JP7358280B2

JP7358280B2 - ダクテッドファン及び航空機

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Publication number: JP7358280B2
Application number: JP2020051196A
Authority: JP
Inventors: 雄貴森崎; 和宏今井; 界刈込; 康寛齋木
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2023-10-10
Anticipated expiration: 2040-03-23
Also published as: CN113428355A; US20210291973A1; JP2021146981A; EP3885581B1; US11530034B2; EP3885581A1

Description

本開示は、ダクテッドファン及び航空機に関する。

近年、パワーエレクトロニクスの性能向上に伴って、航空機を電動化する開発が盛んに行われており、その開発のひとつにＶＴＯＬ（ＶｅｒｔｉｃａｌＴａｋｅＯｆｆ＆Ｌａｎｄｉｎｇ：垂直離着陸）型の航空機がある。

電動のＶＴＯＬ機は、巡航速度、巡航距離、ペイロード等の要求によって機体の形式が異なる。例えば、早い巡航速度や長い巡航距離が要求される場合、主翼を有したチルトウィング機やチルトロータ機が採用されることが多い。
一方で、主翼やロータをチルト（傾斜）させると飛行の安定した制御が難しくなるので、巡航速度が遅く巡行距離が短い場合、固定ロータ機が採用されることが多い。

近年、長距離輸送のニーズが高まっており、今後は電動化のメリットを活かして分散ファンによるチルトウィング機やチルトロータ機のニーズが高まると考えられる。この場合、騒音やホバリング時の推力等を考慮すると、ダクテッドファン（カウルを有したファン）を採用することが望ましい。

ダクテッドファンにおいては、空気が導入されるカウルの開口近傍（特にリップ部）での空気の剥離が推力の性能に大きく影響する。特に、離着陸から巡行飛行への遷移モード時や横風がある場合等、ファンの回転軸線に対して空気が斜めに流れ込む場合にリップ部で剥離が生じやすい。このため、リップ部での剥離をいかに抑制するかが重要な課題となる。

特許文献１には、リップ部から自然流を分離させるためにジェットを吹き出す構成が開示されており、ジェットの吹き出しを制御することで剥離をコントロールするとされている。

米国特許出願公開第２０１０／０１４０４１６号明細書

しかしながら、特許文献１の構成では、リップ部での剥離を促すことができても、剥離を積極的に抑制することができない。

本開示は、このような事情に鑑みてなされてものであって、剥離しかけている空気をリップ部に引き寄せてリップ部での空気の剥離を抑制できるダクテッドファン及び航空機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示のダクテッドファン及び航空機は以下の手段を採用する。
すなわち、本開示の一態様に係るダクテッドファンは、軸線周りに回転して空気の流れを発生させるファンと、該ファンを前記軸線周りに包囲するとともに前記軸線方向に延び、一端が導入口とされ他端が排出口とされている円筒形状のカウルと、を備え、前記カウルは、前記ファンの回転によって前記導入口から前記排出口まで空気が流れる流路を半径方向内側に形成して、前記ファンは、外周側に設けられたコンプレッサ翼と、該コンプレッサ翼よりも内周側に設けられた推進翼と、を有し、前記カウルは、前記コンプレッサ翼を内部に収容する収容部と、前記コンプレッサ翼によって前記収容部を流れる空気が吹き出す吹出し口と、該吹出し口から吹き出された空気を吸い込む吸込み口と、を有し、前記吹出し口は、前記カウルの半径方向内側、かつ、前記カウルの前記導入口近傍に設けられ、前記吸込み口は、前記カウルの半径方向内側、かつ、前記軸線方向において前記吹出し口と前記コンプレッサ翼との間に設けられている。

また、本開示の一態様に係る航空機は、上記のダクテッドファンを有している。

本開示に係るダクテッドファン及び航空機によれば、剥離しかけている空気をリップ部に引き寄せてリップ部での空気の剥離を抑制できる。

本開示の第１及び第２実施形態に係るダクテッドファンの平面図である。本開示の第１及び第２実施形態に係るダクテッドファンの側面図である。ファンの平面図である。ファン及びステータコアの平面図である。図２に示すＦ５部の部分拡大図（縦断面図）である（第１実施形態）。図５に示すＦ６部の部分拡大図である。図５に示すリップ部近傍の空気の流れを示した図である。第１実施形態に係るカウルを導入口側から斜視した図である。コンプレッサ翼と推進翼の枚数とが異なるファンの平面図である。第１実施形態の変形例に係るカウルを導入口側から斜視した図である。傾斜したダクテッドファンの側面図である。図２に示すＦ５部の部分拡大図（縦断面図）である（第２実施形態）。第２実施形態に係るカウルを導入口側から斜視した図である。ダクテッドファンを備えている航空機の平面図である。

［第１実施形態］
以下、本開示の第１実施形態に係るダクテッドファン及び航空機について図面を参照して説明する。

［ダクテッドファンの構成の概略について］
図１は、ダクテッドファン１Ａの平面図である。図２は、ダクテッドファン１Ａの側面図である。
図１及び図２に示すように、ダクテッドファン１Ａは、ファン１０と、ファン１０を包囲する円筒形状のカウル２０Ａとを備えている。
ダクテッドファン１Ａは、図１４に示すように、例えば、チルトロータ機やチルトウィング機等の航空機１００に取り付けられ、航空機１００の飛行に必要な推力（浮上及び推進のための推力）を発生させる装置となる。
なお、図１４のダクテッドファン１Ａは、理解の容易のために主翼や胴体等から離間して示されているが、実際には主翼や胴体等の航空機１００の本体に対して固定されている。

ファン１０は、軸線Ｘを回転軸線とするハブ１１と、ハブ１１に取り付けられた複数枚の翼１２とを有している。

カウル２０Ａは、軸線Ｘ方向に延びる円筒形状の部材とされ、ファン１０の全周方向を包囲するようにしてファン１０を内側に収容している。以下、単に「内側」や「外側」と記載した場合、軸線Ｘを中心とした「半径方向の内側」や「半径方向の外側」を意味するものとする。

図２に示すように、カウル２０Ａの内周面（内側の周面）には支持部材４０が接続されており、支持部材４０はハブ１１を軸線Ｘ周りに回転自在に支持している。支持部材４０によって支持されたファン１０は、後述する駆動装置によって軸線Ｘ周りに回転される。

ファン１０（厳密には翼１２）が回転することによって、カウル２０Ａの一端側にある導入口２１から周囲の空気が導入されてカウル２０Ａの内側を介して他端側にある排出口２２から排出される。すなわち、導入口２１から排出口２２に向かう空気の流れが発生する。

［ファンの詳細な構成について］
図３は、ファン１０のみを平面視した図である。図４は、ファン１０及びステータコア３０を平面視した図である。
図３に示すように、翼１２は、推進翼１２ａとその外周側にあるコンプレッサ翼１２ｂとの２種類の翼から構成されている。

推進翼１２ａの半径方向長さをＬａとして、コンプレッサ翼１２ｂの半径方向長さをＬｂとしたとき、Ｌａ＞Ｌｂとされることが好ましい。

推進翼１２ａは、主としてカウル２０Ａの内側に気流を発生させるための翼であって、平面視した場合（図１参照）、その翼面がカウル２０Ａの内側に晒されている。

一方、コンプレッサ翼１２ｂは、主としてカウル２０Ａの内部に形成された収容部２３（図２参照）に気流を発生させるための翼であって収容部２３に収容されている。このため、平面視した場合（図１参照）にはその翼面が視認できない。
なお、図２の収容部２３はコンプレッサ翼１２ｂ等の部材を収容する空間であるが、同図では簡単のために収容部２３の内部に収容された部材の記載を省略している。

推進翼１２ａとコンプレッサ翼１２ｂとは、軸線Ｘ周りに環状とされた接続リム（リム）１６によって接続されている。これによって、推進翼１２ａとコンプレッサ翼１２ｂとが翼１２として一体に回転するようになっている。

コンプレッサ翼１２ｂの外周側の翼端には、軸線Ｘ周りに環状とされたロータコア１４が取り付けられている。また、ロータコア１４の外周面には、磁石１５が取り付けられている。

図４に示すように、磁石１５の外周側には、磁石１５の外周面に対して所定の隙間を空けて配置された円環状のステータコア３０が設けられている。ステータコア３０は、カウル２０Ａの収容部２３に収容されて固定されている。

ステータコア３０には巻回された複数のコイル（図示せず）が取り付けられており、図示しない給電装置によって磁極が変化するように構成されている。すなわち、コンプレッサ翼１２ｂに取り付けられた磁石１５との間で電動モータ（駆動装置）を構成する。さらに言い換えると、ファン１０は、外周側から駆動力を得るリムドライブ型となっている。

［カウルの詳細な構成について］
図５は、図２に示すＦ５部の部分拡大図（縦断面図）である。図６は、図５に示すＦ６部の部分拡大図である。図７は、図５に示すリップ部２４近傍の空気の流れを示した図である。図８は、カウル２０Ａを導入口２１側から斜視した図である。

図５に示すように、コンプレッサ翼１２ｂと推進翼１２ａとを接続する接続リム１６は、収容部２３とカウル２０Ａの内側の空間（推進翼１２ａがある空間）とを隔てる壁部を構成している。このとき、カウル２０Ａの内周面と接続リム１６の内周面とは滑らかな一面となるように接続されている。すなわち、接続リム１６の内周面は、カウル２０Ａの内周面の一部として機能することになる。これによって、カウル２０Ａの内側を流れる空気（特に、カウル２０Ａの内周面に沿って流れる空気）に対する抵抗を低減できる。

なお、接続リム１６は推進翼１２ａ及びコンプレッサ翼１２ｂと共に軸線Ｘ周りに回転するので、軸線Ｘ方向において接続リム１６とカウル２０Ａとの間に僅かな隙間を設けてもよい。これによって、接続リム１６をカウル２０Ａに対して円滑に回転させることができる。
また、図６に示すように、その隙間を屈曲させてラビリンスシールとして作用させてもよい。これによって、接続リム１６とカウル２０Ａとの間の隙間を介して収容部２３から空気が漏出することを抑制できる。

図５に示すように、収容部２３は、カウル２０Ａの導入口２１近傍の内周面（いわゆるリップ部）から排出口２２側（同図において下側）に向かって形成された有底の空間とされている。

収容部２３には、ファン１０のコンプレッサ翼１２ｂと、内部構造物２５と、内部構造物２５に取り付けられたステータコア３０が収容されている。

内部構造物２５は、支柱２６を介して収容部２３の内壁に対して接続されている。支柱２６は、軸線Ｘの円周方向に複数設けられている。ただし、支柱２６同士は、内部流路２７を流れる空気を阻害しないように円周方向において互いに離間して設けられている。

収容部２３の上部にてカウル２０Ａから晒されている内部構造物２５の上部側面は、本来のリップ部と略平行に沿う流線形状をなしている。
ここで言う「本来のリップ部」とは、収容部２３が形成されていない場合のカウル２０Ａのリップ部を意味している。
本実施形態では、流線形状をなす内部構造物２５の上部側面及びその近傍にあるカウル２０Ａの内周面の一部をカウル２０Ａのリップ部２４としている。

内部構造物２５の下部の内周側には、コンプレッサ翼１２ｂ、ロータコア１４、磁石１５を受け入れるための凹所２７ａが形成されている。また、コンプレッサ翼１２ｂの翼端に対向する内部構造物２５には、ステータコア３０が組み込まれて固定されている。
なお、同図では簡単のためにロータコア１４及び磁石１５の記載を省略している。

内部構造物２５は、収容部２３の内壁と共に略Ｕ状の内部流路２７を画定している。凹所２７ａは、内部流路２７の一部とされている。その凹所２７ａにてコンプレッサ翼１２ｂが回転することで翼下面側の空気が圧縮されるとともに翼上面側の空気が翼下面側に吸い込まれて内部流路２７に空気の流れが発生する。

内部流路２７は、導入口２１側のリップ部２４近傍に開口（吹出し口２８ａ）を有している。また、内部流路２７は、リップ部２４の下部近傍であって、軸線Ｘ方向において吹出し口２８ａとコンプレッサ翼１２ｂとの間に開口（吸込み口２８ｂ）を有している。これらの吹出し口２８ａ及び吸込み口２８ｂは、内部構造物２５の上部側面（リップ部２４に対応する部分）とカウル２０Ａとによって形成されている。

カウル２０Ａはリップ部２４に対応する部分が収容部２３によって開放されているので、内部流路２７はリップ部２４に対応する一部の区間（コンプレッサ翼１２ｂを介さない吹出し口２８ａから吸込み口２８ｂまでの区間）が構造的には画定されていないことになる。しかしながら、コンプレッサ翼１２ｂによって、圧縮された空気を吹出し口２８ａから高速で吹き出すとともにその空気を吸込み口２８ｂから吸い込むことで、内部構造物２５の流線形状の上部側面（リップ部２４を含む面）に沿った空気の速い流れ（以下、「ジェット流れ」と言う。）が発生して、仮想的な流路とされた内側ジェット流路２８が形成される。

図７に示すように、内側ジェット流路２８におけるジェット流れはコアンダ効果で周囲の空気を引き寄せるので、例えばカウル２０Ａの側面から流れ込んでリップ部２４で剥離しかけている空気をリップ部２４に引き寄せることができる。

以上のように構成された吹出し口２８ａ及び吸込み口２８ｂは、図１及び図８に示すように、軸線Ｘを中心としたカウル２０Ａの全周（３６０°）に亘って形成される。これによって、あらゆる方向から流れ込む空気に対応したダクテッドファン１Ａを提供できる。

なお、ジェット流れが高速であるほどコアンダ効果が得られやすいので、コンプレッサ翼１２ｂは、推進翼１２ａと異なる翼形状、例えば空気の圧縮に特化した翼形状とされることが好ましい。

また、図９に示すように、コンプレッサ翼１２ｂの枚数を推進翼１２ａの枚数と異なららせることでより空気の圧縮に特化させてもよい。

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
ダクテッドファン１Ａは、コンプレッサ翼１２ｂによって収容部２３を流れる空気が吹き出す吹出し口２８ａと、吹出し口２８ａから吹き出された空気を吸い込む吸込み口２８ｂとをカウル２０Ａのリップ部２４に有しているので、コンプレッサ翼１２ｂによってリップ部２４に沿ったジェット流れを発生させることができる。このジェット流れはコアンダ効果で周囲の空気を引き寄せるので、リップ部２４で剥離しかけている空気をリップ部２４に引き寄せることができる。これにより、リップ部２４での空気の剥離を抑制できる。これは、ダクテッドファン１Ａが傾斜している場合や横風が吹いている場合等、軸線Ｘに対して空気が斜めに流れ込む場合に有用である。また、ダクテッドファン１Ａが空気の流れに対して傾斜しない離陸時や巡航飛行時等、軸線Ｘに沿って空気が流れる場合であっても、ジェット流れによってリップ部２４に沿った空気の流れを増速させられるので、抵抗成分となる圧力を下げることができる。

また、接続リム１６は、カウル２０Ａの内周面の一部を形成しているので、接続リム１６によってコンプレッサ翼１２ｂが存在するカウル２０Ａの収容部２３と推進翼１２ａが存在するカウル２０Ａの内側の空間とを隔てることができる。これによって、コンプレッサ翼１２ｂが発生させる空気の流れと推進翼１２ａが発生させる空気の流れとを分離することができる。

また、吹出し口２８ａ及び吸込み口２８ｂは、カウル２０Ａの全周に亘って形成されているので、例えば、どの方向からの横風にも対応したダクテッドファン１Ａを提供できる。

また、ダクテッドファン１Ａは、コンプレッサ翼１２ｂの外周側に磁石１５が設けられたロータコア１４を有し、収容部２３にコイルが設けられたステータコア３０を有するリムドライブ型とされているので、発熱部品であるステータコア３０をコンプレッサ翼１２ｂが発生させる空気の流れで冷却することができる。

［変形例］
第１実施形態では、吹出し口２８ａ及び吸込み口２８ｂが、軸線Ｘを中心としたカウル２０Ａの全周に亘って形成されていたが、図１０に示すように、カウル２０Ａの周方向の一部にのみ形成されてもよい。これによって、カウル２０Ａの全周に亘って吹出し口２８ａ及び吸込み口２８ｂを形成する場合と比べて、製作コストを削減できる。

周方向の一部とは、例えば図１１に示すように、ダクテッドファン１Ａが傾斜したときに風上側に位置する部分（同図においてＰ１で示した部分）である。

ダクテッドファン１Ａが設けられるチルトロータ機やチルトウィング機等の航空機は、離着陸から巡行飛行への遷移モード時にダクテッドファン１Ａを傾斜（チルト）させる。このとき、同図においてＰ１で示した部分に流れ込む風（航空機の飛行に伴う空気の流れ）は、Ｐ１で示した部分から離間する方向（同図で右側）に流れる。このため、カウル２０Ａの風上側のリップ部２４では剥離が発生やすい。一方、カウル２０Ａの風下側に位置する部分（同図においてＰ２で示した部分）は風を受け入れる向きに傾斜しているので、風上側のＰ１で示した部分と比べると剥離が発生しにくい。
以上の理由により、ダクテッドファン１Ａが傾斜したときに風上側に位置するカウル２０Ａの一部にのみ吹出し口２８ａ及び吸込み口２８ｂを設けてもよい。

［第２実施形態］
以下、本開示の第２実施形態に係るダクテッドファンについて図面を参照して説明する。
本実施形態のダクテッドファン１Ｂは、第１実施形態のダクテッドファン１Ａに対して第２吹出し口２９ａが設けられている点で相違している。このため、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。

図１２は、図２に示すＦ５部の部分拡大図（縦断面図）である。図１３は、カウル２０Ｂを導入口２１側から斜視した図である。
図１２に示すように、内部流路２７は、カウル２０Ｂの導入口２１側においてカウル２０Ｂの外周面（外側の周面）に向かって分岐している。分岐した内部流路２７は、カウル２０Ｂの外周面に連通した開口（第２吹出し口２９ａ）を有している。第２吹出し口２９ａは、排出口２２側に向かって開口している。

第２吹出し口２９ａからは、コンプレッサ翼１２ｂによって圧縮された空気が高速で吹き出される（図１３参照）。その空気は、カウル２０Ｂの導入口２１側から排出口２２側に向かい方向でカウル２０Ｂの外周面に沿った空気の速い流れ（以下、「第２ジェット流れ」と言う。）を形成する。

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
第２吹出し口２９ａによって第２ジェット流れをコンプレッサ翼１２ｂによって発生させることができる。第２ジェット流れはコアンダ効果で周囲の空気を引き寄せるので、カウル２０Ｂの外周面での空気の剥離を抑制できる。また、第２ジェット流れによってカウル２０Ｂの外周面に沿った空気の流れを増速させられるので、抵抗成分となる圧力を下げることができる。

なお、第１実施形態及び第２実施形態では、リムドライブ型のダクテッドファン１Ａ，１Ｂを採用していたが、例えば図２に示された支持部材４０に電動モータを組み込んでハブ１１を軸線Ｘ周りに回転させてもよい。

以上の通り説明した本開示の第１実施形態及び第２実施形態は、例えば以下の通り把握される。
すなわち、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）は、軸線（Ｘ）周りに回転して空気の流れを発生させるファン（１０）と、該ファン（１０）を前記軸線（Ｘ）周りに包囲するとともに前記軸線（Ｘ）方向に延び、前記ファン（１０）の回転によって一端側から空気が導入される導入口（２１）を有する円筒形状のカウル（２０Ａ，２０Ｂ）と、を備え、前記ファン（１０）は、外周側に設けられたコンプレッサ翼（１２ｂ）と、該コンプレッサ翼（１２ｂ）よりも内周側に設けられた推進翼（１２ａ）と、を有し、前記カウル（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記コンプレッサ翼（１２ｂ）を内部に収容する収容部（２３）と、前記コンプレッサ翼（１２ｂ）によって前記収容部（２３）を流れる空気が吹き出す吹出し口（２８ａ）と、該吹出し口（２８ａ）から吹き出された空気を吸い込む吸込み口（２８ｂ）と、を有し、前記吹出し口（２８ａ）は、前記カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の半径方向内側、かつ、前記カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の前記導入口（２１）近傍に設けられ、前記吸込み口（２８ｂ）は、前記カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の半径方向内側、かつ、前記軸線（Ｘ）方向において前記吹出し口（２８ａ）と前記コンプレッサ翼（１２ｂ）との間に設けられている。

本態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）は、軸線（Ｘ）周りに回転して空気の流れを発生させるファン（１０）と、ファン（１０）を軸線（Ｘ）周りに包囲するとともに軸線（Ｘ）方向に延び、ファン（１０）の回転によって一端側から空気が導入される導入口（２１）を有する円筒形状のカウル（２０Ａ，２０Ｂ）と、を備え、ファン（１０）は、外周側に設けられたコンプレッサ翼（１２ｂ）と、コンプレッサ翼（１２ｂ）よりも内周側に設けられた推進翼（１２ａ）と、を有し、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）は、コンプレッサ翼（１２ｂ）を内部に収容する収容部（２３）と、コンプレッサ翼（１２ｂ）によって収容部（２３）を流れる空気が吹き出す吹出し口（２８ａ）と、吹出し口（２８ａ）から吹き出された空気を吸い込む吸込み口（２８ｂ）と、を有し、吹出し口（２８ａ）は、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の半径方向内側、かつ、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の導入口（２１）近傍に設けられ、吸込み口（２８ｂ）は、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の半径方向内側、かつ、軸線（Ｘ）方向において吹出し口（２８ａ）とコンプレッサ翼（１２ｂ）との間に設けられているので、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の導入口（２１）近傍の内周面（いわゆる「リップ部」を含む面）に沿った空気の流れ（以下、「ジェット流れ」と言う。）を推進翼（１２ａ）と一体化しているコンプレッサ翼（１２ｂ）によって発生させることができる。このジェット流れはコアンダ効果で周囲の空気を引き寄せるので、リップ部で剥離しかけている空気をリップ部に引き寄せることができる。これにより、リップ部での空気の剥離を抑制できる。これは、ダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）が傾斜している場合や横風が吹いている場合等、軸線（Ｘ）に対して空気が斜めに流れ込む場合に有用である。

また、ダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）が空気の流れに対して傾斜しない離陸時や巡航飛行時等、軸線（Ｘ）に沿って空気が流れる場合であっても、ジェット流れによってリップ部に沿った空気の流れを増速させられるので、抵抗成分となる圧力を下げることができる。

なお、ファン（１０）の駆動としては電動モータが好適に用いられる。

また、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、前記コンプレッサ翼（１２ｂ）と前記推進翼（１２ａ）とは、前記軸線（Ｘ）周りに環状とされ前記ファン（１０）と共に回転するリム（１６）によって接続され、前記リム（１６）は、前記カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の半径方向内側の面の一部を形成している。

本態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、コンプレッサ翼（１２ｂ）と推進翼（１２ａ）とは、軸線（Ｘ）周りに環状とされファン（１０）と共に回転するリム（１６）によって接続され、リム（１６）は、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の半径方向内側の面の一部を形成しているので、リム（１６）によってコンプレッサ翼（１２ｂ）が存在するカウル（２０Ａ，２０Ｂ）の収容部（２３）と推進翼（１２ａ）が存在するカウル（２０Ａ，２０Ｂ）の内側の空間とを隔てることができる。これによって、コンプレッサ翼（１２ｂ）が発生させる空気の流れと推進翼（１２ａ）が発生させる空気の流れとを分離することができる。

また、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ｂ）において、前記カウル（２０Ｂ）は、前記コンプレッサ翼（１２ｂ）によって前記収容部（２３）を流れる空気が吹き出す第２吹出し口（２９ａ）を有し、前記第２吹出し口（２９ａ）は、前記カウル（２０Ｂ）の半径方向外側、かつ、前記カウル（２０Ｂ）の前記導入口（２１）近傍において、前記カウル（２０Ｂ）の他端側に向かって空気を吹き出すように設けられている。

本態様に係るダクテッドファン（１Ｂ）において、カウル（２０Ｂ）は、コンプレッサ翼（１２ｂ）によって収容部（２３）を流れる空気が吹き出す第２吹出し口（２９ａ）を有し、第２吹出し口（２９ａ）は、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の半径方向外側、かつ、カウル（２０Ｂ）の導入口（２１）近傍において、カウル（２０Ｂ）の他端側に向かって空気を吹き出すように設けられているので、カウル（２０Ｂ）の導入口（２１）近傍から外周面に沿った空気の流れ（以下、「第２ジェット流れ」と言う。）をコンプレッサ翼（１２ｂ）によって発生させることができる。第２ジェット流れはコアンダ効果で周囲の空気を引き寄せるので、カウル（２０Ｂ）の外周面での空気の剥離を抑制できる。
また、第２ジェット流れによってカウル（２０Ｂ）の外周面に沿った空気の流れを増速させられるので、抵抗成分となる圧力を下げることができる。

また、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、前記吹出し口（２８ａ）及び前記吸込み口（２８ｂ）は、前記カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の全周に亘って形成されている。

本態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、吹出し口（２８ａ）及び吸込み口（２８ｂ）は、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の全周に亘って形成されているので、例えば、どの方向からの横風にも対応したダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）を提供できる。

また、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、前記吹出し口（２８ａ）及び前記吸込み口（２８ｂ）は、前記カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の周方向において部分的に形成されている。

本態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、吹出し口（２８ａ）及び吸込み口（２８ｂ）は、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の周方向において部分的に形成されているので、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）の全周に亘って形成する場合と比べて、製作コストを削減できる。

また、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、前記吹出し口（２８ａ）及び前記吸込み口（２８ｂ）は、前記軸線（Ｘ）が傾斜したときに風上側に位置する部分にのみ設けられている。

本態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、吹出し口（２８ａ）及び吸込み口（２８ｂ）は、軸線（Ｘ）が傾斜したときに風上側に位置する部分にのみ設けられているので、空気の剥離が生じやすい部分にのみ吹出し口（２８ａ）及び吸込み口（２８ｂ）を設けることができる。

また、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、前記ファン（１０）は、前記コンプレッサ翼（１２ｂ）の外周側に磁石が設けられたロータコアを有し、前記カウル（２０Ａ，２０Ｂ）は、前記収容部（２３）にコイルが設けられたステータコアを有した、リム（１６）ドライブ型とされている。

本態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、ファン（１０）は、コンプレッサ翼（１２ｂ）の外周側に磁石が設けられたロータコアを有し、カウル（２０Ａ，２０Ｂ）は、収容部（２３）にコイルが設けられたステータコアを有した、リム（１６）ドライブ型とされているので、発熱部品であるステータコアをコンプレッサ翼（１２ｂ）が発生させる空気の流れで冷却することができる。

また、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）は、前記コンプレッサ翼（１２ｂ）の形状と前記推進翼（１２ａ）の形状とが異なる。

本態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、コンプレッサ翼（１２ｂ）の形状と推進翼（１２ａ）の形状とが異なるので、用途に応じた翼の形状を選択できる。例えば、コンプレッサ翼（１２ｂ）のみを空気圧縮に特化した形状とすることができる。

また、本開示の一態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）は、前記コンプレッサ翼（１２ｂ）の枚数と前記推進翼（１２ａ）の枚数とが異なる。

本態様に係るダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）において、コンプレッサ翼（１２ｂ）の枚数と推進翼（１２ａ）の枚数とが異なるので、用途に応じた翼の枚数を選択できる。

また、本開示の一態様に係る航空機は、上記のダクテッドファン（１Ａ，１Ｂ）を備えている。

１Ａ，１Ｂダクテッドファン
１０ファン
１１ハブ
１２翼
１２ａ推進翼
１２ｂコンプレッサ翼
１４ロータコア
１５磁石
１６接続リム（リム）
２０Ａ，２０Ｂカウル
２１導入口
２２排出口
２３収容部
２４リップ部
２５内部構造物
２６支柱
２７内部流路
２７ａ凹所
２８内側ジェット流路
２８ａ吹出し口
２８ｂ吸込み口
２９ａ第２吹出し口
３０ステータコア
４０支持部材
１００航空機

Claims

軸線周りに回転して空気の流れを発生させるファンと、
該ファンを前記軸線周りに包囲するとともに前記軸線方向に延び、一端が導入口とされ他端が排出口とされている円筒形状のカウルと、
を備え、
前記カウルは、前記ファンの回転によって前記導入口から前記排出口まで空気が流れる流路を半径方向内側に形成して、
前記ファンは、外周側に設けられたコンプレッサ翼と、該コンプレッサ翼よりも内周側に設けられた推進翼と、を有し、
前記カウルは、前記コンプレッサ翼を内部に収容する収容部と、前記コンプレッサ翼によって前記収容部を流れる空気が吹き出す吹出し口と、該吹出し口から吹き出された空気を吸い込む吸込み口と、を有し、
前記吹出し口は、前記カウルの半径方向内側、かつ、前記カウルの前記導入口近傍に設けられ、
前記吸込み口は、前記カウルの半径方向内側、かつ、前記軸線方向において前記吹出し口と前記コンプレッサ翼との間に設けられているダクテッドファン。
前記コンプレッサ翼と前記推進翼とは、前記軸線周りに環状とされ前記ファンと共に回転するリムによって接続され、
前記リムは、前記カウルの半径方向内側の面の一部を形成している請求項１に記載のダクテッドファン。
前記カウルは、前記コンプレッサ翼によって前記収容部を流れる空気が吹き出す第２吹出し口を有し、
前記第２吹出し口は、前記カウルの半径方向外側、かつ、前記カウルの前記導入口近傍において、前記カウルの他端側に向かって空気を吹き出すように設けられている請求項１又は２記載のダクテッドファン。
前記吹出し口及び前記吸込み口は、前記カウルの全周に亘って形成されている請求項１から３のいずれかに記載のダクテッドファン。
前記吹出し口及び前記吸込み口は、前記カウルの周方向において部分的に形成されている請求項１から３のいずれかに記載のダクテッドファン。
前記吹出し口及び前記吸込み口は、前記軸線が傾斜したときに風上側に位置する部分にのみ設けられている請求項５に記載のダクテッドファン。
前記ファンは、前記コンプレッサ翼の外周側に磁石が設けられたロータコアを有し、前記カウルは、前記収容部にコイルが設けられたステータコアを有した、リムドライブ型とされている請求項１から６のいずれかに記載のダクテッドファン。
前記コンプレッサ翼の形状と前記推進翼の形状とが異なる請求項１から７のいずれかに記載のダクテッドファン。
前記コンプレッサ翼の枚数と前記推進翼の枚数とが異なる請求項１から８のいずれかに記載のダクテッドファン。
請求項１から９のいずれかに記載のダクテッドファンを備えている航空機。