(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼試験に供するラムジェットエンジンのインテーク開口部を遮蔽するインテーク遮蔽装置において、上記インテーク遮蔽装置が矩形のフレームと、上記フレーム内を走行することにより、インテーク開口部を閉止状態から開口状態に切替える遮蔽板と、上記遮蔽板を走行させるアクチュエータとを有し、上記遮蔽板が、インテーク開口部閉止時に高速気流を遮蔽する奥板と、上記奥板の両側に、該奥板に遮蔽された高速気流を定められた偏向方向にガイドする側板とを有する遮蔽板であることを特徴とするインテーク遮蔽装置。
【請求項２】
請求項１記載のインテーク遮蔽装置において、前記アクチュエータが、油圧アクチュエータであることを特徴とするインテーク遮蔽装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のインテーク遮蔽装置において、上記アクチュエータと上記遮蔽板の間には、アクチュエータの動作を遮蔽板に伝達するためのワイヤーロープ及び滑車が介在しており、上記遮蔽板と上記フレームの間には、インテーク開口部閉止時には上記遮蔽板を上記フレームに拘束しているが、上記遮蔽板が走行開始する際には前記拘束を解除する拘束手段が介在しており、上記フレームには、インテーク開口部開口時に、上記遮蔽板がダンパーを介して上記フレームに押し付けられるよう、ダンパーが備えられていることを特徴とするインテーク遮蔽装置。
【請求項４】
ブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験装置において、請求項１ないし３のいずれかに記載のインテーク遮蔽装置を備えたことを特徴とするブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験において、ブースタ燃焼終了までインテーク入口開口部を閉止し、高速気流を遮蔽するインテーク遮蔽装置及び、インテーク遮蔽装置を備えたブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験における、ブースタ燃焼終了時前後の高速気流の処理方法、すなわちブースタ燃焼状態から、ブースタ燃焼が終了してエンジン燃焼室とインテークの間に設けられた仕切板（「ポートカバー」という）が破砕され、ラムジェットエンジン本体に高速気流が導入された状態になる際の、インテークに吹き付けられる高速気流の処理方法は、次のような方法であった。
【０００３】
第一にはインテーク開口部を開口状態にしたままでポートカバー破砕前から高速気流をインテークに吹き付け続ける方法である。
【０００４】
第二には、図４に示すように、インテーク開口部に実機同様の蓋４１を取り付け、エンジン全体もしくはインテーク部に高速気流が吹き付けられている中で、上記蓋４１を火工品４２により取り除く方法である。
【０００５】
第三には、図５に示すように、燃焼試験開始時は、高速気流噴射口５１から離れたところに供試体（インテーク２及びエンジン本体１）を設置しておいて、ブースタ燃焼終了時に供試体全体を高速気流噴射口５１に向かって移動する方法である。
【０００６】
第四には、図６のように、高速気流４の流れる方向を弁操作により切替える方法であり、ブースタ燃焼中は、高速気流遮断弁６３を閉、高速気流放出弁６４を開にし、インテーク２に影響を与えない位置に開口する高速気流放出口６２から高速気流を放出し、ブースタ燃焼終了時に高速気流遮断弁６３を開、高速気流放出弁６４を閉にして、高速気流４をインテーク２に導入する方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験における前記従来技術の方法では、次に述べるような問題点があった。
【０００８】
インテーク開口部を開口状態にしたままでポートカバー破砕前から高速気流をインテークに吹き付け続ける前述第一の方法では、インテーク入口開口部からポートカバーまでのインテーク内で低周波の気柱振動が発生し、実機とは異なる振動がエンジン本体に加わり、エンジンに悪影響を与える事がある。
【０００９】
実機同様の蓋を、実機同様に火工品によって取り除く前述第二の方法では、外れて飛んだ蓋により周辺の機器・装置を破損しかねず、危険でもある。
【００１０】
また、供試体全体をブースタ燃焼終了時に高速気流噴射口に向かって移動する前述第三の方法は、計測機器や制御機器に接続された供試体を短時間に移動させなければならず、大掛かりな移動手段を必要とし、ケーブル切断や、移動時の衝撃や振動によるトラブル発生が心配される。
【００１１】
弁操作により高速気流の方向を切り替える前述第四の方法では、切替え用大口径弁の作動に要する時間と、開いた弁からインテーク入口までの間の気流速度が定格に達するまでに要する時間の短縮が困難なため、ブースタ燃焼終了からインテークへ高速気流が流入するまで、試験が実機を模擬しているとは言い難いほど時間がかかり過ぎていた。
【００１２】
本発明の目的は、このような問題点を解決するため、インテーク内での気柱振動の発生を防止し、周辺装置を破損する危険を伴う火工品を使用することなく、ブースタ燃焼終了時に実機を模擬した状態で高速気流をインテークに導入するための装置と、該装置を備えたブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、燃焼試験に供するラムジェットエンジンのインテーク開口部を遮蔽するインテーク遮蔽装置において、上記インテーク遮蔽装置が矩形のフレームと、上記フレーム内を走行することにより、インテーク開口部を閉止状態から開口状態に切替える遮蔽板と、上記遮蔽板を走行させるアクチュエータとを有し、上記遮蔽板が、インテーク開口部閉止時に高速気流を遮蔽する奥板と、上記奥板の両側に、該奥板に遮蔽された高速気流を定められた偏向方向にガイドする側板とを有する遮蔽板であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明では、前記アクチュエータが、油圧アクチュエータであることを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明では、上記アクチュエータと上記遮蔽板の間には、アクチュエータの動作を遮蔽板に伝達するためのワイヤーロープ及び滑車が介在しており、上記遮蔽板と上記フレームの間には、インテーク開口部閉止時には上記遮蔽板を上記フレームに拘束しているが、上記遮蔽板が走行開始する際には前記拘束を解除する拘束手段が介在しており、上記フレームには、インテーク開口部開口時に、上記遮蔽板がダンパーを介して上記フレームに押し付けられるよう、ダンパーが備えられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４の発明では、ブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験装置が、請求項１ないし３のいずれかに記載のインテーク遮蔽装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明のインテーク遮蔽装置は、図３（ｃ）に示すように、燃焼試験に供するラムジェットエンジンのインテーク開口部２ａまたは開口部２ａ近傍に設置され、ブースタ燃焼中は同図（ａ）に示すように、その遮蔽板５がインテーク開口部２ａを閉止して高速気流４がインテーク２内に流入するのを遮蔽し、ブースタ燃焼終了時には高速気流４をインテーク２内に導入するため、同図（ｂ）に示すようにインテーク開口部２ａを開口状態にするインテーク開口部２ａの遮蔽装置であって、ブースタ燃焼終了から実機と同程度の時間でインテーク２内に高速気流４を導入することができる引き戸式の遮蔽装置である。
【００１８】
以下に、本発明のインテーク遮蔽装置の実施の一形態について、図１及び図２により詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態によるインテーク遮蔽装置は概略、矩形のフレーム１１と，前記フレーム１１内を引き戸式に走行する遮蔽板５と、遮蔽板５をワイヤーロープ８を介して駆動する油圧アクチュエータ６と、から構成されている。
【００１９】
遮蔽板５の構造を図２に示す。遮蔽板５は、高速気流４を遮蔽し、高速気流の方向を変化させるための遮蔽板本体部分１６と、遮蔽板５がフレーム１１内を滑らかに走行するために、遮蔽板本体部分１６の上下両端に固定された２台の台車２２，２３からなる。
【００２０】
遮蔽板本体部分１６は、インテーク開口部２ａを塞ぎ、高速気流４を遮蔽する長方形の奥板２０と、奥板２０の両側に取り付けられ、三角形状をした２枚の側板２１からなる。前記３枚の板２０、２１、２１は、三角柱の外面から長方形側面２枚を取り外した形状に構成され、２枚の側板２１が三角柱の両底面、奥板２０が三角柱の側面の１枚に相当し、三角柱の側面の２枚が欠落している形状である。側板２１は、奥板２０より高速気流４の上流側に位置するよう奥板２０の両側へ固定され、また遮蔽板５の上流側で高速気流の乱れが激しくならないよう、側板２１の高速気流上流側端２１’は、ナイフエッジ状に鋭利な前縁となっている。
【００２１】
２台の台車２２、２３のそれぞれの両端には、車輪２６がピン２７によって回転自在に取り付けられており、一方の台車２２は遮蔽板本体部分１６の上方で、奥板２０に固定され、他方の台車２３は、遮蔽板本体部分１６の下方で、側板２１の奥板２０に接していない頂点を、奥板２０と平行に結ぶように２枚の側板２１に固定されている。
【００２２】
上側の台車２２は、遮蔽板本体部分１６に固定されたブロック１７と、車輪２６をピン２７によって回転自在に取り付けた２つの台座２４からなり、上記２つの台座２４は、図の上下方向に摺動可能であるよう、上記ブロック１７の左右両側に嵌合され、フレーム１１内を遮蔽板５が走行する際の上下方向のクリアランスを調整し、遮蔽板５の滑らかな走行が可能になる位置で台座２４をブロック１７に固定するよう、左右それぞれの台座に２本づつのボルト２５が備えられている。
【００２３】
遮蔽板５は、図１に示すように油圧アクチュエータ６の駆動によりフレーム１１内を横方向に走行する。遮蔽板５の駆動装置には、電動アクチュエータ等種々の駆動装置が考えられるが、可能作動ストロークの長大さ、応答速度の早さと、伝達力の大きさから油圧アクチュエータが適当である。油圧アクチュエータ６は、ワイヤーロープ８及び滑車７を介して遮蔽板５に接続されている。油圧アクチュエータ６が直接に遮蔽板５を駆動する構成では、油圧アクチュエータ６の設置位置が遮蔽板の走行方向と同軸上に限定されるが、油圧アクチュエータ６と遮蔽板５の間にワイヤーロープ８と滑車７を介在させることによって、油圧アクチュエータ６の設置位置の自由度は高まり、遮蔽板５の走行方向と同軸上に限られることがなくなる。図１で示す本実施例では、滑車７は１つであるが、複数の滑車を使用すると、油圧アクチュエータ６の設置位置の自由度は極めて高まる。
【００２４】
遮蔽板５の走行方向と平行なフレーム１１の２辺には、遮蔽板５の台車２２及び２３を両側から挟み込むように遮蔽板押え１２ａ及び１２ｂが取り付けられている。遮蔽板５の台車２２、２３はフレーム１１と遮蔽板押え１２ａ、１２ｂとが構成する溝の中を走行する。
【００２５】
遮蔽板５はブースタが燃焼中は、インテーク開口部２ａを遮蔽している状態でフレーム１１に固定されていなければならないが、遮蔽板５は、その前記ワイヤーロープ８取り付け側の反対側を、ストッパーピン１４と２本のボルト１５によって、フレーム１１に固定されている。ストッパーピン１４は、遮蔽板５が高速気流によって受ける力により生じる張力では切断しないが、油圧アクチュエータ６が発生する張力に比べればはるかに小さい一定以上の張力によって容易に切断されるようにくびれ部分を有し、両端にボルト穴があけてある。
【００２６】
フレーム１１の、ストッパーピン１４が取り付けられているのと反対側の辺の内側には、ダンパ１３が取り付けられている。ダンパ１３は、遮蔽板５が走行してインテーク開口部２ａを開口した際のフレーム１１への衝突の衝撃を和らげ、また、走行後の遮蔽板５が高速気流４により大きく振動しないよう、走行終了後も油圧アクチュエータ６と遮蔽板５を結ぶワイヤーロープ８に張力を持たせる作用を有する。即ち、油圧アクチュエータ６の作動終了後の遮蔽板５停止位置が、ダンパ１３を多少押し縮める位置になるようワイヤーロープ８の長さまたは油圧アクチュエータ６の作動範囲を調節することにより、遮蔽板５はダンパ１３に押し付けられて振動しにくくなる。なお、本実施形態では、ダンパ１３には、２片の金属ブロックにワイヤーをコイル状に通したワイヤーロープダンパが使用されている。
【００２７】
以上記述したように構成されたインテーク遮蔽装置３は、遮蔽板５の奥板２０がインテーク開口部２ａの前縁と平行になるように燃焼試験装置に設置される。
なお、本実施の形態では、インテーク遮蔽装置３は、遮蔽板５が横に走行するように取付けた場合で説明したが、遮蔽板が縦方向に走行するように取付ける実施の形態も可能である。
また、インテーク開口部２ａ閉止時に遮蔽板５をフレーム１１に拘束する手段として、本実施の形態ではストッパーピン１４をボルト１５で固定する方法を採用したが、油圧アクチュエータ６による張力で容易に切断する強度の部材であれば、細いワイヤー、ボルト、あるいは金属薄片等で固定してもよい。
さらに、ダンパ１３に、本実施の形態ではワイヤーロープダンパを使用しているが、厚板ゴム製のダンパあるいはコイルバネ、板バネ等、さまざまな弾性部材に替える事が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験において、ブースタ燃焼終了までインテーク入口開口部を閉止して高速気流を遮蔽する、トラブルの発生が少ないコンパクトなインテーク遮蔽装置を提供することにより、エンジン本体に実機とは異なる振動を与えるインテーク内気柱振動の発生を防止し、周辺装置を破損する危険がある火工品を使用せず、しかも、ブースタ燃焼終了から実機と同程度の時間でインテーク内に高速気流を導入することができる。
また、遮蔽板奥板の両側に側板を有して、高速気流を下流側にスムーズに流すようガイドできる。
【００２９】
請求項２記載の発明によれば、油圧アクチュエータの採用により、可能作動ストロークの長大さ、応答速度の早さと、伝達力の大きさを得ることができる。
【００３０】
請求項３記載の発明によれば、アクチュエータと遮蔽板の間にワイヤーロープと滑車を介在させることによって、アクチュエータの設置位置の自由度を高め、ラムジェットエンジン燃焼試験装置をコンパクトにすることができる。
また、インテーク開口部閉止時には、容易に切断可能なストッパーピン等の拘束手段により遮蔽板をフレームに拘束することにより遮蔽板が高速気流の衝突によって大きく振動する事を防止でき、また、インテーク開口部開口後には、遮蔽板がダンパを介してフレームに押し付けられることにより、遮蔽板が高速気流の衝突によって大きく振動する事を防止できる。
【００３１】
請求項４記載の発明によれば、ブースタ内装式ラムジェットエンジンの燃焼試験において、周辺装置の破損等トラブルの発生が少ないコンパクトなインテーク遮蔽装置をラムジェットエンジン燃焼試験装置に備えることにより、ブースタ燃焼終了までインテーク入口開口部を閉止、高速気流を遮蔽して、エンジン本体に実機とは異なる振動を与えるインテーク内気柱振動の発生を防止し、しかも、ブースタ燃焼終了から実機と同程度の時間でインテーク内に高速気流を導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインテーク遮蔽装置の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示したインテーク遮蔽装置を構成している遮蔽板を、インテーク開口部閉止時の高速気流の流れ方向を表す白抜き矢印と共に示した斜視図である。
【図３】本発明の実施の一形態によるインテーク遮蔽装置を示す説明図で、図３（ａ）はインテーク開口部を閉止している状態を、高速気流上流側から見て表した模式図、図３（ｂ）はインテーク開口部を開口状態にしている状態を、高速気流上流側から見て表した模式図、図３（ｃ）は燃焼試験に供するラムジェットエンジンのインテーク開口部に取付けられた状態を示す模式的側面図である。
【図４】従来の火工品使用インテーク遮蔽装置を示す模式的側面図である。
【図５】ブースタ燃焼終了時に供試体全体を高速気流噴射口に向かって移動する従来方法を示す模式的側面図で、（ａ）はブースタ燃焼中の位置、（ｂ）はブースタ燃焼終了後の位置を示している。
【図６】弁操作により高速気流を切り替える従来方法を示す模式的側面図である。
【符号の説明】
１  ラムジェットエンジン本体（燃焼器等）
２  インテーク
３  インテーク遮蔽装置
４  高速気流
５  遮蔽板
６  油圧アクチュエータ
７  滑車
８  ワイヤーロープ
１１  フレーム
１２ａ，１２ｂ  遮蔽板押え
１３  ダンパ
１４  ストッパーピン
１５  ボルト
１６  遮蔽板本体部分
２０  奥板
２１  側板
２１’  側板２１の高速気流上流側端
２２  台車
２３  台車
２４  台座
２５  ボルト
２６  車輪
２７  ピン
４１  蓋
４２  火工品
５１  高速気流噴射口
６１  高速気流噴射口
６２  高速気流放出口
６３  高速気流遮断弁
６４  高速気流放出弁
【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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