(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
方向づけ可能な構造体（１２）によって支持される収縮フラップ環（２１）を含み、方向づけ可能な構造体（１２）が、軸Ｘに位置する固定中心Ｏの周りを傾動可能であるように軸Ｘの排気カバー（２）の下流端に取り付けられており、方向づけ可能な構造体（１２）を傾動させて収縮フラップの排気断面（Ａ８）を調整するための手段が設けられており、方向づけ可能な構造体（１２）が、中間リング（９）により排気カバー（２）の下流端に取り付けられ、この中間リングが、排気カバー（２）に対して中心Ｏを通る第１の幾何学軸（７）を中心として回転可能であり、かつ第１の幾何学軸（７）に垂直で方向づけ可能な構造体（１２）に対して中心Ｏを通る第２の幾何学軸（１０）を中心として回転可能であることを特徴とする、軸対称で全方向づけ可能なターボジェットエンジンの排気ノズル。
【請求項２】
中間リング（９）が、径方向に向かい合った２つの第１の回転結合部（１１ａ、１１ｂ）により方向づけ可能な構造体（１２）に結合されており、また２つの第１の回転結合部（１１ａ、１１ｂ）の回転軸に対して回転軸が垂直な、径方向に向かい合った２つの第２の回転結合部（８ａ、８ｂ）により排気カバー（２）に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の排気ノズル。
【請求項３】
第１の結合部および第２の結合部が、トグル継手状であることを特徴とする請求項２に記載の排気ノズル。
【請求項４】
収縮フラップ（２１）が、方向づけ可能な構造体（１２）の下流端に連結されており、方向づけ可能な構造体（１２）を傾動させて収縮フラップ（２１）の排気断面（Ａ８）を調整するための手段が、単一の制御リング（２７）を含み、この制御リングが、ロッド（２４）により収縮フラップ（２１）に結合されており、排気カバー（２）で支持される複数のジャッキ（２８）により作動されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の排気ノズル。
【請求項５】
収縮フラップ（２１）の下流端に連結され、かつロッド（３２）により方向づけ可能な構造体（１２）に結合される拡散フラップ環（３０）をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の排気ノズル。
【請求項６】
下流端で制御リング（２７）に連結され、柔軟な結合部（４１）により拡散フラップ（３０）に結合される外部フラップ環（４０）をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の排気ノズル。
【請求項７】
柔軟な結合部（４１）は、スライド結合部であることを特徴とする請求項６に記載の排気ノズル。
【請求項８】
中間リング（９）は、２つの支持アーム（６ａ、６ｂ）により支持され、支持アームは排気カバー（２）の下流端の外側に配置され、排気カバーに結合されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の排気ノズル。
【請求項９】
排気カバー（２）の下流端が球面部（２ａ）を有し、方向づけ可能な構造体（１２）が、球面部（２ａ）の外側に配置される球面フェルール（１３）を含むことを特徴とする請求項６に記載の排気ノズル。
【請求項１０】
球面フェルール（１３）と球面部（２ａ）との間に耐密パッキン（１５）が介在することを特徴とする請求項９に記載の排気ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸対称で全方向づけ可能なターボジェットエンジンの排気ノズルに関する。
【０００２】
より詳しくは、本発明は、方向づけ可能な構造体によって支持される収縮フラップ制御部を含み、方向づけ可能な構造体が、軸Ｘに位置する固定中心Ｏの周りを傾動可能であるように軸Ｘの排気カバーの下流端に取り付けられており、方向づけ可能な構造体を傾動させて収縮フラップの排気断面を調整するための手段が設けられている、軸対称で全方向づけ可能なターボジェットエンジンの排気ノズルに関する。
【０００３】
【従来の技術】
ＥＰ００２９７７３は、このタイプの収縮ノズルを開示しており、方向づけ可能な構造体は、横方向の荷重全体を引き受ける（reprennent）弾性要素により排気カバーに結合されている。軸方向の荷重は、方向づけ可能な構造体の傾動を制御するジャッキによって引き受けられている。ノズルの排気断面を調整するためには、方向づけ可能な構造体に固定される第２のジャッキ群が必要である。
【０００４】
ＥＰ００６０７６３は、転がりガイド装置を介して排気カバーに結合される球面支持面と協働する球面支持面を備えた、方向づけ可能な構造体を提案している。方向づけ可能な構造体の回転防止は、固定構造部分に固定されたスライダからなる少なくとも一つのガイドアセンブリと、方向づけ可能な構造体に固定されるローラとによって行われる。方向づけは、排気カバーに固定されたジャッキ群によって実施され、ノズル断面の調整は、方向づけ可能な構造体によって支持される第２のジャッキ群によって実施される。この構成では、方向づけ可能な構造体の方向づけを行うジャッキが、構造体の球面における摩擦および転がり応力を引き受けなければならないが、この球面は一般に寸法が大きいので、その結果として、熱的、機械的な膨張および変形の影響を受けやすい。
【０００５】
上記の２件の文献では、収縮フラップが方向づけ可能な構造体の下流端に連結されており、この構造体がフラップの制御ジャッキを支持しているので、回転部分の質量が重くなり、ノズルを方向づけするための応答時間が長くなる。
【０００６】
米国特許第４９８４７４１号は、全方向づけ可能な収縮拡散ノズルに関するものであり、収縮フラップが、球面形の方向づけ可能な構造体に軸方向に摺動可能に取り付けられており、この構造体によって支持されるジャッキにより作動される。方向づけ可能な構造体と排気カバーとの結合は、径方向に向かい合った２対の径方向ピンにより行われ、これらのピンは、方向づけ可能な構造体および排気カバーに設けられた軸方向の脚に結合され、別の部品の対応する脚に設けられた帯で摺動する。これらのピンは、横方向の荷重を引き受けるが、軸方向の荷重は、方向づけ可能な構造体の傾動制御ジャッキにより引き受けられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主たる目的は、大部分の摩擦または転がり力あるいは応力をなくして横方向の荷重および大部分の軸方向の荷重を引き受ける、方向づけ可能な構造体と排気カバーとの結合部を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、方向づけ可能な構造体が、中間リングにより排気カバーの下流端に取り付けられ、この中間リングが、排気カバーに対して中心Ｏを通る第１の幾何学軸を中心として回転可能であり、かつ第１の幾何学軸に垂直で方向づけ可能な構造体に対して中心Ｏを通る第２の幾何学軸を中心として回転可能であることにより、この目的を達成する。
【０００９】
有利には、中間リングは、径方向に向かい合った２つの第１の回転結合部により方向づけ可能な構造体に結合されており、また２つの第１の回転結合部の回転軸に対して回転軸が垂直な、径方向に向かい合った２つの第２の回転結合部により排気カバーに結合されている。
【００１０】
第１の結合部および第２の結合部は、変形または公差による応力を解消するように、トグル継手状である。
【００１１】
中間リングと方向づけ可能な構造体との結合部および噴射カバーにより、方向づけ可能な構造体が排気カバーの幾何学軸を中心として回転しないようにしている。方向づけ可能な構造体に及ぼされる軸方向の力は中間リングに伝達され、次いで、方向づけ可能な構造体の傾動制御手段を通らずに排気カバーに伝達される。
【００１２】
本発明の第２の特徴によれば、収縮フラップが、方向づけ可能な構造体の下流端に連結されており、方向づけ可能な構造体を傾動させて収縮フラップの排気断面を調整するための手段が、単一の制御リングを含み、この制御リングが、ロッドにより収縮フラップに結合されており、また排気カバーで支持される複数のジャッキにより作動される。
【００１３】
好適には、ノズルが、収縮フラップの下流端に連結され、かつロッドにより方向づけ可能な構造体に結合される拡散フラップ環をさらに含む。
【００１４】
本発明はまた、上流端で制御リングに連結され、柔軟な結合部により拡散フラップに結合される外部フラップ環をさらに含む。柔軟な結合部は、たとえばスライド結合部である。
【００１５】
本発明の他の長所および特徴は、添付図面に関して例としてなされた以下の説明を読めば明らかになるだろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、飛行機の胴体またはナセルを一端に装備した方向づけ（偏向）可能なノズルを示している。
【００１７】
アフタバーンチャンバ３を画定する軸Ｘの排気カバー２は、熱遮蔽ジャケット４で内側が二重にされている。排気カバー２および熱遮蔽ジャケット４は、双方とも球面支持面２ａ、４ａにより下流に続いている。
【００１８】
排気カバー２はさらに、その下流部に２つの支持アーム６ａ、６ｂを含み、支持アームは、下流に向けて球面支持面２ａ、４ａの外側に延びており、径方向に向き合っている。
【００１９】
図１では、支持アーム６ａが断面位置に取り付けられているが、この二つのアームは実際にはそれぞれ図１の面の下と上にある。支持アーム６ａ、６ｂはまた、球面支持面２ａ、４ａを囲む回転体輪郭からも構成可能である。
【００２０】
この二つの支持アーム６ａ、６ｂは、球面支持面２ａ、４ａの中心Ｏを通る幾何学軸７を中心として回転するように、２つのピン８ａ、８ｂを支持する。ピン８ａ、８ｂは、径方向に向き合っており、中心Ｏの中間リング９に結合される。中間リング９は、幾何学軸７に垂直で中心Ｏを通る幾何学軸１０を中心として回転するように、２つのピン１１ａ、１１ｂを支持する。ピン１１ａ、１１ｂは、径方向に向き合っており、方向づけ可能な構造体１２に結合される。
【００２１】
方向づけ可能な構造体１２は、２つの環状球面フェルールあるいははめ輪（viroles）１３、１４の形状を取っており、それらの下流端で結合され、上流端で耐密パッキン１５、１６を介して球面支持面２ａ、４ａの近傍にそれぞれ配置されている。
【００２２】
外部球面支持面２ａおよび内側フェルール１４によって画定される環状スペース１７は、排気カバー２と熱遮蔽ジャケット４とを隔てる環状スペースと直接連通しており、冷気Ｆを受ける。冷気Ｆは、２つのフェルール１３、１４の結合壁１８に設けられたオリフィス１７から排気ガス流管に排出される。
【００２３】
方向づけ可能な構造体１２は、その下流端にフランジ１９を有し、このフランジに、複数の収縮フラップ２１の上流端が、径方向ヒンジ２０によって連結されている。これらの収縮フラップは、制御フラップおよび従動フラップを交互に含む。制御フラップ２１は、その外面にスチフナ２２を有し、このスチフナの箇所２３にロッド２４の下流端が連結され、ロッドの上流端は、箇所２５で、制御リング２７に結合されるヨーク２６に連結される。制御リング２７は、排気カバー２の軸Ｘを中心として規則正しく配分された少なくとも３つの制御ジャッキ２８によって、排気カバー２に結合されている。ジャッキ２８の本体は、径方向ヒンジ２９により排気カバー２に結合されており、ジャッキのシャフト３０はヨーク３１に結合され、ヨーク３１は、径方向ヒンジ３２により制御リング２７に結合される。
【００２４】
３つのジャッキ２８のシャフト３０の同一の移動により、軸Ｘに平行に制御リング２７が並進（運動）し、制御される収縮フラップ２１に箇所２３で連結されるロッド２４の移動により収縮フラップ２１の排気断面Ａ８が調整される。このような構成によって、同様に、制御リング２７の自己支持および心出しが行われる。この制御リング２７は、２つの支持アーム６ａ、６ｂを囲んでいる。
【００２５】
各ジャッキ２８が個々に制御される場合、制御リング２７は、軸Ｘに対して、選択された方向に傾斜しており、ロッド２４のアセンブリは、箇所２３から各収縮フラップ２１に回転モーメントを加える。この回転モーメントは、収縮フラップ２１を介して、径方向ヒンジ２０から方向づけ可能な構造体１２に向かって伝えられる。
【００２６】
かくして複数の収縮フラップ２１は、方向づけ可能な構造体１２および中間リング９を、それらの幾何学軸７、１０を中心として回転駆動する。これによって、収縮フラップの環、輪あるいは冠（couronne）２１全体を所望の方向に方向づけすることができ、従って、ターボジェットエンジンの制御されたベクトルスラストが得られる。
【００２７】
拡散フラップと呼ばれる第２のフラップ環３０は、収縮フラップ２１の下流に配置される。この第２のフラップ環は、収縮フラップ環と同数のフラップを含んでおり、また従動拡散フラップの間に挿入される複数の制御拡散フラップを含んでいる。拡散フラップ３０は、その上流端で、径方向ヒンジ３１により収縮フラップ２１の下流端に連結されている。拡散フラップはさらに、収縮フラップ２１にほぼ平行に配置されたロッド３２により方向づけ可能な構造体１２に結合されている。ロッド３２の長さと、それらの連結部の位置は、最も一般的な飛行段階に配置が適合するように計算する。
【００２８】
対応する拡散フラップ３０に各ロッド３２を連結する第２の連結点を設けることにより、また飛行前に、ロッド３２に代えて、フラップ３０への同じ結合点または設定された第２の連結点に固定された異なる長さの他のロッドを用いることにより、飛行機の役割に応じて拡散フラップ３０の角方向運動則を幾つか規定することも可能である。
【００２９】
図１はさらに、飛行機の流体力学的な輪郭の延長部に配置された外部フラップ環４０を含む。二次フラップまたは冷却フラップとも呼ばれるこれらの外部フラップは、その上流端で径方向ヒンジ４２により制御リング２７に連結され、その下流端で、アセンブリの停止を引き起こさない柔軟な結合部により、拡散フラップ３０の下流端に結合される。このような柔軟な結合部は、図示されているように、リンクロッドまたはスライダ結合部４１により形成可能である。
【００３０】
当業者にとって、制御リングを傾動するだけでノズルアセンブリが中心Ｏの周りで回転し、制御リングが軸方向に移動すると、収縮フラップの排気断面Ａ８が調整されるとともに、収縮フラップ３０の排気断面Ａ９および外部フラップ４０の角度が同時に調整されることは容易に理解される。
【００３１】
本発明では、カバー２の球面支持面２ａは、構造的な役割を全く果たさない。この球面は、耐密パッキン１５により、方向づけ可能な構造体１２およびカバー２の間の耐密性を確保するためだけに構成されている。
【００３２】
冒頭で引用した特許の対象である球面間の摩擦または転がりに代わって、垂直に配置された従来の継手からなるユニバーサルジョイントが用いられているので、製造上の公差に関するあらゆる問題や、寸法が大きい構成部品の熱膨張および変形がなくなる。さらに、これらの連結部は、方向づけ可能な構造体１２に加えられる軸方向の力および接線方向の力を引き受ける。
【図面の簡単な説明】
【図１】方向づけしていない開放位置で本発明による軸対称全方向づけ可能なノズルを示す軸方向断面図である。
【図２】方向づけしていない閉鎖位置で同様のノズルを示す、図１と同様の図である。
【図３】方向づけされた閉鎖位置で図１のノズルを示す軸方向断面図である。
【図４】方向づけ可能な構造体と排気カバーとの結合を示す、図１のＩＶ−ＩＶ線による断面図である。
【図５】方向づけ可能な構造体および収縮フラップの冷却システムを示す図である。
【符号の説明】
２  排気カバー
２ａ、４ａ  球面部
６ａ、６ｂ  支持アーム
７、１０  幾何学軸
８ａ、８ｂ、１１ａ、１１ｂ  ピン
９  中間リング
１２  方向づけ可能な構造体
１３、１４  球面フェルール
１５  パッキン
２１  収縮フラップ環
２４  ロッド
２７  制御リング
２８  ジャッキ
３０  拡散フラップ環
３２  径方向ヒンジ
４０  外部フラップ環
４１  柔軟な結合部
Ａ８  収縮フラップの排気断面
【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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