WO2007055088A1 - 省エネルギー型ジェット機 - Google Patents

Abstract

本発明は、ジェットエンジンを搭載する飛行機に関する。本発明の目的は、当該飛行機の前面に当たる空気抵抗を低減し、飛行時の省エネルギー化を図る事である。解決方法として、機体先端部からジェットエンジンの噴射口近傍に至る送風用ダクト(７)を機体内に設け、更に送風用ダクト内の気圧または風速を感知するセンサーと送風用ダクト内の空気の流速を制御する流速制御手段を機体に設ける。本発明は、ジェットエンジンを搭載する飛行機に適用される。

Description

明細書 省エネルギー型ジエツト機 技 分野 本発明は、 ジエツトエンジンを搭載した飛行機に関し、 特に飛 行機の前面に当たる空気抵抗を低減し、飛行の省エネルギー化を 図る技術に関する。 背景技術 飛行機の前面に当たる空気抵抗を低減し、省エネルギーを図る 発明としては次のものがある。 （日本国特許 特開平 1 1一 1 0 5 7 0 8号公報）

しかし、背景技術の発明は、飛行機胴体先端部にファンを設け、 ファンの回転により生じる負の圧力により飛行機の前面に当た る空気抵抗を低減し、 省エネルギーを図るものであるが、 音速に 近いスピードで飛行する旅客機などの場合は、 それを上回るスピ 一ドでファンを回転させることは困難であり、 これを実現するフ ァンの駆動系は高価なものとなる。 発明の開示 背景技術の課題を解決する手段として、 まず飛行機胴体先端部 から飛行機胴体内を通りジェッ トエンジンの噴射口近傍に至る 送風用ダク トを機体に設ける。 更に、 上述の送風用ダク ト内の気 圧または風速を感知するセンサーを設け、 そのセンサーからの気 圧情報または風速情報をもとに、 送風用ダク トの内径または送風 用ダク トの排出口とジエツ トエンジンの噴出口から排出される コアジエツ トまたはファンジヱッ トとの距離または接触面積を 制御する流速制御手段を機体に設ける。

ジヱッ トエンジンの噴出口近傍では、 ジェッ トの噴出により低 い気圧の部位が生じるが、 本発明はこの低い気圧を送風用ダク ト を通して胴体先端部に導く。 これにより胴体先端部に空気の吸引 力が生じる。

本発明により、 飛行機胴体先端部に当たった空気はジエツトェ ンジン近傍に排出され、 その分、 機体の空気抵抗を減少すること ができる。 また胴体先端部から吸引した空気は、 ジェット推進力 の一部となる。 これらにより本発明は、 背景技術より廉価な仕組みで飛行機の 前面に当たる空気抵抗を低減し、 これにより飛行の省エネルギー 化を図ることができる。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明を適用したジェット機の底面図である。

図 2は、 本発明を適用したジエツト機の主翼の断面図である。 図 3は、 本発明の流速制御手段の最良の形態の説明図である。 図 4は、 本発明の制御プログラムのフローチャートである。 図 5は、 ジエツトエンジン近傍の空気の流れの説明図である。 発明を実施するための最良の形態 図 1に、 本発明を適用したジェット機の底面図を示す。 図 1中 において、 1はジェッ ト機の胴体前方部、 2は胴体後方部、 3は 主翼、 4は尾翼、 5はジェットエンジンを示す。 また図 1の機体 は、 胴体先端部が開放されており吸気口 6を形成しており、 吸気 口 6を一端として送風用ダク ト 7が胴体内を通りジ工ッ トェン ジン 5の噴出口近傍まで続いている。 さらに、送風用ダク ト 7は、 途中にダスト捕獲スポット 8を備えている。

図 2に、 本発明を適用したジェッ ト機の主翼の断面図を示す。 図 2は、 主翼 3にジヱッ トエンジン 5が埋め込む形で搭載されて いることを示す。 図 2中において、 ジェットエンジン 5は、 吸気 ファン 9 ,空気圧縮室 1 0，燃焼室 1 1 ,コアジヱッ ト噴出口 1 2か ら成り、 エンジンスティ 1 3により主翼 3に固定されている。 ま た図 2中において、 送風用ダク ト 7は主翼 3の内側を通り、 ェン ジンスティ 1 3の近傍で排気口 1 4を開口している。 この排気口 1 の形状は一部切り欠きとなっており、この切り欠き部分に密接 し送風用ダク ト 7と平行して移動し、 その移動量に応じて切り欠 き部分を覆う面積を自由に変更できる排気口カバー 1 5と、 モー ターと歯車を内蔵し排気口カバーを送風用ダク ト 7と平行して 移動させる排気口カバー駆動部 1 6が排気口 1 4の近傍に設置 されている。

図 3に、 請求項 2および請求項 3に対応した流速制御手段の最 良の形態を示す。 図 3中において、 1 7 aは、 送風用ダク ト 7の 吸気口 6内に設置された風速計であり、 送風用ダク ト 7を流れる 空気の流速に応じ風車の回転数が増加し、 それに応じて出力電圧 1 8 aを出力する。 出力電圧 1 8 &は、 ^0変換器1 9 aによりデ ジタル信号 2 O aに変換され、 コンピュータ 2 1に入力される。 図 3中において、 1 7 bは、 吸気口 6近傍の胴体前方部 1に設置 された風速計であり、 胴体前方部 1近傍を流れる空気の流速に応 じ風車の回転数が増加し、 それに応じて出力電圧 1 8 bを出力す る。 出力電圧 1 8 bは、 A/D変換 1 9 bによりデジタル信号 2 O b に変換され、 コンピュータ 2 1に入力される。

コンピュータ 2 1は、 排気口カバー駆動部 1 6を制御するため のデジタル制御信号 2 4を出力する。 このデジタル制御信号 2 4 は、 D/A変換器 2 5によりアナログ制御信号 2 6に変換され、 排 気ロカバー駆動部 1 6に内蔵された駆動モーター 2 7に入力さ れる.。 駆動モーター 2 7は、 アナログ制御信号 2 6に従い所定量 だけ回転または逆回転を行い、 その回転力は排気口カバー駆動部 1 6に内蔵された歯車を介して排気口カバー 1 5に伝えられ、 こ れにより排気口カバー 1 5は排気口 1 4の切り欠き部分の開閉 動作を行なう。

また、 排気口カバー 1 5にはスライド式電気抵抗器 2 8が取り 付けられており、 その移動量に応じてスライド式電気抵抗器 2 8 の抵抗値が増減するようにしておく。 このスライド式電気抵抗器 2 8に定電流電源を接続することにより、 スライド式電気抵抗器 2 8の両端に抵抗値に応じた電位差が生じる。 この電位差をアナ ログ信号 2 9として取り出し、 A/D変換器 1 9 cによりデジタル 信号 3 0としてコンピュータ 2 1に入力する。

コンピュータ 2 1は、 バス 2 2を介してハードディスク 2 3と 接続している。 ハードディスク 2 3には、 流速制御手段全体を統 制する制御プログラムが格納されており、 コンピュータ 2 1は、 この制御プログラムに従いデジタル制御信号 2 4を出力する。 図 4に、 この制御プログラムのフローチャートを示す。 図 4に よれば制御プログラムは、 通風用ダク ト 7の吸気口 6内の空気の 流速を示す出力電圧 1 8 aが吸気口 6近傍の胴体前方部 1におけ る空気の流速を示す出力電圧 1 8 b の 130%を超える場合は、 排 気口 1 4の切り欠き部分の面積を拡大させ、 出力電圧 1 8 aが出 力電圧 1 8 b の 110%未満の場合は、 排気口 1 4の切り欠き部分 の面積を縮小させるように制御する。 この排気口 1 4の切り欠き 部分の面積を拡大/縮小する制御は、コンピュータ 2 1が出力する デジタル制御信号 2 4によってなされる。 またスライ ド式電気抵 抗器 2 8は、 排気口カバー 1 5の動きを監視するためのものであ り、 排気口 1 4の切り欠き部分の現在の面積がどの程度であるか は、 デジタル信号 3 0によって知ることができる。

図 5は、 ジエツトエンジン 5近傍の空気の流れを示すものであ り、 図中、 3 1は吸気ファン 9により圧縮されて排出されたファ ンジエツトの流れを示し、 3 2はそのファンジェットに接触し排 出口 1 4から排出された送風用ダク ト 7內の空気の流れを示す。 ファンジェッ トは、 高い圧力の空気の流れであり、 直進運動性が 高い。 送風用ダク ト 7内の排気口 1 4近傍の空気がファンジエツ トに接触するとそれに巻き込まれ、 排気口 1 4より排出されるこ とになる。 このため、 送風用ダク ト 7内の排気口 1 4近傍は常に 空気が薄く、 減圧することになり、 これが送風用ダク ト 7の吸気 口 6における吸引力となる。 排気口カバー 1 5および排気口カバ 一駆動部 1 6は、 送風用ダク ト 7内の排気口 1 4近傍の空気とフ アンジェットとの接触面積を制御することによって、 送風用ダク ト 7の吸気口 6における吸引力を制御する。

図 1におけるダスト捕獲スポッ ト 8は、 送風用ダク ト 7の吸気 口 6に飛び込んだ鳥などを捕獲するためのものであり、 送風用ダ ク ト 7が詰まることを防止する。 図 1に示すように通風用ダク ト 7が曲がる地点に窪みを用意することで、 質量を持ち直進運動性 の強い鳥などは、 曲がりきれずにこの窪み即ちダスト捕獲スポッ ト 8に捕獲される。

Claims

請求の範囲

1 . 胴体先端部からジエツトエンジンの噴出口近傍に至る、空 気を吸引しかつ排出するための送風用ダク ト（7 )を備えたこと を特徴とするジエツトエンジン搭載の飛行機。

2 . 送風用ダク ト（7 )内の気圧または機体先端部の気圧を感知 する気圧センサーまたは送風用ダク ト（7 )内の空気の流速また は機体外部の空気の流速を測定する風速センサーを備え、 その 気圧センサ一または風速センサ一からの気圧情報または風速情 報を入力し、 その情報を元に送風用ダク ト（7 )内の空気の流速 を制御する流速制御手段を備えたことを特徴とする請求項 1記 載の飛行機。

3 . 送風用ダク ト（7 )の内径または送風用ダク ト（7 )の排出口 とジエツトエンジンの噴出口から排出されるコアジエツ トまた はファンジェットとの距離または接触面積を制御することによ つて送風用ダク ト（ 7 )内の空気の流速を制御する流速制御手段 を備えたことを特徴とする請求項 1.記載の飛行機。