(57)【要約】【課題】スクラムジェットエンジンの広い作動範囲で高速に保炎の確実性の向上を可能とし、熱閉塞を回避する、軽量化技術を提供する。【解決手段】超音速から極超音速の広い領域で使用されるスクラムジェットエンジンの、内部の超音速流中での保炎には、キャビティが用いられる。スクラムジェットエンジンの作動条件に合わせて保炎用キャビティの容積を軽量かつ高速に変化させる機構を採用することにより、保炎の確実性を向上させ、熱閉塞を回避する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラムジェットエンジンの保炎用キャビティにおいて、該保炎用キャビティの後端面を移動させる手段を備えたことを特徴とする保炎用キャビティ。
【請求項２】
スクラムジェットエンジンの保炎用キャビティにおいて、該保炎用キャビティの底面を移動させる手段を備えたことを特徴とする保炎用キャビティ。
【請求項３】
スクラムジェットエンジンの保炎用キャビティにおいて、該保炎用キャビティの後端面および底面を移動させる手段を備えたことを特徴とする保炎用キャビティ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクラムジェットエンジンの保炎用キャビティに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
着火された未燃燃料を含む燃焼ガスの火炎を確実に保炎するため、スクラムジェットエンジンでは保炎用キャビティが用いられている。
広い作動範囲で確実に保炎し、また、熱閉塞を回避するためには、作動条件に応じて該燃焼ガスの流れ方向に該保炎用キャビティを移動させる必要が有った。
【０００３】
しかし、従来のスクラムジェットエンジンでは、保炎用キャビティを移動させるために、大型の機械的な機構が必要となり、機構重量の抑制を図ることおよび高速度での応答が困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２−２７５０５１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０７６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、保炎用キャビティを移動させるために、大型の機械的な機構が必要となり、これにより、装置重量の抑制を図ることおよび高速度での応答が困難な点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、保炎用キャビティを移動させることなく、該保炎用キャビティの容積を可変とする機構を有することにより、従来と比較して軽量で、高速に応答可能な、広い作動範囲で安定燃焼を実現することができ、熱閉塞を回避することができるスクラムジェットエンジンの保炎用キャビティを提供することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の保炎用キャビティは、スクラムジェットエンジンの作動条件に応じて該保炎用キャビティの容積を変えることにより、従来と比較して軽量で、高速に応答可能な、広い作動範囲での安定燃焼を実現することができ、熱閉塞を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はスクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ設置部の断面模式図である。（実施例１）
【図２】図２はスクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ設置部の断面模式図である。（実施例２）
【図３】図３はスクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ設置部の断面模式図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
スクラムジェットエンジンの広い作動範囲で安定燃焼を実現し、熱閉塞を回避するという目的を、保炎用キャビティの容積を変えることにより、従来と比較して軽量で、高速に応答可能な機構により実現した。
【実施例１】
【００１０】
図１は、スクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ設置部２の断面模式図である。
【００１１】
実施例１に係るスクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ１は、保炎用キャビティ後端面７が未燃燃料を含む燃焼ガスの流れ方向（図1に右方向の矢印で示す方向）に左右に移動することにより、保炎用キャビティ１の容積を変化させて、広い作動範囲で燃焼を迅速に安定させるものである。
【００１２】
図の左側から保炎用キャビティ設置部壁面３と保炎用キャビティ設置部壁面４で形成される流路に超音速で流入する未燃燃料を含む燃焼ガス中には既に図示しない燃料ノズルから燃料が混入されており、同じく図示しない着火装置により着火され、保炎用キャビティ１には燃焼ガスの循環渦が生成される。この燃焼ガスが熱源となり、保炎用キャビティ１は保炎器としての役割を果たす。
【００１３】
保炎用キャビティ後端面７は、未燃燃料を含む燃焼ガスの流れ方向（図１に右方向の矢印で示す方向）に左右に所定範囲で可動である。図示しない制御装置が発信する制御信号に基づいてアクチュエータ８が駆動することにより、保炎用キャビティ後端面７が図に左右方向の矢印で示す方向に移動して所定の位置を採るように制御される。
【００１４】
このように制御することによって、保炎用キャビティ１の上端開放部が未燃燃料を含む燃焼ガスと接触する面積を制御することができ、保炎用キャビティ１から未燃燃料を含む燃焼ガスへの伝熱量を制御することができる。したがって、保炎用キャビティ後端面７を前方に移動させることにより、保炎用キャビティ１から未燃燃料を含む燃焼ガスへの伝熱量を減らし、その結果、従来と比較して軽量な機構で、高速に、保炎用キャビティ１の下流の保炎用キャビティ設置部壁面３と保炎用キャビティ設置部壁面５とで形成される流路の下流で熱閉塞が発生するのを回避し、他方、保炎用キャビティ後端面７を後方に移動させることにより、保炎用キャビティ１から未燃燃料を含む燃焼ガスへの伝熱量が増加し、燃焼効率を向上させることができる。
【実施例２】
【００１５】
図２は、スクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ設置部２の断面模式図である。
【００１６】
実施例２に係るスクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ１は、保炎用キャビティ底面９が未燃燃料を含む燃焼ガスの流れ方向に垂直な方向（図２に上下方向の矢印で示す方向）に移動することにより、保炎用キャビティ１の容積を変化させて、広い作動範囲で燃焼を迅速に安定させるものである。
【００１７】
保炎用キャビティ底面９は、未燃燃料を含む燃焼ガスの流れ方向に垂直な方向（図２に上下方向の矢印で示す方向）に所定範囲で可動である。図示しない制御装置が発信する制御信号に基づいてアクチュエータ１０が駆動することにより、保炎用キャビティ底面９が図に上下方向の矢印で示す方向に移動して所定の位置を採るように制御される。
【００１８】
このように制御することによって、保炎用キャビティ１に生成される燃焼ガスの循環渦の熱容量を増減させることができ、直接的には保炎用キャビティ１から未燃燃料を含む燃焼ガスへの伝熱量を制御することができ、その結果、従来と比較して軽量な機構で、高速に、保炎用キャビティ１の下流の保炎用キャビティ設置部壁面３と保炎用キャビティ設置部壁面５とで形成される流路の下流で熱閉塞が発生するのを回避する一方で、燃焼効率を向上させることができる。
【実施例３】
【００１９】
図３は、スクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ設置部２の断面模式図である。
【００２０】
実施例３に係るスクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ１は、保炎用キャビティ後端面７が未燃燃料を含む燃焼ガスの流れ方向（図３に右方向の矢印で示す方向）に左右に移動することと、保炎用キャビティ底面９が未燃燃料を含む燃焼ガスの流れ方向に垂直な方向（図３に上下方向の矢印で示す方向）に移動することにより、実施例１および実施例２よりもより高速に保炎用キャビティ１の容積を変化させて、広い作動範囲で燃焼を安定させるものである。
【００２１】
図示しない制御装置が発信する制御信号に基づいてアクチュエータ８及びアクチュエータ１０が駆動することにより、保炎用キャビティ後端面７および保炎用キャビティ底面９が移動して所定の位置を採るように制御される。
その結果、従来と比較して軽量な機構で、高速に、保炎用キャビティ１の下流の保炎用キャビティ設置部壁面３と保炎用キャビティ設置部壁面５とで形成される流路の下流で熱閉塞が発生するのを回避する一方で、燃焼効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１    保炎用キャビティ
２    スクラムジェットエンジンの保炎用キャビティ設置部
３    保炎用キャビティ設置部壁面
４    保炎用キャビティ設置部上流側壁面
５    保炎用キャビティ設置部下流側壁面
６    未燃燃料を含む燃焼ガス
７    保炎用キャビティ後端面
８    アクチュエータ
９    保炎用キャビティ底面    
１０  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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