特許 6361456 推力偏向装置、推力偏向方法、及び飛しょう体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6361456

(24)【登録日】2018年7月6日

(45)【発行日】2018年7月25日

(54)【発明の名称】推力偏向装置、推力偏向方法、及び飛しょう体

(51)【国際特許分類】

   F02K 9/90 20060101AFI20180712BHJP

   F02K 9/97 20060101ALI20180712BHJP

   F42B 10/66 20060101ALI20180712BHJP

【ＦＩ】

   F02K9/90

   F02K9/97

   F42B10/66

【請求項の数】11

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2014-213077(P2014-213077)

(22)【出願日】2014年10月17日

(65)【公開番号】特開2016-79917(P2016-79917A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年7月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102864

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 実

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 史典

(72)【発明者】

【氏名】谷 寛之

(72)【発明者】

【氏名】日向 大輔

【審査官】 倉田 和博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２０２２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５０−０１２８３９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 韓国公開特許第２００２−００７９０７３（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｋ ９／００ − ９／９７

Ｆ４２Ｂ １０／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼ガスを放出するノズル出口を有するノズルと、
第１回転軸の回りに回転する第１ジェットタブと、
第２回転軸の回りに回転する第２ジェットタブと、
前記第１ジェットタブを前記第１回転軸の回りに回転させ、前記第２ジェットタブを前記第２回転軸の回りに回転させる少なくとも１つの駆動部と
を備え、
前記ノズル出口の面に垂直で、前記ノズルの内側から前記ノズルの外側に向かう方向を第１方向と定義するとき、前記第１ジェットタブ及び前記第２ジェットタブは、前記ノズルよりも前記第１方向側に配置されており、
前記第１ジェットタブは、
前記第１方向にみて前記ノズル出口と重ならないように配置され、前記第１回転軸に接続された第１基端部と、
前記第１方向にみて前記ノズル出口に重ならない第１退避位置から前記ノズル出口に重なる第１進出位置に向けて進出可能な第１先端部と
を備え、
前記第２ジェットタブは、
前記第１方向にみて前記ノズル出口と重ならないように配置され、前記第２回転軸に接続された第２基端部と、
前記第１方向にみて前記ノズル出口に重ならない第２退避位置から前記ノズル出口に重なる第２進出位置に向けて進出可能な第２先端部と
を備え、
前記第１ジェットタブ及び前記第２ジェットタブは、所定の第１対称面に対して対称に配置され、前記所定の第１対称面に対して対称な形状を有し、かつ、前記少なくとも１つの駆動部によって前記所定の第１対称面に対して対称に駆動され、
前記第１ジェットタブの最先端と前記第１回転軸との間の距離は、前記第１回転軸と前記所定の第１対称面との間の距離よりも大きく、
前記第２ジェットタブの最先端と前記第２回転軸との間の距離は、前記第２回転軸と前記所定の第１対称面との間の距離よりも大きい
推力偏向装置。

【請求項2】

前記駆動部を制御する駆動制御部を更に備え、
前記駆動部は、
前記第１ジェットタブを前記第１回転軸の回りに回転させる第１駆動部と、
前記第２ジェットタブを前記第２回転軸の回りに回転させる第２駆動部と
を有し、
前記駆動制御部は、前記第１駆動部及び前記第２駆動部を同期制御することにより、前記第１ジェットタブ及び前記第２ジェットタブを前記所定の第１対称面に対して対称に駆動する
請求項１に記載の推力偏向装置。

【請求項3】

前記駆動部の動力を前記第１ジェットタブ及び前記第２ジェットタブに同時に伝達する動力分割機構を更に備える
請求項１に記載の推力偏向装置。

【請求項4】

前記動力分割機構は、
第１シャフトであって、前記第１シャフトの先端部が前記第１ジェットタブに連結された前記第１シャフトと、
前記第１シャフトに設けられた第１歯車と、
第２シャフトであって、前記第２シャフトの先端部が前記第２ジェットタブに連結され、前記第２シャフトの基端部が前記駆動部に連結された前記第２シャフトと、
前記第２シャフトに設けられた第２歯車と
を備え、
前記第１歯車は、前記第２歯車と噛み合うように配置されている
請求項３に記載の推力偏向装置。

【請求項5】

前記第１ジェットタブは、第１内側面を備え、
前記第２ジェットタブは、第２内側面を備え、
前記第１内側面及び第２内側面は、前記第１ジェットタブが前記第１進出位置にあり、かつ前記第２ジェットタブが前記第２進出位置にあるとき、互いに対面すると共に平行である
請求項１から４のいずれか一項に記載の推力偏向装置。

【請求項6】

前記第１ジェットタブの前記第１先端部は、先端に向かうにつれて先細る形状であり、
前記第２ジェットタブの前記第２先端部は、先端に向かうにつれて先細る形状である
請求項１から５のいずれか一項に記載の推力偏向装置。

【請求項7】

前記第１先端部の厚みは、前記第１基端部の厚みよりも薄く、
前記第２先端部の厚みは、前記第２基端部の厚みよりも薄い
請求項１から６のいずれか一項に記載の推力偏向装置。

【請求項8】

前記第１ジェットタブ及び前記第２ジェットタブを含むタブ対を含む複数のタブ対を備える
請求項１から７のいずれか一項に記載の推力偏向装置。

【請求項9】

前記複数のタブ対の全てが同時に駆動された場合であっても、前記複数のタブ対の各々は、他のいずれのタブ対とも軌跡が干渉することのないように、前記各タブ対を構成する各ジェットタブの形状及び配置が設定されている
請求項１から８のいずれか一項に記載の推力偏向装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の推力偏向装置を備える飛しょう体。

【請求項11】

推力偏向装置を用いる推力偏向方法であって、
前記推力偏向装置は、
燃焼ガスを放出するノズル出口を有するノズルと、
第１回転軸の回りに回転する第１ジェットタブと、
第２回転軸の回りに回転する第２ジェットタブと、
第１ジェットタブを前記第１回転軸の回りに回転させ、前記第２ジェットタブを前記第２回転軸の回りに回転させる少なくとも一の駆動部と
を備え、
前記ノズル出口の面に垂直で、前記ノズルの内側から前記ノズルの外側に向かう方向を第１方向と定義するとき、前記第１ジェットタブ及び前記第２ジェットタブは、前記ノズルよりも前記第１方向側に配置されており、
前記第１ジェットタブは、
前記第１方向にみて前記ノズル出口と重ならないように配置され、前記第１回転軸に接続された第１基端部と、
前記第１方向にみて前記ノズル出口に重ならない第１退避位置から前記ノズル出口に重なる第１進出位置に向けて進出可能な第１先端部と
を備え、
前記第２ジェットタブは、
前記第１方向にみて前記ノズル出口と重ならないように配置され、前記第２回転軸に接続された第２基端部と、
前記第１方向にみて前記ノズル出口に重ならない第２退避位置から前記ノズル出口に重なる第２進出位置に向けて進出可能な第２先端部と
を備え、
前記第１ジェットタブ及び前記第２ジェットタブは、所定の第１対称面に対して対称に配置され、かつ、前記所定の第１対称面に対して対称な形状を有し、
前記第１回転軸と前記第２回転軸との間の距離が回転軸間距離であり、
前記第１先端部の面中心と前記第２先端部の面中心との間の距離が先端部間距離であり、
前記第１ジェットタブが前記第１退避位置にあり、かつ前記第２ジェットタブが前記第２退避位置にあるとき、前記先端部間距離は、前記回転軸間距離よりも大きく、
前記推力偏向方法は、
前記駆動部が、前記先端部間距離が単調に減少するように、前記第１ジェットタブを前記第１退避位置から前記第１進出位置へ駆動し、かつ前記第２ジェットタブを前記第２退避位置から前記第２進出位置へ駆動するステップと、
前記駆動部が、前記先端部間距離が単調に増加するように、前記第１ジェットタブを前記第１進出位置から前記第１退避位置へ駆動し、かつ前記第２ジェットタブを前記第２進出位置から前記第２退避位置へ駆動するステップと
を備える
推力偏向方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、推力偏向装置、推力偏向方法、及び飛しょう体に関する。

【背景技術】

【0002】

飛しょう体の推力の方向を偏向する手段の１つとして、ジェットタブ方式の推力偏向装置が知られている。この方式の推力偏向装置は、飛しょう体（例えば、ミサイル）に搭載されている。本願明細書では、ジェットタブ方式の推力偏向装置に焦点を当てる。以下、この方式の推力偏向装置を単に「推力偏向装置」と呼ぶ。

【0003】

典型的な推力偏向装置は、複数のジェットタブを備えている。複数のジェットタブは、飛しょう体のノズルの後方に配置されている。なお、「ジェットタブ」は、「タブ」、「スポイラー」又は「偏向体」とも呼ばれる。

【0004】

推力偏向装置は、概略次のように動作する。はじめ、複数のジェットタブの全ては、ノズル出口に重ならない位置にある。飛しょう体の推力の方向が所定の方向（例えば、ピッチ角が増加する方向）に偏向されるとき、複数のジェットタブのうち、対象のジェットタブがノズル出口に重なる位置に進出する。このことにより、ノズルから放出される燃焼ガスが対象のジェットタブに当り、その燃焼ガス流の方向が変化する。その変化に応じて、飛しょう体の軌道が変化する。

【0005】

推力偏向装置に関連する文献として、特許文献１は、必要なローリングモーメントが得られないという課題の一解決策を提案している。特許文献２は、飛しょう体の飛行制御を向上させるべく、ジェットタブ自体の改良策を提案している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平４−２９７８００号公報

【特許文献2】特開２０１２−２０２２２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

推力偏向装置が飛しょう体に搭載される場合、推力偏向装置自体は小さい方が望ましい。そこで、本願発明者は、推力偏向装置の小型化及び軽量化に着目した。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以下に、「発明を実施するための形態」で使用される符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明を実施するための形態」との対応関係を明確にするために付加されたものである。ただし、これらの符号は、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いられるものではない。

【0009】

本発明の第１の観点の推力偏向装置（１）は、燃焼ガス（Ｇ）を放出するノズル出口（１１）を有するノズル（１０）と、第１回転軸（２１１）の回りに回転する第１ジェットタブ（２０１）と、第２回転軸（２１２）の回りに回転する第２ジェットタブ（２０２）と、第１ジェットタブを第１回転軸の回りに回転させ、第２ジェットタブを第２回転軸の回りに回転させる少なくとも１つの駆動部（３０）とを備える。ノズル出口の面に垂直で、ノズルの内側からノズルの外側に向かう方向を第１方向（Ｚ軸の正方向）と定義するとき、第１ジェットタブ及び第２ジェットタブは、ノズルよりも第１方向側に配置されている。第１ジェットタブは、第１方向にみて前記ノズル出口と重ならないように配置され、第１回転軸に接続された第１基端部（２２１）と、第１方向にみてノズル出口に重ならない第１退避位置（Ｐ１１）からノズル出口に重なる第１進出位置（Ｐ２１）に向けて進出可能な第１先端部（２３１）とを備える。第２ジェットタブは、第１方向にみてノズル出口と重ならないように配置され、第２回転軸に接続された第２基端部（２２２）と、第１方向にみてノズル出口に重ならない第２退避位置（Ｐ１２）からノズル出口に重なる第２進出位置（Ｐ２２）に向けて進出可能な第２先端部（２３２）とを備える。第１ジェットタブ及び第２ジェットタブは、所定の第１対称面（ＳＵＲ_ａ）に対して対称に配置され、所定の第１対称面に対して対称な形状を有し、かつ、少なくとも１つの駆動部によって所定の第１対称面に対して対称に駆動される。第１ジェットタブの最先端（２４１）と第１回転軸との間の距離（Ｄ１）は、第１回転軸と所定の第１対称面との間の距離（Ｄ２）よりも大きい。第２ジェットタブの最先端（２４２）と第２回転軸との間の距離（Ｄ３）は、第２回転軸と所定の第１対称面との間の距離（Ｄ４）よりも大きい。

【0010】

好適には、推力偏向装置は、駆動部を制御する駆動制御部（４０）を更に備える。駆動部は、第１ジェットタブを第１回転軸の回りに回転させる第１駆動部（３０_１）と、第２ジェットタブを第２回転軸の回りに回転させる第２駆動部（３０_２）とを有する。駆動制御部は、第１駆動部及び第２駆動部を同期制御することにより、第１ジェットタブ及び第２ジェットタブを前記所定の第１対称面に対して対称に駆動する。

【0011】

好適には、推力偏向装置は、駆動部の動力を第１ジェットタブ及び第２ジェットタブに同時に伝達する動力分割機構（５０）を更に備える。

【0012】

好適には、動力分割機構は、第１シャフト（５１_１）であって、第１シャフトの先端部（５１２_１）が第１ジェットタブ（２０_１）に連結された第１シャフトと、第１シャフトに設けられた第１歯車（５２_１）と、第２シャフト（５１_２）であって、第２シャフトの先端部（５１２_２）が第２ジェットタブ（２０_２）に連結され、第２シャフトの基端部（５１１_２）が駆動部に連結された前記第２シャフトと、第２シャフトに設けられた第２歯車（５２_２）とを備える。第１歯車は、第２歯車と噛み合うように配置されている。

【0013】

好適には、第１ジェットタブは、第１内側面（２７_１）を備える。第２ジェットタブは、第２内側面（２７_２）を備える。第１内側面及び第２内側面は、第１ジェットタブが第１進出位置にあり、かつ第２ジェットタブが第２進出位置にあるとき、互いに対面すると共に平行である。

【0014】

好適には、第１ジェットタブの第１先端部は、先端に向かうにつれて先細る形状である。第２ジェットタブの第２先端部は、先端に向かうにつれて先細る形状である。

【0015】

好適には、第１先端部の厚み（ＴＨ１）は、第１基端部の厚み（ＴＨ２）よりも薄い。第２先端部の厚み（ＴＨ１）は、第２基端部の厚み（ＴＨ２）よりも薄い。

【0016】

好適には、推力偏向装置は、第１ジェットタブ及び第２ジェットタブを含むタブ対（ＴＡＢ_１）を含む複数のタブ対（ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４）を備える。

【0017】

好適には、複数のタブ対の全てが同時に駆動された場合であっても、複数のタブ対の各々は、他のいずれのタブ対とも軌跡が干渉することのないように、各タブ対を構成する各ジェットタブの形状及び配置が設定されている。

【0018】

好適には、飛しょう体（６）は、推力偏向装置（１、１Ｂ、１Ｃ）を備える。

【0019】

本発明の第２の観点の推力偏向方法は、推力偏向装置（１）を用いる推力偏向方法である。前記推力偏向装置は、燃焼ガス（Ｇ）を放出するノズル出口（１１）を有するノズル（１０）と、第１回転軸（２１_１）の回りに回転する第１ジェットタブ（２０_１）と、第２回転軸（２１_２）の回りに回転する第２ジェットタブ（２０_２）と、第１ジェットタブを第１回転軸の回りに回転させ、第２ジェットタブを第２回転軸の回りに回転させる少なくとも一の駆動部（３０）とを備える。ノズル出口の面に垂直で、ノズルの内側からノズルの外側に向かう方向を第１方向と定義するとき、第１ジェットタブ及び第２ジェットタブは、ノズルよりも第１方向側に配置されている。第１ジェットタブは、第１方向にみて前記ノズル出口と重ならないように配置され、第１回転軸に接続された第１基端部（２２_１）と、第１方向にみてノズル出口に重ならない第１退避位置（Ｐ１_１）からノズル出口に重なる第１進出位置（Ｐ２_１）に向けて進出可能な第１先端部（２３_１）とを備える。第２ジェットタブは、第１方向にみてノズル出口と重ならないように配置され、第２回転軸に接続された第２基端部（２２_２）と、第１方向にみてノズル出口に重ならない第２退避位置（Ｐ１_２）からノズル出口に重なる第２進出位置（Ｐ２_２）に向けて進出可能な第２先端部（２３_２）とを備える。第１ジェットタブ及び第２ジェットタブは、所定の第１対称面に対して対称に配置され、かつ、所定の第１対称面に対して対称な形状を有する。第１回転軸と第２回転軸との間の距離が回転軸間距離（Ｄ５）である。第１先端部（２３_１）の面中心（２８_１）と第２先端部（２３_２）の面中心（２８_２）との間の距離が先端部間距離（Ｄ６）である。第１ジェットタブが第１退避位置にあり、かつ第２ジェットタブが第２退避位置にあるとき、先端部間距離は、回転軸間距離よりも大きい。推力偏向方法は、駆動部が、先端部間距離（Ｄ６）が単調に減少するように、第１ジェットタブを第１退避位置から第１進出位置へ駆動し、かつ第２ジェットタブを第２退避位置から第２進出位置へ駆動するステップと、駆動部が、先端部間距離（Ｄ６）が単調に増加するように、第１ジェットタブを第１進出位置から第１退避位置へ駆動し、かつ第２ジェットタブを第２進出位置から第２退避位置へ駆動するステップとを備える。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、小型化及び軽量化された推力偏向装置を提供することができる。これに加え、小型化及び軽量化された推力偏向装置を備える飛しょう体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、推力偏向装置の主要部の模式図である。

【図2A】図２（Ａ）は、推力偏向角の説明図である。

【図2B】図２（Ｂ）は、ノズル出口面積Ａ_０の説明図である。

【図2C】図２（Ｃ）は、重なり面積Ａ_ｒの説明図である。

【図3】図３は、偏向力Ｆの大きさと面積比Ｓとの関係を示す図である。

【図4】図４は、ジェットタブ２０ａが受ける力の説明図である。

【図5】図５は、第１の実施の形態に係る推力偏向装置１の斜視図である。

【図6】図６は、第１タブ対ＴＡＢ_１周辺の部分拡大図である。

【図7】図７は、第１の実施の形態に係る推力偏向装置１によって得られる偏向力の説明図である。

【図8】図８は、他の観点の推力偏向装置１Ａによって得られる偏向力の説明図である。

【図9】図９は、第１ジェットタブ２０_１の周辺における推力偏向装置の側方断面図である。

【図10】図１０は、推力偏向装置１を後方からみた図である。

【図11】図１１は、進出位置にある第１タブ対ＴＡＢ_１の外観図である。

【図12】図１２は、ジェットタブ２０の他の形状を例示する外観図である。

【図13】図１３は、推力偏向装置１の駆動系を示すブロック図である。

【図14】図１４は、第１タブ対ＴＡＢ_１に対応する動力分割機構５０を図示している。

【図15】図１５は、第２の実施の形態に係る推力偏向装置１Ｂを後方からみた図である。

【図16】図１６は、第３の実施の形態に係る推力偏向装置１Ｃを後方からみた図である。

【図17】図１７は、第４の実施の形態に係る飛しょう体６の外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態を図面に関連づけて説明する。以下の実施の形態において、同一の部材には原則として同一の符号が付され、その繰り返しの説明は省略される。符号の添え字は、同種の部材を区別するためのものである。その区別が不要の場合、添え字は、適宜省略される。

【0023】

１．方向の定義
本願明細書では、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を持つ直交座標が使用される。図１及び図９に示すように、ノズル（１０；１０_ａ）の中心軸（Ｏ）がＺ軸に対応している。Ｚ軸の正方向は、ノズルの内部で燃焼ガス流（Ｇ１）が流れる方向に対応している。「第１方向」は、ノズル出口（１１、１１_ａ）の面に垂直で、ノズル（１０；１０_ａ）の内側からノズル出口の外側に向かう方向で定義される。言い換えれば、「第１方向」は、Ｚ軸に対応している。Ｙ軸は、Ｘ軸及びＺ軸の双方に対して垂直である。

【0024】

２．主な用語の定義
１）「ノズル」とは、図１及び図９に示すように、ノズル内壁面（１２；１２_ａ）を含む部分に加え、ノズルの外装部分も含む。
２）「ノズル出口」とは、図１及び図９に示すように、例えばノズルの後端、具体的には、図１の図番１１ａ、図９の図番１１で示される部分を指す。。
３）「ノズル出口の面」とは、上記「ノズル出口」を含む面である。
４）「後方」とは、Ｚ軸の正方向を指す。「ノズルの後方」とは、図１及び図９に示すように、ノズルの後端よりも燃焼ガス（Ｇ１）が放出される側の方向を指す。
５）「前方」とは、Ｚ軸の負方向を指す。
６）「同時」とは、厳密な同時に加え、実質的に同時も含む。
７）「対称面」とは、図５、図１０、図１５及び図１６にそれぞれ示すように、第１から第６対称面（ＳＵＲ_ａ‐ＳＵＲ_ｆ）の各々を指す。対称面の数は、タブ対の個数分ある。例えば、図５において第１タブ対（ＴＡＢ_１）に着目すると、第１対称面（ＳＵＲ_ａ）は、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２の間にある平面である。第１対称面は、ノズルの中心軸を含んでいる。

【0025】

３．推力偏向装置の原理
３．１．偏向力
本題に入る前に、推力偏向装置の原理を簡単に説明する。図１は、推力偏向装置１ａの主要部の側方断面図である。なお、図１では、ノズル１０ａが中心軸Ｏに対して回転対称であることに留意されたい。

【0026】

ノズル１０ａは、そのスロート１４ａからノズル出口１１ａに向かうにつれて、ノズル１０ａの口径が大きくなるように構成されている。ノズル出口１１ａの後方に、ジェットタブ２０ａが配置されている。図１では、ジェットタブ２０ａの一部がノズル出口１１ａに重なっている。

【0027】

燃焼ガスＧ１は、スロート１４ａからノズル出口１１ａの方向に膨張しながら流れる。そして、燃焼ガスＧ１は、ノズル出口１１ａからノズル１０ａの外部へと放出される。ただし、ジェットタブ２０ａの存在により、ジェットタブ２０ａの前方に高圧領域ＲＥＧが発生する。高圧領域ＲＥＧでは、燃焼ガスＧ１の流入が抑制される。高圧領域ＲＥＧの前方部分ＳＰを起点として、斜め衝撃波ＳＨＷが発生する。斜め衝撃波ＳＨＷによって、燃焼ガスＧ１は、偏向され、偏向流Ｇ２としてノズル１０ａの外部へと放出される。このとき、偏向流Ｇ２のＹ軸方向成分（ノズル１０ａの中心軸Ｏに対して垂直方向）により偏向力Ｆが発生する。偏向力Ｆによって、ノズル１０ａ（ノズル１０ａを備える飛しょう体）を推進させる推力が偏向される。

【0028】

３．２．ジェットタブの形状
ジェットタブの形状は任意でよい。この点について、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）及び図３を参照して説明する。図２（Ａ）は、推力偏向角の説明図である。図２（Ａ）は、ノズル１ａの側面に加え、ロケットモータ７の側面を示している。ロケットモータ７には、推進力Ｆｘ及び偏向力Ｆｙが作用する。推進力Ｆｘは、中心軸（Ｏ）方向に働く力である。偏向力Ｆｙは、図１に示す偏向力Ｆに対応する。このとき、推力偏向角θは、Ａｒｃｔａｎ（Ｆｙ／Ｆｘ）で定義される（θ≧０）。図２（Ｂ）は、ノズル出口面積Ａ_０の説明図である。ノズル出口面積Ａ_０とは、ノズル内壁面１２ａで囲まれる部分、つまり、ノズル出口１１ａの面積を指している。図２（Ｃ）は、重なり面積Ａ_ｒの説明図である。重なり面積Ａ_ｒとは、ジェットタブ２０ａがノズル出口１１ａと重なっている部分の面積を指している。実際には、複数のジェットタブ２０ａが設けられている。ここでは、説明を明確にするため、１個のジェットタブ２０ａを例に挙げる。

【0029】

図３は、推力偏向角θと面積比Ｓとの関係を示す図である。面積比Ｓは、重なり面積Ａ_ｒとノズル出口面積Ａ_０との比（Ｓ＝Ａ_ｒ／Ａ_０）で表される。このとき、推力偏向角θは、面積比Ｓ＝Ａ_ｒ／Ａ_０の単調増加の関数で表される。つまり、重なり面積Ａ_ｒが増加するにつれて、推力偏向角θも増加する。また、重なり面積Ａ_ｒが増加するにつれて、図２（Ａ）に示す偏向力Ｆｙも、概ね増加する。このことから、必要な偏向力を得るためには、基本的には、ジェットタブ２０ａの形状が任意でよいことが分かる。

【0030】

４．本願発明者によって認識された課題
同じ偏向力を得ることができるならば、ジェットタブの大きさは、できるだけ小さい方がよい。それは、このことが推力偏向装置の小型化及び軽量化につながるためである。本願発明者は、この点に着目した。しかしながら、そのためには、次の点を考慮する必要がある。

【0031】

このことを、図４を参照して説明する。図４は、ジェットタブ２０ａが受ける力の説明図である。ここでは、ジェットタブ２０は、概ね直方体の形状を持っており、ノズル出口１１ａを含む面に対して平行である。ジェットタブ２０ａは、燃焼ガスＧ１から流体力学的な力を受ける。図４では、ジェットタブ２０ａの先端部２３ａがノズル１０ａの後方でノズル出口１１ａに重なっている。

【0032】

燃焼ガスＧ１は、ノズル１０ａのスロート（不図示）からノズル出口１１ａへ向かって放出されている。このとき、ジェットタブ２０は、大別して、燃焼ガスＧ１から２種類の力を受ける。１つ目は、ジェットタブ２０ａの内側面２７ａが受ける力Ｆ１である。２つ目は、ジェットタブ２０ａの表面２５ａが受ける力Ｆ２である。流体力学の観点では、これら二つの力が支配的である。

【0033】

１つ目の力Ｆ１について述べる。図４に示すように、力Ｆ１は、ジェットタブ２０ａの内側面２７ａに対して垂直に働く力である。初め、ジェットタブ２０ａは、ノズル出口１１に重ならない位置にある（想像線：二点鎖線を参照）。その後、ジェットタブ２０ａは、この位置からノズル出口１１ａに重なる位置へ駆動部３０ａによって回転される。このとき、駆動部３０ａは、力Ｆ１によって回転を妨げられる方向に力を受ける。この力によって、ジェットタブ２０ａは、流体負荷トルクＴを受ける。流体負荷トルクＴの方向は、ジェットタブ２０ａの回転方向と逆向きである。流体負荷トルクＴの大きさは、力Ｆ１×スパンＬ１で表される。スパンＬ１は、ジェットタブ２０ａとシャフト５１ａが連結されている位置からジェットタブ２０が力Ｆ１を受ける位置までの距離である。なお、ここで言う、力Ｆ１は、ある代表点に作用する力である。実際にジェットタブ２０ａが受ける力は、各点に作用する力の総和である。具体的には、ジェットタブ２０ａが受ける流体負荷トルクＴは、各点に作用する流体負荷トルク（Ｆ１×Ｌ１）の総和である。

【0034】

二つ目の力Ｆ２について述べる。図４に示すように、力Ｆ２は、ジェットタブ２０ａの表面２５ａに対して垂直に働く力である。力Ｆ２によって、ジェットタブ２０ａの先端部２３ａが、燃焼ガス流（Ｇ１）の方向に押される。この力によって、ジェットタブ２０ａは、曲げモーメントＭを受ける。曲げモーメントＭの大きさは、力Ｆ２×スパンＬ２で表される。スパンＬ２は、シャフト５１からジェットタブ２０ａが力Ｆ２を受ける位置までの距離である。なお、ここで言う、力Ｆ２は、ある代表点に作用する力である。実際にジェットタブ２０ａが受ける力は、各点に作用する力の総和である。具体的には、ジェットタブ２０ａが受ける曲げモーメントＭは、各点に作用する曲げモーメント（Ｆ２×Ｌ２）の総和である。

【0035】

ジェットタブ２０ａの厚みＴＨが更に薄くなれば、ジェットタブ２０ａの内側面２７ａに対して垂直に働く力Ｆ１は、その分小さくなる。しかしながら、ジェットタブ２０ａの強度がその分低下する。他方、ジェットタブ２０ａがノズル出口１１ａと重なる部分が更に小さくなれば、ジェットタブ２０ａの表面２５ａに対して垂直に働く力Ｆ２は、その分小さくなる。しかしながら、所望する偏向力Ｆを得ることが難しくなる。したがって、所望する偏向力Ｆを確保しつつ、ジェットタブ２０ａにかかる力Ｆ１、Ｆ２をできるだけ低減させる工夫が求められる。

【0036】

５．第１の実施の形態
５．１．概要
第１の実施の形態の概要を図５及び図６を参照して説明する。図５は、第１の実施の形態に係る推力偏向装置１の斜視図である。図５に示すように、推力偏向装置１は、ノズル１０と、第１‐第８ジェットタブ２０_１‐２０_８と、駆動部３０とを備える。第１‐第８ジェットタブ２０_１‐２０_８は、第１‐第８回転軸２１_１‐２１_８をそれぞれ備える。ノズル１０は、ノズル出口１１と、ノズル底部１３とを備える。駆動部３０は、第１ジェットタブ２０_１を第１回転軸２１_１の回りに回転させ、第２ジェットタブ２０_２を第２回転軸２１_２の回りに回転させる。

【0037】

本実施の形態では、１個のジェットタブ２０にかかる力を低減させつつ、所望する偏向力Ｆを得るために、２個のジェットタブ２０で１つのタブ対ＴＡＢが構成されている。その詳細は、次の通りである。第１タブ対ＴＡＢ_１が第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２で構成されている。同様に、第２タブ対ＴＡＢ_２が第３ジェットタブ２０_３及び第４ジェットタブ２０_４で構成されている。第３タブ対ＴＡＢ_３が第５ジェットタブ２０_５及び第６ジェットタブ２０_６で構成されている。第４タブ対ＴＡＢ_４が第７ジェットタブ２０_７及び第８ジェットタブ２０_８で構成されている。

【0038】

各タブ対ＴＡＢを構成する２個のジェットタブ２０の間に、第１‐第４対称面ＳＵＲ_ａ‐ＳＵＲ_ｄがある。第１タブ対ＴＡＢ_１に着目すると、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２の間に、第１対称面ＳＵＲ_ａがある。第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２は、第１対称面ＳＵＲ_ａに対して対称に配置され、第１対称面ＳＵＲ_ａに対して対称な形状を有する。いずれのタブ対ＴＡＢも同じ構成を持つ。以下の説明では、特に断りのない限り、第１タブ対ＴＡＢ_１に焦点を当てる。

【0039】

図６は、第１タブ対ＴＡＢ_１周辺の部分拡大図である。図６に示すように、第１ジェットタブ２０_１は、第１回転軸２１_１に接続された第１基端部２２_１と、第１先端部２３_１とを更に備える。第２ジェットタブ２０_２は、第２回転軸２１_２に接続された第２基端部２２_２と、第２先端部２３_２とを更に備える。第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２の各々は、Ｚ軸方向（第１方向）にみて、ノズル出口１１と重ならないように配置されている。第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２は、駆動部３０によって、第１回転軸２１_１及び第２回転軸２１_２の回りにそれぞれ回転する。第１回転軸２１_１及び第２回転軸２１_２は、互いに離間している。両者の位置は、それぞれ固定されている。

【0040】

ここで、第１回転軸２１_１と第１最先端２４_１（第１回転軸２１_１から最も離れた第１ジェットタブ２０_１上の点）との間の距離は、距離Ｄ１で表される。第１回転軸２１_１から第１対称面ＳＵＲ_ａまでの距離は、Ｄ２で表される。第２回転軸２１_２と第２最先端２４_２（第２回転軸２１_２から最も離れた第２ジェットタブ２０_２上の点）との間の距離は、Ｄ３で表される。第２回転軸２１_２から第１対称面ＳＵＲ_ａまでの距離は、Ｄ４で表される。

【0041】

第１ジェットタブ２０_１は、駆動部３０によって、第１退避位置Ｐ１_１から第１進出位置Ｐ２_１の範囲内で駆動される。第２ジェットタブ２０_２も、駆動部３０によって、第２退避位置Ｐ１_２からび第２進出位置Ｐ２_２の範囲内で駆動される。
第１ジェットタブ２０_１が第１退避位置Ｐ１_１にあり、第２ジェットタブ２０_２が第２退避位置Ｐ１_２にあるとき、第１先端部２３_１と第２先端部２３_２とは、互いに向き合っていない。
第１ジェットタブ２０_１が第１退避位置Ｐ１_１から第１進出位置Ｐ２_１へ向けて駆動され、かつ、第２ジェットタブ２０_２が第２退避位置Ｐ１_２から第２進出位置Ｐ２_２へ向けて駆動されるとき、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２は、互いが第１対称面ＳＵＲ_ａに対して単調的に近接する方向に、かつ第１対称面ＳＵＲ_ａに対して対称に回転される（駆動される）。具体的には、第１ジェットタブ２０_１は、第１退避位置Ｐ１_１（実線）から第１進出位置Ｐ２_１（想像線）に向けて回転する。これと同時に、第２ジェットタブ２０_２も、第２退避位置Ｐ１_２（実線）から第２進出位置Ｐ２_２（想像線）に向け回転する。

【0042】

このことを実現するためには、次の関係が成り立てばよい。第１回転軸２１_１と第２回転軸２１_２との間の距離は、Ｄ５＝Ｄ２＋Ｄ４で表される。距離Ｄ５は、回転軸間距離と呼ばれ、一定の値である。第１先端部２３_１の面中心２８_１と第２先端部２３_２の面中心２８_２との間の距離は、Ｄ６で表される。距離Ｄ６は、先端部間距離と呼ばれる。ここで、面中心とは、対応する先端部２３の図心を指す。第１ジェットタブ２０_１が第１退避位置Ｐ１_１にあり、かつ第２ジェットタブ２０_２が第２退避位置Ｐ１_２にあるとき、先端部間距離Ｄ６は、回転軸間距離Ｄ５よりも大きい。

【0043】

上述の関係は、次のようにも表現される。距離Ｄ１及び距離Ｄ２の間に、次の関係が成り立てばよい。第１ジェットタブ２０_１において、第１最先端２４_１と第１回転軸２１_１との間の距離Ｄ１が第１回転軸２１_１と第１対称面ＳＵＲ_ａとの間の距離Ｄ２よりも大きい。その上、距離Ｄ３及び距離Ｄ４の間に、次の関係が必要である。第２ジェットタブ２０_２において、第２最先端２４_２と第２回転軸２１_２との間の距離Ｄ３は、第２回転軸２１_２と第１対称面ＳＵＲ_ａとの間の距離Ｄ４よりも大きい。

【0044】

５．２．動作（推力偏向方法）
駆動部３０による第１タブ対ＴＡＢ_１の動作は、次の通りである。推力偏向時に、駆動部３０は、先端部間距離Ｄ６が単調に減少するように、第１ジェットタブ２０_１を第１退避位置Ｐ１_１から第１進出位置Ｐ２_１へ駆動し、かつ第２ジェットタブ２０_２を第２退避位置Ｐ１_２から第２進出位置Ｐ２_２へ駆動する。これとは逆に、推力偏向の解除時に、駆動部３０は、先端部間距離Ｄ６が単調に増加するように、第１ジェットタブ２０_１を第１進出位置Ｐ２_１から第１退避位置Ｐ１_１へ駆動し、かつ第２ジェットタブ２０_２を第２進出位置Ｐ２_２から第２退避位置Ｐ１_２へ駆動する。

【0045】

５．３．効果
１個のタブ対ＴＡＢに上述の関係がある。このことにより、次の効果が得られる。１つ目は、流体負荷トルクＴ及び曲げモーメントＭの低減に関する。本実施の形態では、２個のジェットタブ２０で１つのタブ対ＴＡＢが構成されている。ここで、任意の１個のタブ対ＴＡＢのみが進出位置にある場合を仮定する。ある重なり面積Ａ_ｒを１個のジェットタブで得ようとすれば、１個のジェットタブの先端部の表面積（図４における先端部２３ａの面積）が本実施の形態のものよりも大きくなる。これは、１個のジェットタブにかかる力Ｆ２（図４を参照）の増大を意味し、推力偏向装置の小型化及び軽量化を妨げる。そこで、本実施の形態では、１個のジェットタブ２０にかかる力Ｆ２を低減させるため、２個のジェットタブ２０で１つのタブ対ＴＡＢが構成されている。その結果、曲げモーメントＭが低減されると共に、流体負荷トルクＴも低減される。

【0046】

２つ目は、偏向力の増大に関する。この観点を図７及び図８に関連付けて説明する。図７では、第１の実施の形態によって得られる偏向力を取り上げる。図８では、比較例を取り上げる。

【0047】

図７は、第１の実施の形態に係る推力偏向装置１によって得られる偏向力の説明図である。なお、説明を明確にするため、図７は、進出位置にある第１タブ対ＴＡＢ_１のみを想像線で図示している。他のタブ対ＴＡＢ_２−ＴＡＢ_４は、退避位置にある。

【0048】

第１ジェットタブ２０_１によって、第１偏向力Ｆ２０_１が発生する。第１偏向力Ｆ２０_１は、ノズル出口１１を含む面において、ノズル１０の中心軸Ｏから第１先端部２３_１の面中心２８_１の向きに働く。第１偏向力Ｆ２０_１は、ベクトル量であり、Ｘ軸方向の成分とＹ軸方向の成分を持つ。第１偏向力Ｆ２０_１がＹ軸となす角は、θ_１で表される。なお、Ｙ軸は、第１対称面ＳＵＲ_ａに対して平行な軸であることに留意されたい。

【0049】

第２ジェットタブ２０_２によって、第２偏向力Ｆ２０_２が発生する。第２ジェットタブ２０_２によって発生する第２偏向力Ｆ２０_２は、ノズル出口１１を含む面において、ノズル１０の中心軸Ｏから第２先端部２３_２の面中心２８_２への向きに働く。第２偏向力Ｆ２０_２がＹ軸となす角は、第１偏向力Ｆ２０_１の場合と同じθ_１で表される。このことは、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２の形状及び配置の対称性に基づく。

【0050】

第１タブ対ＴＡＢ_１によって発生する偏向力Ｆ２０は、第１偏向力Ｆ２０_１と第２偏向力Ｆ２０_２との合力である。したがって、図７に示すように、偏向力Ｆ２０は、ノズル１０の中心軸Ｏからノズル内壁面１２の方向（Ｙ軸の負方向）に発生する。

【0051】

図８は、他の観点の推力偏向装置１Ａによって得られる偏向力の説明図である。図８に示す推力偏向装置１Ａは、第１回転軸２１Ａ_１の回りに回転する第１ジェットタブ２０Ａ_１と、第２回転軸２１Ａ_２の回りに回転する第２ジェットタブ２０Ａ_２とを備える。図８は、第１ジェットタブ２０Ａ_１及び第２ジェットタブ２０Ａ_２の双方が進出位置にある場合を想像線で図示している。基本的には、図８に示す推力偏向装置１Ａは、図７に示すものと同様の構成をとる。したがって、図７に示す推力偏向装置１と、図８に示す推力偏向装置１Ａとの間では、重なり面積Ａ_ｒに変わりはない。ただし、次の点に大きな差異がある。

【0052】

１つ目の差異は、２つの回転軸の間の距離である。図８に示す第１回転軸２１Ａ_１と第２回転軸２１Ａ_２との間の距離は、図７に示す第１回転軸２１_１と第２回転軸２１_２との間の距離よりも大きい。
２つ目の差異は、２個のジェットタブが退避位置から進出位置へ移動する際の回転方向において、図８に示す第１ジェットタブ２０Ａ_１及び第２ジェットタブ２０Ａ_２の回転方向が図７に示すものと逆である。

【0053】

つまり、第１ジェットタブ２０Ａ_１及び第２ジェットタブ２０Ａ_２の双方が退避位置にあるとき、第１先端部２３Ａ_１と第２先端部２３Ａ_２とが互いに向き合うために、図８に示す配置がとられている。このことは、本実施の形態の推力偏向装置１とは異なる。

【0054】

上記２つの差異に起因して、偏向力Ｆの大きさも変わる。図８では、第１偏向力Ｆ２０Ａ_１がＹ軸となす角は、θ_２である。この角θ_２は、図７に示す角θ_１よりも大きい（θ_２＞θ_１）。このことは、第２偏向力Ｆ２０_２についても同様である。したがって、偏向力Ｆ２０Ａ（＝Ｆ２０Ａ_１＋Ｆ２０Ａ_２）は、図７に示す偏向力Ｆ２０よりも小さい（Ｆ２０Ａ＜Ｆ２０）。

【0055】

上述のように、図７に示す推力偏向装置１と、図８に示す推力偏向装置１Ａとの間では、重なり面積Ａ_ｒに変わりはない。それにもかかわらず、図７に示す偏向力Ｆ２０の方が、図８に示す偏向力Ｆ２０Ａよりも大きい。換言すれば、図７の例（本実施形態）では、同じ偏向力を得るために、図８の例におけるジェットタブよりも小さなジェットタブで十分である。このことは、駆動部の小型化だけではなく、推力偏向装置の小型化及び軽量化につながる。

【0056】

３つ目は、偏向力のずれ（ミスアライメントとも呼ばれる）が極めて小さい点にある。偏向力のずれとは、対応する対称面ＳＵＲと偏向力との間の差異を言う。この点については、次の理由が挙げられる。第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２が対称面ＳＵＲ_ａに対して対称な形状をしている。その上、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２が互いに第１対称面ＳＵＲ_ａに対して対称となるように駆動される。したがって、図７に示すように、第１対称面ＳＵＲ_ａに対して互いに対称な２つの偏向力Ｆ２０_１及びＦ２０_２が得られる。その結果、両者の合力である偏向力Ｆ２０と第１対称面ＳＵＲ_ａとの差異は、ゼロであるか、または非常に小さい。この対称性は、偏向力のずれを小さくするために寄与する事項である。

【0057】

６．本実施の形態の詳細
６．１．退避位置及び進出位置
退避位置及び進出位置の詳細は、次の通りである。第１退避位置Ｐ１_１とは、第１ジェットタブ２０_１がノズル出口１１に重なっている部分が存在しないように、第１ジェットタブ２０_１がノズル出口１１の外部にある位置をいう。例えば、第１退避位置Ｐ１_１は、第１ジェットタブ２０_１の全体がノズル底部１３に重なる位置である。
一方、第１進出位置Ｐ２_１とは、第１ジェットタブ２０_１の一部（第１先端部２３_１）がノズル出口１１に重なる位置をいう。具体的には、第１進出位置Ｐ２_１は、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２による推力の偏向力が最大となる位置である。

【0058】

第２退避位置Ｐ１_２とは、第２ジェットタブ２０_２がノズル出口１１に重なっている部分が存在しないように、第２ジェットタブ２０_２がノズル出口１１の外部にある位置をいう。具体的に言えば、第２退避位置Ｐ１_２は、第２ジェットタブ２０_２の全体がノズル底部１３に重なる位置である。
一方、第２進出位置Ｐ２_２とは、第２ジェットタブ２０_２の一部（第２先端部２３_２）がノズル出口１１に重なる位置をいう。具体的には、第２進出位置Ｐ２_２は、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２による推力の偏向力が最大となる位置である。

【0059】

なお、次のことに留意されたい。要求される偏向力が設計上の最大偏向力よりも小さい場合も想定される。この場合、第１進出位置Ｐ２_１は、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２による推力の偏向力が、要求される偏向力となる位置である。同様に、第２進出位置Ｐ２_２は、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２による推力の偏向力が、要求される偏向力となる位置である。

【0060】

以下、説明を明確にするため、次の表現が用いられることがある。（１）「第１タブ対ＴＡＢ_１が退避位置にある」。このことは、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２が第１退避位置Ｐ１_１及び第２退避位置Ｐ１_２にそれぞれある状態を指している。（２）「第１タブ対ＴＡＢ_１が進出位置にある」。このことは、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２が第１進出位置Ｐ２_１及び第２進出位置Ｐ２_２にそれぞれある状態を指している。言うまでもなく、以上の表現は、他のタブ対ＴＡＢ_２‐ＴＡＢ_４についても適用される。

【0061】

６．２．ジェットタブ
第１ジェットタブ２０_１について説明する。第１先端部２３_１は、第１ジェットタブ２０_１の一部である。詳細には、第１先端部２３_１は、第１ジェットタブ２０_１が第１進出位置Ｐ２_１にあるときに、第１ジェットタブ２０_１がノズル出口１１と重なっている部分である。第１基端部２２_１は、第１ジェットタブ２０_１の全体から第１先端部２３_１を除いた領域である。第１ジェットタブ２０_１は、その形状にかかわらず、第１回転軸２１_１から最も離れた第１最先端２４_１を持つ。

【0062】

第２ジェットタブ２０_２の構成について説明する。第２先端部２３_２は、第２ジェットタブ２０_２の一部である。詳細には、第２先端部２３_２は、第２ジェットタブ２０_２が第２進出位置Ｐ２_２にあるときに、第２ジェットタブ２０_２がノズル出口１１と重なっている部分である。第２基端部２２_２は、第２ジェットタブ２０_２の全体から第２先端部２３_２を除いた領域である。第２ジェットタブ２０_２は、その形状にかかわらず、第２回転軸２１_２から最も離れた第２最先端２４_２を持つ。

【0063】

６．３．推力偏向装置の側方断面
図９は、第１ジェットタブ２０_１の周辺における推力偏向装置の側方断面図である。図９は、第１ジェットタブ２０_１が第１進出位置Ｐ２_１にあるときを図示している。

【0064】

第１ジェットタブ２０_１は、ノズル底部１３の後方に配置されている。ノズル底部１３は、ノズル１０の底部を構成する部分である。説明を簡単にするため、ノズル底部１３は、Ｚ方向から見て、平坦に描かれている。第１回転軸２１_１は、シャフト５１を介して駆動部３０に連結されている。なお、シャフト５１自体が第１回転軸２１_１であってもよい。駆動部３０は、例えば、燃焼ガスＧ１が流れる箇所とは異なるノズル１０の中に配置されている。

【0065】

第１ジェットタブ２０_１の表面２５とノズル底部１３との間には、わずかなギャップ（マージン）ＧＰがある。ギャップＧＰの幅は、ギャップＧＰに流れ込む燃焼ガスＧ１ができるだけ少なく、かつ第１ジェットタブ２０_１がノズル底部１３に接触することなく滑らかに回転する範囲内であればよい。なお、ギャップＧＰが大きくなるほど、ギャップＧＰに流れ込む燃焼ガスＧ１の量が増えることに留意されたい。その結果、高圧領域ＲＥＧ（図１を参照）の圧力が減少すると共に、偏向力Ｆも小さくなる。

【0066】

６．４．ジェットタブの配置
第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４の全てが同時に駆動された場合であっても、第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４の各々は、他のいずれのタブ対ＴＡＢとも軌跡が干渉することのないように、タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４の各々を構成する各ジェットタブ２０の配置が設定されている。

【0067】

その詳細は、次の通りである。図１０は、推力偏向装置１を後方からみた図である。図１０に示すように、ノズル出口１１の後方から見て、ノズル出口１１の形状は円である。第１‐第８ジェットタブ２０_１‐２０_８、つまり、第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４は、ノズル底部１３の形状に沿って、等間隔に配置されている。ここで、退避位置にある第１タブ対ＴＡＢ_１に着目すると（想像線を参照）、第１ジェットタブ２０_１の第１先端部２３_１は、隣接する第８ジェットタブ２０_８の第８先端部２３_８と向き合っている。第２ジェットタブ２０_２の第２先端部２３_２は、隣接する第３ジェットタブ２０_３の第３先端部２３_３と向き合っている。

【0068】

なお、ノズル出口１１の形状は、一例である。ノズル出口１１の形状が他の形状（例えば、円以外の形状）であっても差支えはない。

【0069】

第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４は、周方向にφ＝９０度間隔で配置されている。この間隔（φ）であれば、第１‐第８ジェットタブ２０_１‐２０_８の各々が周方向に隣接する２個のジェットタブ２０と退避位置で接触することはない。更に、第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４の各々が退避位置から進出位置へ（又はその逆に）駆動されるときも、第１‐第８ジェットタブ２０_１‐２０_８の各々が、周方向に隣接する２個のジェットタブ２０と接触することはない。

【0070】

６．５．ジェットタブの形状
高圧領域ＲＥＧから偏向力の発生に寄与しない方向へ燃焼ガスが漏れることを抑制するため、各ジェットタブ２０は、次の形状を持つ。図１１は、進出位置にある第１タブ対ＴＡＢ_１の外観図である。図１１に示すように、第１ジェットタブ２０_１は、第１内側面２７_１を更に備える。第２ジェットタブ２０_２は、第２内側面２７_２を更に備える。説明の便宜上、第１最先端２４_１は、第１ジェットタブ２０_１の表面２５にあると定義される。第２最先端２４_２も、第２ジェットタブ２０_２の表面２５にあると定義される。

【0071】

先ず、第１内側面２７_１及び第２内側面２７_２に着目する。第１内側面２７_１の形状は、第１先端部２３_１から第１基端部２２_１にかけて平面部を備える形状である。第１タブ対ＴＡＢ_１が進出位置にあるとき、第１内側面２７_１は、第１対称面ＳＵＲ_ａに対して平行である。
同様に、第２内側面２７_２の形状も、第２先端部２３_２から第２基端部２２_２にかけて平面部を備える形状である。第１タブ対ＴＡＢ_１が進出位置にあるとき、第２内側面２７_２は、第１対称面ＳＵＲ_ａに対して平行である。
したがって、第１タブ対ＴＡＢ_１が進出位置にあるとき、第１内側面２７_１及び第２内側面２７_２は、少なくともその一部（平面部）が互いに対面すると共に、互いに平行である。

【0072】

このとき、第１内側面２７_１及び第２内側面２７_２の間には、ギャップ（マージン）ＧＰ２が存在する。ギャップＧＰ２は、第１タブ対ＴＡＢ_１が退避位置から進出位置へ駆動されるとき、第１内側面２７_１及び第２内側面２７_２が互いに衝突するのを防ぐ役割を持つ。なお、ギャップＧＰ２、すなわち、第１内側面２７_１と第２内側面２７_２との間の距離は、例えば、１ｍｍから５ｍｍ程度でもよい。この距離は、第１内側面２７_１及び第２内側面２７_２が互いに衝突しない程度の距離であればよい。ギャップＧＰ２が１ｍｍ以上、５ｍｍ以下であるとき、高圧領域ＲＥＧから偏向力の発生に寄与しない方向への燃焼ガスの漏れが十分に抑制される。

【0073】

上述の説明にて、原則、偏向力の大きさがジェットタブ２０の形状に依存しないことを述べた。しかしながら、ジェットタブ２０の形状が完全に任意でよいわけではない。
第１‐第８ジェットタブ２０_１‐２０_８の各々が、その位置にかかわらず、周方向に隣接する２個のジェットタブ２０と接触することのない形状を持つ必要がある。
その上、第１‐第８ジェットタブ２０_１‐２０_８の各々が、中心軸Ｏに対して対向するジェットタブ２０と接触することのない形状を持つ必要がある。

【0074】

そこで、第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４の全てが同時に駆動された場合であっても、第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４の各々は、他のいずれのタブ対ＴＡＢとも軌跡が干渉することのないように、各タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４を構成する各ジェットタブ２０の形状が設定されている。

【0075】

その詳細は、次の通りである。ここでは、第１タブ対ＴＡＢ_１に焦点を当てる。まず、第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４の各々の間には、第１‐第４平面ＳＵＲ_１‐ＳＵＲ_４がある。第１平面ＳＵＲ_１は、第１タブ対ＴＡＢ_１と第２タブ対ＴＡＢ_２との間の平面である。同様に、第４平面ＳＵＲ_４は、第１タブ対ＴＡＢ_１と第４タブ対ＴＡＢ_４との間の平面である。第１タブ対ＴＡＢ_１が退避位置から進出位置（又はその逆）に駆動されたとき、第１最先端２４_１及び第２最先端２４_２の双方が描く軌跡（図１０における破線を参照）が、第１平面ＳＵＲ_１と第４平面ＳＵＲ_４との内側に存在する必要がある。

【0076】

ここで、第１先端部２３_１及び第２先端部２３_２に着目する。第１先端部２３_１は、例えば、その先端（第１最先端２４_１）に向かうにつれて、先細る形状を持っている。同様に、第２先端部２３_２も、その先端（第２最先端２４_２）に向かうにつれて、先細る形状を持っている。

【0077】

このことにより、第１タブ対ＴＡＢ_１が退避位置から進出位置へ駆動されるとき、第１最先端２４_１が描く軌跡（図１０の破線を参照）が第１対称面ＳＵＲ_ａと第４平面ＳＵＲ_４の面内に収まる。これと共に、第２最先端２４_２が描く軌跡が第１対称面ＳＵＲ_ａと第１平面ＳＵＲ_１の面内に収まる。その上、第１先端部２３_１の面中心２８_１が第１基端部２２_１側により近づく共に、第２先端部２３_２の面中心２８_２が第２基端部２２_２側により近づく。その結果、スパンＬ２（図４参照）が短くなり、曲げモーメントＭが減る。

【0078】

次に、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２の厚みに着目する。第１ジェットタブ２０_１において、第１先端部２３_１の厚み（ＴＨ１）は、第１基端部２２_１の厚み（ＴＨ２）よりも薄い。同様に、第２ジェットタブ２０_２において、第２先端部２３_２の厚み（ＴＨ１）は、第２基端部２２_２の厚み（ＴＨ２）よりも薄い。具体的には、第１ジェットタブ２０_１の厚みは、第１基端部２２_１から第１先端部２３_１へ向かうにつれて、徐々に薄くなる。第２ジェットタブ２０_２の厚みも、第２基端部２２_２から第２先端部２３_２へ向かうにつれて、徐々に薄くなる。このことにより、必要最小限の厚みで燃焼ガスに押される力Ｆ２（図４を参照）に耐えることができるという利点が得られる。

【0079】

６．６．ジェットタブの他の形状
上述の趣旨から、次の形状を持つジェットタブでもよいことが分かる。図１２は、ジェットタブ２０の他の形状を例示する外観図である。図１２に示すように、第１ジェットタブ２０Ｂ_１は、第１基端部２２_１から第１先端部２３_１に向かうにつれて、徐々に先細る形状を持っている。同様に、第２ジェットタブ２０Ｂ_２も、第２基端部２２_２から第２先端部２３_２に向かうにつれて、徐々に先細る形状を持っている。この例でも、第１最先端２４_１と第１回転軸２１_１との間の距離Ｄ１は、第１回転軸２１_１と第１対称面ＳＵＲ_ａとの間の距離Ｄ２よりも大きい。その上、第２最先端２４_２と第２回転軸２１_２との間の距離Ｄ３は、第２回転軸２１_２と第１対称面ＳＵＲ_ａとの間の距離Ｄ４よりも大きい。

【0080】

理論上は、推力偏向装置１で用いられるジェットタブの形状は、全てが同一でなくてもよい。しかしながら、実用的な観点では、第１−第８ジェットタブ２０_１−２０_８の形状は、全て同じであることが望ましい。

【0081】

６．７．駆動系
６．７．１．構成
推力偏向装置１の駆動系について説明する。図１３は、推力偏向装置１の駆動系を示すブロック図である。推力偏向装置１は、第１−第８駆動部３０_１−３０_８と、第１−第８駆動機構３３_１−３３_８と、駆動制御部４０とを備える。

【0082】

第１−第８駆動部３０_１−３０_８の各々は、典型的には、モータで構成されている。第１−第８駆動部３０_１−３０_８は、第１‐第８駆動機構３３_１‐３３_８にそれぞれ連結されている。第１−第８駆動部３０_１−３０_８は、駆動制御部４０の制御の下、駆動力（回転力）を発生させる。第１−第８駆動部３０_１−３０_８のうち、駆動制御部４０の制御対象である駆動部３０は、発生させた駆動力を対応する駆動機構３３に与える。

【0083】

第１駆動機構３３_１は、第１ジェットタブ２０_１を第１回転軸２１_１の回りに回転させるように構成されている。他の駆動機構３３も、第１駆動機構３３と同様の構成をとる。

【0084】

その詳細は、次の通りである。第２駆動機構３３_２は、第２ジェットタブ２０_２を第２回転軸２１_２の回りに回転させるように構成されている。第３駆動機構３３_３は、第３ジェットタブ２０_３を第３回転軸２１_３の回りに回転させるように構成されている。第４駆動機構３３_４は、第４ジェットタブ２０_４を第４回転軸２１_４の回りに回転させるように構成されている。第５駆動機構３３_５は、第５ジェットタブ２０_５を第５回転軸２１_５の回りに回転させるように構成されている。第６駆動機構３３_６は、第６ジェットタブ２０_６を第６回転軸２１_６の回りに回転させるように構成されている。第７駆動機構３３_７は、第７ジェットタブ２０_７を第７回転軸２１_７の回りに回転させるように構成されている。第８駆動機構３３_８は、第８ジェットタブ２０_８を第８回転軸２１_１の回りに回転させるように構成されている。

【0085】

駆動制御部４０は、駆動系全体の制御を統括する。駆動制御部４０は、次のように構成されている。駆動制御部４０は、例えば、マイクロプロセッサ、メモリ及び種々の電子回路で構成されている。駆動制御部４０は、第１−第８駆動部３０_１−３０_８にそれぞれ電気的に接続されている。

【0086】

駆動制御部４０は、第１−第８駆動部３０_１−３０_８のうち、駆動対象のタブ対ＴＡＢに対応する複数の駆動部３０を動作させる。例えば、所望する偏向力を得るのに必要なタブ対ＴＡＢが第１タブ対ＴＡＢ_１である場合、駆動制御部４０は、次の制御を実行する。駆動制御部４０は、第１駆動部３０_１及び第２駆動部３０_２を同期制御することにより、第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２を第１対称面ＳＵＲ_ａに対して対称に駆動する。

【0087】

６．７．２．動力分割機構（駆動系の変形例）
上述の例では、１個のジェットタブ２０に対して１つの駆動部３０が設けられている。推力偏向装置の小型化及び軽量化の観点からは、駆動部３０の個数が少ないことが望ましい。以下に、２個のジェットタブ２０に対して１つの駆動部３０が設けられている例を挙げる。その詳細は、次の通りである。

【0088】

図１４は、動力分割機構５０の外観図である。図１４は、第１タブ対ＴＡＢ_１に対応する動力分割機構５０を図示している。実際には、１つのタブ対ＴＡＢに対して、１つの動力分割機構５０が設けられている。つまり、推力偏向装置１は、第１−第４タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_４の各々に対して動力分割機構５０を備える。

【0089】

動力分割機構５０は、駆動部３０の駆動力を第１ジェットタブ２０_１及び第２ジェットタブ２０_２に同時に伝達する機構である。動力分割機構５０は、次のように構成されている。

【0090】

動力分割機構５０は、第１シャフト５１_１と、第１歯車５２_１と、第２シャフト５１_２と、第２歯車５２_２とを備える。第１シャフト５１_１の基端部５１１_１は、解放されている。
第１シャフト５１_１の先端部５１２_１は、第１ジェットタブ２０_１に連結されている。なお、第１シャフト５１_１及び第１ジェットタブ２０_１の双方が一体成型された一つの部材であってもよい。第１歯車５２_１は、第１シャフト５１_１に設けられている。
第２シャフト５１_２の基端部５１１_２は、第１駆動部３０_１に連結されている。第２シャフト５１_２の先端部５１２_２は、第２ジェットタブ２０_２に連結されている。なお、第２シャフト５１_２及び第２ジェットタブ２０_２の双方が一体成型された一つの部材であってもよい。第２歯車５２_２は、第２シャフト５１_２に設けられている。その上で、第１歯車５２_１は、第２歯車５２_２と噛み合うように配置されている。ただし、第１歯車５２_１の回転方向が第２歯車５２_２の回転方向と逆向きとなるように、第１歯車５２_１は、第２歯車５２_２と噛み合っている。

【0091】

動力分割機構５０の動作は、次の通りである。ここでは、第１タブ対ＴＡＢ_１が退避位置から進出位置へ駆動される場合を例に挙げる。先ず、駆動制御部４０は、第１駆動部３０_１に制御信号を送る。制御信号は、例えば、ハイレベルの電気信号である。制御信号は、第１タブ対ＴＡＢ_１が進出位置に駆動されるまで、第１駆動部３０_１に送られる。第１駆動部３０_１は、駆動制御部４０から制御信号を受けると、第２シャフト５１_２を回転させる。この回転方向は、Ｘ軸（正）からＹ軸（正）の方向である。第２シャフト５１_２の回転は、制御信号を受けている期間行われる。第２シャフト５１_２が回転すると、第２シャフト５１_２の回転方向と同方向に第２歯車５２_２も回転する。そして、第２歯車５２_２の回転は、第１歯車５２_１に伝達される。ただし、第１歯車５２_１の回転方向は、第２歯車５２_２の回転方向と逆向きである。第１歯車５２_１が回転すると、第２シャフト５１_２の回転方向と逆向きに同期回転して、第１シャフト５１_１も回転する。

【0092】

２個のジェットタブ２０に対して１つの駆動部３０が設けられている。したがって、図１３に示す構成を図１４に示す構成と比べると、駆動部３０の個数が半分である。このことは、推力偏向装置１の軽量化及び小型化に有益である。

【0093】

以上、第１の実施の形態によれば、ジェットタブの小型化及び駆動部の小型化が可能となる。このことは、推力偏向装置の小型化及び軽量化につながる。

【0094】

７．第２の実施の形態
第１の実施の形態では、８個のジェットタブ２０_１−２０_８について説明した。ジェットタブ２０の個数は、設計上の要請により、８個よりも多い場合がある。第２の実施の形態は、この場合を例示する。

【0095】

図１５は、第２の実施の形態に係る推力偏向装置１Ｂを後方からみた図である。本実施の形態では、１２個のジェットタブ２０_１−２０_１２が設けられている。つまり、６個のタブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_６がある。各タブ対ＴＡＢを構成する２個のジェットタブ２０の間に、第１‐第６対称面ＳＵＲ_ａ‐ＳＵＲ_ｆがある。

【0096】

以下に、第１の実施の形態との差異について説明する。第５タブ対ＴＡＢ_５が第９ジェットタブ２０_９及び第１０ジェットタブ２０_１０で構成されている。第６タブ対ＴＡＢ_６が第１１ジェットタブ２０_１１及び第１２ジェットタブ２０_１２で構成されている。

【0097】

第１−第６タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_６は、周方向にφ＝６０度間隔で配置されている。本実施の形態においても、第１−第６タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_６の各々が、他のいずれのタブ対ＴＡＢとも軌跡が干渉することのないように、各タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_６を構成する各ジェットタブ２０の配置が設定されている。

【0098】

本実施の形態のように、ジェットタブ２０の個数が増えても、第１実施の形態で述べた効果と同様のものが得られる。

【0099】

８．第３の実施の形態
第３の実施の形態では、ジェットタブ２０の個数が８個よりも少ない場合を例示する。図１６は、第３の実施の形態に係る推力偏向装置１Ｃを後方からみた図である。本実施の形態では、６個のジェットタブ２０_１−２０_６が設けられている。つまり、３個のタブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_３がある。各タブ対ＴＡＢを構成する２個のジェットタブ２０の間に、第１‐第３対称面ＳＵＲ_ａ‐ＳＵＲ_ｃがある。

【0100】

第１−第３タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_３は、周方向にφ＝１２０度間隔で配置されている。本実施の形態においても、第１−第３タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_３の各々が、他のいずれのタブ対ＴＡＢとも軌跡が干渉することのないように、各タブ対ＴＡＢ_１−ＴＡＢ_３を構成する各ジェットタブ２０の配置が設定されている。

【0101】

本実施の形態のように、ジェットタブ２０の個数が減っても、第１実施の形態で述べた効果と同様のものが得られる。

【0102】

９．変形例１
駆動部３０の個数を減らすために、１つのタブ対ＴＡＢが２個以上のジェットタブ２０で構成されていてもよい。なお、ジェットタブ２０の個数は、偶数個（例えば、４個）であることに留意されたい。この場合、１つの駆動部３０が、その個数のジェットタブ２０を駆動する。このことは、動力分割機構５０に工夫を凝らすことで可能となる。例えば、複数の歯車を更に設け、これら複数の歯車を好適に組み合わせることが考えられる。ただし、１つのタブ対ＴＡＢを構成するジェットタブ２０の個数が増えるほど、駆動系の機構が複雑になりやすい。

【0103】

１０．変形例２
駆動部３０の個数を減らすために、複数のタブ対ＴＡＢ（例えば、２個）が１つの駆動部３０により駆動されてもよい。この場合も、変形例１と同様に、動力分割機構５０に工夫を凝らすことで可能となる。ただし、１つの駆動部３０により駆動されるタブ対ＴＡＢの個数が増えるほど、駆動系の機構が複雑になりやすい。

【0104】

１１．第４の実施の形態
第１の実施の形態に係る推力偏向装置１は、ミサイルに例示される飛しょう体に好適である。図１７は、第４の実施の形態に係る飛しょう体６の外観図である。飛しょう体６は、第１の実施の形態に係る推力偏向装置１と、複数の操舵翼６１とを備える。飛しょう体６が推力偏向装置１を備えているので、飛しょう体６自体の小型化及び軽量化に有益である。無論、推力偏向装置１の代わりに、第２又は第３実施の形態に係る推力偏向装置１Ｂ、１Ｃを用いることができる。

【0105】

本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、本発明に種々の変更を加えることができる。矛盾が生じない範囲で、上述の実施の形態及び変形例の全てを好適に組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0106】

１…推力偏向装置、
１０…ノズル
１１…ノズル出口
２０_１…第１ジェットタブ、２０_２…第２ジェットタブ
２１_１…第１回転軸、２２_２…第２回転軸
２２_１…第１基端部、２２_２…第２基端部
２３_１…第１先端部、２３_２…第２先端部
２４_１…第１ジェットタブの最先端、２４_２…第２ジェットタブの最先端
３０…駆動部
４０…駆動制御部
５０…動力分割機構
Ｏ…ノズルの中心軸
Ｐ１_１…第１退避位置、Ｐ１_２…第２退避位置
Ｐ２_１…第１進出位置、Ｐ２_２…第２進出位置
ＳＵＲ_ａ‐ＳＵＲ_ｆ…対称面
ＳＵＲ_１‐ＳＵＲ_４…平面
ＴＡＢ…タブ対

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】