(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音速機のジェット推進装置のための噴射ガス排気装置であって、
一次ダクト（５）の下流に配置され、動作時に一次ガス流（Ｆ１）を排気する、可変断面のマルチフラップを備えた一次ノズルと、
一次ダクトを囲む二次ダクト（９）の下流に配置され、動作時に二次ガス流（Ｆ２）を排気し、一次ノズルの排出口を越えて後方に延長される、可変断面のマルチフラップを備えた二次ノズルと、
二次ノズル（９）を囲み、二次ノズルの排出口（１２）の下流に、末広部分（１４）に続くスロート（１３）、いわゆる加速スロートを有する、カウリング（１１）と、
２個の同じ開閉体（１６、１７）が、軸方向の対称面（Ｐ１）の両側で回転可能にカウリング（１１）に取り付けられ、カウリング（１１）の下流にある噴射ガス内で横方向に突出してこのジェットを前方に向ける作動位置または推力逆転位置か、もしくはカウリング（１１）の延長線上にある非作動または正方向噴射位置を占有可能である、推力逆転装置（１５）と、
一次ノズルおよび二次ノズルのフラップ制御手段と、
開閉体制御手段とを含み、
２個の開閉体（１６、１７）は、それぞれが、軸方向の対称面（Ｐ１）に隣接して配置される横方向の幾何学軸（６１）を中心としてカウリングに対して自在に回転可能な２個の側面ロッド（６０）を介してカウリングに取り付けられており、カウリング（１１）に固定され、かつ前記軸方向の対称面（Ｐ１）から離れた対応開閉体の一点（６８）で支持される少なくとも１つの外側ジャッキ（６４）と、カウリング（１１）に固定され、かつ前記軸方向の対称面（Ｐ１）に近い対応開閉体の一点（６６）に作用を及ぼす少なくとも１つの内側ジャッキ（６３）とによって、それぞれが固定されており、
２個の開閉体（１６、１７）の制御手段が、前記外側ジャッキ（６４）および前記内側ジャッキ（６３）から構成されることを特徴とする排気装置。
【請求項２】
内側ジャッキ（６３）の作動により、正方向噴射運転中に要求される構成が得られ、外側ジャッキ（６４）の作動により、推力逆転配置構成が得られることを特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【請求項３】
各開閉体（１６、１７）は、前記開閉体の軸方向の対称面の両側に配置された連動する２個の内側ジャッキ（６３）により保持されることを特徴とする請求項１または２に記載の排気装置。
【請求項４】
各開閉体は、前記開閉体の軸方向の対称面の両側に配置された連動する２個の外側ジャッキ（６４）により保持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装置。
【請求項５】
外側ジャッキ（６４）の長さは、正方向噴射運転中、ほぼ一定であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の排気装置。
【請求項６】
カウリング（１１）は、一次ダクト（５）の軸（２）を中心とするほぼ回転体であ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装置。
【請求項７】
一次ノズルが、複数の追従高温フラップ（４ｓ）により交互に制御される複数の高温フラップを含み、二次ノズルが、複数の追従低温フラップ（８ｓ）により交互に制御される複数の低温フラップ（８）を含み、
高温フラップおよび低温フラップの制御手段が、低温フラップ（８）を中心として配置される軸方向可動式の単一制御リング（３１）と、制御低温フラップに中央で連結され、一端が制御リングに連結される複数のレバー（３６）と、制御される高温フラップ（４）をレバー（３６）の他端に結合する複数のリンクロッド（４１）とを含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、民間の超音速機の推進力を確保する、可変サイクル(cycle variable)の、２軸(double corps)、ターボファン(double flux)型ターボジェットエンジンにおける推力を逆転する排気後部胴体に関する。
【０００２】
より詳しくは、本発明は、超音速機のジェット推進装置のための噴射ガス排気装置に関し、前記装置は、
一次ダクトの下流に配置され、動作時に一次ガス流を排気する、可変断面のマルチフラップを備えた一次ノズルと、
一次ダクトを囲む二次ダクトの下流に配置され、動作時に二次ガス流を排気し、一次ノズルの排出口を越えて後方に延長される、可変断面のマルチフラップを備えた二次ノズルと、
二次ノズルを囲み、二次ノズルの排出口の下流に、末広部分に続くスロート、いわゆる加速スロートを有する、カウリングと、
２個の同じ開閉体が、軸方向の対称面の両側で回転可能にカウリングに取り付けられ、カウリングの下流にある噴射ガス内で横方向に突出してこのジェットを前方に向ける作動位置または推力逆転位置か、もしくはカウリングの延長線上にある非作動または正方向噴射位置を占有可能である、推力逆転装置と、
一次ノズルおよび二次ノズルのフラップ制御手段と、
開閉体制御手段とを含む。
【０００３】
【従来の技術】
このような排気装置は、コンコルドという名で既知の民間旅客機に装備する装置に適用される周知の原則に従って、推力逆転開閉体を用いる。開閉体は、それぞれ軸方向の対称面に隣接する横軸を中心として回転可能に取り付けられ、飛行段階に応じてエンジンの排気ガスの排出断面を調整可能にする。開閉体の上流端をカウリングの下流端と分離するスリットの幅は、開閉体の回転角度によって決められ、飛行段階に応じて変化する。カウリングの端から送られる三次空気流量は、このスリットから入り、ガス流に混合される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、超音速飛行および幾つかの他の飛行段階に対して動作を最適化可能な、こうした開閉体のための新しい運動学的特性(cinematique)を提案することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２個の開閉体がそれぞれ、軸方向の対称面に隣接して配置される横方向の幾何学軸を中心としてカウリングに対して自在に回転可能な２個の側面ロッドを介してカウリングに取り付けられており、カウリングに固定され、かつ前記軸方向の対称面から離れた対応開閉体の一点で支持される少なくとも１つの外側ジャッキと、カウリングに固定され、かつ前記軸方向の対称面に近い対応開閉体の一点に作用を及ぼす少なくとも１つの内側ジャッキとによって、それぞれが固定されていること、また２個の開閉体の制御手段が、前記外側ジャッキおよび前記内側ジャッキから構成されることにより、目的を達せられる。有利には、内側ジャッキの作動により、正方向噴射運転中に要求される構成が得られ、外側ジャッキの作動により、推力逆転配置構成が得られる。
【０００６】
連続噴射運転中、外側ジャッキの長さはほぼ一定であって、追加リンクロッドの役割を果たし、そのとき開閉体は自由度を有する。
【０００７】
好適には、各開閉体は、この開閉体の軸方向の対称面の両側に配置された、連動する２個の内側ジャッキおよび連動する２個の外側ジャッキにより保持される。カウリングは、一次ダクトの軸を中心とするほぼ回転体である。
【０００８】
本発明の他の特徴によれば、一次ノズルが、複数の追従高温フラップにより交互に制御される複数の高温フラップを含み、二次ノズルが、複数の追従低温フラップにより交互に制御される複数の低温フラップを含む。
【０００９】
高温フラップおよび低温フラップの制御手段が、低温フラップを中心として配置される軸方向可動式の単一制御リングと、制御低温フラップに中央で連結され、一端が制御リングに連結される複数のレバーと、制御される高温フラップをレバーの他端に結合する複数のリンクロッドとを含む。
【００１０】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面に関して例として挙げられた以下の説明を読めば明らかになるだろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用可能なターボジェットエンジンを示す。軸２を備えたこのターボジェットエンジンの後部胴体(arriere-corps)１は、タービン６から送り込まれる高温ガス流Ｆ１が流れる一次（第１の）ダクト５の下流端に、高温フラップあるいはドア(volets)４が連結された一次ノズルあるいは排気コーン(tuyere)と、一次ダクト５を囲んで一次ダクトと共に冷気流Ｆ２のための環状通路１０を画定する二次（第２の）ダクト９の下流端に、低温フラップ８が連結された二次ノズルと、二次ノズルを囲み、二次ノズルの排出口１２の下流に、末広部分１４が続くスロート１３、いわゆる加速スロートを有するカウリング１１とを含む。カウリング１１のすぐ下流には、三次（第３の）ノズル１５が設けられており、三次ノズル１５は、図１に垂直で軸２を通る軸方向の対称面Ｐ１の両側に配置された２個の開閉体(paupieres)１６、１７から構成され、２個の開閉体（まぶた状部材）は、対称面Ｐ１に平行な横方向の固定幾何学軸１８、１９を中心としてそれぞれ回転することができる。
【００１２】
図２から図６は、様々な飛行条件に応じた高温フラップ４、低温フラップ８および開閉体１６、１７の角位置を示す。
【００１３】
図２は、速度Ｍ＝２の超音速飛行運転における配置構成を示す。
【００１４】
図３は、速度Ｍ＝１．２の遷音速運転における配置構成を示す。
【００１５】
図４は、速度Ｍ＝０．９５の亜音速運転における配置構成を示す。
【００１６】
図５は、速度Ｍ＝０．３の離陸運転における配置構成を示す。
【００１７】
図６は、着陸時の開閉体の位置を示しており、これらの開閉体は、噴射ガス（ガスジェット）に突出して燃焼ガスの推力を逆転し、燃焼ガスはターボジェットエンジンの前方に向けられる。
【００１８】
図７では、二次ノズルの断面の変化則を、一次ノズルの断面の関数として曲線Ｃ１で示した。曲線上の点Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４はそれぞれ、離陸時、Ｍ＝１．２の遷音速運転、Ｍ＝２の超音速飛行運転、Ｍ＝０．９５の亜音速飛行運転の配置構成に対応する。
【００１９】
一次ノズルの高温フラップ４と、二次ノズルの低温フラップ８は、公知の方法で、複数の追従フラップ間に挿入された複数の制御フラップを含む。制御高温フラップ４と制御低温フラップ８は、一次ノズルの断面の変化則Ｃ１を二次ノズルの断面の関数として保証する単一システム３０により、一緒に作動される。
【００２０】
図８に示したこのシステム３０は、低温フラップ８とカウリング１１との間に配置される、軸２の制御リング（環）３１を含み、このリングは、二次ダクト９に固定される伸縮自在の各同期（連動）式ジャッキ３３により軸２に平行に移動することができる。軸３４を中心として回転可能に二次ダクト９に連結された各制御低温フラップ８は、レバー３６の外側分枝３５により制御リング３１に結合され、レバー３６の中央部分は、連結軸３４に平行な軸３７を中心として回転できるように、低温フラップ８に連結される。分枝３５の端は、連結軸３４に平行な軸３８を介して制御リング３１に連結される。
【００２１】
各制御高温フラップ４は、二次ダクト９の対応制御低温フラップ８の連結軸３４に平行な軸４０を中心として回転できるように、一次ダクト５に連結される。一端が４２で高温フラップ４に連結され、他端が４３でレバー３６の端に連結される少なくとも１つのリンクロッド４１は、対応する低温フラップ８の角位置に応じて各高温フラップ４の角位置を制御することができる。レバー３６とリンクロッド４１の寸法、位置、および形状は、図７に規定された一次および二次ノズルの断面の変化則Ｃ１を守るように検討される。
【００２２】
伸縮式ジャッキ３３は、動作面で、ターボジェットエンジンの軸２に平行に制御リング３１を平行移動（並進運動）する。この移動により、レバー３６の外側分枝３５が回転し、連結軸３４を中心として制御低温フラップ８および追従低温フラップが回転する。制御リング３１の移動と連結軸３７を中心とするレバー３６の回転により、リンクロッド４１の同期（連動）運動が行われ、その結果、制御高温フラップ４と後続高温フラップとが連結軸４０を中心として回転する。
【００２３】
図８のＣ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４は、それぞれ離陸時、Ｍ＝１．２の遷音速運転、Ｍ＝２の超音速飛行運転、およびＭ＝０．９５の亜音速飛行運転の配置構成における高温フラップ４および低温フラップ８の角方向の位置に対応する。図７のＣ２２からＣ２３までの間を移行するとき、その中間位置において連結点４２、４３、３７が直線になり、図８が示すように、フラップ８が閉鎖運動を続行する一方でフラップ４が開放位置をとる。
【００２４】
結合リンクロッド４４は、一次ダクト５の下流端を二次ダクト９の下流端に接続する。二次ダクト９の下流端はさらに、結合リンクロッド４５によってカウリング１１に接続される。結合リンクロッド４４と４５は、高温フラップ４および低温フラップ８の連結部４０と３４の支持構造の剛性を高める。
【００２５】
各制御フラップ４または８は、連結軸４０または３４の支持構造部分５０と、ベースプレート５１とを含む。ベースプレートは、ノズル内の内部圧力による応力に耐えるものでなければならない。追従フラップ４ｓまたは８ｓは、双方向の気密性を確保するベースプレート５２、５３を含む。二次ノズルの一部をなす追従フラップ８ｓは、圧力差の逆転を受けないので、単一のベースプレート５３から構成することができる。
【００２６】
運動学的特性と、一次および二次ノズルに共通の制御システムとにより、全体容積の増大(gains de masse d'encombrement)を可能にし、圧力の損失レベルをより小さくすることができる。
【００２７】
カウリング１１は、一次ダクト５の回転軸２を中心とする、ほぼ回転体の形状である。
【００２８】
カウリング１１のすぐ下流に配置される三次ノズル１５を構成し、着陸段階のときに推力を逆転させる開閉体１７、１８は、異なる２個の回転軸を中心として回転できるようにカウリング１１に取り付けられる。回転軸の一方は、正方向噴射（直接ジェット）運転あるいは動作中に要求される配置構成に対して適切な位置に２個の開閉体１６と１７を配置することができる。他方の制御軸は、「推力逆転」配置構成の間、２個の開閉体１６と１７を操作する。
【００２９】
このため、各開閉体１６と１７は、２個の側面（横）リンクロッド６０によりカウリング１１の構造に固定される。リンクロッド６０は、対称面Ｐ１に平行な横方向の幾何学軸６１を中心として自在に回転できるようにカウリング１１に取り付けられ、幾何学軸６１に平行な軸６２を中心として回転するように開閉体１６と１７の内端縁に結合される。一方で、各開閉体１６と１７は、２個の伸縮式内側ジャッキ６３と２個の伸縮式外側ジャッキ６４とによりカウリング１１に固定され、これらのジャッキは、各開閉体１６、１７の対称面の両側に配置されている。内側ジャッキ６３は、カウリング１１の点６５で支持され、そのシャフトの一端が、対応する開閉体に点６６で連結されている。外側ジャッキ６４は、カウリング１１の点６７で支持され、そのシャフトの一端は、対応する開閉体に点６８で連結されている。連結点６６により規定される連結軸は、連結軸６２よりも対称面Ｐ１に近く、一方で連結点６８により規定される連結軸は、対応する開閉体のリンクロッド６０の連結軸６２よりも対称面Ｐ１から離れている。
【００３０】
噴射（排気）システムが動作しているとき、各ジャッキ対６３、６４は、開閉体１６、１７に加えられる運動に応じて交互に作動される。
【００３１】
正方向噴射運転中、外側ジャッキ６４はその長さを保持するので、長さが可変のリンクロッド動作だけが行われる。従って、仮のリンクロッド６４とリンクロッド６０とをカウリング１１の構造に対して結合することにより、自由度を備えたシステムが構成される。すなわち、軸６７、６８、６２、６１により画定される多角形は変形可能であり、その変形により開閉体１６、１７の移動が決められる。この移動は、伸縮式の内側ジャッキ６３によりなされる。
【００３２】
図１０から図１２は、それぞれＭ＝２の超音速飛行運転、離陸時、およびＭ＝０．９５の亜音速飛行運転における開閉体１６、１７の角方向の位置を示している。
【００３３】
推力逆転段階にあるとき、内側ジャッキ６３は、一定の長さに保持されるので、リンクロッド６０の回転可能性は限られる。開閉体１６、１７の、図１３に示された推力逆転位置側への回転は、外側ジャッキ６４によって行われる。開閉体１６、１７のこうした移動は、コンコルドの固定ピボットシステムにより実現されるものにきわめて近い。
【００３４】
反対に、正方向噴射動作時において、亜音速運転段階中の三次空気と称される外部空気Ｆ３の吸い込みは、コンコルド機では開閉体の回転角度の関数であり、それ自体が必要なガスの排出（出口）断面に依存するが、本発明が提案するダブル制御システムを用いれば、外側ジャッキ６４と内側ジャッキ６３の同時作動によりガスの排気断面とは独立して調整することができる。
【００３５】
さらに、正方向噴射運転および／または推力逆転運転のために、内側ジャッキ６３および外側ジャッキ６４を同時に作動することにより、特定用途のための所望の適用と関連して特定の構成が得られる。
【００３６】
また、本発明は、開閉体１６と１７のダブル制御により、さらに長所が得られる。事実、制御が故障して望ましくない位置に開閉体を停止させた場合、第２の制御により、故障の有害な作用を最小化するように、配置構成を変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用可能なターボジェットエンジンの断面図である。
【図２】速度Ｍ＝２の超音速飛行運転におけるフラップの角位置を示す図である。
【図３】速度Ｍ＝１．２の遷音速運転におけるフラップの角位置を示す図である。
【図４】速度Ｍ＝０．９５の亜音速運転におけるフラップの角位置を示す図である。
【図５】速度Ｍ＝０．３の離陸運転におけるフラップの角位置を示す図である。
【図６】着陸時の開閉体の角位置を示す図である。
【図７】一次ノズルの断面の関数として二次ノズルの断面の変化則を示すグラフである。
【図８】一次および二次ノズルのフラップ制御システムの詳細図である。
【図９】制御フラップおよび追従フラップの構造を示す図である。
【図１０】超音速飛行の構成において開閉体の運動学的特性を概略的に示す、三次ノズルの側面断面図である。
【図１１】離陸時の開閉体の角位置を示す図である。
【図１２】亜音速運転における開閉体の構成を示す図である。
【図１３】「推力逆転」構成にある開閉体を示す図である。
【符号の説明】
４  低温フラップ
５  一次ダクト
８  高温フラップ
９  二次ダクト
１１  カウリング
１２  排出口
１３  スロート
１４  末広部分
１５  三次ノズル
１６、１７  開閉体
３１  制御リング
３３  同期ジャッキ
３５  レバーの外側分枝
３４、４０  連結軸
３６  レバー
４１  リンクロッド
４４、４５  結合リンクロッド
６０  側面リンクロッド
６１  横方向の幾何学軸
６３  内側ジャッキ
６４  外側ジャッキ
Ｆ１  一次ガス流
Ｆ２  二次ガス流
Ｐ１  軸方向の対称面
【図１】
0004043679.tif 000002
【図２】
0004043679.tif 000003
【図３】
0004043679.tif 000004
【図４】
0004043679.tif 000005
【図５】
0004043679.tif 000006
【図６】
0004043679.tif 000007
【図７】
0004043679.tif 000008
【図８】
0004043679.tif 000009
【図９】
0004043679.tif 000010
【図１０】
0004043679.tif 000011
【図１１】
0004043679.tif 000012
【図１２】
0004043679.tif 000013
【図１３】
0004043679.tif 000014