WO2011099383A1 - 航空機 - Google Patents

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宏 伊藤
進 松本
知佳子 佐藤
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有限会社 奥戸溶接
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/05Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles
    • F02C7/055Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having provisions for obviating the penetration of damaging objects or particles with intake grids, screens or guards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D33/02Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • B64D33/02Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
    • B64D2033/022Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes comprising bird or foreign object protections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/60Fluid transfer
    • F05D2260/607Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an aircraft having a jet engine, and more particularly to a technique for preventing bird strikes in an aircraft.
  • Bird Strike is a phenomenon that is likely to occur when the flight speed is relatively low during altitude and low altitude during unstable flight taking off (just after landing and takeoff) or at low altitude. It is an important problem that must be solved for safe operation. Aircraft Bird Strike reported 1233 cases in Japan in 2006. For example, there are 118 cases at Tokyo International Airport and 94 cases at Kobe Airport. Losses due to engine damage and aircraft return to the airport due to these factors are said to be several hundred million yen each year in Japan alone. Various airlines and airports have taken various measures to prevent this, but there are currently no effective measures.
  • Patent Document 1 discloses a cutting blade for cutting foreign matter invading into an inlet duct at a front end portion of the strut on the front side of the engine in an air intake port structure of a jet engine. The structure which provided this is disclosed.
  • the technology disclosed in Patent Document 1 is, in an easy-to-understand manner, to make a bird “mince” to alleviate the impact on the strut, and not to prevent the bird strike itself. Absent.
  • An object of the present invention is to provide an aircraft equipped with a jet engine that is effective in preventing bird strikes.
  • the aircraft according to the present invention includes a bird knock-off device in a jet engine.
  • the bird knocking device includes a bird knocking rod and a rotation driving device.
  • the bird knocking rod is provided outside the jet engine at the front surface of the air inlet of the jet engine and rotates with a larger rotation area than the opening area of the air inlet of the jet engine.
  • the rotational drive device rotationally drives the bird knocking rod.
  • the jet engine is provided with the bird knock-off device, and this bird knock-off device is provided with the bird knock-off rod.
  • a front surface of an air intake port of the engine is provided outside the jet engine, and rotates with a rotation area larger than an opening area of the air intake port of the jet engine. Therefore, birds that go to the air inlet of the jet engine are knocked out and removed by the rotating bird-throwing rod before being sucked into the air intake, preventing bird strikes. become.
  • the bird knocking rod is driven to rotate by a rotation drive device.
  • the rotary drive device may utilize the rotation of the jet engine and transmit it to the bird knocker, or may have a rotary drive source such as a motor and is provided separately from the jet engine. May be.
  • a clutch mechanism is provided between the jet engine and the bird-throwing rod, and only when necessary Only, the rotation of the jet engine can be transmitted to the bird knocking-off rod by the clutch mechanism and can be rotated.
  • FIG. 1 is a partially broken sectional view showing a part of an aircraft according to the present invention. It is the figure which looked at the aircraft shown in Drawing 1 from the air inhalation side. It is a figure which shows another embodiment which concerns on this invention. It is a fragmentary broken sectional view which shows the part about another embodiment of the aircraft which concerns on this invention.
  • the aircraft according to the present invention has a jet engine 1.
  • the jet engine 1 is attached to the lower surface of an aircraft wing 3 or the like.
  • the overall image of the aircraft having the jet engine 1, the mounting structure of the jet engine 1, and the internal structure of the jet engine 1 are well known and need not be described.
  • the jet engine 1 includes an air suction blade 12, a compressor 13, a combustion chamber (not shown), from an air suction port A side toward an exhaust port B on the opposite side.
  • a turbine (not shown) and an exhaust port are sequentially arranged.
  • the jet engine 1 includes a bird knocking device 2.
  • the bird knocking device 2 includes a bird knocking rod 21 and a rotation driving device 22.
  • the bird knocking rod 21 is provided outside the jet engine 1 in front of the air inlet A of the jet engine 1 and has a larger rotation area than the opening area of the air inlet A of the jet engine 1. , Rotate in the direction indicated by arrow F. That is, the bird knocking rod 21 is set to such a length that both ends thereof are located outside the outer peripheral surface of the outer cover 10 of the jet engine 1.
  • the rotation driving device 22 rotationally drives the bird knocking rod 21 by the rotation shaft 23.
  • the jet engine 1 is provided with the bird knock-off device 2.
  • the bird knocking device 2 includes a bird knocking rod 21, which is provided outside the jet engine 1 on the front surface of the air inlet A of the jet engine 1.
  • the engine 1 rotates with a larger rotation area than the opening area of the air inlet A of the engine 1. Therefore, the bird heading toward the air inlet A of the jet engine 1 is knocked out and removed by the rotating bird knocking rod 21 before being sucked into the inside thereof, thereby preventing bird strikes. Will be.
  • the bird knocking rod 21 is driven to rotate by a rotation driving device 22.
  • the rotary drive device 22 receives the rotation of the rotating body 11 of the jet engine 1 and transmits it to the bird knocking rod 21.
  • a clutch mechanism is provided between the jet engine 1 and the bird knocking rod 21, and the rotation of the jet engine 1 is transmitted to the bird knocking rod 21 by the clutch mechanism only when necessary. This can be rotated.
  • Bird Strike is a phenomenon that is likely to occur when take-off motion (sliding, immediately after take-off) or landing motion is relatively slow and at low altitudes. This phenomenon does not occur when you are.
  • the rotation of the jet engine 1 is transmitted to the bird-tapping bar 21 only during the take-off operation or the landing operation by the clutch mechanism provided in the rotary drive device 22, and the jet engine 1 is transmitted at high altitude and stable flight.
  • the clutch mechanism provided in the rotational drive device 22 is switched so that the rotation of the rotary drive device 22 is not transmitted to the bird knocking rod 21. Thereby, the energy loss by the bird knocking-down apparatus 2 and the fall of driving efficiency can be avoided.
  • the rotation driving device 22 of the bird knocking device 2 is attached to the outer cover 10 of the jet engine 1 by the support 14 or the like.
  • the bird knocking rod 21 may have a circular cross section, a square shape, a plate shape, a blade shape, or the like.
  • a material having high strength, for example, a titanium alloy is preferable.
  • the bird knocking bar 21 is singular. However, as shown in FIG. 3, it may be two or more.
  • the rotary drive device 22 is provided separately from the rotary body 11 at a distance from the rotary body 11 on the front surface of the jet engine rotary body. 14 is suspended from the outer cover 10 of the jet engine 1.
  • the rotation drive device 22 incorporates a rotation drive source such as a motor, and separates the rotation of the jet engine 1 to rotationally drive the bird knocking rod 21.
  • the bird knocking device 2 does not become a rotational load of the jet engine 1, so that the efficiency is improved and the operation of the bird knocking device 2 can be performed separately from the jet engine 1. As a result, the influence on the flight driving system can be reduced.

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Abstract

 鳥叩き落とし装置の鳥叩き落とし棒は、ジェット・エンジンの空気吸入口の前面において、ジェット・エンジンの外部に設けられ、ジェット・エンジンの空気吸入口の開口面積よりも大きな回転面積を持って回転する。回転駆動装置は、回転駆動源を内蔵しており、ジェット・エンジンの回転から分離して、鳥叩き落とし棒を回転駆動する。これにより、航空機に対するバード・ストライクを阻止する。

Description

航空機
 本発明は、ジェット・エンジンを有する航空機に関し、更に詳しくは、航空機におけるバード・ストライクを阻止する技術に係る。
 航空機におけるバード・ストライク(Bird Strike)は、飛行の不安定な離陸動作中(滑走、離陸直後)もしくは着陸動作中の速度が比較的遅く、高度が低い時に起こりやすい現象であるため、航空機の安全な運行のためには、解決しなければならない重要な問題である。航空機のバード・ストライクは、日本国内において2006年には1233件の報告があった。例えば東京国際空港では118件、神戸空港では94件などである。これらによるエンジンの損傷や航空機の空港への引き返しなどによる損失は毎年国内だけで数億円程度あるといわれる。これを防ぐため各航空会社や空港はさまざまな対策を講じているが、これといった有効策がないのが現状である。
 バード・ストライクを防止する手段として、特許文献1は、ジェット・エンジンの空気吸入口部構造において、前記ストラットのエンジン前方側の先端部に、入口ダクト内に侵入する異物を切断するための切断刃を設けた構造を開示している。この特許文献1に開示された技術は、判りやすく言えば、鳥を「ミンチ」状にして、ストラットに掛かる衝撃を緩和しようとするものであって、バード・ストライクそのものを阻止しようとするものではない。
特開2007-23857
 本発明の課題は、バード・ストライクを阻止するのに有効なジェット・エンジンを備える航空機を提供することである。
 上述した課題を解決するため、本発明に係る航空機は、ジェット・エンジンに、鳥叩き落とし装置を備えている。前記鳥叩き落とし装置は、鳥叩き落とし棒と、回転駆動装置とを備えている。前記鳥叩き落とし棒は、前記ジェット・エンジンの空気吸入口の前面において、前記ジェット・エンジンの外部に設けられ、前記ジェット・エンジンの前記空気吸入口の開口面積よりも大きな回転面積を持って回転する。前記回転駆動装置は、前記鳥叩き落とし棒を回転駆動する。
 上述したように、本発明に係る航空機では、ジェット・エンジンに鳥叩き落とし装置が備えられており、この鳥叩き落とし装置は、鳥叩き落とし棒を備えており、鳥叩き落とし棒は、ジェット・エンジンの空気吸入口の前面において、前記ジェット・エンジンの外部に設けられ、前記ジェット・エンジンの前記空気吸入口の開口面積よりも大きな回転面積を持って回転する。従って、ジェット・エンジンの空気吸入口に向かう鳥は、その内部に吸入される前に、回転する鳥叩き落とし棒によって叩き落され、排除されることになるから、バード・ストライクが阻止されることになる。
 鳥叩き落とし棒は、回転駆動装置によって回転駆動される。回転駆動装置は、ジェット・エンジンの回転を利用し、それを鳥叩き落とし棒に伝達するものであってもよいし、モータなどの回転駆動源を有し、ジェット・エンジンとは別に備えられていてもよい。
 回転駆動装置が、ジェット・エンジンの回転を利用し、それを鳥叩き落とし棒に伝達する構成の場合には、ジェット・エンジンと鳥叩き落とし棒との間にクラッチ機構を設け、必要な場合だけに限って、クラッチ機構によりジェット・エンジンの回転を鳥叩き落とし棒に伝えて、これを回転させることができる。鳥叩き落とし棒は、単数であってもよいし、複数本であってもよい。
 以上述べたように、本発明によれば、バード・ストライクを阻止するのに有効なジェット・エンジンを備える航空機を提供することができる。
 本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
本発明に係る航空機の一部を示す部分破断面図である。 図1に示した航空機を空気吸入側から見た図である。 本発明に係る別の実施の形態を示す図である。 本発明に係る航空機の別の実施の形態について、その一部を示す部分破断面図である。
 図1及び図2を参照すると、本発明に係る航空機は、ジェット・エンジン1を有する。ジェット・エンジン1は、航空機の翼3の下面などに取り付けられている。ジェット・エンジン1を有する航空機の全体像、ジェット・エンジン1の取付構造、さらには、ジェット・エンジン1の内部構造などは周知であり、説明を要しない。ジェット・エンジン1は、例えば、図1に示すように、空気吸入口Aの側から、その反対側の排気口Bに向かって、空気吸入羽根12、圧縮機13、燃焼室(図示しない)、タービン(図示しない)、及び、排気口を順次に配置した構造である。
 本発明において、ジェット・エンジン1は、鳥叩き落とし装置2を備えている。鳥叩き落とし装置2は、鳥叩き落とし棒21と、回転駆動装置22とを備えている。鳥叩き落とし棒21は、ジェット・エンジン1の空気吸入口Aの前面において、ジェット・エンジン1の外部に設けられ、ジェット・エンジン1の空気吸入口Aの開口面積よりも大きな回転面積を持って、矢印Fで示す方向に回転する。即ち、鳥叩き落とし棒21は、その両端がジェット・エンジン1の外カバー10の外周面よりも外側に位置するような長さに設定する。回転駆動装置22は、回転軸23により、鳥叩き落とし棒21を回転駆動する。
 上述したように、本発明に係る航空機では、ジェット・エンジン1に鳥叩き落とし装置2が備えられている。この鳥叩き落とし装置2は、鳥叩き落とし棒21を備えており、鳥叩き落とし棒21は、ジェット・エンジン1の空気吸入口Aの前面において、ジェット・エンジン1の外部に設けられ、ジェット・エンジン1の空気吸入口Aの開口面積よりも大きな回転面積を持って回転する。従って、ジェット・エンジン1の空気吸入口Aに向かう鳥は、その内部に吸入される前に、回転する鳥叩き落とし棒21によって叩き落され、排除されることになるから、バード・ストライクが阻止されることになる。
 鳥叩き落とし棒21は、回転駆動装置22によって回転駆動される。図1及び図2の実施の形態では、回転駆動装置22は、ジェット・エンジン1の回転体11の回転を受け、それを鳥叩き落とし棒21に伝達するようになっている。この場合には、ジェット・エンジン1と鳥叩き落とし棒21との間にクラッチ機構を設け、必要な場合だけに限って、クラッチ機構によりジェット・エンジン1の回転を鳥叩き落とし棒21に伝えて、これを回転させることができる。航空機におけるバード・ストライク(Bird Strike)は、離陸動作中(滑走、離陸直後)もしくは着陸動作中の速度が比較的遅く、高度が低い時に起こりやすい現象であり、高高度を保って安定飛行しているときは起こらない現象である。そこで、回転駆動装置22に備えられたクラッチ機構により、離陸動作中もしくは着陸動作中に限って、ジェット・エンジン1の回転を鳥叩き落とし棒21伝達し、高高度の安定飛行時にはジェット・エンジン1の回転が鳥叩き落とし棒21伝達されないように、回転駆動装置22に備えられたクラッチ機構を切り替えるようにする。これにより、鳥叩き落とし装置2によるエネルギーロス、運転効率の低下を回避することができる。このような動作を行わせるために、鳥叩き落とし装置2の回転駆動装置22を、支持体14などによって、ジェット・エンジン1の外カバー10に取り付ける構造とすることが好ましい。
 鳥叩き落とし棒21は、断面円形状、角形状であってもよいし、或いは、板状、ブレード状等であってもよい。材質的には高強度のもの、例えば、チタン合金などが好ましい。図1及び図2の実施の形態では、鳥叩き落とし棒21は、単数であるが、図3に示すように、2本以上の複数本であってもよい。
 本発明に係る航空機の別の形態を示す図4を参照すると、回転駆動装置22は、ジェット・エンジンの回転体1の前面に回転体11から距離をおいて、分離して備えられ、支持体14によって、ジェット・エンジン1の外カバー10に吊り下げられている。この回転駆動装置22は、モータなどの回転駆動源を内蔵しており、ジェット・エンジン1の回転から分離して、鳥叩き落とし棒21を回転駆動する。この構造によれば、鳥叩き落とし装置2がジェット・エンジン1の回転負荷になることがないので効率が上がるし、鳥叩き落とし装置2の運転操作をジェット・エンジン1から分離して行うことができるので、飛行運転システムに対する影響が少なくて済む。
 以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。
       1       ジェット・エンジン
       2       鳥叩き落とし装置
      21       鳥叩き落とし棒
      22       回転駆動装置
 

Claims (1)

  1.  ジェット・エンジンを有する航空機であって、
     前記ジェット・エンジンは、鳥叩き落とし装置を有しており、
     鳥叩き落とし装置は、鳥叩き落とし棒と、回転駆動装置とを備えており、
     前記鳥叩き落とし棒は、前記ジェット・エンジンの空気吸入口の前面において、前記ジェット・エンジンの外部に設けられ、前記ジェット・エンジンの前記空気吸入口の開口面積よりも大きな回転面積を持って回転するものであり、
     前記回転駆動装置は、回転駆動源を内蔵しており、前記ジェット・エンジンの回転から分離して、前記鳥叩き落とし棒を回転駆動する、
    航空機。
     
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