JPH0711260B2 - 排気フラップ - Google Patents
排気フラップInfo
- Publication number
- JPH0711260B2 JPH0711260B2 JP2150113A JP15011390A JPH0711260B2 JP H0711260 B2 JPH0711260 B2 JP H0711260B2 JP 2150113 A JP2150113 A JP 2150113A JP 15011390 A JP15011390 A JP 15011390A JP H0711260 B2 JPH0711260 B2 JP H0711260B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flap
- bottom plate
- exhaust flap
- exhaust
- frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
- F02K1/06—Varying effective area of jet pipe or nozzle
- F02K1/12—Varying effective area of jet pipe or nozzle by means of pivoted flaps
-
- 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
-
- 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S239/00—Fluid sprinkling, spraying, and diffusing
- Y10S239/19—Nozzle materials
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、ノズルフラップおよびシールフラップを含
めた排気フラップに関する。さらに詳しくは、この発明
は、航空機のガスタービンエンジンの排気ノズル部分に
用いる排気フラップに関する。
めた排気フラップに関する。さらに詳しくは、この発明
は、航空機のガスタービンエンジンの排気ノズル部分に
用いる排気フラップに関する。
発明の背景 ガスタービンエンジンは高速ガス流を排気ノズルから射
出することにより反動スラストを生成する。空気はエン
ジンの入口デフューザに入り、そこで、つぎに回転圧縮
機で圧縮される。燃焼器部分で燃料を燃焼させることに
より熱を加える。高熱ガスはタービン部分で膨脹する。
生成したエネルギーの一部を抽出して回転圧縮機を駆動
する。排気ノズルを通して高熱ガスがされに膨脹するこ
とにより、ガス流に残っている使用可能なエネルギーを
推進力としての高速生成スラストに変換する。エンジン
が発揮するスラストは数百ポンドから数千ポンドに及
ぶ。
出することにより反動スラストを生成する。空気はエン
ジンの入口デフューザに入り、そこで、つぎに回転圧縮
機で圧縮される。燃焼器部分で燃料を燃焼させることに
より熱を加える。高熱ガスはタービン部分で膨脹する。
生成したエネルギーの一部を抽出して回転圧縮機を駆動
する。排気ノズルを通して高熱ガスがされに膨脹するこ
とにより、ガス流に残っている使用可能なエネルギーを
推進力としての高速生成スラストに変換する。エンジン
が発揮するスラストは数百ポンドから数千ポンドに及
ぶ。
ある種の軍用機に用いられているガスタービンエンジン
には、高圧収束−発散排気ノズルが設けられている。す
なわち、エンジンの排気部分のまわりに円周方向に収束
ノズルフラップが装着されている。これらのフラップは
排気ガスが流れる断面線を小さくすることができる。フ
ラップがつくる一番狭い断面積はスロートである。収束
ノズルフラップのすぐ後に発散ノズルフラップが同様の
方法で装着され、ヒンジ連結されている。発散ノズルフ
ラップは排気ガスが流れる出口面積を増加する。アイド
ルおよび巡航速度では、ノズルフラップを燃料効率を最
大にするように設定する。しかし、最大スラストが必要
となる離陸および加速飛行の際には、ノズルフラップを
収束−発散ガス流通路を構成するように設定する。スロ
ートおよび出口流通路面積の寸法は、航空機が通常の飛
行で経験する種々の飛行速度および高度で必要な流れお
よび膨脹条件に合致するように変える。
には、高圧収束−発散排気ノズルが設けられている。す
なわち、エンジンの排気部分のまわりに円周方向に収束
ノズルフラップが装着されている。これらのフラップは
排気ガスが流れる断面線を小さくすることができる。フ
ラップがつくる一番狭い断面積はスロートである。収束
ノズルフラップのすぐ後に発散ノズルフラップが同様の
方法で装着され、ヒンジ連結されている。発散ノズルフ
ラップは排気ガスが流れる出口面積を増加する。アイド
ルおよび巡航速度では、ノズルフラップを燃料効率を最
大にするように設定する。しかし、最大スラストが必要
となる離陸および加速飛行の際には、ノズルフラップを
収束−発散ガス流通路を構成するように設定する。スロ
ートおよび出口流通路面積の寸法は、航空機が通常の飛
行で経験する種々の飛行速度および高度で必要な流れお
よび膨脹条件に合致するように変える。
航空機のエンジンに用いられるノズルフラップは複数組
の個別ではあるが、作動的に連結されたフラップであ
る。収束（先細）ノズルフラップおよび発散（末広）ノ
ズルフラップがある。それぞれの形状のノズルフラップ
は個別にエンジンの排気部分の内周に沿って装着され
る。ノズルフラップは大体長方形の形状で、幅約３〜６
インチである。ノズルフラップは、枢軸点のまわりでエ
ンジンの長さ方向に延在する中心線に対して近づく方向
または離れる方向に駆動するように装着されている。各
組のフラップは運動時には扇のように開く。ノズルフラ
ップと同様の構成のシールフラップが隣り合うノズルフ
ラップ間に配置されているのが代表的である。シールフ
ラップはノズルフラップに対して横方向に動くように装
着されている。ノズルフラップとシールフラップからな
る排気フラップは全体として、ガス流を所望通りに案内
する連続内面を提供する。すべての排気フラップが作動
的に連結されて、アクチュエータに応答して同時に動
く。
の個別ではあるが、作動的に連結されたフラップであ
る。収束（先細）ノズルフラップおよび発散（末広）ノ
ズルフラップがある。それぞれの形状のノズルフラップ
は個別にエンジンの排気部分の内周に沿って装着され
る。ノズルフラップは大体長方形の形状で、幅約３〜６
インチである。ノズルフラップは、枢軸点のまわりでエ
ンジンの長さ方向に延在する中心線に対して近づく方向
または離れる方向に駆動するように装着されている。各
組のフラップは運動時には扇のように開く。ノズルフラ
ップと同様の構成のシールフラップが隣り合うノズルフ
ラップ間に配置されているのが代表的である。シールフ
ラップはノズルフラップに対して横方向に動くように装
着されている。ノズルフラップとシールフラップからな
る排気フラップは全体として、ガス流を所望通りに案内
する連続内面を提供する。すべての排気フラップが作動
的に連結されて、アクチュエータに応答して同時に動
く。
公知のノズルフラップおよびシールフラップは、すべて
の構成要素を一緒に溶接した１部材の一体構造である。
各フラップの大体長方形の底部分は内向きで、したがっ
てエンジンの排気ガスに直接さらされる。その温度は普
通約1200℃以下である。フラップの後部も、底部よりは
著いく低いが、たとえば約400℃以下の高温にさらされ
る。
の構成要素を一緒に溶接した１部材の一体構造である。
各フラップの大体長方形の底部分は内向きで、したがっ
てエンジンの排気ガスに直接さらされる。その温度は普
通約1200℃以下である。フラップの後部も、底部よりは
著いく低いが、たとえば約400℃以下の高温にさらされ
る。
ノズルフラップおよびシールフラップは定期的に交換し
なければならない。代表的には、フラップの平坦な底部
分はもっとも高い温度にさらされるので損傷をうける。
使用中にフラップが経験する極端な過渡状態温度サイク
ルおよび定常状態温度サイクルが原因で、この底部分に
熱応力が導入され、最終的に亀裂が生じる。フラップの
修理にはかなり長い休止期間と経費のかかる交換部品が
いる。実際、１つのノズルフラップまたはシールフラッ
プ全体をそのリンク機構および取付点から取り外し、完
全な交換フラップを装着しなければならない。
なければならない。代表的には、フラップの平坦な底部
分はもっとも高い温度にさらされるので損傷をうける。
使用中にフラップが経験する極端な過渡状態温度サイク
ルおよび定常状態温度サイクルが原因で、この底部分に
熱応力が導入され、最終的に亀裂が生じる。フラップの
修理にはかなり長い休止期間と経費のかかる交換部品が
いる。実際、１つのノズルフラップまたはシールフラッ
プ全体をそのリンク機構および取付点から取り外し、完
全な交換フラップを装着しなければならない。
上述した要求に応えるため、本発明者は従来使用してい
る排気フラップより改良された、ガスタービンエンジン
用排気フラップを開発した。この発明の排気フラップは
実用寿命が長く、交換時のメインテナンス時間が短い。
る排気フラップより改良された、ガスタービンエンジン
用排気フラップを開発した。この発明の排気フラップは
実用寿命が長く、交換時のメインテナンス時間が短い。
発明の要旨 この発明の、ガスタービンエンジンに装着する排気フラ
ップは、細長い枠組と、底板と、リテイナ手段とを備え
る。枠組は大体長方形の形状で、底部が開口している。
枠組の少なくとも１本のレールには、底板を受け入れる
溝が設けられている。底板は、受け溝に沿ってすべり込
み、フラップの底部を実質的に覆い、固い底面を形成す
る寸法となっている。枠組に取り付けられたリテイナ手
段は底板を所定の位置にしっかり押さえるが、簡単に取
り外して底板の交換が行なえる。この発明の排気フラッ
プは、耐えなければならない熱応力が小さくなっている
ので、実用寿命が長くなる。その上、底板にどのような
損傷が生じても、損傷したフラップを交換するのにかか
る保守時間は著しく短くなる。排気フラップをエンジン
内に留めたまま、フラップの底板を簡単に取り外すこと
ができる。リテイナ手段を取り外し、損傷した底板を新
しい底板と交換するだけでよい。フラップ全体をエンジ
ンから完全に取り外すことは避けられる。
ップは、細長い枠組と、底板と、リテイナ手段とを備え
る。枠組は大体長方形の形状で、底部が開口している。
枠組の少なくとも１本のレールには、底板を受け入れる
溝が設けられている。底板は、受け溝に沿ってすべり込
み、フラップの底部を実質的に覆い、固い底面を形成す
る寸法となっている。枠組に取り付けられたリテイナ手
段は底板を所定の位置にしっかり押さえるが、簡単に取
り外して底板の交換が行なえる。この発明の排気フラッ
プは、耐えなければならない熱応力が小さくなっている
ので、実用寿命が長くなる。その上、底板にどのような
損傷が生じても、損傷したフラップを交換するのにかか
る保守時間は著しく短くなる。排気フラップをエンジン
内に留めたまま、フラップの底板を簡単に取り外すこと
ができる。リテイナ手段を取り外し、損傷した底板を新
しい底板と交換するだけでよい。フラップ全体をエンジ
ンから完全に取り外すことは避けられる。
具体的な構成 この発明の排気フラップは、収束および発散ノズルフラ
ップと収束および発散シールフラップを含む。図示の目
的上、ここでは発散ノズルフラップについて図面に示
し、以下に詳しく説明する。収束ノズルフラップ、収束
シールフラップおよび発散シールフラップを形成するに
は通常通りの変更が必要なだけである。
ップと収束および発散シールフラップを含む。図示の目
的上、ここでは発散ノズルフラップについて図面に示
し、以下に詳しく説明する。収束ノズルフラップ、収束
シールフラップおよび発散シールフラップを形成するに
は通常通りの変更が必要なだけである。
第１図にガスタービンエンジン10の後方部分を示す。外
部カウリング11および外側カバー12は通常通りの設計で
ある。ノズルの排気部分には複数組の収束ノズルフラッ
プ13および発散ノズルフラップ14が装着され、軸対称な
ノズル装置を形成している。これらのフラップはヒンジ
15で相互に支持されている。各収束ノズルフラップ13は
カウリング11にヒンジ16で回転自在に取り付けられてい
る。各発散ノズルフラップ14は外側カバー12にヒンジ17
で回転自在に取り付けられている。アクチュエータ18お
よびアクチュエータロッド19が収束ノズルフラップ13に
作動的に連結されてこれらのフラップを一緒に動かす。
アクチュエータの作動により、収束フラップ13がヒンジ
16のまわりに枢動し、排気部分の中心線に対して近づい
たり離れたりする。発散ノズルフラップ14は収束ノズル
フラップ13の移動に追従する。さらに、隣接する収束ノ
ズルフラップ13の間に挟まれた収束シールフラップ（図
示せず）および隣接する発散ノズルフラップ14の間に挟
まれた発散シールフラップ（図示せず）は、ノズルフラ
ップの運動に応じて横方向に移動する。圧縮リンクアー
ム20を発散ノズルフラップ14およびカウリング11に連結
して系の安定をはかっている。
部カウリング11および外側カバー12は通常通りの設計で
ある。ノズルの排気部分には複数組の収束ノズルフラッ
プ13および発散ノズルフラップ14が装着され、軸対称な
ノズル装置を形成している。これらのフラップはヒンジ
15で相互に支持されている。各収束ノズルフラップ13は
カウリング11にヒンジ16で回転自在に取り付けられてい
る。各発散ノズルフラップ14は外側カバー12にヒンジ17
で回転自在に取り付けられている。アクチュエータ18お
よびアクチュエータロッド19が収束ノズルフラップ13に
作動的に連結されてこれらのフラップを一緒に動かす。
アクチュエータの作動により、収束フラップ13がヒンジ
16のまわりに枢動し、排気部分の中心線に対して近づい
たり離れたりする。発散ノズルフラップ14は収束ノズル
フラップ13の移動に追従する。さらに、隣接する収束ノ
ズルフラップ13の間に挟まれた収束シールフラップ（図
示せず）および隣接する発散ノズルフラップ14の間に挟
まれた発散シールフラップ（図示せず）は、ノズルフラ
ップの運動に応じて横方向に移動する。圧縮リンクアー
ム20を発散ノズルフラップ14およびカウリング11に連結
して系の安定をはかっている。
種々の形式の公知のアクチュエータを使用することがで
きる。図示例えば、アクチュエータ18は、加圧した液体
流体を制御源から導管を通して供給する形式の直線油圧
アクチュエータである。ほかには、モータからの回転運
動により駆動されるスクリュージャッキ形式のアクチュ
エータを用いることがでかり。図面でははっきりしない
が、収束フラップ13の外側表面のまわりに延在するユニ
ゾンカラーがアクチュエータ18に作動連結されている。
このように、複数のアクチュエータ18を同時に同一度合
だけ作動させる。これにより、収束ノズルフラップ13お
よび発散ノズルフラップ14が同期して開閉する。その結
果、排気ガスが流れてスラスト（推力）を生成するノズ
ル面積は、エンジンに要求されるパワーに応じて制御通
りに変化する。
きる。図示例えば、アクチュエータ18は、加圧した液体
流体を制御源から導管を通して供給する形式の直線油圧
アクチュエータである。ほかには、モータからの回転運
動により駆動されるスクリュージャッキ形式のアクチュ
エータを用いることがでかり。図面でははっきりしない
が、収束フラップ13の外側表面のまわりに延在するユニ
ゾンカラーがアクチュエータ18に作動連結されている。
このように、複数のアクチュエータ18を同時に同一度合
だけ作動させる。これにより、収束ノズルフラップ13お
よび発散ノズルフラップ14が同期して開閉する。その結
果、排気ガスが流れてスラスト（推力）を生成するノズ
ル面積は、エンジンに要求されるパワーに応じて制御通
りに変化する。
上述したようにこの発明の排気フラップの基本作動は従
来の排気フラップと同じである。この発明によれば、第
２〜８図に示すように、排気フラップは、その使用寿命
が長くなり、交換が必要なときには保守時間を短くする
ように構成されている。以下の説明は発散ノズルフラッ
プに関するものである。この発明は収束ノズルフラップ
にも同様に適用でき、その際通常の寸法変更が必要にな
るだけである。この発明が収束および発散シールフラッ
プにも同様に適用できることが、当業者に明らかであ
る。
来の排気フラップと同じである。この発明によれば、第
２〜８図に示すように、排気フラップは、その使用寿命
が長くなり、交換が必要なときには保守時間を短くする
ように構成されている。以下の説明は発散ノズルフラッ
プに関するものである。この発明は収束ノズルフラップ
にも同様に適用でき、その際通常の寸法変更が必要にな
るだけである。この発明が収束および発散シールフラッ
プにも同様に適用できることが、当業者に明らかであ
る。
発散ノズルフラップ14は細長い枠組（フレームアセンブ
リ）21、底板（ベースプレート）22およびリテイナ手段
23からなる。枠組21は耐熱性金属合金からつくるのが代
表的で、個々の部品を互いに溶接して一体の構造を形成
している。枠組21は、側部はレール24および25、前部レ
ール26および後部レール27からなる開放枠を有する。開
放枠は大体長方形の形状で、前部レール26に向ってわず
かに細くなっている。開放枠の外側寸法は、これを装着
するエンジンの形状にもよるが、幅３〜６インチ、長さ
10〜30インチの範囲にある。開放枠の先細形状はシール
フラップと協同して働き、動作時のフラップの扇状移動
を可能にするためである。前部レール26が開放枠の先端
となるか、あるいは図示のように、床板（ボトムプレー
ト）28が前部レール26から延在する。床板28を用いるの
は枠組を補強するためで、後述するように底板22がさら
される温度より低い温度にさらされるので、この発明に
使用できる。
リ）21、底板（ベースプレート）22およびリテイナ手段
23からなる。枠組21は耐熱性金属合金からつくるのが代
表的で、個々の部品を互いに溶接して一体の構造を形成
している。枠組21は、側部はレール24および25、前部レ
ール26および後部レール27からなる開放枠を有する。開
放枠は大体長方形の形状で、前部レール26に向ってわず
かに細くなっている。開放枠の外側寸法は、これを装着
するエンジンの形状にもよるが、幅３〜６インチ、長さ
10〜30インチの範囲にある。開放枠の先細形状はシール
フラップと協同して働き、動作時のフラップの扇状移動
を可能にするためである。前部レール26が開放枠の先端
となるか、あるいは図示のように、床板（ボトムプレー
ト）28が前部レール26から延在する。床板28を用いるの
は枠組を補強するためで、後述するように底板22がさら
される温度より低い温度にさらされるので、この発明に
使用できる。
開放枠の少なくとも１本のレールに受け溝が設けられて
いる。好ましくは、第６図に示すように、開放枠の側部
レール24および25それぞれの下側に受け溝29が設けられ
ている。側部レール24および25それぞれから直角フラン
ジ31および32が内向きに延在してスロットを形成し、こ
れらのスロットを底板22が摺動し、使用時にはスロット
内で適切に支持、配置されている。前部レール26にも下
側に直角フランジ33および受け溝30を設けて、底板22の
前端を受け入れるのが好ましい。第４図に、底板22を枠
組から部分的に引き抜いた状態で示してあり、第４図を
用いて底板22の組立中の動き方を説明できる。
いる。好ましくは、第６図に示すように、開放枠の側部
レール24および25それぞれの下側に受け溝29が設けられ
ている。側部レール24および25それぞれから直角フラン
ジ31および32が内向きに延在してスロットを形成し、こ
れらのスロットを底板22が摺動し、使用時にはスロット
内で適切に支持、配置されている。前部レール26にも下
側に直角フランジ33および受け溝30を設けて、底板22の
前端を受け入れるのが好ましい。第４図に、底板22を枠
組から部分的に引き抜いた状態で示してあり、第４図を
用いて底板22の組立中の動き方を説明できる。
枠組21には、補強およびエンジン装着のために、上部構
造が開放枠に溶接されている。第２〜６図を参照する
と、両面背骨部材（バックボーン）フランジ35が開放枠
のほぼ全長にわたって延在し、端部および中間点で横方
向補強チャンネル36およびシールループリテイナ37で開
放枠に取り付けられている。補強チャンネル36およびル
ープリテイナ37は両面背骨部材35にほぼ直角に延在し、
側部レール24および25に溶接されている。背骨部材35に
は複数の切欠きを設けて補強チャンネル36およびループ
リテイナ37を受け入れる。各フラップはエンジンの排気
ノズル部分に、外側フラップラグ38、フラップヒンジラ
グ39および圧縮リングラグ40と組合わせて用いられる取
付手段により装着される。フラップの開閉はアクチュエ
ータ18に間接的に連結されたリンクを通して機械的に行
なう。第２〜６図の拡散フラップは収束フラップと、ヒ
ンジラグ39の位置でヒンジピンにより回転自在に連結さ
れている。背骨部材フランジ35の両側にはそれぞれシー
ルフラップ（図示せず）を取り付けるためのシールフラ
ップ41が設けられている。
造が開放枠に溶接されている。第２〜６図を参照する
と、両面背骨部材（バックボーン）フランジ35が開放枠
のほぼ全長にわたって延在し、端部および中間点で横方
向補強チャンネル36およびシールループリテイナ37で開
放枠に取り付けられている。補強チャンネル36およびル
ープリテイナ37は両面背骨部材35にほぼ直角に延在し、
側部レール24および25に溶接されている。背骨部材35に
は複数の切欠きを設けて補強チャンネル36およびループ
リテイナ37を受け入れる。各フラップはエンジンの排気
ノズル部分に、外側フラップラグ38、フラップヒンジラ
グ39および圧縮リングラグ40と組合わせて用いられる取
付手段により装着される。フラップの開閉はアクチュエ
ータ18に間接的に連結されたリンクを通して機械的に行
なう。第２〜６図の拡散フラップは収束フラップと、ヒ
ンジラグ39の位置でヒンジピンにより回転自在に連結さ
れている。背骨部材フランジ35の両側にはそれぞれシー
ルフラップ（図示せず）を取り付けるためのシールフラ
ップ41が設けられている。
枠組21に用いる底板22は大体長方形で、レール24、25、
26の溝にすべりこみ、開放枠の底面を覆う寸法となって
いる。したがって底板22の長さと幅は細長い枠組21の開
放枠の長さと幅に近い。第７および８図からわかるよう
に、底板22の厚さは溝の高さよりわずかに小さく、溝内
を自由にすべることができる。両側縁45および前部縁46
に段付き側縁区域44を設けるのが好ましい。段部の深さ
は直角フランジ31、32、33の厚さに近い。段部の幅はフ
ランジが各レールの外縁から内方へ延びる距離に近い。
このような寸法の段部を設ける目的は、組立を容易にす
るためと、そしてもっとも重要なこととしては、レール
の表面と底板の表面とを互いに同一面に並べて、フラッ
プに実質的に平坦な底面を与えることである。
26の溝にすべりこみ、開放枠の底面を覆う寸法となって
いる。したがって底板22の長さと幅は細長い枠組21の開
放枠の長さと幅に近い。第７および８図からわかるよう
に、底板22の厚さは溝の高さよりわずかに小さく、溝内
を自由にすべることができる。両側縁45および前部縁46
に段付き側縁区域44を設けるのが好ましい。段部の深さ
は直角フランジ31、32、33の厚さに近い。段部の幅はフ
ランジが各レールの外縁から内方へ延びる距離に近い。
このような寸法の段部を設ける目的は、組立を容易にす
るためと、そしてもっとも重要なこととしては、レール
の表面と底板の表面とを互いに同一面に並べて、フラッ
プに実質的に平坦な底面を与えることである。
底板22は枠組と同じ金属材料からつくることができる。
このようなフラップの実用寿命は、底板と枠組とが同じ
材料からつくられているが、構造が一体であるフラップ
より長いことを確かめた。理論上、２部材構造はその当
然の性質として、使用中に遭遇する極端な温度により誘
引される熱応力を除去する逃し点をもっている。したが
って、この発明のフラップの底板にはわずかな応力破壊
しか認められない。開放枠のレール自体は、その上に重
なるシールフラップで遮蔽されているので、極端な温度
による影響をさほど受けない。
このようなフラップの実用寿命は、底板と枠組とが同じ
材料からつくられているが、構造が一体であるフラップ
より長いことを確かめた。理論上、２部材構造はその当
然の性質として、使用中に遭遇する極端な温度により誘
引される熱応力を除去する逃し点をもっている。したが
って、この発明のフラップの底板にはわずかな応力破壊
しか認められない。開放枠のレール自体は、その上に重
なるシールフラップで遮蔽されているので、極端な温度
による影響をさほど受けない。
底板22も耐熱性材料からつくることができる。たとえ
ば、被覆炭素−炭素またはセラミック母材複合材料を用
いて底板を作製することができる。このような材料は市
販されており、高温に極めて強い。しかし、これらの材
料は曲げたり溶接したりするのが難しく、それだけで
は、背骨部材、補強チャンネルなどのフラップ部品を作
製する材料として適当ではない。しかし、この発明の排
気フラップが２部材からなるという性質から、それぞれ
の部品をその部品の物理的必要条件にもっとも有効な材
料から作製することが可能になる。この発明の排気フラ
ップで得られる第２の利点は、取り外し可能な底板を
「低視認」性材料から作製する自由があることである。
このような材料はレーダー波を吸収してレーダーによる
発見を避ける機能で知られている。
ば、被覆炭素−炭素またはセラミック母材複合材料を用
いて底板を作製することができる。このような材料は市
販されており、高温に極めて強い。しかし、これらの材
料は曲げたり溶接したりするのが難しく、それだけで
は、背骨部材、補強チャンネルなどのフラップ部品を作
製する材料として適当ではない。しかし、この発明の排
気フラップが２部材からなるという性質から、それぞれ
の部品をその部品の物理的必要条件にもっとも有効な材
料から作製することが可能になる。この発明の排気フラ
ップで得られる第２の利点は、取り外し可能な底板を
「低視認」性材料から作製する自由があることである。
このような材料はレーダー波を吸収してレーダーによる
発見を避ける機能で知られている。
ノズルフラップの第３の構成要素は、使用中に底板22を
所定の位置に保持するリテイナ手段23である。リテイナ
手段23はＵ字形クリップで、その長さは後部レール27の
幅に近く、各脚部は後部レール27上の鉛直フランジ47を
またぎ越え、かつ底板22の後縁を覆うのに十分な長さで
ある。適切に配置されると、クリップは底板22を開放枠
にロックする。好適な構成のリテイナ手段23は、クリッ
プおよび後部レールのフランジ47を貫通するボリト48お
よびそれを枠組に固定するナット49を含む。別の構造の
リテイナ手段も同様に使用できる。たとえば、底板の一
端付近に穴を設け、リテイナ手段として働く取り外し可
能なボリトをそこを通して後部レール27のフランジ47に
係合させることができる。この係合は底板を枠組に保持
するのに十分である。同様の保持機能を達成するのにさ
らに他の手段も可能である。
所定の位置に保持するリテイナ手段23である。リテイナ
手段23はＵ字形クリップで、その長さは後部レール27の
幅に近く、各脚部は後部レール27上の鉛直フランジ47を
またぎ越え、かつ底板22の後縁を覆うのに十分な長さで
ある。適切に配置されると、クリップは底板22を開放枠
にロックする。好適な構成のリテイナ手段23は、クリッ
プおよび後部レールのフランジ47を貫通するボリト48お
よびそれを枠組に固定するナット49を含む。別の構造の
リテイナ手段も同様に使用できる。たとえば、底板の一
端付近に穴を設け、リテイナ手段として働く取り外し可
能なボリトをそこを通して後部レール27のフランジ47に
係合させることができる。この係合は底板を枠組に保持
するのに十分である。同様の保持機能を達成するのにさ
らに他の手段も可能である。
この発明の好適な実施態様では、枠組に減衰ばねを用い
て作動中の底板の振動を緩和する。第３および６図を参
照すると、補強チャンネル36は、補強チャンネルの反対
側から中心に延在する２つの金属タブ51からなる減衰ば
ね50を有する。タブ51は底板22の下側に向けて傾斜し底
板と接触する。底板からの振動は金属タブに伝達され、
タブはその振動を吸引する。
て作動中の底板の振動を緩和する。第３および６図を参
照すると、補強チャンネル36は、補強チャンネルの反対
側から中心に延在する２つの金属タブ51からなる減衰ば
ね50を有する。タブ51は底板22の下側に向けて傾斜し底
板と接触する。底板からの振動は金属タブに伝達され、
タブはその振動を吸引する。
航空機のガスタービンエンジンの排気ノズル部分に配置
した状態で、ノズルフラップはアクセス可能である。具
体的には、発散および収束ノズルフラップ上のリテイナ
手段は簡単に取り外せる。こうすれば、底板を枠組から
完全に取り外すまで、底板を側部レールの溝内ですべら
せることができる。交換用底板は、完全に所定に位置に
くるまで溝に沿ってすべらすことにより、やはり簡単に
設置できる。リテイナ手段を所定を位置に戻し、ボルト
およびナットで枠組に固定する。
した状態で、ノズルフラップはアクセス可能である。具
体的には、発散および収束ノズルフラップ上のリテイナ
手段は簡単に取り外せる。こうすれば、底板を枠組から
完全に取り外すまで、底板を側部レールの溝内ですべら
せることができる。交換用底板は、完全に所定に位置に
くるまで溝に沿ってすべらすことにより、やはり簡単に
設置できる。リテイナ手段を所定を位置に戻し、ボルト
およびナットで枠組に固定する。
以上図面を参照しながら説明したこの発明から得られる
利点は明らかである。排気フラップの底板はもっとも過
酷な温度にさらされるので、フラップの他の部品より早
く損傷をうけがちである。この発明によれば、ノズルフ
ラップ全体を取り外すことなく、損傷した底板を簡単に
交換することができる。つまり、リテイナ手段を解除
し、傷ついた底板を取り外し、新しい底板を装着する。
種々のフラップリンクや装着付属品を取り外す必要はな
い。このことは、時間を節約できることからメインテナ
ンス費用を大幅に節約できることを意味する。さらに、
フラップの一部を交換する必要があるだけである。この
ことは、交換部品の費用の著しい節約を意味する。上述
した利点は、底板に構造的な損傷が生じるとノズルフラ
ップ全体を交換しなければならない従来の一体式ノズル
フラップとほ対照的である。
利点は明らかである。排気フラップの底板はもっとも過
酷な温度にさらされるので、フラップの他の部品より早
く損傷をうけがちである。この発明によれば、ノズルフ
ラップ全体を取り外すことなく、損傷した底板を簡単に
交換することができる。つまり、リテイナ手段を解除
し、傷ついた底板を取り外し、新しい底板を装着する。
種々のフラップリンクや装着付属品を取り外す必要はな
い。このことは、時間を節約できることからメインテナ
ンス費用を大幅に節約できることを意味する。さらに、
フラップの一部を交換する必要があるだけである。この
ことは、交換部品の費用の著しい節約を意味する。上述
した利点は、底板に構造的な損傷が生じるとノズルフラ
ップ全体を交換しなければならない従来の一体式ノズル
フラップとほ対照的である。
さらに、この発明で２部材フラップ構造を使用すること
は、逃し点が存在し、これが各フラップの実用寿命の延
長につながることを意味する。被覆炭素−炭素材料また
はセラミック母材複合材料の好適な底板を用いれば、こ
れらの材料はいずれも通常使用されている金属合金より
耐熱性が良好なので、フラップの実用寿命はさらに長く
なる。また、このような好適な底板を用いればエンジン
膨脹が許される。
は、逃し点が存在し、これが各フラップの実用寿命の延
長につながることを意味する。被覆炭素−炭素材料また
はセラミック母材複合材料の好適な底板を用いれば、こ
れらの材料はいずれも通常使用されている金属合金より
耐熱性が良好なので、フラップの実用寿命はさらに長く
なる。また、このような好適な底板を用いればエンジン
膨脹が許される。
図面を参照しながら説明した発散ノズルフラップは好適
な実施態様の代表例である。自明な程度の変更や改変が
可能であり、またこの発明は収束および発散ノズルフラ
ップならびに収束および発散シールフラップを含むあら
ゆる排気フラップに適用できることが当業者に明らかで
ある。特許請求の範囲はこのような変更や改変も包含す
るものである。
な実施態様の代表例である。自明な程度の変更や改変が
可能であり、またこの発明は収束および発散ノズルフラ
ップならびに収束および発散シールフラップを含むあら
ゆる排気フラップに適用できることが当業者に明らかで
ある。特許請求の範囲はこのような変更や改変も包含す
るものである。
第１図はこの発明の排気フラップを装着したガスタービ
ンエンジンの後端の一部を示す断面図、 第２図はこの発明のノズルフラップの斜視図、 第３図は第２図のノズルフラップの枠組の平面図、 第４図は第２図のノズルフラップの底面図で、底板を枠
組から一部引き抜いた状態を示し、 第５図は第３図の５−５線方向に見たノズルフラップの
端面図、 第６図は第３図の６−６線方向に見たノズルフラップの
断面図で、減衰ばねを見せるため底板を取り除いた状態
を示し、 第７図は第２図のノズルフラップに用いる底板の底面図
で、３辺に沿った溝付き端縁を示し、 第８図は第７図の８−８線方向に見た底板の端面図であ
る。 10……ガスタービンエンジン、13……収束ノズルフラッ
プ、14……発散ノズルフラップ、18……アクチュエー
タ、21……枠組、22……底板、23……リテイナ手段、2
4,25……側部レール、26……前部レール、27……後部レ
ール、28……床板、29……受け溝、31,32,33……直角フ
ランジ、35……背骨部材フランジ、36……補強チャンネ
ル、37……ループリテイナ、38,39,40……ラグ、48……
ボルト、49……ナット、50……減衰ばね、51……タブ。
ンエンジンの後端の一部を示す断面図、 第２図はこの発明のノズルフラップの斜視図、 第３図は第２図のノズルフラップの枠組の平面図、 第４図は第２図のノズルフラップの底面図で、底板を枠
組から一部引き抜いた状態を示し、 第５図は第３図の５−５線方向に見たノズルフラップの
端面図、 第６図は第３図の６−６線方向に見たノズルフラップの
断面図で、減衰ばねを見せるため底板を取り除いた状態
を示し、 第７図は第２図のノズルフラップに用いる底板の底面図
で、３辺に沿った溝付き端縁を示し、 第８図は第７図の８−８線方向に見た底板の端面図であ
る。 10……ガスタービンエンジン、13……収束ノズルフラッ
プ、14……発散ノズルフラップ、18……アクチュエー
タ、21……枠組、22……底板、23……リテイナ手段、2
4,25……側部レール、26……前部レール、27……後部レ
ール、28……床板、29……受け溝、31,32,33……直角フ
ランジ、35……背骨部材フランジ、36……補強チャンネ
ル、37……ループリテイナ、38,39,40……ラグ、48……
ボルト、49……ナット、50……減衰ばね、51……タブ。
Claims (14)
- 【請求項１】ガスタービンエンジンの排気ノズル部分に
装着する排気フラップにおいて、 （ａ）エンジンに取り付けるための装着手段を含むとと
もに、受け溝を設けた少なくとも１本のレールを有する
開放枠を含む細長い枠組と、 （ｂ）上記開放枠の長さと幅に実質的に等しい長さと幅
を有するが、上記枠組の受け溝にすべりこむ寸法を有
し、上記フラップの固い底面を形成する取り外し可能な
底板と、 （ｃ）上記底板を上記枠組内に保持するリテイナ手段で
あって、このリテイナ手段を取り外せば、枠組をガスタ
ービンエンジンに装着したままで底板を交換できるリテ
イナ手段とを備える排気フラップ。 - 【請求項２】上記枠組が大体長方形の開放枠からなり、
この開放枠は受け溝を有する２本の側部レール、前部レ
ールおよび後部レールを有し、背骨部材が開放枠の実質
的に全長にわたって延在し、構造用リブが補強のため背
骨部材から横方向に開放枠まで延在する請求項１に記載
の排気フラップ。 - 【請求項３】上記枠組が開放枠の前部レールにも受け溝
を有し、上記前部レールの受け溝が上記側部レールの受
け溝と相互連結され、底板が開放枠内に摺動できかつ上
記前部および側部レールの受け溝で支持される請求項２
に記載の排気フラップ。 - 【請求項４】上記リテイナ手段が、開放枠の後部レール
から延在するフランジにかぶさり、かつ底板の後部端縁
を覆うＵ字形クリップを含み、さらにこのＵ字形クリッ
プを枠組に保持するボルト取付手段を含む請求項３に記
載の排気フラップ。 - 【請求項５】上記枠組が枠組上に配置され底板の下側に
接触する減衰ばねを含む請求項３に記載の排気フラッ
プ。 - 【請求項６】上記底板が耐熱性金属合金からなる請求項
３に記載の排気フラップ。 - 【請求項７】上記底板が耐熱性被覆炭素−炭素材料から
なる請求項３に記載の排気フラップ。 - 【請求項８】上記底板が耐熱性セラミック母材複合材料
からなる請求項３に記載の排気フラップ。 - 【請求項９】上記底板の側縁に段部が設けられ、枠組の
受け溝に沿ってすべりこませると、レールの表面と底板
の表面とが互いに同一面に並ぶのでフラップが実質的に
平坦な底面を呈する請求項３に記載の排気フラップ。 - 【請求項１０】上記底板の前部端縁に段部が設けられた
請求項９に記載の排気フラップ。 - 【請求項１１】排気フラップが発散ノズルフラップであ
る請求項３に記載の排気フラップ。 - 【請求項１２】排気フラップが収束ノズルフラップであ
る請求項３に記載の排気フラップ。 - 【請求項１３】排気フラップが発散シールフラップであ
る請求項３に記載の排気フラップ。 - 【請求項１４】排気フラップが収束シールフラップであ
る請求項３に記載の排気フラップ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US374,814 | 1989-07-03 | ||
| US07/374,814 US5000386A (en) | 1989-07-03 | 1989-07-03 | Exhaust flaps |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0367053A JPH0367053A (ja) | 1991-03-22 |
| JPH0711260B2 true JPH0711260B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=23478294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2150113A Expired - Fee Related JPH0711260B2 (ja) | 1989-07-03 | 1990-06-11 | 排気フラップ |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5000386A (ja) |
| JP (1) | JPH0711260B2 (ja) |
| KR (1) | KR940009682B1 (ja) |
| CA (1) | CA2013925C (ja) |
| DE (1) | DE4020273A1 (ja) |
| FR (1) | FR2649159B1 (ja) |
| GB (1) | GB2235250B (ja) |
| IL (1) | IL94812A0 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69232222T2 (de) * | 1991-05-16 | 2002-08-22 | Gen Electric | Hitzeschild für achsymmetrische schwenkbare Schubdüse |
| ES2066684B1 (es) * | 1992-10-27 | 1997-07-01 | Sener Ing & Sist | Petalo esclavo divergente de sellado en toberas de geometria variable para propulsores de turbina de gas. |
| IL109085A (en) * | 1993-04-05 | 1997-08-14 | Gen Electric | Nozzle seal assembly with removable baseplate |
| US5476237A (en) * | 1993-06-18 | 1995-12-19 | Northrop Grumman Corporation | Syntactic film for thrust reverser blocker doors |
| US5484105A (en) * | 1994-07-13 | 1996-01-16 | General Electric Company | Cooling system for a divergent section of a nozzle |
| EP0750107B1 (en) * | 1995-06-21 | 1999-10-27 | Volvo Aero Corporation | Exhaust nozzle flap |
| JP3722188B2 (ja) | 1999-01-28 | 2005-11-30 | 石川島播磨重工業株式会社 | セラミックス基複合部材及びその製造方法 |
| US6745570B2 (en) * | 2002-02-01 | 2004-06-08 | General Electric Co. | Methods and apparatus for sealing gas turbine engine nozzles using a flap system |
| US6658854B2 (en) * | 2002-02-01 | 2003-12-09 | General Electric Co. | Methods and apparatus for retaining gas turbine engine nozzle basesheets |
| FR2855557B1 (fr) * | 2003-05-26 | 2007-03-02 | Snecma Moteurs | Volet de tuyere a duree de vie augmentee pour turbomoteurs d'avion. |
| FR2857414B1 (fr) * | 2003-07-08 | 2007-06-08 | Snecma Moteurs | Volet souple de tuyere a section variable de turbomachine |
| US7302793B2 (en) * | 2003-10-29 | 2007-12-04 | General Electric Company | Methods and apparatus to reduce turbine engine nozzle basesheet stresses |
| US7178325B2 (en) * | 2004-05-20 | 2007-02-20 | United Technologies Corporation | Divergent flap for a gas turbine engine |
| US7624567B2 (en) | 2005-09-20 | 2009-12-01 | United Technologies Corporation | Convergent divergent nozzle with interlocking divergent flaps |
| US7568348B2 (en) * | 2005-11-28 | 2009-08-04 | Aerojet-General Corporation | Nozzle assembly for rocket and ramjet applications |
| US8205454B2 (en) * | 2007-02-06 | 2012-06-26 | United Technologies Corporation | Convergent divergent nozzle with edge cooled divergent seals |
| US7757477B2 (en) * | 2007-02-20 | 2010-07-20 | United Technologies Corporation | Convergent divergent nozzle with slot cooled nozzle liner |
| US8156745B2 (en) * | 2008-02-29 | 2012-04-17 | General Electric Company | Exhaust nozzle seal with segmented basesheet |
| US8122722B2 (en) * | 2008-02-29 | 2012-02-28 | General Electric Company | Exhaust nozzle seal with segmented basesheet disposed between side rails |
| US8235345B2 (en) * | 2008-04-30 | 2012-08-07 | United Technologies Corp. | Gas turbine engine systems and related methods involving thermally isolated retention |
| US9689346B2 (en) * | 2013-04-12 | 2017-06-27 | United Technologies Corporation | Gas turbine engine convergent/divergent exhaust nozzle divergent seal with dovetail interface |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2544538A (en) * | 1948-12-01 | 1951-03-06 | Wright Aeronautical Corp | Liner for hot gas chambers |
| US2931169A (en) * | 1956-05-15 | 1960-04-05 | Westinghouse Electric Corp | Variable convergent-divergent exhaust nozzle |
| US2910828A (en) * | 1956-08-24 | 1959-11-03 | United Aircraft Company | Convergent-divergent variable area propulsion nozzle |
| DE1146703B (de) * | 1960-04-11 | 1963-04-04 | Gen Electric | Schubduese fuer Strahltriebwerke |
| US3889882A (en) * | 1974-03-25 | 1975-06-17 | Gen Electric | Retractable sound suppressor for a gas turbine engine |
| FR2529257A1 (fr) * | 1982-06-28 | 1983-12-30 | Snecma | Volet de tuyere a structure composite carbone et acier |
| US4637550A (en) * | 1985-10-01 | 1987-01-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Dual material exhaust nozzle flap |
| USH528H (en) * | 1986-06-04 | 1988-10-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method and apparatus for increasing service life of augmentor and combustion chamber liners |
-
1989
- 1989-07-03 US US07/374,814 patent/US5000386A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-05 CA CA002013925A patent/CA2013925C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-11 JP JP2150113A patent/JPH0711260B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-21 IL IL94812A patent/IL94812A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1990-06-26 DE DE4020273A patent/DE4020273A1/de active Granted
- 1990-06-28 FR FR909008155A patent/FR2649159B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-07-02 GB GB9014645A patent/GB2235250B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-03 KR KR1019900009989A patent/KR940009682B1/ko not_active IP Right Cessation
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| CA2013925A1 (en) | 1991-01-03 |
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