(57)【要約】【課題】レーダ探知機から照射されたマイクロ波を拡散及び減衰されるように湾曲して構成されたストラットの表側の静圧と、その裏側の静圧との間に差が生じ難いようにしたターボファンエンジンを提供する。【解決手段】ファン動翼の位置よりも吸入口側の軸部とケーシングとの間に設けられるストラット１をその軸部の軸心Ｏ−Ｏ方向に関して曲面壁で構成したターボファンエンジンであって、上記ストラット１の上記吸入口と反対側には屈曲部Ｃが設けられ、その屈曲部Ｃはそのストラット１の直前の湾曲方向に沿う流れを遮るように屈曲している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファン動翼の位置よりも吸入口側にて軸部とケーシングとの間に設けられるストラットをその軸部の軸心方向に関して曲面壁で構成すると共に、該ストラットの前記吸入口と反体側に前記ストラットから離間して設けられる可変ガイドベーンと前記ストラットからなるレーダーブロッカーを備えるターボファンエンジンであって、
前記ストラットの前記吸入口と反対側には屈曲部が設けられ、該屈曲部は前記ストラットの前記屈曲部直前の湾曲方向に沿う流れを遮るように屈曲したものであることを特徴とするターボファンエンジン。
【請求項２】
前記屈曲部は、可変ガイドベーンで形成されることを特徴とする請求項１記載のターボファンエンジン。
【請求項３】
前記屈曲部は、湾曲状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のターボファンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸入口部分のストラットを備えるターボファンエンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、戦闘機等の航空機では、その性質上、機影がレーダで捕捉されないようにするため、機体の表面形状の工夫や電波吸収材の付設等によりステルス性が施されている。しかし、ターボファンエンジンを推進力とする航空機では、エンジンケーシング表面は容易にステルス性を実現できるが、ターボファンエンジンの吸入口部分にステルス性を付加することに困難を伴っていた。これは、ターボファンエンジンの吸入口部分には、高速で回転したときに電波、すなわちマイクロ波を反射するファン動翼が設けられており、このような回転体に対してステルス性を付加することに困難を伴うからである。
【０００３】
そこで、特許文献１においては、ステルス性を要求される戦闘機等の航空機に好適なステルス性を付与するターボファンエンジンが提案されている。
この提案に係るターボファンエンジンは、ターボファンエンジンの軸部とケーシングとの間に設けられるストラットにレーダーブロッカーの機能を持たせたもので、そのストラットは、ターボファンエンジンの軸心方向に関し、緩やかに屈曲した変曲点が一個のＳ字状の曲面壁で構成されている。
【０００４】
上記構成からなるターボファンエンジンは、そのターボファンエンジンを吸入口側から見たとき、曲面壁で構成されストラットは、ターボファンエンジンの軸部を中心として放射状に、かつ、互いに所定の等間隔を保って複数個設けられている。したがって、ストラット間に進入したマイクロ波は、一方のストラットの曲面壁に衝突して進行方向が変更されて他方のストラット曲面壁に衝突し、その衝突したマイクロ波は再び一方のストラットの曲面壁に衝突することとなる。ストラット間に進入したマイクロ波は、このような衝突が何度も繰り返されて拡散及び減衰され、ファン動翼へ達することが阻止される。
このため、この提案に係るターボファンエンジンは、吸入口から進入したマイクロ波がファン動翼によって反射されることがなく、マイクロ波の反射波がマイクロ波の発生源に到達することが無くなり、ステルス性を効果的に高めることができる。
【特許文献１】特開２００４−１３７９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案に係るターボファンエンジンは、ターボファンエンジンの軸部とケーシングとの間に設けられるストラットがターボファンエンジンの軸心方向に関し、緩やかに屈曲した変曲点が一個のＳ字状の曲面壁で構成されているので、吸入口と反対側の部分におけるストラットの一方の面側（以下、この一方の面側を「表側」というときもある。）の静圧と、他方の面側（以下、この他方の面側を「裏側」というときもある。）の静圧との間に差が生じ易い性質を有している。しかも、ストラットとファン動翼との間には、回動する可変ガイドベーンが設けられているので、そのストラットと可変ガイドベーンとの間にスリットが存在し、そのスリットを介して静圧の高い方から低い方へ気体（空気）の漏れ流れが生じ、エンジン性能が損なわれるおそれがあった。  
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ターボファンエンジンにおいて、吸入口と反対側の部分におけるストラットの表側の静圧と、その裏側の静圧との間に差が生じ難いようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るターボファンエンジンは、上記目的を達成するために、ファン動翼の位置よりも吸入口側にて軸部とケーシングとの間に設けられるストラットをその軸部の軸心方向に関して曲面壁で構成すると共に、該ストラットの上記吸入口と反体側に上記ストラットから離間して設けられる可変ガイドベーンと上記ストラットからなるレーダーブロッカーを備えるターボファンエンジンであって、上記ストラットの上記吸入口と反対側には屈曲部が設けられ、該屈曲部は上記ストラットの上記屈曲部直前の湾曲方向に沿う流れを遮るように屈曲したものであることを特徴とする。
【０００８】
上記構成からなるターボファンエンジンにおいて、曲面壁で構成されストラットは、ターボファンエンジンを吸入口側から見たとき、軸部を中心として放射状に、かつ、互いに所定の等間隔を保って複数個設けられている。このため、ストラット間に進入したマイクロ波は、一方のストラットの曲面壁に衝突して進行方向が変更されて他方のストラットの曲面壁に衝突し、このような衝突が何度も繰り返されて拡散及び減衰される。
そして、マイクロ波を拡散及び減衰させるように曲面壁に構成されているストラットにより、吸入口と反対側でストラットの表裏（ストラットの表側とストラットの裏側）で静圧差が生じる。これに対してストラットの吸入口と反対側に設けられている屈曲部は、ストラットの直前の湾曲方向と反対方向に屈曲している。このため、屈曲部が気体の流れの抵抗となり静圧を高めるように作用する。
【０００９】
また、本発明に係るターボファンエンジンにおいては、可変ガイドベーンで形成されるという構成を採用する。
【００１０】
また、本発明に係るターボファンエンジンにおいては、屈曲部は、湾曲状に形成されているとうい構成を採用する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るターボファンエンジンは、ストラットの吸入口と反対側に設けられている屈曲部がストラットの直前の湾曲方向と反対方向に屈曲しているので、ストラットの表裏のうち、静圧の低い方の静圧を高め、ストラットの表裏の静圧を等しくすることができる。
したがって、ストラットとファン動翼との間に回動する可変ガイドベーンが設けられていてスリットが存在していても、そのスリットを介して静圧の高い方から低い方へ気体の漏れ流れが生じるのを効果的に防止することができ、エンジン性能の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係るターボファンエンジンの一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１３】
図１は、本実施形態のターボファンエンジンの吸入口側の上半分の断面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する説明図である。
そして、図１に示すように、本実施形態のターボファンエンジンは、ストラット１と、軸部２と、ケーシング３と、可変ガイドベーン４と、ファン動翼５と、ファン静翼６とを備えている。
【００１４】
ストラット１は、扁平な金属製の板材で構成され、ターボファンエンジンの軸部２とケーシング３との間に固定して設けられている。図１において、ストラット１は、図面を簡略化するために２個のストラットしか示されていないが、このストラット１は、ターボファンエンジンを吸入口側から見たとき（図１において左側から見たとき）、軸部２を中心として放射状に、かつ、互いに所定の等間隔を保って複数個設けられている。各ストラット１は、同一形状であるので、図１の軸部２の軸心Ｏ−Ｏ近くに設けられているストラット１を用いてその形状について説明する。
【００１５】
ストラット１は、軸心Ｏ−Ｏに関してＳ字状に屈曲して形成されている。なお、文字の「Ｓ」には、湾曲の中心点が反対側に移動する変曲点が多く存在するが、このストラット１の変曲点は中ほどに１個だけである。すなわち、このストラット１の湾曲の中心点の一つは、ストラット１の吸入口側の湾曲の中心点で、ストラット１よりも軸心Ｏ−Ｏ側に存在している。また、もう一つの中心点は、ストラット１の吸入口と反対側の湾曲の中心点で、ストラット１を中心にして軸心Ｏ−Ｏ側と反対側に存在している。
このように、このストラット１は、変曲点が中ほどに１個だけであるので、緩やかに屈曲した形状を有している。
【００１６】
可変ガイドベーン４は、ストラット１と共にレーダーブロッカーを構成するものであり、扁平な金属製の板材で構成されており、ストラット１の吸入口と反対側（図１において右側）に図示しない支軸を介して回動自在に設けられている。すなわち、この可変ガイドベーン４は、ストラット１の吸入口と反対側の端面の近くで、かつ、その端面辺に並行する支軸で回動自在に軸支されている。
このように、可変ガイドベーン４は回動するため、構造上、ストラット１と可変ガイドベーン４と接する箇所には、間隙、つまりスリットＳが存在し、このスリットＳにより、ストラット１の表側（図１においてストラット１の上側）と、ストラット１の裏側（図１においてストラット１の下側）とが連通状態となる。なお、この可変ガイドベーン４の形状については、後に詳述する。
【００１７】
ファン動翼５は、可変ガイドベーン４の後方の位置、すなわち、ストラット１と反対側の可変ガイドベーン４に隣接して設けられている。ファン静翼６は、そのファン動翼５の後方の位置、すなわち、可変ガイドベーン４と反対側のファン動翼５に隣接して設けられている。これら、ファン動翼５及びファン静翼６は、周知のターボファンエンジンのファン動翼及びファン静翼とそれぞれ同一構成及び同一作用であるので、これ以上の説明は省略する。
【００１８】
図２は、図１のＡ−Ａ線断面図に相当し、ここにはストラット１が３個示されている。すなわち、この図２は、図１のＡ−Ａ線断面図を展開し、３個のストラットを図示している。なお、この図２において、実線で示される可変ガイドベーン４は、可変ガイドベーン４が全開の状態、つまりターボファンエンジンの最高出力状態を示しており、また、鎖線で示される可変ガイドベーン４は、可変ガイドベーン４が実線位置から所定角度回動して閉じられた状態を示し、つまりターボファンエンジンが出力を低下させた状態を示している。
【００１９】
この図２を用いてターボファンエンジンの吸入口から進入したマイクロ波の拡散及び減衰作用について説明すると、マイクロ波は、図２の左側に鎖線の矢印で示されるように、左側からストラット１，１間に進入してくる。ストラット１，１間に進入したマイクロ波は、一方のストラット１の曲面壁に衝突して進行方向が変更されて他方のストラット１の曲面壁に衝突し、その衝突したマイクロ波は再び一方のストラットの曲面壁に衝突することとなる。ストラット１，１間に進入したマイクロ波は、このような衝突が何度も繰り返されて拡散及び減衰され、ファン動翼５へ達することが阻止される。
このため、このターボファンエンジンは、吸入口から進入したマイクロ波がファン動翼によって反射されることがなく、マイクロ波の反射波がマイクロ波の発生源に到達することが無くなり、ステルス性を効果的に高めることができる。
【００２０】
さて、上記可変ガイドベーン４の形状は、その高さはストラット１と同様であるが、軸心Ｏ−Ｏ方向に関しては、図２及び後述する図３に示されるように、湾曲状に屈曲して構成されている。この屈曲して構成されている可変ガイドベーン４は、本発明の屈曲部Ｃとして機能する。
この屈曲部Ｃの屈曲状態は、ストラット１の直前の湾曲方向（図示の例では、湾曲の中心点が上側）と反対方向に屈曲した湾曲状（図示の例では、湾曲の中心点が下側）に形成され、ストラット１の湾曲方向に沿う流れを遮るような状態とされている。
したがって、この可変ガイドベーン４の屈曲部Ｃは、気体（空気）の流れ（図１及び図２、後述する図３及び図４において、左側から右側への流れ）に対して抵抗となり、その抵抗より静圧が高められる。
【００２１】
以下、図３の実験例及び図４の比較例を用いてさらに静圧調整について説明する。
図３の（ａ）は、一個のストラット１及び一個の本実施形態の可変ガイドベーン４を示している。また、図３の（ｂ）は、ストラット１及び可変ガイドベーン４の翼面静圧を示すグラフであり、Ａがストラット１及び可変ガイドベーン４の表側の翼面静圧を示すグラフであり、Ｂがストラット１及び可変ガイドベーン４の裏側の翼面静圧を示すグラフである。なお、図３（ｂ）のグラフにおいて横方向の位置は、図３（ａ）に示すストラット１及び可変ガイドベーン４の軸心Ｏ−Ｏ方向の位置に対応している。
そして、この図３から分かるように、一個のストラット１及び一個の本実施形態の可変ガイドベーン４の場合には、可変ガイドベーン４の屈曲部Ｃによりストラット１の裏側の静圧が高められて、ストラット１の表裏において静圧が略等しくなっている。
【００２２】
図４は、一個のストラット１及び一個の従来の可変ガイドベーン４’を示している。また、図４の（ｂ）は、ストラット１及び可変ガイドベーン４’の翼面静圧を示すグラフであり、Ａがストラット１及び可変ガイドベーン４’の表側の翼面静圧を示すグラフであり、Ｂがストラット１及び可変ガイドベーン４’の裏側の翼面静圧を示すグラフである。なお、図４（ｂ）のグラフにおいて横方向の位置は、図４（ａ）に示すストラット１及び可変ガイドベーン４の軸心Ｏ−Ｏ方向の位置に対応している。
そして、この図４から分かるように、一個のストラット１及び一個の従来の可変ガイドベーン４’の場合には、可変ガイドベーン４’に可変ガイドベーン４のような屈曲部Ｃがなく、したがって、ストラット１の裏側の静圧が高められず、ストラット１の表裏において静圧差が生じている。
【００２３】
上述のように、本実施形態のターボファンエンジンは、可変ガイドベーン４に設けられた屈曲部Ｃにより、ストラット１の裏側の静圧が高められて、ストラット１の表裏において静圧が略等しくなるので、ストラット１と可変ガイドベーン４との間にスリットＳが存在していても、そのスリットＳを介して静圧の高い方から低い方へ気体の漏れ流れが生じるのを効果的に防止し、エンジン性能の低下を抑制することができる。
【００２４】
以上、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳説したが、具体的な構成は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において設計変更等が可能である。
【００２５】
例えば、上述の実施の形態では、可変ガイドベーン４を湾曲状に形成して屈曲部Ｃを形成したが、図５に示すように可変ガイドベーン４を従来と同様の湾曲していない扁平な板材とし、これを可変ガイドベーン４が全開の状態、つまりターボファンエンジンの最高出力状態を示している状態（図２の実線で示される可変ガイドベーン４参照）で、ストラット１と反対側が傾くようにしてもよい。
あるいは、図６に示すように、ストラット１の可変ガイドベーン４側を屈曲させるようにしてもよい。
いずれにしても、ストラット１の表裏で静圧が等しくなるように気体の流れに抵抗を付加する形状であれば採用することができる。
しかし、上述の実施の形態のように、可変ガイドベーン４を湾曲状に形成して屈曲部Ｃを構成したときは、気体の流れも円滑にでき、また、容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態のターボファンエンジンの吸入口側の上半分の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態のターボファンエンジンが備えるストラット間に進入したマイクロ波の拡散及び減衰状態を示す、図１のＡ−Ａ線断面図に相当する説明図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態のターボファンエンジンが備えるストラット及び可変ガイドベーン部分の説明図、（ｂ）は、翼面静圧を示すグラフである。
【図４】（ａ）は、従来のターボファンエンジンが備えるストラット及び可変ガイドベーン部分の説明図、（ｂ）は、翼面静圧を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態のターボファンエンジンの変形例を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態のターボファンエンジンの変形例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
１……ストラット、２……軸部、３……ケーシング、４……可変ガイドベーン、５……ファン動翼、６……ファン静翼、Ｃ……屈曲部、Ｓ……スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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