(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排気筒出口全面を覆うように取付けられたプレートと、前記エンジン排気筒出口周囲に一側端部が回動自在に支持され、出口周囲に対称に配置された複数のパドルと、前記プレートを貫通し、前記各パドルにそれぞれ対応して円形状に配置された噴射口とを備え、
前記プレートは円錐形状であって、円錐の頂部を推力方向に向けて取付けられたことを特徴とする推力偏向装置。
【請求項２】
前記噴射口は前記パドルに近接して前記プレートに設けられたことを特徴とする請求項１記載の推力偏向装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は推力偏向装置に関し、航空機、飛翔体などの推力偏向を行う実機、あるいは模型等において推力の偏向を効率良く行うようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
推力偏向を行う装置は航空機や飛翔体の推力偏向や、あるいは模型を用いた風洞実験設備において用いられているが、推力の偏向はその操舵力に対して正確に応答する必要がある。図５は風洞において模型による飛行性能試験を行う設備の概念図である。図において、３０は風洞であり、風洞内にはカメラ３１が上部に支持され、中央部には飛行機の模型４０が配置され、風５０を吹かすことにより、模型４０を中空に浮かせ、各種性能試験を実施している。飛行機の模型４０には推力偏向装置４１がエンジンの排気口に設けられており、配管４２が接続され、配管４２よりエンジンの推力に相当する風が送られる。
【０００３】
４３は試験用自己修復飛行制御装置、４４は動的風試模型支持装置であり、必要に応じて模型４０を風洞３０内に支持するものである。４５は専用制御装置であり、風洞試験の全体の制御を行う。４６はペンレコーダであり、試験結果を出力するものである。４７は高圧空気源であり、専用制御装置４５の制御によって高圧空気を配管４２を通して模型４０に供給する。このような構成で各種の性能試験が実施される。
【０００４】
図６は上記模型に用いられる従来の推力偏向装置の原理を示す図である。図６（ａ）において、２０はエンジンの排気孔であり、排気筒の出口となっている。２１はパドルであり、排気孔２０の周囲に４枚が回動自在に取付けられている。パドル２１は排気孔２０周辺に軸を介して取付けられ、図示のようにその開口を変化させ、エンジン排気のジェット６０を偏向させることができる。図示の例ではパドル２１の上下２枚を上向きに、左右２枚を右向きに、それぞれ回動させて排気を上方で右側に向くようにし、排気の反力で推力を偏向するようにしている。従来の推力の偏向は、図示のように一つの排気孔２０に対して単一のジェット６０をパドル２１、又はベーンあるいは同軸の単一ノズルにより曲げて、その反力により推力の偏向を行っている。
【０００５】
図６（ｂ）は、排気孔のジェット６０の流れ分布を示す図で、ジェット６０は壁近辺の境界層においては流速が遅いため、周辺部において速度の遅い領域が存在し、図示のように中心部に流れのコア７０が形成される。この流れのコア７０が形成されるため流速の遅い周辺部にパドル２１を配置しても操舵のききめが悪く、推力の偏向では小舵角の領域で応答が悪くなってしまう。又、パドル２１の壁面では流速が遅い部分において流れが逆方向に向く場合があり、推力偏向が逆に作用することもある。
【０００６】
図７は従来の推力偏向装置の舵角と推力偏向角の関係を示す図である。前述のように流れのコアの影響により、周辺部において応答が悪く、推力偏向の効きが悪いので小舵角の領域では非直線となって効きが悪く、大舵角で効きが得られるような性能となる。又、小舵角においては、前述のように周辺部の流速の遅い領域で逆方向の推力（図中点線で示す）となる場合もありどうしても非線形の応答となっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の推力偏向装置においては、ジェットの中央部に流れのコアが存在し、周辺部に向かって速度の遅い領域が存在するためパドルやベーンを操舵しても小舵角において効きが悪く、大舵角において効きが得られるような非線形の応答を示していた。
【０００８】
そこで本発明は、エンジンの排気筒出口においてパドルやベーンに近い位置に流れのコアを発生させるようにジェットを分割し、周辺部での流速の遅い領域での流れを改善し推力偏向の効きの非線形性を改善した推力偏向装置を提案することを課題としてなされたものである。
【０００９】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の課題を解決するために次の（１）乃至（２）の手段を提供する。
【００１１】
（１）エンジンの排気筒出口全面を覆うように取付けられたプレートと、前記エンジン排気筒出口周囲に一側端部が回動自在に支持され、出口周囲に対称に配置された複数のパドルと、前記プレートを貫通し、前記各パドルにそれぞれ対応して円形状に配置された噴射口とを備え、前記プレートは円錐形状であって、円錐の頂部を推力方向に向けて取付けられたことを特徴とする推力偏向装置。
【００１２】
（２）前記噴射口は前記パドルに近接して前記プレートに設けられたことを特徴とする（１）記載の推力偏向装置。
【００１５】
本発明は、（１）の発明を基本としており、排気筒出口に取付けられたプレートに円形配置で噴射口が設けられている。噴射口は出口周囲のパドルに対応して取付けられており、パドルに沿って噴射口よりジェットが噴出するので、パドルの近くに流れのコアが形成され、流れの遅い部分が少なくなり、舵角に対する推力偏向の応答性が良くなり、推力偏向の効きの非線形性が改善される。
本発明では、排気口出口に取付られたプレートは円錐形であり、円錐形の周囲に噴射口が設けられている。噴射口は出口周囲のパドルに対応して配設されており、パドルに沿って噴射口よりジェットが噴出するので、又そのジェットの向きも円錐の傾斜の分だけパドル寄りに向き、パドルの近くに流れのコアが形成され、流れの遅い部分が少なくなり、舵角に対する推力偏向の応答性がいっそう良くなり、推力偏向の効きの非線形性が改善される。
【００１６】
本発明の（２）では、噴射口がパドルに近接するので上記（１）の推力偏向の効きの効果が確実なものとなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る推力偏向装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ），（ｃ）は正面図であり、（ｂ）はパドルを偏向した状態、（ｃ）はパドルが初期の状態をそれぞれ示し、従来と同様に飛行機の例で示している。
【００２０】
図１において、排気孔２０の出口にはその全面を覆うように円錐形のプレート１が取付けられ、円錐の頂部が推力方向に向けられている。エンジンの排気筒の排気孔２０出口周囲には、従来と同じく４枚のパドル２１が対称配置で取付けられている。円錐形のプレート１の各パドル２１近くにはジェット噴射口２が４個取付けられている。噴射口２は図では、ジェットを形成する筒状の噴射ノズル状のものを取付けているが、単なる開口でも良い。本第１の実施の形態では、一つの排気孔２０に対し、各パドル２１に近接した位置に噴射口２を設け、この噴射口２も円錐形のプレートに取付けてパドル２１近くに、かつパドル２１に沿って、又パドルに向かって気流を噴射させるようにしている。前記噴射口２は各パドル２１にそれぞれ対応して円形状（排気孔中心と同心）に配置されている。
【００２１】
上記の第１の実施の形態においては、各噴射口２から噴射するジェット３はパドル２１に近い位置に存在し、パドル２１近辺の流速の遅い領域を減少させるので、推力偏向のパドル近辺での効きが改善され、非線形性が改善される。又、円錐形のプレート１に噴射口２を取付けて、ジェット３をパドル２１側に偏流させるので、非線形性が一層改善され、応答性が良好となる。
【００２２】
図２は参考例に係る推力偏向装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。本参考例は第１の実施の形態と比べると排気孔２０出口に設けたプレートの形状が異なるのみで、その他の構造は第１の実施の形態と同じである。即ち、プレート１１は円錐形でなく、平板からなっており、平板状のプレート１１に噴射口（噴射ノズル）２が取付けられている。平板状のプレート１１にすることによりプレートの加工が容易となる利点がある。
【００２３】
図３は第１の実施の形態におけるパドルの取付構造の一例を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視図に相当する図である。図において排気口２０周端には取付部２２が２個所設けられ、パドル２１は軸２３ａ，２３ｂで取付部２２に回動自在に取付けられている。パドル２１の上面には２個所のヒンジ２４ａ，２４ｂが取付けられており、ヒンジ２４ａ，２４ｂには、それぞれ軸２５を介して操作ロッド２６が回動自在に連結されている。
【００２４】
パドル２１の偏向角度を変化させる場合には、操作ロッド２６を前後に移動させると、その移動は軸２５を介してＲ１方向の動きとしてヒンジ２４へ伝えられ、ヒンジ２４のＲ１の動きは、パドル２１を両端の軸を介して取付部２２に対してＲ２方向に回転させ、パドル２１の偏向を可能とするものである。
【００２５】
図４は上記に説明した第１の実施の形態における舵角と推力偏向角との関係を示しており、前述のように噴射口２のジェット３がパドル２１に近い位置に存在するので、流速の遅い部分に起因する推力偏向の効きが改善され、小舵角の領域においても非線形性が改善され、直線に近い応答が得られる。
【００２６】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の推力偏向装置は、（１）エンジンの排気筒出口全面を覆うように取付けられたプレートと、前記エンジン排気筒出口周囲に一側端部が回動自在に支持され、出口周囲に対称に配置された複数のパドルと、前記プレートを貫通し、前記各パドルにそれぞれ対応して円形状に配置された噴射口とを備えてなることを基本的な特徴としている。このような構成により、パドルに沿って噴射口よりジェットが噴出するので、パドルの近くに流れのコアが形成され、流れの遅い部分が少なくなり、舵角に対する推力偏向の応答性が良くなり、推力偏向の効きの非線形性が改善される。
本発明では、排気口出口に取付られたプレートは円錐形であり、円錐形の周囲に噴射口が設けられている。噴射口は出口周囲のパドルに対応して配設されており、パドルに沿って噴射口よりジェットが噴出するので、又そのジェットの向きも円錐の傾斜の分だけパドル寄りに向き、パドルの近くに流れのコアが形成され、流れの遅い部分が少なくなり、舵角に対する推力偏向の応答性がいっそう良くなり、推力偏向の効きの非線形性が改善される。
【００２８】
本発明の（２）では、噴射口がパドルに近接するので上記（１）の推力偏向の効きの効果が確実なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る推力偏向装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）はパドルを偏向させた状態の正面図、（ｃ）はパドルが初期の状態の正面図をそれぞれ示す。
【図２】  参考例に係る推力偏向装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明の実施の第１，第２の実施の形態に係る推力偏向装置のパドルの取付部を示し、（ａ）は図１におけるＡ−Ａ矢視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本発明の推力偏向装置における舵角と推力偏向角の関係を示す説明図である。
【図５】風洞試験装置を示す一般的な斜視図である。
【図６】従来の推力偏向装置を示し、（ａ）は構成図、（ｂ）は流れのコアを示す説明図である。
【図７】従来の推力偏向装置における舵角と推力偏向角の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１１                プレート
２                      噴射口
３                      ジェット
２０                    排気口
２１                    パドル
２２                    取付部
２３ａ，２３ｂ，２５    軸
２４ａ，２４ｂ          ヒンジ
２６                    操作ロッド
３０                    風洞
３１                    カメラ
４０                    模型
４１                    推力偏向装置
４２                    配管
４３                    試験用自己修復飛行制御装置
４４                    動的風試模型支持装置
４５                    専用制御装置
４６                    ペンレコーダ
４７                    高圧空気源
５０                    風
６０                    ジェット
７０                    コア
【図１】
0003803749.tif 000002
【図２】
0003803749.tif 000003
【図３】
0003803749.tif 000004
【図４】
0003803749.tif 000005
【図５】
0003803749.tif 000006
【図６】
0003803749.tif 000007
【図７】
0003803749.tif 000008