JPH0814106A - エアターボラムジェットエンジン - Google Patents
エアターボラムジェットエンジンInfo
- Publication number
- JPH0814106A JPH0814106A JP14839094A JP14839094A JPH0814106A JP H0814106 A JPH0814106 A JP H0814106A JP 14839094 A JP14839094 A JP 14839094A JP 14839094 A JP14839094 A JP 14839094A JP H0814106 A JPH0814106 A JP H0814106A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- ramjet engine
- air
- stationary
- turbo ramjet
- 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.)
- Pending
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 タービンノズル流路面積を運用中（飛行中）
に変更することができ、これにより、流量が大きく変動
しても、タービン部の流れを最適状態に維持し高効率化
を図ることができるエアターボラムジェットエンジンを
提供する。 【構成】 タービン動翼２ａの上流側に複数の静翼１
２、１３からなるタービンノズルを備え、静翼の一部１
３（回転静翼）が、隣接する両側の静翼間の流路を閉鎖
するように移動可能に設けられている。回転静翼１３
は、半径方向に延びる軸１４を中心に回転可能に設けら
れ、回転時に前縁部と後縁部の両方が隣接する両側の固
定静翼１２に密着する。
に変更することができ、これにより、流量が大きく変動
しても、タービン部の流れを最適状態に維持し高効率化
を図ることができるエアターボラムジェットエンジンを
提供する。 【構成】 タービン動翼２ａの上流側に複数の静翼１
２、１３からなるタービンノズルを備え、静翼の一部１
３（回転静翼）が、隣接する両側の静翼間の流路を閉鎖
するように移動可能に設けられている。回転静翼１３
は、半径方向に延びる軸１４を中心に回転可能に設けら
れ、回転時に前縁部と後縁部の両方が隣接する両側の固
定静翼１２に密着する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボジェットとラム
ジェットのコンバインドサイクルエンジンであるエアタ
ーボラムジェットエンジンに関する。
ジェットのコンバインドサイクルエンジンであるエアタ
ーボラムジェットエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】エアターボラムジェットエンジンは、図
３に例示するように、ガス発生器１、タービン２、ミキ
サ３、ファン４（圧縮機）、燃焼器５、排気ノズル６、
等を備え、ガス発生器１で高温高圧の燃料ガス７を発生
させ、発生した燃料ガス７でタービン２を駆動し、この
タービン２でファン４を駆動して空気８を圧縮して導入
し、導入した空気８と燃料ガス７をミキサ３で混合し、
混合ガスを燃焼器５で燃焼させ、燃焼排ガス９を排気ノ
ズル６で膨張させて後方に噴出し、推力を発生するよう
になっている。
３に例示するように、ガス発生器１、タービン２、ミキ
サ３、ファン４（圧縮機）、燃焼器５、排気ノズル６、
等を備え、ガス発生器１で高温高圧の燃料ガス７を発生
させ、発生した燃料ガス７でタービン２を駆動し、この
タービン２でファン４を駆動して空気８を圧縮して導入
し、導入した空気８と燃料ガス７をミキサ３で混合し、
混合ガスを燃焼器５で燃焼させ、燃焼排ガス９を排気ノ
ズル６で膨張させて後方に噴出し、推力を発生するよう
になっている。
【０００３】かかるエアターボラムジェットエンジン
は、ラムジェットに比べ、マッハ１以下の低速時にも高
い推力を発生し、自力で離陸でき、かつラムジェットと
同様にマッハ３以上の超音速飛行もできる特徴がある。
は、ラムジェットに比べ、マッハ１以下の低速時にも高
い推力を発生し、自力で離陸でき、かつラムジェットと
同様にマッハ３以上の超音速飛行もできる特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
エアターボラムジェットエンジンは、運用上の流量変化
が大きく、タービン部の流れを最適状態に維持して高効
率化を図るためには、タービンノズルの流路面積を運用
中（飛行中）に変更する必要があった。すなわち、エア
ターボラムジェットエンジンでは、ターボジェットモー
ドにおいては、大量の燃料ガス７によりファン４を駆動
して空気８を燃焼に適した圧力まで圧縮する必要がある
が、ラムジェットモードでは、ラム圧により空気が十分
圧縮されるため、ファン４の必要動力が少なく燃料ガス
７の必要量も大幅に少なくなる（例えば約１／１０程
度）。しかし、図４に示すタービン段の速度３角形（図
４Ｂ）から明らかなように、タービン２の動翼２ａに流
入するガスの速度ｗ1 を流量が少ない場合でもほぼ同一
に維持しないと、タービン２の回転速度ｕを維持でき
ず、タービン２の速度三角形を設計点に近い状態に保て
なくなり、タービン２及びファン４の効率が大幅に悪化
する問題点があった。また、固定板等でタービンノズル
の流路面積を部分的に閉鎖する手段がとられることがあ
るが、かかる手段では運用中（飛行中）に流路面積を変
更できない問題点があった。
エアターボラムジェットエンジンは、運用上の流量変化
が大きく、タービン部の流れを最適状態に維持して高効
率化を図るためには、タービンノズルの流路面積を運用
中（飛行中）に変更する必要があった。すなわち、エア
ターボラムジェットエンジンでは、ターボジェットモー
ドにおいては、大量の燃料ガス７によりファン４を駆動
して空気８を燃焼に適した圧力まで圧縮する必要がある
が、ラムジェットモードでは、ラム圧により空気が十分
圧縮されるため、ファン４の必要動力が少なく燃料ガス
７の必要量も大幅に少なくなる（例えば約１／１０程
度）。しかし、図４に示すタービン段の速度３角形（図
４Ｂ）から明らかなように、タービン２の動翼２ａに流
入するガスの速度ｗ1 を流量が少ない場合でもほぼ同一
に維持しないと、タービン２の回転速度ｕを維持でき
ず、タービン２の速度三角形を設計点に近い状態に保て
なくなり、タービン２及びファン４の効率が大幅に悪化
する問題点があった。また、固定板等でタービンノズル
の流路面積を部分的に閉鎖する手段がとられることがあ
るが、かかる手段では運用中（飛行中）に流路面積を変
更できない問題点があった。
【０００５】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ター
ビンノズルの流路面積を運用中（飛行中）に変更するこ
とができ、これにより、流量が大きく変動しても、ター
ビン部の流れを最適状態に維持し高効率化を図ることが
できるエアターボラムジェットエンジンを提供すること
にある。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ター
ビンノズルの流路面積を運用中（飛行中）に変更するこ
とができ、これにより、流量が大きく変動しても、ター
ビン部の流れを最適状態に維持し高効率化を図ることが
できるエアターボラムジェットエンジンを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高温高
圧の燃料ガスを発生させるガス発生器と、燃料ガスで駆
動されるタービンと、タービンで駆動され空気を導入す
るファンと、燃料ガスを燃焼させる燃焼器とを備えたエ
アターボラムジェットエンジンにおいて、タービン動翼
の上流側に複数の静翼からなるタービンノズルを備え、
該静翼の一部が、隣接する両側の静翼間の流路を閉鎖す
るように移動可能に設けられている、ことを特徴とする
エアターボラムジェットエンジンが提供される。
圧の燃料ガスを発生させるガス発生器と、燃料ガスで駆
動されるタービンと、タービンで駆動され空気を導入す
るファンと、燃料ガスを燃焼させる燃焼器とを備えたエ
アターボラムジェットエンジンにおいて、タービン動翼
の上流側に複数の静翼からなるタービンノズルを備え、
該静翼の一部が、隣接する両側の静翼間の流路を閉鎖す
るように移動可能に設けられている、ことを特徴とする
エアターボラムジェットエンジンが提供される。
【０００７】本発明の好ましい実施例によれば、前記静
翼の一部は、半径方向に延びる軸を中心に回転可能に設
けられ、回転時に前縁部と後縁部の両方が隣接する両側
の静翼に密着するようになっている。
翼の一部は、半径方向に延びる軸を中心に回転可能に設
けられ、回転時に前縁部と後縁部の両方が隣接する両側
の静翼に密着するようになっている。
【０００８】
【作用】上記本発明の構成によれば、タービン動翼の上
流側に複数の静翼からなるタービンノズルを備え、この
静翼の一部が、隣接する両側の静翼間の流路を閉鎖する
ように移動可能に設けられているので、ファン４の必要
動力が少なく燃料ガス７の必要量も大幅に少なくなると
きに、静翼の一部を移動して隣接する両側の静翼間の流
路を閉鎖することができ、これにより、タービン２の動
翼２ａ（タービン動翼）に流入するガスの速度ｗ1 を流
量が少ない場合でもほぼ同一に維持することができ、タ
ービンの速度三角形を設計点に近い状態に保つことがで
きるため、タービン２の回転速度ｕを維持し、タービン
２及びファン４の効率を維持することができる。
流側に複数の静翼からなるタービンノズルを備え、この
静翼の一部が、隣接する両側の静翼間の流路を閉鎖する
ように移動可能に設けられているので、ファン４の必要
動力が少なく燃料ガス７の必要量も大幅に少なくなると
きに、静翼の一部を移動して隣接する両側の静翼間の流
路を閉鎖することができ、これにより、タービン２の動
翼２ａ（タービン動翼）に流入するガスの速度ｗ1 を流
量が少ない場合でもほぼ同一に維持することができ、タ
ービンの速度三角形を設計点に近い状態に保つことがで
きるため、タービン２の回転速度ｕを維持し、タービン
２及びファン４の効率を維持することができる。
【０００９】特に、タービンノズルの静翼の一部を半径
方向に延びる軸を中心に回転可能に設け、回転時に前縁
部と後縁部の両方を隣接する両側の静翼に密着させるこ
とにより、静翼間の流路を自由に閉鎖することができ
る。
方向に延びる軸を中心に回転可能に設け、回転時に前縁
部と後縁部の両方を隣接する両側の静翼に密着させるこ
とにより、静翼間の流路を自由に閉鎖することができ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明によるエア
ターボラムジェットエンジンの全体構成図である。この
図において、本発明のエアターボラムジェットエンジン
１０は、高温高圧の燃料ガス７を発生させるガス発生器
１と、燃料ガス７で駆動されるタービン２と、タービン
２で駆動され空気８を導入するファン４と、燃料ガス７
を燃焼させる燃焼器５とを備えている。かかる構成は、
図３に示した従来のエアターボラムジェットエンジンと
同様である。なお、この図で、３はミキサ、６は排気ノ
ズルであり、導入した空気８と燃料ガス７をミキサ３で
混合し、混合ガスを燃焼器５で燃焼させ、燃焼排ガス９
を排気ノズル６で膨張させて後方に噴出し、推力を発生
するようになっている。
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明によるエア
ターボラムジェットエンジンの全体構成図である。この
図において、本発明のエアターボラムジェットエンジン
１０は、高温高圧の燃料ガス７を発生させるガス発生器
１と、燃料ガス７で駆動されるタービン２と、タービン
２で駆動され空気８を導入するファン４と、燃料ガス７
を燃焼させる燃焼器５とを備えている。かかる構成は、
図３に示した従来のエアターボラムジェットエンジンと
同様である。なお、この図で、３はミキサ、６は排気ノ
ズルであり、導入した空気８と燃料ガス７をミキサ３で
混合し、混合ガスを燃焼器５で燃焼させ、燃焼排ガス９
を排気ノズル６で膨張させて後方に噴出し、推力を発生
するようになっている。
【００１１】本発明のエアターボラムジェットエンジン
１０は更に、タービン動翼２ａの上流側に複数の静翼１
２、１３からなるタービンノズルを備え、この静翼の一
部１３が、隣接する両側の静翼間の流路を閉鎖するよう
に移動可能に設けられている。図２は、図１のタービン
ノズルの静翼１２、１３とタービン動翼２ａとの関係を
示す翼列の展開図である。図１及び図２に示すように、
タービンノズルの静翼の一部１３（以下、回転静翼とい
う）が、半径方向に延びる軸１４に回転可能に設けら
れ、回転時に前縁部と後縁部の両方が隣接する両側の回
転しない静翼１２（以下、固定静翼という）に密着する
ようになっている。回転静翼１３の回転軸１４の外方端
には歯車１６が取付けられ、この歯車１６は、エンジン
を囲むリング歯車１８と噛み合っている。かかる構成に
より、図２（Ｂ）に示すように、リング歯車１８をエン
ジンの軸心を中心に回転させ、タービンノズルの回転静
翼１３の前縁部と後縁部の両方を隣接する両側の固定静
翼１２に密着させることができる。
１０は更に、タービン動翼２ａの上流側に複数の静翼１
２、１３からなるタービンノズルを備え、この静翼の一
部１３が、隣接する両側の静翼間の流路を閉鎖するよう
に移動可能に設けられている。図２は、図１のタービン
ノズルの静翼１２、１３とタービン動翼２ａとの関係を
示す翼列の展開図である。図１及び図２に示すように、
タービンノズルの静翼の一部１３（以下、回転静翼とい
う）が、半径方向に延びる軸１４に回転可能に設けら
れ、回転時に前縁部と後縁部の両方が隣接する両側の回
転しない静翼１２（以下、固定静翼という）に密着する
ようになっている。回転静翼１３の回転軸１４の外方端
には歯車１６が取付けられ、この歯車１６は、エンジン
を囲むリング歯車１８と噛み合っている。かかる構成に
より、図２（Ｂ）に示すように、リング歯車１８をエン
ジンの軸心を中心に回転させ、タービンノズルの回転静
翼１３の前縁部と後縁部の両方を隣接する両側の固定静
翼１２に密着させることができる。
【００１２】なお、回転静翼１３は、図２（Ａ）に示す
ように、固定静翼１２を間に２枚づつ間に挟むように４
枚毎に設けるのがよい。また、各回転静翼１３は、図２
（Ｂ）に示すように、単一のリング歯車１８で全体を作
動させてもよく、或いは２つ以上のリング歯車１８を半
径方向にずらして設け、別個に作動させてもよい。
ように、固定静翼１２を間に２枚づつ間に挟むように４
枚毎に設けるのがよい。また、各回転静翼１３は、図２
（Ｂ）に示すように、単一のリング歯車１８で全体を作
動させてもよく、或いは２つ以上のリング歯車１８を半
径方向にずらして設け、別個に作動させてもよい。
【００１３】上述した構成により、ファン４の必要動力
が少なく燃料ガス７の必要量も大幅に少なくなるとき
に、タービンノズルの回転静翼１３を回転させて隣接す
る両側の固定静翼との間の流路を閉鎖することができ、
これにより、タービン動翼２ａに流入するガスの速度ｗ
1 を流量が少ない場合でもほぼ同一に維持することがで
き、タービンの速度三角形を設計点に近い状態に保つこ
とができるため、タービン２の回転速度ｕを維持し、タ
ービン２及びファン４の効率を維持することができる。
が少なく燃料ガス７の必要量も大幅に少なくなるとき
に、タービンノズルの回転静翼１３を回転させて隣接す
る両側の固定静翼との間の流路を閉鎖することができ、
これにより、タービン動翼２ａに流入するガスの速度ｗ
1 を流量が少ない場合でもほぼ同一に維持することがで
き、タービンの速度三角形を設計点に近い状態に保つこ
とができるため、タービン２の回転速度ｕを維持し、タ
ービン２及びファン４の効率を維持することができる。
【００１４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
【００１５】
【発明の効果】上述したように、本発明のエアターボラ
ムジェットエンジンは、タービンノズル流路面積を運用
中（飛行中）に変更することができ、これにより、流量
が大きく変動しても、タービン部の流れを最適状態に維
持し高効率化を図ることができる、優れた効果を有す
る。
ムジェットエンジンは、タービンノズル流路面積を運用
中（飛行中）に変更することができ、これにより、流量
が大きく変動しても、タービン部の流れを最適状態に維
持し高効率化を図ることができる、優れた効果を有す
る。
【図１】本発明によるエアターボラムジェットエンジン
の全体構成図である。
の全体構成図である。
【図２】図１のタービンノズルの静翼とタービン動翼と
の関係を示す翼列の展開図である。
の関係を示す翼列の展開図である。
【図３】従来のエアターボラムジェットエンジンの構成
図である。
図である。
【図４】従来のタービンノズルの静翼とタービンの動翼
との関係を示す翼列の展開図である。
との関係を示す翼列の展開図である。
１ ガス発生器 ２ タービン ２ａ 動翼（タービン動翼） ３ ミキサ ４ ファン ５ 燃焼器 ６ 排気ノズル ７ 燃料ガス ８ 空気 ９ 燃焼排ガス １０ エアターボラムジェットエンジン １２ 静翼（固定静翼） １３ 静翼（回転静翼） １４ 回転軸 １６ 歯車 １８ リング歯車
Claims (2)
- 【請求項１】 高温高圧の燃料ガスを発生させるガス発
生器と、燃料ガスで駆動されるタービンと、タービンで
駆動され空気を導入するファンと、燃料ガスを燃焼させ
る燃焼器とを備えたエアターボラムジェットエンジンに
おいて、 タービン動翼の上流側に複数の静翼からなるタービンノ
ズルを備え、該静翼の一部が、隣接する両側の静翼間の
流路を閉鎖するように移動可能に設けられている、こと
を特徴とするエアターボラムジェットエンジン。 - 【請求項２】 前記静翼の一部は、半径方向に延びる軸
を中心に回転可能に設けられ、回転時に前縁部と後縁部
の両方が隣接する両側の静翼に密着する、ことを特徴と
する請求項１に記載のエアターボラムジェットエンジ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14839094A JPH0814106A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | エアターボラムジェットエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14839094A JPH0814106A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | エアターボラムジェットエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814106A true JPH0814106A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15451709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14839094A Pending JPH0814106A (ja) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | エアターボラムジェットエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110131074A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-16 | 西安航天动力研究所 | 一种双组元空气涡轮火箭推进系统 |
-
1994
- 1994-06-30 JP JP14839094A patent/JPH0814106A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110131074A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-16 | 西安航天动力研究所 | 一种双组元空气涡轮火箭推进系统 |
| CN110131074B (zh) * | 2019-05-24 | 2020-06-30 | 西安航天动力研究所 | 一种双组元空气涡轮火箭推进系统 |
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