(57)【要約】【課題】制御フラップ間のずれを収容するのに十分な可撓性のある従動フラップ構造を提案する。【解決手段】可変断面ターボマシンノズルにおいて、固定手段３４によって従動フラップが保持される隣接する制御フラップ間に介在される、複数の可撓性従動フラップが提供されており、各従動フラップは、サポートシート３２に並んで搭載されている複数の別個の横方向ボックス３０を備えており、ボックスは、その長手方向縁を介して相互に接触しており、またサポートシートの長手方向縁と係合している横方向縁を介してサポートシートに保持されており、長手方向縁は、隣接する制御フラップを担持するためのそれぞれの担持ゾーンを画定している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定手段（３４）によって保持される２つの隣接する制御フラップ（１２、１４）間に介在された、可変断面ターボマシンノズル用の可撓性従動フラップ（１６）であって、サポートシート（３２）に並んで搭載される複数の別個の横方向ボックス（３０）を備えており、ボックスが、隆起した長手方向縁（３０Ａ）を介して相互に接触しており、またサポートシートの長手方向縁（３２Ａ）と係合される横方向縁（３０Ｂ）によってサポートシートに保持されることを特徴とする、可撓性従動フラップ。
【請求項２】
ボックスの側方縁と係合しているサポートシートの前記長手方向縁が、隣接する制御フラップを担持するためのそれぞれの担持ゾーンを画定することを特徴とする、請求項１に記載の可撓性従動フラップ。
【請求項３】
サポートシートの前記長手方向縁が、横方向ボックスを適所に保持するための保持ノッチを含み、各ノッチが、２つの隣接するボックスの隆起した長手方向縁の端を受容することを特徴とする、請求項１に記載の可撓性従動フラップ。
【請求項４】
前記複数の横方向ボックスの中の１つのボックス（３８）はさらに、従動フラップを静止位置に保持するための横方向ホルダストリップ（３６）を備えていることを特徴とする、請求項２または３に記載の可撓性従動フラップ。
【請求項５】
前記ホルダストリップが、前記横方向ボックスの長手方向縁（３０Ａ）から径方向に延びる短いアップライト（３８Ｂ）の末端横方向アーム（３８Ｃ）を構成することを特徴とする、請求項４に記載の可撓性従動フラップ。
【請求項６】
前記横方向ボックスが、従動フラップの端部横方向ボックスであることを特徴とする、請求項４または５に記載の可撓性従動フラップ。
【請求項７】
前記サポートシートが、比較的可撓性でありかつ高温に耐える材料からなる金属プレートによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性従動フラップ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の複数の可撓性従動フラップを含むことを特徴とする、可変断面ターボマシンノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボマシン用の可変断面ノズルの分野全般に関し、より具体的にはフラップリングによって構成されているノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変断面ターボマシンノズル１０用の従来のアーキテクチャが、図７に示されている。そのタイプのアーキテクチャにおいて、フラップリングからなる可変断面ノズルは、制御フラップ１２、１４と従動フラップ１６の双方を備えていることが知られている。
【０００３】
制御フラップは、ターボマシンエンジン（すなわち、ノズルが収束専用ノズルであるか、収束／分岐ノズルであるかによって、１つまたは複数の排気部）を介して、１次流のプロファイルを修正するように、制御手段によって直接作動される。目的の構成に応じて、制御手段は、例えば、多少とも実施が複雑なレバー２０と旋回リンクフォーク２２との結合、またはカムおよびカム従動ホイールを有するリングに結合される制御アクチュエータ１８を備えている。
【０００４】
従動フラップは、制御フラップ内に径方向に配置され、その長手方向縁の一方の側で隣接する制御フラップを担持することによって、ノズルの動作中に、その貫通部のサイズに関わらず、（このような従動フラップは、またシーリングフラップとして知られている理由である）１次流の連続性（およびシーリング）を提供するように作用する。
【０００５】
制御手段、とりわけ結合の正確さに応じて、多少目だった変形が、動作中に現れ、種々の制御フラップの偏向における、すなわちこれらの制御フラップがエンジン軸に対してなす角度間の相当のずれを招く。
【０００６】
これは、（ノズル軸に平行な）その２つの長手方向縁が、同一平面上にない支持ラインで担持する必要がある従動フラップに、（屈曲／捩れにおける）相当の応力をもたらす。不都合にも、従動フラップは、とりわけ図７の例に示されているように従動フラップが短くかつ単一片として形成されている場合には、隣接する制御フラップの両方を担持するために十分に変形することができず、カンチレバーアウト（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｅｄ−ｏｕｔ）現象が、従動フラップの各々と関連して生じ、１次流からの側方漏れ２６を招き、ターボマシンの空力性能を低下させる（図８）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、制御フラップ間のずれを収容するのに十分な可撓性のある従動フラップ構造を提案することによって、これらの欠点を軽減することである。本発明の別の目的は、圧力および温度に関して、それでもなお高負荷に耐えられる可撓性従動フラップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの目的は、固定手段によって保持される２つの隣接する制御フラップ間に介在される、可変断面ターボマシンノズル用の可撓性従動フラップによって達成され、フラップは、サポートシートに並んで搭載されている複数の別個の横方向ボックスを備えており、ボックスは、その隆起した長手方向縁を介して相互に接触しており、サポートシートの長手方向縁と係合される横方向縁によってサポートシートに保持されていることを特徴とする。
【０００９】
この具体的構造によって、フラップ間の漏れは、応力に関連する変形の際に、ほぼ完全に排除される。フラップの寿命は長くなり、その製造コストは削減される。
【００１０】
ボックスの側方縁と係合しているサポートシートの長手方向縁は、隣接する制御フラップを担持するためのそれぞれの担持ゾーンを画定し、またそれら長手方向縁は、横方向ボックスを適所に保持するための保持ノッチを含んでおり、各ノッチは、２つの隣接するボックスの隆起した長手方向縁の端を受容する。
【００１１】
有利には、前記複数の横方向ボックスの中の１つのボックスはさらに、従動フラップを静止位置に保持するための横方向ホルダストリップを備えている。ホルダストリップは、前記横方向ボックスの長手方向縁から径方向に延びる短いアップライトの末端横方向アームを構成している。
【００１２】
好ましくは、横方向ボックスは、従動フラップの端部横方向ボックスであり、サポートシートは、比較的可撓性があり、かつ高温に耐える材料からなる金属プレートによって構成されている。
【００１３】
本発明はまた、明記されているような複数の可撓性従動フラップを含む、可変断面ターボマシンノズルを提供する。
【００１４】
本発明の特徴および利点は、表示によってかつ添付の図面を参照してなされる、以下の非制限的な説明を読めばより分かるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明に従った従動フラップ構造の斜視図である。このフラップは、その変形能力ゆえに「可撓性」があると言われ、熱いガス流に対するシーリングを提供するために作用するサポートシート３２に、並んで保持されている複数の別個のボックス３０を備えている。従動フラップは、２つのホルダストリップを介して２つの隣接する制御フラップに接続されており、上流側ストリップ３４は、実質的にその理論ヒンジ軸に配置されて従動フラップをノズルに位置づけるように作用し、下流側ストリップ３６は、その理論ヒンジ軸から離れたその自由端に実質的に配置されて、その静止位置（エンジンが止まっている）にフラップを保持するように作用する。
【００１６】
各ボックス３０は、ボックスに対する強化機能を実行するために隆起した、（ボックスの長手方向に延びている）２つの長手方向縁（すなわちフランジ）３０Ａと、その上に折畳まれて、シーリングシートと係合されるように作用する２つの横方向縁３０Ｂ（短辺）とを有する矩形である。
【００１７】
これらのボックス数とその剛性は、ノズルに望まれている特徴に応じ、とりわけこれらは、フラップに作用する圧力および温度と、その寸法と、使用されている材料と、占められるカンチレバーと、ボックスの長手方向縁の端が、制御フラップを干渉しないことを保証できる高さとに応じて最適化される。
【００１８】
有利には、端部ボックス３８（すなわち、従動フラップの自由端に配置されているボックス）は、従動フラップの下流側ホルダストリップ３６を含んでいる。これを実行するために、このボックスの最外長手方向縁３８Ａは、ノズルに対して径方向外側に延びる短い垂直アップライト３８Ｂによってその中央に延長されており、かつホルダストリップを構成する横方向アーム３８Ｃによって終端されている。このホルダアームは、従動フラップの幅よりも長い長さであり、その２つの端３８Ｄは、従動フラップの一方の側で２つの制御フラップと接触することができる。
【００１９】
シーリングシートは、（１０００℃より高い）高温に耐える比較的可撓性がある材料からなる金属プレートによって構成されており、シーリングシートは、矩形であり、２つの制御フラップ間で占められる空の空間に一致する寸法である。より正確には、従動フラップは、前記空の空間よりも長い幅であり、従動フラップが制御フラップを担持するゾーンに対応する２つの長手方向縁の各々において、それぞれの重複ゾーンを作成する。
【００２０】
シーリングシートの長手方向縁３２Ａは、ボックス３０の折畳まれた側方縁３０Ｂを受容するように湾曲しており（上向きになっており）、２つの隣接するボックスの長手方向縁３０Ａの端を受容するために均一に間隔があけられているノッチ３２Ｂを含むことによって、それらを共に保持している。従って前記ボックスの剛性を提供する２つの隣接するボックスの連続する長手方向縁３０Ａは、相互に自由にスライドする。
【００２１】
このフラップ構成によって、機能を完全に切り離すことができる。第１にボックスは、フラップの構造を構成し、圧力に機械的に耐える能力を提供する。フラップが捩れると、ボックスは、相互に対して移動する一方で、それ自体極めてわずかな変形を受ける。従ってフラップに対して変位を強いることだけでは、ボックスにおいて実際には全く応力を生じない。第２に、シートは、ボックス間のシーリングを提供するためにだけ作用し、エンジンを介して流れるストリームの形状を改善する。シートは、また構造的役割を果たすことなく、縁に沿ってボックスを共に保持するように作用する。
【００２２】
従動フラップは、例えば少なくとも１つのねじ４０によってシーリングシート３２に固定されている上流側ホルダストリップ３４によって、一方の側において２つの制御フラップに対して配置されている。非制限的な示されている例において、このホルダストリップは、クランプなど、その一方の側が、シーリングシートの一方の端に溶接されており、他方の側が、従動フラップの第１のボックス４４の長手方向縁４４Ａの一方を担持している、ブリッジ形成金属サポート４２に固定されている。当然、フラップをノズルに迅速に設置可能な任意の他の分離可能な手段を、想定することができる。
【００２３】
図２は、従動フラップに隣接している２つの制御フラップの一方に、従動フラップが取り付けられている様子を示している。これは、第１に、（回転および長手方向の並進における）２つの自由度によって依然として移動可能であるのに対して、側方の変位を制限するために、上記端の一方の側で制御フラップの外側長手方向縁に配置されている２つのラグ４６間の適所に保持されている円筒形スタッドを有する各端３４Ａを備える、コートハンガのように湾曲している上流側ホルダストリップ３４を介して（すなわちノズルの軸に沿って）行われ、第２に、対応する制御フラップの外側長手方向縁にその端３６Ａが静止しているにすぎない下側流ホルダストリップ３６を介して行われる。この構成によって、ボックスは、シーリングシートを完全に支持し、フラップは大きな力に耐えられる。
【００２４】
図３Ａおよび図３Ｂは、従動フラップを組み立てる際の種々のステップを示している。ボックスは、ボックスの折重ねられた縁と隆起した縁とを形成するために折畳まれているシートメタルプレートから個々に形成されており、端部ボックスは、下流側ホルダストリップ３６を含むように成形されている。シーリングシートはそれ自体、その長手方向縁が切り込みを入れられて、フラップを形成する種々のボックスを受容および案内するために折畳まれているシートメタルのプレートから形成されている。これらのボックスが、金属シート上に１つずつスライドされると、種々のボックスの長手方向縁の端は、ノッチによって位置合わせされ、シートの長手方向縁は、図３Ｂに示されているように、さらにボックスが適切に固定されることを保証するために折重ねられる。アセンブリは、２つの制御フラップ間に搭載可能であり、フラップは、上流側ホルダストリップを順次所定の位置におくことによって相互に固定されている。
【００２５】
本発明の可撓性従動フラップの動作を、フラップが受ける変形を示す（湾曲したホルダストリップは、理解を容易にするために省略されている）、図４から図６を参照して以下に説明する。ノズルを介して排出された熱いガスからの圧力の作用によって、従動フラップは、隣接する制御フラップに対するその担持表面がずれているために、変形する。一方の側で、従動フラップは、直線状の支持ライン５０に沿って制御フラップを担持するのに対して、他方の側で、ずれているもう一方の制御フラップ５２との接触を維持するために、ボックスは相互に対して移動する。ボックスは、圧力に耐えるのに十分剛性であり、シーリングシートによって適所に保持されている。このシートは可撓性があるため、排気ストリームが滑らかな空力プロファイルを有することを保証するために、フラップのボックスを可能なかぎり緊密に押圧するように、移動部品およびラップの動きを追跡する。従って、可撓性フラップが受ける必要のある変形は、移動部品（ボックス）間の小さな変位を累積することによって得られるため、変形による応力の発生を回避することができる。フラップの寿命は、それに応じて改良される。
【００２６】
従って本発明の可撓性従動フラップは、ボックス間の変位を容易にして、フラップの部品の応力を回避する。それは、ボックスが並置されていて、接触したまま相互に自由に移動可能であるからである。シーリングシートは、その長手方向縁に沿ってのみ保持されている。高圧力を受けるため、各ボックスは、隣接するフラップを担持することができ、シート自体は軽い負荷を受け、ボックスに押し付けられる。
【００２７】
従って、この構造は、（ボックスによる）屈曲強度または断面二次モーメントと、（シーリングシートによる）可撓性とに対する２つの対立する要件を満たし、圧力に耐えかつシーリングを提供するという機能は切り離されている。これはボックス間の相対的変位（応力は生じない）と、強いられている変位に起因する機械的応力のレベル（フラップは捩れている）との間の良好な妥協を達成する。従ってこの構造は、両方とも短い収束部分を備えており、かつ分岐部分をも具備している可変断面ノズルへの適用にとりわけ適している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の可撓性従動フラップを示す斜視図である。
【図２】可変断面ノズルの制御フラップを担持する図１の可撓性従動フラップを示す斜視図である。
【図３Ａ】図１の可撓性従動フラップの分解図である。
【図３Ｂ】図１の可撓性従動フラップの詳細を示している。
【図４】図１の可撓性従動フラップの動作時の変形を示す図である。
【図５】図１の可撓性従動フラップの動作時の変形を示す図である。
【図６】図１の可撓性従動フラップの動作時の変形を示す図である。
【図７】従来の可変断面ノズルの断片斜視図である。
【図８】図７のノズルに存在するフラップ間の漏れを示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  可変断面ターボマシンノズル
１２、１４  制御フラップ
１６  可撓性従動フラップ
３０  横方向ボックス
３０Ａ、３２Ａ、４４Ａ  長手方向縁
３０Ｂ  側方縁
３２  サポートシート
３２Ｂ  ノッチ
３４  固定手段
３４Ａ、３８Ｄ  端
３６  横方向ホルダストリップ
３８Ａ  最外長手方向縁
３８Ｂ  短いアップライト
３８Ｃ  端部横方向アーム
４２  ブリッジ形成金属サポート
４４  第１のボックス
５０  支持ライン
５２  制御フラップ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【外国語明細書】
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