JP2654577B2 - 航空機エンジン用超音速プリクーラ - Google Patents
航空機エンジン用超音速プリクーラInfo
- Publication number
- JP2654577B2 JP2654577B2 JP3149559A JP14955991A JP2654577B2 JP 2654577 B2 JP2654577 B2 JP 2654577B2 JP 3149559 A JP3149559 A JP 3149559A JP 14955991 A JP14955991 A JP 14955991A JP 2654577 B2 JP2654577 B2 JP 2654577B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- supersonic
- precooler
- intake
- panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、超音速で飛翔する航
空機のエアー・ブリージング・エンジンの前方に配置さ
れて空気を取入れるようになされている航空機エンジン
用超音速プリクーラに関するものである。
空機のエアー・ブリージング・エンジンの前方に配置さ
れて空気を取入れるようになされている航空機エンジン
用超音速プリクーラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の航空機用エアー・ブリージング
・エンジンにおいては、航空機の打上げ能力を向上する
ために取入れ空気をできるだけ高圧まで圧縮することが
できること、小型化を図り得ること、および取入れ空気
を圧縮する軸流圧縮機のブレード材料の耐熱温度以下
に、そこでの空気温度を下げることが要求される。
・エンジンにおいては、航空機の打上げ能力を向上する
ために取入れ空気をできるだけ高圧まで圧縮することが
できること、小型化を図り得ること、および取入れ空気
を圧縮する軸流圧縮機のブレード材料の耐熱温度以下
に、そこでの空気温度を下げることが要求される。
【０００３】このような要求に応じるエアー・ブリージ
ング・エンジン用エアインテークとして、従来、特開昭
６１−７０１５８号公報に開示された構成のものが知ら
れている。この公報に開示されているエアー・ブリージ
ング・エンジンは、軸流圧縮機の上流の空気取入口に、
液体水素、あるいは液体水素および液体酸素の冷熱源を
使用した、例えばプレート・チューブ形式あるいはフィ
ン・チューブ形式の空気予冷器を付設し、この空気予冷
器で液化温度付近まで冷却された空気を軸流圧縮機によ
り昇圧して燃焼器に導入する一方、上記空気予冷器での
熱交換により昇温された液体水素等をプリバーナに供給
し燃焼させるように構成したものと、上記空気予冷器の
下流にさらに空気液化器を配設し、この空気液化器で液
化させた一部の空気をプリバーナに供給し燃焼させるよ
うに構成したものである。
ング・エンジン用エアインテークとして、従来、特開昭
６１−７０１５８号公報に開示された構成のものが知ら
れている。この公報に開示されているエアー・ブリージ
ング・エンジンは、軸流圧縮機の上流の空気取入口に、
液体水素、あるいは液体水素および液体酸素の冷熱源を
使用した、例えばプレート・チューブ形式あるいはフィ
ン・チューブ形式の空気予冷器を付設し、この空気予冷
器で液化温度付近まで冷却された空気を軸流圧縮機によ
り昇圧して燃焼器に導入する一方、上記空気予冷器での
熱交換により昇温された液体水素等をプリバーナに供給
し燃焼させるように構成したものと、上記空気予冷器の
下流にさらに空気液化器を配設し、この空気液化器で液
化させた一部の空気をプリバーナに供給し燃焼させるよ
うに構成したものである。
【０００４】上記構成の従来のエアー・ブリージング・
エンジンによれば、空気取入口からの取入れ空気が空気
予冷器によって予め冷却される、あるいはその一部が液
化されて軸流圧縮機に流入する空気の温度を低下させる
ことにより、空気の比体積が減少され、圧縮機の必要動
力の軽減が図れるとともに、圧縮比を増して推力の増加
が図れるものである。つまり、上記した従来の空気予冷
器、あるいは空気予冷器および空気液化器を備えたエア
ー・ブリージング・エンジンにおいては、軸流圧縮機に
流入する取入れ空気を予冷することで、その比体積を減
少させることが可能となり、軸流圧縮機の必要動力を軽
減するとともに、圧縮比を増大して、単位空気量当りの
推力の増大を図ることができ、また、軸流圧縮機の昇温
を抑えることができるといった効果を奏することができ
る。
エンジンによれば、空気取入口からの取入れ空気が空気
予冷器によって予め冷却される、あるいはその一部が液
化されて軸流圧縮機に流入する空気の温度を低下させる
ことにより、空気の比体積が減少され、圧縮機の必要動
力の軽減が図れるとともに、圧縮比を増して推力の増加
が図れるものである。つまり、上記した従来の空気予冷
器、あるいは空気予冷器および空気液化器を備えたエア
ー・ブリージング・エンジンにおいては、軸流圧縮機に
流入する取入れ空気を予冷することで、その比体積を減
少させることが可能となり、軸流圧縮機の必要動力を軽
減するとともに、圧縮比を増大して、単位空気量当りの
推力の増大を図ることができ、また、軸流圧縮機の昇温
を抑えることができるといった効果を奏することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成によれば、プリクーラとして、プレート・チューブ型
式あるいはフィン・チューブ型式のものを用いているの
で、熱交換性能の面、つまり、取入れ空気の冷却性能の
面で、未だ不十分であるばかりでなく、マッハ１以上の
超音速場での飛翔に際して、超音速流れを音速以下に減
速する超音速ディフューザを別途、その上流部分に配置
する必要があるため、機器の大型化は避けられず、超音
速下で使用されるエアー・ブリージング・エンジンとし
ては多くの改善の余地があった。特に、上記構成によれ
ば、インテーク本体の前端開口縁が上部前端縁から下部
前端縁にわたってエアー・ブリージング・エンジンの中
心を通る軸線に対して直交する平面内に配設されている
から、超音速飛行中、上記インテーク本体の前端縁の上
流直前にいわゆるＢＯＷ衝撃波が発生し、下流の空気冷
却器における空気流路内の流れが”不始動”状態となっ
て超音速流としての減速が可能となり、ＢＯＷ衝撃波の
下流、すなわちインテーク本体ないし空気冷却器の直前
における流れが亜音速になるとともに、たとえば飛行マ
ッハ数５で圧力が１／２０といった急激な圧力低下と温
度上昇が発生する。この圧力低下による推力の減少と温
度上昇による空気冷却器の材料の耐熱性の課題から、Ｂ
ＯＷ衝撃波を伴なうエンジンは通常、実用に耐えられな
いものとなる。 これを改善するために、上記構成によれ
ば、超音速空気流を亜音速流まで減速させる部分と、こ
の亜音速空気流を冷却させる部分との構造上の分離が必
要であり、これら減速と冷却とを同時に行なうものと比
較してエンジン全体が大型化および大重量化するばかり
でなく、亜音速流で冷却した場合には冷却空気の圧力回
復を期待することができず、空気圧縮機の所要動力を減
少させて単位空気量当りの推力を増大させるという初期
の目的を十分に達成できない課題がある。 これらのこと
は、特開平１−２７３８６０号公報や特開平２−１１５
５５９号公報に開示された超音速空気流を取入れるジェ
ットエンジン空気取入装置についてもほぼ同様な課題が
ある。
成によれば、プリクーラとして、プレート・チューブ型
式あるいはフィン・チューブ型式のものを用いているの
で、熱交換性能の面、つまり、取入れ空気の冷却性能の
面で、未だ不十分であるばかりでなく、マッハ１以上の
超音速場での飛翔に際して、超音速流れを音速以下に減
速する超音速ディフューザを別途、その上流部分に配置
する必要があるため、機器の大型化は避けられず、超音
速下で使用されるエアー・ブリージング・エンジンとし
ては多くの改善の余地があった。特に、上記構成によれ
ば、インテーク本体の前端開口縁が上部前端縁から下部
前端縁にわたってエアー・ブリージング・エンジンの中
心を通る軸線に対して直交する平面内に配設されている
から、超音速飛行中、上記インテーク本体の前端縁の上
流直前にいわゆるＢＯＷ衝撃波が発生し、下流の空気冷
却器における空気流路内の流れが”不始動”状態となっ
て超音速流としての減速が可能となり、ＢＯＷ衝撃波の
下流、すなわちインテーク本体ないし空気冷却器の直前
における流れが亜音速になるとともに、たとえば飛行マ
ッハ数５で圧力が１／２０といった急激な圧力低下と温
度上昇が発生する。この圧力低下による推力の減少と温
度上昇による空気冷却器の材料の耐熱性の課題から、Ｂ
ＯＷ衝撃波を伴なうエンジンは通常、実用に耐えられな
いものとなる。 これを改善するために、上記構成によれ
ば、超音速空気流を亜音速流まで減速させる部分と、こ
の亜音速空気流を冷却させる部分との構造上の分離が必
要であり、これら減速と冷却とを同時に行なうものと比
較してエンジン全体が大型化および大重量化するばかり
でなく、亜音速流で冷却した場合には冷却空気の圧力回
復を期待することができず、空気圧縮機の所要動力を減
少させて単位空気量当りの推力を増大させるという初期
の目的を十分に達成できない課題がある。 これらのこと
は、特開平１−２７３８６０号公報や特開平２−１１５
５５９号公報に開示された超音速空気流を取入れるジェ
ットエンジン空気取入装置についてもほぼ同様な課題が
ある。
【０００６】この発明は上記実情に鑑みてなされれたも
ので、超音速場での使用に際して、超音速インテークと
プリクーラとを一体化して機器の大幅な小型化を可能と
し、取入れ空気の冷却性能を高めるとともに、その冷却
にともない圧力損失を抑制してエアー・ブリージング・
エンジンの作動領域を拡大することができる航空機エン
ジン用超音速プリクーラを提供することを目的としてい
る。
ので、超音速場での使用に際して、超音速インテークと
プリクーラとを一体化して機器の大幅な小型化を可能と
し、取入れ空気の冷却性能を高めるとともに、その冷却
にともない圧力損失を抑制してエアー・ブリージング・
エンジンの作動領域を拡大することができる航空機エン
ジン用超音速プリクーラを提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る航空機エンジン用超音速プリクーラ
は、軸流圧縮機およびタービンを備えたエアー・ブリー
ジング・エンジンの前方に配置されて空気を取入れ、そ
の取入れ空気を上記軸流圧縮機に導くようになされたエ
アー・ブリージング・エンジン用超音速プリクーラであ
って、内部に超音速ディフューザを有するインテーク本
体と、このインテーク本体内部の超音速ディフューザに
一体に組込まれたプリクーラとを備え、上記インテーク
本体は、上記エアー・ブリージング・エンジンの中心を
通る軸線に対して傾斜する矩形状風胴からなり、かつ、
前端開口縁が上部前端縁から下部前端縁にかけて後方斜
め下方に傾斜して形成され、内部に超音速ディフューザ
および亜音速ディフューザを構成し、上記プリクーラ
は、冷媒流路を密接に形成した複数のパネル状体からな
り、かつ、上下に隣接するパネル状体間にそれぞれ通気
路を形成して上下に積重ねて構成されていることを特徴
とする。
に、この発明に係る航空機エンジン用超音速プリクーラ
は、軸流圧縮機およびタービンを備えたエアー・ブリー
ジング・エンジンの前方に配置されて空気を取入れ、そ
の取入れ空気を上記軸流圧縮機に導くようになされたエ
アー・ブリージング・エンジン用超音速プリクーラであ
って、内部に超音速ディフューザを有するインテーク本
体と、このインテーク本体内部の超音速ディフューザに
一体に組込まれたプリクーラとを備え、上記インテーク
本体は、上記エアー・ブリージング・エンジンの中心を
通る軸線に対して傾斜する矩形状風胴からなり、かつ、
前端開口縁が上部前端縁から下部前端縁にかけて後方斜
め下方に傾斜して形成され、内部に超音速ディフューザ
および亜音速ディフューザを構成し、上記プリクーラ
は、冷媒流路を密接に形成した複数のパネル状体からな
り、かつ、上下に隣接するパネル状体間にそれぞれ通気
路を形成して上下に積重ねて構成されていることを特徴
とする。
【０００８】
【作用】上記構成によれば、インテーク本体により形成
される超音速ディフューザに取入れられた空気がプリク
ーラにおける上下に隣接するパネル状体間の通気路にそ
れぞれ流入して後方の軸流圧縮機に導入される。ここ
で、各通気路内に取入れられる空気は超音速流であり、
この超音速流によって生じる衝撃波は対向面への衝突・
反射を繰り返しプリクーラによる取入れ空気を冷却する
ことにより、境界層を安定化してそれがパネル状体の表
面から剥離を起こしにくくするとともに、流れの高速化
によって熱伝達率を向上させて必要伝熱面積を小さくで
きるので、熱交換器を小型化することが可能となる。特
に、上記構成によれば、インテーク本体の前端開口縁を
上部前端縁から下部前端縁にかけて後方斜め下方に傾斜
させたから、インテーク本体の前端開口縁の直前に圧力
損失と温度上昇のきわめて大きいＢＯＷ衝撃波が発生す
るのを防止して、それらの小さい斜め衝撃波を発生させ
ることができ、その斜め衝撃波後方の一様な減速流中に
プリクーラの前端縁を配置して、このプリクーラの前端
縁に発生する衝撃波の強さを弱め、必要以上の強い衝撃
波がパネル状体に衝突、反射しながらパネル状体間を後
方に伝わる際に大きなエネルギー損失が累積されるのを
有効に防止することができる。
される超音速ディフューザに取入れられた空気がプリク
ーラにおける上下に隣接するパネル状体間の通気路にそ
れぞれ流入して後方の軸流圧縮機に導入される。ここ
で、各通気路内に取入れられる空気は超音速流であり、
この超音速流によって生じる衝撃波は対向面への衝突・
反射を繰り返しプリクーラによる取入れ空気を冷却する
ことにより、境界層を安定化してそれがパネル状体の表
面から剥離を起こしにくくするとともに、流れの高速化
によって熱伝達率を向上させて必要伝熱面積を小さくで
きるので、熱交換器を小型化することが可能となる。特
に、上記構成によれば、インテーク本体の前端開口縁を
上部前端縁から下部前端縁にかけて後方斜め下方に傾斜
させたから、インテーク本体の前端開口縁の直前に圧力
損失と温度上昇のきわめて大きいＢＯＷ衝撃波が発生す
るのを防止して、それらの小さい斜め衝撃波を発生させ
ることができ、その斜め衝撃波後方の一様な減速流中に
プリクーラの前端縁を配置して、このプリクーラの前端
縁に発生する衝撃波の強さを弱め、必要以上の強い衝撃
波がパネル状体に衝突、反射しながらパネル状体間を後
方に伝わる際に大きなエネルギー損失が累積されるのを
有効に防止することができる。
【０００９】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図１はこの発明に係る航空機エンジン用超
音速プリクーラの概賂側面図、図２は同正面図であり、
同図において、１はエアー・ブリージング・エンジン
で、このエアー・ブリージング・エンジン１は、軸流圧
縮機、チップタービン、燃焼室およびノズルを備えてな
る周知のものであるため、ここでは、その詳細な構成を
省略する。
て説明する。図１はこの発明に係る航空機エンジン用超
音速プリクーラの概賂側面図、図２は同正面図であり、
同図において、１はエアー・ブリージング・エンジン
で、このエアー・ブリージング・エンジン１は、軸流圧
縮機、チップタービン、燃焼室およびノズルを備えてな
る周知のものであるため、ここでは、その詳細な構成を
省略する。
【００１０】２はインテーク本体で、上記エアー・ブリ
ージング・エンジン１の前方に配置されて空気を取入
れ、その取入れ空気をエアー・ブリージング・エンジン
１の軸流圧縮機に導くものであって、正面視において図
２のように、上下左右４枚の側板２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２
Ｄが矩形状に配置されているとともに、それら側板２
Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの内面が上記エアー・ブリージン
グ・エンジン１の中心を通る軸線ａに対して傾斜され、
かつ前端開口縁２Ｅが上側板２Ａの前端縁から下側板２
Ｂの前端縁にかけて後方斜め下方に位置するように傾斜
されて、内部に超音速ディフューザ３Ａおよび亜音速デ
ィフューザ３Ｂを形成している。
ージング・エンジン１の前方に配置されて空気を取入
れ、その取入れ空気をエアー・ブリージング・エンジン
１の軸流圧縮機に導くものであって、正面視において図
２のように、上下左右４枚の側板２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２
Ｄが矩形状に配置されているとともに、それら側板２
Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの内面が上記エアー・ブリージン
グ・エンジン１の中心を通る軸線ａに対して傾斜され、
かつ前端開口縁２Ｅが上側板２Ａの前端縁から下側板２
Ｂの前端縁にかけて後方斜め下方に位置するように傾斜
されて、内部に超音速ディフューザ３Ａおよび亜音速デ
ィフューザ３Ｂを形成している。
【００１１】４は上記インテーク本体２内部の超音速デ
ィフューザ３Ａに一体に組込まれた超音速プリクーラ、
５は上記インテーク本体２内部の亜音速ディフューザ３
Ｂに一体に組込まれた亜音速プリクーラである。上記超
音速プリクーラ４は、図３および図４に明示したよう
に、上記エアー・ブリージング・エンジン１における燃
料となるＬＨ２を冷媒とし、そのＬＨ２冷媒流路６を上
記軸線ａに対して直交する方向で間隔密にジグザグ状に
形成したパネル状体７の複数個をそれらの前端縁が上記
インテーク本体２の前端開口縁２Ｅと一致し、かつ、上
下に隣接するパネル状体７，７間にそれぞれ通気路８
Ａ，８Ｂ，…８Ｎが形成されるように上下に積重ねて構
成されている。なお、超音速プリクーラ４を構成する複
数のパネル状体７のＬＨ２冷媒流路６の終端と始端と
は、ほぼＵ字形に屈曲した連通パイプ９を介して順次接
続されている。
ィフューザ３Ａに一体に組込まれた超音速プリクーラ、
５は上記インテーク本体２内部の亜音速ディフューザ３
Ｂに一体に組込まれた亜音速プリクーラである。上記超
音速プリクーラ４は、図３および図４に明示したよう
に、上記エアー・ブリージング・エンジン１における燃
料となるＬＨ２を冷媒とし、そのＬＨ２冷媒流路６を上
記軸線ａに対して直交する方向で間隔密にジグザグ状に
形成したパネル状体７の複数個をそれらの前端縁が上記
インテーク本体２の前端開口縁２Ｅと一致し、かつ、上
下に隣接するパネル状体７，７間にそれぞれ通気路８
Ａ，８Ｂ，…８Ｎが形成されるように上下に積重ねて構
成されている。なお、超音速プリクーラ４を構成する複
数のパネル状体７のＬＨ２冷媒流路６の終端と始端と
は、ほぼＵ字形に屈曲した連通パイプ９を介して順次接
続されている。
【００１２】また、上記亜音速プリクーラ５は、亜音速
ディフューザ３Ｂ内に上下および前後にそれぞれ適宜間
隔を置いて配設され、互いに連通する複数のＬＨ２冷媒
配管１０からなり、これらＬＨ２冷媒配管１０を取入れ
空気の流れ方向に対して、例えば図６に示すように、低
空力圧損となる断面形状としたものである。
ディフューザ３Ｂ内に上下および前後にそれぞれ適宜間
隔を置いて配設され、互いに連通する複数のＬＨ２冷媒
配管１０からなり、これらＬＨ２冷媒配管１０を取入れ
空気の流れ方向に対して、例えば図６に示すように、低
空力圧損となる断面形状としたものである。
【００１３】つぎに、上記構成の航空機エンジン用超音
速プリクーラの動作について説明する。航空機の超音速
飛翔にともない、インテーク本体２内部の超音速ディフ
ューザ３Ａに取入れられる空気が超音速プリクーラ４に
おける上下複数段の通気路８Ａ，８Ｂ，…８Ｎ内にそれ
ぞれ流入して、これら各通気路８Ａ，８Ｂ，…８Ｎ内を
後方に流動する。ここで、取入れ空気の超音速流により
パネル状体７の前縁に生じる衝撃波ＳＷは、各通気路８
Ａ，８Ｂ，…８Ｎ内を後方に伝播するとき、図５に示す
ように、上下に隣接するパネル状体７，７の対向面に対
し衝突し反射して、後方に伝わることになる。したがっ
て、パネル状体７間を通る空気がＬＨ２冷媒に吸熱され
て冷却され、比体積が減少される。同時に、衝撃波ＳＷ
は減衰される。
速プリクーラの動作について説明する。航空機の超音速
飛翔にともない、インテーク本体２内部の超音速ディフ
ューザ３Ａに取入れられる空気が超音速プリクーラ４に
おける上下複数段の通気路８Ａ，８Ｂ，…８Ｎ内にそれ
ぞれ流入して、これら各通気路８Ａ，８Ｂ，…８Ｎ内を
後方に流動する。ここで、取入れ空気の超音速流により
パネル状体７の前縁に生じる衝撃波ＳＷは、各通気路８
Ａ，８Ｂ，…８Ｎ内を後方に伝播するとき、図５に示す
ように、上下に隣接するパネル状体７，７の対向面に対
し衝突し反射して、後方に伝わることになる。したがっ
て、パネル状体７間を通る空気がＬＨ２冷媒に吸熱され
て冷却され、比体積が減少される。同時に、衝撃波ＳＷ
は減衰される。
【００１４】次いで、低温化され、かつ亜音速領域に達
した空気が亜音速プリクーラ５の冷媒配管１０内を流動
するＬＨ２冷媒との熱交換により一層低温化されて比体
積の減少した状態で、エアー・ブリージング・エンジン
１の軸流圧縮機に導入されることになる。
した空気が亜音速プリクーラ５の冷媒配管１０内を流動
するＬＨ２冷媒との熱交換により一層低温化されて比体
積の減少した状態で、エアー・ブリージング・エンジン
１の軸流圧縮機に導入されることになる。
【００１５】以上のように、取入れ空気の冷却による比
体積の減少とその冷却にともなう圧力損失の低減とによ
り、軸流圧縮機の所要動力の軽減を図れるとともに、空
気温度の低温化により軸流圧縮機のブレード材料等の耐
熱住に過大な要求を課することがなく、材料の低コスト
化が図れる。また、最上流にあるパネル状体７Ａ，７Ｂ
間の空気流路８Ａに入る空気流れは、最上流にあるパネ
ル状体７Ａの前端縁７ａで発生する１個の衝撃波ＳＷａ
の下流の流れとなり、この衝撃波ＳＷａによる流れの減
速の程度は小さい反面、上記 空気流路８Ａの流路長さが
長いために、その空気流路８Ａ中の衝撃波ＳＷＡの反射
により十分減速できる。 他方、最下流にあるパネル状体
７Ｎ，７Ｎ＋１間の空気流路８Ｎに入る空気流れは、こ
れよりも上流側にある全てのパネル状体７Ａ〜７Ｎの前
端縁７ａ〜７ｎで発生するＮ個の斜め衝撃波ＳＷａ〜Ｓ
Ｗｎを通過した流れとなるため、最下流の空気流路８Ｎ
に入るまでに上記各衝撃波ＳＷａ〜ＳＷｎによってかな
り減速さわ、亜音速になるまでに必要な最下流のパネル
状体７Ｎ，７Ｎ＋１間における空気流路８Ｎの流路長さ
も図示のように短かくてすむ。 したがって、これらの結
果、超音速プリクーラ４の出口、すなわち亜音速プリク
ーラ５の入口における流速はほぼ均一な亜音速流が得ら
れることとなり、亜音速プリクーラ５内における流れの
圧力損失を低く抑えることができる。
体積の減少とその冷却にともなう圧力損失の低減とによ
り、軸流圧縮機の所要動力の軽減を図れるとともに、空
気温度の低温化により軸流圧縮機のブレード材料等の耐
熱住に過大な要求を課することがなく、材料の低コスト
化が図れる。また、最上流にあるパネル状体７Ａ，７Ｂ
間の空気流路８Ａに入る空気流れは、最上流にあるパネ
ル状体７Ａの前端縁７ａで発生する１個の衝撃波ＳＷａ
の下流の流れとなり、この衝撃波ＳＷａによる流れの減
速の程度は小さい反面、上記 空気流路８Ａの流路長さが
長いために、その空気流路８Ａ中の衝撃波ＳＷＡの反射
により十分減速できる。 他方、最下流にあるパネル状体
７Ｎ，７Ｎ＋１間の空気流路８Ｎに入る空気流れは、こ
れよりも上流側にある全てのパネル状体７Ａ〜７Ｎの前
端縁７ａ〜７ｎで発生するＮ個の斜め衝撃波ＳＷａ〜Ｓ
Ｗｎを通過した流れとなるため、最下流の空気流路８Ｎ
に入るまでに上記各衝撃波ＳＷａ〜ＳＷｎによってかな
り減速さわ、亜音速になるまでに必要な最下流のパネル
状体７Ｎ，７Ｎ＋１間における空気流路８Ｎの流路長さ
も図示のように短かくてすむ。 したがって、これらの結
果、超音速プリクーラ４の出口、すなわち亜音速プリク
ーラ５の入口における流速はほぼ均一な亜音速流が得ら
れることとなり、亜音速プリクーラ５内における流れの
圧力損失を低く抑えることができる。
【００１６】なお、上記実施例では、インテーク本体２
内に互いに構成の異なる超音速プリクーラ４および亜音
速プリクーラ５を組込んだもので示したが、亜音速プリ
クーラ５の構成を超音速プリクーラ４の構成と同様に、
パネル状体７の積層構造としてもよい。また、この発明
のパネル状体として、上記実施例では、ＬＨ２冷媒流路
６を板体からなるパネル状体７に間隔密にジグザグ状に
形成したもので示したが、ＬＨ２冷媒流路６のみを互い
に密接させてジグザグ状に形成しただけのものであって
もよい。
内に互いに構成の異なる超音速プリクーラ４および亜音
速プリクーラ５を組込んだもので示したが、亜音速プリ
クーラ５の構成を超音速プリクーラ４の構成と同様に、
パネル状体７の積層構造としてもよい。また、この発明
のパネル状体として、上記実施例では、ＬＨ２冷媒流路
６を板体からなるパネル状体７に間隔密にジグザグ状に
形成したもので示したが、ＬＨ２冷媒流路６のみを互い
に密接させてジグザグ状に形成しただけのものであって
もよい。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、イン
テーク本体内の超音速ディフューザにパネル状体の積層
構造からなるプリクーラを一体に組込むことによって、
単位容積当たりの熱交換面積を大きくし、また流れを高
速化することによって熱伝達率を高めることができるの
で、小型化を図り易いのは８とより、複数のパネル状体
間に発生させた衝撃波によってその取入れ空気とパネル
状体に形成した冷媒流路内を流動する冷媒との熱伝達率
を高くすることによって取入れ空気の冷却性能を向上
し、取入れ空気の比体積の減少率を高めて流れの静圧を
著しく増大することができる。さらに、冷却によって圧
力回復も可能となる。したがって、圧縮機の所要動力が
軽減され、従来と同一容量の圧縮機を用いた場合、圧縮
機入口温度の低下とタービン出口温度の上昇とが同時に
達成できるので、単位空気量当たりの推力を大幅に増大
できるとともに、エアー・ブリージング・エンジンの作
動領域を拡大することができる。また、冷却によって圧
縮機入口温度を低くできるので、圧縮機ブレード材料の
コスト・ダウンが可能になるといった効果を奏する。特
に、この発明によれば、インテーク本体の前端開口縁を
上部前端縁から下部前端縁にかけて後方斜め下方に傾斜
させたから、インテーク本体の前端縁の直前に圧力損失
と温度上昇のきわめて大きいＢＯＷ衝撃波が発生するの
を防止して、それらの小さい斜め衝撃波を発生させるこ
とができ、その斜め衝撃波後方の一様な減速流中にプリ
クーラの前端縁を配置して、このプリクーラの前端縁に
発生する衝撃波の強さを弱め、必要以上の強い衝撃波が
パネル状体に衝突、反射しながらパネル状体間を後方に
伝わる際に大きなエネルギー損失が累積されるのを有効
に防止することができる。
テーク本体内の超音速ディフューザにパネル状体の積層
構造からなるプリクーラを一体に組込むことによって、
単位容積当たりの熱交換面積を大きくし、また流れを高
速化することによって熱伝達率を高めることができるの
で、小型化を図り易いのは８とより、複数のパネル状体
間に発生させた衝撃波によってその取入れ空気とパネル
状体に形成した冷媒流路内を流動する冷媒との熱伝達率
を高くすることによって取入れ空気の冷却性能を向上
し、取入れ空気の比体積の減少率を高めて流れの静圧を
著しく増大することができる。さらに、冷却によって圧
力回復も可能となる。したがって、圧縮機の所要動力が
軽減され、従来と同一容量の圧縮機を用いた場合、圧縮
機入口温度の低下とタービン出口温度の上昇とが同時に
達成できるので、単位空気量当たりの推力を大幅に増大
できるとともに、エアー・ブリージング・エンジンの作
動領域を拡大することができる。また、冷却によって圧
縮機入口温度を低くできるので、圧縮機ブレード材料の
コスト・ダウンが可能になるといった効果を奏する。特
に、この発明によれば、インテーク本体の前端開口縁を
上部前端縁から下部前端縁にかけて後方斜め下方に傾斜
させたから、インテーク本体の前端縁の直前に圧力損失
と温度上昇のきわめて大きいＢＯＷ衝撃波が発生するの
を防止して、それらの小さい斜め衝撃波を発生させるこ
とができ、その斜め衝撃波後方の一様な減速流中にプリ
クーラの前端縁を配置して、このプリクーラの前端縁に
発生する衝撃波の強さを弱め、必要以上の強い衝撃波が
パネル状体に衝突、反射しながらパネル状体間を後方に
伝わる際に大きなエネルギー損失が累積されるのを有効
に防止することができる。
【図１】この発明に係る航空機エンジン用超音速プリク
ーラの概略側面図である。
ーラの概略側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】超音速プリクーラ付エアインテークの一部切欠
き斜視図である。
き斜視図である。
【図４】図３の縦断側面図である。
【図５】超音速プリクーラの冷却作用を説明するための
図である。
図である。
【図６】亜音速プリクーラの冷媒配管の断面図である。
１ ニアー・ブリージング・エンジン ２ インテーク本体 ３Ａ 超音速ディフューザ ４ 超音速プリクーラ ６ ＬＨ２冷媒流路 ７ パネル状体 ８Ａ，８Ｂ，…８Ｎ 通気路 ＳＷ 衝撃波
フロントページの続き (72)発明者 藤本 朗 岐阜県各務原市川崎町１番地 川崎重工 業株式会社岐阜工場内 (72)発明者 稲井 潤 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (72)発明者 河嶋 敬 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (56)参考文献 特開 昭61−70158（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−273860（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−115559（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】軸流圧縮機およびタービンを備えたエアー
・ブリージング・エンジンの前方に配置されて空気を取
入れ、その取入れ空気を上記軸流圧縮機に導くようにな
された航空機エンジン用超音速プリクーラであって、内
部に超音速ディフューザを有するインテーク本体と、こ
のインテーク本体内部の超音速ディフューザに一体に組
込まれたプリクーラとを備え、上記インテーク本体は、
上記エアー・ブリージング・エンジンの中心を通る軸線
に対して傾斜する矩形状風胴からなり、かつ、前端開口
縁が上部前端縁から下部前端縁にかけて後方斜め下方に
傾斜して形成され、内部に超音速ディフューザおよび亜
音速ディフューザを構成し、上記プリクーラは、冷媒流
路を密接に形成した複数のパネル状体からなり、かつ、
上下に隣接するパネル状体間にそれぞれ通気路を形成し
て上下に積重ねて構成されていることを特徴とする航空
機エンジン用超音速プリクーラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149559A JP2654577B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 航空機エンジン用超音速プリクーラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149559A JP2654577B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 航空機エンジン用超音速プリクーラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06294351A JPH06294351A (ja) | 1994-10-21 |
| JP2654577B2 true JP2654577B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=15477826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3149559A Expired - Lifetime JP2654577B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 航空機エンジン用超音速プリクーラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2654577B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6221347B2 (ja) * | 2013-05-23 | 2017-11-01 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 吸気冷却装置、ガスタービンプラント、及び吸気冷却方法 |
| GB2577075B (en) * | 2018-09-12 | 2022-11-02 | Reaction Engines Ltd | Engine module |
| CN112412626B (zh) * | 2020-11-05 | 2021-12-24 | 中国科学院力学研究所 | 一种分段式超声速来流的预冷增压方法 |
| CN115680885A (zh) * | 2022-10-24 | 2023-02-03 | 北京动力机械研究所 | 一种组合发动机进气道与预冷器一体化结构 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650083B2 (ja) * | 1984-09-12 | 1994-06-29 | 三菱重工業株式会社 | 空気流入型ロケツトエンジン |
| FR2628790A1 (fr) * | 1988-03-16 | 1989-09-22 | Snecma | Propulseur combine turbofusee aerobie |
| JP2540615B2 (ja) * | 1988-10-24 | 1996-10-09 | 三菱重工業株式会社 | 超音速空気流を取入れるジエツトエンジン空気取入装置 |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP3149559A patent/JP2654577B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06294351A (ja) | 1994-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10989071B2 (en) | High efficiency ducted heat exchanger systems | |
| US5655361A (en) | Sound absorbing apparatus for a supersonic jet propelling engine | |
| JP3340844B2 (ja) | ターボファンエンジンに使用される騒音抑止装置及び方法 | |
| CN112377325B (zh) | 一种高超声速强预冷涡轮基冲压组合发动机 | |
| US5647221A (en) | Pressure exchanging ejector and refrigeration apparatus and method | |
| US6047540A (en) | Small gas turbine engine having enhanced fuel economy | |
| US5012646A (en) | Turbine engine having combustor air precooler | |
| US10765980B2 (en) | Inertial particle separator for engine inlet | |
| JP2013531171A (ja) | タービンエンジンの排気管に組み込まれた熱交換機構 | |
| US2465099A (en) | Propulsion means comprising an internal-combustion engine and a propulsive jet | |
| JP2013531171A5 (ja) | ||
| CN113915003B (zh) | 基于nh3的极宽速域多模态组合动力循环系统及方法 | |
| US4696159A (en) | Gas turbine outlet arrangement | |
| JP2654577B2 (ja) | 航空機エンジン用超音速プリクーラ | |
| CN113779727B (zh) | 一种空水两用涡轮机参数化设计方法 | |
| US5224819A (en) | Cooling air pick up | |
| GB2238080A (en) | Propulsion system for an aerospace vehicle | |
| US3040519A (en) | Jet propulsion unit with cooling means for incoming air | |
| US6644016B2 (en) | Process and device for collecting air, and engine associated therewith | |
| RU2413086C2 (ru) | Двигательная установка и летательный аппарат, содержащий такую двигательную установку | |
| CN114776470A (zh) | 一种波纹扰流平面冷却装置及应用 | |
| US9145831B1 (en) | Recuperated gas turbine system for reaction-jet helicopters | |
| CN113882968A (zh) | 一种宽速域多工质功效匹配组合动力系统 | |
| CN108910059A (zh) | 一种预冷式进气道及高超声速飞行器 | |
| CN115853644B (zh) | 一种串联布局的二元进气道-预冷器结构及其设计方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |