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JP4736271B2 - Exhaust nozzle for jet engine - Google Patents
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JP4736271B2 - Exhaust nozzle for jet engine - Google Patents

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JP4736271B2
JP4736271B2 JP2001246912A JP2001246912A JP4736271B2 JP 4736271 B2 JP4736271 B2 JP 4736271B2 JP 2001246912 A JP2001246912 A JP 2001246912A JP 2001246912 A JP2001246912 A JP 2001246912A JP 4736271 B2 JP4736271 B2 JP 4736271B2
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guide mechanism
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exhaust nozzle
radial direction
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンからの排気ガスの流路を形成する複数のフラップを備えるジェットエンジン用排気ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】
超音速航空機など用いられるジェットエンジン用排気ノズルでは、一般に、複数のフラップを作動して排気ガスの流路を所望の状態に変化させることにより、排気ガスの速度を制御している。
【0003】
複数のフラップを作動して排気ガスの流路を変化させる排気ノズルとしては、例えば、特開平2−275050号公報、米国特許第5,437,411号などに記載された技術が知られている。
【0004】
上記排気ノズルでは、周方向に並べて配置される複数のフラップを、軸方向(排気ガスの流れの方向の後端側を径方向内側にして傾斜させることにより、排気ガスの流路に絞り部(convergent)を形成する。さらに、その複数のフラップの後端に連結される他の複数のフラップを、軸方向の後端側を径方向外側にして傾斜させることにより、排気ガスの流路に拡散部(divergent)を形成する。これにより、排気ガスの流路断面積を変化させ、排気ガスの速度を制御し、所望の推力を得る。
【0005】
また、上記排気ノズルでは、周方向に並べて配置される複数のフラップを、軸対称の配列状態から非対称な配列状態に変化させることにより、排気ノズルの開口の向きを変えることが可能となっている。例えば、複数のフラップの前端を軸対称に配置した状態で、後端を非対称の配列状態、すなわち後端の開口中心を軸からずらして配置することにより、開口の向きを軸方向から傾けることができる。このように、排気ノズルの開口の向きを変化させることにより、エンジンの推力方向を任意の方向に変化させることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した複数のフラップを備える排気ノズルでは、複数のフラップを作動させるために、複数のフラップを環状のリングに連結するとともに、この環状のリングに作動用のアクチュエータを連結している場合が多い。この場合、リングの移動を所定の方向に案内するガイド機構が必要となる。
【0007】
ところが、従来の排気ノズルでは、上記ガイド機構が十分な自由度を有していない、または複雑な機構となっている。
例えば、上述した特開平2−275050号公報に記載の排気ノズルでは、ガイド機構は1自由度しか有していない。すなわち、上記ガイド機構は、リングの中心軸方向にのみリングを案内する構成となっている。この場合、リングを介して複数のフラップを軸対称に変化させることは可能であっても、リングを介して複数のフラップを、軸対称の配列状態から非対称な配列状態に変化させるのは難しい。
【0008】
また、従来より、リングのガイド機構において、リングを移動させるアクチュエータに加えて別のアクチュエータをダミーとして配設し、これにより、2自由度を確保する構成がしばしば用いられる。しかしながら、この場合、構成が複雑になりやすく、しかもコスト高を招きやすい。また、複数のフラップを、軸対称の配列状態から非対称な配列状態に変化させるのには、2自由度では不十分である場合が多い。
【0009】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、複数のフラップを所望の方向に確実に作動させることができ、しかもその作動に用いられるリングを案内するガイド機構を簡潔に構成できるジェットエンジン用排気ノズルを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、エンジンからの排気ガスの流路を形成する複数のフラップを備えるジェットエンジン用排気ノズルであって、前記複数のフラップに連結される環状のリングと、前記リングに連結され、該リングを介して前記複数のフラップを作動させる複数のアクチュエータと、前記リングの移動を案内するガイド機構とを備え、前記ガイド機構は、前記リングの中心軸方向と、前記リングの径方向と、前記リングの径方向を中心とする回転方向とのそれぞれの方向に、前記リングを案内することを特徴とする。
このジェットエンジン用排気ノズルでは、ガイド機構が、リングの中心軸方向と、リングの径方向と、リングの径方向を中心とする回転方向とのそれぞれの方向に、リングを案内することから、リングの移動方向として3自由度が確保される。そのため、リングを介して複数のフラップを、軸対称の配列状態から非対称な配列状態に確実に変化させることができる。
【0011】
この場合において、前記ガイド機構は、前記リングの中心軸方向に延在する溝が形成された部材と、前記溝に少なくとも一部が収容され、前記溝の内部で前記溝の延在方向に摺動自在かつ回転自在に配されるガイドピンと、前記リングの径方向に高さが変化する曲面が形成された部材と、前記曲面に当接されるガイドローラとを有してもよい。
この場合、上記溝の内部で溝の延在方向にガイドピンが摺動することにより、リングの中心軸方向にリングが案内される。また、上記溝の内部でガイドピンが回転することにより、リングの径方向を中心とする回転方向にリングが案内される。さらに、上記曲面に沿ってガイドローラが移動することにより、リングの径方向にリングが案内される。したがって、簡潔なガイド機構でありながら、リングの移動方向として3自由度が確保される。
【0012】
また、前記ガイド機構は、前記リングの中心軸方向、及び前記リングの径方向に前記リングを案内するリンク機構を有し、前記リンク機構には、前記リングの径方向に回転自在な連結部が設けられていてもよい。
この場合、リンク機構により、リングの中心軸方向、及びリングの径方向にリングが案内される。また、連結部での回転運動により、リングの径方向を中心とする回転方向にリングが案内される。したがって、簡潔なガイド機構でありながら、リングの移動方向として3自由度が確保される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るジェットエンジン用排気ノズルの実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、超音速航空機などの航空機に用いられるジェットエンジン用排気ノズルの一実施形態の全体構成を模式的に示す図であり、排気ノズル10は、エンジン(不図示)の後端部に設置される。エンジンからの排気ガス(主流)は、排気ノズル10の導入ダクト11を経た後、絞り・発散部(convergent-divergent)12で加速されて、エンジン外部に排出される。
【0014】
絞り・発散部12は、絞り部(流れ方向に向かって断面積が縮小する流路)を主に形成する複数のコンバージェントフラップ20と、発散部(流れ方向に向かって断面積が拡大する流路)を主に形成する複数のダイバージェントフラップ21とを含む。コンバージェントフラップ20、及びダイバージェントフラップ21はそれぞれ、複数が周方向に並べて配置されている。また、コンバージェントフラップ20とダイバージェントフラップ21とは、排気ダクトの軸方向に並べて配置されている。コンバージェントフラップ20は、軸方向の一端が導入ダクト11に連結され、他端がダイバージェントフラップ21の一端に連結されている。
【0015】
ダイバージェントフラップ21の他端にはリンク部材22が連結され、このリンク部材22は、複数(ここでは3ケ)のアクチュエータ(第1アクチュエータ23)が連結された円環状の第1リング24に連結されている。一方、コンバージェントフラップ20の背面には、所定の曲面を有するトラックレール25が設けられており、このトラックレール25の曲面と接するように、複数(ここでは3ケ)のアクチュエータ(第2アクチュエータ26)が連結された円環状の第2リング27が軸方向等に移動自在に配設されている。なお、複数の第1アクチュエータ23、及び複数の第2アクチュエータ26はそれぞれ、周方向に等間隔に配置されている。
【0016】
図2は、絞り・発散部12を部分的に拡大した模式的な断面図である。
図2において、第2リング27に連結された複数の第2アクチュエータ26は、トラックレール25を介して、コンバージェントフラップ20を作動させ、絞り型の流路の断面積(ノズルスロートNSの断面積)を変化させる。また、第1リング24に連結された複数の第1アクチュエータ23は、第1リング24及びリンク部材22を介して、ダイバージェントフラップ21を作動させ、発散型の流路の断面積(排気ノズル10の後端部の開口面積)を変化させる。なお、図2(a)は排気ノズル10の開口を狭くした状態、図2(b)は開口を拡散状態にした様子を示す。また、排気ノズル10の流路断面積は、適正な推力が得られるように、エンジンの燃料流量に応じて制御される。
【0017】
また、この排気ノズル10では、第1リング24に連結された複数の第1アクチュエータ23の作動距離に差を設けることにより、第1リング24を傾け、図3に示すように、ダイバージェントフラップ21を軸対称の配列状態から非対称な配列状態に変化させることができる。この場合、複数の第1アクチュエータ23の各作動距離を周期的に変化させることにより、排気ノズル10の開口の向きを旋回させることが可能となる。このように、この排気ノズル10では、開口の向きを変化させることにより、エンジンの推力方向を任意の方向に制御できる。なお、ダイバージェントフラップ21は、上記第1リング24(図2参照)に連結される複数のマスターフラップ21aと、マスターフラップ21a同士の隙間を覆うように配される複数のシールフラップ21bとを含み、両者は位置決め機構29によって連結されている。位置決め機構29は、隣合うマスターフラップ21aのほぼ中間にシールフラップ21bが位置するように、マスターフラップ21aに対するシールフラップ21bの相対的な位置を位置決めするように構成されている。
【0018】
図4は、上述した第1リング24の移動を案内するガイド機構30の一例を示す斜視図である。ガイド機構30は、図4の矢印に示すように、第1リング24の中心軸方向(矢印a)と、第1リング24の径方向(矢印b)と、第1リング24の径方向を中心とする回転方向(矢印c)とのそれぞれに、第1リング24を移動自在に案内するように構成されている。
【0019】
具体的には、ガイド機構30は、図5、及び図6に示すように、第1リング24の中心軸方向(矢印a方向)に延在する溝31と、この溝31に少なくとも一部が収容され、溝31の内部で溝31の延在方向(矢印a方向)に摺動自在かつ回転自在に配されるガイドピン33と、第1リング24の径方向(矢印b方向)に高さが変化する曲面34と、その曲面34に当接されるガイドローラ36とを有している。なお、上記溝31及び曲面34は、前述した導入ダクト11または第2リング27の周面またはそれらに取り付けられた部材に設けられている。本実施形態では、上記溝31及び曲面34は、前述した導入ダクト11の外周面に設けられている。
【0020】
図5及び図6に示す構成の場合、ガイド機構30において、溝31の内部で溝31の延在方向にガイドピン33が摺動することにより、第1リング24の中心軸方向に第1リング24が案内される。また、溝31の内部でガイドピン33が回転することにより、第1リング24の径方向を中心とする回転方向に第1リング24が案内される。さらに、曲面34に沿ってガイドローラ36が移動することにより、第1リング24の径方向に第1リング24が案内される。これにより、このガイド機構30では、第1リング24の移動方向として3自由度が確保される。特に、このガイド機構30では、溝31とガイドピン33とによって第1リング24の上記軸方向の移動を案内しつつ、上記径方向の回転方向にも、第1リング24を案内するので、簡潔な構成で複数の自由度を確保できる。
【0021】
このように、本例の排気ノズル10では、ダイバージェントフラップ21の作動に用いられる第1リング24を案内するガイド機構30が3自由度を確保する。そのため、ダイバージェントフラップ21を、軸対称に変化させるとともに、軸対称の配列状態から非対称な配列状態に確実に変化させることができる。
【0022】
なお、図5及び図6に示す例では、固定側の導入ダクト11に溝31や曲面34を設け、移動する側の第1リング24にガイドピン33及びガイドローラ36を設けているが、固定側にガイドピンやガイドローラを設け、移動側に溝や曲面等を設けてもよい。また、上記構成部材の材質として、セラミック系複合材料やAl系金属間化合物などの軽量の材料を用いることで軽量化を図ることが可能となる。さらに、ガイド機構は、第1リングの移動方向として3自由度を確保すればよく、ガイド機構の構成は上述したものに限らない。
【0023】
図7及び図8は、第1リング24の移動を案内するガイド機構の他の例(ガイド機構40)を示す図である。
この構成においても、ガイド機構40は、第1リング24の中心軸方向(矢印a)と、第1リング24の径方向(矢印b)と、第1リング24の径方向を中心とする回転方向(矢印c)とのそれぞれに、第1リング24を移動自在に案内するように構成されている。
【0024】
具体的には、ガイド機構40は、第1リング24の中心軸方向(矢印a方向)、及び第1リング24の径方向(矢印b方向)に第1リング24を案内するリンク機構41を有している。そして、リンク機構41には、第1リング24の径方向に回転自在な連結部42が設けられている。上記回転自在な連結部42としては、例えば球面座を有するスフェリカル・ベアリングを用いた機構を用いることができる。
【0025】
図7及び図8に示す構成の場合、ガイド機構40において、リンク機構41により、第1リング24の中心軸方向、及び第1リング24の径方向に第1リング24が案内される。また、連結部42での回転運動により、第1リング24の径方向を中心とする回転方向に第1リング24が案内される。これにより、このガイド機構40においても、第1リング24の移動方向として3自由度が確保される。特に、このガイド機構40では、回転自在な連結部42が設けられたリンク機構41を用いることにより、簡潔な構成で複数の自由度を確保できる。
【0026】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るジェットエンジン用排気ノズルによれば、複数のフラッパの作動に用いられるリングを案内するガイド機構が3自由度を確保することから、複数のフラッパを所望の方向に確実に作動させることができる。また、ダミーのアクチュエータを用いることなく、ガイド機構を簡潔に構成でき、低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るジェットエンジン用排気ノズルの一実施形態の全体構成を模式的に示す図である。
【図2】 図1の排気ノズルの絞り・発散部を部分的に拡大した模式的な断面図である。
【図3】 ダイバージェントフラップを軸対称の配列状態から非対称な配列状態に変化させた様子を模式的に示す図である。
【図4】 ガイド機構の一例を示す斜視図である。
【図5】 図4のガイド機構をリングの軸方向に見た図である。
【図6】 図4のガイド機構をリングの径方向に見た図である。
【図7】 ガイド機構の他の例を示す図であり、リングの軸方向に見た図である。
【図8】 図7のガイド機構の一部を拡大して示す図であり、(a)はリングの径方向に見た図、(b)は図7に示すA−A断面図である。
【符号の説明】
10 排気ノズル
11 導入ダクト
12 絞り・発散部
20 コンバージェントフラップ
21 ダイバージェントフラップ
22 リンク部材
24 第1リング
23 第1アクチュエータ
25 トラックレール
26 第2アクチュエータ
27 第2リング
30,40 ガイド機構
31 溝
33 ガイドピン
34 曲面
36 ガイドローラ
41 リンク機構
42 連結部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust nozzle for a jet engine including a plurality of flaps that form a flow path for exhaust gas from an engine.
[0002]
[Prior art]
In an exhaust nozzle for a jet engine used for a supersonic aircraft or the like, the exhaust gas speed is generally controlled by operating a plurality of flaps to change the flow path of the exhaust gas to a desired state.
[0003]
The exhaust nozzle for operating a plurality of flaps to change the flow path of the exhaust gas, for example, JP-A 2-275050 and JP-known to the technique described in U.S. Patent No. 5,437,41 1 No. Yes.
[0004]
In the exhaust nozzle, a plurality of flaps arranged side by side in the circumferential direction are inclined in the exhaust gas flow path by inclining the axial direction (the rear end side in the exhaust gas flow direction is radially inward). In addition, the plurality of other flaps connected to the rear ends of the plurality of flaps are diffused into the exhaust gas flow path by inclining the rear end in the axial direction radially outward. A divergent is formed, whereby the flow passage cross-sectional area of the exhaust gas is changed, the speed of the exhaust gas is controlled, and a desired thrust is obtained.
[0005]
In the exhaust nozzle, the direction of the opening of the exhaust nozzle can be changed by changing the plurality of flaps arranged side by side in the circumferential direction from an axially symmetric arrangement state to an asymmetric arrangement state. . For example, when the front ends of a plurality of flaps are arranged axially symmetrically, the rear ends are arranged in an asymmetrical manner, that is, the opening center of the rear end is shifted from the axis, whereby the direction of the opening can be inclined from the axial direction. it can. Thus, the thrust direction of the engine can be changed to an arbitrary direction by changing the direction of the opening of the exhaust nozzle.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the exhaust nozzle having a plurality of flaps as described above, in order to operate the plurality of flaps, the plurality of flaps may be connected to an annular ring and an actuator for operation may be connected to the annular ring. Many. In this case, a guide mechanism for guiding the movement of the ring in a predetermined direction is required.
[0007]
However, in the conventional exhaust nozzle, the guide mechanism does not have a sufficient degree of freedom or is a complicated mechanism.
For example, in the exhaust nozzle described in JP-A-2-275050 described above, the guide mechanism has only one degree of freedom. That is, the guide mechanism is configured to guide the ring only in the central axis direction of the ring. In this case, although it is possible to change a plurality of flaps axially symmetrically through the ring, it is difficult to change the plurality of flaps from the axially symmetric arrangement state to the asymmetric arrangement state via the ring.
[0008]
Conventionally, in a ring guide mechanism, another actuator is often used as a dummy in addition to an actuator for moving the ring, thereby ensuring two degrees of freedom. However, in this case, the configuration tends to be complicated, and the cost is likely to increase. Also, two degrees of freedom are often insufficient to change the plurality of flaps from the axially symmetric arrangement state to the asymmetric arrangement state.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can jet a plurality of flaps in a desired direction with certainty and a simple guide mechanism for guiding a ring used for the operation. An object is to provide an exhaust nozzle for an engine.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is an exhaust nozzle for a jet engine comprising a plurality of flaps that form a flow path for exhaust gas from the engine, and an annular ring connected to the plurality of flaps, A plurality of actuators coupled to the ring and operating the plurality of flaps via the ring; and a guide mechanism for guiding the movement of the ring, wherein the guide mechanism includes a central axis direction of the ring, and the ring The ring is guided in each of a radial direction of the ring and a rotational direction centered on the radial direction of the ring.
In this jet engine exhaust nozzle, the guide mechanism guides the ring in each of the center axis direction of the ring, the radial direction of the ring, and the rotational direction centered on the radial direction of the ring. As a moving direction, three degrees of freedom are secured. Therefore, the plurality of flaps can be reliably changed from the axially symmetric arrangement state to the asymmetric arrangement state via the ring.
[0011]
In this case, the guide mechanism includes a member in which a groove extending in the central axis direction of the ring is formed, and at least a part of the guide mechanism is accommodated in the groove, and slides in the groove extending direction inside the groove. You may have the guide pin arrange | positioned so that movement and rotation are possible, the member in which the curved surface from which the height changes to the radial direction of the said ring was formed, and the guide roller contact | abutted to the said curved surface.
In this case, the guide pin slides in the groove extending direction inside the groove, whereby the ring is guided in the central axis direction of the ring. Further, when the guide pin rotates inside the groove, the ring is guided in the rotation direction centering on the radial direction of the ring. Further, the guide roller moves along the curved surface, whereby the ring is guided in the radial direction of the ring. Therefore, although it is a simple guide mechanism, three degrees of freedom are secured as the moving direction of the ring.
[0012]
The guide mechanism includes a link mechanism that guides the ring in a central axis direction of the ring and a radial direction of the ring, and the link mechanism includes a connecting portion that is rotatable in the radial direction of the ring. It may be provided.
In this case, the ring is guided by the link mechanism in the center axis direction of the ring and in the radial direction of the ring. Further, the ring is guided in the rotational direction centering on the radial direction of the ring by the rotational movement at the connecting portion. Therefore, although it is a simple guide mechanism, three degrees of freedom are secured as the moving direction of the ring.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an exhaust nozzle for a jet engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of an embodiment of an exhaust nozzle for a jet engine used in an aircraft such as a supersonic aircraft. The exhaust nozzle 10 is installed at the rear end of an engine (not shown). Is done. Exhaust gas (mainstream) from the engine passes through the introduction duct 11 of the exhaust nozzle 10 and is then accelerated by a constrictive-divergent 12 to be discharged outside the engine.
[0014]
The throttle / diverging unit 12 includes a plurality of convergent flaps 20 mainly forming a throttle unit (a flow path whose cross-sectional area decreases in the flow direction) and a diverging unit (a flow in which the cross-sectional area increases in the flow direction). And a plurality of divergent flaps 21 mainly forming a road). A plurality of the convergent flaps 20 and the divergent flaps 21 are arranged in the circumferential direction. The convergent flap 20 and the divergent flap 21 are arranged side by side in the axial direction of the exhaust duct. The convergent flap 20 has one axial end connected to the introduction duct 11 and the other end connected to one end of the divergent flap 21.
[0015]
A link member 22 is connected to the other end of the divergent flap 21, and this link member 22 is connected to an annular first ring 24 to which a plurality of (here, three) actuators (first actuators 23) are connected. Has been. On the other hand, a track rail 25 having a predetermined curved surface is provided on the back surface of the convergent flap 20, and a plurality of (here, three) actuators (second actuators 26) are in contact with the curved surface of the track rail 25. ) Are connected to each other so as to be movable in the axial direction or the like. The plurality of first actuators 23 and the plurality of second actuators 26 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
[0016]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in which the aperture / diverging unit 12 is partially enlarged.
In FIG. 2, the plurality of second actuators 26 connected to the second ring 27 actuate the convergent flap 20 via the track rail 25, so that the sectional area of the throttle-type channel (the sectional area of the nozzle throat NS) is obtained. ). The plurality of first actuators 23 connected to the first ring 24 actuate the divergent flap 21 via the first ring 24 and the link member 22, and the cross-sectional area of the divergent flow path (the exhaust nozzle 10). The opening area at the rear end of the head is changed. 2A shows a state in which the opening of the exhaust nozzle 10 is narrowed, and FIG. 2B shows a state in which the opening is in a diffusion state. The flow passage cross-sectional area of the exhaust nozzle 10 is controlled according to the fuel flow rate of the engine so that an appropriate thrust can be obtained.
[0017]
Further, in the exhaust nozzle 10, the first ring 24 is tilted by providing a difference in the working distance of the plurality of first actuators 23 connected to the first ring 24, and as shown in FIG. Can be changed from an axially symmetric arrangement state to an asymmetric arrangement state. In this case, the direction of the opening of the exhaust nozzle 10 can be turned by periodically changing the working distances of the plurality of first actuators 23. As described above, in the exhaust nozzle 10, the thrust direction of the engine can be controlled in an arbitrary direction by changing the direction of the opening. The divergent flap 21 includes a plurality of master flaps 21a connected to the first ring 24 (see FIG. 2) and a plurality of seal flaps 21b arranged to cover the gaps between the master flaps 21a. Both are connected by a positioning mechanism 29. The positioning mechanism 29 is configured to position the relative position of the seal flap 21b with respect to the master flap 21a so that the seal flap 21b is positioned approximately in the middle of the adjacent master flaps 21a.
[0018]
FIG. 4 is a perspective view illustrating an example of the guide mechanism 30 that guides the movement of the first ring 24 described above. The guide mechanism 30 is centered on the central axis direction (arrow a) of the first ring 24, the radial direction of the first ring 24 (arrow b), and the radial direction of the first ring 24, as indicated by arrows in FIG. The first ring 24 is movably guided in each of the rotational directions (arrow c).
[0019]
Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, the guide mechanism 30 includes a groove 31 extending in the central axis direction (arrow a direction) of the first ring 24, and at least a part of the groove 31. A guide pin 33 that is housed and is slidably and rotatably arranged in the extending direction of the groove 31 (arrow a direction) inside the groove 31, and the height of the first ring 24 in the radial direction (arrow b direction). And a guide roller 36 that comes into contact with the curved surface 34. In addition, the said groove | channel 31 and the curved surface 34 are provided in the surrounding surface of the introduction duct 11 or the 2nd ring 27 mentioned above, or the member attached to them. In the present embodiment, the groove 31 and the curved surface 34 are provided on the outer peripheral surface of the introduction duct 11 described above.
[0020]
In the case of the configuration shown in FIGS. 5 and 6, in the guide mechanism 30, the guide pin 33 slides in the extending direction of the groove 31 inside the groove 31, whereby the first ring in the central axis direction of the first ring 24. 24 is guided. Further, when the guide pin 33 rotates inside the groove 31, the first ring 24 is guided in the rotation direction around the radial direction of the first ring 24. Further, the guide roller 36 moves along the curved surface 34, whereby the first ring 24 is guided in the radial direction of the first ring 24. Thereby, in this guide mechanism 30, three degrees of freedom are secured as the moving direction of the first ring 24. In particular, the guide mechanism 30 guides the first ring 24 in the radial direction while guiding the axial movement of the first ring 24 by the groove 31 and the guide pin 33. Multiple configurations can be secured with a simple configuration.
[0021]
Thus, in the exhaust nozzle 10 of this example, the guide mechanism 30 that guides the first ring 24 used for the operation of the divergent flap 21 ensures three degrees of freedom. Therefore, the divergent flap 21 can be changed axially symmetrically and reliably changed from the axially symmetric arrangement state to the asymmetric arrangement state.
[0022]
5 and 6, the groove 31 and the curved surface 34 are provided in the introduction duct 11 on the fixed side, and the guide pin 33 and the guide roller 36 are provided on the first ring 24 on the moving side. A guide pin or a guide roller may be provided on the side, and a groove or a curved surface may be provided on the moving side. Moreover, it becomes possible to achieve weight reduction by using lightweight materials, such as a ceramic type composite material and Al type intermetallic compound, as a material of the said structural member. Furthermore, the guide mechanism only needs to ensure three degrees of freedom as the moving direction of the first ring, and the configuration of the guide mechanism is not limited to the above.
[0023]
7 and 8 are diagrams showing another example (guide mechanism 40) of the guide mechanism for guiding the movement of the first ring 24. FIG.
Also in this configuration, the guide mechanism 40 is configured to rotate in the direction of the central axis of the first ring 24 (arrow a), the radial direction of the first ring 24 (arrow b), and the radial direction of the first ring 24. The first ring 24 is movably guided in each direction (arrow c).
[0024]
Specifically, the guide mechanism 40 has a link mechanism 41 that guides the first ring 24 in the central axis direction (arrow a direction) of the first ring 24 and in the radial direction of the first ring 24 (arrow b direction). is doing. The link mechanism 41 is provided with a connecting portion 42 that is rotatable in the radial direction of the first ring 24. As the rotatable connecting portion 42, for example, a mechanism using a spherical bearing having a spherical seat can be used.
[0025]
In the case of the configuration shown in FIGS. 7 and 8, in the guide mechanism 40, the link mechanism 41 guides the first ring 24 in the central axis direction of the first ring 24 and the radial direction of the first ring 24. Further, the first ring 24 is guided in the rotational direction centered on the radial direction of the first ring 24 by the rotational movement at the connecting portion 42. As a result, also in this guide mechanism 40, three degrees of freedom are secured as the moving direction of the first ring 24. In particular, in the guide mechanism 40, a plurality of degrees of freedom can be secured with a simple configuration by using the link mechanism 41 provided with the rotatable connecting portion 42.
[0026]
As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the exhaust nozzle for a jet engine according to the present invention, the guide mechanism that guides the ring used for the operation of the plurality of flappers secures three degrees of freedom. Can be operated reliably. Further, the guide mechanism can be simply configured without using a dummy actuator, and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of an embodiment of an exhaust nozzle for a jet engine according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in which an aperture / diverging portion of the exhaust nozzle of FIG. 1 is partially enlarged.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which a divergent flap is changed from an axially symmetric arrangement state to an asymmetric arrangement state;
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a guide mechanism.
5 is a view of the guide mechanism of FIG. 4 as viewed in the axial direction of the ring.
6 is a view of the guide mechanism of FIG. 4 as viewed in the radial direction of the ring.
FIG. 7 is a view showing another example of the guide mechanism, as viewed in the axial direction of the ring.
8 is an enlarged view of a part of the guide mechanism of FIG. 7, where (a) is a view seen in the radial direction of the ring, and (b) is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Exhaust nozzle 11 Introduction duct 12 Restriction | divergence / divergence part 20 Convergent flap 21 Divergent flap 22 Link member 24 1st ring 23 1st actuator 25 Track rail 26 2nd actuator 27 2nd ring 30, 40 Guide mechanism 31 Groove 33 Guide Pin 34 Curved surface 36 Guide roller 41 Link mechanism 42 Connecting portion

Claims (1)

エンジンからの排気ガスの流路を形成する複数のフラップを備えるジェットエンジン用排気ノズルであって、
前記複数のフラップに連結される環状のリングと、
前記リングに連結され、該リングを介して前記複数のフラップを作動させる複数のアクチュエータと、
前記リングの移動を案内するガイド機構とを備え、
前記ガイド機構は、前記リングの中心軸方向と、前記リングの径方向と、前記リングの径方向を中心とする回転方向とのそれぞれの方向に、前記リングを案内し、
また、前記ガイド機構は、前記リングの中心軸方向に延在する溝が形成された部材と、前記溝に少なくとも一部が収容され、前記溝の内部で前記溝の延在方向に摺動自在かつ回転自在に配されるガイドピンと、前記リングの径方向に高さが変化する曲面が形成された部材と、前記曲面に当接されるガイドローラとを有する
ことを特徴とするジェットエンジン用排気ノズル。
An exhaust nozzle for a jet engine comprising a plurality of flaps forming exhaust gas flow paths from the engine,
An annular ring connected to the plurality of flaps;
A plurality of actuators coupled to the ring and actuating the plurality of flaps through the ring;
A guide mechanism for guiding the movement of the ring,
The guide mechanism guides the ring in each of a central axis direction of the ring, a radial direction of the ring, and a rotation direction centered on the radial direction of the ring ,
The guide mechanism includes a member formed with a groove extending in the central axis direction of the ring, and at least a part of the guide mechanism is slidable in the groove extending direction inside the groove. An exhaust for a jet engine , comprising: a guide pin that is rotatably arranged; a member formed with a curved surface whose height changes in a radial direction of the ring; and a guide roller that contacts the curved surface. nozzle.
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