特開 2024-106324 航空機推進システムのための可変圧縮吸気口、及び吸気口の圧縮を変更する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024106324

(43)【公開日】2024-08-07

(54)【発明の名称】航空機推進システムのための可変圧縮吸気口、及び吸気口の圧縮を変更する方法

(51)【国際特許分類】

   B64D 33/02 20060101AFI20240731BHJP

   F02C 7/042 20060101ALI20240731BHJP

   B64C 30/00 20060101ALI20240731BHJP

   F42B 15/10 20060101ALN20240731BHJP

【ＦＩ】

B64D33/02

F02C7/042

B64C30/00

F42B15/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】41

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024007209

(22)【出願日】2024-01-22

(31)【優先権主張番号】18/101,626

(32)【優先日】2023-01-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】スミス， トーマス アール．

(72)【発明者】

【氏名】ルード， マシュー ジェー．

(57)【要約】      （修正有）

【課題】広いマッハ範囲で作動可能な、航空宇宙機の推進システムのための吸気口に関する技術を提供する。
【解決手段】航空機のための推進システム１００が、中央軸を有するエンジン１０２を含む。カウル１０４がエンジン１０２を取り囲んでおり、カウルリップ部１０６を含む。圧縮斜面１０８が、カウルリップ部１０６から間隔を空けられている。入口が、カウルリップ部１０６及び圧縮斜面１０８によって形成される。圧縮斜面１０８は非平面的である。圧縮斜面１０８は、入口を流過する入口空気流１１２の圧縮を変更するために、カウルリップ部１０６に対して可動である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

航空機（１２００）のための推進システム（１００）であって、
中央軸（Ａ）を有するエンジン（１０２）と、
前記エンジン（１０２）を取り囲んでおり、カウルリップ部（１０６）を含むカウル（１０４）と、
前記カウルリップ部（１０６）から間隔が空けられた圧縮斜面（１０８）と、
前記カウルリップ部（１０６）及び前記圧縮斜面（１０８）により形成される入口（１１０）と、
を備え、
前記圧縮斜面（１０８）が非平面的であり、
前記圧縮斜面（１０８）が、前記入口（１１０）を流過する入口空気流（１１２）の圧縮を変更するために、前記カウルリップ部（１０６）に対して可動である、推進システム（１００）。

【請求項2】

前記圧縮斜面（１０８）が、低速構成と高速構成との間で可動であり、
前記低速構成では、前記圧縮斜面（１０８）が、前記入口（１１０）を流過する前記入口空気流（１１２）の前記圧縮を低減し、
前記高速構成では、前記圧縮斜面（１０８）が、前記入口（１１０）を流過する前記入口空気流（１１２）の前記圧縮を増大させる、請求項１に記載の推進システム（１００）。

【請求項3】

前記圧縮斜面（１０８）と前記エンジン（１０２）との間に配置されたディフューザ斜面（１１４）と、
前記カウル（１０４）及び前記ディフューザ斜面（１１４）により形成されるディフューザ（１１６）と、
をさらに備え、
前記ディフューザ斜面（１１４）が非平面的であり、
前記ディフューザ斜面（１１４）が、前記中央軸（Ａ）に沿って前記ディフューザ（１１６）の形状を変更するために、前記エンジン（１０２）に対して可動である、請求項２に記載の推進システム（１００）。

【請求項4】

前記ディフューザ斜面（１１４）が、前記低速構成と前記高速構成との間で可動であり、
前記低速構成では、前記ディフューザ（１１６）の前記形状が、前記中央軸（Ａ）に沿って実質的に一定であり、
前記高速構成では、前記ディフューザ（１１６）の前記形状が、前記中央軸（Ａ）に沿って、前記圧縮斜面（１０８）から前記エンジン（１０２）に向かって拡大する、請求項３に記載の推進システム（１００）。

【請求項5】

前記圧縮斜面（１０８）が、
前記カウルリップ部（１０６）に対して固定された第１の隆起（１１８）と、
前記入口（１１０）を流過する前記入口空気流（１１２）の前記圧縮を変更するために、前記カウルリップ部（１０６）及び前記第１の隆起（１１８）に対して可動な第２の隆起（１２０）と、
を含む、請求項４に記載の推進システム（１００）。

【請求項6】

前記第２の隆起（１２０）及び前記カウルリップ部（１０６）により形成される、入口空気流路（１４０）のスロート（１２２）をさらに含み、
前記カウルリップ部（１０６）に対して前記第２の隆起（１２０）が動くことで、前記スロート（１２２）の形状が変更され、
前記低速構成では、前記第２の隆起（１２０）が前記スロート（１２２）の前記形状を大きくし、
前記高速構成では、前記第２の隆起（１２０）が前記スロート（１２２）の前記形状を小さくする、請求項５に記載の推進システム（１００）。

【請求項7】

前記第２の隆起（１２０）が、前記中央軸（Ａ）に沿って直線的に可動であり、
前記第２の隆起（１２０）が、第１の回転軸（Ａ１）周りを回転可能に可動であり、
前記第１の回転軸（Ａ１）が、前記中央軸（Ａ）から離れており、前記中央軸（Ａ）に対して直交する方向に延びる、請求項５に記載の推進システム（１００）。

【請求項8】

前記ディフューザ斜面（１１４）が、前記中央軸（Ａ）に沿って直線的に可動であり、
前記ディフューザ斜面（１１４）が、第２の回転軸（Ａ２）周りを回転可能に可動であり、
前記第２の回転軸（Ａ２）が、前記中央軸（Ａ）から離れており、前記中央軸（Ａ）に対して直交する方向に延びる、請求項７に記載の推進システム（１００）。

【請求項9】

前記ディフューザ斜面（１１４）が前記第２の隆起（１２０）に結合されている、請求項５に記載の推進システム（１００）。

【請求項10】

前記ディフューザ斜面（１１４）が、前記第２の隆起（１２０）と共に動く、請求項９に記載の推進システム（１００）。

【請求項11】

前記ディフューザ斜面（１１４）と前記第２の隆起（１２０）との間に位置するシール部（１２６）をさらに含む、請求項９に記載の推進システム（１００）。

【請求項12】

前記ディフューザ斜面（１１４）と前記第２の隆起（１２０）との間に位置する間隙（１２４）をさらに含む、請求項９に記載の推進システム（１００）。

【請求項13】

前記第２の隆起（１２０）と、前記カウル（１０４）の内壁（１２８）の一部分との間に位置するシール部（１２６）をさらに含む、請求項９に記載の推進システム（１００）。

【請求項14】

前記ディフューザ斜面（１１４）と、前記カウル（１０４）の前記内壁（１２８）の前記一部分との間に位置する前記シール部（１２６）をさらに含む、請求項１３に記載の推進システム（１００）。

【請求項15】

前記カウル（１０４）の前記内壁（１２８）の前記一部分は平面的である、請求項１４に記載の推進システム（１００）。

【請求項16】

前記第１の隆起（１１８）は非平面的である、請求項５に記載の推進システム（１００）。

【請求項17】

前記第１の隆起（１１８）は円錐部を含む、請求項１６に記載の推進システム（１００）。

【請求項18】

前記第２の隆起（１２０）は非平面的である、請求項５に記載の推進システム（１００）。

【請求項19】

前記第２の隆起（１２０）は円錐部を含む、請求項１８に記載の推進システム（１００）。

【請求項20】

前記高速構成では、前記圧縮斜面（１０８）と前記カウル（１０４）とが、前記エンジン（１０２）のための吸気口（１３４）の超音速圧縮区分（１３０）を形成し、前記ディフューザ斜面（１１４）と前記カウル（１０４）とが、前記吸気口（１３４）の亜音速ディフューザ区分（１３２）を形成する、請求項４に記載の推進システム（１００）。

【請求項21】

航空機（１２００）であって、
機体（１２０２）と、
前記機体（１２０２）に結合されたエンジン（１０２）と、
前記エンジン（１０２）と流体連通した吸気口（１３４）であって、
カウルリップ部（１０６）を含む入口カウル（１４８）、
前記カウルリップ（１０６）から間隔が空けられた圧縮斜面（１０８）、及び
前記カウルリップ部（１０６）及び前記圧縮斜面（１０８）により形成される入口（１１０）
を含む、吸気口（１３４）と、
を備え、
前記圧縮斜面（１０８）が非平面的であり、
前記圧縮斜面（１０８）が、前記入口（１１０）を流過する入口空気流（１１２）の圧縮を変更するために、前記カウルリップ部（１０６）に対して可動である、航空機（１２００）。

【請求項22】

前記圧縮斜面（１０８）が、低速構成と高速構成との間で可動であり、
前記低速構成では、前記圧縮斜面（１０８）が、前記入口（１１０）を流過する前記入口空気流（１１２）の前記圧縮を低減し、
前記高速構成では、前記圧縮斜面（１０８）が、前記入口（１１０）を流過する前記入口空気流（１１２）の前記圧縮を増大させる、請求項２１に記載の航空機（１２００）。

【請求項23】

前記吸気口（１３４）が、
前記圧縮斜面（１０８）と前記エンジン（１０２）との間に配置されたディフューザ斜面（１１４）と、
前記入口（１１０）のカウル（１０４）及び前記ディフューザ斜面（１１４）により形成されるディフューザ（１１６）と、
をさらに含み、
前記ディフューザ斜面（１１４）が非平面的であり、
前記ディフューザ斜面（１１４）が、中央軸（Ａ）に沿って前記ディフューザ（１１６）の形状を変更するために、前記エンジン（１０２）に対して可動である、請求項２２に記載の航空機（１２００）。

【請求項24】

前記ディフューザ斜面（１１４）が、前記低速構成と前記高速構成との間で可動であり、
前記低速構成では、前記ディフューザ（１１６）の前記形状が、前記中央軸に沿って実質的に一定であり、
前記高速構成では、前記ディフューザ（１１６）の前記形状が、前記中央軸に沿って、前記圧縮斜面（１０８）から前記エンジン（１０２）に向かって拡大する、請求項２３に記載の航空機（１２００）。

【請求項25】

前記圧縮斜面（１０８）が、
前記カウルリップ部（１０６）に対して固定された第１の隆起（１１８）と、
前記入口（１１０）を流過する前記入口空気流（１１２）の前記圧縮を変更するために、前記カウルリップ部（１０６）及び前記第１の隆起（１１８）に対して可動な第２の隆起（１２０）と、
を含む、請求項２４に記載の航空機（１２００）。

【請求項26】

前記吸気口（１３４）が、前記第２の隆起（１２０）及び前記カウルリップ部（１０６）により形成されるスロート（１２２）をさらに含み、
前記カウルリップ部（１０６）に対して前記第２の隆起（１２０）が動くことで、前記スロート（１２２）の形状が変更され、
前記低速構成では、前記第２の隆起（１２０）が前記スロート（１２２）の前記形状を大きくし、
前記高速構成では、前記第２の隆起（１２０）が前記スロート（１２２の前記形状を小さくする、請求項２５に記載の航空機（１２００）。

【請求項27】

前記第２の隆起（１２０）が、前記中央軸（Ａ）に沿って直線的に可動であり、
前記第２の隆起（１２０）が、第１の回転軸（Ａ１）周りを回転可能に可動であり、
前記第１の回転軸（Ａ１）が、前記中央軸（Ａ）から離れており、前記中央軸（Ａ）に対して直交する方向に延び、
前記ディフューザ斜面（１１４）が、前記中央軸（Ａ）に沿って直線的に可動であり、
前記ディフューザ斜面（１１４）が、第２の回転軸（Ａ２）周りを回転可能に可動であり、
前記第２の回転軸（Ａ２）が、前記中央軸（Ａ）から離れており、前記中央軸（Ａ）に対して直交する方向に延びる、請求項２５に記載の航空機（１２００）。

【請求項28】

前記ディフューザ斜面（１１４）が、前記第２の隆起（１２０）に結合されており、前記第２の隆起（１２０）と共に動く、請求項２５に記載の航空機（１２００）。

【請求項29】

前記吸気口（１３４）が、シール部（１２６）をさらに含み、
前記シール部（１２６）の第１の部分が、前記ディフューザ斜面（１１４）と前記第２の隆起（１２０）との間に位置し、
前記シール部（１２６）の第２の部分が、前記第２の隆起（１２０）と、前記カウル（１０４）の内壁（１２８）の一部分との間に位置し、
前記シール部（１２６）の第３の部分が、前記ディフューザ斜面（１１４）と、前記カウル（１０４）の前記内壁（１２８）の前記一部分との間に位置する、請求項２８に記載の航空機（１２００）。

【請求項30】

前記第１の隆起（１１８）が、非平面的な第１の圧縮表面（１３６）を含み、
前記第２の隆起（１２０）が、非平面的な第２の圧縮表面（１３８）を含み、
前記圧縮斜面（１０８）が、前記第１の圧縮表面（１３６）と前記第２の圧縮表面（１３８）との間に延在する等エントロピ斜面（１４４）をさらに含む、請求項２５に記載の航空機（１２００）。

【請求項31】

ターボファンエンジン（１４６）のための可変圧縮吸気口（１３４）であって、
カウルリップ部（１０６）を含むカウル（１０４）と、
前記カウルリップ部（１０６）から離れており、前記カウルリップ部（１０６）に対して固定された第１の圧縮表面（１３６）と、
前記第１の圧縮表面（１３６）の下流に配置されており、前記カウルリップ部（１０６）に対して可能な第２の圧縮表面（１３８）と、
を備え、
前記第２の圧縮表面（１３８）が、入口空気流路（１４０）のスロート（１２２）を画定し、
前記カウルリップ部（１０６）に対して前記第２の圧縮表面（１３８）が動くことで、入口空気流（１１２）の圧縮を変更するよう前記スロート（１２２）の形状が選択的に変更される、可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項32】

前記第２の圧縮表面（１３８）から下流に延在するディフューザ表面（１４２）をさらに備える、請求項３１に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項33】

前記ディフューザ表面（１４２）が前記第２の圧縮表面（１３８）に結合されている、請求項３２に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項34】

前記ディフューザ表面（１４２）が、前記入口空気流路（１４０）のディフューザ（１１６）の形状を変更するために、前記第２の圧縮表面（１３８）に対して可動である、請求項３２に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項35】

前記第２の圧縮表面（１３８）が、前記カウルリップ部（１０６）に対して並進し、及び前記カウルリップ部（１０６）に対して回転し、
前記ディフューザ表面（１４２）が、前記第２の圧縮表面（１３８）と共に並進し、かつ第２の圧縮表面（１３８）に対して回転する、請求項３４に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項36】

前記第１の圧縮表面（１３６）は非平面的である、請求項３１に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項37】

前記第１の圧縮表面（１３６）は円錐部である、請求項３１に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項38】

前記第２の圧縮表面（１３８）は非平面的である、請求項３１に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項39】

前記第２の圧縮表面（１３８）は円錐部である、請求項３１に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項40】

前記第１の圧縮表面（１３６）と前記第２の圧縮表面（１３８）との間に延在する等エントロピ斜面（１４４）をさらに備える、請求項３１に記載の可変圧縮吸気口（１３４）。

【請求項41】

ターボファンエンジン（１４６）の吸気口（１３４）での圧縮を変更する方法であって、
低速構成と高速構成との間で、カウル（１０４）のカウルリップ部（１０６）に対して圧縮斜面（１０８）を動かすことと、
前記吸気口（１３４）の入口（１１０）を流過する入口空気流（１１２）の圧縮を変更することと、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して超音速航空機に関し、特に、超音速航空機の推進システムのための可変圧縮吸気口、及び超音速航空機の推進システムの吸気口の圧縮を変更する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

多くの超音速航空機は、航空機を超音速で推進させることが可能なガスタービンエンジンを利用する。このガスタービンエンジンは通常、当該エンジンの上流面での亜音速の気流で作動する。しかしながら、ガスタービンエンジンは、飛行領域（ｆｌｉｇｈｔ ｒｅｇｉｍｅ）を通して、超音速条件で作動する必要がある。概して、入口は、入って来る気流を、ガスタービンエンジンの作動要件と適合可能な速度へと減速させるために使用される。例えば、可動的なカウルが、様々な飛行速度で捕捉される空気量を調節するために使用されうる。しかしながら、従来の入口設計の不都合な点は、過剰な重量と、気流を減速させるのに必要な可動部品の数と関連する複雑性と、にある。したがって、当業者は、超音速航空機の推進システムのための可変吸気口の分野において研究開発の努力を続けている。

【発明の概要】

【0003】

航空機のための推進システム、航空機、航空機推進システムのための可変圧縮吸気口、及び航空機推進システムの吸気口での圧縮を変更する方法の実施例が開示される。以下の記載では、本開示に係る発明の主題の非限定的な実施例が列挙され、これらは特許請求されることもされないこともある。

【0004】

一実施例において、開示される推進システムが、中央軸を有するエンジンを含む。推進システムが、エンジンを取り囲んでおりカウルリップ部を含むカウルを含む。推進システムが、カウルリップ部から間隔を空けられた圧縮斜面を含む。推進システムが、カウルリップ部及び圧縮斜面により形成される入口を含む。圧縮斜面は非平面的である。圧縮斜面は、入口を流過する入口空気流の圧縮を変更するために、カウルリップ部に対して可動である。

【0005】

一実施例において、開示される航空機は、機体、及び、機体に結合されたエンジンを含む。航空機は、エンジンと流体連通した吸気口を含む。吸気口は、カウルリップ部を含む入口カウルを含む。吸気口は、カウルリップ部から間隔を空けられた圧縮斜面を含む。吸気口は、カウルリップ部及び圧縮斜面により形成される入口を含む。圧縮斜面は非平面的である。圧縮斜面は、入口を流過する入口空気流の圧縮を変更するために、カウルリップ部に対して可動である。

【0006】

一実施例において、開示される吸気口が、カウルリップ部を含むカウルを含む。吸気口が、カウルリップ部から間隔を空けられており当該カウルリップ部に対して固定された第１の圧縮表面を含む。吸気口が、第１の圧縮表面の下流に配置されておりカウルリップ部に対して可動な第２の圧縮表面を含む。第２の圧縮表面が、入口空気流路のスロートを画定する。カウルリップ部に対して第２の圧縮表面が動くことで、入口空気流の圧縮を変更するようスロートの形状が選択的に変更される。

【0007】

一実施例において、開示される方法は、（１）低速構成と高速構成との間で、カウル１０４のカウルリップ部１０６に対して圧縮斜面１０８を動かすステップと、（２）入口を流過する入口空気流の圧縮を変更するステップと、を含む。

【0008】

開示される推進システム、航空機、吸気口、及び方法の他の実施例が、以下の明細書の詳細な記載、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲から明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】航空機の一例の概略図である。

【図2】航空機の推進システムの一例の概略的な断面図であり、低速構成を示している。

【図3】航空機の推進システムの一例の概略的な断面図であり、高速構成を示している。

【図4】推進システムの吸気口の一部分の概略的な断面図であり、低速構成を示している。

【図5】推進システムの吸気口の一部分の概略的な断面図であり、高速構成を示している。

【図6】推進システムの吸気口の一例の概略図であり、低速構成を示している。

【図7】推進システムの吸気口の一例の概略図であり、中速構成を示している。

【図8】推進システムの吸気口の一例の概略図であり、高速構成を示している。

【図9】航空機の吸気口の圧縮を変更する方法の一例のフロー図である。

【図10】航空機の製造及び保守方法の一例のフロー図である。

【図11】航空機の一例の概略的な概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示は、概して、超音速航空宇宙機及び極超音速航空宇宙機に関する。特に、本開示は、超音速航空宇宙機及び極超音速航空宇宙機の推進システムのための吸気口における改良に関する。

【0011】

本開示は、超音速航空宇宙機及び極超音速航空宇宙機が、離陸から巡航速度に至りさらに着陸に至るまで、広範囲のマッハ数で稼働しなければならないことを認識している。本開示はまた、各飛行領域（ｆｌｉｇｈｔ ｒｅｇｉｍｅ）（例えば、亜音速、遷音速、及び超音速又は極超音速）における吸気口の入口の適正なパフォーマンスの重要性も認識している。本開示はさらに、推進システムのための高マッハ範囲の吸気口の入口を設計することが、調整しなければならない幾つかの様々な要件に因り、特に困難なチャレンジとなることを認識している。

【0012】

例として、吸気口の入口は、内部収縮がない亜音速条件（例えば、約０．８マッハより小さい）では、大きな開口が必要である。換言すれば、入口のリップ部を流過する空気は、エンジンの吸入口（例えば、ファン表面）に至るまでの過程において収縮せずに、むしろ膨張する。内部収縮がないことについての同様の要件が、遷音速飛行（例えば、約１．０マッハと約１．６マッハとの間）を通して存在する。１つ以上の実施例において、遷音速ではエンジンは、吸気口の固定されたカウルに進入する空気のおおよそ半分だけ処理することができ、例えば、ここでは、入口は固定されており、かつ特定の高マッパ条件のために寸法設定されている。一般に、捕捉された気流は、例えば速い超音速飛行速度のために寸法設定されているときには、そのビークルの様々な速度範囲にわたって、２の倍数又３の倍数又はそれより大きい数の倍数で変化しうる。吸気口のスロートは、遅い超音速飛行条件（例えば、約１．６マッパ）を上回ると、収縮し始める必要がある。（例えば、約１．６マッパを上回る）巡航条件では、スロートは完全に収縮する必要があり、これにより、捕捉された面積とスロート面積との間の面積比は比較的大きい。入口の外部圧縮部は、圧縮装置として、１．６マッハより大きな速度において良好な性能を発揮する必要がある。例えばディフューザを含む、入口の内部の部分は、平滑である必要があり、かつ、可能な限り均一な空気をエンジンに送る必要がある。換言すれば、ディフューザは別個の流れを有することはできず、すなわち、この条件が破られる。

【0013】

これに対応して、本明細書では、広いマッハ範囲で作動し、かつ先に認識した問題を解決する航空宇宙機の推進システムのための吸気口の設計が開示される。吸気口の例は、ウェーブライダ隆起（ｗａｖｅｒｉｄｅｒ ｂｕｍｐ）のユニークな実施形態を含み、このウェーブライダ隆起は、３次元の入口であり、軸対称的な入口流れ場中で流線追跡される（ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ ｔｒａｃｅｄ）。概して、上記隆起は、当該隆起の上の流れが親の流れ場の流れと似ているように、成形される。入口は、離陸から上昇して、（例えば、約１マッハを上回る）超音速、及び（例えば、約５マッハを上回る）極超音速などの巡航対気速度に達し、そこから戻って着陸に至るまで、エンジンに対して品質のある空気を提供するために設計されている。入口は、可変的な形状のために、固定されたカウルと、たった２つの可動的な部分とを含む。１つ以上の実施例において、１つの（ｏｎｅ－ｐｉｅｃｅ）隆起が、円形の斜面上又上は円形の経路上を後退するように動き、これにより、当該隆起は、カウルと共により大きなスロートを形成することが可能である。１つの（ｏｎｅ－ｐｉｅｃｅ）ディフューザ表面が、後方では尾翼の方へとスライドし、かつ前方では下方へと回転して、そこで上記隆起につながる。ディフューザによって、隆起により生成されるスロート領域からエンジンファン表面へと戻るスムーズな移行が形成される。１つ以上の実施例において、２つの可動的な部分が、２つの平行で平面的な壁の両側でシールし合う。たった２つの可動的な部分を利用することで、複雑性、大きさ、及びコストにおける利点が提供される。加えて、隆起入口には、境界層を入口の手前で側方へと流すという更なる利点がある。換言すれば、入口は、より少量の低速の空気を取り込み、これにより性能が改善され、かつエンジンファン表面における均一性が改善される。

【0014】

加えて、１つ以上の実施例において、カウルは、入口が処理することが見込まれる最大運航速度のために寸法設定される。換言すれば、入口は、エンジンが遷音速で処理できる空気の約２倍を捕捉する。

【0015】

本開示はまた、既存の解決策では、入口の流れにおいてあらゆる境界層が捕捉され、それを吸い出すために実質的な抽気（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ ｂｌｅｅｄ）が必要となることを認識している。本明細書に開示される吸気口の設計では、入口の内部部分の手前で境界層の向きを変える隆起入口が含まれており、これにより、より少量の抽気が必要となり、入口の運動エネルギーの効率が向上する。

【0016】

本開示はさらに、既存の解決策では、複数の二次元の可動斜面、リンク機構、アクチュエータ、及びシステム制御部があり、より曲がりくねった抽気経路を形成し、結果として、遥かにより重い構造であることを認識している。本明細書で開示される吸気口の設計では、より軽量の固定されたカウル、より簡素な抽気経路、たった２つの可動斜面、より簡素な平面的な側面シール部、及び３つの横方向のシール部を利用する。

【0017】

例として図１を参照すると、本開示は航空機１２００を対象とする。例として図１～図３を参照すると、本開示は、航空機１２００のための推進システム１００も対象とする。例として図１～図３、及び図４～図８を参照すると、本開示はさらに、航空機１２００の推進システム１００のための吸気口１３４を対象とする。

【0018】

おおまかには、本明細書で詳述するように、推進システム１００は、エンジン１０２と、カウル１０４と、圧縮斜面１０８と、ディフューザ斜面１１４と、を含む。推進システム１００の吸気口１３４の入口１１０が、カウルリップ部１０６、及び圧縮斜面１０８によって形成される。圧縮斜面１０８は、第１の隆起１１８及び第２の隆起１２０を含む。第１の隆起１１８は、カウルリップ部１０６に対して固定されている。第２の隆起１２０は、カウルリップ部１０６及び第１の隆起１１８に対して可動である。圧縮斜面１０８の第２の隆起１２０が動くことで、入口１１０を流過する入口空気流１１２の圧縮が変更される。

【0019】

特定の長所又は利点として、カウル１０４が固定されており、切れ目のない圧力容器であることにより重量を削減するために使用されている。圧縮斜面１０８の第１の隆起１１８及び第２の隆起１２０によって提供される、「動く（ｒｏｌｌｉｎｇ）」三次元のウェーブライダ隆起入口によって、マッハ範囲に亘って優れた圧縮性能が提供される。隆起（例えば、第１の隆起１１８及び第２の隆起１２０）は、境界層の向きを自然に変え、このことで、エンジン１０２に良好な流れを供給するために必要な抽気量がはっきりと低減される。より遅い速度のために、隆起（例えば、第２の隆起１２０）が上方に後退して入口１１０の本体側に入り込み、これによりスロート面積が増大して、最終的に内部収縮比（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ）が１より少し小さくなる。小さい収縮比を有する能力によって、入口は基本的にアンスタートに耐えられる（ｕｎｓｔａｒｔ－ｐｒｏｏｆ）ようになる。並進しかつ回転する単一の部分であるディフューザ斜面１１４が、圧縮斜面１０８と協働してディフューザ１１６を形成し、ここで、入口１１０のアンスタートに耐える性質に関与する膨張は穏やかである。ディフューザ１１６は、マッハ範囲に亘って優れた性能を維持し、エンジン入口表面での流れは良好に均一である。２つの部分から成る入口システムは、簡単なシール解決策を可能にする平面的な側面を有する。２つの部分から成る設計によって、簡単な作動及び機械的解決策が可能となる。良好な圧縮性能が、隆起によってマッハ範囲に亘って提供される。隆起によって、境界層の自然な方向転換がもたらされる。ディフューザの良好な性能がマッハ範囲に亘って提供され、エンジン表面での流れの均一性をマッハ範囲に亘って提供する。

【0020】

図１及び図２～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、航空機１２００が機体１２０２を含む。エンジン１０２（図２及び図３）が、機体１２０２に結合されている。吸気口１３４が、エンジン１０２と流体連通している。吸気口１３４は、入口カウル１４８を含む。入口カウル１４８が、カウルリップ部１０６を含む。圧縮斜面１０８が、カウルリップ部１０６から間隔が空けられている。入口１１０が、カウルリップ部１０６及び圧縮斜面１０８によって形成される。圧縮斜面１０８は非平面的である。圧縮斜面１０８は、入口１１０を流過する入口空気流１１２の圧縮を変更するために、カウルリップ部１０６に対して可動である。圧縮斜面１０８は、第１の隆起１１８、及び可動的な第２の隆起１２０を含む。

【0021】

１つ以上の実施例において、航空機１２００は、超音速又は極超音速で飛行できる任意の航空宇宙機である。１つ以上の実施例において、図１に示すように、航空機１２００は、固定翼の航空機である。１つ以上の実施例において、航空機１２００は、マッハ範囲に亘って高い揚抗比（Ｌ／Ｄ：ｌｉｆｔ－ｔｏ－ｄｒａｇ ｒａｔｉｏ）を有する高度な空気力学的形状を有する。他の実施例において、航空機１２００が、ロケット、ミサイル、宇宙船、無人航空機（ＵＡＶ：ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ）、又は他の種類の航空宇宙機である。

【0022】

１つ以上の実施例において、推進システム１００の吸気口１３４が、高マッハ範囲の入口（例えば、入口１１０）を含む。推進システム１００は、ノズル１５０も含む。カウル１０４が、高速飛行のための所定の寸法で固定されている。入口１１０の形状は可変的であり、圧縮斜面１０８の第２の隆起１２０の動きによって選択的に制御される。ノズル１５０の形状も可変的である。

【0023】

１つ以上の実施例において、エンジン１０２がターボファンエンジンである。一例として、エンジン１０２が、中間冷却拡張ターボファンエンジン（ｉｎｔｅｒｃｏｏｌｅｄ ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｔｕｒｂｏｆａｎ ｅｎｇｉｎｅ）である。１つ以上の実施例において、エンジン１０２が、中央軸Ａに沿って配置された入口ファン、コンプレッサ、燃焼器、タービン、及びノズルを含む。１つ以上の実施例において、これらの構成要素が、カウル１０４などのエンジンケーシング内に配置されている。

【0024】

１つ以上の実施例において、カウル１０４が入口カウル１４８を含む。入口カウル１４８は、吸気口１３４の少なくとも一部分を形成し、圧縮斜面１０８の第２の隆起１２０、及びディフューザ斜面１１４を取り囲む。１つ以上の実施例において、入口カウル１４８といったカウル１０４の内壁１２８が、入口１１０からエンジン１０２へと入口空気流１１２を方向付けるダクト（例えば、入口ダクト）を形成する。

【0025】

航空機１２００の推進システム１００の実施例を概略的に図示する図２及び図３、及び推進システム１００の吸気口１３４の実施例を概略的に図示する図４～図８を参照する。推進システム１００の吸気口１３４は可変圧縮吸気口である。１つ以上の実施例において、推進システム１００が、エンジン１０２と、カウル１０４と、圧縮斜面１０８と、入口１１０と、を含む。エンジン１０２が中央軸Ａを含む。カウル１０４がエンジン１０２を取り囲んでいる。カウル１０４はカウルリップ部１０６を含む。圧縮斜面１０８は、カウルリップ部１０６から間隔が空けられている。入口１１０は、カウルリップ部１０６及び圧縮斜面１０８によって形成される。圧縮斜面１０８は非平面的である。圧縮斜面１０８は、入口１１０を流過する入口空気流１１２の圧縮を変更するために、カウルリップ部１０６に対して可動である。

【0026】

図２～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、圧縮斜面１０８が、低速構成と高速構成との間で可動である。図２、図４、及び図６は、低速構成における推進システム１００及び吸気口１３４の例を図示している。図３、図５、及び図８は、高速構成における推進システム１００及び吸気口１３４を図示している。図７は、低速構成と高速構成の間の中間構成における推進システム１００及び吸気口１３４の例を図示している。低速構成では、圧縮斜面１０８が、入口１１０を流過する入口空気流１１２の圧縮を低減する。高速構成では、圧縮斜面１０８が、入口１１０を流過する気流１１２の圧縮を増大させる。

【0027】

これに対応して、１つ以上の実施例において、低速構成（図２、図４、及び図６）は、低減圧縮構成とも称されうる。１つ以上の実施例において、高速構成（図３、図５、及び図８）は、増大圧縮構成とも称されうる。

【0028】

本明細書では、低速は、おおまかに、例えば約１マッハ未満、例えば約０．８マッハ未満の亜音速を指す。低速はまた、約０．８マッハと約２マッハの間、例えば約１マッハと約１．６マッハの間の遷音速も指す。中速は、おおまかに、例えば約２マッハと約４マッハの間、例えば約３マッハの超音速を指す。高速又は巡航速度は、おおまかに、４マッハより速い速度などの超音速を指す。高速はまた、５マッハよりも速い速度などの超音速も指す。

【0029】

図２～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、圧縮斜面１０８が、第１の隆起１１８及び第２の隆起１２０を含む。第１の隆起１１８は、カウルリップ部１０６に対して固定されている。第１の隆起１１８は、固定隆起とも称されうる。第２の隆起１２０は、入口１１０を流過する入口空気流１１２の圧縮を変更するために、カウルリップ部１０６及び第１の隆起１１８に対して可動である。第２の隆起１２０は、可動隆起とも称されうる。

【0030】

図４及び図５を参照すると、１つ以上の実施例において、推進システム１００及び吸気口１３４が、入口空気流路１４０のスロート１２２を含む。スロート１２２は、第２の隆起１２０及びカウルリップ部１０６によって形成される。カウルリップ部１０６に対して第２の隆起１２０が動くことで、スロート１２２の形状が変更される。低速構成（図４）では、第２の隆起１２０がスロート１２２の形状を大きくする。高速構成（図５）では、第２の隆起１２０がスロート１２２の形状を小さくする。

【0031】

おおまかに、スロート１２２は、入口空気流路１４０の最も狭い部分である。高速構成では、スロート１２２は、（例えば、図５に示すように、）吸気口１３４の収束する超音速圧縮区分１３０と、発散する亜音速ディフューザ区分１３２と、の間に配置される。

【0032】

図２及び図３、及び図４～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、第１の隆起１１８は非平面的である。１つ以上の実施例において、第１の隆起１１８は、円錐部を含み又はその形態をとる。１つ以上の実施例において、第２の隆起１２０が非平面的である。１つ以上の実施例において、第２の隆起１２０は、円錐部を含み又はその形態をとる。

【0033】

図４～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、第１の隆起１１８が第１の圧縮表面１３６を含む。第２の隆起１２０が、第２の圧縮表面１３８を含む。第１の圧縮表面１３６は非平面的である。第２の圧縮表面１３８は非平面的である。

【0034】

図６～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、第１の圧縮表面１３６が円錐部を含み又はその形態をとる。１つ以上の実施例において、第２の圧縮表面１３８が円錐部を含み又はその形態をとる。

【0035】

図６～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、圧縮斜面１０８はまた、等エントロピ斜面１４４も含む。等エントロピ斜面１４４は、第１の圧縮表面１３６と第２の圧縮表面１３８との間に延在する。一般に、等エントロピ斜面１４４は、離散的な衝撃波を生成することなく、入口空気流１１２の向きを変える。

【0036】

１つ以上の実施例において、圧縮斜面１０８が、第１の隆起１１８の第１の圧縮表面１３６、等エントロピ斜面１４４、及び第２の隆起１２０の第２の圧縮表面１３８によって形成される３つの隆起ステージを有する。

【0037】

１つ以上の実施例において、第１の隆起１１８の第１の圧縮表面１３６と、等エントロピ斜面１４４と、第２の隆起１２０の第２の圧縮表面１３８との配向は、あらゆる衝撃波及び圧縮波が、カウルリップ部１０６の近傍で（例えば、カウルリップ部１０６において又はカウルリップ部１０６付近で）（例えば、カウルリップ部１０６を焼かないように、カウルリップ部１０６の外側の約１インチのところで）収束するようなものである。

【0038】

図２～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、推進システム１００が、ディフューザ斜面１１４及びディフューザ１１６を含む。ディフューザ斜面１１４は、圧縮斜面１０８とエンジン１０２との間に配置される。ディフューザ１１６は、カウル１０４及びディフューザ斜面１１４によって形成される。例えば、ディフューザ１１６は、カウル１０４の内壁１２８によって形成される。ディフューザ斜面１１４は非平面的である。ディフューザ斜面１１４は、中央軸Ａに沿ってディフューザ１１６の形状を変更するために、エンジン１０２に対して可動である。

【0039】

図２～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、ディフューザ斜面１１４が、低速構成（例えば、図２、図４、及び図６に図示）と、高速構成（例えば、図３、図５、及び図８に図示）と、の間で可動である。低速構成では、ディフューザ１１６の形状が中央軸に沿って実質的に一定である。高速構成では、ディフューザ１１６の形状が中央軸Ａに沿って、圧縮斜面１０８からエンジン１０２に向かって拡大する。例えば、ディフューザ１１６は、中央軸Ａに沿って、スロート１２２からエンジン１０２の入口表面へと拡大又は発散する。

【0040】

図２～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、高速構成において移動するために、第２の隆起１２０が、順方向に入口１１０に向かって（例えば、部分的に入口１１０内へと）動く（ｒｏｌｌ）。低速構成において移動するために、第２の隆起１２０が、尾翼の方向に入口１１０から離れて（例えば、入口１１０から出て）動く。本開示のために、或るアイテムの動き（ｒｏｌｌ）又は転動（ｒｏｌｌｉｎｇ ｍｏｔｉｏｎ）とは、並進運動と回転運動との組み合わせを指している。

【0041】

１つ以上の実施例において、第２の隆起１２０が、例えば中央軸Ａに沿って直線的に可動である。１つ以上の実施例において、第２の隆起１２０が回転的に可動である。一例として、第２の隆起１２０が、第１の回転軸Ａ１周りを回転的に可動である。第１の回転軸Ａ１は、中央軸Ａから離れており、かつ中央軸Ａに対して直交する方向に延びている。例えば、第２の隆起１２０の直線的及び回転的な運動は、第２の隆起１２０を第１の軸Ａ１周りで回転させることで実現される。一例として、第２の隆起１２０は、少なくともほぼ円形の経路の一部分といった、湾曲した経路に沿って並進する。

【0042】

図２～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、高速構成において移動するために、ディフューザ斜面１１４が、順方向に入口１１０に向かって並進し、かつ下方に揺動する（ｒｏｃｋ）。低速構成において移動するために、ディフューザ斜面１１４が、入口１１０から離れる尾翼の方向に並進し、かつ上方に揺動する。

【0043】

１つ以上の実施例において、ディフューザ斜面１１４が、例えば中央軸Ａに沿って直線的に可動である。１つ以上の実施例において、ディフューザ斜面１１４が回転的に可動である。一例として、ディフューザ斜面１１４が、第２の回転軸Ａ２周りを回転的に可動である。第２の回転軸Ａ２は、中央軸Ａから離れており、かつ中央軸Ａに対して直交する方向に延びている。

【0044】

１つ以上の実施例において、第２の隆起１２０及びディフューザ斜面１１４の動きは、任意の適切な装置又は仕組みを使用して実現することが可能である。１つ以上の実施例において、推進システム１００が、圧縮斜面１０８に対して、例えば第２の隆起１２０に対して、任意選択的にディフューザ斜面１１４に対して結合された斜面駆動部を含む。斜面駆動部は、第２の隆起１２０の転動、及びディフューザ斜面１１４の並進運動及び揺動を発生させるよう構成されている。斜面駆動部は、モータ、アクチュエータ、トラック、レール、ガイド、リンク機構などといった任意の適切なドライブトレインを含む。

【0045】

図６～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、ディフューザ斜面１１４が第２の隆起１２０に結合している。１つ以上の実施例において、ディフューザ斜面１１４が、第２の隆起１２０と共に動く。一例として、ディフューザ斜面１１４の動きは、第２の隆起１２０が動くことで得られ又は駆動される。

【0046】

図６～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、シール部１２６が、ディフューザ斜面１１４と第２の隆起１２０との間に位置している。一例として、第２の隆起１２０とディフューザ斜面１１４とは、第２の隆起１２０とディフューザ斜面１１４とが別々に及び組み合わされた状態で可動であるように、並びに、空気が、エンジン１０２に至るまでの過程において第２の隆起１２０とディフューザ斜面１１４との間を通れないように、一緒にシールされる。

【0047】

図６～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、間隙１２４が、ディフューザ斜面１１４と第２の隆起１２０との間に位置している。一例として、第２の隆起１２０とディフューザ斜面１１４とは、中央軸Ａに沿って互いに間隔が置かれ、一緒にはシールされておらず、又は、第２の隆起１２０とディフューザ斜面１１４とが別々に及び組み合わされた状態で可動であるように、かつ、空気が、エンジン１０２に至るまでの過程において第２の隆起１２０とディフューザ斜面１１４との間を通れないように、部分的にだけ一緒にシールされる。

【0048】

図６～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、シール部１２６が、第２の隆起１２０と、カウル１０４の内壁１２８の一部分と、の間に位置している。一例として、第２の隆起１２０と、カウル１０４の内壁１２８の一部分とは、第２の隆起１２０が内壁１２８に対して可動であるように、かつ、空気が、エンジン１０２に至るまでの過程において第２の隆起１２０と内壁１２８との間を通れないように、一緒にシールされる。

【0049】

図６～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、シール部１２６が、ディフューザ斜面１１４と、カウル１０４の内壁１２８の一部分と、の間に位置している。一例として、ディフューザ斜面１１４と、カウル１０４の内壁１２８の一部分とは、第２の隆起１２０が内壁１２８に対して可動であるように、かつ、空気が、エンジン１０２に至るまでの過程において第２の隆起１２０と内壁１２８との間を通れないように、一緒にシールされる。

【0050】

１つ以上の実施例において、シール部１２６の第１の部分がディフューザ斜面１１４と第２の隆起１２０の間に位置して、ディフューザ斜面１１４と第２の隆起１２０との間の接合部又はインタフェース（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、接続部分）をシールする。シール部１２６の第２の部分が、第２の隆起１２０とカウル１０４の内壁１２８の一部分との間に位置して、第２の隆起１２０と内壁１２８の一部分との間のインタフェースをシールする。シール部１２６の第３の部分が、ディフューザ斜面１１４とカウル１０４の内壁１２８の一部分との間に位置して、ディフューザ斜面１１４と内壁１２８との間のインタフェースをシールする。

【0051】

図６～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、カウル１０４の内壁１２８の一部分が平面的である。第２の隆起１２０及びディフューザ斜面１１４とつながる内壁１２８の少なくとも一部分が平面的であることで、第２の隆起１２０とディフューザ斜面１１４との相対移動の間に上記インタフェースをシールすることが容易になる。

【0052】

図２及び図３、並びに図４及び図５を参照すると、１つ以上の実施例において、高速構成（例えば、図３及び図５に図示）では、圧縮斜面１０８とカウル１０４とが、エンジン１０２のための吸気口１３４の超音速圧縮区分１３０を形成する。ディフューザ斜面１１４とカウル１０４とが、吸気口１３４の亜音速ディフューザ区分１３２を形成する。

【0053】

図２～図８を参照すると、１つ以上の実施例において、吸気口１３４が、ターボファンエンジン１４６のための可変圧縮吸気口である。ターボファンエンジン１４６は、航空機１２００の推進システム１００のエンジン１０２の一例である。吸気口１３４がカウル１０４を含む。カウル１０４がカウルリップ部１０６を含む。第１の圧縮表面１３６が、カウルリップ部１０６から間隔が空けられている。第１の圧縮表面１３６は、カウルリップ部１０６に対して固定されている。第２の圧縮表面１３８が、第１の圧縮表面１３６より下流に配置されている。第２の圧縮表面１３８は、カウルリップ部１０６に対して可動である。第２の圧縮表面１３８は、入口空気流路１４０のスロート１２２を画定する。カウルリップ部１０６に対して第２の圧縮表面１３８が動くことで、入口空気流１１２の圧縮を変更するようスロート１２２の形状が選択的に変更される。１つ以上の実施例において、吸気口１３４が、第２の圧縮表面１３８から下流に延在するディフューザ表面１４２を含む。１つ以上の実施例において、ディフューザ表面１４２が、第２の圧縮表面１３８に結合されている。１つ以上の実施例において、ディフューザ表面１４２が、入口空気流路１４０のディフューザ１１６の形状を変更するために、第２の圧縮表面１３８に対して可動である。１つ以上の実施例において、第２の圧縮表面１３８が、カウルリップ部１０６に対して並進し、及びカウルリップ部１０６に対して回転する。ディフューザ表面１４２は、第２の圧縮表面１３８と共に並進し、及び第２の圧縮表面１３８に対して回転する。１つ以上の実施例において、吸気口１３４が等エントロピ斜面１４４を含む。等エントロピ斜面１４４は、第１の圧縮表面１３６と第２の圧縮表面１３８との間に延在する。

【0054】

例として図９及び図１～図８を参照すると、本開示はまた、ターボファンエンジン１４６といった、航空機１２００の推進システム１００の吸気口１３４での圧縮を変更する方法も対象とする。おおまかに、方法１０００の実施形態は、本明細書で先に記載した可変圧縮吸気口の例を使用して実現される。

【0055】

図９、並びに図２及び図３を参照すると、１つ以上の実施例において、方法１０００が、低速構成と高速構成との間で、カウル１０４のカウルリップ部１０６に対して圧縮斜面１０８を動かすステップ（ブロック１００２）と、入口１１０を流過する入口空気流１１２の圧縮を変更するステップ（ブロック１００４）と、を含む。

【0056】

図９、図３、図５、及び図８を参照すると、１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、上記圧縮斜面１０８を動かすステップ（ブロック１００２）は、第１の隆起１１８に対して及びカウルリップ部１０６に対して第２の隆起１２０を動かして、高速構成にするステップ（ブロック１００６）を含む。高速構成では、上記圧縮を変更するステップ（ブロック１００４）が、入口１１０を流過する入口空気流１１２の圧縮を増大させるステップ（ブロック１０１０）を含む。

【0057】

図９、図２、図４、及び図６を参照すると、１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、上記圧縮斜面１０８を動かすステップ（ブロック１００２）は、第１の隆起１１８に対して及びカウルリップ部１０６に対して第２の隆起１２０を動かして、低速構成にするステップ（ブロック１００８）を含む。低速構成では、上記圧縮を変更するステップ（ブロック１００４）が、入口１１０を流過する入口空気流１１２の圧縮を低減するステップ（ブロック１０１２）を含む。

【0058】

これに対応して、本明細書で開示される推進システム１００及び方法１０００は、以下の問題に対処する。入口が、５マッパの巡航要件に対して寸法設定されており、遷音速の要件にとっては約３倍（例えば、約２倍と約３倍の間）大き過ぎる。約１．０マッハ～１．６マッハでは、エンジンは、５マッハの巡航の間に必要とする気流の約３分の１を消費し、結果として入口では、その空気の６０％が溢れ出てしまい、従って、溢れ抵抗（ｓｐｉｌｌ ｄｒａｇ）という不利益がある。一般に、２マッハの航空機では、１０％の溢れ出しが劣悪と見做される。ノズルも、５マッパの巡航要件に対して寸法設定されており、遷音速の要件にとっては約３倍大き過ぎる。約１．０マッハ～１．６マッハでは、エンジンは、５マッハの巡航の間に必要とする気流の約３分の１だけ排出し、結果としてノズルは３０％だけ充填され、従って、ベース抵抗（ｂａｓｅ ｄｒａｇ）という不利益がある。これに対応して、遷音速飛行（例えば、１．０マッハ～１．６マッハ）中に、エンジンの出力が最も弱いときには、この抵抗を担いきれない。

【0059】

本明細書に記載の推進システム１００及び方法１０００が対処するさらなる問題は、以下のことを含み、即ち、入口（及び、気流経路の残りの部分）は、マッハ範囲に亘って要求される大きな気流変更（例えば、３倍の捕捉面積変更）に対処する必要がある、カウルは可能な限り軽量で簡素な構造の入口設計に内在する高圧に耐える必要がある、マッハ範囲に亘る低いカウル抵抗、マッハ範囲に亘る低い溢れ抵抗、入口斜面がマッハ範囲に亘って要求される１２倍のスロート面積変更に対処する、ダクトシステムがマッハ範囲に亘ってエンジン表面で十分に均一な気流を提供する、ターボ・ラムジェットが、マッハ範囲に亘って適切な推力を提供する、ノズルが、エンジンの出力に一致するよう、マッハ範囲に亘る大きな面積変更に対処する必要がある、及び、マッハ範囲に亘る、充填されていないノズルに起因する低いベース抵抗を含む。

【0060】

本開示によれば、推進システム１００及び方法１０００は、先に参照した問題に対処する。圧縮斜面１０８、特に第２の隆起１２０は、可動であり又は関節がある（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ）。第２の隆起１２０が動くことで、極超音速巡航条件での高い動作性能が提供される。第２の隆起１２０が動くことでさらに、フリーストリーム（ｆｒｅｅｓｔｒｅａｍ、自由流れ）２マッハ未満の超臨界動作が促進される。入口カウル１４８が、５マッハの巡航といった特定の飛行領域のために要求される大きさに固定される。入口１１０は、エンジン１０２が遷音速飛行中に使用できるより２倍多くの空気を取り込む。前方本体の設計によって、最大３倍まで上げられる。入口カウル１４８が固定されており、分かれていない。このようなものとして、入口１１０内に内在する高圧エアを含むための効果的な圧力容器となる。このことにより、構造的完全性が大幅に向上し、重量、複雑性、及びリスクが低減される。固定されたカウル１０４は、正面向きの角度が小さく、従って、全マッハ数で低いカウル抵抗（ｃｏｗｌ ｄｒａｇ）が生じる。カウル１０４が全ての空気を取り込むため、全マッハ範囲に亘って溢れ抵抗がゼロである。隆起入口斜面システム（例えば、固定された第１の隆起１１８及び可動的な第２の隆起１２０を含む圧縮斜面１０８）は、たった２つの動く斜面（例えば、第１の隆起１１８及び第２の隆起１２０）使用して、１２倍のスロート面積変更に対処する。上記システムは、従来の方法ほど重くなく、シールするためのより少ない間隙を導入する。

【0061】

ここで図１０及び図１１を参照すると、本明細書に記載される推進システム１００、吸気口１３４、及び方法１０００の実施例は、図１０のフロー図に示す航空機の製造及び保守方法１１００、及び図１１に概略的に示す航空機１２００に関連することができ、又はこれらの文脈において使用されうる。例えば、航空機１２００、及び／又は航空機の製造及び保守方法１１００が、可変圧縮吸気口１３４を含む推進システム１００を含みうる。

【0062】

ここで図１１を参照すると、この図は方法１２００の一例を示している。航空機１２００は、内装１２０６を有する機体１２０２を含む。航空機１２００は、複数の搭載システム１２０４（高次システム）を含む。航空機１２００の搭載システム１２０４の一例が、推進システム１００（図２～図８）といった推進システム１２０８を含む。搭載システム１２０４の他の実施例が、油圧システム１２１２、電気システム１２１０、及び環境システム１２１４を含む。他の実施例において、搭載システム１２０４はまた、航空機１２００の機体１２０２、例えば、フラップ、スポイラ、エルロン、スラット、ラダー、昇降舵、及びトリムタブなどに接続された１つ以上の制御システムも含む。さらに別の実施例において、搭載システム１２０４はまた、１つ以上の他のシステムも含み、例えば、限定されるものではないが、通信システム、アビオニクスシステム、ソフトウェア分散システム、ネットワーク通信システム、乗客情報／エンタテインメントシステム、案内システム、ラダーシステム、武器システムなども含む。

【0063】

図１０を参照すると、航空機１２００の製造前の段階では、製造及び保守方法１１００は、航空機１２００の仕様及び設計（ブロック１１０２）、並びに材料調達（ブロック１１０４）を含む。航空機１２００の製造段階では、航空機１２００のコンポーネント及びサブアセンブリの製造（ブロック１１０６）、並びに、航空機１２００のシステムインテグレーション（ブロック１１０８）が行われる。その後、航空機１２００は、認可及び納品（ブロック１１１０）を経て、運航（ブロック１１１２）に供される。定期的な整備及び保守（ブロック１１１４）が、航空機１２００の１つ以上のシステムの変更、再構成、改修等を含む。

【0064】

図１０に示す製造及び保守方法１１００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば、顧客）によって実施又は実行されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の宇宙船製造者、及び主要システムの下請業者を含み得、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み得、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。

【0065】

本明細書で図示及び記載されるシステム１００、吸気口１３４、及び方法１０００は、図１０で示されるフロー図で示す製造及び保守方法１１００の１つ以上の任意の段階において利用されうる。一実施例において、吸気口１３４を含み及び／又は方法１０００に従って動作する推進システム１００は、コンポーネント及びサブアセンブリの製造（ブロック１１０６）及び／又はシステムインテグレーション（ブロック１１０８）の一部分を形成しうる。更に、吸気口１３４を含み及び／又は方法１０００に従って動作する推進システム１００は、航空機１２００の運航（ブロック１１１２）期間中に準備されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様に実装されうる。さらに、吸気口１３４を含み及び／又は方法１０００に従って動作する推進システム１００は、システムインテグレーション（ブロック１１０８）、並びに認可及び納品（ブロック１１１０）の間に利用されうる。同様に、吸気口１３４を含み及び／又は方法１０００に従って動作する推進システム１００は、例えば、航空機１２００の運航（ブロック１１１２）中、及び整備及び保守（ブロック１１１４）の段階で利用されうるが、これらに限定されない。

【0066】

先の詳細な記載は、添付の図面に言及している。添付の図面は、本開示によって記載される具体的な実施例を示す。様々な構造及び工程を有する他の実施例は、本開示の範囲から逸脱するものではない。同様の参照番号は、様々な図面における同じ特徴、要素、又は構成要素を表しうる。本開示を通じて、複数のアイテムのうちのいずれも、そのアイテムとして個別に称することができ、複数のアイテムは総称的にアイテム（複数）として称することができ、同様の参照符号によって表されうる。さらに、本明細書では、「１つの（「ａ」又は「ａｎ」）」という用語の後に続く特徴、要素、構成要素、又はステップは、それを除外すると明示的に記載しない限り、複数の特徴、要素、構成要素又はステップを除外しないものと理解されたい。

【0067】

本開示に係る発明の主題の例示的で非網羅的な実施例が特許請求されうるが、必ずしも特許請求されるわけではない。本明細書で「実施例」に言及するということは、当該実施例に関連して説明される１つ以上の特徴、構造、要素、構成要素、特性、及び／又は処理ステップが、本開示に係る発明の主題の少なくとも１つの態様、実施形態及び／又は実現に含まれることを意味する。したがって、本開示全体にわたって使用される「一実施例（ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ）」や「１つ以上の実施例（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｅｘａｍｐｌｅｓ）」という表現、及び同様の文言は、同一の実施例を指していることもあるが、必ずしもそうではないこともある。さらに、任意の一実施例を特徴付ける発明の主題は、任意の他の実施例を特徴付ける発明の主題を含みうるが、必ずしもそうではないこともある。さらに、任意の一実施例を特徴付ける発明の主題は、任意の他の実施例を特徴付ける主題と組み合わされてもよいが、必ずしも組み合わされないこともある。

【0068】

本明細書において、特定の機能を実行するように構成されたシステム、装置、構造、物品、要素、コンポーネント又はハードウェアは、さらなる改良後にその特定の機能を実行する潜在能力を単に有するというよりも、実際は、いかなる変更も行わずにその特定の機能を実行することが可能である。換言すれば、特定の機能を実行するよう「構成された（～ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」システム、装置、デバイス、構造、物品、要素、コンポーネント又はハードウェアは、その特定の機能を実行することを目的に特に選択され、作製され、実装され、利用され、プログラムされ、及び／又は設計されている。本明細書において、「～よう構成された」という表現は、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアがさらなる変更なしで特定の機能を実行することを可能にする、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアの既存の特性を指す。本開示のために、特定の機能を実行する「よう構成された」として記載されたシステム、装置、デバイス、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的に、当該機能を実行するよう「適合される（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」及び／又は「動作可能である（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｏ）」と記載されうる。

【0069】

別様に示されていない限り、「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」、「第３（ｔｈｉｒｄ）」等の用語は、本明細書では単に符号として使用されており、これらの用語が指しているアイテムに、順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことは意図されていない。さらに、例えば「第２」のアイテムへの言及は、例えば「第１」の、又はより小さい数が付されたアイテム、及び／又は、例えば「第３」の、又はより大きな数が付されたアイテムの存在を必要とすることも、排除することもない。

【0070】

本明細書では、列挙された項目と共に使用される「～のうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」という表現は、列挙された項目のうちの１つ以上の様々な組み合わせが利用されてよく、かつ列挙された項目のうち１つのみが必要とされうることを意味している。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」には、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡ及びアイテムＢ」が含まれうるが、これらに限定されない。本例は、アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣ、又は、アイテムＢ及びアイテムＣも含みうる。他の例において、「～のうちの少なくとも１つ」は、例えば、「２個のアイテムＡ、１個のアイテムＢ、及び１０個のアイテムＣ」、「４個のアイテムＢ、及び７個のアイテムＣ」、及び、他の好適な組み合わせでありうるが、これらに限定されない。本明細書では、「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」という表現及び「／」という印は、関連して列挙された１つ以上のアイテムの任意の組み合わせ及びあらゆる組み合わせを含む。

【0071】

本開示のために、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、「結合（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）」という用語、及び類似した用語は、互いに（例えば、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁的に）接合、連接、締結、接着、接続、連通、又は別様に関連付けされた２つ以上の要素を指す。様々な実施例では、これらの要素は、直接的又は間接的に関連付けられうる。例えば、要素Ａが、要素Ｂに直接的に関連付けられうる。他の例として、要素Ａが、例えば他の要素Ｃを介して、要素Ｂと関連付けられうる。開示された様々な要素間の全ての関係が必ずしも表わされていないと理解されたい。これに対応して、図面に示されるもの以外の結合も存在してよい。

【0072】

本明細書では、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という用語は、所望の機能を依然として実行し又は所望の結果を実現する規定の状態に近いが、厳密にそうではない状態を指し又は表す。一例として、「約」という用語は、規定の状態の１０％の範囲内にある状態など、許容可能な所定の公差又は精度の範囲内にある状態を指している。しかしながら、「約」という用語は、厳密に、規定の状態である状態を除外しない。本明細書では、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語は、基本的に、所望の機能を実行する又は所望の結果を実現する規定の状態である状態を指している。

【0073】

上述の図１～図８、及び図１１は、機能的要素、特徴、又はその構成要素を表すことができ、必ずしも任意の特定の構造を示唆するわけではない。これに対応して、図示された構造に対して、変更、追加、及び／又は省略が行われうる。さらに、当業者には、上述の図１～図８、及び図１１に記載及び図示される全ての要素、特徴、及び／又は構成要素が、全ての実施例に含まれる必要がなく、本明細書に記載される全ての要素、特徴、及び／又は構成要素が、必ずしも各例示的な実施例に示されないことが分かるであろう。これに対応して、図１～図８、及び図１１に示す要素、特徴、及び／又は構成要素のうちの幾つかは、図１～図８及び図１１、他の図面、及び／又は付随する開示に記載され図示された他の特徴を含むことを必要とせずに、様々なやり方で組み合わせることができるが、このような組み合わせは、本明細書では明示的に示されていない。同様に、提示された実施例に限定されない追加の特徴を本明細書で図示且つ説明された特徴の一部又は全部と組み合わせることができる。別途明示的に記載されない限り、上述の図１～図８、及び図１１に示された実施例の概略図は、例示的な実施例に関する構造的限定を示唆するものではない。むしろ、１の例示的な構造が示されていても、必要に応じてその構造を変更しうると理解されたい。これに対応して、図示された構造に対して、変更、追加、及び／又は省略が行われうる。さらに、同様の、又は少なくとも実質的に同様の目的に適う要素、特徴、及び／又は構成要素には、図１～図８、及び図１１のそれぞれにおいて同様の符号が付され、このような要素、特徴、及び／又は構成要素については、図１～図８、及び図１１のそれぞれを参照する際に本明細書において詳細が述べられないこともある。同様に、全ての要素、特徴、及び／又は構成要素には、図１～図８、及び図１１のそれぞれにおいて符号が付されるわけではないが、本明細書ではそれらに関連する参照符号が一貫して使用されうる。

【0074】

先に参照した図９及び図１０において、ブロックは、動作、ステップ、及び／又はその一部を表わすことが可能であり、様々なブロックを接続する線は、動作又はその一部の任意の特定の順序又は従属関係を示唆するものではない。開示された様々な工程間の全ての従属関係が必ずしも表わされていないと理解されたい。本明細書に提示された開示方法の工程を説明する図９及び図１０、並びに付随する開示は、必ずしも工程を実行するべき順序を決定付けていると解釈すべきではない。むしろ、１の例示的な順序が示されていても、必要に応じて、動作のシーケンスを変更しうると理解されたい。したがって、図示される工程に対して変更、追加、及び／又は省略を行うことができ、特定の工程が、異なる順序で又は同時に実施されうる。さらに、当業者は、記載される全ての工程を実行する必要はないことが分かるであろう。

【0075】

さらに、本明細書全体を通した特徴、利点に対する言及、又は本明細書で使用される類似の文言は、本明細書に開示された実施例により実現されうる全ての特徴及び利点が、任意の単一の実施例において存在するべきであり又は存在するということを示唆するわけではない。むしろ、特徴や利点を言及する文言は、或る実施例と関連して記載される特定の特徴、利点、又は特性が少なくとも１つの実施例に含まれることを意味すると理解される。したがって、本開示全体を通して使用される特徴、利点についての記載及び類似の文言は、同一の実施例を指すこともあるが、必ずそうであるわけではない。

【0076】

１の実施例の記載された特徴、利点、及び特性は、他の１つ以上の実施例において任意の適切なやり方で組み合わせられうる。当業者であれば、本明細書に記載した実施例が、特定の実施例の具体的な特徴又は利点のうちの１つ以上がなくとも実施しうることが分かるであろう。他の場合では、さらなる特徴及び利点が、特定の実施例において認識されうるが、全ての実施例には存在しないこともある。さらに、推進システム１００、吸気口１３４、航空機１２００、及び方法１０００の様々な実施例を示し記載してきたが、当業者であれは、本明細書を読むことで変形例に想到するであろう。本願は、このような変形例を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【外国語明細書】