JPH01101296A - パイロン - Google Patents
パイロンInfo
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- JPH01101296A JPH01101296A JP63194678A JP19467888A JPH01101296A JP H01101296 A JPH01101296 A JP H01101296A JP 63194678 A JP63194678 A JP 63194678A JP 19467888 A JP19467888 A JP 19467888A JP H01101296 A JPH01101296 A JP H01101296A
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- JP
- Japan
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- pylon
- wake
- propeller
- fuselage
- propulsion
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- Pending
Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D29/00—Power-plant nacelles, fairings, or cowlings
- B64D29/04—Power-plant nacelles, fairings, or cowlings associated with fuselages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C23/00—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
- B64C23/06—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by generating vortices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/10—Drag reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は航空機用機関を航空機の胴体に取付ける構造
(普通パイロンと呼ばれる)、更に具体的に云えば、こ
の構造の空気力学的な面及び騒音を発生する面に関する
。
(普通パイロンと呼ばれる)、更に具体的に云えば、こ
の構造の空気力学的な面及び騒音を発生する面に関する
。
発明の背景
第1図は地部に取付けられた反対廻りの推進プロペラ・
ファン6A及び6Fを動力源とする航空機の胴体3を示
す。プロペラ・ファンが、ナセル9の中に収容された機
関(図に示してない)によって駆動される。パイロン1
2がナセル9と航空機の胴体の間を伸びていて、第2図
に更によく示されている。パイロンは機関や、機関に接
続された燃料配管及び電気配管の様な他の装置を支持す
る構造を取巻く空気力学的な整形部である。
ファン6A及び6Fを動力源とする航空機の胴体3を示
す。プロペラ・ファンが、ナセル9の中に収容された機
関(図に示してない)によって駆動される。パイロン1
2がナセル9と航空機の胴体の間を伸びていて、第2図
に更によく示されている。パイロンは機関や、機関に接
続された燃料配管及び電気配管の様な他の装置を支持す
る構造を取巻く空気力学的な整形部である。
どんなにパイロンをよく設計しても、パイロン12は飛
行中に伴流15を発生する。1つの理由は、第4図に示
す様に、境界層16Aの厚さ16が下流側17に向って
漸進的に増加し、後縁17Bに速度分布17Aが存在す
る様にするからである。(速度分布17Aは、パイロン
からの距離の関数として、空気分子の速度の変化を示す
。例えば、速度ベクトル17Cが、パイロンの中心線1
7Eから距離17Dに於ける空気速度を表わす。)パイ
ロンの後縁に於ける速度分布17Aが伴流に「速度不足
JVdを生ずる。これは、自由流れの速度Vo (伴流
の外側)とこの例では局部的な速度Vlの間の速度差で
ある。
行中に伴流15を発生する。1つの理由は、第4図に示
す様に、境界層16Aの厚さ16が下流側17に向って
漸進的に増加し、後縁17Bに速度分布17Aが存在す
る様にするからである。(速度分布17Aは、パイロン
からの距離の関数として、空気分子の速度の変化を示す
。例えば、速度ベクトル17Cが、パイロンの中心線1
7Eから距離17Dに於ける空気速度を表わす。)パイ
ロンの後縁に於ける速度分布17Aが伴流に「速度不足
JVdを生ずる。これは、自由流れの速度Vo (伴流
の外側)とこの例では局部的な速度Vlの間の速度差で
ある。
速度不足領域は「質量流不足」を伴い、従って、通路1
7Hで示す空気が速度不足領域17Fに巻込まれる傾向
があり、乱流の原因となる。
7Hで示す空気が速度不足領域17Fに巻込まれる傾向
があり、乱流の原因となる。
2番目の理由は、飛行中に胴体の進入角が変化するが、
これに対してパイロンは1個の最適の進入角で伴流が極
く少なくなる様に設計されていることである。この為、
最適の角度とは異なる角度では、パイロンが発生する伴
流が一層大きくなる。
これに対してパイロンは1個の最適の進入角で伴流が極
く少なくなる様に設計されていることである。この為、
最適の角度とは異なる角度では、パイロンが発生する伴
流が一層大きくなる。
伴流は望ましくない2つの副作用がある。1つは、推進
ファンの羽根が伴流15を通過する時、伴流を遮り、騒
音を発生する。第3図に示す誇張した例がこのことを示
している。船のプロペラ18が部分的に水21の中に漬
って動作する時、各々の羽根が、水に入る時に騒音を発
生する。水は第2図の伴流15と同様に見なすことが出
来る。
ファンの羽根が伴流15を通過する時、伴流を遮り、騒
音を発生する。第3図に示す誇張した例がこのことを示
している。船のプロペラ18が部分的に水21の中に漬
って動作する時、各々の羽根が、水に入る時に騒音を発
生する。水は第2図の伴流15と同様に見なすことが出
来る。
各々のプロペラ羽根が伴流15を通過する時に騒音が発
生する。
生する。
各々の推進ファンに8枚の羽根があって、毎秒回転数が
20であれば、毎秒160回の閉塞が起る。この状況は
、160Hz及びその倍音で音を出す騒音源と似ている
。
20であれば、毎秒160回の閉塞が起る。この状況は
、160Hz及びその倍音で音を出す騒音源と似ている
。
2番目の副作用は、プロペラ羽根によって発生される揚
力が、入って来る空気に対する羽根の進入角の関数であ
ることによるものである。羽根が伴流15に入る時、進
入角が第5図に示す様に変化する。 ゛ 羽根6Aの進入角A1は、(1)航空機の前向きの速度
から生ずる自由流れの速度voと、(2)羽根6Aの回
転速度を表わすベクトル「回転」と云う2つのベクトル
のベクトル「和1」である。
力が、入って来る空気に対する羽根の進入角の関数であ
ることによるものである。羽根が伴流15に入る時、進
入角が第5図に示す様に変化する。 ゛ 羽根6Aの進入角A1は、(1)航空機の前向きの速度
から生ずる自由流れの速度voと、(2)羽根6Aの回
転速度を表わすベクトル「回転」と云う2つのベクトル
のベクトル「和1」である。
羽根6Aが伴流に入ると、ベクトルv1で示す様に(第
2A図にも示す)、自由流れの速度v。
2A図にも示す)、自由流れの速度v。
が減少する。従って、ベクトル「和1」がベクトル「和
2」に変化する。このベクトル「和2」により、進入角
A2が一層大きくなる。
2」に変化する。このベクトル「和2」により、進入角
A2が一層大きくなる。
その結果、推進ファンの羽根6Aは更に強い負荷を受け
、第2図の矢印26の方向(推力の方向)の揚力負荷が
一層大きくなり、羽根がその方向に撓む。例えば、第2
図に示す形式の機関が推力25.000ボンド級であっ
て、合計16枚の推進ファンの羽根を使うことが出来る
とすると、羽根1枚当たりの合計負荷は約1,560ボ
ンド(25,000を16で割る)になる。伴流15を
通過する時の推力の10%の増加と云う様な小さな百分
率の増加でも、羽根に相当の応力が起り、ある期間にわ
たって羽根の損傷が起る可能性がある。
、第2図の矢印26の方向(推力の方向)の揚力負荷が
一層大きくなり、羽根がその方向に撓む。例えば、第2
図に示す形式の機関が推力25.000ボンド級であっ
て、合計16枚の推進ファンの羽根を使うことが出来る
とすると、羽根1枚当たりの合計負荷は約1,560ボ
ンド(25,000を16で割る)になる。伴流15を
通過する時の推力の10%の増加と云う様な小さな百分
率の増加でも、羽根に相当の応力が起り、ある期間にわ
たって羽根の損傷が起る可能性がある。
例によってこのことを説明する。
第2図の羽根の半径31が5フイートであると仮定する
。即ち、各々の羽根の先端33が描く円は円周が約31
フイートである(5X2Xπは約31である)。前に述
べた様に、各々の推進ファンの速度を毎秒20回転と仮
定する。この例では、各々の羽根の先端領域33は約6
20フイート/秒の速度で円周に沿って移動する(31
フイ一ト/回転×20回転/秒)。
。即ち、各々の羽根の先端33が描く円は円周が約31
フイートである(5X2Xπは約31である)。前に述
べた様に、各々の推進ファンの速度を毎秒20回転と仮
定する。この例では、各々の羽根の先端領域33は約6
20フイート/秒の速度で円周に沿って移動する(31
フイ一ト/回転×20回転/秒)。
伴流の高さ(寸法38)が1フイートであると仮定し、
伴流が、羽根がその中を通る時に揚力を10%増加する
と仮定すると、各々の羽根は、1/620秒の期間、即
ち約1.6ミリ秒の期間内に、推力負荷の10%のイン
パルス、即ち約150ボンドを受ける。更に、毎秒回転
数が20である時、各々の羽根が1/20秒毎、即ち5
0ミリ秒毎に、1回伴流を通過する。云い換えれば、5
0ミリ秒毎に、各々の羽根に対して1.6ミリ秒の間、
150ポンドの循環的な負荷が加わる。この様な循環的
な負荷を避けなければならないことは明らかである。
伴流が、羽根がその中を通る時に揚力を10%増加する
と仮定すると、各々の羽根は、1/620秒の期間、即
ち約1.6ミリ秒の期間内に、推力負荷の10%のイン
パルス、即ち約150ボンドを受ける。更に、毎秒回転
数が20である時、各々の羽根が1/20秒毎、即ち5
0ミリ秒毎に、1回伴流を通過する。云い換えれば、5
0ミリ秒毎に、各々の羽根に対して1.6ミリ秒の間、
150ポンドの循環的な負荷が加わる。この様な循環的
な負荷を避けなければならないことは明らかである。
発明の目的
この発明の目的は、パイロンによって誘起される騒音及
び循環的な負荷を目立って低下させる新規で改良された
航空機推進装置提供することである。
び循環的な負荷を目立って低下させる新規で改良された
航空機推進装置提供することである。
発明の要約
この発明の1形式では、推進プロペラを支持するパイロ
ンによって発生される伴流を減少し、こうして伴流の中
を通る時に起る伴流閉塞騒音及びプロペラ羽根の周期的
な曲げの両方を減少する。
ンによって発生される伴流を減少し、こうして伴流の中
を通る時に起る伴流閉塞騒音及びプロペラ羽根の周期的
な曲げの両方を減少する。
伴流を少なくする1つの方式は、パイロンにフラップを
追加することである。
追加することである。
発明の詳細な説明
この発明の幾つかの形式が第6図乃至第9図に示されて
いる。第6図では、パイロン12が、点42の周りに回
転する調節自在のフラップ40を支持している。二−ロ
フォイルΦフラップ及びその作動手段が公知である。
いる。第6図では、パイロン12が、点42の周りに回
転する調節自在のフラップ40を支持している。二−ロ
フォイルΦフラップ及びその作動手段が公知である。
第7図はパイロン12と、使わない時に同形の溝54の
中に収容される展開可能な翼52とを示している。伴流
制御を希望する時、翼52を実線の位置にして、流線8
2の流れに影響を与える。
中に収容される展開可能な翼52とを示している。伴流
制御を希望する時、翼52を実線の位置にして、流線8
2の流れに影響を与える。
翼52が点80の周りに旋回し得る。
第8図では、翼52がマスト55によって支持されてい
る。g52は枢軸80の周りに回転し得る。翼52は、
他の場合には点44で離れて、伴流を形成する流線82
を、パイロンの表面に復帰させ、後縁41に於ける流線
の滑かな合体化を促進する。
る。g52は枢軸80の周りに回転し得る。翼52は、
他の場合には点44で離れて、伴流を形成する流線82
を、パイロンの表面に復帰させ、後縁41に於ける流線
の滑かな合体化を促進する。
第9図はナセル9内に収容された機関(図に示してない
)を支持するマスト59を(略図で)示している。パイ
ロン52は、マスト59と、ナセル9及び胴体3の間を
伸びる他の部品の抗力を減少する整形部の形をしている
。パイロン12が、矢印85で示す様に、マストの周り
に回転し得る。
)を支持するマスト59を(略図で)示している。パイ
ロン52は、マスト59と、ナセル9及び胴体3の間を
伸びる他の部品の抗力を減少する整形部の形をしている
。パイロン12が、矢印85で示す様に、マストの周り
に回転し得る。
この回転により、パイロン12から見た進入角が調節さ
れる。即ち、パイロン12の進入角は、第1図の胴体3
に比べた時、独立に調節し得る。パイロンによって発生
される伴流の大きさは、進入角の関数である。
れる。即ち、パイロン12の進入角は、第1図の胴体3
に比べた時、独立に調節し得る。パイロンによって発生
される伴流の大きさは、進入角の関数である。
この発明の重要な幾つかの面を述べると、次の通りであ
る。
る。
1、第4図について述べた様に、伴流15は境界層が形
成されることによって生ずるが、ある点では、伴流はパ
イロンによって発生する揚力の結果でもある。即ち、パ
イロン12が第5図に示す様に断面が完全に対称的であ
っても、角度A1で示す所定の進入角では、パイロン1
2が揚力を発生する。揚力の存在は、一般的に(1)渦
の形成、(2)乱流、(3)下流側の流れの場にある少
なくとも中くらいの擾乱、又はこれまで述べた効果の任
意の組合せを伴う。従って、揚力を制御出来るならば、
伴流の形成も制御出来る。従って、第6図乃至第8図の
フラップの位置を変えることは、パイロン12によって
得られる揚力を制御することを通じて、伴流を制御する
こと一見なすことが出来る。
成されることによって生ずるが、ある点では、伴流はパ
イロンによって発生する揚力の結果でもある。即ち、パ
イロン12が第5図に示す様に断面が完全に対称的であ
っても、角度A1で示す所定の進入角では、パイロン1
2が揚力を発生する。揚力の存在は、一般的に(1)渦
の形成、(2)乱流、(3)下流側の流れの場にある少
なくとも中くらいの擾乱、又はこれまで述べた効果の任
意の組合せを伴う。従って、揚力を制御出来るならば、
伴流の形成も制御出来る。従って、第6図乃至第8図の
フラップの位置を変えることは、パイロン12によって
得られる揚力を制御することを通じて、伴流を制御する
こと一見なすことが出来る。
2、一般的に、パイロン12の進入角は、異なる飛行状
態では変化する。例えば、パイロン12が飛行中に所定
の角度になる場合、着陸の為に接近する際、航空機の進
入角が増加する時、この角度が増加する。従って、着陸
操作の際、強度が一層大きな伴流が発生されることがあ
る。従って、伴流を減少する手段の強さは、この時強め
るべきである。例えば、こう云う状態では、第6図のフ
ラップ角度Fを小さくすべきである。
態では変化する。例えば、パイロン12が飛行中に所定
の角度になる場合、着陸の為に接近する際、航空機の進
入角が増加する時、この角度が増加する。従って、着陸
操作の際、強度が一層大きな伴流が発生されることがあ
る。従って、伴流を減少する手段の強さは、この時強め
るべきである。例えば、こう云う状態では、第6図のフ
ラップ角度Fを小さくすべきである。
1実施例では、この様な伴流を減少する手段が、第6図
に「フラップ制御」と記したブロックで示す様に、公知
のサーボ機構を用いて、操縦士によって直接的に制御さ
れる。然し、直接又は間接的な伴流の測定に基づく自動
制御も考えられる。、更に計画に基づいた伴流を減少す
る手段の制御も考えられる。
に「フラップ制御」と記したブロックで示す様に、公知
のサーボ機構を用いて、操縦士によって直接的に制御さ
れる。然し、直接又は間接的な伴流の測定に基づく自動
制御も考えられる。、更に計画に基づいた伴流を減少す
る手段の制御も考えられる。
計画は2段階の方式を指す。最初、変化する飛行状態の
もとて航空機を運転して、伴流の規模を測定する。その
後、大きな伴流の規模になった同様な飛行状態が発生し
た時、伴流を減少する手段を用いる。即ち、前もって伴
流を起すことが判っている、現在測定された飛行状態(
この状態は伴流の規模を含んでいてよい)に応答して、
伴流の・ 減少を実施する。
もとて航空機を運転して、伴流の規模を測定する。その
後、大きな伴流の規模になった同様な飛行状態が発生し
た時、伴流を減少する手段を用いる。即ち、前もって伴
流を起すことが判っている、現在測定された飛行状態(
この状態は伴流の規模を含んでいてよい)に応答して、
伴流の・ 減少を実施する。
推進プロペラを支持するパイロンによって普通発生され
る伴流を減少して、(1)プロペラによって発生される
伴流を閉塞することによる騒音を少なくすると共に、(
2)伴流によってプロペラ羽根に加わる周期的な羽根の
撓み番減少する発明を説明した。更に、飛行特性が変化
するにつれて、伴流を減少する程度を必要に応じて修正
する。例えば、大きな進入角の着陸の際は、伴流の減少
を一層強めることが必要になることがあり得る。
る伴流を減少して、(1)プロペラによって発生される
伴流を閉塞することによる騒音を少なくすると共に、(
2)伴流によってプロペラ羽根に加わる周期的な羽根の
撓み番減少する発明を説明した。更に、飛行特性が変化
するにつれて、伴流を減少する程度を必要に応じて修正
する。例えば、大きな進入角の着陸の際は、伴流の減少
を一層強めることが必要になることがあり得る。
特許請求の範囲によって定められたこの発明の範囲内で
、種々の変更を加えることが出来ることを承知されたい
。
、種々の変更を加えることが出来ることを承知されたい
。
第1図は尾部に取付けた反対廻りの推進ファン又はプロ
ペラを動力源とする航空機を示す略図、第2図はパイロ
ン12によって発生される伴流15を含めて、第1図の
円で囲った領域12を更に詳しく示す図、 第3図は部分的に水中に没した船のプロペラを示す図、 第4図はパイロン12の表面の粘性境界層の断面図並び
にその結果発生される伴流を示す図、第5図はプロペラ
羽根6Aが第2図の伴流15に入る時の進入角に起る変
化を示す図、第6図乃至第9図はこの発明の3つの形式
を示す略図である。 主な符号の説明 12:パイロン 40:フラップ Fil、9
ペラを動力源とする航空機を示す略図、第2図はパイロ
ン12によって発生される伴流15を含めて、第1図の
円で囲った領域12を更に詳しく示す図、 第3図は部分的に水中に没した船のプロペラを示す図、 第4図はパイロン12の表面の粘性境界層の断面図並び
にその結果発生される伴流を示す図、第5図はプロペラ
羽根6Aが第2図の伴流15に入る時の進入角に起る変
化を示す図、第6図乃至第9図はこの発明の3つの形式
を示す略図である。 主な符号の説明 12:パイロン 40:フラップ Fil、9
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、推進プロペラを取付けたパイロンに於て、該パイロ
ンによって発生される伴流を修正する可動の制御面を有
するパイロン。 2、推進プロペラを支持するパイロンに於て、マストと
、 該マストによって支持されていて、パイロンによって発
生される伴流を修正する可動翼とを有するパイロン。 3、推進プロペラを支持するパイロンに於て、パイロン
の中に収容することが出来ると共に、パイロンの伴流を
修正する為に、パイロンを通過する空気流の中に展開す
ることが出来る翼を有するパイロン。 4、パイロンより下流側に配置された少なくとも1つの
推進プロペラを持ち、前記パイロンが前記プロペラが吸
込む乱流を発生する様な航空機推進装置に於て、 前記パイロンによって発生された乱流を変調するフラッ
プと、 航空機の異なる進入角を含む異なる飛行状態に応答して
、該フラップの変調を制御する制御手段とを有する航空
機推進装置。 5、胴体と、 該胴体の尾部の近くに配置されていて、機関を収容する
ナセルと、 該ナセルより後方に配置された推進プロペラと、機関を
支持していて、前記胴体及び機関の間を伸びる機関取付
け部と、 胴体の進入角とは無関係な、自由流れに対する選択可能
な進入角を持つ、機関取付け部の周りの整形部とを有す
る航空機推進装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US081,772 | 1987-08-05 | ||
US07/081,772 US4966338A (en) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | Aircraft pylon |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01101296A true JPH01101296A (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=22166288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63194678A Pending JPH01101296A (ja) | 1987-08-05 | 1988-08-05 | パイロン |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4966338A (ja) |
JP (1) | JPH01101296A (ja) |
CA (1) | CA1316163C (ja) |
DE (1) | DE3826306A1 (ja) |
FR (1) | FR2619076B1 (ja) |
GB (1) | GB2208502B (ja) |
IT (1) | IT1226367B (ja) |
SE (1) | SE504023C2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012508668A (ja) * | 2008-11-14 | 2012-04-12 | スネクマ | ダクトなしのプロペラを備えた航空機エンジンの空気取入口 |
JP5445586B2 (ja) * | 2009-10-07 | 2014-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | 翼構造および整流装置 |
Families Citing this family (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5779191A (en) * | 1996-11-12 | 1998-07-14 | Brislawn; Mark G. | Pylon flap for increasing negative pitching moments |
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