JPS6045303B2 - 推力転向型ガスタービンエンジン排気装置用冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンエンジン排気ノズルに関し、特
に該ノズル用の冷却系統に関する。

排気ノズルによつてガスタービンエンジンの排気ガスに
与えられる高速度は推力の発生に役立つ。この推力はノ
ズルから噴出する排気ガスの流れの方向と実質的に平行
かつ反対の方向を有する。その結果、もし排気ガスの方
向を変えれば、それに従つて推力の方向も変わる。典型
的な場合、航空機用ガスタービンエンジンは軸方向に固
定されたノズルを備え、そして航空機の操縦は機体の操
縦面によつてのみ達成される。推力転向型ガスタービン
エンジンを垂直／短距離離着陸（■／ＳＴＯＬ）航空機
に効果的に装備するには、離陸と着陸飛行中だけ使用さ
れる揚力用補助エンジンと関連する不利な重量増加を無
くするため大きな推力レベルを発生するガスタービンエ
ンジンが必要である。

このような大きな揚力用推力レベルを得るため、高温の
推力増強（アフタバーニング）が必要となり、そしてこ
のようなエンジンの使用に成功する一つの方策はＶ／Ｓ
ＴＯＬ排気ノズルに有効な冷却設計をなすことである。
推力増強時の■／ＳＴＯＬ排気装置の冷却問題は特に厳
しいものである。さらに詳述すれば、従来の（■／ＳＴ
ＯＬ能力を持たない）推力増強形排気装置では、排気流
路に沿う圧力と流速の変化はわずかに過ぎない。すなわ
ち、運転状態の変化に伴−う冷却流体の流量と分布の変
化はごくわずかであるから、冷却流体膜を送り込む一定
面積のスロットまたは穴の使用によつて効率的な膜冷却
が可能である。これに比べ、Ｖ／ＳＴＯＬ排気装置は、
ガス流の圧力変化と冷却流の制御に関して厳しい問．題
に直面している。このような装置は昇降飛行中効率良く
働く。なぜなら、その流路形状は可変であつて、流路の
のどがデフレクタと共に回転するので、ガス流はのどの
上流において音速よりかなり低い速度で転向するからで
ある。従つて、重大町な圧力損失は発生せず、その結果
、高効率の性能が得られる。この特徴は、性能向上には
利益あるが、冷却流体流の制御を困難にする。なぜなら
、流路形状の変化は流路に沿う熱ガスの流速と圧力の大
幅な変化をもたらすからである。従つて、排く気流の様
々な圧力状態の下でＶ／ＳＴＯＬノズル冷却流を調整す
る手段が必要となる。流路断面積が大きく、流速が低く
そして排気静圧が高い昇降運転時にそれぞれ適する冷却
流が必要である。また、流路断面積が比較的小さく、流
速が高く、したがつて排気流静圧が低い巡航運転時にも
、適当なしかし過度でない冷却流が必要である。さらに
、高温排気流を転向または偏向させる表面の冷却は困難
である。

なぜなら、排気流の転向の結果生する衝突によつて、排
気流の圧力は好適冷却流体であるファン空気の圧力と同
じかそれにより高くなるからである。この状態では、膜
冷却は役に立たなくなり、そして一般的に、冷却流体ノ
はデフレクタ・ライナの比較的低圧の低温側からその比
較的高圧の高温側へ流れることができなくなる。冷却条
件の厳しいこのような排気流そらせ面を冷却するため、
効果的で信頼性の高い手段が必要である。さらに、冷却
流体がＶ／ＳＴＯＬ運転時だけ流れるように回転式デフ
レクタに適当な冷却流体を供給する手段が必要である。

デフレクタが巡航時の引込み位置にある時、冷却流体の
供給を止めることによつて排気装置の最高の効率と航空
機の最大の巡航航続距離が得られる。要約すれば、冷却
流体流の制御は２つの理由で非常に重要である。

第１に、Ｖ／ＳＴＯＬ運転時には、巡航時よりもはるか
に多くの冷却すべき面積が存在し、従つて比較的多くの
冷却流体が必要である。第２に、排気圧力は一般に昇降
運転時に比較的高い。なぜなら、流路のすべてがノズル
のど部の上流にあるからである。これは膜冷却用流体圧
力がそれぞれ高くなければならないことを意味する。し
かし巡航時には、のどは更に前方に存し、その結果排気
流の圧力はより低くなる。もし巡航時に冷却流体の圧力
を下げなければ、過度の冷却流の結果、厳しい性能の低
下が生ずることになる。その上、ノズル上流の他の高温
表面（例えばタービンの動翼と静翼の表面）に冷却流体
が行きわたらなくなつて過熱が生ずるおそれがある。従
つて、本発明の主目的は改良された冷却性能を有する推
力転向型ガスタービンエンジン排気ノズルを提供するこ
とである。本発明の他の目的は、排気流路面積の変化と
関連する様々の排気流圧力状態の下でＶ／ＳＴＯＬ冷却
流を調整する手段を提供するこである。

本発明の他の目的は、排気ガスが、冷却流体源の圧力を
越える圧力で衝突する排気ガスデフレクタに用いる冷却
手段を提供することである。

本発明の目的は、排気ガスデフレクタが高温排気流の衝
突を受ける時だけ該デフレクタに適量の冷却流体を供給
することである。本発明の他の目的は、排気流路のフラ
ツプによつて画成されるプレナムに入る冷却流体の調整
装置を提供することである。

これらの目的および他の目的と利点は以下の例示的な説
明から明らかとなろう。

簡単に述べると、本発明では、次のようにして、上記の
諸目的を達成する。

排気ノズルの流路形成壁に熱ライナを設け、排気流路の
外側にある冷却用プレナムに冷却流体を受入れる。

この冷却流体は、公知の膜冷却方式によつて、前記プレ
ナムから冷却流体用流路を通つて前記熱ライナの表面上
に向けられる。前記プレナムに冷却流体を供給する冷却
流体用流路には弁のような調整装置を設ける。冷却流体
の圧力はこの弁を閉じた状態に保つよう作用する。また
、ノズル排気流路の面積が増加する時冷却流体の圧力に
打ち勝つて前記弁を開く（そして前記面積が減一少する
時はその逆に働く）部材を設ける。この部材はノズル流
路面積調整用作動手段に作動的に連結されてその機能を
果たす。一実施例において、前記の圧力に打ち勝つ部材
は、可変面積用作動機構上に形成されたカムからなり、
このカムは前記弁の弁部材に当接してそれを開くように
作用する。本発明に関連し、次のような冷却装置を加え
ることができる。

排気ガスデフレクタには圧縮流体源に連通する内室（デ
フレクタプレナム）を設ける。

デフレクタ高温表面は、冷却流体源の圧力を越える圧力
で衝突する排気ガスにさらされるので、デフレクタは衝
突冷却され、その後冷却流体は排出されて周囲圧力に達
し、これによつて冷却流体にとつて好適な圧力勾配が確
立される。デフレクタの内室は、（デフレクタプレナム
）デフレクタ支持構造体の一体部分を構成するデフレク
タ冷却流体管によつて冷却流体を供給される。デフレク
タ冷却流体管の入口端は内孔内に入れ子に収納され、内
孔入口と共に可変面積オリフィスを形成する。このオリ
フィスの寸法（したがつて冷却流体の流量）は前記内孔
内の冷却流体管の挿入度の関数であり、この挿入度はデ
フレクタの位置によつて変わる。デフレクタが引込み位
置にある時、排気流の膨張制御と飛行操縦用の推力転向
（ＶｅｃｔＯｒｌｎｇ）をなすための膨張用フラツプが
設けられている場合には、このフラツプの内部へ向かう
冷却流体の流れを制御するために他の調整手段、例えは
弁を設ける。

この弁もまたノズル流路面積調整用作動機構に連結され
、ノズル面積の増加時に冷却流体の流量を増加しそのノ
ズル面積の減少時にはその逆に働く。前記フラツプに入
つた冷却流体は、フラツプの外面に放出され、この外面
を公知の膜冷却方式によつて冷却する。次に本発明の実
施例を添付の図面によつて説明する。

全図に通じて同符号は同要素に対応する。第１図は本発
明によるガスタービンエンジン１０の概略図である。高
温燃焼ガスは当業者に周知のようにタービン（図示せず
）を通つて膨張し、そしてベクトル１４で示すように左
から排気ノズル１２に流入する。第１図の実施例におい
て、ガスタービンエンジンは推力増強用に公知の種類の
アフタバーナ１６を用いてある。排気流は、排気ノズル
１２を通つた後、そのノズルから転向をもたらされる。
第１図〜第３図かられかるように、図示の排気装置は、
ノズル面積変化が内側で生じるか外側膨張型のものであ
る。

このような形状は、例えば航空機翼１８との組み合せに
適し、空気力学的に流線形ろパッケージをもたらし、そ
して同時に可変形状排気ノズルと航空翼フラツプ装置と
に一体性を与え、かくて構造上のむだを無くする。図示
の排気ノズルは実質的に対向する２つの壁体２２，２４
を含み、両壁のそれぞれの内面１６，２８は排気流路３
０を部分的に形成する。導体２２はさらにノズル面積調
整手段によつて形成．される。この手段は協働するノズ
ルフラツプ（第１のフラツプ）３２，３４からなり、両
フラツプはそれぞれの一端３６，３８が壁体２２にヒン
ジ止めされている。両フラツプの他端は、例えば協働す
るローラとカムからなる機構３９によつて連ノ結されて
いる。こうして排気流路３０の面積はノズルフラツプ３
２，３４の位置決めによつて部分的に調整される。ノズ
ルフラツプ（第１のフラツプ）３２，３４の下流に設け
た可変翼フラツプ（第２フラツプ）４４は飛行操縦ベク
タリング（転向）と排気流路張制御に役立つ。図示のよ
うに、フラツプ４４は翼１８の後端の一部分をなし、翼
は航空機構造体の一部をなす。しかし、他の実施例にお
いて、フラツプをエンジンまたは航空機の導体に装着し
てもよい。フラツプ４４は公知の作動手段４８によつて
操作されうる。壁体２４の下流端部を形成する面積調整
用下側フラツプ４６が、ノズルフラツプ３２，３４と協
働して排気流路３０の面積の部分的調整と排気流の膨張
制御に役立つ。さらに、下側フラツプ４６は■／ＳＴＯ
Ｌ運転時においてノズルのど面積の調整にだ打つ。Ｖ／
ＳＴＯＬ運転のために、回転ボンネツト型デフレクタ５
２を展開位置に展関して排気流を下方に向ける。デフレ
クタ５２は、第２図に示すごとく、実質的にＵ形の断面
形状を有し、弧状そらせ部分５４とその両側に設けた２
個のバイ形アーム部材５６からなる。巡航運転中（第１
図と第３図）、デフレクタ５２は側壁２２内の引込み位
置に引込まれ、従つてそれは流路３０の空力的に円滑な
輪部を損わない。すなわち、デフレクタ５２は高い巡航
ノズル効率に影響を与えない。■／ＳＴＯＬ運転様式で
は、第２図に示すように、デフレクタ５２はその連結ピ
ボット（１本だけを６０で示す）を中心として回転して
流路３０内にはいり、これにより排気流を下方に向ける
。第２図〜第９図において、第１図の推力の推力転向排
気ノズル用の改良冷却系統を図解的に示す。

本質的に、この冷却系統は３種の部分系から成るものと
考えてよい。各部分系は特定の排気ノ．ズル構成部分の
冷却に役立つ独特な冷却系である。さらに詳述すれば、
対向静止側壁６２（第４図）と、回転デフレクタ５２と
膨張フラツプ４４を冷却するためにそれぞれの冷却部分
系が設けられている。しかし、後述のように、これらの
部分．系と機能と順序立ては排気流路形状の変化と直接
関連する。前述のように、図示の形の推力転向排気ノズ
ルは■／ＳＴＯＬ運転状態において効率が良い。

その理由の一つは、ノズルののど６４がデフレクタ５２
と共に回転するので、排気流がのど６４の上流において
音速より低い速度で転向することである。しかし、排気
流路面積の変化は、側壁６２に対する排気流の影響によ
つて静圧分布にかなりの変化をもたらす。流路断面積が
大きくそして静圧の比較的高い第２図の■／ＳＴＯＬ運
転様式時には、それに適する冷却流が必要である。大き
な流路面積は、■／ＳＴＯＬ用の所要高推力レベルを発
生しそして補助的な昇降装置（例えばリフトファン）の
使用を避けるに必要な高温の推力増強運転と関連する。
Ｖ／ＳＴＯＬの要件に合わせて従来の膜冷却技術を用い
ることは不適当である。なぜなら、これは第３図の巡航
運転状態、すなわち、排・気流路が比較的高くそして静
圧が比較的低い（従つてこの低い排気流静圧が冷却流体
源と排気流路間に不必要に大きい冷却流体圧力差をもた
らす）状態の下では冷却流体量を過大にするからである
。第２図〜第５図に側壁６２冷却用の改良手段を示す。

冷却流体、例えば空気は、ガスタービンエンジンのファ
ン（図示せず）のような好適な冷却流体源から、ノズル
の外側構造ケーシング６８と内側熱ライナ７０との間に
形成された流路６６を通つて供給される。熱ライナ７０
は重なり合つた隣接ライナセグメント７４の各対のセグ
メント間にスロット７２を有する型のものである。周知
のように、冷却流体はスロット７２を通つてライナの高
温排気流側の面上に膜状に放出される。熱ライナ７０の
下流端７６とケーシング６８の間にはスロット７５（第
５図）が形成され、ケーシング６８の下流部をさらに冷
却するための冷却流体膜を放出する。ライナ７０によつ
て形成された流路の区域は■／ＳＴＯＬ運転から巡航運
転へ移行中形状の変化がなく、従つて、排気ガスによる
静圧の変化はスロット７２の寸法決めに際して事実上無
視し得る。流路６６内の冷却流体の圧力は常にライナ７
０の高温排気流側の面上の冷却流体圧力より高いので、
スロットの寸法を適当に定めれば、冷却流体流が確実に
生ずる。しかし、ライナ末端７６の後方における大きな
面積変化は、既に列挙した理由によつて無視できない。

従つて、流路６６からの冷却流体がプレナム７８内に供
給されるが、このプレナムは、一実施例では、構造ケー
シング６８と先側フラツプ３２および未広フラツプ３４
との間に形成されている。流出装置として、中空のリブ
８０がケーシング６８（例えば板金構造のもの）を支持
し且つプレナム７８内に延びている。ケーシングと同様
に、リブはほぼＵ形の輪部を有し、その「Ｕ」の基部は
プレナム７８内に存しそしてその脚部は側壁６２にそつ
て延在する（第４図）。冷却流体は冷却プレナム７８と
リブ８０の内部とに連通する複数の開口８２を通つてリ
ブ内に流入しそして第ご４図に明示のように側壁６２に
そつて流れる。すなわち、リブ８０はレーシング構造部
材であるとともに冷却流体分配供給管路として二重に役
立つ。冷却流体はその後リブ脚部の複数の開口８４を通
つて冷却流体流路８６内に入り、そこで排気１流路３０
を部分的に形成する熱遮蔽部材８８の一面と衝突する。
その後、冷却流体は隣り合う熱遮蔽部材８８間のスロッ
ト８９（第２図）から流出して、ベクトル９０で示すよ
うに冷却流体膜を形成する。冷却流体の流量を排気流路
面積の関数として制御するため流路６６内に冷却流体弁
９２のような第１調整装置が設けられている。

先細フラツプ３２の前端はヒンジ点３６における駆動軸
に取付けられている。

すなわち、この駆，動軸の回転は、作動的に連結された
フラツプ３２，３４の変位を介して排気流路３０の面積
を直接制御する。それゆえ、プレナム７８へ向かう冷却
流体の流れを制御するため同一の駆動軸を利用すること
が便利である。従つて、弁（第１調整装置）９２はシャ
ッタ（第１の弁部材）９４を含み、このシャッタはケー
シング６８に枢着され、そして軸３６上に形成された突
出カム９６と当接し得る。冷却流体の圧力はシャッタ９
４を閉ざしそしてカム９６と係合させようとする。カム
９６の軸３６上の周方向位置は、先細フラツプ３２がそ
の最も開いた位置（アフタバーニングＶ／ＳＴＯＬ運転
）にある時、第２図に示すように、カム９６が流路６６
内の冷却流体圧力に打ち勝つて、シャッタ９４を押し開
き、そしてプレナム７８に向かう冷却流体の流量を最大
にし得るような位置である。カムは全幅（Ｆｕｌｌ−Ｓ
ｐａｎ）カムではないので、開位置においてプレナムに
向かう冷却流体の流れを妨げない。冷却の必要度が比較
的少ない巡航運転中は、カム（流体圧力に打ち勝つ部材
）９６はシャッタ（第１の弁部材）９４から周方向に離
れて、弁を実質的に閉ざし、これによつて弁前後間の冷
却流体圧力降下を増加しそしてプレナム７８内の圧力を
下げる。これはプレナムから出る冷却流体の流量を減ら
すことになる。このようにして、排気ノズルの冷却流は
、排気流路面積の変化に伴なう様々な排気流の静圧状態
に対応するよう自動的に調整される。上記の冷却系統の
別の利点は、冷却プレナムの圧カフラツプ３２，３４の
位置づけに必要な作動力の増強に使用されることであり
、かくて作動器の所要寸法と重量が減少する。

Ｖ／ＳＴＯＬノズル冷却に関して第２の重要なことは回
転デフレクタ５２の冷却である。

デフレクタは独特の冷却問題を有する。というのは、高
温排気流がデフレクタに衝突するので、デフレクタは排
気流の動圧の少なくとも一部分を受け、この動圧部分と
排気流の静圧の和は好適冷却流体源の圧力に近い圧力と
なる。それゆえ、膜冷却はそれだけではデフレクタの高
温面の冷却には不適当である。従つて、衝突冷却がデフ
レクタ用の主要冷却方式となり、膜冷却方式は後述のよ
うに衝突冷却の補強に役立つ。第８図に示すように、弧
状そらせ部分５４はデフレクタ熱ライナ１０２を間隔を
おいて支持し、それとの間にデフレクタプレナム１０４
を形成する。

このプレナム内に複数の衝突ガン（Ｃａｎ）（衝突部材
）１３０が挿入されている。衝突ガン１３０はデフレク
タプレナム内に冷却流体を導入する部材１０６、すなわ
ちプレナム７８内のリブ８０に類似する複数の中空構造
リブ１０６から冷却流体流を受入れるようになつている
。リブ１０６は弧状デフレクタ構造部５４とアーム５６
の外ｌ側を横切つて延在しそれらに剛性を与え、最後に
は共通回転継手１０７に収束している。衝突ガン１３０
はそれせ部分５４の開口１３２を介してリブ１０６の内
部と連通しており、そして衝突ガンに入つた冷却流体は
各ガンに設けた複数の穴１３７４から流出してライナ１
０２と衝突する。衝突後の冷却流体は隣り合う衝突ガン
の間にある開口（第２の流出装置）１３６を通つてデフ
レクタプレナム１０４を出る。開口１３６はデフレクタ
プレナム１０４とそらせ部分５４の背後の周囲域とクに
連通している。第８図に弧状そらせ部分を詳細に示して
あるが、アーム５６も同じように形成されそして冷却さ
れ得る。第３図と第６図と第７図に示すように、デフレ
クタ冷却流体は弁９２の上流において流路６６から中空
リブ１０８によつて抽出される。

このリブは、ノズルケーシング６８を少なくとも部分的
に囲みそしてケーシングに設けた複数の抽気口１１０を
包囲するマニホルドとして役立つ。このマニホルドに捕
集された冷却流体ノズルの両側にある導管１１２を通り
、内孔１１６を有する固定ハウジング１１４に達する。
内孔１１６はデフレクタ冷却流体管１１８を入れ子に受
入れており、この管は内孔と回転継手１０７とに連通し
ている。回転継手１０７はデフレクタ冷却流体管１１８
と前述の構造リブ１０６とに連通しそして枢着点１２０
においてデフレクタに固定されている。デフレクタ冷却
流体管の枢着点１２０はデフレクタのピボット６０と一
致していないので、デフレクタが回転すると枢着点１２
０はピボット６０のまわりを回動し、デフレクタ冷却流
体管１１８に固定ハウジング１４に対するある程度の軸
方向並進を与える。

ハウジング１１４に対するデフレクタ冷却流体管１１８
の角変位は単球（Ｕｎｉｂａｌ）軸受によつて吸収され
、この軸受はまたすべての面における不整合を補正する
。というのは、ノズルを板金て作ることが便利であり、
その膨張と収縮は様々な熱荷重の下で、もし単球軸受が
なければ、干渉や固着をこき起こすからである。デフレ
クタ５２と並進冷却流体管１１８の間の境界面は−回転
継手１０７を必要とする因子である。冷却流体供給管１
１８は、ノズルが巡航様式で働いている間は閉じた状態
となる弁として作用する。

すなわち、冷却流体管１１８は内孔１１６の入口１２６
と協働して、可変面積オリフィスの形！をとる第２調整
手段を形成する。このオリフィスの面積は内孔における
冷却流体管の挿入度の直接的な関数である。デフレクタ
が引込み位置（第３図と第７図）にある時、それは排気
流路の外側に存するのでデフレクタの冷却は不要である
。従つ３て、入口１２６は冷却流体管１１８によつて閉
ざされ、この管の先端は冷却流体の流れを完全に止める
ため弾性ダイアフラム（シール部材）１２８と係合する
。第２図と第６図の■／ＳＴＯＬ運転状態では、入口１
２６が開かれ、そして冷却流体は４デフレクタ冷却流体
管１１８を通つてリブ１０６内に流れ込むことが可能と
なる。リブ１０６内に達した冷却流体は前述のように衝
突ガン１３０に流入する。上述の冷却系統では、ハウジ
ング１１４の入口１２６が開けばいつでも冷却流体は冷
却流体源からデフレクタに確実に流れる。

なぜなら、この冷却回路の下流側は常に、デフレクタ背
後の周囲空気と連通する開口１３６で終つているからで
ある。かくて、強力な衝突冷却が利用される。というの
は、周囲空気は、常に好適冷却流体源の圧力より低い圧
力をもち、これにより冷却流体流にこのましい圧力勾配
が確立されるからである。このフ冷却系統はまた迅速に
働き、Ｖ／ＳＴＯＬ運転のためデフレクタが排気流路内
に移動するとただちに十分な冷却流体流をデフレクタに
送り込む。冷却流体の流量はデフレクタの位置に直接依
存する。なぜならデフレクタは冷却流体管１１８を介し
て７入口１２６のオリフィス寸法を直接制御するからで
ある。冷却流体管１１８を通る冷却流体すなわち空気の
所要流量を制限するため、ケーシング６８のすぐ下流に
あるデフレクタ５２の区域における冷却゛は、ケーシン
グ６８と熱遮蔽部材８８との間に形成された後縁スロッ
ト１２『から流入する冷却流体膜によつて補強される。

この流体膜はベクトル１３８で表されている（第２図）
。冷却流体をプレナム７８からスロット１２８５へ導く
にはリブ８０のうちの最後のリブを用いるのが便利であ
る。さらに、デフレクタ５２の膜冷却はフラツプ３４の
ヒンジ３８内の開口（流出装置）１３９によつて施され
る。プレナム７８内の冷却流体はこの開口１３９から流
出し、ベクトル１４１で示すようにデフレクタ５２を横
切つて流れる。第９図は第３の主要構成部である膨張制
御フラツプ４４用の冷却系を示す。

流路６６からの冷却流体は、第２弁１４２のような第３
調整手段と導管１４４を経て膨張制御フラツプ４４に供
給される。弁１４２はノズル面積用駆動機構１４６によ
つて動かされる駆動軸３６にカム連結されたポペット弁
型のものでよい。フラツプ３２，３４が最小面積位置に
ある、推力増強を行わない巡航運転時には、弁１４２は
カム作用によつて開かれ、その結果冷却流体はフラツプ
４４の内部へ流れる。膨張フラツプ４４内には、熱遮蔽
板１５０からなる排気流側フラツプ面の近くに対流仕切
板１４８が形成されている。熱遮蔽板１５０を効果的に
冷却するため、対流冷却と膜冷却の組み合せを用いて向
流冷却が施される。冷却流体は対流仕切板１４８と熱遮
蔽板１５０の間を前方に流れて、熱遮蔽板の対流冷却に
役立つ。冷却流体は最後にスロット（第３の流出装置）
１５２を通つて熱遮蔽板面上に冷却流膜を形成する。さ
らに、末広フラツプ３４の後端ヒンジ３８におけるスロ
ット１３９（第２図）は膨張フラツプ４４の膜冷却に役
立つ。

このスロットは比較的低温の空気である冷却流体を直接
プレナム７８からフラツプ４４の面上に向けるよう作用
する。スロット１３９の断面積は末広フラツプ３４の角
度と共に変る。■／Ｓ′ＩＯＬ運転状態では、前述のよ
うに、スロット１３９は全関してデフレクタに所要の膜
冷却を施す。巡航運転時には、スロット面積はノズル面
積と共に減少し、最後に、推力増強の無い運転用の最小
面積となる。これは性能向上と膨張フラツプ４４の冷却
に役立つ。かくて、推力転向排気ノズル用の高効率の冷
却系統が提供されたことになる。

冷却流体流量を排気流路面積とデフレクタ位置の関数と
して調整する各弁の使用と、冷却回路に好適な圧力勾配
の設定とによつて、高温の■／ＳＴＯＬ運転に十分な排
気流路の圧力と流量が得られる。さらに、巡航運転中に
排気流体の圧力と流量を減らすので、巡航性能と航空機
航続距離が最大となる。当業者に明らかなように、本発
明の概念を逸脱することなく前述の実施態様に対して幾
多の改変を施すことが可能である。

例えば、前述の冷却部分系は排気ノズルの形状に応じて
別個または併合的に用い得る。また、本発明の範囲内で
前述の冷却回路を相違なるノズル外被に適合するよう再
構成し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を取入れた、航空機翼に装着したガスタ
ービンエンジンの部分切取概略図、第２図は本発明の冷
却系統の一作用様式を示す第１図の排気ノズルの拡大略
図、第３図は本発明の冷却系統の他の作用様式を示す第
２図に類似の拡大略図、第４図は側壁冷却を詳細に示す
第２図の線４−４にそう部分断面図、第５図は第２図の
線５一５にそう部分断面図、第６図は第２図の作用様式
にあるデフレクタ冷却系を示す拡大部分断片図、第７図
は第３図の作用様式にあるデフレクタ冷却系を示す第６
図に類似の換大部分断面図、第８図は排気ノズルデフレ
クタ用冷却系の一部分の拡大切取図、第９図は排気ノズ
ル膨張フラップ用冷却系の拡大略図である。 ３２，３４・・・・・・ノズルフラツプ（第１のフラツ
プ）、３６・・・・・・軸、４４・・・・・・第２のフ
ラツプ、５２・・・・・・デフレクタ、６６・・・・・
冷却流体流路、７８ノ・・・・・・プレナム、８０・・
・・・・中空リブ（流出装置）、８２，８４・・・・・
・開口、９２・・・・・・弁、９４・・・・・・シャッ
タ（第１の弁部材）、９６・・・・・・カム、１０２・
・・・・熱ライナ、１０４・・・・・・デフレクタプレ
ナム、１０６・・・・・・中空リブ、１０７・・・・・
・回転継手、１０８″・・・・・中空リブ、１１０・・
・・・・抽気口、１１４・・・・・・固定ハウジング、
１１６・・・・内孔、１１８・・・・・・冷却流体管、
１２２・・・・・・単球軸受、１２６・・・・・・入口
、１２８・・・・・・弾性ダイアフラム、１３０・・・
・・・衝突ガン（衝突部材）、１３４・・・・・・開口
、１３６・・・・・・開θ口（第２の流出装置）、１４
４・・・・導管、１５２・・・・スロット（第３の流出
装置）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 排気流路の一部を画定する位置可変のフラツプと、
   排気流路の一部を画定する固定の壁体と、前記フラツプ
   の位置を決める作動装置とを有するガスタービンエンジ
   ン排気ノズル用の冷却装置において、前記排気流路の外
   側にあつて、一部が前記フラツプによつて画定されるプ
   レナムと、前記プレナムに冷却流体を導入する流路と、
   前記プレナムから冷却流体を排出する流出装置と、前記
   プレナムに入る冷却流路の圧力レベルを調整するために
   前記作動装置に連結した第１調整装置とからなり、前記
   第１調整装置には、前記作動装置が第１の作動装置にあ
   るとき冷却流体の圧力によつて閉じたままである第１の
   弁部材と、前記作動装置が第２の作動位置にあるとき前
   記第１の弁部材を開くために前記流体の圧力に抜ち勝つ
   部材とがある冷却装置。 ２ 前記流体の圧力に打ち勝つ部材が、前記作動装置に
   形成されたカムからなり、前記第１の弁部材が該カムに
   よつて押し開けられるようになつている、特許請求の範
   囲第１項に記載の冷却装置。 ３ 前記流体の圧力に打ち勝つ部材が、前記排気流路の
   面積が増加するにつれて第１の弁部材を開くと共に、前
   記排気流路の面積が減少するにつれて第１の弁部材を閉
   じるようになつている、特許請求の範囲第１項に記載の
   冷却装置。 ４ 前記流出装置が、排気流路の前記壁体に設けられて
   、前記プレナム内に入り込んでいる中空のリブからなり
   、該リブの内部は、前記壁体と前記プレナムとに連通し
   ている、特許請求の範囲第１項に記載の冷却装置。 ５ 前記リブが、排気流路の縦軸に垂直に見たときに大
   体倒立Ｕ形であり、Ｕ形の基部がプレナムの中に入り込
   んでおり、Ｕ形の脚部が壁体を構造的に支えている、特
   許請求の範囲第４項に記載の冷却装置。 ６ 前記プレナムと前記リブを通じて連通する前記壁体
   に開口があつて、該壁体の面に冷却膜を形成する、特許
   請求の範囲第４項に記載の冷却装置。 ７ 前記作動装置が前記第１の作動位置にあるとき、前
   記位置可変のフラツプが前記壁体と共に排気流路ののど
   を形成する、特許請求の範囲第１項に記載の冷却装置。