(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気側から燃焼領域を経て排気側へ至る燃焼流路を形成する流路形成面と、
前記燃焼領域の上流側で、前記流路形成面から燃料を噴射する燃料噴射部と、
該燃料噴射部の上流側に設けられ、前記流路形成面に接続されて下流側に向かうに従って該流路形成面から離れるように曲面状に延びる凹曲面を有するランプ部と、
を備え、
前記ランプ部は、上下流方向に延びて、前記凹曲面と、前記流路形成面とを接続する一対の側面を有し、上下流方向から見て該側面は、前記流路形成面から前記凹曲面に向かうに従って前記流路形成面から離れるように延びているスクラムジェットエンジン。
【請求項２】
前記流路形成面に直交する方向から見て、上下流方向に直交する方向における前記ランプ部の寸法は、上流側から下流側に向かうに従って次第に小さくなる請求項１に記載のスクラムジェットエンジン。
【請求項３】
前記燃料噴射部は、上下流方向に直交する方向に配列され、一端が前記流路形成面上に開孔する一対の噴射ノズルを有し、該一対の噴射ノズルは、他端から一端に向かうに従って互いに離間する方向に延びている請求項１又は２に記載のスクラムジェットエンジン。
【請求項４】
吸気側から燃焼領域を経て排気側へ至る燃焼流路を形成する流路形成面と、
前記燃焼領域の上流側で、前記流路形成面から燃料を噴射する燃料噴射部と、
該燃料噴射部の上流側に設けられ、前記流路形成面に接続されて下流側に向かうに従って該流路形成面から離れるように曲面状に延びる凹曲面を有するランプ部と、
を備え、
前記燃料噴射部は、上下流方向に直交する方向に配列され、一端が前記流路形成面上に開孔する一対の噴射ノズルを有し、該一対の噴射ノズルは、他端から一端に向かうに従って互いに離間する方向に延びているスクラムジェットエンジン。
【請求項５】
前記噴射ノズルは、該噴射ノズルの延びる方向から見て円形の断面を有するとともに、該噴射ノズルの内周面にはねじ溝が形成され、前記一対の噴射ノズル同士で前記ねじ溝の旋回する方向が互いに異なる請求項３又は４に記載のスクラムジェットエンジン。
【請求項６】
前記燃料噴射部の下流側に、前記流路形成面から凹没する凹部が形成されている請求項１から５のいずれか一項に記載のスクラムジェットエンジン。
【請求項７】
上下流方向における断面視で、前記燃焼流路の断面積は、吸気側から前記凹部に向かうに従って次第に減少するとともに、前記凹部から排気側に向かうに従って次第に増加する請求項６に記載のスクラムジェットエンジン。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載のスクラムジェットエンジンと、
前記スクラムジェットエンジンの推力によって推進される機体部と、
を備える飛しょう体。
【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、飛しょう体に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音速下で運転可能なジェットエンジンの一種として、スクラムジェットエンジンの研究開発が近年盛んに行われている。スクラムジェットエンジンは、外部の空気を超音速のまま燃焼器に取り入れ、燃料と混合した後、超音速燃焼させることで推力を発生する。すなわち、燃焼器内における空気の滞留時間が非常に短いため、燃焼火炎を保持するためには燃料と空気との混合を速やかに行う必要がある。
スクラムジェットエンジン内における燃料と空気との混合を促進するための技術として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された装置は、燃焼室内に配置された混合器から該燃焼室内に燃料を噴射することで燃焼火炎を形成する構成を採っている。さらに、混合器には凹面が形成されている。この凹面に沿って空気が流れることで縦渦が形成されるため、燃料と空気との混合が促進されるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２４９０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
渦による燃料と空気との混合を図る上では、渦がほどよく発達（成長）した状態であることが望ましい。仮に、未発達な渦に対して燃料を供給した場合、適切な混合促進が望めないのみならず、燃料濃度の偏在化を来す虞もある。
しかしながら、上記特許文献１に記載された装置では、渦を発生させるための凹面上に燃料噴出口が形成されている。すなわち、渦の形成と燃料の供給とが同一の位置で行われる。このため、上記のように未発達な状態の渦に対して燃料が供給されてしまう。したがって、この装置では燃料と空気とが適切に混合されない可能性がある。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、燃料と空気との混合を促進することで、効率の向上したスクラムジェットエンジン、飛しょう体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様によれば、スクラムジェットエンジンは、吸気側から燃焼領域を経て排気側へ至る燃焼流路を形成する流路形成面と、前記燃焼領域の上流側で、前記流路形成面から燃料を噴射する燃料噴射部と、該燃料噴射部の上流側に設けられ、前記流路形成面に接続されて下流側に向かうに従って該流路形成面から離れるように曲面状に延びる凹曲面を有するランプ部と、を備え、前記ランプ部は、上下流方向に延びて、前記凹曲面と、前記流路形成面とを接続する一対の側面を有し、上下流方向から見て該側面は、前記流路形成面から前記凹曲面に向かうに従って前記流路形成面から離れるように延びている。
【０００７】
この構成によれば、ランプ部に凹曲面が形成されていることから、吸気側から燃焼流路内に取り入れられた空気が当該凹曲面に沿って流れる際にゲルトラー渦（空気の流れ方向に沿う縦渦）が形成される。このゲルトラー渦は、下流側に向かうに従って徐々に成長した後、燃料噴射部から噴射された燃料を引きちぎるようにして下流側に流れる。これにより、燃料と空気との混合を促進することができる。
さらに、この構成によれば、吸気側から燃焼流路内に取り入れられた空気がランプ部の側面に沿って流れる際にゲルトラー渦が形成される。このゲルトラー渦は、下流側に向かうに従って徐々に成長した後、燃料噴射部から噴射された燃料を引きちぎるようにして下流側に流れる。これにより、十分に発達したゲルトラー渦により燃料と空気との混合を促進することができる。
【００１０】
本発明の第二の態様によれば、上記のスクラムジェットエンジンでは、前記流路形成面に直交する方向から見て、上下流方向に直交する方向における前記ランプ部の寸法は、上流側から下流側に向かうに従って次第に小さくなるように構成されてもよい。
【００１１】
この構成によれば、流路形成面に直交する方向から見て、ランプ部の両側を流通する空気の圧力を、ランプ部の上面（凹曲面）を流通する空気の圧力に比べて小さくすることができる。この圧力差に基づいて、ランプ部の下流側で強い渦を形成することができる。
【００１２】
本発明の第三の態様によれば、上記のスクラムジェットエンジンでは、前記燃料噴射部は、上下流方向に直交する方向に配列され、一端が前記流路形成面上に開孔する一対の噴射ノズルを有し、該一対の噴射ノズルは、他端から一端に向かうに従って互いに離間する方向に延びていてもよい。
本発明の第四の態様によれば、スクラムジェットエンジンは、吸気側から燃焼領域を経て排気側へ至る燃焼流路を形成する流路形成面と、前記燃焼領域の上流側で、前記流路形成面から燃料を噴射する燃料噴射部と、該燃料噴射部の上流側に設けられ、前記流路形成面に接続されて下流側に向かうに従って該流路形成面から離れるように曲面状に延びる凹曲面を有するランプ部と、を備え、前記燃料噴射部は、上下流方向に直交する方向に配列され、一端が前記流路形成面上に開孔する一対の噴射ノズルを有し、該一対の噴射ノズルは、他端から一端に向かうに従って互いに離間する方向に延びている。
【００１３】
ランプ部を下流側から見た場合、ランプ部の右側では時計回りに旋回する渦が形成され、ランプ部の左側では反時計回りに旋回する渦が形成される。すなわち、ランプ部の下流側における流路形成面上では、これら渦は互いに近接する方向に向かって流れる。ここで、上記の構成では、噴射ノズルは他端から一端（流路形成面側）に向かうに従って互いに離間する方向に延びていることから、流路形成面上で、上記の渦と噴射ノズルから噴射される燃料の流れ方向とを互いに反対にすることができる。すなわち、空気と燃料とが正面衝突する。これにより、空気と燃料との混合をさらに促進することができる。
【００１４】
本発明の第五の態様によれば、上記のスクラムジェットエンジンでは、前記噴射ノズルは、該噴射ノズルの延びる方向から見て円形の断面を有するとともに、該噴射ノズルの内周面にはねじ溝が形成され、前記一対の噴射ノズル同士で前記ねじ溝の旋回する方向が互いに異なっていてもよい。
【００１５】
この構成によれば、噴射ノズルから噴射される燃料は、ねじ溝によって形成された渦を伴って下流側に流れる。すなわち、ランプ部によって形成された渦と、噴射ノズルによって形成された渦とが互いに衝突するため、空気と燃料との混合をさらに促進することができる。
【００１６】
本発明の第六の態様によれば、上記のスクラムジェットエンジンでは、前記燃料噴射部の下流側に、前記流路形成面から凹没する凹部が形成されていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、上流側から流れ込む空気の流れが、凹部によって捕捉されて該凹部内で再循環領域を形成する。再循環領域では、燃料と空気との混合が促進されて混合気が生成される。この混合気によって、燃焼領域中における保炎をより十分に行うことができる。
【００１８】
本発明の第七の態様によれば、上記のスクラムジェットエンジンでは、上下流方向における断面視で、前記燃焼流路の断面積は、吸気側から前記凹部に向かうに従って次第に減少するとともに、前記凹部から排気側に向かうに従って次第に増加してもよい。
【００１９】
この構成によれば、燃焼流路内における吸気側から凹部までの領域では、超音速で流通する空気の流速を下げることができる。これにより、ランプ部及び燃料噴射部による空気と燃料との混合を比較的長時間にわたって行うことができる。一方で、凹部から排気側までの領域では、燃焼によって生じた燃焼ガスの流速を上げることができる。これにより、スクラムジェットエンジンの燃焼が安定し、かつ熱閉塞を防ぐことができる。
【００２０】
本発明の第八の態様によれば、飛しょう体は、上記いずれか一の態様に係るスクラムジェットエンジンと、前記スクラムジェットエンジンの推力によって推進される機体部と、を備える。
【００２１】
この構成によれば、効率的に飛行することが可能な飛しょう体を提供することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、効率の向上したスクラムジェットエンジン、飛しょう体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の各実施形態に係る飛しょう体の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るスクラムジェットエンジンの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るランプ部の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るスクラムジェットエンジンの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係るランプ部を下流側から見た図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るランプ部の構成を示す平面図である。
【図７】図６におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係るランプ部の構成を示す平面図である。
【図９】本発明の第四実施形態に係るランプ部の構成を示す平面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線矢視断面である。
【図１１】本発明の第五実施形態に係る燃料噴射部を下流側から見た断面図である。
【図１２】本発明の第五実施形態に係る燃料噴射部、及びランプ部の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る飛しょう体１は、機体部２と、この機体部２に取り付けられたスクラムジェットエンジン３と、を備えている。
【００２５】
飛しょう体１は、主として超音速下で運航される輸送機械である。機体部２は、貨客等が搭載される機体本体４と、揚力を発生させるための主翼５と、飛しょう体１の進行方向を案内するための尾翼６と、を有している。スクラムジェットエンジン３は、超音速で飛行する飛しょう体１（機体部２）に推力を与えるための装置である。本実施形態では、１つのスクラムジェットエンジン３が、機体本体４の下部に取り付けられている。なお、スクラムジェットエンジン３の取り付けられる位置や個数は本実施形態によっては限定されず、設計や仕様に応じて適宜決定されてよい。また、飛しょう体１は、超音速状態に遷移するまでの間の推力を得るための他の推進装置を備えていてもよい。
【００２６】
図２に示すように、スクラムジェットエンジン３は、筒状をなすカウル７と、カウル７の内周面に形成された燃料噴射部８及びランプ部９と、を備えている。カウル７は、飛しょう体１の進行方向に延びている。進行方向から見たカウル７の内周面の断面形状は矩形をなしている。さらに、進行方向におけるカウル７の両端部はいずれも外部に開口されている。このうち、進行方向前方側の開口は、外部の空気を取り入れるための吸気口１０とされている。一方で、進行方向後方側の開口は、スクラムジェットエンジン３内で生成された燃焼ガスを排気するための排気口１１とされている。
【００２７】
カウル７の内周面（流路形成面７Ａ）によって囲まれる空間は、燃料噴射部８によって供給された燃料と空気との混合気を燃焼させるための燃焼流路１２とされている。すなわち、この燃焼流路１２内では、火炎を伴う燃焼領域が形成される。以降の説明では、燃焼流路１２から見て、上記の吸気口１０が位置する側を上流側、吸気側等と呼び、上記の排気口１１が位置する側を下流側、排気側等と呼ぶ。
【００２８】
上記の流路形成面７Ａをなす各面のうち、燃料噴射部８及びランプ部９が設けられる面は、流路底面７Ｂとされている。なお、ここで言う流路底面７Ｂとは、流路形成面７Ａのうち、機体部２から最も離間する側の面を指す。流路底面７Ｂの両側の端縁には、機体部２の高さ方向に延びる一対の流路側面７Ｓが接続されている。また、流路底面７Ｂと機体部２の高さ方向で対向する面は流路天面７Ｃとされている。この流路天面７Ｃは機体部２と一体に形成されている。以降の説明では、流路底面７Ｂと流路天面７Ｃとを結ぶ方向を「高さ方向」と呼び、一対の流路側面７Ｓ同士を結ぶ方向を「幅方向」と呼ぶ。
【００２９】
流路底面７Ｂは、上流側から下流側に向かって配列された上流部７１と、保炎部７２と、下流部７３と、を有している。上流部７１は、上流側から下流側に向かうに従って次第に流路天面７Ｃに近接するように傾斜している。保炎部７２には、流路底面７Ｂ（流路形成面７Ａ）から凹没するように形成された凹部１３が形成されている。より詳細には、この凹部１３は、流路天面７Ｃから離間する方向に凹没している。下流部７３は、上流側から下流側に向かうに従って次第に流路天面７Ｃから離間するように傾斜している。すなわち、上流部７１と下流部７３とでは、その傾斜方向が互いに反対である。これにより、上下流方向から見た燃焼流路１２の断面積は、吸気側から凹部１３に向かうに従って次第に減少するとともに、凹部１３から排気側に向かうに従って次第に増加している。
【００３０】
上流部７１には、上流側から下流側に向かって順に、ランプ部９と、燃料噴射部８と、が設けられている。ランプ部９は、燃焼流路１２内の空気の挙動を変化させることで空気と燃料との混合を促進するために設けられる。具体的にはランプ部９は、流路形成面７Ａ（流路底面７Ｂ）から流路天面７Ｃ側に向かって高さ方向に突出している。
【００３１】
図３に示すように、ランプ部９は４つの面によって形成されている。これら４つの面のうち、上流側を臨む面（凹曲面９１）は、上流側から下流側に向かうに従って流路底面７Ｂから離れるように曲面状に延びている。凹曲面９１の上流側の端縁は流路底面７Ｂに連続的に接続されている。すなわち、凹曲面９１と流路底面７Ｂとの間には段差等が形成されていない。さらに、凹曲面９１の幅方向の寸法は、上流側から下流側に向かうに従って次第に縮小している。すなわち、流路底面７Ｂに対する平面視で、凹曲面９１は上流側の端縁を下底とし、下流側の端縁を上底とする台形状をなしている。
【００３２】
ランプ部９の各面のうち、幅方向両側を臨む一対の面（側面９２）は、凹曲面９１における幅方向両側の端縁から流路底面７Ｂ側の端縁に向かって平面状に延びている。幅方向から見て、側面９２は三角形状をなしている。さらに、側面９２と流路底面７Ｂとが接する端縁は、上下流方向に平行に延びている。ランプ部９の各面のうち、凹曲面９１、及び一対の側面９２を除く残余の面は下流面９３とされている。下流面９３は、凹曲面９１の下流側の端縁から流路底面７Ｂ側の端縁に向かって平面状に延びている。
【００３３】
燃料噴射部８は、燃焼流路１２中に燃料を供給するための装置である。具体的には図４に示すように、燃料噴射部８は、ランプ部９の下流側であって、凹部１３の上流側の領域に設けられた一対の噴射ノズル１４を有している。それぞれの噴射ノズル１４は、内部に燃料が流通する流路である。噴射ノズル１４の開孔形状は円形である。噴射ノズル１４の一端は、流路底面７Ｂ上で幅方向に間隔をあけて開孔している。一方で、噴射ノズル１４の他端は、燃料を貯留するタンク、及びタンク中の燃料を圧送するための燃料ポンプ（いずれも図示省略）に接続されている。
【００３４】
本実施形態では、各噴射ノズル１４は、上記ランプ部９の側面９２と流路底面７Ｂとが交差する線の延長線上に設けられている。言い換えると、一対の噴射ノズル１４の中心点同士は、幅方向におけるランプ部９の寸法の分だけ互いに離間している。また、噴射ノズル１４はランプ部９の下流面９３から上下流方向に離間した位置に設けられている。上下流方向における一対の噴射ノズル１４の位置は互いに同一である。
【００３５】
続いて、上記のスクラムジェットエンジン３、及び飛しょう体１の動作について説明する。
飛しょう体１は、離陸後の加速を経て、超音速状態（一例として、マッハ５以上）に至る。超音速状態下では、スクラムジェットエンジン３に対して、吸気口１０を通じて超音速の空気流が連続的に流入する。
【００３６】
上記の状態で、燃料噴射部８は、空気流に対して燃料を供給する。この燃料が燃焼流路１２中で空気と混合されることで混合気が生成される。次いで、混合気に対して着火器（図示省略）による着火を施すことで、上記の燃焼流路１２中には、超音速燃焼を伴う燃焼領域が形成される。燃焼領域中では高温高圧の燃焼ガスが生成される。この燃焼ガスを上記の空気流とともに排気口１１から噴射することで、スクラムジェットエンジン３は機体部２に推力を与える。
【００３７】
ここで、スクラムジェットエンジン３では、外部の空気を超音速のまま燃焼器に取り入れ、燃料と混合した後、超音速燃焼させることで推力を発生する。すなわち、燃焼器内における空気の滞留時間が非常に短いため、燃焼火炎を保持するためには燃料と空気との混合を速やかに行う必要がある。
【００３８】
そこで、本実施形態に係るスクラムジェットエンジン３には、凹曲面９１を有するランプ部９が設けられている。この構成によれば、ランプ部９に凹曲面９１が形成されていることから、吸気側から燃焼流路１２内に取り入れられた空気が当該凹曲面９１に沿って流れる際にゲルトラー渦が形成される。ゲルトラー渦とは、凹型をなす曲面に沿って流体が流れる場合に、流体に働く遠心力によって当該曲面の表面近傍に形成される渦を指す。より具体的には図５に示すように、ランプ部９の凹曲面９１上では、上流側から下流側に向かって延びる複数のゲルトラー渦が形成される。同図中では、互いに旋回する方向が異なる一対の渦が三対（計６個）形成されている例を示している。
【００３９】
このゲルトラー渦は、凹曲面９１からさらに下流側に向かうに従って徐々に成長した後、燃料噴射部８（噴射ノズル１４）から噴射された燃料を引きちぎるようにして下流側に流れる。これにより、燃焼領域中における燃料と空気との混合が促進されるため、スクラムジェットエンジン３の効率を向上させることができる。
【００４０】
さらに、燃料噴射部８の下流側には上記の凹部１３が形成されている。この構成によれば、上流側から流れ込む空気の流れが、凹部１３によって捕捉されて該凹部１３内で再循環領域を形成する。再循環領域では、燃料と空気との混合が促進されて混合気が生成される。この混合気によって、燃焼領域中における保炎をより十分に行うことができる。
【００４１】
さらに、本実施形態に係るスクラムジェットエンジン３では、燃焼流路１２の断面積が、吸気側から凹部１３に向かうに従って次第に減少するとともに、凹部１３から排気側に向かうに従って次第に増加している。したがって、燃焼流路１２内における吸気側から凹部１３までの領域では、超音速で流通する空気の流速を下げることができる。これにより、ランプ部９及び燃料噴射部８による空気と燃料との混合を比較的長時間にわたって行うことができる。一方で、凹部１３から排気側までの領域では、燃焼によって生じた燃焼ガスの流速を上げることができる。これにより、スクラムジェットエンジン３の推力を確保するとともに、効率を向上させることができる。
【００４２】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について図６及び図７を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図７に示すように、本実施形態に係るランプ部９では、凹曲面９１に加えて、一対の側面９２も曲面状に形成されている点で上記第一実施形態とは異なっている。上下流方向から見て、これら側面９２は幅方向中央側に向かって凹没している。言い換えれば、これら側面９２は、上下流方向から見て、流路形成面７Ａ（流路底面７Ｂ）側から凹曲面９１側に向かうに従って、流路形成面７Ａから離れる方向に湾曲している。
【００４３】
このような構成によれば、凹曲面９１上でのゲルトラー渦の形成に加えて、側面９２上でも同様のゲルトラー渦を形成することができる。より具体的には、吸気側から燃焼流路１２内に取り入れられた空気がランプ部９の側面９２に沿って流れる際にゲルトラー渦が形成される。このゲルトラー渦は、下流側に向かうに従って徐々に成長した後、燃料噴射部８から噴射された燃料を引きちぎるようにして下流側に流れる。これにより、十分に発達した燃料と空気との混合を促進することができる。
【００４４】
［第三実施形態］
続いて、本発明の第三実施形態について図８を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図８に示すように、本実施形態では、ランプ部９の平面形状が上記各実施形態とは異なっている。具体的には、このランプ部９は、上流側から下流側に向かうに従って次第に先細りとなるように形成されている。言い換えると、流路形成面７Ａに直交する方向から見て（平面視で）、上下流方向に直交する方向（幅方向）におけるランプ部９の寸法が、上流側から下流側に向かうに従って次第に小さくなっている。さらに言い換えると、側面９２の流路底面７Ｂ側における一対の端縁は、凹曲面９１の幅方向両側における一対の端縁と同一の方向に延びている。また、上記の第二実施形態と同様に、凹曲面９１及び側面９２は曲面状に形成されている。
【００４５】
このような構成によれば、ランプ部９が上流側から下流側にかけて先細りとなっていることで、側面９２と流路形成面７Ａ（流路側面７Ｓ）との間に形成される空間は、上流側から下流側に向かうに従って幅方向に次第に拡大する。これにより、超音速下では当該空間を流通する空気の圧力をさらに下げることができる。すなわち、ランプ部９の両側を流通する空気の圧力を、ランプ部９の上面（凹曲面９１）を流通する空気の圧力に比べて小さくすることができる。この圧力差に基づいて、ランプ部９の下流側で強い渦を形成することができる。したがって、上述したゲルトラー渦に加えて、この渦が形成されることで、ランプ部９の下流側における空気と燃料との混合をさらに促進することができる。
【００４６】
［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態について図９及び図１０を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。これらの図に示すように、本実施形態では、ランプ部９は上記第三実施形態と同一の構成を有している一方で、燃料噴射部８は上記各実施形態とは異なる構成を有している。
【００４７】
より具体的には、本実施形態では噴射ノズル１４の延びる方向が上記各実施形態と異なっている。図１０に示すように、上下流方向から見て、これらの噴射ノズル１４は、他端から一端に向かうに従って互いに離間する方向に延びている。すなわち、各噴射ノズル１４の延びる方向は、流路形成面７Ａに対して直交することなく交差している。これにより、各噴射ノズル１４から噴射される燃料は、上下流方向から見て互いに離間する方向に向かう。
【００４８】
ここで、ランプ部９の側面９２上では、上述のゲルトラー渦が形成されている。このゲルトラー渦は、下流側から見て右側の側面９２上では時計回りに旋回し、左側の側面９２上では反時計回りに旋回する。すなわち、ランプ部９の下流側における流路形成面７Ａ上では、ゲルトラー渦を伴う空気の流れと、噴射ノズル１４から噴射された燃料の噴流とが互いに対向する。すなわち、空気と燃料とが正面衝突する。これにより、空気と燃料との混合をさらに促進することができる。
【００４９】
［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態について図１１を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。同図に示すように、本実施形態では、ランプ部９は上記第三実施形態と同一の構成を有している一方で、燃料噴射部８は上記各実施形態とは異なる構成を有している。
【００５０】
より具体的には、本実施形態では各噴射ノズル１４の内周面にねじ溝Ｔが形成されている。さらに、一対の噴射ノズル１４同士では、ねじ溝Ｔの旋回する方向が互いに異なっている。下流側から見て左側に位置する噴射ノズル１４の内周面には、右ねじ溝ＴＲが形成されている。一方で、下流側から見て右側に位置する噴射ノズル１４の内周面には、左ねじ溝ＴＬが形成されている。なお、右ねじ溝ＴＲとは、噴射ノズル１４を一端側（流路形成面７Ａ上の開孔側）から見た場合に、一端側から他端側に向かうに従って時計回りに旋回する溝である。反対に左ねじ溝ＴＬとは、噴射ノズル１４を一端側から見た場合に、一端側から他端側に向かうに従って反時計回りに旋回する溝である。
【００５１】
このような構成によれば、図１２に示すように、噴射ノズル１４から噴射される燃料は、ねじ溝Ｔによって形成された渦を伴って下流側に流れる。より詳細には、燃料を含む渦（図１２中の鎖線矢印）は、噴射ノズル１４の一端から流路形成面７Ａに直交する方向に向かって燃焼流路１２内に流れ出た後、該燃焼流路１２内を流通する空気と合流することで次第に下流側に向かって向きを変える。
【００５２】
このように、本実施形態では、噴射ノズル１４の内周面にねじ溝Ｔが形成されるとともに、各噴射ノズル１４におけるねじ溝Ｔの旋回方向が互いに異なっている。より具体的には、下流側から見て左側に位置する噴射ノズル１４の内周面には、右ねじ溝ＴＲが形成されている。下流側から見て右側に位置する噴射ノズル１４の内周面には、左ねじ溝ＴＬが形成されている。
【００５３】
他方で、下流側から見てランプ部９の左側に位置する側面９２上では反時計回りに旋回するゲルトラー渦が形成され、右側に位置する側面９２上では時計回りに旋回するゲルトラー渦が形成される。すなわち、図１１に示すように、燃料噴射部８の下流側では、燃料を含む渦（図１１中の鎖線矢印）と、ランプ部９によって形成されたゲルトラー渦（図１１中の実線矢印）とが互いに対向する方向に旋回している。したがって、ランプ部９によって形成された渦と、噴射ノズル１４によって形成された渦とが互いに衝突するため、空気と燃料との混合をさらに促進することができる。
【００５４】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して説明した。なお、上記の各実施形態で示した構成は一例であって、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて上記の構成に種々の変更を加えることが可能である。
【００５５】
例えば、上記の各実施形態では、流路底面７Ｂ上に保炎部７２としての凹部１３が形成されている例について説明した。しかしながら、保炎部７２としては他の構成を有する装置を用いることが可能である。
【００５６】
また、上記の各実施形態では、流路底面７Ｂ上にのみ、ランプ部９、燃料噴射部８が設けられている例について説明した。しかしながら、流路底面７Ｂ以外の面（流路天面７Ｃ、流路側面７Ｓ）に他のランプ部９、燃料噴射部８が設けられていてもよい。すなわち、流路形成面７Ａの周方向に間隔をあけて複数のランプ部９、燃料噴射部８が配列される構成を採ることも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１…飛しょう体
２…機体部
３…スクラムジェットエンジン
４…機体本体
５…主翼
６…尾翼
７…カウル
７Ａ…流路形成面
７Ｂ…流路底面
７Ｃ…流路天面
７Ｓ…流路側面
８…燃料噴射部
９…ランプ部
１０…吸気口
１１…排気口
１２…燃焼流路
１３…凹部
１４…噴射ノズル
７１…上流部
７２…保炎部
７３…下流部
９１…凹曲面
９２…側面
９３…下流面
Ｔ…ねじ溝
ＴＬ…左ねじ溝
ＴＲ…右ねじ溝
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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