図面 (/)

技術 航空機の主脚ベイの排熱構造

出願人 三菱航空機株式会社
発明者 原伸英鈴田忠彦
出願日 2015年1月26日 (5年5ヶ月経過) 出願番号 2015-012564
公開日 2016年8月4日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2016-137765
状態 特許登録済
技術分野 飛行船・気球・飛行機
主要キーワード 遮蔽筒 地上温度 排熱構造 平面中心 空気抵抗低減 折衷案 着陸態勢 降着装置
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年8月4日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

主脚収納する主脚ベイスペース機体重量制約がある中で、主脚の発熱部から周囲の部材を保護することが可能な構造を提供すること。

解決手段

本発明の航空機は、車輪15を有した主脚12を収納する主脚ベイ13が形成された胴体10の下部を覆い、胴体10との間に、主脚ベイ13に連通する通気空洞30を規定するフェアリング20と、通気空洞30または主脚ベイ13から外気へと通じた吸気口31および排気口32による吸排気により、主脚ベイ13への収納時に主脚12から発せられた熱を主脚ベイ12の外部に排出させる排熱系統3と、を備えている。フェアリング20は、主脚12の車輪15が出入りする車輪用開口201を規定し、主脚12の収納時に車輪用開口201から主脚ベイ13の下方へと露出する車輪15の外周部との間に、吸気口31および排気口32の一方として機能する通気口32を規定する。

概要

背景

航空機主脚車輪ブレーキ等は、使用時に発熱する。特に、ブレーキは、着陸して高速滑走する機体の車輪を制動する際に大きな摩擦熱を発生させる。
特許文献1では、収納された主脚の車輪を覆うドアに、ブレーキを強制的に冷却する装置を設置することが提案されている。
特許文献1のブレーキ冷却装置は、車輪を覆うドアを貫通する開口を介して外気吸気する空気処理アセンブリと、ブレーキスタックの一面側に外気を案内する空気搬送アセンブリとを備え、ブレーキスタックの一面側と他面側とに生じる圧力差に基づいてブレーキスタックを横切る空気の流動を生じさせる。ブレーキスタックから吸熱した空気は、空気処理アセンブリ内の空洞に入り、さらに、空気処理アセンブリの後端に形成された排気口から外気へと排出される。

概要

主脚を収納する主脚ベイスペース機体重量制約がある中で、主脚の発熱部から周囲の部材を保護することが可能な構造を提供すること。本発明の航空機は、車輪15を有した主脚12を収納する主脚ベイ13が形成された胴体10の下部を覆い、胴体10との間に、主脚ベイ13に連通する通気空洞30を規定するフェアリング20と、通気空洞30または主脚ベイ13から外気へと通じた吸気口31および排気口32による吸排気により、主脚ベイ13への収納時に主脚12から発せられた熱を主脚ベイ12の外部に排出させる排熱系統3と、を備えている。フェアリング20は、主脚12の車輪15が出入りする車輪用開口201を規定し、主脚12の収納時に車輪用開口201から主脚ベイ13の下方へと露出する車輪15の外周部との間に、吸気口31および排気口32の一方として機能する通気口32を規定する。

目的

本発明は、主脚を収納する主脚ベイのスペースや機体重量に制約がある中で、主脚の発熱部から周囲の部材を保護することが可能な構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

車輪を有した主脚収納する主脚ベイが形成された胴体の下部を覆い、前記胴体との間に、前記主脚ベイに連通する通気空洞を規定するフェアリングと、外気へと通じた吸気口および排気口による吸排気により、前記主脚ベイに収納された前記主脚から発せられた熱を前記主脚ベイの外部に排出させる排熱系統と、を備え、前記フェアリングは、前記主脚の前記車輪が出入りする車輪用開口を規定し、前記主脚の収納時に前記車輪用開口から前記主脚ベイの下方へと露出する前記車輪の外周部との間に、前記吸気口および前記排気口の一方として機能する下方通気口を規定する、ことを特徴とする航空機の主脚ベイの排熱構造

請求項2

前記フェアリングは、前記車輪用開口よりも前方に、前記吸気口を規定し、前記吸気口よりも後方に、前記排気口として機能する前記下方通気口を規定する、ことを特徴とする請求項1に記載の航空機の主脚ベイの排熱構造。

請求項3

前記フェアリングは、当該フェアリングの前端部またはその近傍に、前記吸気口を規定する、ことを特徴とする請求項2に記載の航空機の主脚ベイの排熱構造。

請求項4

前記フェアリングは、表面から窪み、前方に位置する入口から後方に向けて開口断面積が増大するように前記吸気口を規定する、ことを特徴とする請求項2または3に記載の航空機の主脚ベイの排熱構造。

請求項5

前記主脚ベイにおいて主翼に形成された領域であるベイの開口部を塞ぎ、前記主脚が展開されるのに伴って開く主脚ドアを備え、前記主脚ドアは、前記下方通気口と対となり前記吸気口および前記排気口の一方として機能する通気口を規定する、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の航空機の主脚ベイの排熱構造。

請求項6

前記吸気口および前記排気口の少なくともいずれかを開閉可能なシャッタを備える、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の航空機の主脚ベイの排熱構造。

請求項7

前記シャッタを駆動する駆動部と、収納された前記主脚の周囲の温度を検知する温度センサと、前記温度センサにより検知された温度に基づいて、前記シャッタを操作する制御信号を前記駆動部に送る制御装置と、を備える、ことを特徴とする請求項6に記載の航空機の主脚ベイの排熱構造。

請求項8

請求項1から7のいずれか一項に記載の主脚ベイの排熱構造を備える、ことを特徴とする航空機。

技術分野

0001

本発明は、航空機主脚車輪ブレーキ等からの熱の伝搬より、主脚の収納時に主脚の周囲に存在する部材を保護するための構造に関する。

背景技術

0002

航空機の主脚の車輪やブレーキ等は、使用時に発熱する。特に、ブレーキは、着陸して高速滑走する機体の車輪を制動する際に大きな摩擦熱を発生させる。
特許文献1では、収納された主脚の車輪を覆うドアに、ブレーキを強制的に冷却する装置を設置することが提案されている。
特許文献1のブレーキ冷却装置は、車輪を覆うドアを貫通する開口を介して外気吸気する空気処理アセンブリと、ブレーキスタックの一面側に外気を案内する空気搬送アセンブリとを備え、ブレーキスタックの一面側と他面側とに生じる圧力差に基づいてブレーキスタックを横切る空気の流動を生じさせる。ブレーキスタックから吸熱した空気は、空気処理アセンブリ内の空洞に入り、さらに、空気処理アセンブリの後端に形成された排気口から外気へと排出される。

先行技術

0003

特開2014−169070号公報

発明が解決しようとする課題

0004

主脚を収納する主脚ベイ(主脚室)に収納された主脚の周囲には、主脚から伝搬した熱からの保護を要する部材が存在する。一例としては、主脚ベイと予圧区画とを隔てる構造部材が挙げられる。主脚からの熱の伝搬により、構造部材が許容温度を超えないように、主脚の発熱部と構造部材までの距離を拡大したり、構造部材に断熱材を設けることが考えられる。
しかしながら、拡大した距離や断熱材の厚みの分だけ主脚ベイのスペースが余分に必要となるので、機体が大型化する。それに伴って機体の重量や空気抵抗が増加してしまう。
特許文献1のブレーキ冷却装置についても、同様に、それを設置するために主脚ベイに必要となるスペースの分だけ機体が大型化する。それに加えて、複数のアセンブリを備えたブレーキ冷却装置は、それ自体の重量も大きい。

0005

そこで、本発明は、主脚を収納する主脚ベイのスペースや機体重量制約がある中で、主脚の発熱部から周囲の部材を保護することが可能な構造を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の航空機の主脚ベイの排熱構造は、車輪を有した主脚を収納する主脚ベイが形成された胴体の下部を覆い、胴体との間に、主脚ベイに連通する通気空洞を規定するフェアリングと、外気へと通じた吸気口および排気口による吸排気により、主脚ベイに収納された主脚から発せられた熱を主脚ベイの外部に排出させる排熱系統と、を備え、フェアリングは、主脚の車輪が出入りする車輪用開口を規定し、主脚の収納時に車輪用開口から主脚ベイの下方へと露出する車輪の外周部との間に、吸気口および排気口の一方として機能する下方通気口を規定することを特徴とする。

0007

本発明において、「前」は、航空機の機首側を意味し、「後」は、航空機の尾翼側を意味するものとする。
また、本発明において、「上」および「下」は、航空機の姿勢が水平であるときの鉛直方向の上下に従うものとする。

0008

本発明の排熱構造は、排熱系統の吸気口および排気口による吸排気により、主脚ベイ内に空気の流動を生じさせる。空気の流動に伴って、主脚から発せられた熱が主脚ベイの外部へと排出されるので、主脚の周囲に位置する部材への熱の伝搬を抑制することができる。
したがって、離陸後、主脚の発熱部の温度がまだ高い状態で主脚が収納されたとしても、主脚の周囲に位置していて高熱からの保護を要する部材の温度を許容温度以下に抑え、部材に要求される強度や性能を維持することができる。
本発明の排熱構造は、主脚の車輪の外周に位置する隙間を利用するとともに、フェアリングに開口を形成するだけで実現することができる。そのため、主脚の発熱部から部材までの距離を大きくとったり、断熱材を用いたりする場合と比べて小型化を図り、航空機の重量も抑えて燃費を向上させることができる。

0009

さらに、本発明によれば、上空で車輪のタイヤ破裂したとしても、タイヤから噴出したガスの圧力を吸気口および排気口を通じて外気へと開放することができるので、主脚ベイや通気空洞に過大な内圧が生じることを避けることができる。

0010

本発明の排熱構造において、フェアリングは、車輪用開口よりも前方に、吸気口を規定し、
吸気口よりも後方に、排気口として機能する下方通気口を規定することが好ましい。
そうすると、前方から吸気された外気が後方の排気口へと向かう空気の流動が生じ、車輪の外周に位置する排気口を介して、主脚ベイ内の空気が下方へと排出される。ここで、排気口からの排気流が、車輪の外周部と車輪用開口を規定するフェアリングとの間の隙間に存在していることにより、フェアリングの表面に沿った気流が車輪の外周で乱れずに層流の状態を保つ。つまり、排気流により、飛行に伴う気流に対して抵抗を与える乱流の発生を避け、空気抵抗を低減することができるので、航空機の燃費を向上させることができる。また、空気抵抗が低減されることで、騒音を低減することもできる。

0011

本発明の排熱構造において、フェアリングは、当該フェアリングの前端部またはその近傍に、吸気口を規定することが好ましい。
フェアリングの機首側は、典型的にはフェアリングの中央部に対して滑らかに立ち上がっており、フェアリングの前端部またはその近傍に位置する吸気口が、フェアリングの中央部に吸気口を規定する場合と比べて前方を向く。そのため、吸気口からスムーズに外気を取り込んで主脚ベイ内に十分な空気の流動を生じさせることができる。

0012

本発明の排熱構造において、フェアリングは、表面から窪み、前方に位置する入口から後方に向けて開口断面積が増大するように吸気口を規定することが好ましい。
かかる吸気口により、空気抵抗を抑えて吸気することができる。

0013

本発明の排熱構造は、主脚ベイにおいて主翼に形成された領域であるベイの開口部を塞ぎ、主脚が展開されるのに伴って開く主脚ドアを備え、主脚ドアは、下方通気口と対となり吸気口および排気口の一方として機能する通気口を規定することが好ましい。
そうすると、主脚の周囲に確実に空気の流動を生じさせることができる。空気の流動により、主脚から発せられた熱が主脚ベイの外部へと排出されるので、主脚の周囲に位置する部材への熱の伝搬を抑制することができる。

0014

本発明の排熱構造は、吸気口および排気口の少なくともいずれかを開閉可能なシャッタを備えることが好ましい。
そうすると、シャッタの操作により、必要な場合に通気口を開いて主脚ベイを十分に排熱させるとともに、排熱が必要ない場合に通気口を閉じることで通気口による空気抵抗を低減することができる。

0015

本発明の排熱構造は、シャッタを駆動する駆動部と、収納された主脚の周囲の温度を検知する温度センサと、温度センサにより検知された温度に基づいて、シャッタを操作する制御信号を駆動部に送る制御装置と、を備えることが好ましい。
そうすると、例えば、検知温度が所定の閾値以上であればシャッタにより通気口を開いて排熱を促進し、検知温度が閾値未満であればシャッタにより通気口を閉じて空気抵抗を低減するといった操作が可能となる。

0016

本発明の航空機は、上述の主脚ベイの排熱構造を備えることを特徴とする。

発明の効果

0017

本発明によれば、主脚を収納する主脚ベイのスペースや機体重量に制約がある中で、主脚の発熱部から周囲の部材を保護することができる。

図面の簡単な説明

0018

第1実施形態に係る航空機の胴体および主翼を下方から示す図である。
展開時の主脚を示す図である。
主脚が収納された主脚ベイを示す断面図である。
主脚ベイの排熱構造の作用を説明するための模式図である。
第2実施形態に係る航空機の胴体および主翼を下方から示す図である。
第3実施形態に係る通気口のシャッタを示す図である。

実施例

0019

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
図1に示すように、本実施形態の航空機1は、胴体10と、胴体10の左側および右側に設けられる主翼11とを備えている。
胴体10は、胴体10と左右の主翼11,11との接合部の近傍に、機体を支持する左右で一対の主脚12,12(降着装置)と、主脚12,12を収納する主脚ベイ13(図2)とを備えている。

0020

主脚12,12は、図2に示すように、主脚ベイ13に対して下方へと展開される。図2では、右側の主脚12が図示されていない。
各主脚12は、機体を支持する支柱14と、支柱14に設けられて地上を走行する車輪15,15と、車輪15,15をそれぞれ制動するブレーキ装置16,16(図3)とを備えている。
主脚12は、支柱14の基端部(上端部)を中心に図示しない油圧アクチュエータにより回動されることで揚降される。

0021

支柱14は、着陸時の衝撃荷重や走行時の振動荷重を吸収する緩衝機構を備えている。
主脚12が備える2つの車輪15,15は、支柱14の先端部(下端部)に設けられた車軸15A(図3)に同軸に支持されている。
各車輪15は、車軸15Aにベアリングを介して設けられる金属製のホイール151と、ホイール151の外周部に設けられるゴム製のタイヤ152とを備えている。

0022

ブレーキ装置16は、図3に示すように、車軸15Aの周りに配置されている。ブレーキ装置16は、車軸15Aと同軸に配置される図示しないブレーキディスク積層体と、油圧シリンダとを備えている。ブレーキディスクの積層体は、走行時に車輪15と共に回転する回転ディスクと、車軸15Aに固定されていて回転しない固定ディスクとが交互に配置されたものである。油圧シリンダにより回転ディスクと固定ディスクとを密着させ、ディスク間に生じた摩擦力により回転ディスクの回転を規制することで、車輪15が制動される。

0023

主脚12,12は、図2および図3に示すように、胴体10の下部と左右の主翼11,11の下部とに亘り、上方に向けて窪むように形成された主脚ベイ13に収納される。
主脚ベイ13は、胴体10に形成された胴体ベイ131と、左右の主翼11,11の各々に形成された翼ベイ132,132とに区分されている。
胴体ベイ131は、図3に示すように、客室等の与圧区画17に対して隔壁18により隔てられている。
隔壁18は、与圧区画17と胴体ベイ131内との圧力差に耐え、胴体10の強度を受け持つ構造部材である。

0024

胴体ベイ131には、主脚12の他にも、図示しない種々の装備品が配置されている。万が一、タイヤ152が上空で破裂した際に、それらの装備品に対してタイヤ152の内部から噴出されるガスの噴流遮蔽するために、車輪15を包囲する遮蔽筒19が隔壁18に吊り下げられている。

0025

胴体ベイ131は、胴体10の下部を覆うベリーフアリング20(以下、フェアリング)に対向している。
フェアリング20は、図2に示すように、胴体ベイ131よりも前方の位置から胴体ベイ131よりも後方の位置にまで延出しており、胴体10と主翼11との接合部や主脚12の周辺空力的に整流する。
フェアリング20には、主脚12,12の各々の車輪15,15が出入りする車輪用開口201,201(図1および図2)が形成されている。
車輪用開口201は、図4に示すように、遮蔽筒19の下端の周縁部に沿って形成されている。この車輪用開口201は、支柱14が通される通路201A(図2)を含んでいる。

0026

フェアリング20よりも左側に位置する翼ベイ132(図2)の開口部は、左の主脚12の支柱14に設けられた主脚ドア21により塞がれる(図1)。主脚ドア21により、車輪用開口201の通路201Aも塞がれる。
フェアリング20よりも右側も同様であり、右の主脚12の支柱14に設けられた主脚ドア21により右の翼ベイ132の開口部が塞がれ、主脚ドア21により車輪用開口201の通路201Aも塞がれる。

0027

主脚12は、航空機1が着陸態勢に入る際に図2に示すように展開される。主脚12の展開時、支柱14の回動に伴って主脚ドア21が開くとともに、車輪用開口201をから車輪15がフェアリング20の外側に降ろされる。
航空機1が支柱14により着地すると、航空機1を減速させるために、エンジンが発生する推力を前方に向けて生じさせる逆推力装置が用いられるとともに、走行する車輪15を制動するブレーキ装置16が用いられる。
その後、次のフライトのために航空機1が滑走路上を走行し、離陸した後、主脚12は収納される(図1)。主脚12が主脚ベイ13の内側に引き込まれると、主脚ドア21が閉じられる。主脚12の収納時、主脚12の車輪15,15のうちの下側の車輪15が車輪用開口201に配置されてフェアリング20の下方へと露出する。下側の車輪15の側面(車軸15Aと直交する面)とフェアリング20の表面とはほぼ面一に配置される。

0028

主脚12が使用される離着陸時に、車輪15やブレーキ装置16、支柱14の緩衝機構等が発熱する。特に、航空機1の着陸後に高速で走行する車輪15を制動する際に、ブレーキ装置16は非常に大きな摩擦熱を発生させる。
車輪15やブレーキ装置16は、空港に駐機されている間に大気放熱されることで次第に温度が低下するが、十分に温度が低下するために必要な時間に対して駐機時間が短く、車輪15やブレーキ装置16の温度が依然高い状態で、次のフライトのために離陸する場合がある。その際、離陸後に収納された主脚12の高温部から、周囲の構造部材や装備品へとそれらの許容温度を超えた熱が伝搬することを防ぐ必要がある。

0029

そこで、本実施形態の航空機1は、図4に示すように、主脚12が収納される飛行時に、主脚ベイ13の内部の熱を外部へと排出させる排熱系統3を備えている。
排熱系統3は、フェアリング20と胴体10との間に存在し、主脚ベイ13に連通する通気空洞30と、フェアリング20の外側の空気を通気空洞30へと吸い込む1つ以上の吸気口31と、通気空洞30の空気をフェアリング20の外側へと排出する排気口32とを備えている。

0030

本実施形態における吸気口31および排気口32はいずれも、フェアリング20に形成されており、フェアリング20を貫通している。
排気口32は、車輪用開口201から露出する車輪15の外周に形成される環状の隙間に該当する。車輪用開口201の内側にシールブラシが環状に配置される場合であっても、車輪15の外周には若干の隙間があいており、その隙間を介して、通気空洞30が外気に通じている。

0031

吸気口31は、フェアリング20の前端部20Aの近傍に位置している。前端部20Aは、緩やかに立ち上がり、胴体10の下部に連続している。
吸気口31として、例えば、円形の孔を形成することもできるが、フェアリング20の表面から窪んで開口断面積が連続的に増加する所謂NACAスクープ(NACAダクト)を吸気口31に採用することが好ましい。NACAスクープは、前端に位置する入口から後方に向かうにつれて次第に横幅および深さが増大する形状をしている。NACAスクープにより、空気抵抗を抑えて吸気することができる。
NACAスクープは、巡行時にほぼ水平に延在するフェアリング20の水平部202に位置していてもよい。

0032

飛行時に胴体10の下側を流れる空気が吸気口31を介して通気空洞30の前側に入る一方で、通気空洞30と連通する主脚ベイ13内の空気が排気口32から下方へと排出される。それによって通気空洞30および主脚ベイ13に空気の流動が生じる。フェアリング20の表面に沿って流れる気流により排気口32の付近が負圧となるため、主脚ベイ13内の空気が排気口32から下方へと吸い出される。
主脚ベイ13の空気の流動は、支柱14が通される遮蔽筒19の切欠19A(図3)や、遮蔽筒19の上端と隔壁18との間のスペースを通じて、車輪15やブレーキ装置16の周囲にも生じる。それに伴って、主脚12の高温部の熱が吸熱され、空気と共に主脚ベイ13の外部へと排出されるので、車輪15やブレーキ装置16等の周囲に位置する構造部材や装備品への熱の伝搬を抑制することができる。
特に、構造部材である隔壁18に熱の影響が及ぶことを避けることが重要である。隔壁18には、それよりも下方に位置する車輪15およびブレーキ装置16の熱が放射される。また、隔壁19の下面側に、車輪15およびブレーキ装置16により熱せられて上昇した空気が滞留する。
本実施形態によれば、通気空洞30および主脚ベイ13における空気の流動により、熱源である主脚12の高温部の温度を迅速に低下させるとともに、放射(輻射)、伝導対流による熱の伝搬を抑制することができるので、隔壁18をはじめとする構造部材や装備品をいずれも許容温度以下に抑え、それらに要求される強度や性能を維持することができる。

0033

本実施形態は、特に、離着陸が頻繁に行われる短距離路線や、地上温度が高い空港で離着陸される等、駐機中に主脚12を十分に放熱させることが難しい条件で運行される航空機に好適である。

0034

以上で説明した主脚ベイ13の内部の熱を排熱させる構造は、車輪15の外周に位置する隙間を利用するとともに、フェアリング20を貫通する吸気口31を形成するだけで実現することができる。そのため、主脚12の高温部から部材までの距離を大きくとったり、断熱材を用いたりする場合と比べて小型化を図り、航空機1の重量も抑えて燃費を向上させることができる。

0035

吸気口31および排気口32による吸排気は、航空機1が飛行する間、連続して行われる。
図4に示すように、フェアリング20の外部に露出する車輪15の外周に位置する排気口32を介して、主脚ベイ13内の空気が下方へと排出される。排気口32から排出される排気流をF1で示す。排気流F1は、排気口32の全周に沿って環状に形成される。
この排気流F1が、車輪15の外周部と車輪用開口201を規定するフェアリング20との間の隙間(すなわち排気口32)に存在していることにより、フェアリング20の表面に沿った気流F0が車輪15の外周で乱れずに層流の状態を保つ。つまり、排気流F1により、外部に露出する車輪15の外周部およびその近傍での乱流発生が空力的に抑制される。
本実施形態によれば、排気流F1により、飛行に伴う気流F0に対して抵抗を与える乱流の発生を避け、空気抵抗を低減することができるので、航空機1の燃費を向上させることができる。
また、空気抵抗が低減されることで、騒音を低減することもできる。

0036

さらに、本実施形態によれば、上空でタイヤ152が破裂したとしても、タイヤ152から噴出したガスの圧力を吸気口31および排気口32を通じて外気へと開放することができるので、主脚ベイ13や通気空洞30に過大な内圧が生じることを避けることができる。

0037

第1実施形態において、吸気口31が必ずしもフェアリング20の前端部20Aあるいはその近傍に位置している必要はない。吸気口31が、車輪用開口201よりも前方、換言すれば排気口32よりも前方に位置していれば、ほぼ同様の作用効果を得ることができる。また、フェアリング20の前端部20Aあるいはその近傍と、それよりも後方でかつ車輪用開口201よりも前方の位置とにそれぞれ、吸気口31を形成することもできる。後方に位置する吸気口31にも、NACAスクープを採用することが好ましい。

0038

〔第2実施形態〕
次に、図5を参照し、本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、車輪用開口201から露出した車輪15の外周に位置する隙間を吸排気に用いる。但し、車輪15の外周に位置する隙間が、第1実施形態と同様に排気口として機能するのか、それとも吸気口として機能するのかは、他に外気に通じた開口の位置および向きとの関係によって定まる。また、気圧、気流の状況等に応じて吸気口および排気口における圧力差が逆転することで、吸気口および排気口が逆転する場合もある。
つまり、第2実施形態では、前方から吸気してそれよりも後方から排気する第1実施形態とは違って、吸排気の向きは限定されない。

0039

以下、第1実施形態と相違する事項を中心に説明する。第1実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。
本実施形態では、図5に示すように、左右の主脚ドア21.21の各々に、主脚ドア18を厚み方向に貫通する第1通気口41が形成されている。第1通気口41は、車輪15の外周に位置する第2通気口42(上述の排気口32に相当)と対応しており、第1通気口41が吸気口として機能するときは第2通気口42が排気口として機能し、それとは逆に、第1通気口41が排気口として機能するときは第2通気口42が吸気口として機能する。
左の主脚ドア21の第1通気口41と、右の主脚ドア21の第1通気口41とは、基本的に、同じタイミングで同じく吸気口として、あるいは同じく排気口として機能するが、ある条件下では、両者のうちの一方が吸気口として機能し、他方が排気口として機能する場合もありうる。その場合、左右の第1通気口41,41および第2通気口42のうちの少なくとも一つが吸気口として機能し、残りが排気口として機能する。

0040

第1通気口41と第2通気口42との間の圧力差により、主脚ベイ13に空気の流動が生じる。このとき、第1通気口41と第2通気口42とが近いので、主脚12の周囲に確実に空気の流動を生じさせることができる。また、第1通気口41と第2通気口42との間で、支柱14が通される遮蔽筒19の切欠19Aが一助となって空気がスムーズに流れる。
空気の流動に伴って、主脚12の高温部の熱が吸熱され、空気と共に主脚ベイ13の外部へと排出されるので、車輪15やブレーキ装置16等の周囲に位置する構造部材や装備品への熱の伝搬を抑制することができる。
さらに、本実施形態によれば、飛行時に破裂したタイヤ152から噴出したガスの圧力を第1通気口41および第2通気口42を通じて外気へと開放することができるので、主脚ベイ13や通気空洞30に過大な内圧が生じることを避けることができる。

0041

第2実施形態において、フェアリング20の側方や、フェアリング20において車輪用開口201よりも後方の位置に第1通気口41を配置することもできる。

0042

第2実施形態において、第1通気口41にNACAスクープを採用すると、第1通気口41を吸気口として機能させることができる。つまり、第1通気口41から吸気し、第2通気口42から排気するように吸排気の向きを定めることができる。そうすると、第2通気口42から下方へと排出される排気流(図3のF1を参照)により、上述したように車輪15の外周部の付近における空気抵抗を低減することができる。

0043

〔第3実施形態〕
次に、図6を参照し、本発明の第3実施形態について説明する。
第3実施形態では、吸排気のための通気口を開閉可能なシャッタについて説明する。
第1実施形態および第2実施形態で説明した主脚ベイ13の排熱構造が吸排気のために備える通気口は、フェアリング20や主脚ドア21の表面に沿って流れる空気の流れに対していくらかの空気抵抗を生じさせる。そのため、排熱の必要性に応じて通気口を開閉可能なシャッタを備えることが空気抵抗の低減に有効である。

0044

図6(a)に示すシャッタ50は板状に形成され、フェアリング20に設けられた図示しないガイドレールに沿ってシャッタ50をスライドさせることで通気口51を開閉可能である。通気口51を閉じることができる限り、シャッタ50の形状や寸法は任意である。
通気口51は、第1実施形態および第2実施形態で説明した各通気口を代表しており、シャッタ50の形状や動きを適切に定めることにより、それらの通気口のいずれにもシャッタ50を適用することができる。第1実施形態および第2実施形態において、空気抵抗低減の必要度が高い一部の通気口51のみにシャッタ50を適用することもできる。

0045

ここで、それぞれが吸気口および排気口として機能する2つの通気口のうちの一方でもシャッタ50により閉じられると、主脚ベイ13に生じる空気の流動が主脚12の高温部の熱を主脚ベイ13の外部へと十分に排出することができる程には生じない場合がある。そのため、主脚ベイ13内の空気の流動を前提とする排気流F1(図4)により車輪15の外周における空気抵抗を減少させる第1実施形態においては、(1)主脚ベイ13内の空気の流動を確保するため吸気口31および排気口32を開いた状態として、車輪15の外周における空気抵抗を減少させるか、(2)シャッタ50を用いて吸気口31および排気口32の少なくともいずれかを閉じることで空気抵抗を減少させるかのいずれかを適宜に選択することができる。(1)の場合にはシャッタ50を備えている必要がない。
あるいは、(1)および(2)の折衷案として、シャッタ50により通気口51(吸気口または排気口)を例えば半分程度の開度とすることで(図6(b))、主脚ベイ13内に空気流動を生じさせて車輪15の外周の空気抵抗を減少させながら、通気口51の開口面積が狭められた分だけ空気抵抗を減少させることもできる。

0046

以下、シャッタ50を備え、排熱の必要度に応じて通気口51を開閉する場合の一例について説明する。
例えば、駐機時間が長いために、駐機中に車輪15やブレーキ装置16等が十分に放熱される場合は、収納された主脚12の周囲の部材に、強度や性能に影響を及ぼす程の熱が伝搬しないため、シャッタ50により通気口51を全閉することで(図6(a)の右図)、通気口51による空気抵抗を低減することができる。
上記とは逆に、駐機時間が短いために、車輪15やブレーキ装置16等の温度がまだ高い状態で主脚12が収納される場合は、通気口51を開放することで主脚ベイ13内の空気の流動を十分に確保するとよい(図6(a)の左図)。
もし、主脚12の高温部から発せられる熱を十分に排熱するために、通気口51を全開した際ほどの空気の流動が必要ない場合には、シャッタ50の操作により、通気口51の開度を吸熱するのに足りる程度に調整することができる(図6(b))。
その他、空港の気温天候等の気象条件や、機体重量、運行ルート等に基づく排熱の必要度に応じて、シャッタ50による通気口51の開度調整が可能である。

0047

図6(c)に示すように、シャッタ50を駆動するアクチュエータ等の駆動部53と、駆動部53を動作させる制御装置54とを備えていると、制御装置54により駆動部53に制御信号を送り、シャッタ50を自動的に操作することで通気口51の開度を調整することができる。
さらに、主脚ベイ13内の主脚12や周囲の温度を検知する温度センサ55を備えていると、制御装置54により、温度センサ55の検知温度に基づいてシャッタ50を操作することができる。

0048

温度センサ55により検知する対象としては、例えば、主脚12のブレーキ装置16の表面温度、胴体ベイ131内の空気温度、および隔壁18の表面温度等から選択することができる。特に、隔壁18に対する熱影響を抑制する目的からは、隔壁18の表面温度(下面の温度)を温度センサ55により検知することが好ましい。
温度センサ55により検知される温度は、主脚ベイ13の排熱の必要度に対応しており、検知温度が高いほど排熱の必要度が高く、検知温度が低いほど排熱の必要度が低い。検知温度に基づいて、離陸後、主脚12を収納してからしばらくの間は、シャッタ50により通気口51を開いて排熱を促進し(図6(c)の実線で示す50)、それによって排熱の必要度が低下するのに伴い、(図6(c)の一点鎖線および二点鎖線で示すように通気口51を次第に閉じるといったようにシャッタ50を操作すればよい。
シャッタ50は、排気流F1により車輪15の外周の空気抵抗を十分に低減させることができるように、通気口51の開度を適切に設定するためにも用いることができる。

0049

スライド式のシャッタ50に代えて、図6(d)に示す回転式のシャッタ56を用いることもできる。板状のシャッタ56は、平面中心から偏心した位置Pを中心として回転可能に構成されている。
シャッタ50,56のいずれも、設置されるフェアリング20あるいは主脚ドア21の表面に沿って配置されるので、空気抵抗が小さい。
その他にも、例えば、複数の羽根を有するもの等、任意の形態のシャッタを用いることが許容される。

0050

シャッタ50,56を動作させる駆動源として、線膨張係数が異なる金属を重ね合わせたバイメタルを用いることもできる。その場合は、通気空洞30および主脚ベイ13の空気により温度が上昇したバイメタルが変形することで、シャッタ50,56が動いて通気口51が開くように構成するとよい。

0051

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

0052

1航空機
3排熱系統
10胴体
11主翼
12主脚
13 主脚ベイ
14支柱
15車輪
15A車軸
16ブレーキ装置
17与圧区画
18隔壁
19遮蔽筒
19A切欠
20 ベリーフェアリング
20A前端部
21 主脚ドア
30通気空洞
31吸気口
32排気口(下方通気口)
41 第1通気口
42 第2通気口(下方通気口)
50シャッタ
51 通気口
53 駆動部
54制御装置
55温度センサ
56 シャッタ
131 胴体ベイ
132翼ベイ
151ホイール
152 タイヤ
201車輪用開口
201A通路
202水平部
F0気流
F1排気流
P 位置

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ