JPS6158958A - ガスタービンエンジンの方向変換可能な排気ノズル - Google Patents
ガスタービンエンジンの方向変換可能な排気ノズルInfo
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- JPS6158958A JPS6158958A JP60178693A JP17869385A JPS6158958A JP S6158958 A JPS6158958 A JP S6158958A JP 60178693 A JP60178693 A JP 60178693A JP 17869385 A JP17869385 A JP 17869385A JP S6158958 A JPS6158958 A JP S6158958A
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- JP
- Japan
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- duct
- gas turbine
- exhaust nozzle
- turbine engine
- input member
- Prior art date
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- 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
- F02K1/002—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector
- F02K1/004—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto with means to modify the direction of thrust vector by using one or more swivable nozzles rotating about their own axis
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明はガスタービンエンジンの方向変換可能なノズル
、−リ゜なわらエンジンの本体後方に対ツる所定方向に
選択的に方向づりられるこどができて選択した方向に推
進力を生じさせるようにした推進ノズルに関する。
、−リ゜なわらエンジンの本体後方に対ツる所定方向に
選択的に方向づりられるこどができて選択した方向に推
進力を生じさせるようにした推進ノズルに関する。
方向変換可能なノズルを右するガスタービンエンジンの
１例はハリ＼７・ジ＼νンブ・ジュラ］〜（ｌｌａｒｒ
ｉｅｒ Ｊｕｍｐ Ｊｅｔ） 、Ａ Ｖ ８ Ａおよび
ＡＶ８１３航空機に対して設計されたロールス・ロイス
社のビガサスガスタービン航空エンジンである。
１例はハリ＼７・ジ＼νンブ・ジュラ］〜（ｌｌａｒｒ
ｉｅｒ Ｊｕｍｐ Ｊｅｔ） 、Ａ Ｖ ８ Ａおよび
ＡＶ８１３航空機に対して設計されたロールス・ロイス
社のビガサスガスタービン航空エンジンである。
前述の航空間に対して設計されたようなピガザスｉＩ３
Ｉｌはバイパス型式のガスタービンエンジンであって、
バイパス空気の１部が２９の方向変換可能なノズルを通
って排出され、そしてバイパス空気の１部はコアエンジ
ンに供給されてタービンを駆動して推進力を発生させる
ようにされた。タービンからの高温流出ガスは二叉状の
噴射管を介して２９の方向変換ｉｉ１能な゛゜高温″ノ
ズルに送られた。後方を指向ザる方向から下方を指向す
る位置にノズルを回転させることによって、ノズルが生
゛ じる推力は選択的にそれぞれ前進飛行のための前方
方向または垂直！’１１着陸のための上方方向に向｛プ
られでもよい。
Ｉｌはバイパス型式のガスタービンエンジンであって、
バイパス空気の１部が２９の方向変換可能なノズルを通
って排出され、そしてバイパス空気の１部はコアエンジ
ンに供給されてタービンを駆動して推進力を発生させる
ようにされた。タービンからの高温流出ガスは二叉状の
噴射管を介して２９の方向変換ｉｉ１能な゛゜高温″ノ
ズルに送られた。後方を指向ザる方向から下方を指向す
る位置にノズルを回転させることによって、ノズルが生
゛ じる推力は選択的にそれぞれ前進飛行のための前方
方向または垂直！’１１着陸のための上方方向に向｛プ
られでもよい。
タービンエンジンからの高温ガスの流出を二叉状の噴射
管を通って２９の方向変換可能なノズルから排出さＵる
のに代って、単一噴射管を設けて所定方向に選択的に准
ノコを向けることができるようにりることは周知である
。
管を通って２９の方向変換可能なノズルから排出さＵる
のに代って、単一噴射管を設けて所定方向に選択的に准
ノコを向けることができるようにりることは周知である
。
スカーフつきノズルは方向変換可能ｒ； ｌｆｔ：力を
与える１つの段ε１であるが、一平面において上方方向
から前方方向に１１［力を方向変換させるためには、回
転中に変化する相異なる速度でノズルのいろいろの（Ｒ
成部品を駆動させる必要がある。
与える１つの段ε１であるが、一平面において上方方向
から前方方向に１１［力を方向変換させるためには、回
転中に変化する相異なる速度でノズルのいろいろの（Ｒ
成部品を駆動させる必要がある。
本発明は、特許請求の範囲に記述したように、ガスター
ビンエンジンの方向変換可能な排気ノズルを１）？供し
で、可変速度比遊星歯ｊｌＩ′ＪＪＩＪによって方向変
換中にｌｉ−、ｊｌ／、面に１１【力を琴１（持するよ
うにした。
ビンエンジンの方向変換可能な排気ノズルを１）？供し
で、可変速度比遊星歯ｊｌＩ′ＪＪＩＪによって方向変
換中にｌｉ−、ｊｌ／、面に１１【力を琴１（持するよ
うにした。
（発明の実施例）
以下本発明によるガスタービンエンジンの方向変換可能
な排気ノズルの実施例を添付図面を参照して説明する。
な排気ノズルの実施例を添付図面を参照して説明する。
第１図は、バイパス型式のガスタービン航空エンジン１
０を示している。エンジンは、流動順序に沿って配置さ
れた低圧軸流圧縮礪１１、高圧軸流圧縮歳１２、燃ＴＪ
Ａ室１３、高圧圧縮ｂ１１２を駆動する高圧タービン゛
１４、低圧圧縮懇１１を駆りＪする低圧タービン１５、
本発明に従って構成した方向変換可能なノズル１７で終
端す゛る噴射管１６を含む。
０を示している。エンジンは、流動順序に沿って配置さ
れた低圧軸流圧縮礪１１、高圧軸流圧縮歳１２、燃ＴＪ
Ａ室１３、高圧圧縮ｂ１１２を駆動する高圧タービン゛
１４、低圧圧縮懇１１を駆りＪする低圧タービン１５、
本発明に従って構成した方向変換可能なノズル１７で終
端す゛る噴射管１６を含む。
低圧圧縮は１１は高圧圧縮礪１２どブレナム室１８に圧
縮空気を供給りるが、ブレナム室１８（まバイパスダク
ト１９の一部分を形成して２９の方向変換可能なノズル
２０で終端する。
縮空気を供給りるが、ブレナム室１８（まバイパスダク
ト１９の一部分を形成して２９の方向変換可能なノズル
２０で終端する。
１２図、第３図および第４図において、ノズル１７Ｇよ
固定第１ダクト２１と２９の回転可能な第２ダクト２２
および第３ダクト２３を含む。第２ダクト２２は軸受２
４でその長手方向軸線のＪ：わりに回転可能に取付りら
れ、そしてその他方端はスカーフつきにされる。すなわ
ち、その端ｔよ第２ダクト２２の長手方向ｌｌｌ１ｌｌ
Ｆｌｌに対して鋭角をなしている平面に位置する。第３
ダクト２３は同様にスカーフつきにされて第２ダクト２
２にＶ４接するその端は第２ダクトの端に平行になるよ
うにする。
固定第１ダクト２１と２９の回転可能な第２ダクト２２
および第３ダクト２３を含む。第２ダクト２２は軸受２
４でその長手方向軸線のＪ：わりに回転可能に取付りら
れ、そしてその他方端はスカーフつきにされる。すなわ
ち、その端ｔよ第２ダクト２２の長手方向ｌｌｌ１ｌｌ
Ｆｌｌに対して鋭角をなしている平面に位置する。第３
ダクト２３は同様にスカーフつきにされて第２ダクト２
２にＶ４接するその端は第２ダクトの端に平行になるよ
うにする。
第３ダクト２３は、第２と第３のダクト２２゜２３間の
継手の平面に常に垂直である軸線２７のまわりで回転可
能に１１１１受２６で取イ」【）られる。
継手の平面に常に垂直である軸線２７のまわりで回転可
能に１１１１受２６で取イ」【）られる。
ダクト２２（ま軸受２４の平面およびダクト２２゜２３
間の継手の平面にＪ３いて円形頭面形状である。
間の継手の平面にＪ３いて円形頭面形状である。
同様に、ダクト２３はダクト２２．２３間の継手の平面
にＪ３いて円形断面であり、そしてその出口は円形、多
角形または方形形状でおってもよい。
にＪ３いて円形断面であり、そしてその出口は円形、多
角形または方形形状でおってもよい。
２９の歯車山状ラック２８．２９が説１ブられる。
第１ラック２８は固定第１グクト２１に取イ」けられて
軸受２４の５１を面に平行に位冒し、そして第２ラック
２９は第３ダクト２３に取付けられて第２と第３のダク
ト２２．２３間のｌｆｔ手に平行に位置する。
軸受２４の５１を面に平行に位冒し、そして第２ラック
２９は第３ダクト２３に取付けられて第２と第３のダク
ト２２．２３間のｌｆｔ手に平行に位置する。
遊星歯車列３０は第２ダクト２２上に取付１）られて該
ダクトと一緒に回転する。遊星歯車列３０は２９の入力
、すなわち１つは第１ラック２８にかみ合う入力ピニオ
ン３１からの入力と他はカム従節３３とカム３４による
環歯車３２の回転による入力とを有する入ツノビニオン
３１はシャフト３５上に段けられ、そしてピニオン歯車
３１は複数個の遊星歯車３７を設けるケージ３６を担持
する。第１シレフト３５と同軸に第２シヤフト３８があ
り、第２シＶフト３８は１端に’Ｅｘ星ＶＩ車３７にか
み合う太陽歯車３９を有し、他端に第２歯車歯状ラック
２９に係合１゛る出力傘ピニオン４０を１’ｉする。
ダクトと一緒に回転する。遊星歯車列３０は２９の入力
、すなわち１つは第１ラック２８にかみ合う入力ピニオ
ン３１からの入力と他はカム従節３３とカム３４による
環歯車３２の回転による入力とを有する入ツノビニオン
３１はシャフト３５上に段けられ、そしてピニオン歯車
３１は複数個の遊星歯車３７を設けるケージ３６を担持
する。第１シレフト３５と同軸に第２シヤフト３８があ
り、第２シＶフト３８は１端に’Ｅｘ星ＶＩ車３７にか
み合う太陽歯車３９を有し、他端に第２歯車歯状ラック
２９に係合１゛る出力傘ピニオン４０を１’ｉする。
代替的な配置はカム従１３３をケージ３６に取付【プ、
かつ入力ピニオン３１を環歯車３２に取（＝１けるよう
にする。このような配置が使用されるならば、ビニオン
３１はまた環歯車３２の外側上に形成されて重量を節減
するようにされる。
かつ入力ピニオン３１を環歯車３２に取（＝１けるよう
にする。このような配置が使用されるならば、ビニオン
３１はまた環歯車３２の外側上に形成されて重量を節減
するようにされる。
第２ダクト２２は、その端がラック４３にかみ合うよう
に鳥けられたビニオン４２を備えるシＶフトを駆動する
様関のイ１属的な動ツノ伝動装置により駆動される空気
モータまたは歯車箱４１を含ん−でもよいある装置にに
って軸線２５のまわりで回転させられる。第２ダクト２
２にしっかりと取付けた遊記ｌ′ｆ＋車列３０のり１１
ダクト２１に対する連動は入力ビーオンご３１そしてラ
ージ３６を回転さぼる。原歯車３．２が固定されるなら
ば（これは実際的で（９１ない）、クーツ３６の運動【
、Ｌ遊星歯車を太陽歯車シＩ７フト３８のまわりで回１
Ｍさｕｌそしてまたそれら自体の軸胚１のまわり（゛回
転さぜ、このようにして太陽歯車３９を回転ざヒること
になる。太陽歯車３９そして傘出力ピニオン４０の回転
は第３ダクト２３を第２ダクト２２に対して反対方向に
一層大きい角速度で回転さ氾る。
に鳥けられたビニオン４２を備えるシＶフトを駆動する
様関のイ１属的な動ツノ伝動装置により駆動される空気
モータまたは歯車箱４１を含ん−でもよいある装置にに
って軸線２５のまわりで回転させられる。第２ダクト２
２にしっかりと取付けた遊記ｌ′ｆ＋車列３０のり１１
ダクト２１に対する連動は入力ビーオンご３１そしてラ
ージ３６を回転さぼる。原歯車３．２が固定されるなら
ば（これは実際的で（９１ない）、クーツ３６の運動【
、Ｌ遊星歯車を太陽歯車シＩ７フト３８のまわりで回１
Ｍさｕｌそしてまたそれら自体の軸胚１のまわり（゛回
転さぜ、このようにして太陽歯車３９を回転ざヒること
になる。太陽歯車３９そして傘出力ピニオン４０の回転
は第３ダクト２３を第２ダクト２２に対して反対方向に
一層大きい角速度で回転さ氾る。
回転中に入力ピニオン３１と出力ビニオン４０間の速度
比を変えて単一垂直平面に噴射流出の方向を維持するよ
うにすることが必要である。第２ダクト２２が第１ダク
トに対して回転するにつれ、カム従１１ｉ５３３の作用
は遊星歯車３７の運動に対Ｊ゛る原歯車３２の回転を誘
起し、このようにしてピニオン３１とビニオン４１間の
速度比を変えることができる。
比を変えて単一垂直平面に噴射流出の方向を維持するよ
うにすることが必要である。第２ダクト２２が第１ダク
トに対して回転するにつれ、カム従１１ｉ５３３の作用
は遊星歯車３７の運動に対Ｊ゛る原歯車３２の回転を誘
起し、このようにしてピニオン３１とビニオン４１間の
速度比を変えることができる。
ノズルが前進１１１力位置にある時、ダクト２２と２３
間の継手の平面が垂直になるように配置されるが、上方
から児た時に軸線２５にス＝ｆ して斜めに角度づけら
れて位置して全てのダクト２１，２２゜２３の長手方向
軸線が」１方から見た時に真直線に位置ツるように配置
される。第２ダクトが第１ダクト２１にり・１して９０
度回転する一方、同時に第３ダクト２３が第２ダク１へ
に対して第２ダクト２２の回転と反対の方向に１ｓｏａ
回転することによって、次のことが起こる。第２と第３
のダクト２２．２３間の継手は、ノズルの側方から見た
時に１ｒ１１１線２５に対して斜めに位置する平面内に
来て、そして第３ダクト２３の長手方向軸線が、側方か
ら見た時に＠ｌｌ線２５に対して角度をなして位置する
位Ｕへ、垂直平面内で効果的に動く。この位置において
、ノズルの出口は下方を指向する。
間の継手の平面が垂直になるように配置されるが、上方
から児た時に軸線２５にス＝ｆ して斜めに角度づけら
れて位置して全てのダクト２１，２２゜２３の長手方向
軸線が」１方から見た時に真直線に位置ツるように配置
される。第２ダクトが第１ダクト２１にり・１して９０
度回転する一方、同時に第３ダクト２３が第２ダク１へ
に対して第２ダクト２２の回転と反対の方向に１ｓｏａ
回転することによって、次のことが起こる。第２と第３
のダクト２２．２３間の継手は、ノズルの側方から見た
時に１ｒ１１１線２５に対して斜めに位置する平面内に
来て、そして第３ダクト２３の長手方向軸線が、側方か
ら見た時に＠ｌｌ線２５に対して角度をなして位置する
位Ｕへ、垂直平面内で効果的に動く。この位置において
、ノズルの出口は下方を指向する。
カム３４の形状は、入力ピニオン３１と出力ピニオン４
０間の速度比を維持するように原歯車３２が回転して推
力が１つの垂直平面内に維持されるような形状でなけれ
ばならない。
０間の速度比を維持するように原歯車３２が回転して推
力が１つの垂直平面内に維持されるような形状でなけれ
ばならない。
第２ダクト２２と第３ダクト２３の運動は所与のスカー
フ角度の公式から決定できる。
フ角度の公式から決定できる。
第５ａ図を参照して、軸受２６に隣接する第３ダクト２
３の円周上に位置する点Ｐを考察しよう。
３の円周上に位置する点Ｐを考察しよう。
第５ａ図の出発位置において、点ＰはＦＡｚ −ｚと第
３ダクト２３の最高点における１袖線２５（以下方向変
換面として知られる）によって描かれる平面にある。第
３ダクト２３がこの時に第１固定ダクトに対して＠線２
７のまわりを、軸受２６の平面で測定して角度δだけ回
転されるならば、′！Ｘ５５ｂ図に示Ｊ位四が得られる
。
３ダクト２３の最高点における１袖線２５（以下方向変
換面として知られる）によって描かれる平面にある。第
３ダクト２３がこの時に第１固定ダクトに対して＠線２
７のまわりを、軸受２６の平面で測定して角度δだけ回
転されるならば、′！Ｘ５５ｂ図に示Ｊ位四が得られる
。
噴射流出の方向を方向変換面に戻すためには、第２ダク
ト２２が、第１固定ダクトに対して第３ダクト２３の以
前の回転と反対の方向に角度θだけ回転されて第５Ｃ図
に示す位置になるようにする。噴射流出の方向の成分が
、方向変換面における竣方に指向する。本発明では、全
ての回転は同時に生じる。
ト２２が、第１固定ダクトに対して第３ダクト２３の以
前の回転と反対の方向に角度θだけ回転されて第５Ｃ図
に示す位置になるようにする。噴射流出の方向の成分が
、方向変換面における竣方に指向する。本発明では、全
ての回転は同時に生じる。
第５ａ図に示す位置から第５Ｃ図に承り位置へ動く詩、
点１〕は、δからβに減少した角度だけ回転される。何
故ならば、第２ダクト２２の回転は第３ダク１へ２３の
最初の回転と反り・１の方向に第３ダクト２３を搬送り
゛るからである。第５Ｃ図から見られるように、軸受２
４の平面に位置して第２ダクト２２と一緒に回転しかつ
最初は方向変換面に位置する点Ｎは角度θだけ回転され
て、その座標は軸１ｉｉ１２５と２７の交点であるａ、
ｂになるようになる。
点１〕は、δからβに減少した角度だけ回転される。何
故ならば、第２ダクト２２の回転は第３ダク１へ２３の
最初の回転と反り・１の方向に第３ダクト２３を搬送り
゛るからである。第５Ｃ図から見られるように、軸受２
４の平面に位置して第２ダクト２２と一緒に回転しかつ
最初は方向変換面に位置する点Ｎは角度θだけ回転され
て、その座標は軸１ｉｉ１２５と２７の交点であるａ、
ｂになるようになる。
第５ｄ図と第５ｅ図から、
ｔａｎθ＝ａ／ｂ・−−−−−（１） 、 ｓ ｉ ｎ
β＝Ｘ／Ｒ・・・・・・（２）、ｃｏｓβ−Ｖ／Ｒ・・
・・・・（３）。
β＝Ｘ／Ｒ・・・・・・（２）、ｃｏｓβ−Ｖ／Ｒ・・
・・・・（３）。
ｓｉｎα＝ｂ／ｙ・・・・・・（４）
但し、αはスカーフ角度そしてＲは第３ダクＩ−の半径
である。
である。
点Ｐは、軸受２４の平面に平行な平面における軸線２５
と軸線２７の交点から距離ｙｓ ｉ ｎαにおいて距１
１ｘだけ左方に偏向された。距離ｘは最終的に（五軸受
２４の平面に平行な平面に位置しない１プれども、最初
の偏向×（これは、第２ダクト２２ （７） 回転カフ
１”Ｒ’ｊａ ：ｔｐ ホならなイ）ハ、（ｉｌ＋受２
４の平面に平行な平面にある。方向変換平面に噴射流出
の方向を紺１ｉｊ ｉＪるために（よ、右方への点Ｎの
偏向は、軸受２４の平面に平行な平面における線２７に
沿った同一距離にＪ３Ｌプる左方への点Ｐの偏向に等し
くなければならない。それ故にａはＸに等しくなければ
なら４≧い。
と軸線２７の交点から距離ｙｓ ｉ ｎαにおいて距１
１ｘだけ左方に偏向された。距離ｘは最終的に（五軸受
２４の平面に平行な平面に位置しない１プれども、最初
の偏向×（これは、第２ダクト２２ （７） 回転カフ
１”Ｒ’ｊａ ：ｔｐ ホならなイ）ハ、（ｉｌ＋受２
４の平面に平行な平面にある。方向変換平面に噴射流出
の方向を紺１ｉｊ ｉＪるために（よ、右方への点Ｎの
偏向は、軸受２４の平面に平行な平面における線２７に
沿った同一距離にＪ３Ｌプる左方への点Ｐの偏向に等し
くなければならない。それ故にａはＸに等しくなければ
なら４≧い。
方程式（２＞、（３）、（ｌｌ）を方程式（１）に代入
して、方程式しａｎθ＝ ｔ ａ ｎβ／ｓ ｉ ｎａ
・・・・・・（５）を得る。
して、方程式しａｎθ＝ ｔ ａ ｎβ／ｓ ｉ ｎａ
・・・・・・（５）を得る。
θと０間の関係の知識は遊星歯車列３０におけるいろい
ろの歯車比が選択された後でカム３４の形状を決定さぼ
る。有効な単一の歯車比がｌ＆適選択でないならば、ま
たカム３４を用いて補償することもできる。注目される
べきことは第３ダクトが第２ダクトに対して角度２βだ
け回転されたことである。
ろの歯車比が選択された後でカム３４の形状を決定さぼ
る。有効な単一の歯車比がｌ＆適選択でないならば、ま
たカム３４を用いて補償することもできる。注目される
べきことは第３ダクトが第２ダクトに対して角度２βだ
け回転されたことである。
スカーフ、角度α、角度βおよびノズルが位置する角度
の間の関係は後述のにうに評１ｉ１１ｉされる。
の間の関係は後述のにうに評１ｉ１１ｉされる。
第６図を参照して、ＣＯＳα＝Ｌ／Ｒ・・・・・・（６
）＋１’ｌ Ｌ Ｌ ｆよＩｋｔ＋線２７線軸７２５の
交点から、軸受２４から１ｙ・ｂ ｌ：＃ｌれた軸受２
６の端縁までの軸線２５にンＲっＩこ距以ｔ′Ｃ″ある
。
）＋１’ｌ Ｌ Ｌ ｆよＩｋｔ＋線２７線軸７２５の
交点から、軸受２４から１ｙ・ｂ ｌ：＃ｌれた軸受２
６の端縁までの軸線２５にンＲっＩこ距以ｔ′Ｃ″ある
。
ｃ＝Ｒｓ ｉ ｒ＋ａ−Ｒｃｏｓ β −ｓ ｉ
ｎａ−（７）但し、Ｃはノズルが角度だり方向変換
されかつ第２と第３のダクト２２．２３が回転されて推
力がその最初の垂直平面に留まるようにされた後の点Ｐ
の位置ど第３ダクトの角度βだけの初期回転後の点Ｐの
位ｉｆｆ間の高さの差である。
ｎａ−（７）但し、Ｃはノズルが角度だり方向変換
されかつ第２と第３のダクト２２．２３が回転されて推
力がその最初の垂直平面に留まるようにされた後の点Ｐ
の位置ど第３ダクトの角度βだけの初期回転後の点Ｐの
位ｉｆｆ間の高さの差である。
Ｌ１＝ＲｃｏＳａ−ｃ／１ａｎａ・・−・・−（８）但
し、Ｌｌは前述のようにノズルを方向変換するような第
２と第３のダクト２２．２３の両方の回転後の軸線２７
と＋ｈｂ線２５の交点から軸受２６の！Ａ高点までの距
離である。
し、Ｌｌは前述のようにノズルを方向変換するような第
２と第３のダクト２２．２３の両方の回転後の軸線２７
と＋ｈｂ線２５の交点から軸受２６の！Ａ高点までの距
離である。
また、ｃｏｓγ−し１／Ｒ・・・・・・（９）但し、γ
＝α＋ν／２、そしてνはノズルからのガス流出が、ガ
ス流出が下方に向けられる位置 、（第５ａ図）から噴
射流出の１成分が後方に向（プられる第２位置く第５Ｃ
図）へ方向づけされる角度である。
＝α＋ν／２、そしてνはノズルからのガス流出が、ガ
ス流出が下方に向けられる位置 、（第５ａ図）から噴
射流出の１成分が後方に向（プられる第２位置く第５Ｃ
図）へ方向づけされる角度である。
方程式（８）を方程式（９）に代入して、ｃｏｓ７＝Ｒ
ｃｏｓα／Ｒ−ｃ／Ｒｔａｎα。
ｃｏｓα／Ｒ−ｃ／Ｒｔａｎα。
ｃｏｓ７＝ｃｏｓａ−（Ｒｓ ｉ ｒ＋α−ＲＣＯ５β
−ｓ ｉ ｎｃｚ）／ＲＬ：ａｎ α 。
−ｓ ｉ ｎｃｚ）／ＲＬ：ａｎ α 。
方程式（７）を用いて、
ＣＯ５γ＝Ｃ０Ｓα−ＣＯ６α
＋＝ｃｏｓβ・ＣＯＳα。
Ｃ０６７＝ＣＯ３β−ｃｏｓα
となる。
第１図は本発明により（１４成した方向変換後方ノズル
を備えるガスタービンエンジンの概略平面図、第２図１
ま第゛１図の後方ノズルの側面図、第３図は第２図にｍ
で示した拡大１斬面図、第４図は第２図のノズルの関連
作動部品のいくつかの概略図、第５ａ図は噴射流出が下
方に向１）られた位置におりるエンジンの後方から顆間
中心線に冶っＣ見たノズルの図、第５ｂ図は噴射流出が
単一の方向変換面の外側の方向に向（プられるように回
転した後の第５ａ図のノズルの図、第５ｃ図は噴射流出
が方向変換の平面に戻されたが、しかし噴１ｌＪ４流出
の′１１成が後方を指向するような第５ｂ図のノズルの
図、第５ｄ図は軸受２（５の平面に垂直な図、第５ｅ図
は第５ｄ図の矢印Ａの方向の図、第６図は第５ｄ図の矢
印Ａの方向で見た他の図である。 １０・・・ガスタービンの航空エンジン、１１・・・低
圧＋１１＋流圧縮別、１２・・・高圧軸流圧縮機、１３
・・・燃焼至、１４・・・高圧タービン、１５・・・低
圧クービン、１６・・・噴射管、１７・・・方向変換可
能なノズル、１９・・・バイパスダクト、２０・・・方
向変換可能なノズル、２１・・・第１固定ダクト、２２
・・・第２の回転可能なダクト、２３・・・第３の回転
可能なダクト、２４・・・軸受、２５・・・第２ダクト
２２の長手方向軸線、２６・・・４１１１受、２７・・
・軸線、２８・・・第′１の山車歯状ラック、２９・・
・第２の歯車歯状ラック、３０・・・ｆ１星歯車列、３
１・・・入力ビニオン、３２・・・ｌス山車、３３・・
・カム従節、３４・・・カム、３５・・・第１のシＶフ
ト、３６・・・ケージ、３７・・・遊星歯車、３８・・
・第２のシャフト、３９・・・太陽歯車、４０・・・出
力車ピニオン、４１・・・歯車箱、 α・・・スカーフ角度、 Ｒ・・・第３ダクト２３の半径、 Ｌ・・・ｉｌ＋ｂ線２７と２５の交点から軸受２４から
晶も離れる軸受２（３の端縁までの軸線２５に沿っＩこ
距 勾［、 Ｃ・・・ノズルが角度だ【）方向変換されかつ第２と第
３のダクト２２．２３が１１力を最初の垂直平面に留め
るように回転された後の点１つの位置と第３ダクトのみ
の角度βｌごけの初期回転後の点Ｐ位置間の高さの斧、 Ｌｌ・・・軸線２７と２５の交点から第２と第３の両方
のダクト２２．２３がノズルを方向変換するように回転
した後の軸受２６の最高点までの距離、 △ ν・・・ノズルからのガス流出が、ガス流出が下方に向
けられた位置から噴射流出の１成分が後方に向けられた
第２位置へ向けられる角度。
を備えるガスタービンエンジンの概略平面図、第２図１
ま第゛１図の後方ノズルの側面図、第３図は第２図にｍ
で示した拡大１斬面図、第４図は第２図のノズルの関連
作動部品のいくつかの概略図、第５ａ図は噴射流出が下
方に向１）られた位置におりるエンジンの後方から顆間
中心線に冶っＣ見たノズルの図、第５ｂ図は噴射流出が
単一の方向変換面の外側の方向に向（プられるように回
転した後の第５ａ図のノズルの図、第５ｃ図は噴射流出
が方向変換の平面に戻されたが、しかし噴１ｌＪ４流出
の′１１成が後方を指向するような第５ｂ図のノズルの
図、第５ｄ図は軸受２（５の平面に垂直な図、第５ｅ図
は第５ｄ図の矢印Ａの方向の図、第６図は第５ｄ図の矢
印Ａの方向で見た他の図である。 １０・・・ガスタービンの航空エンジン、１１・・・低
圧＋１１＋流圧縮別、１２・・・高圧軸流圧縮機、１３
・・・燃焼至、１４・・・高圧タービン、１５・・・低
圧クービン、１６・・・噴射管、１７・・・方向変換可
能なノズル、１９・・・バイパスダクト、２０・・・方
向変換可能なノズル、２１・・・第１固定ダクト、２２
・・・第２の回転可能なダクト、２３・・・第３の回転
可能なダクト、２４・・・軸受、２５・・・第２ダクト
２２の長手方向軸線、２６・・・４１１１受、２７・・
・軸線、２８・・・第′１の山車歯状ラック、２９・・
・第２の歯車歯状ラック、３０・・・ｆ１星歯車列、３
１・・・入力ビニオン、３２・・・ｌス山車、３３・・
・カム従節、３４・・・カム、３５・・・第１のシＶフ
ト、３６・・・ケージ、３７・・・遊星歯車、３８・・
・第２のシャフト、３９・・・太陽歯車、４０・・・出
力車ピニオン、４１・・・歯車箱、 α・・・スカーフ角度、 Ｒ・・・第３ダクト２３の半径、 Ｌ・・・ｉｌ＋ｂ線２７と２５の交点から軸受２４から
晶も離れる軸受２（３の端縁までの軸線２５に沿っＩこ
距 勾［、 Ｃ・・・ノズルが角度だ【）方向変換されかつ第２と第
３のダクト２２．２３が１１力を最初の垂直平面に留め
るように回転された後の点１つの位置と第３ダクトのみ
の角度βｌごけの初期回転後の点Ｐ位置間の高さの斧、 Ｌｌ・・・軸線２７と２５の交点から第２と第３の両方
のダクト２２．２３がノズルを方向変換するように回転
した後の軸受２６の最高点までの距離、 △ ν・・・ノズルからのガス流出が、ガス流出が下方に向
けられた位置から噴射流出の１成分が後方に向けられた
第２位置へ向けられる角度。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１ダクトと；第１ダクトの下流端にほぼ平行な上
流端を有する回転可能な第２ダクトと；第１ダクトの下
流端を第２ダクトの上流端に取付ける第１軸受装置であ
つて第２ダクトを第１軸受装置の平面に垂直な長手方向
軸線のまわりで回転可能にし、第２ダクトが長手方向軸
線に対して鋭角αに位置する平面における下流端で終端
した第１軸受装置と；第２ダクトの下流端にほぼ水平な
上流端を有して排気ガス流が流出するオリフィスで終端
する回転可能な第３ダクト；第２ダクトの下流端を第３
ダクトの上流端に取付ける第２軸受装置であつて第３ダ
クトを第２軸受装置の平面に垂直な軸線のまわりで回転
可能にする第２軸受装置と；第２ダクトを回転させる操
作装置と；伝動装置とを含むガスタービン機関の方向変
換可能な排気ノズルにおいて；伝動装置（３０）が２ダ
クト（２２）上に設けられて第２ダクトと共に回転する
遊星歯車列を含み、伝動装置が第２ダクト（２２）の回
転時に遊星歯車列を駆動するように作動する第１入力部
材と；第１入力部材を駆動するように取付けた第１ダク
ト（２１）に固定した部材を含む第１共作動装置（２８
、３１）と；遊星歯車列で駆動されるように作動する出
力部材（３９）と；出力部材（３９）で駆動されて第３
ダクト（２３）を第２ダクト（２２）の回転と反対の方
向にかつそれと同時に回転するように取付けられた第３
ダクト（２３）に固定した部材を含む第２の共作動装置
（２９、４０）と；遊星歯車列もまた駆動して第１入力
部材と出力部材（３９）間の速度比を第２ダクト（２２
）が操作装置（４０、４２、４３）によつて回転させら
れる角度θの関数として変えるように取付けられた第２
入力部材上で作動する第３共作動装置（３３、３４）と
を含むことを特徴するガスタービンエンジンの方向変換
可能な排気ノズル。 ２、伝動装置（３０）は、第２ダクト（２２）が操作装
置（４０、４２、４３）により回転される時に、第１ダ
クトに対して角度θだけ第２ダクトを回転させかつ関係
式ｔａｎθ＝ｔａｎβ／ｔａｎαによる第１ダクトに対
する角度βだけ第３ダクト（２３）を回転させることに
よつて、第２ダクト（２２）の長手方向軸線（２５）か
ら離れるような排気ガス流の最大偏向の第１位置から第
２位置へ、角度■だけ排気ガス流を方向づけるようにさ
れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のガ
スタービンエンジンの方向変換可能な排気ノズル。 ３、伝動装置（３０）はさらに、第２ダクト（２２）が
操作装置（４０、４２、４３）により回転される時に、
関係式ｃｏｓ（■／２＋α）＝ｃｏｓβ・ｃｏｓαによ
り、排気ガス流を偏向させるように取付けられることを
特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のガスタービン
エンジンの方向変換可能な排気ノズル。 ４、第３共作動装置が第１ダクト（２１）の全周の少な
くとも１部分を周囲的に延びかつ第１ダクト（２１）上
に設けられたカム路（３４）に係合するように取付けら
れたカム従節（３３）を含むことを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第３項のいずれかに記載のガスター
ビンエンジンの方向変換可能な排気ノズル。 ５、伝動装置（３０）がさらに、出力部材である太陽歯
車（３９）と、太陽歯車（３９）にかみ合つた複数個の
遊星歯車（３７）と、遊星歯車（３７）が回転可能に取
付けられる第１入力部材である回転可能なケージ構造体
（３６）と、カム従節（３３）が取付けられる第２入力
部材である環歯車（３２）とを含むことを特徴とする特
許請求の範囲第４項に記載のガスタービンエンジンの方
向変換可能な排気ノズル。 ６、伝動装置がさらに、出力部材である太陽歯車と、太
陽歯車にかみ合つた複数個の遊星歯車と、遊星歯車が回
転可能に取付けられて第２入力部材となりかつカム従節
に取付けられた回転可能なケージ構造体と、遊星歯車に
かみ合つた第１入力部材である環歯車とを含むことを特
徴する特許請求の範囲第４項に記載のガスタービンエン
ジンの方向変換可能な排気ノズル。 ７、第１共作動装置が第１ダクト（２１）の全周の少な
くとも１部分を周囲的に延びて第１ダクトに取付けられ
た歯車歯状ラック（２８）に係合するピニオン（３１）
を含み、第３共作動装置が第３ダクトの全周の少なくと
も１部分に周囲的に延びて第３ダクトに連結した第３歯
車状ラック（２９）に係合する第２ピニオン（４０）を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第５項お
よび第６項のいずれかに記載のガスタービンエンジンの
方向変換可能な排気ノズル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08420799A GB2163105B (en) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | Vectorable exhaust nozzle for gas turbine engine |
| GB8420799 | 1984-08-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6158958A true JPS6158958A (ja) | 1986-03-26 |
Family
ID=10565409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60178693A Pending JPS6158958A (ja) | 1984-08-16 | 1985-08-15 | ガスタービンエンジンの方向変換可能な排気ノズル |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4679732A (ja) |
| JP (1) | JPS6158958A (ja) |
| DE (1) | DE3528989A1 (ja) |
| FR (1) | FR2569232B1 (ja) |
| GB (1) | GB2163105B (ja) |
| IT (1) | IT1184821B (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5323606A (en) * | 1993-02-23 | 1994-06-28 | Rolls-Royce Plc | Stowable nozzle |
| GB2281262B (en) * | 1993-08-27 | 1997-04-16 | Rolls Royce Plc | Stowable nozzle |
| US20080061172A1 (en) | 2006-09-12 | 2008-03-13 | Trapp James M | High pressure monitor |
| US7137578B2 (en) * | 2003-12-26 | 2006-11-21 | Task Force Tips, Inc. | Segmented monitor |
| GB2419166A (en) | 2004-10-14 | 2006-04-19 | Rolls Royce Plc | Retaining washer for threaded fasteners |
| GB2431142B (en) * | 2005-10-12 | 2007-09-12 | Rolls Royce Plc | Actuator for a gas turbine engine vectorable nozzle |
| US8944346B2 (en) * | 2010-01-04 | 2015-02-03 | Akron Brass Company | Rotatable flange for a water monitor |
| US8960592B1 (en) | 2011-07-19 | 2015-02-24 | D. Anthony Windisch | VTOL propulsion for aircraft |
| US8678022B2 (en) | 2012-06-22 | 2014-03-25 | Akron Brass Co. | Positionable outlet for a water monitor |
| US9883634B2 (en) * | 2012-09-13 | 2018-02-06 | Franco Romito | Attachment for air blower |
| EP3181455B1 (en) | 2015-12-16 | 2019-04-17 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | An aircraft with a hot air exhaust that comprises two pivotally mounted exhaust sections |
| CN107200113B (zh) * | 2017-05-22 | 2019-04-12 | 哈尔滨工程大学 | 多环节矢量推进喷口装置 |
| CN109184948B (zh) * | 2018-10-11 | 2020-05-22 | 西北工业大学 | 一种用于短距或垂直起降飞行器的转向喷管 |
| CN110641713A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-03 | 万勇 | 一种喷气式无人机的旋转喷嘴 |
| US11661183B2 (en) | 2020-03-16 | 2023-05-30 | D. Anthony Windisch | Small light vertical take-off and landing capable delta wing aircraft |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL91723C (ja) * | 1952-10-23 | |||
| DE1066428B (ja) * | 1959-01-17 | |||
| DE1210329B (de) * | 1961-09-14 | 1966-02-03 | Rolls Royce | Strahlrohr, insbesondere fuer Flugzeugtriebwerke |
| DE1260318B (de) * | 1965-10-29 | 1968-02-01 | Entwicklungsring Sued G M B H | Strahlrohr mit mehreren hintereinander angeordneten und gegeneinander verdrehbaren Rohrabschnitten |
| GB1108622A (en) * | 1966-02-25 | 1968-04-03 | Rolls Royce | Improvements relating to jet pipes |
| DE1481606A1 (de) * | 1966-03-03 | 1970-01-22 | Man Turbo Gmbh | Vorrichtung zur Betaetigung einer aus drei um ihre Laengsachsen gegeneinander verdrehbaren Rohrabschnitten bestehenden Strahlablenkvorrichtung |
| GB1122760A (en) * | 1966-11-29 | 1968-08-07 | Rolls Royce | Improvements relating to jet pipes |
| DE1481546A1 (de) * | 1967-03-14 | 1969-02-20 | Entwicklungsring Sued Gmbh | Insbesondere fuer VTOL- und STOL-Flugzeuge bestimmte schwenkbare Schubduese |
| US3480236A (en) * | 1967-09-05 | 1969-11-25 | Gen Electric | Thrust vectoring exhaust system |
| US3485450A (en) * | 1967-12-19 | 1969-12-23 | United Aircraft Corp | Planetary gear system drive mechanism |
| US3687374A (en) * | 1970-07-02 | 1972-08-29 | Gen Electric | Swivelable jet nozzle |
| DE2056088C2 (de) * | 1970-11-14 | 1975-10-23 | Motoren- Und Turbinen-Union Muenchen Gmbh, 8000 Muenchen | Strahlrohr, für den Antrieb von Fahrzeugen <· |
| GB1381397A (en) * | 1971-02-26 | 1975-01-22 | Mtu Muenchen Gmbh | Jet pipe arrangement for a jet-propulsion engine |
| US3989193A (en) * | 1974-03-02 | 1976-11-02 | Motoren- Und Turbinen-Union Munchen Gmbh M.A.N. Maybach Mercedes-Benz | Device for varying the gas exit area of an exhaust nozzle for a jet deflecting device |
| GB1499887A (en) * | 1974-03-02 | 1978-02-01 | Mtu Muenchen Gmbh | Device for varying the gas exit area of an exhaust nozzle in a jet deflecting device |
| US4000854A (en) * | 1975-10-02 | 1977-01-04 | General Electric Company | Thrust vectorable exhaust nozzle |
| US4550877A (en) * | 1982-08-03 | 1985-11-05 | Rolls-Royce Inc. | Streamlined nozzle for turbomachines |
-
1984
- 1984-08-16 GB GB08420799A patent/GB2163105B/en not_active Expired
-
1985
- 1985-07-31 US US06/760,767 patent/US4679732A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-08-13 DE DE19853528989 patent/DE3528989A1/de not_active Withdrawn
- 1985-08-13 IT IT21926/85A patent/IT1184821B/it active
- 1985-08-14 FR FR858512372A patent/FR2569232B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1985-08-15 JP JP60178693A patent/JPS6158958A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2163105B (en) | 1988-02-10 |
| FR2569232A1 (fr) | 1986-02-21 |
| IT1184821B (it) | 1987-10-28 |
| US4679732A (en) | 1987-07-14 |
| GB2163105A (en) | 1986-02-19 |
| FR2569232B1 (fr) | 1990-08-03 |
| IT8521926A0 (it) | 1985-08-13 |
| DE3528989A1 (de) | 1986-03-27 |
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