JPH03501835A - ダクト内フアンタービンエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ダクト内ファンタービンエンジン 技術分野 本発明は、ダクト内ファンタービンエンジン、すなわを用いるガスタービンエン ジンに関するものである。

１１に歪 ダクト内ファンタービンエンジンの作動に際しては、空気がエンジンコアに入り 、エンジンの後部に位置するタービンを回転し始める。タービンの回転によって 、エンジンの前方部分に位置するファンを回転し、これによりバイパス空気をエ ンジンコアの外側を経て後方に流すように指向させている。エンジンコア内の主 空気流は内側吐出ノズルを経てエンジンから吐出し、バイパス空気は内側ノズル の周りの外側吐出ノズルを経てエンジンから吐出する。

外側吐出ノズルは作動圧力状態、慣性、音響疲労、およびクリープその他の温度 ／強度／時間に関連する劣化に耐える必要がある。外側ノズルは、また、エンジ ンの取り外すしを容易に行ない得るよう構成されていることを要求されている。

上述した作動上の要求に合わせるため、従来既知の外側吐出ノズルはチタニウム 、鋼およびインコネルのような耐熱性を有する高張力材料で構成されており、こ れらの外側ノズルはエンジンタービンケースに永久的に取付けられているか、ま たはバイパスダクト取付構体の後端から支持されている。

上述した材料は、入手および加工の両者において、例えば、アルミニウム合金に 比べて遥かに高価である。さらに、これらの材料は相対的に重く、これは、これ らの材料で構成されている外側吐出ノズルが相対的に重く、丈夫な取付支持体を 必要とすることを意味している。

従来既知のダクト内ファンタービンエンジンでは、外側ノズルを内側または一次 ノズル上にこれら２個のノズル間に延びる数個の支持棒または支持板によって支 持している。内側および外側ノズル間の作動温度の著しい相違のため、また、内 側バースト圧力効果のため、支持板または支持棒が高い応力を受けて両ノズルを 変形させる問題がある。これらの応力および変形はエンジンの設計において許さ れるべきである。

従来の外側ノズルを取付けているダクト内ファンタービンエンジンを飛行機から 取り外ずす際、外側ノズルを先づ飛行機から取り外ずし、次にエンジンの残りの 部分を取り外ずすか、または、外側ノズルをつけたままエンジンを１作業で取り 外ずしている。これらの取り外ずし方法では、いづれも、外側ノズルの重量およ び大きさのため外側ノズルが取り外ずし作業を相当困難なものとしている。また 、外側ノズルをエンジンの残りの部分から取り外ずし中、または取り外ずした後 に外側ノズルが損傷され易いという問題がある。

λ豆旦皿示 本発明の目的は、上述した問題を除去しようとするもので、本発明の一つの特徴 によれば、内側吐出ノズルを含む内側アッセンブリと、ナセルおよび内側吐出ノ ズルの周りの外側吐出ノズルを有する外側アッセンブリとを具えるダクト内ファ ンタービンエンジンにおいで、内側および外側吐出ノズルを互に分離している。

本発明の他の特徴によれば、内側吐出ノズルを含む内側アッセンブリと、ナセル および内側吐出ノズルの周りの外側吐出ノズルを有する外側アッセンブリとを具 えるダクト内ファンタービンエンジンにおいて、外側吐出ノズルをナセルに隣接 する前方作動位置と後方停止位置との間に動き得るよう飛行機上に取付け、飛行 機から外側吐出ノズルを取り外ずす際に内側アッセンブリに接触しないようにす る。

外側吐出ノズルを案内レール上に転勤するローラによって飛行機に対して相対的 に移動可能とすることができる。案内レールを外側吐出ノズル上に取付ける構造 では、案内レールを飛行機に固定して外側吐出ノズルをその作動位置に保持する 手段を設けることもできる。例えば、エンジンを支持するパイロンのような飛行 機の便宜な部分上に外側吐出ノズルを移動可能に取付けることもできる。この構 造において、ローラをバイロン上に回転可能に取付けてもよい。外側吐出ノズル を例えばアルミニウムを主成分とする材料のような好適な軽量材料で造ることも できる。

好適なアルミニウム合金の２例は下記の仕様を有する。

（１）　ファーンボロー所在のザロイヤルエアクラフトエスタブリッシュメント によって造られた　ＤＴＤ　５０７０（２）アルミニウム　アソシエーション　 インコーホレーテッドによって米国において造られたＵ、Ｓ、スペシフィケーシ ョンである２２１９ 次に、本発明の１実施例を添付図面を参照して記述する。

図面の簡単な説明 第１Ａ図は航空機の翼に取付けられたダクト内ファンタービンエンジンの斜視図 である。

第１Ｂ図はファンエンジンの内側および外側吐出ノズルの斜視図である。

第１Ｃ図は第１Ｂ図の外側吐出ノズルの取付方法を示す線図である。

第１Ｄ図はバイパス空気ダクトを開放して示す第１Ａ図のエンジンの斜視図であ る。

第２図は第１Ｂ図の前端部の断面図である。

第３Ａ図は第２図の縦断面図である。

第３Ｂ図は第３Ａ図に示す外側吐出ノズルを形成する材料を通る拡大断面図であ る。

第４図は第３Ａ図の上部の縦断面図である。

第５図は第４図の部分の断面図である。

第６図は第１Ｂ図の上部の部品の断面図である。

゛　日を　施　るための最良の形態 図面に示すように、ダクト内ファンタービンエンジン２はパイロン６によって航 空機翼４に取付けられる。エンジンの後部には、外側吐出ノズル８が設けられ、 このノズルは、その前端および後端において開口した中空円錐台形状形をしてい る。大径の前端はエンジン収容部１０に衝合しており、小径の後端は大気に対し 開口されている。外側吐出ノズル８は前述したアルミニウム合金ＤＴＤ５０７０ および２２１９のような、アルミニウム合金で主として構成されている。

第３Ｂ図に示すように、外側吐出ノズル８はノ＼ニカムコア１６によって離間さ れた内側および外側シート部材１２および１４で構成されている。内側および外 側シート部材およびハニカムコアはアルミニウム合金で造られており、内側およ び外側シート部材はハニカムコアに接着剤によって取付けられている。内側シー ト部材１２には騒音低減のため小孔が設けられている。

けられており、この内側吐出ノズルを経て高温のエンジンガスがエンジンコア２ ０から排気される。

第１Ｂ図に示すように、−次ノズルフェアリング２２が内側吐出ノズル１８の周 りに内側および外側吐出ノズル１８および８と同軸的に設けられている。このノ ズルフェアリング２２は外側吐出ノズル８の部分におけるバイパス空気の流れを 滑らかにしている。

このノズルフェアリング２２は両端が開口した中空円錐台形状をしている。大径 の（前）端が外側吐出ノズル８の前端縁の平面に対してほぼ平行に前方に離れた 平面内に位置している。

この第１ノズルフエアリング２２は外側吐出ノズル８に取付けられており、内側 吐出ノズル８に取付けられていない。

分岐後端縁２４が外側吐出ノズル８の内面の下側前方部分と一次ノズルフェアリ ング２２の下側後方部分との間に設けられている。この後端縁２４はエンジン内 の左側および右側バイパス空気流を外側吐出ノズル８の部分内の単一空気流に円 滑に空気力学的に再び合流させている。この後端縁２４は外側吐出ノズル８およ び一次ノズルフェアリング２２の両方に取付けられ、出口吐出ノズル８および一 次ノズルフェアリング２２の前方部分から後方に僅かな距離延長している。

一次ノズルフェアリング２２は内側リング補強用部材を有する円錐形外板で構成 され、フェアリング２６および下側分岐後端縁２４に取付けることによって外側 吐出ノズル８によって支持されている。分岐後端縁２４の前端に位置決め装置２ ８が設けられている。

第１Ｂ、３Ａおよび４図に示すように、外側吐出ノズル８の上部に取付用アッセ ンブリが設けられている。この取付用アッセンブリはベース３０と外側吐出ノズ ル８の前端表面から端壁３４にまで後方に延びる２個の側壁３２とを有する。各 側壁３２に沿って案内レール３６をそれぞれ延長し、これらの案内レール３６の 前端に２個の支持金具３８を設けている。

取付用アッセンブリはフェアリング２６によってバイパス空気流通路から分離さ れ、フェアリング２６の前端は一次ノズルフェアリング２２の上部に位置してい る。−フェアリング２６は外側吐出ノズル８の内面に向は後方および外方に延長 し、この内面に端壁３４の直ぐ後側でぶつかでいる。

第５図に示すように、８個のローラ４０をパイロン６の下部に回転自在に取付け 、各案内レール３６に４個のローラを位置させて外側吐出ノズル８を支持させる 。案内レール３６およびローラ４０の寸法および配置を適切に選定して外側吐出 ノズル８がナセル１０に隣接する前方作動位置と後方の停止位置との間に動き得 るようにする。この停止位置をナセル１０から十分に後方に位置させて外側吐出 ノズル８および一次ノズルフェアリング２２が内側吐出ノズル１８を含むエンジ ンの残りの部分の後端から離れてエンジン２の残りの部分がナセル１０から下方 に垂直に移動し得るようにする。

第４図は外側吐出ノズル８の２個の前端および後端位置を示す。外側吐出ノズル がその前端位置にある場合、２個の後端ローラ４０が案内レール３６の制約され た後方部分に位置する。

本発明の利点は、外側吐出ノズル８を従来既知の外側ノズルアッセンブリの構造 に要求される材料より相当軽くかつ安価なアルミニウム合金で造ることができる 。アルミニウム合金は高温での性能が低いために従来既知の外側ノズルの構造に は従来用いられなかった。ダクト内ファンタービンエンジンの正規作動中、コア から排出する高温ガスはより低温のバイパス空気によって包まれ、したがって外 側吐出ノズル構体に当ることがない。しかし、スラストリバーサの作動中、バイ パス空気は前方に向けられ、コアからの高温排ガスをもはや包囲しない。

外側吐出ノズル８は各飛行中の短期間温度上昇した空気流に対して内側表面が露 出されると考察される。外側吐出ノズル８の内側および外側面間の良熱通路とな るように外側吐出ノズル８を構成することによって、また、飛行中の外部空気流 により外側吐出ノズル８の外側面を冷却することによって、外側吐出ノズル８の 内側面に当る熱は外側面で消散される。

エンジンを組立てる際、飛行機のパイロン６の下部が側壁３２間で外側吐出ノズ ル取付用アッセンブリ内に位置され、ローラ４０は案内レール３６内に位置され る。第６図に示すように、ボルト４２およびナツト４４によって航空機のパイロ ン６の適当な部分に２個の支持金具３８をボルト連結して外側吐出ノズル８をそ の前方作動位置に保持する。この前方作動位置において、位置決め装置２８は外 側吐出ノズルアッセンブリの直前にあるスラストリバーサ構体（図示せず）に掛 合する。ニシジンの残りの部分を取り外ずすことを要求される場合、支持金具３ ８をパイロン６に取付けているボルトを外ずし、位置決め装置２８をスラストリ バーサ構体から外ずし、外側吐出ノズル８および一次ノズルフェアリング２２を 第４図に示す停止位置に後方に転勤する。これによりエンジンの残りの部分を、 外側吐出ノズル８および一次ノズルフェアリング２２に接触することなく、航空 機から下方に取り外ずすことができる。

外側吐出ノズル８の構体に用いられる接着剤は以下の特性を有する必要がある。

（１）内側および外側シート部材１２および１４間の熱通路を破らないものでな ければならない。

（２）内側シート部材１２の孔を閉ざさない方法および形で塗布され得るもので なければならない。

（３）外側吐出ノズル８の作動寿命全体を通じて、遭遇される作動温度範囲全体 を通じてその性質を保持しなければならない。

ローラ４０の代りに適当な摺動部材を用いることができることを理解されるべき である。

田１１１！ｉｌｌ査餡失 国際調査報告 ＧＢ８９０１１３７

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．内側吐出ノズルを含む内側アッセンブリとナセルおよび内側吐出ノズルの周 りの外側吐出ノズルを有する外側アッセンブリとを具えるダクト内ファンタービ ンエンジンであって、内側および外側吐出ノズルが互に分離されていることを特 徴とするダクト内ファンタービンエンジン。
2. ２．内側吐出ノズルを含む内側アッセンブリと、ナセルおよび内側吐出ノズルの 周りの外側吐出ノズルを有する外側アッセンブリとを具えるダクト内ファンター ビンエンジンであって、外側吐出ノズルがナセルに隣接する前方作動位置と後方 停止位置との間に動き得るよう飛行機上に取付けられて飛行機から取り外ずす際 に内側アッセンブリに接触しないようにしたことを特徴とするダクト内ファンタ ービンエンジン。
3. ３．案内レール上に転動するよう配置されたローラによって外側吐出ノズルが飛 行機に対して相対的に移動可能であることを特徴とする請求項２記載のエンジン 。
4. ４．案内レールが外側吐出ノズル上に位置していることを特徴とする請求項３記 載のエンジン。
5. ５．外側吐出ノズルをその作動位置に保持するよう飛行機に案内レールを取付け る手段を含む請求項４記載のエンジン。
6. ６．エンジンを支持するパイロン上に外側吐出ノズルが移動可能に取付けられて いることを特徴とする請求項２〜５のいづれか１項に記載のエンジン。
7. ７．外側吐出ノズルが好適軽量材料で造られていることを特徴とする請求項１〜 ６のいづれか１項に記載のエンジン。
8. ８．外側吐出ノズルがアルミニウム合金を主成分とする材料で造られていること を特徴とする請求項７記載のエンジン。
9. ９．アルミニウム合金の少なくとも１種がファンボロー所在のザロイヤルエアク ラフトエスタブリッシュメントによって製造された仕様ＤＴＤ５０７０を有する ことを特徴とする請求項８記載のエンジン。
10. １０．アルミニウム合金の少なくとも１種が米国、アルミニウムアソシエーショ ンインコーボレーテッドで造られた仕様、Ｕ．Ｓ．スペシフィケーション２２１ ９を有することを特徴とする請求項８記載のエンジン。
11. １１．外側吐出ノズルの上部に位置する取付アッセンブリに前記案内レールが支 持されていることを特徴とする請求項４記載のエンジン。
12. １２．取付けアッセンブリが外側吐出ノズルの前面から後方に延長していること を特徴とする請求項１１記載のエンジン。
13. １３．外側吐出ノズルが内側および外側シート部材で構成され、ハニカムコアで 分離されていることを特徴とする請求項１〜１２のいづれかに記載のエンジン。
14. １４．シート部材が接着剤によってハニカムコアに取付けられていることを特徴 とする請求項１３記載のエンジン。
15. １５．内側シート部材に多数の小孔を設けて騒音を低減するようにしたことを特 徴とする請求項１３または１４記載のエンジン。
16. １６．実質的に明細書に記載され、かつ添付図面に示されるようなダクト内ファ ンタービンエンジン。