KR102426973B1 - 비설계 비행 조건에서 개선된 흡입구 성능을 위한 초음속 캐럿 흡입구 시스템 앞 가장자리 슬랫 - Google Patents

비설계 비행 조건에서 개선된 흡입구 성능을 위한 초음속 캐럿 흡입구 시스템 앞 가장자리 슬랫 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공칭 마하수 충격파에 맞추어 조정된 수축된 위치에서 비설계 마하수 충격파까지 흡입구에 회전 가능하게 연장 가능한 유효 앞 가장자리를 가진 캐럿 구성을 구비하는 흡입구를 가진 설계 마하수 및 비설계 마하수 양쪽에서 유효한 작동을 위한 엔진 흡입구에 관한 것이다.

Description

비설계 비행 조건에서 개선된 흡입구 성능을 위한 초음속 캐럿 흡입구 시스템 앞 가장자리 슬랫{SUPERSONIC CARET INLET SYSTEM LEADING EDGE SLAT FOR IMPROVED INLET PERFORMANCE AT OFF-DESIGN FLIGHT CONDITIONS}
본 발명의 실시 예들은 일반적으로 항공기 제트 엔진을 위한 초음속 흡입구에 관한 것으로, 특히 비설계 비행 조건에 대해 가변적인 기하학적 형상을 가진 캐럿 흡입구에 관한 것이다.
초음속 항공기 흡입구들은 마하수(Mach number) 및 다른 비행 조건들에 기초한 복잡한 공기역학적 요구사항들을 가지고 있다. 고정된 흡입구 기하학적 형상들은 하나의 특정 마하수 및 비행 조건에서 가장 높은 효율을 가지고 있다. 다른 속도 또는 비행 조건에서 작동은 흡입구의 공기역학적 성능 또는 효율의 저하의 결과가 된다. 변하는 마하수에서 비행을 허용하도록, 흡입구의 포획 영역(the capture area )을 조정하고, 그리고 기하학적 형상을 경사지게 하도록 기계적 시스템이 효율을 증가시키기 위하여 사용되어진다. 가변적 경사 및 가변적 포획 입구에 대한 현재의 해법은 보잉사에 의해 생산된 F-15이글(the F-15 Eagle)이다. 이 흡입구 시스템이 성능이 좋고, 그리고 최적화된 흡입구 설계로 인정된다. 그러나 후세대 전투기는 흡입구 개구부 가장자리들이 매우 길게 펼쳐진 독특한 형상을 요구하고 있다. 그런 항공기에서 캐럿 타입 흡입구 시스템이 사용되어진다. 그런 흡입구들을 사용하는 항공기의 예들은 보잉사에 의해 생산된 F-18E/F 슈퍼 호넷(F-18E/F Super Hornet) 및 록히드 마틴에 의해 생산된 F-22 랍터(F-22 Raptor)이다. 이들 흡입구들은 고정된 기하학적 흡입구들이고, 그리고 특별한 비행 마하수에서 최적화된 작동을 위해 설계되었다. 고정된 기하학적 형상 흡입구 시스템에서 비설계 마하수에서, 충격파는 흡입구가가 더 이상 설계(on-design)에 있지 않기 때문에 캐럿의 경사 앞 가장자리로부터 분리한다. 또한, 흡입구 개구부 내측 유동장은 3차원이고, 충격파도 물론 3차원이다. 이들의 조합은 흡입구 전체 압력 회복을 감소시키고 흡입구 왜곡을 증가시킨다.
따라서 흡입구 개구부 내측에 부착된 2-D 충격파(an attached 2-D shock wave) 및 2-D유동장을 유지하는 것에 의해 비설계 마하수에서 입구 성능을 증가시키는데 도움을 주는 흡입구를 제공하는 것이 바람직하다.
예시적인 실시 예들은 공칭 마하수 충격파와 맞추어진 수축된 위치(a retracted position)에서 비설계 마하수 충격파와 맞추어진 확장된 위치(an extended position)까지 회전 가능하게 연장하는 유효 앞 가장자리에 의해 흡입구 위의 캐럿 구성을 구비하는 흡입구를 가진 설계 마하수 및 비설계 마하수 양쪽에서 효율적인 작동을 위한 엔진 흡입구를 제공한다.
실시 예들은 외부 압축 캐럿 흡입구를 제공하는 것에 의해 속도들의 범위를 가로질러 캐럿 흡입구를 위해 부착된 충격파(an attached shock wave)를 유지하고; 그리고 비설계 마하수에서 흡입구의 유효 앞 가장자리를 각도 이루게 연장시키는 것에 의해 흡입구 압력 회복을 증가시키고, 그리고 흡입구 왜곡을 감소시키기 위한 방법을 제공한다.
논의되어진 특징, 기능, 및 이점들은 본 발명의 다양한 실시 예들에서 독립적으로 달성되어지거나 또는 다른 실시 예, 아래의 상세한 설명을 참조하여 알 수 있는 또 다른 상세한 사항들과 결합되어질 수 있다.
도 1a는 대표적인 항공기의 대표 디퓨져 섹션을 가진 동체 부분 및 관련 캐럿 흡입구의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 항공기의 측면도이다.
도 1c는 도 1a의 항공기의 정면도이다.
도 2a는 음속에서 대표 캐럿 흡입구를 위한 흡입구 각도를 시뮬레이션하는 가상 웨지(a virtual wedge)의 입체도이다.
도 2b는 가상 웨지의 의해 생성된 충격파의 입체도이다.
도 2c는 충격파 위에 돌출된 가장자리의 유선형 흔적(a streamline trace )을 가진 흡입구 덕트의 입체도이다.
도 2d는 결과적으로 나오는 돌출된 가장자리에 의해 형성된 개구부를 가진 흡입구 덕트의 입체도이다.
도 2e는 도 2d의 흡입구 덕트를 사용하는 구체화된 캐럿 흡입구 및 디퓨져 섹션의 입체도이다.
도 2f는 비설계 마하수에서 가상 웨지에 의해 생성된 충격파를 가진 흡입구 덕트의 측면도이다.
도 2g는 도 2f의 비설계 마하수에서 가상 웨지에 의해 생성된 충격파를 가진 흡입구 덕트의 입체도이다.
도 3은 여기에 기재된 실시 예들이 이미지 위에 겹쳐 놓인 대표 가상 웨지가 사용되어지고 있는 캐럿 흡입구의 측면도이다.
도 4는 이미지 위에 겹쳐 놓인 대표 가상 웨지를 가진 설계 마하수에서 작동하고, 그리고 생성된 충격파를 도시하는 캐럿 흡입구의 측면 섹션 도면이다.
도 5a는 명확성을 위해 반전되어 닫힌 위치(a closed position)에서 기재된 실시 예들에 따라 슬랫들을 사용하는 단순화된 캐럿 흡입구의 입체도이다.
도 5b는 전개된 위치(a deployed position)에서 슬랫들을 가진 도 4a의 캐럿 흡입구의 입체도이다.
도 6a는 겹쳐 놓인 가상 웨지를 가지고 설계 마하수에서 작동하고, 그리고 대표 충격파를 도시하는 캐럿 흡입구의 측면도이다.
도 6b는 겹쳐 놓인 가상 웨지를 가지고 비설계 마하수에서 작동하고, 그리고 충격 각도에서 앞 가장자리와 연장된 슬랫들을 가진 대표 충격파를 도시하는 도 5a의 캐럿 흡입구의 측면도이다.
도 6c는 명확성을 위해 반전되고, 그리고 충격 각도에서 앞 가장자리와 연장된 슬랫들을 가진 대표 충격파를 도시하는 도 5b의 캐럿 흡입구의 입체도이다.
도 7a 및 7b는 닫힌 위치에서 슬랫들을 가진 캐럿 흡입구의 예시적인 항공기 구현의 평면 및 등축도이다.
도 7c 및 7d는 연장된 위치에서 슬랫들을 가진 캐럿 흡입구의 예시적인 항공기 구현의 평면 및 등축도이다.
도 8a 및 8b는 수축된 위치에서 슬랫들을 가진 흡입구 램프(ramp) 구조로 통합된 것과 같은 캐럿 흡입구의 예시적인 항공기 구현의 평면 및 등축도이다.
도 9a 및 9b는 예시적인 실시 예를 위한 램프에서 슬랫들의 통합을 도시하는 흡입구의 입체도 및 흡입구 램프의 상세도이다.
도 10은 마하수 범위에 대해 가상 웨지의 각도 θ의 함수로서 충격파 각도 β의 그래프 도면이다.
도 11은 캐럿 흡입구에서 대응된 비설계 성능을 위해 연장 가능한 슬랫들을 작동시키는 방법의 흐름도이다.
여기에 기재된 시스템 및 방법은 단일 가상 웨지/램프로부터 유래되는 캐럿 흡입구 개구부를 위한 실시 예들을 제공한다. 흡입구는 흡입구 개구부 안쪽 2차원 유동장을 유지할 뿐만 아니라 부착된 충격파를 흡입구 시스템이 유지하는데 도움을 주도록 비설계 마하수에서 전개되어지는 앞 가장자리에 의해 제공된 연장 가능한 앞 가장자리를 특징으로 하고 있다. 이 조합은 흡입구 압력 회복을 증대시키고, 그리고 흡입구 왜곡을 감소시키는 것을 돕는다.
도면을 참조하면, 도 1A-1C는 여기에 개시된 바와 같이 캐럿 흡입구의 실시 예들을 사용하는 예시적인 항공기의 대표적인 부분을 나타내고 있다. 캐럿 흡입구(a caret inlet)(10)는 동체(a fuselage)(12)에 인접하여 장착되어 있다. 디퓨져(a diffuser)(14)는 캐럿 흡입구에서 제트 엔진(도시되지 않음)으로 연장한다.
캐럿 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리(16)는 상당히 휩쓸려져 있다. 램프 앞 가장자리 및 배제각(sweep angle)의 형상은 공칭 설계 마하수(a nominal design Mach number)로 설정된 가상 웨지(a virtual wedge)에 기초하여 정의되고, 나중에 보다 상세한 사항이 기술되어질 것이다. 가상 웨지(20)의 예가 도 2a에 도시되어 있다(도 2a-2e의 이미지들은 명확성을 위해 반전되어 각각 도시되어진다). 가상 웨지(20)와 부딪치는 화살표(22)에 의해 나타난 초음속 유동은 도 2b에 도시된 바와 같이 가상 충격파(24)의 결과가 될 것이다. 흡입구 덕트(an inlet duct)(26)를 위한 정해진 흡입구 윤곽(a given inlet profile)(25) 을 위해, 가상 충격파(24)에 돌출된 가장자리(a projected edge)(28)의 흡입구 윤곽으로부터 유선형 흔적(a streamline trace)(화살표(27)에 의해 나타난)은 도 2c에 도시된 바와 같이 캐럿 흡입구를 위한 정의를 제공한다. 명확성을 위해 제거된 충격파를 가지고, 결과적으로 나오는 흡입구 덕트(26)는 도 2d에서 볼 수 있다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 완전한 캐럿 흡입구(10)는 가장 웨지(20)에 비례하는 흡입구 각도 및 가장자리(32)에서 생성된 관련된 충격파(24)를 가지고 흡입구 덕트(26)를 위한 도출된 가장자리(28)(도 2d에서 볼 수 있음)에 기초한 램프 앞 가장자리(16)로 그 때 구현되어진다.
완전한 캐럿 흡입구(10)는 도 3에 도시되어 있다. 캐럿 흡입구(10)는 설계점 마하수에서 필요한 기류를 제공하는 수직 치수(a vertical dimension)(34)를 가진 화살표(22)에 의해 나타난 자유 흐름 유동에 대해 설계점 포획 영역(a design point capture area )을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 경사 충격파(36)는 흡입구 입구에 형성되고, 그리고 수지 충격파(a normal shock wave )(38)는 흡입구에 형성되고, 경사 충격파는 도 2a-2e에 기재된 것처럼 설계에 사용된 가상 웨지(20)에 기초한 가상 충격파에 실질적으로 비례한다.
그러나 비설계 마하수 조건들에서, 가상 웨지(20)에 의해 생성된 충격파(24')는 도 2f 및 2g(명확성을 위해 또한 반전되어 도시됨)에 도시된 것처럼 설계점 충격파(24)로부터 각도에서 변경되어진다.
본 발명의 실시 예들은 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이(명확성을 위해 반전되어 도시됨) 공칭 설계 마하수와 다른 초음속 속도를 수용하도록 흡입구의 유효 앞 가장자리를 연장하는 것을 허용하는 캐럿 흡입구를 위해 조정 가능한 슬랫(40)들을 제공한다. 도 5a에 볼 수 있는 바와 같이, 수축된 위치에서 슬랫(40)을 가지고, 각 슬랫의 앞 가장자리(42)가 흡입구의 램프 앞 가장자리와 맞추어 조정되어진다. 연장을 위해, 슬랫(40)은 램프 앞 가장자리(16)의 교차점(an intersection)(46)에 인접하여 위치되어 실질적으로 일치하는 선두 정점(a leading vertex)(44)을 통하여 연장하는 각각의 축(43a) 및 축(43b) 주위를 회전한다. 도 5b에 도시된 것처럼 확장되어질 때, 슬랫 앞 가장자리(42)는 램프 앞 가장자리(16)로부터 유효 앞 가장자리의 각도 연장을 제공한다.
도 6a에서 볼 수 있는 것처럼, 수축된 위치에서 슬랫(40)을 가지고, 램프 앞 가장자리(16) 및 슬랫 앞 가장자리(42)의 각도는 설계 마하수에서 흡입구에 의해 생성된 경사 충격파(36)의 각도와 일치한다. 도 6b 및 6c에 도시된 바와 같이 비설계 마하수에서, 결과적으로 나오는 경사 충격파(36')(도 2f 및 2g에 기재된 것처럼 가상 웨지(20)로부터 결과적으로 나오는 가상 충격파(24')에 대응하는)는 더 이상 램프 압 가장자리(16)의 가도와 일치하지 않는 각도를 가진다. 도 6c는 또한 명확성을 위해 반전되어 도시되어 있다. 그러나 그것의 정점(44)을 통하여 축 주위를 회전시키는 것에 의해 연장된 슬랫(44)은 충격파(36)를 가진 흡입구의 유효 공기역학적 앞 가장자리가 되는 슬랫 앞 가장자리(42)의 정렬을 제공한다. 이 정렬은 흡입구의 발산하는 가장자리에 , 그래서 비설계 마하수에서 향상된 성능을 위한 흡입구 개구부 안쪽에 2차원 유동장을 유지하는 것뿐만 아니라 전체 흡입구 위에 효과적으로 물리적으로 부착된 충격파를 유지한다. 슬랫(40)은 설계 마하수에서 속도가 떨어지는 범위를 위해 충격 각도의 범위를 연장된 슬랫 앞 가장자리(42)와 일치된 정렬을 허용하는 도 6b에 도시된 바와 같이 충분히 연장된 위치와 도 6a에 도시된 바와 같이 충분히 수축된 위치 사이에서 각도 범위 주위에서 회전 가능하다.
슬랫을 사용하는 캐럿 흡입구를 위한 연장 가능한 앞 가장자리의 구현이 도 7a-7b(명확성을 위해 반전되어 도시됨)에 도시되어 있다. 슬랫(40)은 캐럿 흡입구(10)의 개구부의 램프(48)에 의해 움직여지고, 그리고 예를 들어 도시된 실시 예와 같이 내부 또는 외부 표면 또는 램프 구조 내에 구조적으로 지지되고 있다. 슬랫(40)은 정점(44) 주위의 회전에 슬랫의 각도 정렬을 유지하도록 안내 핀(guide pins)(52)들을 수용하는 하나 이상의 아치형 슬롯(arcuate slots)(50)이 제공된다. 두 개의 아치형 슬롯이 슬랫의 회전 연장부를 공동으로 정의하는 도면에 실시 예로 도시되어 있다. 정점(44)에서 실질적으로 피벗 힌지(a pivot hinge)와 조합하는 단일 아치형 슬롯이 대안적으로 사용되어진다. 슬랫의 작동은 도시된 실시 예를 위해 유압 도는 전기 기계적 작동장치에 의해 달성되어진다.
도 8a 및 8b(명확성을 위해 반전되어 도시됨)에서 볼 수 있는 바와 같이, 아치형 슬롯(50) 및 안내 핀(52)에 의해 제어된 운동을 가지고, 정점(44) 주위를 회전시키는 것에 의해 슬롯(40)의 연장부가 램프 앞 가장자리(16)로부터 슬랫 앞 가장자리(42)를 각도적으로 바깥쪽으로 연장시킨다. 도 6b 및 6c에 기재된 것처럼 비설계 마하 경사 충격파를 가진 슬랫 앞 가장자리(42)를 맞추는 것에 의해 흡입구의 유효 앞 가장자리의 이 위치잡이(positioning)는 향상된 성능에 대해 요구된 부착 충격파를 제공한다.
슬랫(40)은 도 9a 및 9b(명확성을 위해 반전되어 도시됨) 에서 볼 수 있는 바와 같이 흡입구(10)에서 램프(54)의 구조에 통합되어진다. 도시된 실시 예를 위해 램프(48)는 전체로서 캐럿 흡입구(10)에 외부 벽(58) 및 흡입구 덕트(26)의 내부 벽(56)을 구비하고 있다. 슬랫(40)은 내부 벽(56) 및 외부 벽(56) 사이에 장착되어 흡입구 앞 가장자리(16)에서 슬롯(60)을 통하여 연장한다. 대안적인 실시 예들에서, 슬랫은 공기역학적 요구사항들을 위해 슬랫 앞 가장자리(42) 및/또는 램프 앞 가장자리(16)의 적절한 취급으로 내부 벽(56)에 장착되어진다.
앞에서 지적한 바와 같이, 슬랫(40)은 설계 마하수 아래의 속도 범위 위에서 흡입구의 유효성을 유지하는 그것에 의해 비설계 마하수 경사 충격의 범위를 가진 흡입구의 유효 앞 가장자리로서 슬랫 앞 가장자리(42)의 정렬을 제공하도록 운동의 범위 위에서 회전되어진다. 도 10은 마하수의 범위에 대해 가상 웨지 각도(θ)의 함수로서 충격파 각도(β )를 실례로 보여준다. 주어진 가장 웨지각도에 대해 요구된 슬랫 연장부 각도를 설정하도록, 비설계 마하수가 비설계 충격파 각도를 결정하도록 사용되어진다. 슬랫은 그때 비설계 충격파 각도와 일치하도록 그 각도로 연장되어진다. 도 10을 사용하여, 최대 흡입구 마하수 또는 설계점이 특정되고; 예를 들어 흔적(1002)에 의해 확인된 것처럼 마하(Mach) 2로 특정되어진다. 가상 웨지 각도는 그 때 흡입구를 위해 정의되어지고; 예를 들어, 8도 웨지(an 8 degree wedge)가 생성 라인(1004)로 설정되어진다. 설계 마하수에 충격파 각도는 라인(1006), 37도까지이다. 비설계 마하수에서, 예를 들어 마하 1.4에 대해, 캐럿 흡입구에 의해 생성된 충격파는 라인(1008), 59도까지이거나, 또는 마하 1.6에서 충격파는 라인(1010), 48도까지이다. 슬랫의 위치잡이는 비설계 비행 마하수에서, 슬랫의 앞 가장자리가 충격파 평면 위에 있도록 그 때 계획되어진다. 개시된 실시 예들은 고정된-각도 가상 웨지로 한정되지 않는다. 슬랫들은 가변-기하학적 구조 가상 웨지 설계에 사용되어진다.
개시된 실시 예들에 의해 제고되는 속도의 범위를 가로질러 캐럿 흡입구에 대한 부착된 충격파를 유지하는 것에 의해 흡입구 압력 회복을 증가시키고 흡입구 왜곡을 감소시키는 방법이 도11에 도시되어 있다. 외부 압축 캐럿 흡입구가 램프 각도로 제공된다. 외부 압축 캐럿 흡입구를 제공하도록 공칭 초음속 마하수가 단계(1102)에서, 흡입구에 대해 설정되고, 그리고 흡입구 압력 회복 요구 사항이 단계(1106)에서, 결정된 각도를 가지는 가상 웨지를 정의하도록 단계(1104)에서 설정되어진다. 공칭 초음속 작동 마하수에서 가상 웨지로부터 제기되는 가상 충격파는 단계(1108)에서 결정되고, 그리고 유선형 흔적이 단계(1110)에서 앞 가장자리 형상 및 가장자리 배제각을 생성하도록 흡입구 윤곽(개구부 형상)으로부터 가상 충격파에 나타난다. 공칭 초음속 작동 마하수로부터 비설계 속도 범위 위에서 노즐 흡입구의 유효 앞 가장자리에 부착된 충격파를 유지하도록, 회전 가능한 슬랫을 사용하는 각도적으로 연장 가능한 유효 앞 가장자리가 단계(1114)에서 흡입구에 제공된다. 공칭 초음속 마하수에서 작동할 때, 슬랫은 단계(1116)에서 흡입구 램프 앞 가장자리와 맞추어 조정되는 슬랫 앞 가장자리가 수축되어진다. 비설계 속도에서 작동할 때, 결정은 단계(1118)에서 가상 웨지에 기초한 경사 충격파에서 변화로 만들어지고, 그리고 슬랫은 단계(1120)에서 변화된 경사 충격 각도를 가지고 유효 앞 가장자리의 정렬을 위해 슬랫 앞 가장자리를 연장하도록 흡입구 램프의 피크에 인접한 정점 주위에서 회전되어진다.
본 발명에 따른 발명 주제의 예시적이고, 비-배타인 예들이 아래의 항목 A1-C19에 기재되어 있다.
A1. 비설계 마하수에서 효율적인 작동을 위한 엔진 흡입구는:
캐럿 구성을 구비하는 흡입구(10);
공칭 마하수 충격파(36)에 맞추어 조정된 수축된 위치에서 비설계 마하수 충격파(36')까지 회전 가능하게 연장 가능한 흡입구 위의 유효 앞 가장자리를 포함한다.
A2. 조항 A1에 정의된 바와 같이 엔진 흡입구는 유효 앞 가장자리는 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리(16)로부터 연장 가능한 슬랫(40)을 포함하고, 그리고 흡입구 앞 가장자리에 맞추어 조정된 슬랫 앞 가장자리(42)를 가진 제1 수축된 위치 및 제2 연장된 위치를 구비하고, 상기 연장된 위치는 비설계 충격파(36')를 가진 슬랫 앞 가장자리에 맞추어 조정된다.
A3. 조항 A1-A2중의 어느 하나에 정의된 바와 같이 엔진 흡입구는 연장된 위치는 비설계 마하수의 범위에 대응하는 충격파 각도의 범위로 정렬을 위한 위치의 범위들을 포함한다.
A4. 조항 A2-A3중의 어느 하나에 정의된 바와 같이 엔진 흡입구는 슬랫(40)이 각도 연장부를 위해 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리의 교차점(46)에서 실질적으로 앞 가장자리 정점(44) 주위를 회전할 수 있다.
A5. 조항 A2-A4 중의 어느 하나에 정의된 바와 같이 엔진 흡입구는 슬랫(40)이 내부 덕트 벽(56) 및 외부 덕트 벽(58) 사이에서 램프(48)로 통합되어진다.
A6. 조항 A5에 정의된 바와 같이 엔진 흡입구는 슬랫(40)의 앞 가장자리(42)는 램프(48)의 앞 가장자리(46)에서 슬롯(60)을 통하여 연장한다.
A7. 조항 A2-A6 중의 어느 하나에 정의된 바와 같이 엔진 흡입구는 슬랫(40)이 핀(52)에 수용된 적어도 하나의 아치형 슬롯(50)을 포함하고, 상기 핀은 슬랫의 회전 동안에 슬롯을 안내한다.
A8. 조항 A2-A7 중의 어느 하나에 정의된 바와 같이 엔진 흡입구는 슬랫(40)이 각 핀(52)에 수용된 두 개의 아치형 슬롯(50)을 포함하고, 상기 핀들은 연장 동안에 슬랫의 회전을 생성하도록 슬롯을 안내한다.
B9. 항공기는:
동체(12);
동체에 인접하여 장착되어 디퓨져(14)에 연결된 캐럿 구성을 구비하는 흡입구;
공칭 마하수 충격파(36)에 맞추어 조정된 수축된 위치에서 비설계 마하수 충격파(36')까지 회전 가능하게 연장 가능한 흡입구 위의 유효 앞 가장자리를 포함한다.
B10. 조항 B9에 정의된 바와 같은 항공기에서, 유효 앞 가장자리는 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리(16)로부터 연장하는 슬랫(40)을 포함하고, 그리고 흡입구 앞 가장자리에 맞추어 조정된 슬랫 앞 가장자리(42)를 가진 제1 수축된 위치 및 제2 연장된 위치를 구비하고, 상기 연장된 위치는 비설계 충격파(36')를 가진 슬랫 앞 가장자리에 맞추어 조정된다.
B11. 조항 B9-B10중의 어느 하나에 정의된 바와 같은 항공기에서, 연장된 위치는 비설계 마하수의 범위에 대응하는 충격파 각도의 범위로 정렬을 위한 위치의 범위들을 포함한다.
B12. 조항 B9-B10중의 어느 하나에 정의된 바와 같은 항공기에서, 슬랫(10)이 각도 연장부를 위해 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리의 교차점(46)에 인접하는 앞 가장자리 정점(44) 주위를 회전할 수 있다.
C13. 속도의 범위를 가로질러 캐럿 흡입구(10)의 적어도 한 부분에 부착된 충격파(24)를 유지하는 것에 의해 흡입구 압력 회복을 증가시키고 흡입구 왜곡을 감소시키기 위한 방법은:
외부 압축 캐럿 흡입구를 제공하고; 및
비설계 마하수에서 흡입구의 유효 앞 가장자리를 각도적으로 연장하는 것을 포함한다.
C14. 조항 C13 정의된 바와 같이 방법에서, 외부 압축 캐럿 흡입구를 제공하기 위한 단계는:
흡입구를 위한 공칭 초음속 마하수를 설정하는 단계(1102);
공칭 초음속 마하수에 기초하여 결정된 각도를 갖는 가상 웨지(20)를 정의하는 단계(1106); 및
캐럿 흡입구를 위한 앞 가장자리와 같이 공칭 초음속 작동 마하수에서 가상 웨지로부터 발생되는 가상 충격파에 돌출된 가장자리를 위해 흡입구 윤곽으로부터 유선형 흔적을 정의하는 단계(1110)를 포함한다.
C15. 조항 C14에 정의된 바와 같은 방법에서,
비설계 마하수를 위해 가상 웨지(20)로부터 경사 충격파 각도를 결정하는 단계(1108);
경사 충격파 각도와 정렬을 위해 유효 앞 가장자리를 연장하는 단계(1120)를 더 포함한다.
C16. 조항 C13-C15중의 어느 하나에 정의된 바와 같은 방법에서, 유효 앞 가장자리를 연장하는 단계(1120)는 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리(42)로부터 연장하는 슬랫(40)을 포함한다.
C17. 조항 C13-C16중의 어느 하나에 정의된 바와 같은 방법은 공칭 초음속 작동 마하수에서 램프 앞 가장자리(16)를 가진 슬랫(40)의 앞 가장자리(42)를 정렬하는 단계를 더 포함한다.
C18. 조항 C13-C16중의 어느 하나에 정의된 바와 같은 방법에서, 슬랫(40)을 연장하는 단계(1120)는 정점(44) 주위에 슬랫을 회전시키는 단계를 더 포함한다.
C19. 조항 C18에 정의된 바와 같은 방법에서, 정점(44)은 램프(40)의 앞 가장자리(42)의 교차점(46)과 인접한다.
특허법에 의해 요구된 것처럼 상세하게 본 발명의 다양한 실시 예들이 지금 기재되어 왔으며, 관련 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 여기에 개시된 특정의 실시 예들을 수정 및 대체를 인식할 것이다. 그러한 수정들은 아래의 청구항들에 정의된 것처럼 본 발명의 범위 및 의도 내에 있다.
10: 흡입구
12: 동체
14: 디퓨져
16: 램프 앞 가장자리
20: 가상 웨지
24: 가상 충격파
26: 흡입구 덕트
36: 공칭 마하수 충격파
36': 비설계 마하수 충격파
40: 슬랫
42: 슬랫 앞 가장자리
50: 아치형 슬롯

Claims (15)

  1. 비설계 마하수에서 효율적인 작동을 위한 엔진 흡입구는:
    캐럿 구성을 구비하는 흡입구(10);
    공칭 마하수 충격파(36)에 맞추어 조정된 수축된 위치에서, 비설계 마하수 충격파(36')로 맞추어 조정된 연장된 위치까지, 회전 가능하게 연장 가능한 흡입구 위의 유효 앞 가장자리(effective leading edges)를 포함하고,
    상기 유효 앞 가장자리는 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리(16)로부터 연장 가능한 슬랫(40)을 포함하고,
    상기 슬랫(40)이 각도 연장을 위해 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리의 교차점(46)에서 앞 가장자리 정점(44) 주위를 회전 가능하게 되어 있는, 엔진 흡입구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬랫(40)은, 흡입구 앞 가장자리에 맞추어 조정된 슬랫 앞 가장자리(42)를 가진 제1 수축된 위치, 및 제2 연장된 위치를 구비하고, 상기 연장된 위치는 비설계 충격파(36')를 가진 슬랫 앞 가장자리에 맞추어 조정되는 엔진 흡입구.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연장된 위치는 비설계 마하수의 범위에 대응하는 충격파 각도의 범위로 정렬을 위한 위치의 범위들을 포함하는 엔진 흡입구.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 슬랫(40)이 내부 덕트 벽(56) 및 외부 덕트 벽(58) 사이에서 램프(48)로 통합되어 있는 엔진 흡입구.
  6. 제 5 항에 있어서,
    슬랫(40)의 앞 가장자리(42)는 램프(48)의 앞 가장자리(46)에서 슬롯(60)을 통하여 연장하는 엔진 흡입구.
  7. 제1항에 있어서,
    슬랫(40)이 핀(52)에 수용된 적어도 하나의 아치형 슬롯(50)을 포함하고, 상기 핀은 슬랫의 회전 동안에 슬롯을 안내하는 엔진 흡입구.
  8. 제1항에 있어서,
    슬랫(40)이 각 핀(52)에 수용된 두 개의 아치형 슬롯(50)을 포함하고, 상기 핀들은 연장 동안에 슬랫의 회전을 생성하도록 슬롯을 안내하는 엔진 흡입구.
  9. 속도의 범위를 가로질러 캐럿 흡입구(10)의 적어도 한 부분에 부착되는 충격파(24)를 유지하는 것에 의해 흡입구 압력 회복을 증가시키고 흡입구 왜곡을 감소시키기 위한 방법으로, 상기 방법은:
    외부 압축 캐럿 흡입구를 제공하는 단계; 및
    비설계 마하수에서 흡입구의 유효 앞 가장자리를 각도적으로 연장하는 단계;를 포함하고,
    상기 유효 앞 가장자리를 각도적으로 연장하는 단계는 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리(16)로부터 연장 가능한 슬랫(40)을 연장시키는 단계를 포함하고,
    상기 슬랫(40)이 각도 연장을 위해 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리의 교차점(46)에서 앞 가장자리 정점(44) 주위를 회전 가능하게 되어 있는, 흡입구 압력 회복을 증가시키고 흡입구 왜곡을 감소시키기 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    외부 압축 캐럿 흡입구를 제공하기 위한 단계는:
    흡입구를 위한 공칭 초음속 마하수를 설정하는 단계(1102);
    공칭 초음속 마하수에 기초하여 결정된 각도를 갖는 가상 웨지(20)를 정의하는 단계(1106); 및
    캐럿 흡입구를 위한 앞 가장자리와 같이 공칭 초음속 작동 마하수에서 가상 웨지로부터 발생되는 가상 충격파에 돌출된 가장자리를 위해 흡입구 윤곽으로부터 유선형 흔적을 정의하는 단계(1110); 를 포함하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    비설계 마하수를 위해 가상 웨지(20)로부터 경사 충격파 각도를 결정하는 단계(1108);
    경사 충격파 각도와 정렬을 위해 유효 앞 가장자리를 연장하는 단계(1120); 를 더 포함하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    유효 앞 가장자리를 연장하는 단계(1120)는 흡입구(10)의 램프 앞 가장자리(16)로부터 연장하는 슬랫(40)을 포함하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    공칭 초음속 작동 마하수에서 램프 앞 가장자리(16)를 가진 슬랫(40)의 앞 가장자리(42)를 정렬하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    슬랫(40)을 연장하는 단계(1120)는 정점(44) 주위에 슬랫을 회전시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    정점(44)이 램프(40)의 앞 가장자리(42)의 교차점(46)과 인접하여 있는 방법.



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