(57)【要約】【課題】航空機エンジン（１０）とともに使用されるタービンクリアランスコントロールシステム（１００、２００）が提供される。【解決手段】システムは（１００，２００）は、スイッチ（２０２）、通報装置（２０４）、及びスイッチと通報装置に結合されるコントローラ（２０６）を含む。コントローラは、航空機エンジンを使用する航空機のフライトフェーズに基づいてタービンクリアランスコントロールシステムを起動し、予め選択されたタービンクリアランスに基づいて航空機エンジンの内部でタービンクリアランスを調節するように構成される。【選択図】図４
2010001890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機エンジン（１０）のためのタービンクリアランスコントロールシステム（１００、２００）であって、そのシステムは、
スイッチ（２０２）と、
通報装置（２０４）と、
前記スイッチと前記通報装置とに結合されるコントローラ（２０６）と、を含み、
前記コントローラは、航空機エンジンを使用する航空機のフライトフェーズに基づくタービンクリアランスコントロールシステムを起動し、
予め選択されるタービンクリアランス値に基づく航空機エンジン内部のタービンクリアランスを調整するように構成される、タービンクリアランスコントロールシステム。
【請求項２】
前記スイッチ（２０２）は、操縦士のインプットに応じて前記コントローラ（２０６）の運転を可能にするように構成される、請求項１に記載のタービンクリアランスコントロールシステム（１００，２００）。
【請求項３】
前記スイッチ（２０２）は、遠隔の操縦士から受信した入力に応じて前記コントローラ（２０６）の運転を可能にするように構成される、請求項１に記載のタービンクリアランスコントロールシステム（１００，２００）。
【請求項４】
通報装置（２０４）は、ディスプレイ装置及びオーディオ装置の少なくとも一つを使用する前記タービンクリアランスコントロールシステムの起動状態を操縦士に通報するように構成される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタービンクリアランスコントロールシステム（１００、２００）。
【請求項５】
前記コントローラ（２０６）が、
少なくとも一つの航空機エンジンパラメータを測定し、
少なくとも一つの決定された航空機エンジンパラメータのための変化率を決定し、
決定された変化率と、安定フライトフェーズに対応し且つ少なくとも一つの航空機エンジンパラメータの航空機の予め決定された変化率とを比較し、
前記フライトフェーズが安定フライトフェーズであるときに基づき前記タービンクリアランスコントロールシステムを起動するように更に構成された、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のタービンクリアランスコントロールシステム（１００，２００）。
【請求項６】
前記コントローラ（２０６）が、前記タービンクリアランスを測定するように構成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載のタービンクリアランスコントロールシステム（１００，２００）。
【請求項７】
前記コントローラ（２０６）が、前記決定されたタービンクリアランスと前記予め選択されたタービンクリアランス値とを比較し、その比較に基づいて前記タービンクリアランスを調節するように更に構成される、請求項６に記載のタービンクリアランスコントロールシステム（１００，２００）。
【請求項８】
前記コントローラ（２０６）が、前記安定フライトフェーズの最後に先駆けた予め選択された時間で前記タービンクリアランスコントロールシステムを停止するように更に構成される、請求項５に記載のタービンクリアランスコントロールシステム（１００，２００）。
【請求項９】
航空機エンジン(１０)においてタービンクリアランスを制御するための装置であって、その装置は、
インプットを受信し、そのインプットに対応して予め選択されたタービンクリアランス値を前記スイッチに通信可能なように結合されるタービンコントローラ（２０６）に伝達するように構成される定常状態条件スイッチ（２０２）と、
前記スイッチに通信可能なように結合される通報装置（２０４）と、を含み、
前記コントローラは、前記予め選択されたタービンクリアランス値に基づいてタービンクリアランスを調節し、
前記通報装置は、前記スイッチの状況の少なくとも一部基づいて、前記装置の運転状態に関連する情報を通信するように構成される、タービンクリアランスを制御するための装置。
【請求項１０】
前記スイッチ（２０２）は、現地操縦士及び遠隔操縦士の少なくとも一つからのインプットを受信するように更に構成される、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示される本主題は、一般的に航空機エンジンに関するものであり、より具体的には、運転中の航空機エンジンのより効果的な運転を促進するために、航空機エンジン内部のタービンクリアランスを制御することに関する。
【０００２】
少なくともいくつかの既知の航空機エンジンは、高温部と低温部とを含んだタービンを含む。燃料効率、推進力及び／又はタービン寿命を改良するために、少なくともいくつかの既知のエンジンは、各タービン翼の先端と周囲シュラウドとの間の距離又はクリアランスを最小にするための制御を試みる。しかしながら、ローター中心から測定されるブレード先端の距離は、ローターの角速度の２乗に比例して、及び温度とともに直線的に増加する傾向にある。そのような両方の影響は、上昇、一連の降下／着陸の特定の動作、及び／又は回避行動などの操作中の燃料流入を増加することにより起こる場合がある。更に、ブレード先端の距離は、運転中に、増加燃料流入を必要とするような特に過渡運転中において、シュラウドが広がるよりも速く伸張する場合がある。そのようなものとして、上述のような運転中、ブレード先端は、摩擦として知られている状態でシュラウドと接触する場合がある。
【０００３】
少なくともいくつかの既知の航空機エンジンは、摩擦を防ぐためにアクティブクリアランスコントロールを使用する。少なくともいくつかの既知の実施形態において、アクティブクリアランスコントロールは、温度の上昇とともにブレード先端距離を直線的に伸張する類似の物理的特性に基づいて、シュラウドに温風を浴びせることによりシュラウドを直線的に伸張させることを試みる。しかしながら、ブレード先端距離は一般的により速く増加するように、ブレード先端距離の成長率を表す時定数は、シュラウド伸張率を表す定時数より一般的に著しく異なる。
【０００４】
少なくともいくつかの航空機エンジンは、一つかそれ以上のエンジン運動パラメータに応えてクリアランスコントロールを起動する。更に、少なくともいくつかの航空機エンジンは、スロットル破裂及び／又はローター速度の変化のような、過渡エンジン状態に関連する経過時間に基づいてクリアランスコントロールを起動する。更に、少なくともいくつかの航空機エンジンは、例えば航空機の傾きに基づいてクリアランスコントロールを停止する。更に、その他の既知のアクティブクリアランスコントロールは、一つかそれ以上の航空機エンジンから得たデータに基づく数学モデルに基づいている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許４０６９６６２号
【特許文献２】米国特許４２３０４３６号
【特許文献３】米国特許４３０４０９３号
【特許文献４】米国特許４３２９１１４号
【特許文献５】米国特許４５１３５６７号
【特許文献６】米国特許４５７６５４７号
【特許文献７】米国特許４６３２６３５号
【特許文献８】米国特許４６４８２４１号
【特許文献９】米国特許４８５６２７２号
【特許文献１０】米国特許４８９３９８３号
【特許文献１１】米国特許４８９３９８４号
【特許文献１２】米国特許４９２８２４０号
【特許文献１３】米国特許４９９９９９１号
【特許文献１４】米国特許５００５３５２号
【特許文献１５】米国特許５０７６０５０号
【特許文献１６】米国特許５０８１８３０号
【特許文献１７】米国特許５０８８８８５号
【特許文献１８】米国特許５０９０１９３号
【特許文献１９】米国特許５１０４２８７号
【特許文献２０】米国特許６１２６３９０号
【特許文献２１】米国特許６６２６６３５号
【特許文献２２】米国特許７０７９９５７号
【特許文献２３】米国特許７１６５９３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そのような制御は、ブレード先端距離の増加より前にシュラウド伸張を開始するために、燃料流入の増加を正確に予測しない場合がある。例えば、公海上で生じているフライトの最中で且つレーダー連絡がほぼ無いか皆無のとき、航空機は最小距離で分けられ、最小距離がフライトのそのような割り当ての全てに対して継続するように管理される。そのようなフライト割り当ての最中に過渡運動は稀である。従って、安定フライトフェーズのエンジンパラメータ変化率及び／又は航空機の存在に基づいて、タービンクリアランスを制御する方法、システム及び／又は装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一つの観点において、航空機エンジンにおけるタービンクリアランスを制御するための方法が提供される。この方法は、航空機エンジンを使用する航空機のフライトフェーズに基づいたタービンクリアランスコントロールを起動すること、及び予め選択されるタービンクリアランス値に基づいてタービンクリアランスを調節すること、を含む。
【０００８】
他の観点において、航空機エンジンで使用するためのタービンクリアランスコントロールシステムが提供される。そのシステムは、スイッチ、通報装置、及びスイッチと通報装置とに結合されるコントローラを含む。コントローラは、航空機エンジンを使用する航空機のフライトフェーズに基づいたタービンクリアランスコントロールを起動し、及び予め選択されるタービンクリアランス値に基づいてタービンクリアランスを調節するように構成される。
【０００９】
その他の観点において、航空機エンジンにおけるタービンクリアランスを制御するための装置が提供される。装置は、インプットを受信し、そのインプットに対応して予め選択されたタービンクリアランス値をスイッチに通信可能なように結合されるタービンコントローラに伝達するように構成される定常状態条件スイッチを含み、コントローラは、前記予め選択されたタービンクリアランス値に基づいてタービンクリアランスを調節する。その装置はまた、スイッチに通信可能なように結合される通報装置を含み、その通報装置は、スイッチの状況の少なくとも一部に基づいて、装置の運転状態に関連する情報を連絡するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】代表的なガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】クリアランスコントロールシステムを含む図１に示されるガスタービンエンジンの一部の拡大断面概略図である。
【図３】図２に示されるクリアランスコントロールシステムの拡大断面概略図である。
【図４】図２及び図３に示されるクリアランスコントロールシステムを含む代表的なアクティブクリアランスコントロールシステムのブロック図である。
【図５】図１に示されるガスタービンエンジンのような、航空機エンジンのタービンクリアランスを制御する代表的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、ガスタービンエンジン１０の概略図であり、代表的な実施形態において、ファン組立部１２と、高圧コンプレッサ１４、コンバスター１６、及び高圧タービン１８を含む核エンジン１３と、を含む。エンジン１０は、低圧タービン２０を含む。ファン組立部１２はローターディスク２６から放射状に外側に伸びるファンブレード２４の配列を含む。エンジン１０は、取込サイド２８及び排気サイド３０を有する。ファン組立部１２及び低圧タービン２０は、低速ローターシャフト３１により結合され、コンプレッサ１４及び高圧タービン１８は、高速ローターシャフト３２により結合される。
【００１２】
運転中、空気は、エンジン１０を通って伸びる中心軸３４に実質的に平行である方向で、ファン組立部１２を通って軸方向に流れ、圧縮空気は高圧コンプレッサ１４に供給される。高度に圧縮された空気は、コンバスター１６に運ばれる。コンバスターからの燃焼ガス流れ（図１では図示せず）は、タービン１８及び２０を駆動する。タービン１８はシャフト３２を経由してコンプレッサ１４を駆動し、タービン２０はシャフト３１を経由してファン組立部１２を駆動する。
【００１３】
図２は、クリアランスコントロールシステム１００を含んだガスタービンエンジン１０の一部の拡大断面概略図である。図３は、クリアランスコントロールシステム１００の一部の拡大断面概略図である。代表的な実施形態において、高圧タービン１８は、コンプレッサ１４（図１に図示）及びコンバスター１６から下方に実質的に同軸上に結合される。タービン１８は、一つかそれ以上のディスク６０によって形成される少なくとも一つのローター５６を含むローター組立部５４を含む。代表的な実施形態において、ディスク６０は外枠６２と、その間を通常放射状に且つ各蟻継ぎスロット６８から放射状に内側に伸びる複合ウェブ６６と、を含む。各ディスク６０はまた、外枠６２から放射状に外側に伸びる複数のブレード７０を含む。ディスク６０は、後部表面８０及び上流表面８２を含む。
【００１４】
高圧ブレード７０の列の外接は、それとともに近いクリアランス関係で、環状シュラウド又はシュラウド組立部７１である。代表的な実施形態において、シュラウド組立部７１は、周囲タービンケーシング７５から放射状に内向きであり、シュラウドハンガー７４とＣクリップ７０とに結合される複数のシュラウドメンバーまたは弓状セクタ７２を含む。メンバー７２をブレード７０に外接するように、隣接するシュラウドメンバー７２は互いに結合される。
【００１５】
各シュラウドメンバー７２は、放射状の外表面８４と反対放射状の内表面８６とを含む。クリアランスギャップ８８は、シュラウド内表面８６及びローターブレード７０の先端８９の間で定義される。より具体的には、クリアランスギャップ８８は、タービンブレード先端８９とタービンシュラウド７２の内表面との間の距離で定義される。
【００１６】
クリアランスコントロールシステム１００は、エンジン運転中、ギャップ８８を制御することを容易にする。より具体的には、代表的な実施形態において、クリアランスコントロールシステム１００は、ローターブレード先端８９とシュラウドメンバー内表面８６との間のギャップ８８を制御することを容易にする。クリアランスコントロールシステム１００は、マニホールド１１４を介して冷却空気供給源に流れ連通状態で結合される。冷却空気は、マニホールド１１４を抜け、ケーシング７５から延びる表面１２０及び１２２上に作用する。冷却空気供給源は、クリアランスコントロールシステム１００が、本明細書に説明されるように空気の送風、コンプレッサ１４の中間段階、及び／又はコンプレッサ１４の放出など（これに限定されないが）のように機能することを可能にするいかなる冷却空気供給源でもよい。代表的な実施形態において、冷却空気１１６は、コンプレッサ１４の中間段階から冷却ステージ２のノズル及び周囲のシュラウドに対して流れ出る。
【００１７】
代表的な実施形態において、マニホールド１１４は、タービンケーシング７５の周囲を円周に伸び、又冷却空気１１２が表面１２０及び１２２に対して実質的に均一に作用することを可能にする。表面１２０及び１２２の熱放射置換は、ケーシング置換を限定することを容易にし、従ってクリアランスギャップ８８の制御を容易にする。ケーシング７５は、実質的に円周に伸び、又外表面１１８の少なくともいくつかの部分、すなわち例えばマニホールド１１４から排出される冷却空気と流れ連通状態で配置される表面１２０、１２２、及び／又は１２４、を含む。一つの代表的な実施形態において、表面１２０及び１２２は、タービンケーシング、リング、及び／又はフランジなど（しかしこれに限定されない）のクリアランスコントロールシステム１００の部分全体に伸びる。
【００１８】
エンジン運動中、コンプレッサ排気圧力空気１３０は、コンプレッサ１４からシュラウド組立部７１とクリアランスギャップ８８とに向けて供給される。更に、冷却空気１１６は、タービンケーシング７５を通じで方向付けられる。そのようなものとして、排気圧力空気１３０及び／又は冷却空気１１６は、タービン１８のステージ２のノズル及び／又はステージ２のシュラウド組立部７１の少なくとも一つを冷却することを容易にし、及び／又はタービン・ミドル・シール・キャビティ（図示せず）に作用することを容易にする。冷却空気１１６、コンプレッサ排気圧力空気１３０、及び／又はケーシング７５の外部冷却の組み合わせは、クリアランスギャップ８８の改善制御を容易にし、又ケーシング表面１２０及び／又は１２０の熱移動効率性を増加することを容易にする。クリアランスコントロールシステム１００の増加された効果的な熱移動の結果として、クリアランスギャップ８８は、既知のクリアランスコントロールシステムを使用して操作可能であるものより更に効果的に維持されることが容易になる。更に、改良されたクリアランスギャップコントロールは、クリアランスコントロールシステム１００に供給される空気１１２、１１６、及び／又は１３０の量を増加することなく得ることが可能である。その結果として、燃料燃焼が減らされることが容易になる一方で、タービン効率性が増加されることが容易になる。
【００１９】
図２及び図３がタービンクリアランスを制御するために冷却空気を使用するクリアランスコントロールシステムを説明しているが、いかなる適当なクリアランスコントロールシステムは、本明細書に説明される実施形態に従って使用されてもよいことが注目されるべきである。例えば、クリアランスコントロールシステムはタービンクリアランスを制御するために温風を利用してもよい。そのようなものとして、本明細書に開示される実施形態を説明するために使用されるように、クリアランスコントロールシステムは、冷却空気を使用するシステム又は温風を使用するシステムのいずれかであってもよい。
【００２０】
更に、本明細書で使用されるように“最小クリアランス”という表現は、摩擦の可能性がなく設定されるであろうクリアランスギャップ８８と関連する最小距離を言及する。最小クリアランスはいくつかの変数の機能であり、それは、新円ではないタービン主軸許容値、振動誘発運動、燃料流量、核速度、及びエンジンガス温度を含むがそれに限定されない。
【００２１】
図４は、（図２及び図３で示される）クリアランスコントロールシステムを含む、代表的なアクティブクリアランスコントロールシステム２００のブロックダイヤグラムである。代表的な実施形態において、アクティブクリアランスコントロールシステム１００はまた、スイッチ２０２と、通報装置２０４と、アクティブクリアランスコントロールシステム１００、スイッチ２０２及び通報装置２０４に結合されるコントローラ２０６と、を含む。代表的な実施形態において、スイッチ２０２は、使用可能性により、クリアランスコントロールシステム１００を起動するバイナリー制御である。より具体的には、スイッチ２０２は、定常状態条件スイッチであり、また例えば、トグルスイッチ、トグルボタン、スライドスイッチ、回転スイッチ、またはロッカースイッチなど（しかしこれに限定されない）のようないかなる双安定又は二位置スイッチにより実行されてもよい。更に、スイッチ２０２は、例えば、グラス・コックピット・タッチスクリーンで見られるようなタッチスクリーンによって実行されてもよい。更に、スイッチ２０２は、一つのボタンの押圧が二つの状態の一つの状態が選択されることを引き起こす一方で、もう一つのボタンの押圧は二つの状態のもう一つの状態が選択されることを引き起こすように、配置される一組の補完的ボタンとして実行されてもよい。付随して、スイッチ２０２は、ボイス識別ソフトウエアを使用して制御されてもよい。
【００２２】
代表的な実施形態において、通報装置２０４は、スイッチ２０２の位置及び／又はクリアランスコントロールシステム１００の運動状態として定義されるクリアランスコントロールシステム１００の起動状態に関連する情報を航空機の操縦士に連絡する。そのような状況及び／又は情報は、クリアランスコントロールシステム１００が起動又は停止されたかどうか、航空機操縦士がクリアランスコントロールシステム１００を停止させるべき時間、クリアランスコントロールシステム１００の直前の起動からの時間の期間及び使用可能な間、操縦士に角度を変えさせるであろう構造振動のような、クリアランスコントロールシステム１００の維持に潜在的に影響を及ぼす報告、を含む。しかしこれらに限定されない。通報装置２０４は、例えば、点灯されたときにクリアランスコントロールシステム１００が起動されたと操縦士に知らせるライトによって実行されてもよい。他の実施形態において、通報装置２０４は、例えばクリアランスコントロールシステム１００を起動した際に第一ライトが点灯し、第二ライトが点灯しないような一組のライトで実行されてもよい。更に他の実施形態において、通報装置２０４は、メータ、スクリーンアイコン、又はスイッチ２０２の位置として定義されるクリアランスコントロールシステム１００の状況を視覚的に伝達する他の適当な装置であってもよい。更に、通報装置２０４は、例えばベル、チャイム、合成音声、ブザー、トーン、クリック、及び／又は合成波形を使用してクリアランスコントロールシステム１００の状況を聴覚的に伝達してもよい。
【００２３】
代表的な実施形態において、コントローラ２０６は、例えば運転可能なように及び／又は通信可能なように、スイッチ２０２及び通報装置２０４に結合される。コントローラ２０６は、例えばマイクロプロセッサ、従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、状態機械、及び／又はコンピュータ装置の組み合わせ、デジタル信号装置（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又はその他のプログラミング可能な論理装置、離散ゲート又はトランジスタ論理、離散ハードウエア部品、及び／又は本明細書で説明される機能を実行するために設計されるいかなるそれらの組み合わせ、において実施されてもよい。コントローラ２０６は、航空機が安定フライトフェーズにいるかどうかを決定するように構成され、そのフライトフェーズは、燃料流量、核速度、及び／又は排気ガス温度のようなエンジンパラメータは、延長された時間で著しい変化率を示すことを予期されていないフライトの割り当てである。一般的そのようなフライトフェーズは、公海上で遭遇する。コントローラ２０６はまた、例えばスイッチ２０２の位置に基づいた安定フライトフェーズの中、クリアランスコントロールシステム１００を起動及び／または停止するように構成される。
【００２４】
運転中、クリアランスコントロールシステム１００はスイッチ２０２の状態の変化により使用可能になる。一つの実施形態において、操縦士はスイッチ２０２を使用してクリアランスコントロールシステム１００を手動で有効にする。他の実施形態において、操縦士はスイッチ２０２を使用してクリアランスコントロールシステム１００を遠隔で有効にする。例えば、異なる航空機の操縦士は、許可コマンドをスイッチ２０２に伝達するために、アクティブクリアランスコントロールシステム２００と通信する場合があり、従ってクリアランスコントロールシステム１００を許可する。同様に、航空管制官は、許可コマンドをスイッチ２０２に伝達するために、アクティブクリアランスコントロールシステム２００と遠隔に通信する場合があり、従ってクリアランスコントロールシステム１００を許可する。代表的な実施形態において、操縦士はスイッチ２０２を使用してクリアランスコントロールシステム１００を無効にする場合がある。例えば、クリアランスコントロールシステム１００が遠隔で有効にされた場合、操縦士は安全と航空機の賢明な運転のためにもし必要であれば、クリアランスコントロールシステム１００を停止する場合がある。
【００２５】
代表的な実施形態において、クリアランスコントロールシステム１００が有効にされた後、コントローラ２０６は、例えば燃料流量、核速度、及び／又は排気ガス温度などの一つかそれ以上のエンジンパラメータを測定する。コントローラ２０６はまた、各測定されたエンジンパラメータの変化率を決定し、決定された変化率を安定フライトフェーズに対応する既知の変化率と比較する。より具体的には、コントローラ２０６は、航空機が安定状態であるかどうか、及び決定された変化率に基づいて、予め選択された時間の間安定状態に維持することを予期されているかどうか、を決定する。コントローラ２０６は従って航空機が安定フライトフェーズにあるかどうかを決定する。もし航空機が予め選択された時間の間で安定フライトフェーズに突入していなかった場合、コントローラ２０６はエンジンパラメータ測定及び比較を繰り返す。
【００２６】
代表的な実施形態において、コントローラ２０６は航空機が安定フライトフェーズにあると決定したとき、コントローラ２０６はクリアランスコントロールシステム１００を起動する。クリアランスコントロールシステム１００が起動されるとき、通報装置２０４は操縦士に起動状態を表示する。クリアランスコントロールシステム１００は、現在のタービンクリアランスを測定し、予め選択されたタービンクリアランスと現在のタービンクリアランスとを比較する。クリアランスコントロールシステム１００はその後、現在のタービンクリアランスを予め選択されたタービンクリアランスに一致させるように調節する。現在のタービンクリアランスは、例えばシュラウドを温風又は冷風に浴びせることにより調節されてもよい。代表的な実施形態において、操縦士はスイッチ２０２を使用してクリアランスコントロールシステム１００の起動を無効にしてもよい。例えば、クリアランスコントロールシステム１００が遠隔で有効にされた場合、操縦士は安全と航空機の賢明な運転のためにもし必要であれば、クリアランスコントロールシステム１００を停止する場合がある。
【００２７】
代表的な実施形態において、コントローラ２０６は、安定フライトフェーズの終了の前に予め選択された時間でクリアランスコントロールシステム１００を停止する。安定フライトフェーズの終了の前に予め選択された時間は、例えば航空機の目的地からの距離、及び／又は他の航空機又は地上の管制塔からのトランスポンダー信号と関連する場合がある。
【００２８】
図５は、エンジン１０（図１で図示）のような航空機エンジンのタービンクリアランスを制御する代表的な方法を示したフローチャート３００である。より具体的には、フローチャート３００は、アクティブクリアランスコントロールシステム２００（図２ないし図４で示す）を使用したタービンクリアランスの制御方法を示している。
【００２９】
代表的な実施形態において、クリアランスコントロールシステム１００は、スイッチ２０２の状態の変化により有効にされる（３０２）。一つの実施形態において、操縦士はスイッチ２０２を使用してクリアランスコントロールシステム１００を手動で有効にする。他の実施形態において、クリアランスコントロールシステム１００は、操縦士によりスイッチ２０２を使用して遠隔で有効にされる。例えば、異なる航空機の操縦士は、許可コマンドをスイッチ２０２に伝達するために、アクティブクリアランスコントロールシステム２００と通信する場合があり、従ってクリアランスコントロールシステム１００を許可する。同様に、航空管制官は、許可コマンドをスイッチ２０２に伝達するために、アクティブクリアランスコントロールシステム２００と遠隔に通信する場合があり、従ってクリアランスコントロールシステム１００を許可する。
【００３０】
代表的な実施形態において、クリアランスコントロールシステム１００が有効にされた後、コントローラ２０６は、例えば燃料流量、核速度、及び／又は排気ガス温度などの一つかそれ以上のエンジンパラメータを測定する（３０４）。コントローラ２０６はまた、各測定されたエンジンパラメータの変化率を決定し（３０６）、決定された変化率を安定フライトフェーズに対応する既知の変化率と比較する（３０８）。より具体的には、コントローラ２０６は、航空機が安定状態であるかどうか、及び決定された変化率に基づいて、予め選択された時間の間安定状態に維持することを予期されているかどうか、を決定する。コントローラ２０６は従って航空機が安定フライトフェーズにあるかどうかを決定する。もし航空機が予め選択された時間の間で安定フライトフェーズに突入していなかった場合、コントローラ２０６はエンジンパラメータ測定及び比較を繰り返す。
【００３１】
代表的な実施形態において、コントローラ２０６は航空機が安定フライトフェーズにあると決定したとき、コントローラ２０６はクリアランスコントロールシステム１００を起動する（３１０）。クリアランスコントロールシステム１００が起動されるとき、通報装置２０４は操縦士に起動状態を表示する（３１２）。クリアランスコントロールシステム１００は、現在のタービンクリアランスを測定し（３１４）、予め選択されたタービンクリアランスと現在のタービンクリアランスとを比較する(３１６)。クリアランスコントロールシステム１００はその後、現在のタービンクリアランスを予め選択されたタービンクリアランスに一致させるように調節する（３１８)。
代表的な実施形態において、コントローラ２０６は、安定フライトフェーズの終了の前に予め選択された時間でクリアランスコントロールシステム１００を停止する（３２０)。安定フライトフェーズの終了の前に予め選択された時間は、例えば航空機の目的地からの距離、及び／又は他の航空機又は地上の管制塔からのトランスポンダー信号と関連する場合がある。更に、代表的な実施形態において、操縦士はスイッチ２０２を使用してクリアランスコントロールシステム１００を手動で停止及び／又は無効にする。例えば、クリアランスコントロールシステム１００が遠隔で無効にされる場合、操縦士は安全と航空機の賢明な運転のためにもし必要であれば、クリアランスコントロールシステム１００を停止する場合がある。
【００３２】
本明細書に説明されるシステム、方法、及び装置は、航空機は安定フライトフェーズに突入したと確定され、予め選択される時間の間安定フライトフェーズを維持することを期待されるとき、予め選択される量によってタービンクリアランスを減らすことにより、航空機のより効率的な運転を容易にする。タービンクリアランスを減らすことは、燃料効率、推進力、及びタービン寿命の改善を促進する。各運動効率は、燃料及び／又はサービス費用の節約を容易にする。
【００３３】
本発明又は実施形態の観点の導入の際、“一つの”“その”及び“前記”という冠詞は、一つかそれ以上の要素が存在することを意味することを意図している。“含有する”、“含む“、及び”有する“は、記載された要素の他に追加の要素がある場合を意味しそれを含むことが意図される。
【００３４】
航空機エンジンにおけるタービンクリアランスを制御するためのシステム、方法、及び装置の代表的な実施形態が詳細に上述される。システム、方法、及び装置は、本明細書に説明される特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ方法の工程、及び／又はシステムの構成要素、及び／又は装置は、独立して使用されてもよい。更に、説明される工程、及び／又は構成要素は、他のシステム、方法、及び／又は装置との組み合わせにおいて定義される又は使用されるが、それは本明細書に説明されるシステム、方法、及び装置とだけで実行することを制限されない。
【００３５】
記載された明細書は、本発明を開示するためにベストモードを含む用例を使用する。また当業者が、いかなる装置又はシステムを作成し使用し、いかなる組み込まれる方法を施工することを含む発明を実行することを可能にする。本発明の特許性のある請求の範囲は、特許請求の範囲により定義され、また当業者に起こるほかの用例を含んでもよい。そのような他の用例は、それらが特許請求の範囲の定義通りの言葉から異ならない構成要素を有している場合、またはそれらが特許請求の範囲の定義通りの言葉から実体のない異なる同等の構成要素を含む場合、特許請求の範囲の領域内であることが意図されている。
【図１】
2010001890.tif 000003
【図２】
2010001890.tif 000004
【図３】
2010001890.tif 000005
【図４】
2010001890.tif 000006
【図５】
2010001890.tif 000007
【外国語明細書】
2010001890000001.pdf