JPH112156A - ジェットエンジンのローブ型2次元ミキサ - Google Patents

ジェットエンジンのローブ型2次元ミキサ

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JPH112156A
JPH112156A JP9156337A JP15633797A JPH112156A JP H112156 A JPH112156 A JP H112156A JP 9156337 A JP9156337 A JP 9156337A JP 15633797 A JP15633797 A JP 15633797A JP H112156 A JPH112156 A JP H112156A
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JP
Japan
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mixer
lobe
duct
flow
lobes
Prior art date
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Pending
Application number
JP9156337A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuto Murakami
立人 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
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Publication of JPH112156A publication Critical patent/JPH112156A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/46Nozzles having means for adding air to the jet or for augmenting the mixing region between the jet and the ambient air, e.g. for silencing
    • F02K1/48Corrugated nozzles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 少ない重量増加で剛性を高くして変形を防止
し、応力を小さくして寿命を長くするジエットエンジン
のローブ型2次元ミキサを提供する。 【解決手段】 対向側が開いた上下一対の対称型可変ロ
ーブ12,14からなり、各ローブ12,14はそれぞ
れ漸次先細りとなる凹部分15と、この凹部分15に隣
接する凸部分16とが複数連続し、ローブ12,14の
側面を構成する側面部分17を有し、これによりローブ
内側の高速ガス流と外側の導入空気流との間に流れに沿
って旋回する渦を形成するローブ型ミキサであって、上
下可変ローブ12,14の対応する凹部分15を流れ方
向に平行な板状部材で結合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空機用ジェット
エンジンに係わり、更に詳しくは、ローブ型2次元ミキ
サに関する。
【0002】
【従来の技術】飛行速度がマッハ1を越える超音速旅客
機( SST:Super Sonic Transporter) では、ジェット
噴流による騒音が従来から問題になっていた。この騒音
レベルは噴流速度の8乗に比例する。図5は、フランス
で開発されたコンコルド機のエンジン排気ノズルであ
り、上半分は超音速時、下半分は騒音低減時を示してい
る。この排気ノズルは、ジェットエンジンのアフターバ
ーナ41からの高速ガス流を制御する1次可変ノズル4
2と、その高速ガス流に空気を混入して後方に噴出する
2次可変ノズル43とを備えており、騒音低減時(離着
陸時や亜音速時)には2次可変ノズル43に外気を導入
してミキサ44により1次可変ノズル42からの高速ガ
ス流と低速空気とを混合してジェット噴流の速度を落と
し、超音速時には外気の導入を止め、ミキサ44を収納
してジェット噴流をそのまま噴出するようになってい
た。
【0003】しかし、かかる従来の排気ノズルでは、ミ
キサ44の性能が低く、騒音を十分低減できない問題点
があった。すなわち、従来の排気ノズルでは、簡単なリ
ンク機構でミキサ44を格納する必要があるため、ミキ
サ44の形状及び大きさの制約が厳しく、平板のような
性能の低いミキサ44しか格納できなかった。
【0004】一方従来の亜音速機用ジェットエンジンで
は、例えば図6に示すようにコア流1(圧縮機、燃焼
器、及びタービンから構成されるコアエンジンを流れる
流れ)の他にバイパス流2を有しており、更に、コア流
1とバイパス流2を合流させ混合するためにミキサ3を
備えている。かかるミキサ3として、図7に示すローブ
タイプミキサが従来から知られている。
【0005】従来のローブタイプミキサは、図7に示す
ように円筒形で、コア流1とバイパス流2の隔壁6が合
流部5で円周方向に交互に入り込んでおり(この部分を
ペネトレーション6aと呼ぶ)、合流部5で円周方向に
交互に位置するコア流1とバイパス流2が旋回しながら
合流するので(コア流1はジェットエンジンのタービン
ブレードにより旋回している)、ミキシング効率が高い
特徴がある。しかし、かかるローブ形ミキサ45は、全
体が固定した円環状であり、かつ大型のため、超音速時
に格納が不可欠なSSTには適用できなかった。しか
し、最近、SSTにも適用可能なローブ型2次元ミキサ
が開発されている。ローブ型2次元ミキサとは、直線状
に展開したローブ型ミキサを備えた、断面形状が一定の
2次元排気ノズルである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】円筒形ミキサはコア流
1とバイパス流2との圧力差に対して十分な強度を有す
る。しかし、2次元ミキサノズルは円筒形ではなく、か
つ製作上の都合により、板金で製作され、その複雑な形
状から使用板厚の制限がある。このため2次元ミキサノ
ズルにコア流1とバイパス流2との圧力差がかかるとミ
キサ出口が過大に変形する。この変形により出口面積が
過大となるとエンジン出力が低下する。またこの変形を
防止するため板厚を増加すると重量が増加し、エンジン
の採算性が低下する。このため2次元ミキサを構造的に
成立させることが困難であった。
【0007】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、少
ない重量増加で剛性を高くして変形を防止し、応力を小
さくして寿命を長くするジエットエンジンのローブ型2
次元ミキサを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明によれば、対向側が開いた上下一対
の対称型可変ダクトからなり、各ダクトはそれぞれ漸次
先細りとなる複数の凹部分と、この各凹部分に隣接する
複数の凸部分と、ダクトの側面を構成する側面部分とを
有し、これによりダクト内側の高速ガス流とダクト外側
の導入空気流との間に流れに沿って旋回する渦を形成す
るローブ型ミキサであって、上下可変ダクトの対応する
凹部分を流れ方向に平行な板状部材で結合したものであ
る。
【0009】上下ダクトの対応する凹部分を流れ方向に
板状部材で結合することにより、剛性が大幅に増大し変
形を防止できる。板状部材は流れに平行に設けられてい
るので、ダクト内側の高速ガス流を乱すことはない。ま
たこの部材増加による重量増加は得られる剛性増加に比
しわずかである。
【0010】請求項2の発明によれば、前記板状部材が
結合する領域及びその近傍の凹部分の板厚を周囲の板厚
よりも厚くしている
【0011】凹部分と板状部材の結合領域は応力が高い
ので、この領域の凹部分の板厚を厚くすることにより応
力を低下させ、寿命を長くすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付して使用する。図1は、本
発明によるジェットエンジンのローブ型2次元ミキサの
斜視図である。図2は本実施形態のローブ型2次元ミキ
サを尾端から見た正面図であり、図3は図2のX−X矢
視図、図4は図3のY−Y断面図である。
【0013】図1、図2に示すように、ローブ型2次元
ミキサ10は上部ローブ12と下部ロール14から構成
され、各ローブ12,14はそれぞれ漸次先細りとなっ
ている凹部分15と、この凹部分15に隣接する凸部分
16よりなり、両ローブ12,14を対称に一体とした
状態で、凸部分16の空間が一体となり、この空間にコ
ア流が流れ、凹部分15にはバイパス流が流れる。両ロ
ーブ12,14の側面は側面部分17により一体になっ
ている。つまり、上部ローブ12と下部ローブ14が一
体となって可変ダクトを構成している。
【0014】図3、図4に示すように凹部分15の底部
どうしは流れ方向に平行な板状のストラット18により
結合されている。ストラット18と接合する底部は周囲
より肉厚を厚くした底部肉厚部19が設けられている。
この底部肉厚部19により接合部における高い応力の発
生を防止でき、寿命を伸ばすことができる。ストラット
18で上部および下部ローブ12,14を結合すること
により、ミキサ10全体の剛性が大幅に増大し、コア流
とバイパス流との差圧による変形を防止できる。ストラ
ット18と底部肉厚部19による重量増加は少く、ロー
ブ型2次元ミキサの構成の成立を可能にする。
【0015】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、対応す
る凹部分どうしをストラットで結合することによりミキ
サの剛性が大幅に増大しミキサ出口の変形を防止し、2
次元ミキサが構造的に成立することを可能とする。また
凹部分のストラットとの取り合い領域の肉厚を周囲より
増大することにより、高い応力の発生を防止し寿命を長
くすることができる。またこれらの対策により1ランク
低い材料を使用することが可能になりコストを低減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ジェットエンジンのローブ型2次元ミキサの斜
視図である。
【図2】本実施形態のミキサの尾端から見た正面図であ
る。
【図3】図2のX−X矢視図である。
【図4】図3のX−X断面図である。
【図5】従来のSSTの排気ノズルの概略図である。
【図6】コア流の他にバイパス流を有する従来のジェッ
トエンジンの概略図である。
【図7】従来のローブ型ミキサの概略図である。
【符号の説明】
1 コア流 2 バイパス流 3 ミキサ 5 合流部 6 隔壁 6a ペネトレーション 10 ローブ型2次元ミキサ 12 上部ローブ 14 下部ローブ 15 凹部分 16 凸部分 17 側面部分 18 ストラット 19 底部肉厚部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向側が開いた上下一対の対称型可変ダ
    クトからなり、各ダクトはそれぞれ漸次先細りとなる複
    数の凹部分と、この各凹部分に隣接する複数の凸部分
    と、ダクトの側面を構成する側面部分とを有し、これに
    よりダクト内側の高速ガス流とダクト外側の導入空気流
    との間に流れに沿って旋回する渦を形成するローブ型ミ
    キサであって、上下可変ダクトの対応する凹部分を流れ
    方向に平行な板状部材で結合したことを特徴とするジェ
    ットエンジンのローブ型2次元ミキサ。
  2. 【請求項2】 前記板状部材が結合する領域及びその近
    傍の凹部分の板厚を周囲の板厚よりも厚くしていること
    を特徴とする請求項1記載のジェットエンジンのローブ
    型2次元ミキサ。
JP9156337A 1997-06-13 1997-06-13 ジェットエンジンのローブ型2次元ミキサ Pending JPH112156A (ja)

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