JPH0734970A - エアターボラムジェットエンジンの圧縮機ロータ翼 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エアターボラムジェットエンジンを小型軽量
で、かつ高い推力が得られるようにする。 【構成】燃料ガス発生器２０から供給される燃料ガス
は、ストラット１６内に設けられた燃料ガス通路１６
ａ、および主軸１５内を通ってロータ翼５内に導かれ、
ロータ翼５後縁に設けられた噴出スリットから噴出され
る。これによりロータ翼５は燃料ガスを噴出した反力に
より駆動されて回転し、ステータ翼６とともに吸い込み
空気を圧縮する。ロータ翼５から噴出された燃料ガスは
燃焼室１１に到達するまでに吸い込み空気と充分に混合
されるので、燃焼効率が向上して高い推力を得ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアターボラムジェッ
トエンジンに関し、より詳しくは吸い込み空気を圧縮す
る圧縮機のロータ翼を駆動し回転させる方法の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ターボジェットとラムジェットのコンバ
インドサイクルとして、低亜音速から高マッハ数、低空
から高空までと幅広い飛行範囲で運用可能なエアターボ
ラムジェットエンジンが知られている。図３に模式的に
示すように、従来のエアターボラムジェットエンジン９
０は、円筒状のシュラウド１と、このシュラウド１の内
部に同軸に設けられた流線型状のセンタボディ２を有す
るとともに、図示左側の空気取り入れ口３から吸い込ん
だ空気を、低速時には圧縮機４で圧縮するとともに、こ
の圧縮された吸い込み空気の流れＡと、燃料ガス発生器
２０で発生した燃料ガスの流れＢとを、ミキサー９によ
り混合し、燃焼室１１で燃焼させて図示右側の噴出孔１
２から噴出するようにされている。そして、前記圧縮機
４は、前記センタボディ２内にベアリング１３・１４に
より回転自在に支持された主軸１５に取り付けられて一
体に回転するようにされたロータ翼５と、前記シュラウ
ド１の内面に半径方向内側に向かって延びるように植設
されたステータ翼６とを有している。さらに、前記主軸
１５にはタービン翼８が一体に回転するように取り付け
られている。そしてこのタービン翼８は、マニホールド
７から噴射される前記燃料ガスにより駆動され回転する
ようにされている。これにより、前記ロータ翼５は駆動
されて回転し、前記ステータ翼６とともに吸い込んだ空
気を圧縮するようにされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来のエア
ターボラムジェットエンジン９０は、圧縮機４のロータ
翼５を駆動するために、前記タービン翼８と、このター
ビン翼８に向けて燃料ガスを噴射する前記マニホールド
７が不可欠であるから、その軸線方向および半径方向の
寸法が大きくなるとともに、重量も重いものとなってい
る。また、圧縮機４により圧縮された吸い込み空気は、
前記ミキサー９によって燃料ガスと混合されるが、吸い
込み空気と燃料ガスとを完全に混合しようとすると前記
ミキサー９の軸線方向の長さが長くなってしまう。反対
に軸線方向の長さを短くしたミキサー９では吸い込み空
気と燃料ガスとを完全に混合仕切れないため、燃焼効率
が悪化して推力が低下してしまう。

【０００４】そこで、本発明は上記のような現状に着眼
してなされたものであって、小型かつ軽量であるととも
に、燃焼効率に優れて高い推力が得られるエアターボラ
ムジェットエンジンを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的は、本発明の、
ロータ翼内部に導いた燃料ガスを、前記ロータ翼に設け
た噴出孔から噴出させ、その反力により駆動されて回転
することを特徴とするエアターボラムジェットエンジン
の圧縮機ロータ翼によって達成される。

【０００６】

【作用】本発明のエアターボラムジェットエンジンの圧
縮機ロータ翼は、ロータ翼にもうけられた噴出孔から噴
出される燃料ガスの反力によって駆動されて回転する。
これにより、ロータ翼を駆動回転するためのタービン機
構が不要となって、エアターボラムジェットエンジンを
小型化かつ軽量化することができる。また、ロータ翼か
ら噴出される燃料ガスは、このロータ翼により圧縮され
る吸い込み空気と充分に混合されるので、燃焼効率が高
まって推力を増加させることができる。

【０００７】

【実施例】本発明に係るエアターボラムジェットエンジ
ンの一実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。な
お、従来例と同一の部分については同一の符号を用いて
説明を簡略化する。

【０００８】図１に示すように、本実施例のエアターボ
ラムジェットエンジン１００は、円筒状のシュラウド１
と、このシュラウド１の内側にストラット１６により同
軸に固定された円筒状のセンタボディ２を有している。
そして、このセンタボディ２の内部には、主軸１５がベ
アリング１３・１４により回転自在に支持されている。

【０００９】前記主軸１５は、本実施例においては中空
とされ、燃料ガス通路とされる直径の大きい筒状のチャ
ンバー部分１５ａと、このチャンバー部分１５ａからそ
れぞれ軸線方向に前後に延びる直径の小さい筒状部分１
５ｂ・１５ｃとから構成されている。そして、前記チャ
ンバー部分１５ａの外周には複数の貫通孔１５ｄが設け
られており、燃料ガス発生器２０で発生されて前記スト
ラット１６内に貫設された燃料ガス通路１６ａを介して
供給される燃料ガスを、チャンバー部分１５ａ内に取り
込むようにされている。また、前方に延びる前記筒状部
分１５ｂの先端には、ロータ翼５をその外周に有するロ
ータディスク５ａが一体に回転するように取り付けられ
ている。

【００１０】前記ロータディスク５ａの外周には、半径
方向外側に延びる複数のロータ翼５が等間隔に植設され
ている。そして、このロータディスク５ａと前記ロータ
翼５の内部には燃料ガスの通路５ｂ・５ｃがそれぞれ設
けられ、前記主軸１５内部にもうけられた燃料ガス通路
に連通されている。さらに、図２に断面図として示すよ
うに、前記ロータ翼５の後縁には燃料ガスを噴出するス
リット５ｄが設けられ、前記燃料ガス通路５ｃから供給
される燃料ガスが、このロータ翼５の列の間を通過する
吸い込み空気の流れと平行に、前記スリット５ｄから後
方に向かって噴出するようにされている。

【００１１】次に、上述のように構成された本実施例の
エアターボラムジェットエンジン１００の作動について
説明する。まず、前記燃料ガス発生器２０により発生さ
れた燃料ガスは、前記ストラット１６内に設けられた前
記通路１６ａと、前記主軸１５内の燃料ガス通路を介し
て前記ロータ翼５内に導かれた後、ロータ翼５の後縁に
設けられた前記燃料ガス噴出スリット５ｄから噴出す
る。これにより、前記ロータ翼５には燃料ガスを噴出す
ることより生じる反力が作用するから、ロータ翼５は前
記主軸１５と一体となって回転し、ステータ翼６ととも
に吸い込み空気を圧縮する。この時、本実施例において
は、ロータ翼５の後縁から噴出される燃料ガスが、ロー
タ翼５の列の間を通過する吸い込み空気の流れと平行に
噴出するようにされているので、吸い込み空気の流れを
乱すことが無い。そして、この燃料ガスと吸い込み空気
は燃焼室１１に到るまでの間に充分に混合されて、燃焼
室１１において高い燃焼効率で燃焼するから、推力が増
加する。

【００１２】すなわち、本実施例のエアターボラムジェ
ットエンジン１００においては、燃料ガス発生器２０か
ら供給される燃料ガスを、主軸１５およびロータディス
ク５ａの内部にもうけた燃料ガス通路を介してロータ翼
５に導くこととしたので、構造が簡単になって、より一
層小型かつ軽量にすることができた。さらに、本実施例
においては、燃料ガスをロータ翼５の後縁に設けた噴出
スリット５ｄから、ロータ翼５の列の間を通過する吸い
込み空気の流れと平行に噴出するようにしたので、吸い
込み空気の流れを乱すことがない。

【００１３】

【発明の効果】本発明のエアターボラムジェットエンジ
ンの圧縮機ロータ翼は、燃料ガス発生器で発生させた燃
料ガスを圧縮機ロータ翼内部に設けられた燃料ガス通路
に導き、かつ前記ロータ翼の後縁に設けられた前記燃料
ガス通路に連通する噴出孔から前記燃料ガスを噴出さ
せ、その反力によりこのロータ翼を駆動し回転させるこ
ととしたので、以下のような優れた効果が得られた。す
なわち、本発明のエアターボラムジェットエンジンにお
いては、ロータ翼を駆動回転させるためのタービン機構
を不要とすることができるので、軸線方向および半径方
向の寸法を減少させて小型化することができるととも
に、部品点数が減少することにより軽量化と信頼性およ
び耐久性の向上を図ることができる。また、ロータ翼後
縁から吹き出される燃料ガスを吸い込み空気と充分に混
合することができるので、燃焼効率が向上してより高い
推力を得ることができる。したがって、本発明のエアタ
ーボラムジェットエンジンの圧縮機ロータ翼を適用され
るエアターボラムジェットエンジンは、小型軽量で高い
推力のエンジンが求められる無人高速飛翔体や宇宙往還
機等に最適なエンジンとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエアターボラムジェットエンジン
の一実施例を示す全体断面図である。

【図２】本発明に係るエアターボラムジェットエンジン
のロータ翼の断面図である。

【図３】従来のエアターボラムジェットエンジンの作動
を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１ シュラウド ２ センタボディ ３ 空気取り入れ口 ４ 圧縮機 ５ ロータ翼 ５ａ ロータディスク ５ｂ 燃料ガス通路 ５ｃ 燃料ガス通路 ５ｄ 燃料ガス噴出スリット ６ ステータ翼 ７ 燃料ガスマニホールド ８ タービン翼 ９ ミキサー １０ 保炎器 １１ 燃焼室 １２ 噴出孔 １３ ベアリング １４ ベアリング １５ 主軸 １５ａ チャンバー １５ｂ 筒状部 １５ｃ 筒状部 １５ｄ 貫通孔 １６ ストラット １６ａ ガス通路 ２０ 燃料ガス発生器 ９０ 従来のエアターボラムジェットエンジン １００ 本発明のエアターボラムジェットエンジン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータ翼内部に導いた燃料ガスを前記ロー
   タ翼に設けた噴出孔から噴出させ、その反力により駆動
   されて回転することを特徴とするエアターボラムジェッ
   トエンジンの圧縮機ロータ翼。