JPH1054300A - 流体の方向を変更するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンナセルを流れる純粋に後ろ向きの空
気を後ろ向きおよび径方向外側へのフロー、そしてさま
ざまな角度の径方向外側へのおよび前向きのフローにコ
ースを変えるためのスラストリバーシング装置を提供す
る。 【解決手段】 この装置は、平行な内部および外部エア
フローブロッキング部材を含み、これらは、これらを同
期して運動させるために結合されたアクチュエータによ
って駆動される。内部部材は固定された羽根を有する第
１のドアと第１のドアに旋回可能に結合された中実の第
２のドアとを含む。内部部材は、閉位置においては２つ
のドアが同一直線上にあり、さまざまな開位置において
は２つのドアは互いに対し旋回する。外部部材は旋回可
能な並列の羽根の配列を含み、閉位置においてはこれら
の羽根はきつく重ね合わされ、さまざまな開位置におい
ては羽根はさまざまな量の回転によって互いにの接触か
ら離れ旋回する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明はターボファンエンジンによっ
て生み出されるスラストを変更するための機構に関し、
より特定的には、航空機のナセルに組入れられ、航空機
の制御を向上させ、一方で全体の重量、燃料の燃焼、お
よび整備を減少させ、かつ、安全性を向上させる、多軸
のスラストを方向づける装置（スラストベクトリング装
置）に関する。

【０００２】

【関連技術の説明】エンジンスラストを逆向きにするた
めの機構が長らく知られてきた。カスケード羽根、エア
・フローの向きを変えるための展開可能なドア、および
エアフローのコースを変えるためのブロッカードアを含
むさまざまな設計が実施されてきた。

【０００３】これらのスラストリバーシング装置は、戦
闘機、攻撃機または実験的航空機において使用されると
き、多軸スラストベクトリング装置ほどの高度な効率の
ペイオフを示すことはなかった。

【０００４】また、民間および軍用の輸送機も多軸スラ
ストベクトリング装置の使用から大いに利益を得ること
であろう。輸送機クラスの航空機に対する短期的な改装
の計画によって、航空機の制御を向上させ、抗力を減少
させることにより航続距離を増加させ、重量を抑えるで
あろう。これらの利益は、燃料の燃焼を減じ、整備を減
じ、かつ安全性を向上させることによって、所有者のラ
イフサイクルコストを減じることに繋がるであろう。

【０００５】加うるに、近代的な高速作動制御装置の出
現により、スラストベクトリング技術を航空機の飛行制
御装置に完全に統合するための研究が促進されてきた。

【０００６】スラストベクトリング原理を将来の航空機
に応用することによりさらに大きな利益が得られるであ
ろう。完全に統合されたスラストベクトリング飛行制御
装置によって、設計者は、現在従来からの航空機を制御
するために使用されている従来の水平および／または垂
直の操縦翼を取除くかまたは大きく減じることができる
であろう。これは、すなわち、製造部品の数およびそれ
らのそれぞれの制御を減少させることにより実質的に重
量およびコストを削減し、同時に抗力レベルを引下げる
ことに繋がるであろう。

【０００７】

【発明の概要】したがって、この発明の主要な目的は、
現在知られている同様のスラストベクトリング機構の欠
陥および欠点をすべて克服する、航空機の飛行制御のた
めの新しいスラストベクトリング装置を提供することで
ある。

【０００８】この発明のもう１つの目的は、航空機のエ
ンジンのナセルに組入れられ、エンジンによって発生さ
れるスラストの方向を制御し、よってスラストベクトリ
ング装置の適切な操作により航空機全体の飛行行動が変
更できるような、多軸スラストベクトリング装置を提供
することである。

【０００９】この発明のまたさらなる目的は、エンジン
によって発生されたスラストを制御し、同時に全体の重
量を減少させ、燃料の燃焼を減じ、整備を減少させ、安
全性および生産に対する設計の適応性を向上させる、エ
ンジンに装着された多軸スラストベクトリング装置を提
供することである。

【００１０】これらのおよび他の目的ならびに利点はこ
の発明によって達成される。この発明は、エンジンのナ
セルを通って流れる空気を、純粋に後方への流れから後
方および径方向に外への流れの組合せに、そして、さま
ざまな径方向に外への角度のおよび前向きの流れの組合
せにコースを変え、後者の状態においてはスラストリバ
ーサルをもたらすような、スラストリバーシング装置を
備えている。この装置は、内部および外部のエアフロー
ブロッキング部材を含み、これらエアフローブロッキン
グ部材はナセルのハウジング内に互いに平行に配列さ
れ、２つのブロッキング部材の同期した運動をもたらす
ようそれらに結合されたアクチュエータによって駆動さ
れる。内部ブロッキング部材は、固定された羽根を有す
る第１のドアと第１のドアに旋回可能に結合された中実
の（solid ）第２のドアを含み、閉位置においては、こ
れら２つのドアは同一直線上にあり、さまざまな開位置
においては、２つのドアは同一直線上にある関係から離
れて互いに対し旋回する。外部ブロッキング部材は、旋
回可能な平行な羽根の配列を含み、閉位置においては、
これらの羽根は部分的に重ね合わされ、互いに対してき
つく固定される。さまざまな開位置においては、これら
の羽根は、エアフローが主に後方へ向かう第１の位置か
ら徐々により開いたいくつかの位置の１つへとさまざま
な量の回転を行なうことにより互いの接触から離れ連続
的に旋回可能である。たとえば、これらの羽根を、エア
フローが後方および径方向外側に向かう第２の位置へ、
そしてエアフローが主として径方向外側に向かう第３の
位置へ、そしてエアフローが径方向外側および前方へ向
かう第４の位置へと、そしてさらにエアフローが主に前
方に向かうまた別の位置へと回転させることができよ
う。スラストリバーシング装置が起動させられると、外
部および内部のブロッキング部材は上述のように互いに
同期して運動し、これら２つのエアフローブロッキング
部材の組合された運動によって１つまたは２つ以上のス
ラストのコースを変える位置がもたらされる。

【００１１】

【詳細な説明】図１はこの分野ではよく知られているエ
ンジンのスラストリバーサ機構の一例を示す。図１に示
すエンジンはターボファンエンジンであり、図の上部分
はスラストリバーサ機構を非動作の閉位置において示
し、図の下部分はスラストリバーサ機構を動作の開位置
において示していることに注目されたい。図の上部分お
よび下部分に示す要素は同一である。しかしながら、ス
ラストリバーサ機構の動作状態の結果として異なった位
置または向きに位置しているところを示している。

【００１２】図１に示すように、エンジン１０は、ファ
ン１２、コンプレッサ１４、およびタービン１６を含
む。ファンはエンジンの入口２２に、コンプレッサはエ
ンジンの前方領域に、そしてタービンはエンジンの排気
領域１８に位置づけられている。ファンのケーシング２
０はエンジンのファンを囲み、入口２２、固定カウリン
グ２４、可動カウリング２６、およびスラストリバーシ
ングアッセンブリ３０を含む。

【００１３】図２により詳細に示す、スラストリバーシ
ングアッセンブリ３０は、ピストンシリンダ３２、ピス
トンロッド３３、リンク機構３４、（以下により詳細に
説明される）スラストリバーシング要素３５、および、
可動カウリング２６内の内部空洞３６を含み、これは固
定カウリング２４および可動カウリング２６が図１のエ
ンジンの上部分に示す非動作位置に配列されるときスラ
ストリバーシング要素を収納しかつその動作を防ぐ。

【００１４】図１の下部分は第２の位置に配列された固
定カウリング２４および可動カウリング２６を示す。ピ
ストンシリンダ３２は固定カウリング部材２４に固定さ
れ、ピストンロッド３３の一方端はピストンシリンダ３
２によって支持され、一方、ピストンロッド３３の他方
端は可動カウリング部材２６に固定されている。スラス
トリバーシング要素３５は、固定カウリング２４と可動
カウリング２６との間に取付けられ、ピストンロッド３
３がピストンシリンダ３２に対して伸張されることによ
りカウリングが分離させられるとき完全に露出する。

【００１５】エアブロッキングドア４０は、一方端が可
動カウリング２６に旋回するように取付けられ、他方端
がリンク機構３４に旋回するように取付けられている。
リンク機構３４は４２でドア４０とエンジンコンプレッ
サフェアリングとの間に旋回するように取付けられてい
る。

【００１６】カウリング２４と２６とが分離されると、
ファン１２を通じてエンジンの入口２２へと吸い込まれ
た空気は、リンク機構３４の旋回運動によりエアブロッ
キング位置に旋回されたドア４０によってブロックされ
る。そして空気は今やブロックされたエアフロー通路か
ら分離されたカウリング２４と２６との間に生み出され
た開口部を通って排出される。

【００１７】この「出口」を通る際、エアフローは、互
いに対する位置に固定されスラストリバーシング要素３
５上に位置づけられた前方を向いた羽根６０に当たる。
そして、空気は後方向きから実質的に前方向きへとその
方向を変える。このようにして、スラストリバーシング
要素はスラストリバーサルをもたらす。

【００１８】ドア４０は、ピストンロッド３３が後方へ
起動しカウリング２６を後方へ動かしスラストリバーシ
ング要素３５を露出させることによって（図１の下部分
および図２に示す）動作位置へと移動される。同時に、
リンク機構３４はエンジンコンプレッサフェアリングと
のその接続部分４２について後方に旋回し、ブロッカー
ドア４０をカウリング２６からエンジンコンプレッサフ
ェアリングへと引寄せるので、ブロッカードアはエンジ
ンの空気通路５０を通って流れる空気の通路を効果的に
ブロックする。このとき、入口２２からエンジンへ入っ
た空気は方向を変えさせられ、このときカウリング２４
と２６との間に露出されているスラストリバーシング部
材３５においてカウリング２６の上流の空気通路から出
ていく。スラストリバーシング部材３５内の開口部は角
度をつけて方向づけられているので、空気は前方向きの
成分Ｆとして空気通路５０から出ていく。

【００１９】図３から図５はこの発明の包含するスラス
トベクトリングアッセンブリ１００の第１の実施例を示
す。この発明が企図するのは、１つまたは２つ以上のス
ラストベクトリングアッセンブリをエンジンのナセルに
一体に組込むことであって、スラストベクトリングアッ
センブリをエンジンのナセルの後方領域のエンジンのタ
ービンおよびコンプレッサの区域の周囲に配置すること
である。この発明はさらに、このようなスラストベクト
リング機構を航空機の各エンジンナセル内に取付け、こ
れらスラストベクトリング機構が互いに連動して動作
し、航空機の姿勢、縦揺れ、および偏揺れをもたらすよ
うにすることを企図する。

【００２０】まず図３（Ａ）を参照すると、各スラスト
ベクトリングアッセンブリ１００は前方カウリング区域
１２４と後方カウリング区域１２６との間に配列されて
いる。これらの区域は、（図１および図２に示す）先行
技術のスラストリバーシング機構３０における固定カウ
リング区域２４および可動カウリング区域２６に対応す
るが、この発明においては、これらは物理的に関係し、
単一の構造的アッセンブリとして統合されている。

【００２１】閉位置および開位置の間を運動し、スラス
トリバーサ部材３５を覆ったり露出したりするカウリン
グ区域２４および２６とは異なり、カウリング区域１２
４および１２６は初めから分離したものとして設計さ
れ、スラストベクトリングは１つまたは２つ以上のスラ
ストベクトリングアッセンブリの要素が起動されること
によって制御されるようになっている。

【００２２】この発明のスラストベクトリングアッセン
ブリ１００は、一緒になってエンジンを通って流れる空
気を変更する２つの部材を含む。これらは、第１の内部
エアフローブロッキング部材１１０と、実質的に第１の
部材に平行に配置されている第２の外部エアフロー方向
変更部材１５０とである。第１および第２の部材はとも
に、前方カウリング区域１２４と後方カウリング区域１
２６との間の分離部分に配列されそこにわたって延びて
いる。第２の部材１５０は旋回可能な羽根またはルーバ
１５２を含み、その先端が有する端縁部分はカウリング
区域の隣接する端縁に噛み合い、図３（Ａ）に示すよう
に第１および第２の部材が非動作位置にあるとき、この
端縁部分が効果的にシールとして働き、周囲空気Ａとエ
ンジンフロー通路の空気ＦＰ（図３（Ａ）に矢印で示
す）との間の流体の流れを効果的に防ぐ。

【００２３】第１および第２の部材はあわせて機能し、
エンジンフェアリング内のおよびエンジンフェアリング
周りのエアフローの方向を、第１の状態、第２の状態、
および第３の状態間で変更する。（図３（Ａ）に示す）
第１の状態においては、エアフローはエンジンフェアリ
ングに沿って、その周りのみを流れる。（図４に示す）
第２の状態においては、エアフローは第１の部材がエン
ジンのエアフロー通路に若干貫入し、第２の部材の旋回
可能羽根１５２がエンジンナセルの外側へ向かって（反
時計まわりに）若干回転することにより、エンジンの径
方向外側へ部分的にそらされる。（図５に示す）第３の
状態においては、エアフローはエンジンのフロー通路か
ら実質的に完全にコースを変え、エンジンの径方向外側
および前方に向けられ（より詳しくは以下の説明を参
照）、よって前方方向に向いた、航空機を反転させる力
を生み出す。

【００２４】第１の部材１１０は、第１のセグメント１
１２および第２の中実のセグメント１１６を含み、第１
のセグメント１１２は（通常フロー通路ＦＰに平行であ
る）エンジンの縦軸から約４５°に方向づけられる複数
の羽根を保持しており、第２の中実のセグメント１１６
は実質的に第１のセグメントの長さに等しい長さを有す
る。

【００２５】第２のセグメントの後方端はピボット１１
８において後方カウリング区域１２６上に支持される。
第２のセグメントの前方端はピボット１２０により第１
のセグメント１１２の後方端に接続される。ピボット１
２０は、図４および図５に示すように、エンジンフェア
リングに向かう内向きの運動のみが可能になるよう構築
されている。第１のセグメントの前方端はピボット１２
２によりリンク機構１２８に接続され、リンク機構１２
８は接続点１３０においてピストンロッド１２９に固定
的に接続される。

【００２６】ピストンロッド１２９はその後方部分に隣
接する前方カウリング区域１２４内に配列されるピスト
ン１３２に接続される。ピストンロッド１２９の動作は
以下により詳細に説明される。

【００２７】第２の部材１５０は１組の旋回可能ルーバ
１５２を含み、これらはピボット１５６について同時に
旋回するよう適切なリンク機構によって一緒に接続され
る。図３（Ａ）から図５に示す好ましい実施例において
は、すべてのルーバ１５２は同一の回転角度だけ旋回し
ている。

【００２８】リンク機構１５９の一方端は１組のルー
バ、好ましくは最前方のルーバ１５２ａに接続点１６０
において接続され、他方端は、第２のアクチュエータ
（図示せず）に接続され、第２のアクチュエータはロッ
ド１２９と並んで（これと隣接しかつその隣で）、ロッ
ド１２９が移動した距離に比例する距離を移動し、よっ
て、第１および第２の部材が第１、第２、および第３の
位置の間それぞれのピストンロッドによって各々、ピス
トンにより駆動される。

【００２９】ルーバ駆動手段の別の実施例が図３（Ｂ）
に示され、これはピストンロッド３２９および歯車（wh
eel gear）３５９（これはリンク機構１５９に代わるも
のである）を含み、ピストンロッドはその長さに沿って
延びている歯３２９′を有し、歯車３５９は（１５２ａ
において）ルーバに結合されこれをピボット軸３６０に
ついて回転するよう駆動する。各ルーバはそのピボット
軸に位置づけられたギア３６５を有し、ピボット軸の直
径は歯車３５９の直径よりも小さい。「タイミング」チ
ェーンまたはベルト３７０は歯車３５９の後ろで減速装
置３５９′に噛み合いこれにより駆動される。ギア３６
５の歯はベルト上の歯またはチェーンの切欠きに噛み合
う。ピストンロッド３２９の直線運動はこのようにして
歯車３５９およびピボット軸３６０の所望の回転運動に
変換され、よってルーバの回転に変換される。

【００３０】好ましい実施例に関連して示したと類似の
態様において、部材１１０の第１のセグメント１１２の
前方端はピボット１２２によりリンク機構１２８に接続
され、リンク機構１２８は接続点１３０においてピスト
ンロッド３２９に固定的に接続される。

【００３１】第１の位置（図３（Ａ）を参照）は非動作
位置であり、この位置では、ピストン１３２は起動され
ておらずよってピストンロッド１３０は引っ込んだ位置
に保持されている。隣接するルーバ１５２の対面側はし
たがって互いに接触して保持され、よって、ルーバは互
いに対してかつエンジンの縦軸に対して実質的に平行に
維持され、前方カウリング区域１２４と後方カウリング
区域１２６との間の閉じた壁となる。

【００３２】図４に示す第２の位置は、スラストを減少
させるように、エンジンのフロー通路を通って流れる空
気のコースを変えるようルーバの組が部分的に動作する
位置である。

【００３３】この第２の位置においては、ルーバ１５２
はピボット１５６について回転し、よって、ルーバの前
方部分はエンジンの縦軸に向かって径方向内向きに位置
づけられ、一方でルーバの後方部分はエンジンの縦軸の
外向きに回転している。しかしながら、その回転の間ず
っと、すべてのルーバが互いに対して平行な関係を維持
することに注意せねばならない。

【００３４】図５に示す第３の位置は、エンジンスラス
トのコースが前向きに変わるようルーバが完全に動作す
る位置である。この位置においては、ルーバはピボット
１５６についてさらに（反時計まわりに）回転し、よっ
て、一旦は後方向きであったルーバの部分は前方向きに
なっている。同時に、羽根の組の径方向すぐ内側に位置
している部材１１０の中実セグメント１１６はエンジン
のタービン区域に向かって内向きに折たたまれるように
なる。この内向きに折りたたまれた位置においては、中
実のセグメント１１６は後方向きのエンジンのエアフロ
ーをブロックし、フローが向きを変えて前方に方向づけ
られて流れるようにする。

【００３５】図３（Ａ）から図５に示すこの発明の実施
例は前方カウリングとファンリバーサとを組合せて、単
一の可動な構造部品にしている。これによってただナセ
ルの構造的完全性が高められるだけでなく、エアフロー
ブロッキングセグメントとそのリンク機構が固定された
ファンカウリングアッセンブリに統合され、よって、重
量を減少させ、同時に信頼性および整備性を向上させる
ことが可能になる。

【００３６】図１および図２の（先行技術の）構造と、
図３（Ａ）から図５の（この発明の教示によるスラスト
リバーサの第１の実施例の）構造とを比較すると、ファ
ンリバーサアッセンブリの構造に根本的な修正が加えら
れていることがわかる。従来の固定されたスラスト回転
羽根は一連の可変ピッチ回転羽根によって取換えられて
いる。

【００３７】図３（Ａ）に示す位置においては、羽根の
外部表面は外部のナセルのモールド線として働いてい
る。リバーサアッセンブリのそばを通過するエンジン内
のファンフローの方向はヒンジで動かされる２つの区分
を持つ切換弁ドアに影響される。切換弁ドアは図１に示
すドアおよびヒンジのアッセンブリと機能的に均等であ
り、羽根１１４およびヒンジ１２０の後ろの中実の無孔
パネル１１６を含む前方カスケードアッセンブリを含ん
でいる。

【００３８】図３（Ａ）に示すスラストベクトリング配
置においては、ファンフローはまずエンジンフェアリン
グとカスケード羽根の組１１４との間を通り、そしてエ
ンジンフェアリングと中実のパネル１１６との間を通
り、最後にフローは従来の態様でナセルの後方端から出
ていく。外部部材１５０の隣接するルーバの側面同士の
シーリング取付部の流体を通さない取付けおよび最も端
に近い羽根１５２の端縁部分のシールにより、第１の部
材１１０が図３（Ａ）に示す非動作位置にしまい込まれ
たとき、羽根の組１１４を通って、およびヒンジと第１
の部材１１０の側部とを通って感知できるほどの漏れが
生じることを防いでいる。

【００３９】さて図４を参照すると、スラストベクトリ
ングの立上がりの間、ピストンロッド１２９は予め定め
られた量だけ後方へ動き、内部部材１１０の前方端を後
方へ移動させ、一方同時に、第１の羽根１５２ａに接続
されたアクチュエータも後方へ移動する。これらアクチ
ュエータのこのような運動によって、（１）外部部材の
羽根１５２はピボット１５６について回転し、よって、
羽根の後方端は外向きに動き（図４に示す反時計まわり
に）、そして（２）第２の内部部材１１０はヒンジ１２
０について内向きに折りたたまれ、よって、ドア１１６
は（矢印ＦＰで示される）エンジンの中心の排気道内の
エアフローを部分的にブロックし、外部部材１５０の部
分的に開いた羽根の組を通って空気を送り出す。しかし
ながら、外部部材のルーバの回転が始動される瞬間に
は、内部部材の内向き運動はまだ開始さえしていないこ
とに留意せねばならない。外部部材のルーバが開き始め
るとき、つまり、それらが部分的動作位置へと運動を始
めるとき、エンジンのフロー通路内の圧力はまず単に緩
められる。その後、ルーバがさらに開いていくにつれ
て、外部部材ルーバを通じて周囲の方向へとエアフロー
を再び方向づけることによって、エンジンのフロー通路
内を流れる空気の圧力は減少する。このとき、内部部材
の旋回する開く運動がなくとも、エンジン内の圧力によ
って、エンジンの空気は内部部材の第１のセグメント１
１２の羽根１１４を通じて外部部材のスラストベクトリ
ングルーバまたは羽根へと流れる。この内部部材と外部
部材との最初の相対的位置は「最小スラストベクトリン
グ位置」と定義される。

【００４０】スラストベクトリング要求が増加するにつ
れ、外部部材の羽根はピストンロッド１３０の後方への
移動が続くことにより、径方向外側に向かった（反時計
まわり方向の）態様で回転するよう付勢され続ける。内
部部材１１０の前方端は後方方向に移動し始め、内部部
材の羽根の組およびブロッカードアはヒンジ１２０につ
いてエンジンのファンフロー通路ＦＰへ向かって内向き
に折りたたまれ始める。内部部材の後ろへの移動の増加
はスラストベクトリング要求の関数である（要求が大き
くなれば運動も大きくなる）。内部部材が折りたたまれ
ると、エンジンのファンフローは羽根の組を通じて一定
の方向に向けられ、中実のブロッカードア１１６によっ
て、外部部材のルーバから外へと流れさせられる。中実
のパネル１１６はフロー通路ＦＰ内のコースを変えられ
なかったフローにベクトリングの間のスラスト消失係数
を最小にするよう滑らかな転移表面を提供すると同時
に、エンジンのエアフローを外部部材のルーバへ方向づ
けるためのガイドの役割を果たす。

【００４１】完全なスラストベクトリングが必要である
または所望であるときには、内部部材および外部部材の
各々に対するアクチュエータは（図４に示す）部分的動
作位置からその最後方の位置へと移動し、内部部材が羽
根部材１１２に対して実質的に完全に折りたたまれ、よ
って、羽根部材とドア部材１１６がその間に「Ｖ」型の
境界を有するようにし、さらに、外部部材１１０のルー
バの前端が図４に示す部分的動作位置からより前方向き
の位置へとピボット１５６についてさらに回転するよう
にする。外部部材ルーバの前端は図１に示す非動作閉位
置から約１２０°の角度を動く。

【００４２】この発明は、内部スラストベクトリング部
材１１０と外部スラストベクトリング部材１５０の各組
を各エンジンナセルの円周まわりのいくつかの等間隔の
位置に置くことを企図している。

【００４３】この発明はさらに、各エンジンナセルに位
置づけられた各スラストベクトリングアッセンブリ内の
スラストベクトリング部材の対または組を起動すること
で航空機全体のスラストベクトリングをもたらすかまた
は、同時に１つ以上のエンジンナセルに位置づけられる
かまたはそれと関連しているスラストベクトルアッセン
ブリを起動することによって航空機全体のスラストベク
トリングをもたらすことを企図している。

【００４４】さて図６の概略図を参照すると、アクチュ
エータと展開可能なスラストベクトリングアッセンブリ
との組が円周上に配置されたエンジンナセル６００を後
ろから前方へ向けて見た図が示されている。図示されて
いるようにエンジンナセルは外部カウリング６０２、複
数の円周上の隣接した展開可能なスラストベクトリング
羽根アッセンブリ６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０
４ｄ、６０４ｅ、６０４ｆ、６０４ｇ、６０４ｈ、外部
エンジンフェアリング６０６、エンジンのフロー通路Ｆ
Ｐを規定するコアエンジン排気ダクト６０８、および内
部エンジンフェアリング６１０を含む。

【００４５】スラストベクトリング羽根アッセンブリの
各々は図３（Ａ）から図５に示す態様で配置された複数
の個別のルーバを含む。図を簡潔にするために図６では
各ルーバの組が３つのルーバを含むものとして示してい
る。しかしながら、この発明ではいくつのルーバを１組
として使ってもよい。

【００４６】多くの多軸スラストベクトリング応用にお
いては、各々３つの隣接するスラストベクトリング羽根
の組を含む８つのスラストベクトリングアッセンブリま
たは「区域」を使用する必要があるだろう。従来のナセ
ルの幾何学的形状においては、３つの区域を有する羽根
の組は各々１つのアクチュエータ６２４ａ、６２４ｂ、
６２４ｃ、…６２４ｇまたは６２４ｈを使用してともに
一斉に駆動される。たとえば、羽根の組６０４ａのルー
バは第１区域のアクチュエータ６２４ａによって駆動さ
れ、羽根の組６０４ｃのルーバは第３区域のアクチュエ
ータ６２４ｃによって駆動される。さまざまな区域の動
作可能な駆動アクチュエータは「能動の」ものと呼ばれ
る。

【００４７】他の応用においては、接続スリーブを外部
カウリングの幾何学的形状内に統合することが可能であ
り、２つのマスタアクチュエータを設けて、スラストベ
クトリングおよびスラストリバーシングのレベルを変化
させるためにデジタルクラッチング手段を用いて８つの
連結アクチュエータを駆動してもよいだろう。

【００４８】図９の表は、３つの異なった条件に対し航
空機の全体制御を行なうためにどのようにしてアクチュ
エータのさまざまなグループが起動され得るのかを示し
ている。各条件において、さまざまな度合のスラスト制
御を達成するために、組内のルーバを（図３（Ａ）から
図５に関しての説明を参照）さまざまな量の角運動を通
じて旋回させることができる。「能動の」区域は起動さ
れたアクチュエータによって駆動される羽根の組であ
る。

【００４９】たとえば、第１の条件「ピッチアップ」で
は航空機の前向きのスラスト成分に上向き方向の力が課
される。上向きの縦揺れの公称の要求を満たすために
は、スラストベクトリングアッセンブリ６０４ｄおよび
６０４ｅの起動を始動させ、同時に、内部エアフローブ
ロッキング部材１１０を（図３（Ａ）に示すように）閉
位置に維持する。上方向の縦揺れの低レベルな要求を満
たすためには、４つのスラストベクトリングアッセンブ
リ６０４ｃ、６０４ｄ、６０４ｅ、および６０４ｆが起
動され、内部エアフローブロッキング部材が若干開き、
ルーバが約１０°開くようにする。上方向の縦揺れの中
程度の要求を満たすためには、同じく４つのスラストベ
クトリングアッセンブリ６０４ｃ、６０４ｄ、６０４
ｅ、および６０４ｆが、内部エアフローブロッキング部
材が若干量開き、ルーバが約４５°開くような態様で起
動される。上方向の縦揺れの高いまたは最大の要求を満
たすためには、スラストベクトリングアッセンブリ６０
４ｃ、６０４ｄ、６０４ｅ、および６０４ｆが、内部エ
アフローブロッキング部材が最大量開き、ルーバが約９
０°開くように起動される。

【００５０】他に特定される状況に対しても、この発明
はスラストベクトリングアッセンブリの同様の動作を考
えている。「偏揺れ左」は左向き方向の力が航空機の前
方スラスト成分に課せられる条件である。「スポイル」
条件はエンジンの回転速度を上げたまま、前方スラスト
成分を減じるまたは除去することが所望であるときに生
じる。この条件が典型的に起こるまたは使用されるの
は、航空機が航空機の母艦に接近し母艦のデッキに着陸
しようとする（または着陸しないようにする）ときであ
る。エンジンはフルパワーで回さねばならないが、エン
ジンの前方スラスト成分は除去され、航空機が航空母艦
のデッキに着陸する（そしてエンジンは止められる）
か、またはこのような着陸が妨害されるならば前方スラ
スト成分を回復し航空機がすぐに離陸できるようにす
る。この条件下では、エンジンを通じて後方へ向かうす
べてのエアフローはブロックされねばならず、代わって
エアフローは径方向外側に向けられねばならない。

【００５１】「スポイル」条件はまた民間の飛行でも使
用されよう。この場合、着陸（landing ）の際は、スラ
ストはスポイルされ前向き速度は緩められ、そして着地
（touch-down）の際は、羽根は旋回して完全な逆行をも
たらす。エンジンは依然としてフルパワーなので、エン
ジンをスプールすることに関連する遅延は全くなしにス
ラストリバーサルが容易に達成される。

【００５２】これらの状況すべてにおいて、１番目およ
び８番目のアクチュエータ（「メインアクチュエー
タ」）６２４ａおよび６２４ｈは過流防止壁ギアボック
ス（splitter gearbox）６３０によって連結されてお
り、二重の冗長性を与えている。残りのアクチュエータ
６２４ｂ、６２４ｃ、６２４ｄ、６２４ｅ、６２４ｆお
よび６２４ｇは柔軟性のあるケーブルを通じてアクチュ
エータ６２４ａおよび６２４ｈに取付けられそれらから
駆動される。各アクチュエータは位置感知およびクラッ
チ能力を有し、よってアクチュエータは互いに独立して
動作し得る。これにより、航空機のつり合いの精密最適
化が可能である。羽根の開閉は航空機の電気エンジン制
御装置によって制御されよう。油圧機械式のアクチュエ
ーションが利用可能な場合には、航空機の飛行制御装置
を用いて羽根を制御できよう。

【００５３】図８および図９はこの発明のスラストベク
トリング装置の第２の実施例を示す。これらの図に示さ
れるスラストベクトリング装置においては、エンジンコ
アカウリング８２０がスラストベクトリング装置９００
を支持し、スラストベクトリング装置９００はエンジン
およびナセルのカウリング８３０の下流に位置づけられ
ている。この実施例では、スラストリバーシングは可能
にならないが、スラストの減少またはスラストベクトリ
ングが達成できる。この装置は、可動ドア９４０（その
変位された位置におけるドアは９４０′で示されてい
る）の第１の上流端に噛み合うリンク機構９３０と結合
されたピストンロッド９２０を有するピストン９１０を
含む。第２のドア９５０（その変位された位置は９５
０′で示される）は旋回可能にエンジンコアカウリング
に取付けられた下流端と、第１のドア９４０の下流端に
旋回可能に取付けられた上流端とを有する。ピストンロ
ッド９２０が下流方向へ運動することで、第１のドアの
下流端および第２のドアの上流端はエンジンコアフェア
リングを離れてエンジンの排気ガスフローへと変位され
る。この作用の効果は、通常の動作条件下でのその剥離
点の上流位置においてエンジンコアフェアリングからの
排気ガスフローの境界層剥離を起こすことであり、した
がって、エンジンによって生み出されるスラスト成分を
変更することである。図示されているように、コアフェ
アリングの周囲に円周に位置づけられているこのような
ヒンジで動かされるドアが複数存在する。ヒンジで動か
されるドアの各組は物理的に結合され、ピストンおよび
そのピストンロッドに応答する。スラストベクトリング
要求が増加するにつれ、さまざまな対のドアが、それぞ
れのピストンおよびロッドを通じて、エアフローへと導
入されるよう起動される。エアフローはドアにあたりそ
れを越えて、エンジンナセルから離れた方向に向かい純
粋なベクトリング力を生む。従来のポップアップパネル
とは異なり、この発明のヒンジで動くドアはそらされた
ドアの後ろに大きな再循環（すなわち抗力）領域を生み
出すことはない。

【００５４】明らかに、上述の教示に照らしてこの発明
の多くの修正および変形が可能である。したがって、添
付された請求項の範囲内において、この発明は具体的に
説明したのとは別の形で実施され得ることが理解されね
ばならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は典型的なスラストリバーサ装置を非動作
位置（図の上部分）および動作位置（図の下部分）にお
いて示す典型的な流れをバイパスするターボファンエン
ジンの概略断面図である。

【図２】部分的に動作位置にある図１に示すスラストリ
バーシングアッセンブリ３０の拡大図である。

【図３】（Ａ）は、非動作位置におけるこの発明のスラ
ストベクトリング装置の第１の実施例を示す概略図であ
り、（Ｂ）は（Ａ）に示すアクチュエータの変形を示す
図である。

【図４】スラストが誘導されかつ減じられる第１の動作
位置にある図３（Ａ）のスラストベクトリング装置の概
略図である。

【図５】スラストが誘導されかつ逆向きにされる第２の
動作位置にある図３（Ａ）のスラストベクトリング装置
の概略図である。

【図６】この発明の企図する、アクチュエータおよびス
ラストベクトリングアッセンブリがナセルの円周にスラ
ストベクトリングをもたらすよう典型的に配置されたエ
ンジンナセルの概略背面図である。

【図７】この発明のスラストベクトリングアッセンブリ
を用いて所望の航空機の応答を達成するために必要な条
件を示す表の図である。

【図８】この発明によるスラストベクトリングアッセン
ブリの第２の実施例の概略断面図である。

【図９】図８に示すスラストベクトリングアッセンブリ
の斜視図である。

【符号の説明】

１００ スラストベクトリングアッセンブリ １１０ 第１の内部エアフローブロッキング部材 １１２ 第１のセグメント １１４ 羽根 １１６ 中実セグメント １１８ ピボット １２４ 前方カウリング区域 １２６ 後方カウリング区域 １２８ リンク機構 １２９ ピストンロッド １３０ 接続点 １５０ 第２の外部エアフロー方向変更部材 １５２ 旋回可能羽根またはルーバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・アール・ロビンソン アメリカ合衆国、90275 カリフォルニア 州、ランチョ・パロス・バーデス、クレス トウッド、2112 (72)発明者 リチャード・ピィ・オウエレッテ アメリカ合衆国、90501 カリフォルニア 州、トーランス、ダブリュ・トゥハンドレ ッドアンドトゥエンティセブンス・ストリ ート、2435、ナンバー・19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦軸を有するハウジングを通って軸方向
   に流れる流体の方向を変更するための装置であって、前
   記ハウジングは内壁および外壁を有し、前記流体が流れ
   る導管を規定しており、前記装置は、 前記ハウジングの壁に、前記導管の内部と周囲とを連通
   する縦方向に固定された寸法の少なくとも１つの周囲窓
   を含み、さらに、 前記窓に配列され、前記導管を通って軸方向に流れる前
   記流体の方向を変更するための第１の手段を含み、前記
   第１の変更手段は、旋回可能な羽根の配列を含み、この
   配列は羽根が互いに重なり合い互いに取付けられて流体
   を通さないシールを作り、よって、羽根の配列が効果的
   に閉じたドアを形成する第１の位置と、前記羽根が互い
   に対する接触から離れて旋回し、前記ハウジング内から
   周囲への流体の通過を可能にする少なくとも１つの他の
   位置とを有し、さらに、 前記窓に配列され、前記導管を通って軸方向に流れる前
   記流体の方向を変更するための第２の手段を含み、前記
   第２の変更手段は２つのパネルを含み、前記パネルは、
   前記パネルが本質的に同一平面上にある第１の閉位置
   と、前記パネルが前記ピボット点について互いに向かっ
   て折りたたまれる少なくとも１つの別の開位置との間を
   動作するようピボット点において互いに接続されてお
   り、前記第１および第２の変更手段は互いに間隔をおい
   て配置され、前記第１の変更手段は前記第２の変更手段
   に比べより周囲に近くに配列されており、さらに、 前記第１および第２の変更手段の両者に結合され、前記
   変更手段の両者が非動作であり、流体が導管内の前記軸
   方向に流れる、それらのそれぞれの第１の位置から、本
   質的にハウジングを通る流体の流れと同一の方向から、
   本質的にハウジングを通る流体の流れの方向と逆の方向
   までの範囲にわたる流れの方向の領域を通じて、導管か
   ら周囲へ流体が流れるある範囲の他の位置へ、前記第１
   および第２の変更手段を各々同期して駆動するための手
   段を含む、 流体の方向を変更するための装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、前記第１および第２の
   変更手段と関連するリンク手段に結合され、前記第１お
   よび第２の変更手段の同期した運動をもたらす、請求項
   １に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記運動は前記縦軸に沿って往復するよ
   う向かうものである、請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記ハウジングは航空機のエンジンを含
   み、前記内壁はエンジンカウリングのエンジンの内壁を
   含み、前記外壁はエンジンカウリングの外壁を含み、前
   記装置はさらに、前記起動手段、前記第１および第２の
   変更手段を含む流れを変更する複数の組を含み、 前記流れを変更する組はハウジングの外壁の周囲の間隔
   をおいた位置に配列され、各組は前記周囲窓の１つに配
   列され、さらに、 前記エンジンから出る流体から生じるスラストが変更で
   きるよう、選択的に予め定められた流れを変更する組を
   起動する手段を含む、請求項１に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記窓は前記ハウジングの前記周囲の間
   隔をおいた位置に位置づけられ、前記流れを変更する組
   の各々は各前記窓の縦方向の範囲にわたる、請求項４に
   記載の装置。