JPS5941017B2 - 可変サイクルガスタ−ビンエンジン - Google Patents
可変サイクルガスタ−ビンエンジンInfo
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- JPS5941017B2 JPS5941017B2 JP51062992A JP6299276A JPS5941017B2 JP S5941017 B2 JPS5941017 B2 JP S5941017B2 JP 51062992 A JP51062992 A JP 51062992A JP 6299276 A JP6299276 A JP 6299276A JP S5941017 B2 JPS5941017 B2 JP S5941017B2
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- Japan
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- flow
- nacelle
- bypass duct
- engine
- core engine
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
- F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
- F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
- F02K3/075—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type controlling flow ratio between flows
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K3/00—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan
- F02K3/02—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber
- F02K3/04—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type
- F02K3/077—Plants including a gas turbine driving a compressor or a ducted fan in which part of the working fluid by-passes the turbine and combustion chamber the plant including ducted fans, i.e. fans with high volume, low pressure outputs, for augmenting the jet thrust, e.g. of double-flow type the plant being of the multiple flow type, i.e. having three or more flows
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はバイパス型の可変ザイクルガスタービンエンジ
ンに関し、特に、エンジンバイパス比とガス流を特定の
エンジン運転状態に適合するように制御し得るような超
音速航空機用に適する可変サイクルガスタービンエンジ
ンに関する。
ンに関し、特に、エンジンバイパス比とガス流を特定の
エンジン運転状態に適合するように制御し得るような超
音速航空機用に適する可変サイクルガスタービンエンジ
ンに関する。
可変サイクルガスタービンエンジンは、ファンと、直列
に配設した圧縮機、燃焼器および高圧タービンからなる
コアエンジンと、このコアエンジンの周囲にファン空気
流の一部をバイパスするためコアエンジンと同心的に設
けた少なくとも一つの環状ダクトとを有する。
に配設した圧縮機、燃焼器および高圧タービンからなる
コアエンジンと、このコアエンジンの周囲にファン空気
流の一部をバイパスするためコアエンジンと同心的に設
けた少なくとも一つの環状ダクトとを有する。
高圧タービンから排出されたガス流は低圧タービンに向
かい、この低圧タービンは上流方向に延在する駆動軸を
介してファンを駆動する。
かい、この低圧タービンは上流方向に延在する駆動軸を
介してファンを駆動する。
バイパスダクトノズルとコアノズルが別々に配設されて
、それぞれのガス流を排出する。
、それぞれのガス流を排出する。
また、一組の転向弁がコアエンジンと低圧タービンの下
流且つバイパスノズルとコアノズルの上流に設ケられて
、コア排気流とバイパス排気流を選択的に混合または分
離する。
流且つバイパスノズルとコアノズルの上流に設ケられて
、コア排気流とバイパス排気流を選択的に混合または分
離する。
流れの可変性と圧力の不変性を維持するため、可変形状
手段(流量調整装置)を設けることによりコア排気ノズ
ルとバイパスダクト排気ノズルの面積を変えることがで
きる。
手段(流量調整装置)を設けることによりコア排気ノズ
ルとバイパスダクト排気ノズルの面積を変えることがで
きる。
加えて、低圧タービンには次のような可変前置案内羽根
(variable 1nlet guidevane
)、すなわち、分流式の運転中低圧タービンのエネル
ギ抽出率の広範な変化を許容しながら低圧および高圧タ
ービンロータ回転速度を調整するに役立つような可変前
置案内羽根(流量調整装置)を設は得る。
(variable 1nlet guidevane
)、すなわち、分流式の運転中低圧タービンのエネル
ギ抽出率の広範な変化を許容しながら低圧および高圧タ
ービンロータ回転速度を調整するに役立つような可変前
置案内羽根(流量調整装置)を設は得る。
コアエンジン圧縮機は、エンジン始動から全速に至るま
で無失速運転を可能にする十分な可変静翼形状を有し得
る。
で無失速運転を可能にする十分な可変静翼形状を有し得
る。
コアエンジンの下流に設けたアフタバーナを用いること
によって推力を増強できる。
によって推力を増強できる。
流れの可変性(flowflexibility )を
さらに高めるため、二つの同心バイパスダクトに連通ず
る分割形ファン部の使用による機構の変更が可能である
。
さらに高めるため、二つの同心バイパスダクトに連通ず
る分割形ファン部の使用による機構の変更が可能である
。
両バイパスダクトは共通の可変面積排気ノズルを備え得
る。
る。
あるいは、流れと圧力の可変性をさらに高めるため、各
バイパスダクトに別々の可変面積排気ノズルを設けても
よい。
バイパスダクトに別々の可変面積排気ノズルを設けても
よい。
流れの可変性の向上に加えて、分割形ファンを用いた実
施例は、アフタバーナを用いずに分流式運転において短
期間用の比較的高い推力の発生を可能にする。
施例は、アフタバーナを用いずに分流式運転において短
期間用の比較的高い推力の発生を可能にする。
さらに、分流式運転における余剰タービン能力は、外側
バイパスダクト内に渦形分離器を設けることによって揚
力増加または他の補助的な目的のために多量の圧縮空気
を機体に供給するように使用され得る。
バイパスダクト内に渦形分離器を設けることによって揚
力増加または他の補助的な目的のために多量の圧縮空気
を機体に供給するように使用され得る。
本発明の目的を具体的に述べると次の通りである。
全体的に言えば、全飛行様式において高効率の運転をも
たらすように、エンジンの入ロ寸法ト飛行状態に対応し
て、一定の空気流量値にお℃・て最適性能を得るように
コア温度とバイパス比と圧力比を自由に選定できるよう
な、可変サイクル特性を具備したガスタービンエンジン
を提供することである。
たらすように、エンジンの入ロ寸法ト飛行状態に対応し
て、一定の空気流量値にお℃・て最適性能を得るように
コア温度とバイパス比と圧力比を自由に選定できるよう
な、可変サイクル特性を具備したガスタービンエンジン
を提供することである。
具体的には、エンジンを分流式高バイパス比低推力サイ
クルと混流式低バイパス比高推力サイクルの間の切換え
を可能とするガスタービンエンジンを提供することであ
る。
クルと混流式低バイパス比高推力サイクルの間の切換え
を可能とするガスタービンエンジンを提供することであ
る。
更に、このガスタービンエンジンにお〜・て、入口ガス
流を最適設計値に保持することである。
流を最適設計値に保持することである。
次に、高バイパス比性能を更に高めて流れ可変性を改良
した複バイパス式ガスタービンエンジンを提供すること
である。
した複バイパス式ガスタービンエンジンを提供すること
である。
更に、高バイパス比性能を高めて流れ可変性を改良する
ために、ファン部を前部と後部に分離したガスタービン
エンジンを提供することである。
ために、ファン部を前部と後部に分離したガスタービン
エンジンを提供することである。
更に、アフタバーナを使用しなくても分流式運転におい
て高い推力の発生を可能にするガスタービンエンジンを
提供することである。
て高い推力の発生を可能にするガスタービンエンジンを
提供することである。
更に、高バイパス比ターボファンや低バイパス比ターボ
ジェットとして作動可能であり、さらに分流式と混流式
およびその間の遷移時点の運転を可能とするガスタービ
ンエンジンを提供することである。
ジェットとして作動可能であり、さらに分流式と混流式
およびその間の遷移時点の運転を可能とするガスタービ
ンエンジンを提供することである。
更に、分流式運転中の余剰タービン能力を補助的な目的
に利用しうるガスタービンエンジンを提供することであ
る。
に利用しうるガスタービンエンジンを提供することであ
る。
本発明を一層間らかにするため、次に本発明の好適実施
例を添付の図面によって説明する。
例を添付の図面によって説明する。
第1面と第2図において、同符号は同部分を表わす。
両図は可変サイクルガスタービンエンジン10を示し、
このエンジンは外側ケーシングまたはナセル11を有す
る。
このエンジンは外側ケーシングまたはナセル11を有す
る。
外側ナセル11はそれと内側コアエンジン14との間に
環状バイパスダクI・13を画成するように内側コアエ
ンジン14から隔たっている。
環状バイパスダクI・13を画成するように内側コアエ
ンジン14から隔たっている。
可変サイクルエンジン10はファン部12を有する。
このファン部は3段ロータ34と、ロータ段間に配設さ
れそして外側ナセル11から半径方向内方に突出する入
口案内羽根42とを有する。
れそして外側ナセル11から半径方向内方に突出する入
口案内羽根42とを有する。
ファン部12は、総括的に15で示す入口から入口空気
流を受入れ、この空気流を圧縮する。
流を受入れ、この空気流を圧縮する。
圧縮空気流の一部分はコアエンジン14に向かい、その
残りの部分はバイパスダクト13に向かう。
残りの部分はバイパスダクト13に向かう。
入口15は所定の膜形空気流量を受入れるような寸法を
有する。
有する。
コアエンジン10はロータ22を有する軸流圧縮機20
を有する。
を有する。
環状流路24を通って圧縮機20に流入した圧縮空気は
圧縮された後排出されて燃焼室26に達し、そこで燃料
を燃焼させる。
圧縮された後排出されて燃焼室26に達し、そこで燃料
を燃焼させる。
その結果高エネルギ燃焼ガスが発生して高圧タービンロ
ータ28が駆動する。
ータ28が駆動する。
高圧タービンロータ28は燃焼室26から出た高圧コア
ガス流から運動エネルギを抽出し、そしてこの運動エネ
ルギを圧縮機20のロータ段22を駆動するためのトル
クに変換するよう働へコアエンジンの流れをさらに制御
するために、可変ピッチ前置案内羽根27をタービンロ
ータ28の上流に設は得る。
ガス流から運動エネルギを抽出し、そしてこの運動エネ
ルギを圧縮機20のロータ段22を駆動するためのトル
クに変換するよう働へコアエンジンの流れをさらに制御
するために、可変ピッチ前置案内羽根27をタービンロ
ータ28の上流に設は得る。
高圧タービン28の下流には、そのタービンを出た高温
ガスを受入れる位置に低圧タービン16が存する。
ガスを受入れる位置に低圧タービン16が存する。
低圧タービン16はロータ90と可変ピッチ前置案内羽
根92を有する。
根92を有する。
図示のロータ90は3段からなるが、当業者に明らかな
ように、所要のタービンエネルギ抽出能力に応じて3段
より多いか少ない段数を用い得る。
ように、所要のタービンエネルギ抽出能力に応じて3段
より多いか少ない段数を用い得る。
前置案内羽根92はコアガス流からの運動エネルギをト
ルクに変換しそしてこのトルクなロータ90に与えるよ
う作用し、ロータ90は上流方向に延在する駆動軸18
を介してファン部120ロータ34を駆動する。
ルクに変換しそしてこのトルクなロータ90に与えるよ
う作用し、ロータ90は上流方向に延在する駆動軸18
を介してファン部120ロータ34を駆動する。
軸18はロータ34,90と共に回転するよう両ロータ
に連結されている。
に連結されている。
低圧タービンロータ90にはいる流れの断面積は可変人
口案内羽根(流量調整装置)92のピッチを変えること
によって変わる。
口案内羽根(流量調整装置)92のピッチを変えること
によって変わる。
前置案内羽根92は高圧タービンロータ28の背圧を変
えるように作用し、これによって高圧タービンロータ速
度を制御する。
えるように作用し、これによって高圧タービンロータ速
度を制御する。
推進力はコアエンジン14から可変面積コアノズル(内
側排気ノズル)38を通る燃焼ガスの噴出によって得ら
れる。
側排気ノズル)38を通る燃焼ガスの噴出によって得ら
れる。
推進力はまたコアノズル38と同心の可変面積バイパス
ノズル(外側排気ノズル)32がら空気を排出するファ
ン120作用によっても得られる。
ノズル(外側排気ノズル)32がら空気を排出するファ
ン120作用によっても得られる。
本発明の一態様によれば、バイパスダクト内とコアエン
ジン内の流れを調整する一助として、バイパスノズル3
2とコアノズル38の面積を米国特許第2969641
号に記載のような当業者に周知の適当な可変形状手段(
流量調整装置)によって変え得る。
ジン内の流れを調整する一助として、バイパスノズル3
2とコアノズル38の面積を米国特許第2969641
号に記載のような当業者に周知の適当な可変形状手段(
流量調整装置)によって変え得る。
図示のごとく、可変形状手段は、複数のヒンジ止めバイ
パスノズルフラップ132を制御する複数の線形作動器
130と、当業者に周知の仕方でコアノズル38の断面
積を変えるため折りたたみ式のヒンジ止め壁組立体13
3を制御する第2の複数の線形作動器134とを包含し
得る。
パスノズルフラップ132を制御する複数の線形作動器
130と、当業者に周知の仕方でコアノズル38の断面
積を変えるため折りたたみ式のヒンジ止め壁組立体13
3を制御する第2の複数の線形作動器134とを包含し
得る。
ヒンジ止めフラップ132は、第2図に明示のとと(、
閉位置に移動可能であり、この閉位置では、排気ノズル
32が閉ざされているので、排気流はそこから噴出しな
い。
閉位置に移動可能であり、この閉位置では、排気ノズル
32が閉ざされているので、排気流はそこから噴出しな
い。
低圧タービン16の後方には、総括的に40で示す環状
の転向弁を設ける。
の転向弁を設ける。
弁40は線形作動器36に制御されるヒンジ止めパネル
138を備え得る。
138を備え得る。
パネル138は、バイパスダクトとコアエンジンを隔て
る内壁または内側ナセル80に設けた複数の羽根(流路
装置)140を覆う。
る内壁または内側ナセル80に設けた複数の羽根(流路
装置)140を覆う。
羽根140はコアガス流とバイパス流の混合を促進する
ようわん曲している。
ようわん曲している。
パネル138はその位置において、第2図に明示のとと
(羽根140から離れ、これによりバイパス流はコア流
と混合できる。
(羽根140から離れ、これによりバイパス流はコア流
と混合できる。
パネル138はその閉位置において、第1図の明示のご
とく羽根140を覆い、こうしてコアガス流とバイパス
ガス流の混合を防ぐ。
とく羽根140を覆い、こうしてコアガス流とバイパス
ガス流の混合を防ぐ。
本発明によれば、転向弁40は、ヒンジ止めフラップ1
32と共に、基本的なエンジン運転様式を第1図に示す
分流式高バイパス比低推力サイクルから第2図に示す混
流式低バイパス比高推力静圧均衡サイクルに、またはそ
の逆に切換えるよう使用される。
32と共に、基本的なエンジン運転様式を第1図に示す
分流式高バイパス比低推力サイクルから第2図に示す混
流式低バイパス比高推力静圧均衡サイクルに、またはそ
の逆に切換えるよう使用される。
高バイパス比運転様式では、パネル138はその閉位置
にあってコア排気流とバイパス排気流の混合を防ぎ、そ
してヒンジ止めフラップ132は第1図に示すように開
位置にあってバイパスダクト内の空気に分流排出口を与
える。
にあってコア排気流とバイパス排気流の混合を防ぎ、そ
してヒンジ止めフラップ132は第1図に示すように開
位置にあってバイパスダクト内の空気に分流排出口を与
える。
この運転様式は、コア流とバイパス流間の静圧均衡を保
つ必要を除き、そして適合されたエンジン入口空気流量
を保ちながらエンジン推力を変えることのできる範囲を
広(する。
つ必要を除き、そして適合されたエンジン入口空気流量
を保ちながらエンジン推力を変えることのできる範囲を
広(する。
この運転様式では、コア排気ノズル38とバイパス排気
ノズル32の面積を調整することによってエンジン入口
空気流量を適合した設計レベルに維持する。
ノズル32の面積を調整することによってエンジン入口
空気流量を適合した設計レベルに維持する。
低バイパス比運転様式への切換えを望む場合、転向弁4
0は、パネル138を開位置へ動かして羽根140の覆
いをとることによって開かれ、そして排気ノズル32は
ヒンジ止めフラップ132を閉位置に動かすことによっ
て閉ざされる。
0は、パネル138を開位置へ動かして羽根140の覆
いをとることによって開かれ、そして排気ノズル32は
ヒンジ止めフラップ132を閉位置に動かすことによっ
て閉ざされる。
その結果バイパス排気流は阻止され、そしてバイパスダ
クトを通る流れは第2図に示すように羽根140を通っ
てコア流と混合する。
クトを通る流れは第2図に示すように羽根140を通っ
てコア流と混合する。
この混流式の運転では、コアガス流とバイパス流の合流
点の区域171において静圧均衡を保つ必要がある。
点の区域171において静圧均衡を保つ必要がある。
この静圧均衡は、コアノズル380面積の調整とタービ
ン可変前置案内羽根27,92を含む可変形状のエンジ
ン構成部分の調整とによってエンジン入口空気流量を適
合した設計レベルに保ちながら維持される。
ン可変前置案内羽根27,92を含む可変形状のエンジ
ン構成部分の調整とによってエンジン入口空気流量を適
合した設計レベルに保ちながら維持される。
本発明実施例で用いる転向弁40は全閉または全開位置
で働へ流れの調整をもつと広範に行うため、弁40を可
変面積混合器として操作することも可能である。
で働へ流れの調整をもつと広範に行うため、弁40を可
変面積混合器として操作することも可能である。
圧縮機20の前置案内羽根21が圧縮機20にはいる流
れの断面積を増減する弁として作用するように圧縮機2
0の前置案内羽根21用の可変ピッチ機構を設けること
によって流れの可変性をさらに高めることができる。
れの断面積を増減する弁として作用するように圧縮機2
0の前置案内羽根21用の可変ピッチ機構を設けること
によって流れの可変性をさらに高めることができる。
バイパス比をさらに変えそして入口空気流量を全運転状
態において設計レベルに適合したままに保つため、ファ
ン12の前置案内羽根54にも可変ピッチ機構(流量調
整装置)55を設は得る。
態において設計レベルに適合したままに保つため、ファ
ン12の前置案内羽根54にも可変ピッチ機構(流量調
整装置)55を設は得る。
混流式の運転中に推力をさらに増強するため、アフタバ
ーナ163を通路140の下流に設は得る。
ーナ163を通路140の下流に設は得る。
本発明の可変形状と可変サイクル特性により、全飛行様
式において高効率の運転をもたらすように入口寸法と諸
飛行状態に対して整合された一定の空気流量値において
最適性能を得るようコア温度とバイパス比と圧力比を自
由に選定できる。
式において高効率の運転をもたらすように入口寸法と諸
飛行状態に対して整合された一定の空気流量値において
最適性能を得るようコア温度とバイパス比と圧力比を自
由に選定できる。
第1図と第2図に示した実施例における適合した入口空
気流量に対する推力調整が限度に達するのは、低圧ター
ビン16がそのエネルギ抽出能力の最大限度に達する時
である。
気流量に対する推力調整が限度に達するのは、低圧ター
ビン16がそのエネルギ抽出能力の最大限度に達する時
である。
部分絞り高バイパス比性能をさらに高めるため、第1図
と第2図の基本的な単バイパスエンジンを改造する必要
がある。
と第2図の基本的な単バイパスエンジンを改造する必要
がある。
このような改造の一例を第3図と第4図の実施例におい
て示す。
て示す。
第3図と第4図において、前述実施例で用いた符号は同
部分を表す。
部分を表す。
両図は本発明の原理を用いタカスタービンエンジンの代
替実施例を示す。
替実施例を示す。
この実施例は第1図と第2図の実施例に(らべて改良さ
れた流れ可変性を有する。
れた流れ可変性を有する。
本実施例ではエンジンのファン部12は2つの部分、す
なわちファン前部または第1ファン部60とファン後部
または第2ファン部62に分かれる。
なわちファン前部または第1ファン部60とファン後部
または第2ファン部62に分かれる。
ファン前部60は前置案内羽根68,70間に設けた第
1ファンロータ段66を有する。
1ファンロータ段66を有する。
ファン前部60の下流にあるファン後部62は2段の動
翼7L72を有するファンロータを含み、前置案内羽根
73,774.75が動翼71.72と交互に配置され
る。
翼7L72を有するファンロータを含み、前置案内羽根
73,774.75が動翼71.72と交互に配置され
る。
図示のファン前部60は単段ロータ部66を有し、また
ファン後部62は2段71,120一タ部を有するが、
各ファン部の動翼段数を増すこと、および(または)フ
ァン前部とファン後部の段数比を変えてファン部を任意
に構成することが可能である。
ファン後部62は2段71,120一タ部を有するが、
各ファン部の動翼段数を増すこと、および(または)フ
ァン前部とファン後部の段数比を変えてファン部を任意
に構成することが可能である。
例えば、第8図に示すようにファン前部に2段ロータを
用い、そしてファン後部に1段ロータを用いてもよい。
用い、そしてファン後部に1段ロータを用いてもよい。
ファンの両部または両段60゜62は軸方向に相隔たっ
て両部間に軸方向間隔76を有する。
て両部間に軸方向間隔76を有する。
本発明実施例では、各ファン静翼段が可変ピンチ特性を
有する。
有する。
ファン前部600町変ピツチ静翼68.70とファン後
部62の可変ピッチ静翼73゜74.75は、それぞれ
の面において空気流を迎え入れるエンジン断面積を定め
そしてファン各段の作動中1回転毎にファン各段を通る
空気の量を決定するに役立つ弁として働叡従って様々な
運転状態において入口空気流量を設計レベルに合わせた
ままに保ちながら本発明の可変ザイクルエンジンバイパ
スおよび圧力比を調整し得る範囲を最大にする。
部62の可変ピッチ静翼73゜74.75は、それぞれ
の面において空気流を迎え入れるエンジン断面積を定め
そしてファン各段の作動中1回転毎にファン各段を通る
空気の量を決定するに役立つ弁として働叡従って様々な
運転状態において入口空気流量を設計レベルに合わせた
ままに保ちながら本発明の可変ザイクルエンジンバイパ
スおよび圧力比を調整し得る範囲を最大にする。
第1図と第2図に示すような内側バイパスダクト13に
加え、本発明の実施例は外側バイパスダクト78を含む
。
加え、本発明の実施例は外側バイパスダクト78を含む
。
内側バイパスダクト13はコアエンジンナセル80と中
間ナセル82との間に画成される。
間ナセル82との間に画成される。
内側バイパスダクトの入口84はファン後部62の下流
に存する。
に存する。
その結果、ファン前部60とファン後部62によって圧
縮された空気流がバイパスダクト13に向かう。
縮された空気流がバイパスダクト13に向かう。
外側バイパスダクト78は中間ナセル82と外側ナセル
11との間に画成され、そして内側バイパスダクト13
0半径方向外側にそれと同心的に設けられる。
11との間に画成され、そして内側バイパスダクト13
0半径方向外側にそれと同心的に設けられる。
外側バイパスダクト18はファン前部60と後部62の
間に存する軸方向間隙76内に配置した入口86を有す
る。
間に存する軸方向間隙76内に配置した入口86を有す
る。
この構成によって、ファン前部60だげによって圧縮さ
れた空気が入口86を通って外側バイパスダクト78に
流入する。
れた空気が入口86を通って外側バイパスダクト78に
流入する。
ファン後部または第2ファン部62の下流にはまた、入
口84と概して同面内にコアエンジン圧縮機20への出
口24が存する。
口84と概して同面内にコアエンジン圧縮機20への出
口24が存する。
コアエンジン圧縮機20から出た圧縮空気は環状燃焼室
26内に流入し、そこで燃料を燃焼させる。
26内に流入し、そこで燃料を燃焼させる。
その結果高エネルギ燃焼ガスが生じて、高圧タービン2
8と低ターヒン16を駆動する。
8と低ターヒン16を駆動する。
高圧タービン28は、第1図と第2図に示す実施例に゛
おげろと同様に、上流方向に延在する駆動軸30を介し
て圧縮機ロータ22に回転エネルギを供給する。
おげろと同様に、上流方向に延在する駆動軸30を介し
て圧縮機ロータ22に回転エネルギを供給する。
低圧タービン16は上流方向に延在する駆動軸18を介
してファン前部60とファン後部62に回転エネルギを
供給する。
してファン前部60とファン後部62に回転エネルギを
供給する。
駆動軸18は低圧タービンロータ90とファンロータ6
6、γ1,72に連続される。
6、γ1,72に連続される。
ファン駆動軸18は圧縮機駆動軸30とは独立して回転
し得るので、両軸のそれぞれの回転速度は独立的に制御
可能である。
し得るので、両軸のそれぞれの回転速度は独立的に制御
可能である。
高圧タービンロータ28の速度制御は、低圧タービンの
可変前置案内羽根92のピッチとコアノズル38の面積
とを変えることによって部分的に達成される。
可変前置案内羽根92のピッチとコアノズル38の面積
とを変えることによって部分的に達成される。
低タービンロータの速度制御は、可変面積バイパスダク
トノズル32を用いるバイパスダクト排気面積の調整と
、可変面積コアノズル38を用いるコア排気断面積の調
整とによって部分的に制御される。
トノズル32を用いるバイパスダクト排気面積の調整と
、可変面積コアノズル38を用いるコア排気断面積の調
整とによって部分的に制御される。
ファン前部600ロータ66とファン後部62のロータ
γ1,72は同一回転軸18に連結されているので同じ
回転速度で回転するが、両ファン部のそれぞれの可変ピ
ッチ機構は別々に制御されるので、両ファン部間の空気
流量は同じではない。
γ1,72は同一回転軸18に連結されているので同じ
回転速度で回転するが、両ファン部のそれぞれの可変ピ
ッチ機構は別々に制御されるので、両ファン部間の空気
流量は同じではない。
すなわち、ファン前部60の流量は可変ピッチ前置案内
羽根68,700使用によって増減可能であり、ファン
後部62の流量の流量は可変ピッチ前置案内羽根73,
74,75の使用によって増減し得る。
羽根68,700使用によって増減可能であり、ファン
後部62の流量の流量は可変ピッチ前置案内羽根73,
74,75の使用によって増減し得る。
ファン前部600ロータ66とファン後部62のロータ
71,72は同一駆動軸18に連結されるように、図示
されているが、これらのロータのそれぞれに別々の駆動
軸を同いてもよい。
71,72は同一駆動軸18に連結されるように、図示
されているが、これらのロータのそれぞれに別々の駆動
軸を同いてもよい。
ただしこの場合は構造がはるかに複雑になる。
このような実施例(図示せず)では、第2低圧タービン
を、ファン前部を駆動するだめのそれ自体の別の上流方
向延在駆動軸と共に設は得る。
を、ファン前部を駆動するだめのそれ自体の別の上流方
向延在駆動軸と共に設は得る。
低圧タービン16の後方に、環状転向弁40を第1図と
第2図の実施例におけると同様に設ける。
第2図の実施例におけると同様に設ける。
環状転向弁40は、第4図に示すように、その開位置に
おいて、内側バイパスダクト13内の流れがコアエンジ
ン排気と混合することを可能し、また第3図に示すよう
に、その閉位置において内側バイパスダクト13内の流
れを阻止する。
おいて、内側バイパスダクト13内の流れがコアエンジ
ン排気と混合することを可能し、また第3図に示すよう
に、その閉位置において内側バイパスダクト13内の流
れを阻止する。
環状転向弁40と可変バイパスノズル32は、エンジン
の運転様式を高バイパス分流式から低バイパス混流式へ
変換するように互いに関連して働く。
の運転様式を高バイパス分流式から低バイパス混流式へ
変換するように互いに関連して働く。
高バイパス分流式の運転においては、第3図に示すよう
に、環状転向弁40は閉ざされて内側ダクト流を阻止し
、そしてバイパスノズル32は開位置に動かされ、その
結果外側バイパスダクト78を通る流れはバイパスノズ
ル32を通って排出され、そして内側バイパスダクト1
3内には流れが存在しない。
に、環状転向弁40は閉ざされて内側ダクト流を阻止し
、そしてバイパスノズル32は開位置に動かされ、その
結果外側バイパスダクト78を通る流れはバイパスノズ
ル32を通って排出され、そして内側バイパスダクト1
3内には流れが存在しない。
このような場合、エンジンは高バイパス分流式ターボフ
ァンとして働く。
ァンとして働く。
低バイパス運転へ切換えたい時は、第4図に明示のごと
く、バイパスノズル32を閉ざして外側バイパスダクト
78内の流れを阻止し、また転向弁40を開いて内側バ
イパスダクト流とコア流を混合する。
く、バイパスノズル32を閉ざして外側バイパスダクト
78内の流れを阻止し、また転向弁40を開いて内側バ
イパスダクト流とコア流を混合する。
この運転様式では、内側バイパス流とコア流の合流点に
おいて静圧均衡を維持する必要がある。
おいて静圧均衡を維持する必要がある。
また、この実施例では、転向弁40とバイパスノズル3
2を同時に開くことによって高バイパス混流式(図示せ
ず)の運転が可能である。
2を同時に開くことによって高バイパス混流式(図示せ
ず)の運転が可能である。
内側バイパスダクト排気流とコア排気流の合流点におけ
る静圧均衡の維持は、コア排気ノズル38の面積の調整
と可変前置案内羽根68,70γ3.γ4,75,21
,2γ、92を含む他の可変形状のエンジン構成部分を
利用するコア流とバイパス流の調整とによって達成され
る。
る静圧均衡の維持は、コア排気ノズル38の面積の調整
と可変前置案内羽根68,70γ3.γ4,75,21
,2γ、92を含む他の可変形状のエンジン構成部分を
利用するコア流とバイパス流の調整とによって達成され
る。
本発明の複バイパス型の実施例はまた、アフタバーナを
用いることなく分流式運転においてかなり高い推力の発
生を可能にする。
用いることなく分流式運転においてかなり高い推力の発
生を可能にする。
この高い「ドライスラスト」と呼ばれる推力は、第5図
に示すように、中間ナセル82の下流端に回転自在にヒ
ンジ止めされた第2転向弁43を設けることによって得
られる。
に示すように、中間ナセル82の下流端に回転自在にヒ
ンジ止めされた第2転向弁43を設けることによって得
られる。
環状のヒンジ止め弁43は適当な作動器(図示せず)に
よって第5図に示す閉位置から第5図に仮想線で示す位
置へ、またはその逆に、動かされる。
よって第5図に示す閉位置から第5図に仮想線で示す位
置へ、またはその逆に、動かされる。
この閉位置では、外側バイパスダクトγ8内の流れは阻
止され、そして内側バイパスダクト13はバイパスノズ
ル32と連通ずる。
止され、そして内側バイパスダクト13はバイパスノズ
ル32と連通ずる。
また前記の開位置では、外側バイパスダクト78内ノ流
レババイパスノズル32から排出され、そして内側バイ
パスダクト13内の流れは阻止される。
レババイパスノズル32から排出され、そして内側バイ
パスダクト13内の流れは阻止される。
高ドライスラスト式運転中は、第5図に示すように、外
側ダクト流は存在せず、そして内側ダクト流はよべてバ
イパスノズル32を通って排出される。
側ダクト流は存在せず、そして内側ダクト流はよべてバ
イパスノズル32を通って排出される。
低圧タービン案内羽根92を調節することによって、低
圧ロータの速度と流量を一定に保ちながら比較的高い推
力を発生させるようにコア速度と温度を高めることがで
きる。
圧ロータの速度と流量を一定に保ちながら比較的高い推
力を発生させるようにコア速度と温度を高めることがで
きる。
本実施例の複式ファン部により、高バイパス運転にオイ
て、第1図と第2図の単バイパスダクト型実施例の場合
に可能であるより広範囲の推力調整が適合入口空気流量
値において可能である。
て、第1図と第2図の単バイパスダクト型実施例の場合
に可能であるより広範囲の推力調整が適合入口空気流量
値において可能である。
前述のごとく配置されたそれぞれの入口84,86を有
するファンダクト13.γ8の存在により、入口15に
入る所定量の空気流は二分されて外側バイパスダクト7
8とファン後部62を通る。
するファンダクト13.γ8の存在により、入口15に
入る所定量の空気流は二分されて外側バイパスダクト7
8とファン後部62を通る。
ファン後部62に入る空気は、さらに圧縮された後、内
側バイパスダクト13に入る空気とコア圧縮機20に入
る空気に分かれる。
側バイパスダクト13に入る空気とコア圧縮機20に入
る空気に分かれる。
ファン前部60の可変前置案内羽根68,70と、ファ
ン後部62の可変前置案内羽根γ3,74,75と圧縮
機20の前置案内羽根の可変ピッチ機構21の制御と、
バイパスノズル32とコアノズル38のそレソれの面積
の制御とにより、全エンジン入口流を適合設計流量に保
ちながらバイパス比を広い範囲にわたって変え得るよう
に全入口空気流を外側バイパスダクト78と内側バイパ
スダクト13とコア圧縮機20とに様々な比率で分ける
ことができる。
ン後部62の可変前置案内羽根γ3,74,75と圧縮
機20の前置案内羽根の可変ピッチ機構21の制御と、
バイパスノズル32とコアノズル38のそレソれの面積
の制御とにより、全エンジン入口流を適合設計流量に保
ちながらバイパス比を広い範囲にわたって変え得るよう
に全入口空気流を外側バイパスダクト78と内側バイパ
スダクト13とコア圧縮機20とに様々な比率で分ける
ことができる。
さらに詳述すれば、ファンバイパスダクト13゜18に
向かう全空気流の割合を増し、他方コアエンジン22を
通る空気流を減らせば、バイパス比は高まる。
向かう全空気流の割合を増し、他方コアエンジン22を
通る空気流を減らせば、バイパス比は高まる。
それに対し、バイパスダクト13゜78を通る全空気流
の割合を減らし、コアエンジン22を通る空気流を増せ
ば、バイパス比は低下する。
の割合を減らし、コアエンジン22を通る空気流を増せ
ば、バイパス比は低下する。
内側ダクト13の入口84とコア圧縮機200Å口24
を外側ダクト78の入口とファン後部620入口の下流
に配置したことと、ファン前部60とコア圧縮機20と
高圧タービン28と低圧タービン16の可変形状とによ
り、高バイパス比運転において、低圧タービン16のエ
ネルギ抽出能力を超過することなく、適合した入口空気
流量を維持しながら広範囲の流れの調整をなすことが可
能である。
を外側ダクト78の入口とファン後部620入口の下流
に配置したことと、ファン前部60とコア圧縮機20と
高圧タービン28と低圧タービン16の可変形状とによ
り、高バイパス比運転において、低圧タービン16のエ
ネルギ抽出能力を超過することなく、適合した入口空気
流量を維持しながら広範囲の流れの調整をなすことが可
能である。
複バイパス式可変サイクルエンジンの流れと圧力の可変
性をさらに高めるためには、第3.4゜5図のエンジン
の改造が必要である。
性をさらに高めるためには、第3.4゜5図のエンジン
の改造が必要である。
第6図と第7図において、第3図〜5図の実施例で用い
た符号に同部分を表す。
た符号に同部分を表す。
両図は複バイパス可変サイクルエンジンの代替実施例を
示し、この場合、MIJダクト78に別の可変面積排気
ノズル42を設ける。
示し、この場合、MIJダクト78に別の可変面積排気
ノズル42を設ける。
この実施例では、中間ナセル82が下流方向に延在して
内側ナセル80の下流端とほぼ同面に終端を有する。
内側ナセル80の下流端とほぼ同面に終端を有する。
バイパスダクN3,78はそれぞれ適当な可変面積排気
ノズル32,42を備える。
ノズル32,42を備える。
第1図と第2図の実施例と同様に適当な線形作動器13
0により制御されるヒンジ止めフラップまたは弁132
を設けることにより、バイパスノズル320面積を変え
そして混流式運転中内側バイパスダクト13をを閉ざす
。
0により制御されるヒンジ止めフラップまたは弁132
を設けることにより、バイパスノズル320面積を変え
そして混流式運転中内側バイパスダクト13をを閉ざす
。
中間ナセル82の下流端に第2のヒンジ止めフラップま
たは弁142が設けられ、そして適当な線形作動器13
6によって制御されて、外側ダクトノズル420面積を
変えそして混流式運転中外側バイパスダクト78を閉ざ
す。
たは弁142が設けられ、そして適当な線形作動器13
6によって制御されて、外側ダクトノズル420面積を
変えそして混流式運転中外側バイパスダクト78を閉ざ
す。
この実施例の可変面積コアノズルと転向弁40は第1図
と第2図の実施例におけると同じものである。
と第2図の実施例におけると同じものである。
排気を分けそして両バイパスダクト13,78の面積を
イ■りに変えることができるので、本発明の可変サイク
ルエンジンにおいて整合入口空気流量を保ちながら所望
のバイパス比を得るため低圧および高圧タービンロータ
のそれぞれの回転速度を調整することの可能な範囲をさ
らに広げ得る。
イ■りに変えることができるので、本発明の可変サイク
ルエンジンにおいて整合入口空気流量を保ちながら所望
のバイパス比を得るため低圧および高圧タービンロータ
のそれぞれの回転速度を調整することの可能な範囲をさ
らに広げ得る。
混流式運転中は、第1図に示すように、両バイパスダク
ト排気ノズル32,42は閉ざされそして転向弁40は
開かれるので、外側バイパスダクト78内には流れが無
く、そして内側バイパスダクト13を通る流れは第2図
の実施例におけると同様にコア流と混合する。
ト排気ノズル32,42は閉ざされそして転向弁40は
開かれるので、外側バイパスダクト78内には流れが無
く、そして内側バイパスダクト13を通る流れは第2図
の実施例におけると同様にコア流と混合する。
分流式運転中は、第8図に示すように、両バイパスダク
トノズル32゜42は開いており、転向弁40は閉ざさ
れてコア排気流とバイパス排気流の混合を阻止する。
トノズル32゜42は開いており、転向弁40は閉ざさ
れてコア排気流とバイパス排気流の混合を阻止する。
内側バイパスダクト13内の流れがコアエンジン内の流
れから隔離されるので、両流の合流点において静圧均衡
を維持する必要がなく、従ってエンジンのバイパス比と
圧力比の可変性が高まる。
れから隔離されるので、両流の合流点において静圧均衡
を維持する必要がなく、従ってエンジンのバイパス比と
圧力比の可変性が高まる。
バイパスダクトとコアエンジンとを通る流れを広いロー
タ回転速度範囲にわたって調整できることと、転向弁4
0の使用によって両バイパスダクトとコアエンジンから
の排気を分流状態から混流状態に切換えるととができる
ことにより、本発明の可変サイクルエンジンは高バイパ
ス比ターボファンかまたは低バイパス比ターボジェット
として作動可能であり、さらに分流式と混流式の運転中
および両運転様式間の全遷移時点において全入口空気流
を最小のあふれ出しレベルに維持できる。
タ回転速度範囲にわたって調整できることと、転向弁4
0の使用によって両バイパスダクトとコアエンジンから
の排気を分流状態から混流状態に切換えるととができる
ことにより、本発明の可変サイクルエンジンは高バイパ
ス比ターボファンかまたは低バイパス比ターボジェット
として作動可能であり、さらに分流式と混流式の運転中
および両運転様式間の全遷移時点において全入口空気流
を最小のあふれ出しレベルに維持できる。
分流式運転中のノズル面積は比較的大きい(コアノズル
面積とバイパスノズル面積の和に等しい)ので、本発明
の可変サイクルエンジンは、バイパスガス流用の別の排
気系を用いない従来の可変サイクルエンジンにおいて存
在するよりかなり低い後部体抗力レベルを有する。
面積とバイパスノズル面積の和に等しい)ので、本発明
の可変サイクルエンジンは、バイパスガス流用の別の排
気系を用いない従来の可変サイクルエンジンにおいて存
在するよりかなり低い後部体抗力レベルを有する。
この後部体抗力の低下の結果、本発明の可変サイクルエ
ンジンの燃料消費量はかなり少なくなる。
ンジンの燃料消費量はかなり少なくなる。
第6図と第7図の実施例はまた高ドライスラスト式運転
に適する形態をとり得る。
に適する形態をとり得る。
すなわち、外側バイパスダクトノズル42と転向弁40
を閉ざすと同時に内側バイパスダクトノズル32を開く
ことにより、外側ダクト18内の流れは阻止され、そし
てすべての内側ダクト流は第5図の実施例におけるよう
に内側バイパスダクトノズル32を通って噴出する。
を閉ざすと同時に内側バイパスダクトノズル32を開く
ことにより、外側ダクト18内の流れは阻止され、そし
てすべての内側ダクト流は第5図の実施例におけるよう
に内側バイパスダクトノズル32を通って噴出する。
本発明の可変サイクルエンジンの複バイパス3孔ノズル
型実施例は分流式運転中比較的高い余剰タービン能力を
有し、この余剰能力を補助的な目的に利用し得る。
型実施例は分流式運転中比較的高い余剰タービン能力を
有し、この余剰能力を補助的な目的に利用し得る。
圧縮されたエンジン空気流の一部分を推進力発生以外の
様々な目的に用いることは航空機エンジンの設計におい
て実行されていることである。
様々な目的に用いることは航空機エンジンの設計におい
て実行されていることである。
これらの目的はエンジン構成部品用の冷却源を得ること
や機体に空気を供給することを包含する。
や機体に空気を供給することを包含する。
現代の航空機設計の複雑化につれ、このような補助空気
の必要性も増大している。
の必要性も増大している。
例えば、航空機の揚力を高めるため、バイパスダクト流
の一部分を航空機翼および(または)フラップ上に導き
、またはそれらに吹きつげ、あるいはそれらの周囲に導
くことが提案されている。
の一部分を航空機翼および(または)フラップ上に導き
、またはそれらに吹きつげ、あるいはそれらの周囲に導
くことが提案されている。
従来のエンジン設計においては、このような空気は限ら
れた量だけしか上述のような目的に利用し得なかった。
れた量だけしか上述のような目的に利用し得なかった。
なぜなら圧縮空気を過度に抽出すると、エンジンの発生
推力が望ましくない程低下するからである。
推力が望ましくない程低下するからである。
排気によるエンジン推力の低下を最少にする一解決策は
、エンジンの総空気流量を所与の運転状態に好適な推力
の発明の可変サイクルエンジンの分割ファン型実施例は
、タービンの制限温度エネルギ抽出能力を超えることな
くこのようなエンジン空気流量の増加を可能にする。
、エンジンの総空気流量を所与の運転状態に好適な推力
の発明の可変サイクルエンジンの分割ファン型実施例は
、タービンの制限温度エネルギ抽出能力を超えることな
くこのようなエンジン空気流量の増加を可能にする。
補助抽気が多量に必要な期間中は、可変前置案内羽根の
調節によってエンジンファン前部の流量を増すことがで
き、またファン前部の余剰流はスクロールの使用によっ
て超循環配管系に送り込まれるかあるいは他の補助目的
のために利用され得る。
調節によってエンジンファン前部の流量を増すことがで
き、またファン前部の余剰流はスクロールの使用によっ
て超循環配管系に送り込まれるかあるいは他の補助目的
のために利用され得る。
第8図は渦形分離器160を装着した複バイパス可変サ
イクルエンジンの構成を示す。
イクルエンジンの構成を示す。
渦形分離器(補助流路装置)160はプレナム162と
スクロール164からなり、外側バイパスダクト18と
連通ずる。
スクロール164からなり、外側バイパスダクト18と
連通ずる。
プレナム162は外側バイパスダクト78から補助空気
を捕集し、この捕集空気はスクロール164を通って所
望の航空機構成部分に向かう。
を捕集し、この捕集空気はスクロール164を通って所
望の航空機構成部分に向かう。
例えばその空気は翼上に導かれて機体の揚力を高める。
この実施例におけるファン前部6゜の動翼数とファン後
部62の動翼数の比は第3〜7図の実施例のそれとは逆
になっているが、これは外側ダクト78内の圧力を高め
るためである。
部62の動翼数の比は第3〜7図の実施例のそれとは逆
になっているが、これは外側ダクト78内の圧力を高め
るためである。
本発明の可変サイクルエンジンの分流式運転では流れの
可変性が比較的大きくそして余剰タービン能力が存する
ので、比較的多量の高圧空気を、総エンジン推力の損失
が最小であるように、外側バイパスダクト78から抽出
し得る。
可変性が比較的大きくそして余剰タービン能力が存する
ので、比較的多量の高圧空気を、総エンジン推力の損失
が最小であるように、外側バイパスダクト78から抽出
し得る。
第1〜8図に示した構造は本発明の範囲内で様様に改変
し得る。
し得る。
設計が簡単なように、実施例で用いた可変形状部分の数
は、所望の流れの可変性を得るに要する最小視度に迎え
であるが、しかし本発明の概念を逸脱することなく、流
れの可変性を高めるために他の可変形状部分を用いるこ
と、例えば、ファンおよびタービン部に可変ピッチ動翼
を用いることも可能である。
は、所望の流れの可変性を得るに要する最小視度に迎え
であるが、しかし本発明の概念を逸脱することなく、流
れの可変性を高めるために他の可変形状部分を用いるこ
と、例えば、ファンおよびタービン部に可変ピッチ動翼
を用いることも可能である。
第1図は本発明の可変サイクルの概念を取入れたバイパ
スガスタービンエンジンの断面図で、そのエンジンが高
バイパス運転状態にある場合を示す。 第2図は低バイパス運転状態にある第1図の可変サイク
ルエンジンの断面図、第3図は本発明の可変サイクルの
概念を取入れた複バイパス二流排気ガスタービンエンジ
ンの断面図で、そのエンジンが高バイパス運転状態にあ
る場合を示す。 第4図は低バイパス運転状態にある第3図の複バイパス
二流排気ガスタービンエンジンの断面図、第5図は高ド
ライスラスト分流式運転状態にある第3図の複バイパス
二流排気ガスタービンエンジンの断面図、第6図図本発
明の可変サイクルの概念を取入れた複バイパス三流排気
ガスタービンエンジンの断面図で、そのエンジンが高バ
イパス運転状態にある場合を示す。 第7図は低バイパス運転状態にある第6図の複バイパス
三流排気ガスタービンエンジンの断面図、第8図は外側
ダクト内に渦形分離器を有しそしてファン部の代替実施
例を含む複バイパス可変サイクルエンジンの断面図であ
る。 13・・・・・・バイパスダクト(内側バイパスダクト
)、21.27,68,70.γ3,74,75゜92
・・・・・・可変前置案内羽根、32・・・・・・バイ
パス排気ノズル、38・・・・・・コアノズル(内側排
気ノズル)、40・・・・・・転向弁、42・・・・・
・外側バイパス排気ノズル、43・・・・・・第2転向
弁、55・・・・・・可変ピンチ機構、132,142
・・・・・・バイパスノズル弁、133・・・・・・折
りたたみ式ヒンジ止め壁組立体、140・・・・・・羽
根付き通路(流路装置)、160・・・・・・渦形分離
器(補助流路装置)。
スガスタービンエンジンの断面図で、そのエンジンが高
バイパス運転状態にある場合を示す。 第2図は低バイパス運転状態にある第1図の可変サイク
ルエンジンの断面図、第3図は本発明の可変サイクルの
概念を取入れた複バイパス二流排気ガスタービンエンジ
ンの断面図で、そのエンジンが高バイパス運転状態にあ
る場合を示す。 第4図は低バイパス運転状態にある第3図の複バイパス
二流排気ガスタービンエンジンの断面図、第5図は高ド
ライスラスト分流式運転状態にある第3図の複バイパス
二流排気ガスタービンエンジンの断面図、第6図図本発
明の可変サイクルの概念を取入れた複バイパス三流排気
ガスタービンエンジンの断面図で、そのエンジンが高バ
イパス運転状態にある場合を示す。 第7図は低バイパス運転状態にある第6図の複バイパス
三流排気ガスタービンエンジンの断面図、第8図は外側
ダクト内に渦形分離器を有しそしてファン部の代替実施
例を含む複バイパス可変サイクルエンジンの断面図であ
る。 13・・・・・・バイパスダクト(内側バイパスダクト
)、21.27,68,70.γ3,74,75゜92
・・・・・・可変前置案内羽根、32・・・・・・バイ
パス排気ノズル、38・・・・・・コアノズル(内側排
気ノズル)、40・・・・・・転向弁、42・・・・・
・外側バイパス排気ノズル、43・・・・・・第2転向
弁、55・・・・・・可変ピンチ機構、132,142
・・・・・・バイパスノズル弁、133・・・・・・折
りたたみ式ヒンジ止め壁組立体、140・・・・・・羽
根付き通路(流路装置)、160・・・・・・渦形分離
器(補助流路装置)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 a、コアエンジンと低圧タービンとアフタバーナ
を流れに沿って直列関係に囲む内側ナセルが、コアエン
ジンガス流を排出する内側排気ノズルを画定するように
アフタバーナの下流に延び、b。 コアエンジンを囲む外側バイパスダクトを形成するよう
に内側ナセルをそれから隔たって囲む外側ナセルが、エ
ンジンの入口を形成するように内側ナセルの上流に延び
ると共に、バイパスガス流とコアエンジンガス流を排出
する外側排気ノズルを形成するように内側排気ノズルの
下流に延び、。 。入口ガス流を圧縮してバイパスダクトとコアエンジン
へ流すように、ファン部がコアエンジン上流の人口に配
置されていて低圧タービンによって駆動され、d、バイ
パスダクト流をコアエンジン排気流に吹き込み、その混
合流がアフタバーナを通るように、流路装置が低圧ター
ビンとアフタバーナの間において内側ナセルを貫通し、
e、前記流路装置を閉じてエンジンを高バイパスクーボ
ッアンとして作動し、前記流路装置を開いてエンジンを
低バイパス混流補助燃焼式ターボジェットとじて作動す
るように、転向弁が前記流路装置を選択的に開閉し、f
、内側排気ノズルの面積とバイパスダクトの排気面積を
同時に変えるように内側ナセルの下流端に回動自在に枢
着されたフラップが、外側バイパスダクトを通るガス流
を止めるように外側ナセルに接する位置へ可動になって
いることからなるガスタービンエンジン。 2 前記外側排気ノズルの面積が可変になっている特許
請求の範囲第1項に記載のガスタービンエンジン。 3 a、 コアエンジンと低圧ターピントアフタバ
ーナを流れに沿って直列関係に囲む内側ナセルが、コア
エンジンガス流を排出する内側排気ノズルを画定するよ
うにアフタバーナの下流に延び、b。 コアエンジンを囲む外側バイパスダクI・を形成するよ
うに内側ナセルをそれから隔たって囲む外側ナセルが、
エンジンの入口を形成するように内側ナセルの上流に延
びると共に、バイパスガス流とコアエンジンガス流を排
出する外側排気ノズルを形成するように内側排気ノズル
の下流に延び、C0入ロガス流を圧縮してバイパスダク
トとコアエンジンへ流すように、ファン部がコアエンジ
ン上流の入口に配置されていて低圧タービンによって駆
動され、d、バイパスダクト流をコアエンジン排気流に
吹き込み、その混合流がアフタバーナを通るように、流
路装置が低圧タービンとアフタバーナの間において内側
ナセルを貫通し、e、前記流路装置を閉じてエンジンを
高バイパスターボファンとして作動し、前記流路装置を
開いテエンシンを低バイパス混流補助燃焼式ターボジェ
ットとじて作動するように、転向弁が前記流路装置を選
択的ニ開閉し、f、内側排気ノズルの面積とバイパスダ
クトの排気面積を同時に変えるように内側ナセルの下流
端に回動自在に枢着させたフラップが、外側バイパスダ
クトを通るガス流を阻止するように外側ナセルに接する
位置へ可動になっており、g、前記入口ガス流量をバイ
パス比の変化に応じて調整するための流量調整装置を設
けたことからなるガスタービンエンジン。 4 コアエンジンが圧縮機、燃焼器、高圧タービンを流
れに直列に有し、前記流量調整装置が高圧タービンと低
圧タービンの間の可変人口案内羽根を有する特許請求の
範囲第3項に記載のガスタービンエンジン。 5 a、 コアエンジンと低圧タービンとアフタバ
ーナを流れに沿って直列関係に囲む内側ナセルが、コア
エンジンガス流を排出する内側排気ノズルを画定するよ
うにアフタバーナの下流に延び、b。 コアエンジンを囲む外側バイパスダクトを形成するよう
に内側ナセルをそれから隔たって囲む外側ナセルが、エ
ンジンの入口を形成するように内側ナセルの上流に延び
ると共に、バイパスガス流とコアエンジンガス流を排出
する外側排気ノズルを形成するように内側排気ノズルの
下流に延び、C1入ロガス流を圧縮してバイパスダクト
とコアエンジンへ流すように、ファン部がコアエンジン
上流の入口に配置されていて低圧タービンによって駆動
され、d、バイパスダクト流をコアエンジン排気流に吹
き込み、その混合流がアフタバーナを通るように、流路
装置が低圧タービンとアフタバーナの間において内側ナ
セルを貫通し、e、前記流路装置を閉じてエンジンを高
バイパスターボファンとして作動し、前記流路装置を開
いてエンジンを低バイパス混流補助燃焼式ターボジェッ
トとして作動するように、転向弁が前記流路装置を選択
的に開閉し、f、内側排気ノズルの面積とバイパスダク
トの排気面積を同様に変えるように内側ナセルの下流端
に回動自在に枢着されたフラップが、外側バイパスダク
トを通るガス流を阻止するように外側ナセルに接する位
置へ可動になっていて、g、前記入口ガス流量をバイパ
ス比の変化に応じて調整するだめの流量調整装置を設け
、h、コアエンジンと外側バイパスダクトの間に内側バ
イパスダクトを形成するように内側ナセルを囲むと共に
外側ナセルによって囲まれる中間ナセルが設けられ、そ
の上流端がファン部と内側ナセルの上流端の間にあって
、ファン部によって下網されたガス流を外側バイパスダ
クトと内側バイパスダクトとコアエンジンに分流するよ
うになっているガスタービンエンジン 6 a、 コアエンジンと低圧タービンとアフタバ
ーナを流れに沿って直列関係に囲む内側ナセルが、コア
エンジンガス流を排出する内側排気ノズルを画歪するよ
うにアフタバーナの下流に延び、b。 コアエンジンを囲む外側バイパスダクトを形成スるよう
に内側ナセルをそれから隔たって囲む外側ナセルが、エ
ンジンの入口を形成するように内側ナセルの上流に延び
ると共に、バイパスガス流トコアニンジンガス流を排出
する外側排気ノズルを形成するように内側排気ノズルの
下流に延び、C0入ロガス流を圧縮してバイパスダクト
とコアエンジンへ流すように、ファン部がコアエンジン
上流の入口に配置されていて、低圧タービンによって駆
動され、d、バイパスダクト流をコアエンジン排気流に
吹き込み、その混合流がアフタバーナを通るように、流
路装置が低圧タービンとアフタバーナの間において内側
ナセルを貫通し、e、前記流路装置を閉じてエンジンを
高バイパスターボファンとして作動し、前記流路装置を
開いてエンジンを低バイパス混流補助燃焼式ターボジェ
ットとして作動するように、転向弁が前記流路装置を選
択的に開閉し、f、内側排気ノズルの面積とバイパスダ
クトの排気面積を同時に変えるように内側ナセルの下流
端に回動自在に枢着されたフラップが、外側バイパスダ
クトを通るガス流を阻止するように外側ナセルに接する
位置へ可動になっていて、g、前記入口ガス流量をバイ
パス比の変化に応じて調整するための流量調整装置を設
け、h。 コアエンジンと外側バイパスダクトの間に内側バイパス
ダクトを形成するように内側ナセルを囲むと共に外側ナ
セルによって囲まれる中間ナセルが設けられ、その上流
端がファン部と内側ナセルの上流端の間にあって、ファ
ン部によって圧縮されたガス流を外側バイパスダクトと
内側バイパスダクトとコアエンジンに分流さるようにな
って℃・て、i、内側ナセルの上流に配置され、前記中
間ナセルによって囲まれる第2ファン部によって圧縮さ
れたガス流が内側バイパスダクトとコアエンジンに分流
されるようになっているガスタービンエンジン。 7 中間ナセルの下流端が、前記流路装置の下流側の地
点で内側ナセルに接触関係になっており、外側バイパス
ダクトがフラップによって閉じられない場合は、外側バ
イパスダクトを通る全ての流れが外側排気ノズルから排
出され、流路装置が開いている場合は、内側バイパスダ
クトを通る全ての流れが流路装置を通過するようになっ
ている、特許請求の範囲第6項に記載のガスタービンエ
ンジン。 8 a、 コアエンジンと低圧タービンとアフタバ
ーナを流れに沿って直列関係に囲む内側ナセルが、コア
エンジンガス流を排出する内側排気ノズルを画定するよ
うにアフタバーナの下流に延び、b。 コアエンジンを囲む外側バイパスダクトを形成するよう
に内側ナセルをそれから隔たって囲む外側ナセルが、エ
ンジンの入口を形成するように内側ナセルの上流に延び
ると共に、バイパスガス流とコアエンジンガス流を排出
する外側排気ノズルを形成するように内側排気ノズルの
下流に延び、C0入ロガス流を圧縮してバイパスダクト
とコアエンジンへ流すように、ファン部がコアエンジン
上流の入口に配置されていて、低圧タービンによって駆
動され、d、バイパスダクト流をコアエンジン排気流に
吹き込み、その混合流がアフタバーナを通るように、流
路装置が低圧タービンとアフタバーナの間において内側
ナセルを貫通し、e、前記流路装置を閉じてエンジンを
高バイパスターボファンとして作動し、前記流路装置を
開いてエンジンを低バイパス混流補助燃焼式ターボジェ
ットとして作動するように、転向弁が前記流路装置を選
択的に開閉し、f、内側排気ノズルの面積とバイパスダ
クトの排気面積を同時に変えるように内側ナセルの下流
端に回動自在に枢着されたフラップが、外側バイパスダ
クトを通るガス流を阻止するように外側ナセルに接する
位置へ可動になっていて、g、 Fiil記入ロ記入
原ガス流量パス比の変化に応じて調整するための流量調
整装置を設け、h。 コアエンジンと外側バイパスダクトの間に内側バイパス
ダクトを形成するように内側ナセルな囲むと共に外側ナ
セルによって囲まれる中間ナセルが設けられ、その上流
端がファン部と内側ナセルの上流端の間にあって、ファ
ン部によって圧縮されたガス流を外側バイパスダクトと
内側バイパスダクトとコアエンジンに分流するようにな
っていて、i、内側ナセルの上流に配置され、前記中間
ナセルによって囲まれる第2ファン部によって圧縮され
たガス流が内側バイパスダクトとコアエンジンに分流さ
れるようになっていて、j、内側ナセルの下流端の上流
に中間ツーセルの下流端があり、該中間ナセルの下流端
に第2フランプが回動自在に枢着されていて、第2フラ
ツプが外側ナセルに接することによって外側バイパスダ
クト中の流れを止めると共に内側バイパスダクトと外側
排気ノズルとを連通させる第1位置と、外側バイパスダ
クトを通る流れが外側排気ノズルから排出されると共に
内側バイパスダクトを通る流れが流路装置の下流で止め
られるように第2フラツプが流路装置の下流で内側ナセ
ルに接する第2位置との間で第2フラツプが可動であり
、第2フラツプが外側ナセルと接する位置にあると共に
前記転向弁が前記流路装置を通る流れを阻止する位置を
取り5るようにしたガスターボエンジン。 9 a、 コアエンジンと低圧タービンとアフタバ
ーナを流れに沿って直列関係に囲む内側ナセルが、コア
エンジンガス流を排出する内側排気ノズルを画定するよ
うにアフタバーナの下流に延び、b。 コアエンジンを囲む外側バイパスダクトを形成するよう
に内側ナセルをそれから隔たって囲む外側ナセルが、エ
ンジンの入口を形成するように内側ナセルの上流に延び
ると共に、バイパスガス流とコアエンジンガス流を排出
する外側排気ノズルを形成するように内側排気ノズルの
下路に延び、C1入ロガス流を圧縮してバイパスダクト
とコアエンジンへ流すように、ファン部がコアエンジン
上流の入口に配置されていて、低圧タービンによって駆
動され、d、バイパスダクト流をコアエンジン排気流に
吹き込み、その混合流がアフタバーナを通るように、流
路装置が低圧タービンとアフタバーナの間において内側
ナセルを貫通し、e、前記流路装置を閉じてエンジンを
高バイパスターボファンとして作動し、前記流路装置を
開いてエンジンを低バイパス混流補助燃焼式ターボジェ
ットとて作動するように、転向弁が前記流路装置を選択
的に開閉し、f、内側排気ノズルの面積とバイパスダク
トの排気面積を同時に変えるように内側ナセルの下流端
に回動自在に枢着されたフラップが、外側バイパスダク
トを通るガス流を阻止するように外側ナセルに接する位
置へ可動になっていて、g、前記入口ガス流量をバイパ
ス比の変化に応じて調整するための流量調整装置を設け
、h、コアエンジンと外側バイパスダクトの間に内側バ
イパスダクトを形成するように内側ナセルを囲むと共に
外側ナセルによって囲まれる中間ナセルが設げられ、そ
の上流端がファン部と内側ナセルの上流端の間にあって
、ファン部によって圧縮されたガス流を外側バイパスダ
クトと内側バイパスダクトとコアエンジンに分流するよ
うになって℃゛て、i。 内側ナセルの上流に配置され、前記中間ナセルによって
囲まれる第2ファン部によって圧縮されたガス流が内側
バイパスダクトとコアエンジンに分流されるようになっ
ていて、j、中間ナセルの下流端が内側ナセルの下流端
と外側ナセルの下流端との間にあって、中間ナセルの下
流端に第3フラツプが回動自在に枢着されていて可変面
積の中間排気ノズルを形成し、コアエンジン流が内側排
気ノズルから排出され、内側バイパスダクト流が中間排
気ノズルから排出され、コアエンジン流と内側バイパス
ダクト流と外側バイパスダクト流の混合流が外側排気ノ
ズルから排出されるようになっている、ガスタービンエ
ンジン。 10a、コアエンジンと低圧タービンとアフタバーナを
流れに沿って直列関係に囲む内側ナセルが、コアエンジ
ンガス流を排出する内側排気ナセルな画定するようにア
フタバーナの下流に延び、b。 コアエンジンを囲む外側バイパスダクトを形成するよう
に内側ナセルをそれから隔たって囲む外側ナセルが、エ
ンジンの入口を形成するように内側ナセルの上流に延び
ると共に、バイパスガス流とコアエンジンガス流を排出
する外側排気ノズルを形成するように内側排気ノズルの
下流に延び、C1入ロガス流を圧縮してバイパスダクト
とコアエンジンへ流スように、ファン部がコアエンジン
上流の入口に配置されていて、低圧タービンによって駆
動され、d、バイパスダクト流をコアエンジン排気流に
吹き込み、その混合流がアフタバーナを通るように、流
路装置が低圧タービンとアフタバーナの間において内側
ナセルを貫通し、e、前記流路装置を閉じてエンジンを
高バイパスターボファンとして作動し、前記流路装置を
開いてエンジンを低バイパス混流補助燃焼式ターボジェ
ットとじて作動するように、転向弁が前記流路装置を選
択的に開閉し、f、内側排気ノズルの面積とバイパスダ
クトの排気面積を同時に変えるように内側ナセルの下流
端に回動自在に枢着されたフラップが、外側バイパスダ
クトを通るガス流を阻止するように外側ナセルに接する
位置へ可動になっていて、g、前記入口ガス流量をバイ
パス比の変化に応じて調整するための流量調整装置を設
け、h、コアエンジンと外側バイパスダクトの間に内側
バイパスダクトを形成するように内側ナセルを囲むと共
に外側ナセルによって囲まれる中間ナセルが設けられ、
その上流端がファン部と内側ナセルの上流端の間にあっ
て、ファン部によって圧縮されたガス流を外側バイパス
ダクトと内側バイパスダクトとコアエンジンに分流する
ようになっていて、i。 内側ナセルの上流に配置され、前記中間ナセルによって
囲まれる第2ファン部によって圧縮されたガス流が内側
バイパスダクトとコアエンジンに分流されるようになっ
ていて、j、中間ナセルの下流端が内側ナセルの下流端
と外側ナセルの下流端との間にあって、中間ナセルの下
流端に第3フラツプが回動自在に枢着されていて可変面
積の中間排気ノズルを形成し、コアエンジン流が内側排
気ノズルから排出され、内側バイパスダクト流が中間排
気ノズルから排出され、コアエンジン流と内側バイパス
ダクト流と外側バイパスダクト流の混合流が外側排気ノ
ズルから排出されるようになっていて、k、補助的な目
的に利用するバイパスダクト流を加圧供給するために、
補助流路装置が外側バイパスダクトと連通しているガス
タービンエンジン。 11 補助通路装置がプレナムとスクロールからなる
特許請求の範囲第10項に記載のガスタービンエンジン
。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/583,056 US4064692A (en) | 1975-06-02 | 1975-06-02 | Variable cycle gas turbine engines |
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| JPS5941017B2 true JPS5941017B2 (ja) | 1984-10-04 |
Family
ID=24331514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51062992A Expired JPS5941017B2 (ja) | 1975-06-02 | 1976-06-01 | 可変サイクルガスタ−ビンエンジン |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4064692A (ja) |
| JP (1) | JPS5941017B2 (ja) |
| BE (1) | BE842432A (ja) |
| CA (1) | CA1053010A (ja) |
| DE (1) | DE2624164C2 (ja) |
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| GB (2) | GB1546957A (ja) |
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