JP2003028005A - Turbo-fan engine and vertical takeoff and landing aircraft - Google Patents
Turbo-fan engine and vertical takeoff and landing aircraftInfo
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Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ターボファンエン
ジン及び垂直離着陸機に関するものである。更に詳しく
は、垂直離着陸機能を有するターボファンエンジンにお
いて、ファンを通ってそのまま噴射される低温の空気
(バイパス空気)と、ファンから圧縮機を通って燃焼し
て噴射される高温の空気(ジェット)のそれぞれのノズ
ルを分けて、材料の耐熱性に関して無駄のない合理的な
構造としたものに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbofan engine and a vertical takeoff and landing aircraft. More specifically, in a turbofan engine having a vertical take-off and landing function, low-temperature air that is directly injected through a fan (bypass air) and high-temperature air (jet) that is burned and injected from a fan through a compressor Each of the nozzles is divided into a rational structure with no waste in terms of heat resistance of the material.
【0002】[0002]
【従来技術】従来より、滑走路を必要としないか、ある
いは短い距離の滑走で離着陸でき、しかも亜音速以上の
速度で飛行できる航空機(前者を垂直離着陸機(VTOL:v
ertical take‐off and landing aircraft)、後者を短
距離離着陸機(STOL:short take‐off and landing air
craft)という)がある。このような航空機は、例えばビ
ジネス機、救急防災機、捜索救難機、海上警備救難機、
あるいは政府専用機などとして利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an aircraft that does not require a runway or can take off and land by a short run, and can fly at a subsonic speed or more (the former is a vertical takeoff and landing vehicle (VTOL: v
ertical take‐off and landing air), the latter is a short take‐off and landing air (STOL).
craft))). Such aircraft are, for example, business aircraft, emergency disaster prevention aircraft, search and rescue aircraft, maritime security rescue aircraft,
Or it is used as a government-only machine.
【0003】これらのうち、垂直離着陸機(VTOL)に搭載
されているガスタービンエンジンには、例えば垂直離着
陸時と水平飛行時でエンジンそのものの方向が変わるも
の(ターボプロップエンジンが採用される)、垂直離着
陸時と水平飛行時でエンジンの方向は変わらず、ノズル
の方向のみが変わるもの(ターボファンエンジンが採用
される)がある。Among these, a gas turbine engine mounted on a vertical take-off and landing aircraft (VTOL) is one in which the direction of the engine itself changes during vertical take-off and landing and during horizontal flight (a turboprop engine is adopted), The direction of the engine does not change between vertical takeoff and landing and horizontal flight, and only the direction of the nozzle changes (a turbofan engine is adopted).
【0004】後者のターボファンエンジンは、燃料消費
率が低く、高い総合効率が得られる。ターボファンエン
ジンは、ファンを通ってそのまま噴射される低温の空気
(バイパス空気)と、ファンから圧縮機を通って燃焼し
て噴射される高温の空気(ジェット)とを推力とするも
ので、これらの空気は同じ場所にある共通のノズルから
噴射されるようになっている。The latter turbofan engine has a low fuel consumption rate and high overall efficiency. The turbofan engine uses low-temperature air (bypass air) that is directly injected through the fan and high-temperature air (jet) that is burned and injected from the fan through the compressor as thrust. The air of this is jetted from a common nozzle in the same place.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な従来のターボファンエンジンと垂直離着陸機には、次
のような課題があった。すなわち、ファンを通ってその
まま噴射される低温の空気(バイパス空気)と、ファン
から圧縮機を通って燃焼して噴射される高温の空気(ジ
ェット)は、同じ場所にある共通のノズルから噴射され
るので、ファンを通ってそのまま噴射される空気は、本
来高温とはならないが、高温のジェットと共通のノズル
を使用することにより混合加熱されて高温になってしま
う。従って、結果的にノズル及びその近傍の必要箇所全
体を耐熱性の高い高価な材料(金属、セラミック等)で
つくらなければならなかった。また、可動部分の熱膨張
などを考慮にいれた設計が容易でなく、材料のコストを
含む全体のコストも高くなっていた。However, the conventional turbofan engine and vertical take-off and landing aircraft as described above have the following problems. That is, low-temperature air (bypass air) that is directly injected through the fan and high-temperature air (jet) that is burned and injected through the compressor from the fan are injected from a common nozzle in the same location. Therefore, the air that is directly injected through the fan does not have a high temperature, but it is mixed and heated to a high temperature by using a nozzle common to the high-temperature jet. Therefore, as a result, the nozzle and the entire necessary portion in the vicinity thereof have to be made of an expensive material (metal, ceramic, etc.) having high heat resistance. Further, it is not easy to design considering the thermal expansion of the movable part, and the total cost including material cost is high.
【0006】(本発明の目的)本発明の目的は、垂直離
着陸機能を有するターボファンエンジンにおいて、ファ
ンを通ってそのまま噴射される低温の空気(バイパス空
気)と、ファンから圧縮機を通って燃焼して噴射される
高温の空気(ジェット)のそれぞれのノズルを分けるこ
とにより、耐熱性の高い高価な材料は高温の空気を噴射
するノズル及びその近傍のみに使用し、低温の空気を噴
射するノズルには使用しないようにし、材料の耐熱性に
関して無駄のない合理的な構造とすることによって、設
計を容易にすると共に、材料のコストを含む全体のコス
トを抑えることができるターボファンエンジン及びそれ
を使用した垂直離着陸機を提供することである。(Object of the Invention) The object of the present invention is, in a turbofan engine having a vertical take-off and landing function, low-temperature air (bypass air) directly injected through a fan and combustion from a fan through a compressor. By separating each nozzle of high-temperature air (jet) that is jetted as a result, a high-heat-resistant and expensive material is used only in the nozzle that jets high-temperature air and in the vicinity thereof, and a nozzle that jets low-temperature air. The turbofan engine and the turbofan engine that can reduce the total cost including the cost of materials by simplifying the design by adopting a rational structure that does not waste heat resistance of materials It is to provide the vertical take-off and landing aircraft used.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた本発明の手段は次のとおりである。第1の発明
にあっては、ファンを通ってそのまま噴射される低温の
バイパス空気を噴射するバイパスノズルと、ファンから
圧縮機を通って燃焼する高温のジェットを噴射するジェ
ットノズルと、を備えており、上記バイパスノズルは、
バイパス空気を下方向と水平方向へ選択的に噴射できる
ようにしてあり、上記ジェットノズルは、ジェットを下
方向へ噴射できるようにしてあることを特徴とする、タ
ーボファンエンジンである。[Means for Solving the Problems] The means of the present invention taken to achieve the above object are as follows. According to the first aspect of the invention, a bypass nozzle that injects low-temperature bypass air that is directly injected through the fan and a jet nozzle that injects a high-temperature jet that burns from the fan through the compressor are provided. And the bypass nozzle is
It is a turbofan engine characterized in that bypass air can be selectively jetted downward and horizontal, and the jet nozzle can jet jets downward.
【0008】第2の発明にあっては、ファンを通ってそ
のまま噴射される低温のバイパス空気を噴射するバイパ
スノズルと、ファンから圧縮機を通って燃焼する高温の
ジェットを噴射するジェットノズルと、を備えており、
上記バイパスノズルは、バイパス空気を下方向へ噴射で
きる下向噴射口と、水平方向へ噴射できる水平噴射口
と、を有し、上記下向噴射口と水平噴射口は、封鎖手段
で一方側を封鎖することにより、バイパス空気を下方向
と水平方向へ選択的に噴射できるようにしてあり、上記
ジェットノズルは、ジェットを下方向へ噴射できるよう
にしてあることを特徴とする、ターボファンエンジンで
ある。In the second aspect of the invention, a bypass nozzle for injecting low-temperature bypass air that is directly injected through the fan, a jet nozzle for injecting a high-temperature jet that burns from the fan through the compressor, Is equipped with
The bypass nozzle has a downward injection port capable of injecting bypass air downward, and a horizontal injection port capable of horizontally injecting, and the downward injection port and the horizontal injection port have one side with a blocking means. By blocking, bypass air can be selectively injected in the downward and horizontal directions, and the jet nozzle is capable of injecting a jet in the downward direction. is there.
【0009】第3の発明にあっては、第1または第2の
発明に係るターボファンエンジンを搭載したことを特徴
とする、垂直離着陸機である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a vertical take-off and landing aircraft which is equipped with the turbofan engine according to the first or second aspect of the invention.
【0010】第4の発明にあっては、ターボファンエン
ジンが複数搭載され、各ターボファンエンジンの出力
は、垂直離着陸機が水平状態を保って離着陸できるよう
調整されていることを特徴とする、第3の発明に係る垂
直離着陸機である。According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of turbofan engines are mounted, and the output of each turbofan engine is adjusted so that the vertical take-off and landing aircraft can take off and land while maintaining a horizontal state. It is a vertical takeoff and landing aircraft according to a third invention.
【0011】本発明に係るターボファンエンジンのバイ
パス比(バイパス空気の空気量をジェットの空気量で割
った値)は、特に限定するものではないが、一般的には
3〜6程度である。ターボファンエンジンの性能は、バ
イパス比によって変化し、一般にはバイパス比の増大に
ともなって推進効率が向上し、燃料消費率が減少する。
なお、本発明に係るターボファンエンジンは、実際の垂
直離着陸機だけでなく、小型化することによって模型飛
行機の垂直離着陸機用のエンジンとして使用することも
できる。The bypass ratio (a value obtained by dividing the amount of bypass air by the amount of jet air) of the turbofan engine according to the present invention is not particularly limited, but is generally about 3 to 6. The performance of the turbofan engine changes depending on the bypass ratio, and generally, as the bypass ratio increases, the propulsion efficiency improves and the fuel consumption rate decreases.
The turbofan engine according to the present invention can be used not only as an actual vertical take-off and landing aircraft but also as an engine for a vertical take-off and landing aircraft of a model airplane by downsizing.
【0012】(作用)本発明に係るターボファンエンジ
ンは、垂直離着陸機能を有し、ファンを通ってそのまま
噴射される低温の空気(バイパス空気)と、ファンから
圧縮機を通って燃焼して噴射される高温の空気(ジェッ
ト)のそれぞれのノズルがバイパスノズルとジェットノ
ズルに分けられている。従って、耐熱性の高い材料は高
温の空気を噴射するジェットノズル及びその近傍のみに
使用し、低温の空気を噴射するバイパスノズルには使用
しないようにし、材料の耐熱性に関して無駄のない合理
的な構造とすることによって、設計を容易にすると共
に、材料のコストを含む全体のコストを抑えることがで
きる。(Operation) The turbofan engine according to the present invention has a vertical takeoff and landing function, and has low-temperature air (bypass air) that is directly injected through the fan and is burned and injected through the compressor from the fan. Each of the hot air (jet) nozzles is divided into a bypass nozzle and a jet nozzle. Therefore, use a material with high heat resistance only for the jet nozzle that injects high-temperature air and its vicinity, and not for a bypass nozzle that injects low-temperature air. By adopting the structure, the design can be facilitated and the total cost including the cost of the material can be suppressed.
【0013】本発明に係るターボファンエンジンを搭載
した垂直離着陸機を垂直上昇させるときには、まず、エ
ンジンを始動する。バイパスノズルは、下方向が選択さ
れ、バイパス空気をジェットノズルによるジェットと同
じ下方向へ噴射できるようにする。そして、エンジンの
出力を上げて、バイパス空気とジェットを下方へ噴射す
る。これにより、垂直離着陸機は、離陸して水平状態を
保ちながら垂直方向へ上昇することができる。To vertically raise the vertical take-off and landing aircraft equipped with the turbofan engine according to the present invention, first, the engine is started. The bypass nozzles are selected in the downward direction so that the bypass air can be injected in the same downward direction as the jets by the jet nozzles. Then, the output of the engine is increased to inject the bypass air and the jet downward. As a result, the vertical take-off and landing aircraft can take off and rise vertically while maintaining a horizontal state.
【0014】所定の高度まで上昇した後、水平飛行に移
るときは、バイパスノズルは、水平方向が選択され、バ
イパス空気を、水平方向(飛行方向と反対方向)へ噴射
する。垂直離着陸機の推進力はバイパス空気によって得
られ、揚力は翼とジェットノズルによる下方向へのジェ
ットにより得られる。When the aircraft moves to horizontal flight after climbing to a predetermined altitude, the bypass nozzle is selected in the horizontal direction and injects bypass air in the horizontal direction (direction opposite to the flight direction). The thrust of the vertical take-off and landing aircraft is obtained by bypass air, and the lift is obtained by the downward jet from the wings and jet nozzles.
【0015】着陸する場合は、垂直上昇する場合と同様
に、バイパスノズルは、下方向が選択され、バイパス空
気を、ジェットノズルによるジェットと同じ下方向へ噴
射し、噴射量を調整し、水平状態を保ちながら降下し、
着陸する。When landing, as in the case of vertically rising, the bypass nozzle is selected in the downward direction, the bypass air is injected in the same downward direction as the jet from the jet nozzle, the injection amount is adjusted, and the horizontal state is achieved. While descending,
To land.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明を図面に示した実施の形態
に基づき更に詳細に説明する。図1は本発明に係るジェ
ットエンジンの構造を示す説明図である。符号Eは、前
部側にファンを有するターボファンエンジンである。タ
ーボファンエンジンEは、ダクト1を備えている。ダク
ト1はほぼ円筒形状に形成されている。ダクト1内部に
は、取付リブ10によってエンジン本体2が取り付けて
ある。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a jet engine according to the present invention. Reference E is a turbofan engine having a fan on the front side. The turbofan engine E includes a duct 1. The duct 1 is formed in a substantially cylindrical shape. Inside the duct 1, an engine body 2 is attached by means of attachment ribs 10.
【0017】エンジン本体2は、エンジンダクト20を
有している。エンジンダクト20には、シャフト(図示
省略)が軸支してあり、その前端部にはファン21が設
けてある。ファン21の後方側には、低圧圧縮機22と
高圧圧縮機23が設けてある。高圧圧縮機23の後方側
には、燃焼室24が設けてある。The engine body 2 has an engine duct 20. A shaft (not shown) is axially supported by the engine duct 20, and a fan 21 is provided at the front end of the shaft. A low pressure compressor 22 and a high pressure compressor 23 are provided on the rear side of the fan 21. A combustion chamber 24 is provided on the rear side of the high pressure compressor 23.
【0018】燃焼室24の後方側には、ファン駆動用の
高圧タービン25と圧縮機駆動用の低圧タービン26が
設けてある。エンジンダクト20の後部には、ジェット
ノズル27が設けてある。ジェットノズル27は、下方
へ曲げられており、後述する気道部30の壁部を貫通
し、ジェットを下方向へ噴射できるようにしてある。ジ
ェットノズル27の噴射方向は、通常は垂直下方向であ
るが、ターボファンエンジンEを搭載した垂直離着陸機
が垂直離着陸できれば、これに限定するものではない。
なお、ジェットノズル27は、噴射方向を変えることが
できる可動型としてもよい。A high-pressure turbine 25 for driving a fan and a low-pressure turbine 26 for driving a compressor are provided on the rear side of the combustion chamber 24. A jet nozzle 27 is provided at the rear of the engine duct 20. The jet nozzle 27 is bent downward, penetrates a wall portion of an airway portion 30 described later, and can jet a jet downward. The jet direction of the jet nozzle 27 is normally vertically downward, but is not limited to this as long as the vertical take-off and landing aircraft equipped with the turbofan engine E can vertically take off and land.
The jet nozzle 27 may be a movable type that can change the jetting direction.
【0019】また、上記ダクト1の後端部には、バイパ
スノズル3が連設してある。バイパスノズル3は、管状
で直線的な気道部30と、その後部に設けられた中空で
ほぼ球形状の排気道部31を有している。上記したよう
に、気道部30の壁部は、ジェットノズル27が貫通し
ている。排気道部31の後部には円形の水平噴射口32
が設けてある。排気道部31の下部には同じく円形の下
向噴射口33が設けてある。また、排気道部31には、
排気道部31の外表面に沿って気密状態(接触面におい
て)で移動する封鎖体34が設けてある。封鎖体34
は、軸35を中心として上下方向に回動操作され、水平
噴射口32と下向噴射口33を選択的に封鎖することが
できる。A bypass nozzle 3 is connected to the rear end of the duct 1. The bypass nozzle 3 has a tubular straight air passage portion 30 and a hollow, substantially spherical exhaust passage portion 31 provided at the rear portion thereof. As described above, the jet nozzle 27 penetrates the wall portion of the airway portion 30. A circular horizontal injection port 32 is provided at the rear of the exhaust passage 31.
Is provided. A circular downward injection port 33 is also provided in the lower portion of the exhaust passage portion 31. In addition, in the exhaust passage portion 31,
A sealing body 34 that moves in an airtight state (at a contact surface) along the outer surface of the exhaust passage portion 31 is provided. Block 34
Can be pivotally moved in the vertical direction about the shaft 35 to selectively block the horizontal jet 32 and the downward jet 33.
【0020】図2は本発明に係る垂直離着陸機の正面
図、図3は本発明に係る垂直離着陸機の平面図、図4は
本発明に係る垂直離着陸機の側面図である。FIG. 2 is a front view of the vertical take-off and landing aircraft according to the present invention, FIG. 3 is a plan view of the vertical take-off and landing aircraft according to the present invention, and FIG. 4 is a side view of the vertical take-off and landing aircraft according to the present invention.
【0021】ここで、垂直離着陸機Jの構造の概略を説
明する。符号4は胴体、5は主翼、6は垂直尾翼、7は
水平尾翼である。主翼5の両側の下部には、上記したタ
ーボファンエンジンEが一基ずつ設けてある。また、胴
体4の後部の両側にもターボファンエンジンEが一基ず
つ設けてある。なお、胴体4に設けられる後部側のター
ボファンエンジンEは、主翼5に設けられる前部側のタ
ーボファンエンジンEより内側に位置させてあり、前部
側のターボファンエンジンEのジェットが直接当たるこ
とがないようにしている。Here, the structure of the vertical take-off and landing aircraft J will be outlined. Reference numeral 4 is a body, 5 is a main wing, 6 is a vertical stabilizer, and 7 is a horizontal stabilizer. The above-described turbofan engines E are provided one by one at the lower portions on both sides of the main wing 5. Further, one turbofan engine E is provided on each side of the rear portion of the body 4. The rear-side turbofan engine E provided on the fuselage 4 is located inside the front-side turbofan engine E provided on the main wing 5, so that the jet of the front-side turbofan engine E directly hits the turbofan engine E. I try not to.
【0022】(作 用)図5は垂直離着陸機が飛行する
ときの主翼側のターボファンエンジンの状態を示し、
(a)は垂直上昇、降下または空中停止するときの側面
視説明図、(b)は水平飛行するときの側面視説明図で
ある。図1ないし図5を参照して、本発明に係るターボ
ファンエンジンE及びそれを搭載した垂直離着陸機Jの
作用を説明する。(Operation) FIG. 5 shows the state of the turbofan engine on the main wing side when the vertical take-off and landing aircraft flies,
(A) is a side view explanatory drawing at the time of vertical ascent, descent, or an air stop, and (b) is a side view explanatory drawing at the time of horizontal flight. 1 to 5, the operation of the turbofan engine E according to the present invention and the vertical take-off and landing aircraft J equipped with the turbofan engine E will be described.
【0023】垂直離着陸機Jを垂直上昇させるときに
は、まず、各ターボファンエンジンEを始動する。バイ
パスノズル3は、下向噴射口33が選択され(封鎖体3
4によって水平噴射口32が封鎖される)、バイパス空
気を、ジェットノズル27によるジェットと同じ下方向
へ噴射できるようにする。そして、各ターボファンエン
ジンEの出力を上げて、バイパス空気とジェットを下方
へ噴射する。これにより、垂直離着陸機Jは、離陸して
水平状態を保ちながら垂直方向へ上昇することができ
る。To vertically raise the vertical take-off and landing aircraft J, first, each turbofan engine E is started. The downward injection port 33 is selected as the bypass nozzle 3 (the blocker 3
The horizontal jet 32 is blocked by 4) so that the bypass air can be jetted in the same downward direction as the jet by the jet nozzle 27. Then, the output of each turbofan engine E is increased to inject the bypass air and the jet downward. As a result, the vertical take-off and landing aircraft J can take off and rise vertically while maintaining a horizontal state.
【0024】この際の各ターボファンエンジンEの出力
または噴射量は、主翼側の二基で全体の60%、尾翼側
の二基で40%に設定されており、これにより垂直離着
陸機Jの水平状態を保つようにしている。なお、この出
力のバランス設定は、後述する着陸する場合も同様に主
翼側の二基で60%、尾翼側の二基で40%であるが、
この値に限定するものではない。At this time, the output or injection amount of each turbofan engine E is set to 60% of the total for the two main wings and 40% of the two for the tail wings. I try to keep it horizontal. The balance setting of this output is also 60% for the two main wings and 40% for the two tail wings when landing to be described later.
It is not limited to this value.
【0025】垂直離着陸機Jが所定の高度まで上昇した
後、水平飛行に移るときは、各ターボファンエンジンE
のバイパスノズル3は、水平噴射口32が選択され(封
鎖体34によって下向噴射口33が封鎖される)、バイ
パス空気を、水平方向(飛行方向と反対方向)へ噴射す
る。垂直離着陸機Jの水平飛行時の推進力はバイパス空
気によって得られ、揚力は、翼(主翼5と水平尾翼7)
と、ジェットノズル27による下方向へのジェットによ
り得られる。なお、バイパスノズル3はほぼ球形である
ので、飛行時における空気抵抗が小さい。After the vertical take-off and landing aircraft J has climbed to a predetermined altitude and then moves to horizontal flight, each turbofan engine E
In the bypass nozzle 3 of (1), the horizontal injection port 32 is selected (the downward injection port 33 is closed by the closing body 34), and the bypass air is injected in the horizontal direction (direction opposite to the flight direction). The propulsive force of the vertical take-off and landing aircraft J during horizontal flight is obtained by the bypass air, and the lift force is applied to the wings (main wing 5 and horizontal stabilizer 7).
And the jet nozzle 27 provides a downward jet. Since the bypass nozzle 3 is substantially spherical, air resistance during flight is small.
【0026】垂直離着陸機Jが着陸する場合は、垂直上
昇する場合と同様に、バイパスノズル3は、下向噴射口
33が選択され、バイパス空気を、ジェットノズル27
によるジェットと同じ下方向へ噴射し、噴射量を調整し
(上昇するときより弱くなる)、水平状態を保ちながら
降下し、着陸する。このように、本発明に係る垂直離着
陸機Jは、バイパスノズル3に設けてある水平噴射口3
2と下向噴射口33を切り換えることによって、上昇、
降下及び水平飛行を行うことができ、滑走路を必要とせ
ず、狭い場所で離着陸することができる。When the vertical take-off and landing aircraft J is landing, the downward injection port 33 is selected for the bypass nozzle 3 and the bypass air is supplied to the jet nozzle 27 as in the case of vertically rising.
It jets in the same downward direction as the jet from, adjusts the injection amount (it becomes weaker when rising), descends while maintaining a horizontal state, and lands. As described above, the vertical take-off and landing aircraft J according to the present invention has the horizontal injection port 3 provided in the bypass nozzle 3.
2 by switching the downward injection port 33 and
It can descend and level, does not require a runway, and can take off and land in a narrow space.
【0027】なお、本明細書で使用している用語と表現
は、あくまで説明上のものであって限定的なものではな
く、上記用語、表現と等価の用語、表現を除外するもの
ではない。また、本発明は図示されている実施の形態に
限定されるものではなく、技術思想の範囲内において種
々の変形が可能である。It should be noted that the terms and expressions used in the present specification are merely for explanation and are not limiting, and terms equivalent to the above terms and expressions and expressions are not excluded. The present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明に係るターボファンエンジンは、
垂直離着陸機能を有するターボファンエンジンにおい
て、ファンを通ってそのまま噴射される低温の空気(バ
イパス空気)と、ファンから圧縮機を通って燃焼して噴
射される高温の空気(ジェット)のそれぞれのノズル
が、バイパスノズルとジェットノズルに分けられてい
る。従って、耐熱性の高い高価な材料は高温の空気を噴
射するジェットノズル及びその近傍のみに使用し、低温
の空気を噴射するバイパスノズルには使用しないように
し、材料の耐熱性に関して無駄のない合理的な構造とす
ることによって、設計を容易にすることができる。ま
た、材料のコストを含む全体のコストを抑えることがで
きる。更には、本発明に係る垂直離着陸機は、バイパス
ノズルに設けてある水平噴射口と下向噴射口を切り換え
ることによって、上昇降下、空中停止及び水平飛行を行
うことができ、滑走路を必要とせず、狭い場所で離着陸
することができる。The turbofan engine according to the present invention is
In a turbofan engine with vertical take-off and landing function, each nozzle of low-temperature air (bypass air) that is directly injected through a fan and high-temperature air (jet) that is burned and injected from a fan through a compressor However, it is divided into a bypass nozzle and a jet nozzle. Therefore, use an expensive material with high heat resistance only for the jet nozzle that injects high temperature air and its vicinity, and not for a bypass nozzle that injects low temperature air. By adopting a general structure, the design can be facilitated. In addition, the total cost including the cost of materials can be suppressed. Furthermore, the vertical take-off and landing aircraft according to the present invention can perform ascending / descending, aerial stop and level flight by switching the horizontal injection port and the downward injection port provided in the bypass nozzle, and requires no runway. Instead, it can take off and land in a narrow space.
【図1】本発明に係るターボファンエンジンの構造を示
す説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a turbofan engine according to the present invention.
【図2】本発明に係る垂直離着陸機の正面図。FIG. 2 is a front view of a vertical take-off and landing aircraft according to the present invention.
【図3】本発明に係る垂直離着陸機の平面図。FIG. 3 is a plan view of a vertical take-off and landing aircraft according to the present invention.
【図4】本発明に係る垂直離着陸機の側面図。FIG. 4 is a side view of a vertical take-off and landing aircraft according to the present invention.
【図5】垂直離着陸機が飛行するときの主翼側のターボ
ファンエンジンの状態を示し、(a)は垂直上昇、降下
または空中停止するときの側面視説明図、(b)は水平
飛行するときの側面視説明図。FIG. 5 shows a state of the turbofan engine on the wing side when the vertical take-off and landing aircraft flies, (a) is a side view explanatory diagram when vertically rising, descending or stopping in the air, (b) is a horizontal flight FIG.
E ターボファンエンジン 1 ダクト 10 取付リブ 2 エンジン本体 20 エンジンダクト 21 ファン 22 低圧圧縮機 23 高圧圧縮機 24 燃焼室 25 高圧タービン 26 低圧タービン 27 ジェットノズル 3 バイパスノズル 30 気道部 31 排気道部 32 水平噴射口 33 下向噴射口 34 封鎖体 35 軸 J 垂直離着陸機 4 胴体 5 主翼 6 垂直尾翼 7 水平尾翼 E turbofan engine 1 duct 10 Mounting rib 2 engine body 20 engine duct 21 fans 22 Low pressure compressor 23 High pressure compressor 24 Combustion chamber 25 high pressure turbine 26 Low pressure turbine 27 jet nozzles 3 bypass nozzle 30 airway 31 Exhaust Road 32 Horizontal jet 33 Downward jet 34 Blocked body 35 axes J vertical takeoff and landing aircraft 4 torso 5 wings 6 vertical tail 7 Horizontal stabilizer
Claims (4)
低温のバイパス空気を噴射するバイパスノズル(3)と、 ファン(21)から圧縮機を通って燃焼する高温のジェット
を噴射するジェットノズル(27)と、を備えており、 上記バイパスノズル(3)は、バイパス空気を下方向と水
平方向へ選択的に噴射できるようにしてあり、 上記ジェットノズル(27)は、ジェットを下方向へ噴射で
きるようにしてあることを特徴とする、 ターボファンエンジン。1. A bypass nozzle (3) for injecting low temperature bypass air that is directly injected through a fan (21), and a jet nozzle for injecting a high temperature jet that burns from a fan (21) through a compressor. (27) and, the bypass nozzle (3) is capable of selectively injecting bypass air downward and horizontal, the jet nozzle (27), the jet downward A turbofan engine characterized by being able to inject.
低温のバイパス空気を噴射するバイパスノズル(3)と、 ファン(21)から圧縮機を通って燃焼する高温のジェット
を噴射するジェットノズル(27)と、を備えており、 上記バイパスノズル(3)は、 バイパス空気を下方向へ噴射できる下向噴射口(33)と、 水平方向へ噴射できる水平噴射口(32)と、を有し、 上記下向噴射口(33)と水平噴射口(32)は、封鎖手段で一
方側を封鎖することにより、バイパス空気を下方向と水
平方向へ選択的に噴射できるようにしてあり、 上記ジェットノズル(27)は、ジェットを下方向へ噴射で
きるようにしてあることを特徴とする、 ターボファンエンジン。2. A bypass nozzle (3) for injecting low temperature bypass air that is directly injected through a fan (21), and a jet nozzle for injecting a high temperature jet that burns from a fan (21) through a compressor. The bypass nozzle (3) has a downward injection port (33) capable of injecting bypass air downward and a horizontal injection port (32) capable of horizontally injecting bypass air. However, the downward injection port (33) and the horizontal injection port (32), by blocking one side by a blocking means, it is possible to selectively blow the bypass air in the downward and horizontal directions, The jet nozzle (27) is a turbofan engine characterized by being capable of injecting a jet downward.
ンジンを搭載したことを特徴とする、 垂直離着陸機。3. A vertical take-off and landing aircraft, comprising the turbofan engine according to claim 1 or 2.
各ターボファンエンジンの出力は、垂直離着陸機が水平
状態を保って離着陸できるよう調整されていることを特
徴とする、 請求項3記載の垂直離着陸機。4. A plurality of turbofan engines are mounted,
The vertical take-off and landing aircraft according to claim 3, wherein the output of each turbofan engine is adjusted so that the vertical take-off and landing aircraft can take off and land while maintaining a horizontal state.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113955128A (en) * | 2020-07-05 | 2022-01-21 | 滕德选 | The power system of vertical/short take-off and landing fighter |
| CN113978714A (en) * | 2021-07-12 | 2022-01-28 | 南京航空航天大学 | Tilting runner edge duct propulsion device for vertical take-off and landing high-speed aircraft |
-
2001
- 2001-07-16 JP JP2001215945A patent/JP3712961B2/en not_active Expired - Fee Related
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| WO2020149495A1 (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-23 | 김형오 | Thrust vectoring apparatus for jet propulsion vertical takeoff and landing aircraft |
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