのどを有する可変面積
   排気ノズル用の先細フラップ組立体であって、 非平面形先細フラップと、 この先細フラップを回転軸線を中心として前記排気ノズ
   ルに回転自在に支持するために前記先細フラップに連結
   されたフラップ軸を含む先細フラップ組立体。 ２、前記非平面形先細フラップは３側面を有するスコッ
   プ形先細フラップからなる、請求項１記載の先細フラッ
   プ組立体。 ３、前記フラップ軸は前記回転軸線からずれた中央弧状
   部を有する非線形フラップ軸からなる、請求項１記載の
   先細フラップ組立体。 ４、前記非平面形先細フラップは、前記回転軸線の外方
   に延在する外側部分と前記回転軸線の内方に延在する内
   側部分とを有する、請求項１記載の先細フラップ組立体
   。 ５、筒形のターボジェットエンジンケーシングとともに
   用いる可変面積多機能排気ノズルであって、前記エンジ
   ンケーシングに隣接する円形断面からノズルのどを画成
   する長方形断面へと断面が変化する内部排気流路を画成
   し、前記長方形断面を前記ノズルのどに隣接する箇所で
   初めて画成する可変面積多機能排気ノズル。 ６、前記円形断面を画成する筒形前部と、非長方形後部
   とを有する遷移ケーシングをさらに含む、請求項５記載
   の排気ノズル。 ７、前記遷移ケーシングと関連して動作する１対の成形
   先細フラップをさらに含み、両フラップは前記遷移ケー
   シングの前記非長方形後部に隣接する箇所で非長方形流
   路断面を画成する、請求項６記載の排気ノズル。 ８、前記１対の成形先細フラップを前記排気ノズル内に
   枢着支持する１対の軸をさらに含む請求項７記載の排気
   ノズル。 ９、前記１対の成形先細フラップをそれぞれスコップ形
   に形成した請求項７記載の排気ノズル。 １０、前記１対の軸の各々が非線形軸からなる請求項８
   記載の排気ノズル。 １１、両軸の各々が回転軸線を有し、また両成形先細フ
   ラップの各々が前記回転軸線の外方に延在する外側部分
   と前記回転軸線の内方に延在する内側部分とからなる、
   請求項８記載の排気ノズル。 １２、筒形のターボジェットエンジンケーシングからの
   排気を転向するための長方形断面ノズルのどを有する可
   変面積多機能排気ノズルであって、遷移ケーシングと、 この遷移ケーシングと関連して動作する１対の成形先細
   フラップとからなり、 前記遷移ケーシングは、前記エンジンケーシングと連結
   する筒形前部を有するとともに非長方形後部を有し、ま
   た前記遷移ケーシングは前記筒形前部において円形流路
   断面をそして前記非長方形後部において非長方形流路断
   面を画成し、 前記１対の成形先細フラップは前記遷移ケーシングの前
   記非長方形後部に隣接する箇所で非長方形流路断面を画
   成するとともに前記ノズルのどに隣接する箇所で長方形
   流路断面を画成し、従って前記円形流路断面から前記長
   方形流路断面まで漸進的な流路遷移が生じる可変面積多
   機能排気ノズル。 １３、前記１対の成形先細フラップにそれぞれ連結され
   た１対のフラップ軸をさらに含み、また、両成形先細フ
   ラップの各々の相対する側に配置された１対の対向側壁
   を含み、両成形先細フラップがそれぞれ両フラップ軸の
   片方を介して前記側壁に枢着されている請求項１２記載
   の排気ノズル。 １４、両成形先細フラップの各々が両フラップ軸の片方
   に装着され、前記排気ノズルを通流する排気ガスが両成
   形先細フラップに衝突して両フラップ軸の各々を中心と
   する逆作用モーメントを発生する請求項１３記載の排気
   ノズル。 １５、前記排気ノズルと関連して作用する１対の成形シ
   ールシュラウドと、前記１対の成形先細フラップと関連
   して作用する１対の漏れ制御シールとをさらに含み、前
   記漏れ制御シールは前記遷移ケーシングと前記１対の成
   形先細フラップとの間の前記排気ガスの損失を防ぐ漏止
   めをなす、請求項１２記載の排気ノズル。 １６、前記一対の漏れ制御シールの各々を炭素複合材料
   で形成した請求項１５記載の排気ノズル。 １７、両フラップ軸の各々が中空管状プレナムとして形
   成され、そして冷却流体が前記中空管状プレナムを通っ
   て前記一対の成形先細フラップそれぞれの面上に分配さ
   れる、請求項１３記載の排気ノズル。 １８、筒形のターボジェットエンジンケーシングととも
   に用いるもので、前記エンジンケーシングに隣接する円
   形断面からノズルのど域に隣接する長方形断面までの遷
   移をなす内部排気ガス流路を画成する可変面積多機能排
   気ノズルにおいて、前記エンジンケーシングに連結した
   成形遷移ケーシングと、この遷移ケーシングと関連して
   動作する１対の成形先細フラップとを設け、前記円形断
   面から前記長方形断面までの前記流路遷移が部分的に前
   記遷移ケーシング内で生じかつ部分的に前記一対の成形
   先細フラップ内で生じるようにした可変面積多機能排気
   ノズル。 １９、ターボジェットエンジン用の２次元先細−末広ノ
   ズルであって、前記エンジンからの軸対称排気ガス流を
   同ノズル内で実質的に２次元の流れに変える先細フラッ
   プ装置を具備する２次元中細ノズル。