(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒンジ式の剛性ペタルの列と、ペタル作動システムとを備え、協働する機械部品の動きではなくアクチュエータの形状変化（すなわち、変形）によって作動原理が実現される可変面積ファンノズルを提供すること。【解決手段】それらのアクチュエータ２，４には回転式または摺動式の機械構成要素がないので、摩耗およびそれに関連するメンテナンスが軽減される。変形可能なアクチュエータ２，４はそれぞれ、遷移温度超の温度まで加熱されると特定の様式で形状が変化するようにトレーニング処理された形状記憶合金から作製される部分を有する。さらに、形状記憶合金のアクチュエータ２，４はそれぞれ、空力抵抗を低減するフェアリングとして働くような形になっている。【選択図】図２
2014224534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲した形状を有する支持部材と、
第１のペタルおよび第２のペタルがそれぞれ内側または外側に偏位できるように前記支持部材に接続された前記第１のペタルおよび前記第２のペタルであって、隙間によって互いに分離している前記第１のペタルおよび前記第２のペタルと、
前記隙間にまたがる第１の部分と、前記第１の部分に連結され前記第１のペタルおよび前記第２のペタルにそれぞれ取り付けられた第２の部分および第３の部分とを備えた第１の本体であって、前記第１の部分が、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると第１の形状変化を受けるような特徴を有する形状記憶合金から作製されており、この第１の本体は、前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルを偏位させるように配置されている、第１の本体と
を備える可変面積ファンノズル。
【請求項２】
前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルが外側に偏位する、請求項１に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項３】
前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルが内側に偏位する、請求項１に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項４】
前記第１の本体の前記第１の部分がＶ字形の横断面を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項５】
前記隙間にまたがる第１の部分と、前記第１の部分に連結され前記第１のペタルおよび前記第２のペタルにそれぞれ取り付けられた第２の部分および第３の部分とを備えた第２の本体をさらに備え、
前記第２の本体の前記第１の部分が、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると第２の形状変化を受けるという特徴を有する形状記憶合金から作製されており、
前記第２の本体が、前記第２の本体の前記第１の部分が前記第２の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルを内側に偏位させるように配置されており、
前記第１の本体が、前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルを外側に偏位させるように配置されている、
請求項１から４のいずれか一項に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項６】
前記形状記憶合金は、その温度が前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで低下すると第２の形状変化を受けるというさらなる特徴を有し、前記第１の本体が、前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化および前記第２の形状変化のうちの一方を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルを外側に偏位させ、前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化および前記第２の形状変化のうちの他方を受けると内側に偏位させる、請求項１から５のいずれか一項に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項７】
前記第１の本体の前記第１の部分を加熱する手段をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項８】
前記第１の本体の前記第１の部分の表面に熱的に接続された加熱コイルをさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項９】
エラストマー材料製のシールをさらに備え、前記シールが前記第１のペタルと前記第２のペタルとの間の前記隙間にまたがる部分を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項１０】
左側ファンノズルアセンブリおよび右側ファンノズルアセンブリを備え、前記左側ファンノズルアセンブリおよび前記右側ファンノズルアセンブリがそれぞれ、湾曲した形状を有するそれぞれの支持部材と、請求項１から９に記載のように配置されたそれぞれの第１のペタルおよび第２のペタルと、請求項１から９に記載のように形状が変化するそれぞれの第１の本体とを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の可変面積ファンノズル。
【請求項１１】
ノズルの出口面積を変更する方法であって、第１の複数の要素のそれぞれの部分の温度を遷移温度未満から遷移温度超まで上昇させることを含み、前記遷移温度未満から前記遷移温度超まで温度が上昇する間に前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化する形状記憶合金から作製されている、方法。
【請求項１２】
第２の複数の要素のそれぞれの部分の温度を遷移温度未満から遷移温度超まで上昇させることをさらに含み、前記第２の複数の要素の前記それぞれの部分が、前記遷移温度未満から前記遷移温度超まで温度が上昇する間に形状が変化する形状記憶合金から作製され、前記出口面積が、前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると増大し、前記第２の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると減少する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の温度を前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで低下させることをさらに含み、前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状記憶合金も、前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで温度が低下する間に形状が変化し、前記出口面積が、温度上昇の結果前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると増大し、温度低下の結果前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると減少する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の温度を前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで低下させることをさらに含み、前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状記憶合金も、前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで温度が低下する間に形状が変化し、前記出口面積が、温度上昇によって前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると減少し、温度低下によって前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると増大する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から６、９及び１０のいずれか一項に記載の可変面積ファンノズルと、
複数の電気ヒータと、
ＶＡＦＮ制御ユニットと
を備える可変面積ファンノズルのペタルの偏位を制御するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、ターボファンエンジンに関し、より具体的には、可変面積ファンノズルを有するターボファンエンジンに関する。具体的には、本開示は、ノズルの出口面積またはスロート面積を変更する、円周方向に配置された可動式のペタルを複数備える可変面積ファンノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の騒音公害は、空港付近のコミュニティにとって重大な環境問題である。エンジンを動力とする航空機が離陸中に発生させる騒音の大部分がジェットエンジンの排気によるものである。ジェットエンジンの排気は周波数が比較的低いので、ジェットエンジンの排気による騒音の減衰は、大気のみでは効果が不十分である。
【０００３】
バイパスターボファンエンジンは、典型的には、２種類の排気流成分、エンジンコアフローおよびファンフローを生じる。エンジンコアフローは、コアエンジンを通った後でコアフローノズルから排出される。ファンフローは、コアエンジンを囲繞するコアエンジンナセルおよびコアエンジンナセルの少なくとも一部分を囲繞するファンダクトによって形成された環状通路を通る。ファンダクトの出口はコアナセルと可変面積ファンノズルの中間に画定される。一部の実装形態では、可変面積ファンノズルは、ファンダクトの一部を形成する軸方向に並進可能な逆スラストスリーブの下流端に固定される。ファンフローはこの出口から出る。エンジンフローとファンフローとが一緒になって、航空機を前方に推進するスラストを生じる。
【０００４】
バイパスターボファンエンジンでは、コアフローノズルにおけるエンジンコアフロースロート面積およびファンノズルにおけるファンフロースロート面積は、好ましくは、特定のエンジン動作条件に合わせて最適化される。例えば、離陸中は、巡航飛行中に必要とされる低いレベルのスラストと比較すると、比較的高いレベルのスラストがエンジンに必要とされる。ファンノズルにおけるスロート面積が一定であるファンダクトを通る空気流の量または質量を増大させると、空気流の速度が上昇する。ノズル出口速度が上昇すると、ノズルによって生じる騒音の量が増大する。
【０００５】
離陸中など、高スラスト事象中に発生する騒音を低減する手段としてファンノズルスロート面積を増大させる一手法は、ファンノズル出口の外部との境界を形成する可動式のフラップまたはペタルを使用するものである。こうしたフラップまたはペタルは、外側に偏位してファンノズルのスロート面積を拡大し、それにより、排気速度を低下させることができるか、または逆に、内側に偏位して、ファンノズルのスロート面積を縮小し、それにより、排気速度を上昇させることができる。
【０００６】
軸方向に並進可能な逆スラストスリーブの後縁リップ領域に取り付けられたフラップまたはパネル（以下、「ペタル」とする）を偏位させることによってファンノズルの面積を変更する（それにより、ファンフローを調整する）ことが知られている。本明細書（特許請求の範囲を含む）では、用語「スリーブ」は少なくとも以下の構成を含む：（１）ファンダクトの円周の大部分に沿ってエンジンパイロンの片側から反対側まで延在する軸方向に並進可能な一部片のスリーブ、（２）上側ビームおよび下側ビームに固定されたレールに装着され上側ビームから下側ビームまで延在する、軸方向に並進可能な２つのハーフカウル。後者の構成によれば、上側ビームは、エンジンにアクセスしそれを取り外すために逆スラスト装置を解放できる主ヒンジビームである。下側ビーム（以下、「ラッチビーム」と称する）は、２つのハーフカウルを互いにロックする手段である。したがって、第２の構成は、典型的には、２本の上側ヒンジビームおよび２本のラッチビームを有する。
【０００７】
ペタルの偏位を行う多くのシステムが提案されているが、ペタルの前縁領域を作動させペタルを動かすのに大きい力を必要とする。それらの解決策はまた、機械的摩擦および摩耗を生み出す機械構成要素を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０１９８７７７号明細書
【特許文献２】米国特許第６１００４６３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
同等の動力を有する機械式アクチュエータよりもアクチュエータが軽量であり、摩耗しにくい、したがってメンテナンスをあまり必要としない、ペタル作動システムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本明細書で開示される主題は、作動の原理が、協働する機械部品の動きではなくアクチュエータの形状変化（すなわち、変形）によって実現されるペタル作動システムを対象としている。それらのアクチュエータには回転式または摺動式の機械構成要素がないので、摩耗およびそれに関連するメンテナンスが軽減される。本明細書で開示される実施形態によれば、変形可能なアクチュエータは、通電されると（すなわち、加熱されると）特定の様式で形状が変化するようにトレーニング処理されている形状記憶合金（ＳＭＡ）を含む。ＳＭＡアクチュエータはそれぞれ、空力抵抗を低減するフェアリングとして働くような形になっている。ＳＭＡアクチュエータを使用すると、後縁におけるナセルのフープの強度を復元することによって、フロー制御面をより軽量の設計にすることができる。ＳＭＡアクチュエータの設計により、アクチュエータシステムが故障した場合、隣接するペタルが最後に命令された位置に留まることになるので、システムの信頼性も向上する。
【００１１】
一部の実施形態によれば、ペタル作動システムは、円周方向に分布した１方向ＳＭＡアクチュエータを２組備える。一方の組は、加熱されてペタルを外側に偏位させることができ、他方の組は、加熱されてペタルを内側に偏位させることができる。１方向ＳＭＡアクチュエータは、隣接するペタル間で対になって配置されている。各対は、反対に作用する（すなわち、対抗する）それぞれの第１組および第２組のＳＭＡアクチュエータを構成する。対抗するＳＭＡアクチュエータの対は、ペタルの後縁の近くに据え付けられる。ＳＭＡアクチュエータをノズルの後縁の近くに取り付けると、流れの表面の角度位置を制御するのに必要な力が最小限に抑えられる。
【００１２】
他の実施形態によれば、ペタル作動システムは、円周方向に分布した１組の２方向ＳＭＡアクチュエータを備える。（本明細書では、用語「２方向ＳＭＡアクチュエータ」は、２方向の記憶効果を生じるようにトレーニング処理された形状記憶合金を備えたアクチュエータを指す。）２方向ＳＭＡアクチュエータはそれぞれ、交替で加熱および冷却されて、ペタルを外側および内側に（または代替形態では、内側および外側に）それぞれ偏位させることができる。１方向ＳＭＡアクチュエータと同様に、２方向ＳＭＡアクチュエータは、後縁の近くの隣接するペタル間に配置される。
【００１３】
本明細書で開示される主題の一態様は、湾曲した形状を有する支持部材と、第１のペタルおよび第２のペタルがそれぞれ内側または外側に偏位できるようにして支持部材に接続された第１のペタルおよび第２のペタルであって、隙間によって互いに分離している第１のペタルおよび第２のペタルと、隙間にまたがる第１の部分と、第１の部分に連結され第１のペタルおよび第２のペタルにそれぞれ取り付けられた第２の部分および第３の部分とを備えた本体とを備える可変面積ファンノズルである。第１の部分は、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると第１の形状変化を受けるという特徴を有する形状記憶合金から作製されている。本体は、本体の第１の部分が第１の形状変化を受けると第１のペタルおよび第２のペタルを偏位させるように配置されている。好ましくは、本体の第１の部分は、空力抵抗を最小限に抑えるように設計されたプロフィル（例えば、Ｖ字形の横断面）を有する。可変面積ファンノズルが左側ファンノズルアセンブリおよび右側ファンノズルアセンブリを備える多くの場合に、各ファンノズルアセンブリはこの段落で言及した要素を備えることができる。
【００１４】
一実施形態によれば、形状記憶合金は、その温度が遷移温度超から遷移温度未満まで低下すると第２の形状変化を受けるというさらなる特徴を有することができる。この事例では、その本体は、本体の第１の部分が２つの形状変化のうちの一方を受けると第１のペタルおよび第２のペタルを偏位させる外側に偏位させ、本体の第１の部分が形状変化のうちの他方を受けると内側に偏位させる。
【００１５】
別の実施形態によれば、２方向形状記憶合金を用いる代わりに、可変面積ファンノズルはさらに、隙間にまたがる第１の部分と、第２の本体の第１の部分に連結され第１のペタルおよび第２のペタルにそれぞれ取り付けられた第２の部分および第３の部分とを備えた第２の本体を備えることができる。この実施形態は以下のさらなる特性を有することができる：（ａ）第２の本体の第１の部分は、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると第２の形状変化を受けるという特徴を有する形状記憶合金から作製される、（ｂ）第２の本体は、第２の本体の第１の部分が第２の形状変化を受けると第１のペタルおよび第２のペタルを内側に偏位させるように配置されている、（ｃ）第１の本体は、第１の本体の第１の部分が第１の形状変化を受けると第１のペタルおよび第２のペタルを外側に偏位させるように配置されている。
【００１６】
本明細書で開示される主題の別の態様は、ノズルの出口面積を変更する方法であって、第１の複数の要素のそれぞれの部分の温度を遷移温度未満から遷移温度超まで上昇させることを含み、第１の複数の要素のそれぞれの部分が、遷移温度未満から遷移温度超まで温度が上昇する間に形状を変化させる形状記憶合金から作製される、方法である。
【００１７】
さらなる態様によれば、可変面積ファンノズルが、内側または外側に一斉に偏位できる複数のペタルと、ペタルに取り付けられた第１の複数のペタル偏位アクチュエータであって、第１の複数のペタル偏位アクチュエータがそれぞれ、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると形状が変化する形状記憶合金を含み、その形状変化によりペタルが偏位する、第１の複数のペタル偏位アクチュエータとを備える。
【００１８】
一実施形態によれば、形状記憶合金はまた、その温度が遷移温度超から遷移温度未満まで低下すると形状が変化する。ペタルは、温度上昇によってペタル偏位アクチュエータの形状を変化させるとある方向に偏位し、温度の低下によってペタル偏位アクチュエータの形状が変化すると反対の方向に偏位する。
【００１９】
別の実施形態によれば、可変面積ファンノズルはさらに、ペタルに取り付けられた第２の複数のペタル偏位アクチュエータを備え、第２の複数のペタル偏位アクチュエータはそれぞれ、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると形状が変化する形状記憶合金を含む。第１の複数のペタル偏位アクチュエータの形状変化により、ペタルがある方向に偏位し、第２の複数のペタル偏位アクチュエータの形状変化により、ペタルが反対方向に偏位する。
【００２０】
さらに別の態様は、湾曲した形状を有する支持部材を備えた後縁リップ領域を有するスリーブまたはダクトと、各ペタルが内側または外側に偏位できるようにして接続された複数のペタルであって、隣接するペタルがそれぞれの隙間によって互いに分離している、複数のペタルと、隙間に分布した複数の変形可能な要素であって、変形可能な要素がそれぞれ、遷移温度超の温度まで加熱されると形状が変化する形状記憶合金を含む、変形可能な要素と、変形可能な要素のそれぞれの表面に熱的に接続された複数の電気ヒータと、電気ヒータへの電力の供給を制御するようにプログラムされたコンピュータシステムとを備える航空機上に据え付けられた装置である。この装置はさらに、ペタルの現在の位置を表すポジションフィードバック信号を発生する１つまたは複数のセンサを備えることができる。したがって、コンピュータシステムは、変形可能な要素の形状が変化するかまたは維持するようにヒータに電気パルスを提供するようにプログラムされ、パルスの数は、ペタルの目標位置を表す目標位置データとポジションフィードバック信号から生成されたポジションフィードバックデータとの比較の結果に応じて変わる。
【００２１】
他の態様は以下に開示し特許請求する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】左側アセンブリおよび右側アセンブリを備えた（左側アセンブリのみ示す）可変面積ファンノズルを有する、典型的な航空機のターボファンエンジンの部分等角図を示す図である。
【図２】一実施形態によるペタルの後縁の近くの隙間に配設された相互に対抗する変形可能な１対のアクチュエータのうちの一方または他方の形状が変化することによって、内側または外側に交互に偏位させることができる、隣接する１対のペタルの（上からの）等角図を示す図である。ペタルは、外側（上側）に偏位した位置および内側（下側）に偏位した位置に示されている。
【図３】相互に対抗する変形可能な１対のアクチュエータのうちの一方の変形可能なアクチュエータが拡張するとき（矢印ＡおよびＢで表示する）に上向き（すなわち、外側）に偏位する１対のペタルを示す概念図である。
【図４】相互に対抗する変形可能な１対のアクチュエータのうちの他方の変形可能なアクチュエータが収縮するとき（矢印ＣおよびＤで表示する）に下向き（すなわち、内側）に偏位する１対のペタルを示す概念図である。
【図５】図２に描写するペタルおよび変形可能なアクチュエータの（下からの）等角図を示す図である。ここでもペタルは外側に偏位した位置および内側に偏位した位置に示されている。
【図６】さらなる実施形態によるペタルの後縁の近くの隙間に配設された相互に対抗する変形可能な１対のアクチュエータの一方または他方を加熱することによって、内側または外側に交互に偏位できる隣接する１対のペタルの（上からの）等角図を示す図である。破線はペタルカバー（図示せず）の位置を表示する。
【図７】ブロックが一実施形態によるペタル偏位システムの構成要素のいくつかを表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下で図面を参照するが、異なる図面でも同様の要素は同じ参照番号を有する。
【００２４】
次に、ターボファン航空機エンジンの逆スラストスリーブに適用された様々な実施形態を説明する。ただし、開示する可変面積ファンノズルシステムは、逆スラストスリーブが組み込まれていないファンダクトの後縁リップ領域にも適用される。
【００２５】
図１に、左側アセンブリおよび右側アセンブリ（左側アセンブリのみ示す）を備えた可変面積ファンノズルを有する、典型的な航空機のターボファンエンジンの部分等角図を示す。コアエンジンナセルがコアエンジン（図示せず）を囲繞している。ターボファンエンジンは、コアエンジンナセルの下流端を形成するコアフローノズル１２から出るエンジン排気のコアフローと、逆スラストスリーブ１６の下流端またはリップ領域に装着された可変面積ファンノズル１４（図示しない右側アセンブリを含む）から出るファンフローの両方からスラストを与える。スリーブ１６はコアエンジンナセルの少なくとも一部分に重なる。一般に、コアフローはファンフローよりも高速である。
【００２６】
既知の一実装形態によれば、可変面積ファンノズル１４はヒンジ式の剛性ペタル１８を多数備え、その剛性ペタル１８は、内側または外側に偏位したときにファンダクトを通るファンフローを変更するように構成されている。任意選択では、ペタル１８は、その遠位端（すなわち、後方端）にシェブロン（図示せず）を取り付けることができる。ペタル１８は、逆スラストスリーブ１６の後縁リップに沿って並ぶように配設される。一方で、逆スラストスリーブが軸方向に並進可能な一部片のスリーブ（図１には図示せず）である場合は、ペタルの列は、エンジンパイロンの片側から反対側までファンダクトの円周の大部分に沿って延在することになる。他方で（図１に示すように）、逆スラストスリーブが、上側（すなわち、ヒンジ）ビーム２０および下側（すなわち、ラッチ）ビーム２２に固定されたレールに装着された軸方向に並進可能なハーフカウルを２つ備える場合は、ペタル列は、それぞれのハーフカウルに取り付けられた２組のペタルから成る。ペタルの各組は８枚のペタルを備え、それらペタルは、エンジンのそれぞれの側でそれぞれの上側ビームからそれぞれの下側ビームまで延在する曲線に沿って円周方向に分布する。
【００２７】
図１に示す実施形態によれば、ペタル１８の前方端部は、それぞれのヒンジによってバルクヘッド２６に枢動可能に接続されている。バルクヘッド２６は、軸に心合わせされた円弧の形状である。任意選択では、ヒンジは、複合材または金属材料から作製された可撓性の（すなわち、リビング）ヒンジとすることができる。円弧状のバルクヘッド２６の端部はヒンジビーム２０およびラッチビーム２２によって支持されている。制御システムが、作動システム（図１には図示せず）を制御するように構成されている。その作動システムは、巡航飛行条件ではペタル１８を定格位置から内側に偏位させて燃料効率を最大にする。作動システムを逆転させると、ペタルは定格位置に戻る。
【００２８】
各組のペタルに関しては、隣接するペタル１８は三角形または台形の隙間または空間によって分離されており、こうした隙間はそれぞれ、それぞれのエラストマーシールによって占められており、そのエラストマーシールは、相接するペタルに留められ確実に漏出を無くす。図１では、エラストマーシールはそれぞれの隙間カバー１０によってカバーされている。各隙間カバー１０は、それぞれのペタル１８の左の縁部に取り付けられており、隣接するペタルには取り付けられておらず、それにより、ペタルが内側に動くと隙間が狭くなり、外側に動くと隙間が広くなることが可能である。
【００２９】
可変面積ファンノズルのペタルの位置を制御するための多くのタイプの作動システムが提案されている。本明細書で開示されるペタル作動システムでは、作動の原理は、協働する機械部品の動きではなくペタル偏位アクチュエータの形状変化（すなわち、変形）によって実現される。本明細書で開示される実施形態によれば、変形可能なアクチュエータは、加熱時に特定の様式で形状が変化するようにトレーニング処理された形状記憶合金を含む。ＳＭＡアクチュエータはそれぞれ、空力抵抗を低減するためにフェアリングとして働くような形になっている。
【００３０】
図２〜図５に示す一実施形態によれば、ペタル作動システムは、円周方向に分布した１方向ＳＭＡアクチュエータを２組備える。一方の組は、加熱されてペタルを外側に偏位させることができ、他方の組は、加熱されてペタルを内側に偏位させることができる。１方向ＳＭＡアクチュエータは、隣接するペタル間で対になって位置する。各対は、反対に作用する（すなわち、相互に対抗する）それぞれの第１組および第２組のＳＭＡアクチュエータを構成する。対抗するＳＭＡアクチュエータの対は、ペタルの後縁の近くに据え付けられる。ＳＭＡアクチュエータをノズルの後縁の近くに取り付けると、流れの表面の角度位置を制御するのに必要な力が最小限に抑えられる。
【００３１】
図２に、隣接する１対のペタル１８ａおよび１８ｂの（上からの）等角図を示す。それらのペタルは、一実施形態によるペタルの後縁の近くの隙間に配設された相互に対抗する変形可能な１対のアクチュエータ２および４の一方または他方の形状が変化することによって、内側または外側に交替で偏位させることができる。ペタルは、外側（上側）に偏位した位置および内側（下側）に偏位した位置に示されている。
【００３２】
図２に示す実施形態によれば、ＳＭＡアクチュエータ２は、ペタル１８ａおよび１８ｂを外側に偏位させるようにして形状が変化するように構成およびトレーニング処理されており、ＳＭＡアクチュエータ４は、ペタル１８ａおよび１８ｂを内側に偏位させるようにして形状が変化するように構成およびトレーニング処理されている。形状変化により、ペタルを偏位させるための作動力が生じる。図２に見られるように、ペタル１８ａおよび１８ｂは隙間によって分離されている。ＳＭＡアクチュエータ２および４は隙間を通って突出しており、ＳＭＡアクチュエータ２の前縁がＳＭＡアクチュエータ４の後縁に隣接した位置にある。ＳＭＡアクチュエータの後縁は、ペタル１８ａおよび１８ｂの後縁と位置合わせすることができる。図２に示す実装形態では、隙間の残りの部分はエラストマーシール２４によって占められている。あるいは、エラストマーシールは、（後から詳細に説明する）図６に示すようにＳＭＡアクチュエータ２および４の下を全体にわたってペタル１８ａおよび１８ｂの後縁まで延在することができる。
【００３３】
ＳＭＡアクチュエータ２および４の作動の原理が図３および図４に示されている。図３に、ＳＭＡアクチュエータ２が拡張するとき（矢印ＡおよびＢで表示する）に、ペタル１８ａ、１８ｂが上向き（すなわち、外側）に偏位しているところを示す。図４に、ＳＭＡアクチュエータ４が収縮するとき（矢印ＣおよびＤで表示する）に、ペタル１８ａ、１８ｂが下向き（すなわち、内側）に偏位しているところを示す。
【００３４】
図３に示すように、ＳＭＡアクチュエータ２は、ペタル１８ａと１８ｂとの間の隙間にまたがるアクティブ部分２ａと、アクティブ部分２ａに連結されペタル１８ｂに取り付けられた第１のフランジ２ｂと、アクティブ部分２ａに連結されペタル１８ａに取り付けられた第２のフランジ２ｃとを備えた本体である。アクティブ部分２ａは形状記憶合金製であり、その形状記憶合金は、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇するときに第１の形状変化を受けるという特徴を有する。ＳＭＡアクチュエータ２は、アクティブ部分２ａが第１の形状変化を受けるときはペタル１８ａ、１８ｂを外側に偏位させるように配置される。好ましくは、ＳＭＡアクチュエータ２のフランジ２ｂおよび２ｃは、熱に誘発される形状変化を受けにくい材料から作製される。例えば、フランジ２ｂおよび２ｃは、上述の遷移温度で形状が変化するようにトレーニング処理されていない形状記憶合金から作製することができる。
【００３５】
図４に示すように、ＳＭＡアクチュエータ４は、やはり、ペタル１８ａと１８ｂとの間の隙間にまたがるアクティブ部分４ａと、アクティブ部分４ａに連結されペタル１８ｂに取り付けられた第１のフランジ４ｂと、アクティブ部分４ａに連結されペタル１８ａに取り付けられた第２のフランジ４ｃとを備えた本体である。アクティブ部分４ａは形状記憶合金製であり、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇するときに第２の形状変化を受けるという特徴を有する。ＳＭＡアクチュエータ４は、アクティブ部分４ａが第２の形状変化を受けるときにペタル１８ａ、１８ｂを内側に偏位させるように配置される。好ましくは、ＳＭＡアクチュエータ４のフランジ４ｂおよび４ｃは、熱に誘発される形状変化を受けにくい材料から作製される。例えば、フランジ４ｂおよび４ｃは、上述の遷移温度で形状が変化するようにトレーニング処理されていない形状記憶合金から作製することができる。
【００３６】
ＳＭＡアクチュエータ２および４のそれぞれのアクティブ部分２ａおよび４ａは、異なる形状記憶合金から作製することができ、その場合、前述の２つの段落で言及されたそれぞれの遷移温度は異なることがある。好ましくは、それぞれのアクティブ部分２ａおよび４ａはそれぞれ、空力抵抗を最小限に抑えるように設計されたプロフィル（例えば、Ｖ字形の横断面）を有する。
【００３７】
一実施形態によれば、ＳＭＡアクチュエータ２のフランジ２ｂおよび２ｃおよびＳＭＡアクチュエータ４のフランジ４ｂおよび４ｃは、図５に示すように、ペタル１８ａおよび１８ｂの内面のそれぞれの周縁部分に取り付けられている。エラストマーシール２４は、ペタル１８ａおよび１８ｂの内面のそれぞれの周縁部分の取り付けのためのフランジ２４ａおよび２４ｂを備えることもできる。
【００３８】
上記で説明したアクチュエータに組み込まれた形状記憶合金は、所望の拘束運動に従ってトレーニング処理されており、その拘束運動は連結された構造の相対運動に応じて変わることを理解されたい。形状記憶合金は、異なる「トレーナ（ｔｒａｉｎｅｒ）」（その記憶形状を維持するために形状記憶合金をトレーニング処理するのに使用される機械的な仕組み）の設計に基づいて、異なる運動の程度にトレーニング処理することができる。
【００３９】
形状記憶合金の主な２つのタイプは、銅−アルミニウム−ニッケルおよびニッケル−チタン（ニチノール）合金であるが、形状記憶合金は、亜鉛、銅、金、および鉄を合金にすることによって作り出すこともできる。様々な実施形態において、アクチュエータはニチノールを含むことができるが、銅、亜鉛、アルミニウム、ニッケル、チタン、パラジウム、および／または他の材料の他の様々な形状記憶合金も使用することができる。形状記憶合金の遷移温度は、合金の組成に非常に敏感であり、構成比をわずかに変更することによって選択することができる。動作温度の範囲、所望の遷移温度、所望の遷移時間、その組み合わせなど、様々な設計の考察事項に基づいて、ロッドのための材料の選択を行うことができる。
【００４０】
より具体的には、一部の実施形態では、アクチュエータは、「ニチノール５５」、ニッケルが５５重量％の２成分形態のニチノールから形成することができる。この実施形態は例示的であり、決して限定するものと解釈すべきではないことを理解されたい。例えば、一部の企図された実施形態では、アクチュエータは２種類以上の合金から形成することができ、合金のうちの少なくとも１つが形状記憶合金であり、合金のうちの少なくとも１つが、スチール、真鍮などであり、形状記憶合金ではない。したがって、アクチュエータは、アクチュエータの様々な部分または部位が、アクチュエータの他の部分または部位に対して異なる遷移温度および／または異なる時間における遷移に反応するように、材料および／または合金の組み合わせから形成することができることが理解されよう。例えば、各アクチュエータのアクティブ部分は形状記憶合金から形成することができ、パッシブなフランジは形状記憶合金ではない合金から形成される。
【００４１】
図６に、さらなる実施形態によるペタルの後縁の近くの隙間に配設された相互に対抗する１対の１方向ＳＭＡアクチュエータ２および４のうちの一方または他方を加熱することによって内側または外側に交互に偏位できる、隣接する１対のペタル１８ａおよび１８ｂの（上からの）等角図を提示する。破線はペタルカバー（図示せず）の一部を表示する。この実施形態では、１方向ＳＭＡアクチュエータ２、４の表面に、それぞれの電気ヒータが熱的に接続される。ＳＭＡアクチュエータ２が加熱されＳＭＡアクチュエータ４が加熱されないと、アクチュエータ２の変形によって生じる作動力は、アクチュエータ４の変形の抵抗よりも大きくなるはずであり、その逆も同様である。
【００４２】
図６に、ＳＭＡアクチュエータ２および４のアクティブ部分のそれぞれの表面に取り付けられたそれぞれのフォイルヒータ３４および３６を示す。フォイルヒータはそれぞれ、蛇行パターンを形成するようにエッチングされた導電性のフォイルを備える。製造中は、フォイルは裏止め材に装着され、次いで、所望のパターンにエッチングされる。次いで、エッチングされたフォイルは誘電性マトリックス（例えば、シリコン）に重ねられ、連結部（例えば、導電性のフォイルタブまたはワイヤ）がマトリックスの外に導かれ、次いで、マトリックスが硬化する（必要な場合は裏止め材を除去する）。フォイルヒータ３４は、ＳＭＡアクチュエータ２のアクティブ部分の（図６で）目に見える表面に結合され、それにより、熱的に接続され、１対の導電体３８によって電源（図示せず）に連結された蛇行する導電体を備える。別のフォイルヒータ（図６では見えない）を、ＳＭＡアクチュエータ２のアクティブ部分の他方の側の表面に結合することができる。同様に、フォイルヒータ３６は、ＳＭＡアクチュエータ４のアクティブ部分の目に見える表面に結合され、それにより、熱的に接続され、１対の導電体４０によって電源（図示せず）に連結された蛇行する導体を備える。別のフォイルヒータ（図６では見えない）を、ＳＭＡアクチュエータ４のアクティブ部分の他方の側の表面に結合することができる。電流がフォイルヒータの加熱コイルの蛇行する導電体を通って流れると、アクチュエータのアクティブ部分の形状記憶合金が加熱される。
【００４３】
図２〜図６に、相互に対抗する１方向ＳＭＡアクチュエータの対を用いるペタル偏位作動システムを描写する。これらの実施形態では、ＳＭＡ材料は、加熱されて、そのマルテンサイト形状（すなわち、その結晶状態がマルテンサイトのときのその形状）からそのオーステナイト形状（すなわち、その結晶状態がオーステナイトのときのその形状）に遷移し、それにより、ＶＡＦＮペタルを偏位させる作動力が発生する。１方向ＳＭＡアクチュエータはそれぞれ、十分に加熱されたときにそのマルテンサイト形状からそのオーステナイト形状に変化し、その加熱要素が動力源を絶たれると形状変化が止まるが、次いで、他方の１方向ＳＭＡアクチュエータがそのマルテンサイト形状からそのオーステナイト形状に変化すると（未加熱のアクチュエータは、加熱されたアクチュエータによって生じる作動力に抵抗するする抵抗力を与えるが）元の形状に戻る。
【００４４】
上述の実施形態によれば、相互に対抗する２組のＳＭＡアクチュエータの一方が加熱され他方が加熱されないと、可変面積ファンノズルのスロート面積は減少し、相互に対抗する２組のＳＭＡアクチュエータの一方が加熱されず他方が加熱されると、スロート面積は増大する。ファンノズルスロート面積は、（巡航時の定格面積と比べて）面積を小さくして飛行業務のある一定の一部の間の燃料消費に役立つことができるか、または面積を大きくして騒音の低減に寄与しファンの動作性を改善することができる。
【００４５】
一般に、形状記憶合金は、遷移温度の両側で顕著に異なるフェーズを有する金属性合金である。形状記憶合金がその遷移温度未満のときに第１の物理的状態に達し、その遷移温度超のときに第２の物理的状態に達する。一部の形状記憶合金材料は、より低温の第１の状態では第１の形状を有しより温かい第２の状態では第２の形状を有するようにトレーニング処理することができる。トレーニング処理した２方向形状記憶合金は、遷移温度超に加熱されると強制的に第２の形状を呈し、次いで、制限されていなければ遷移温度未満に冷却されると徐々に第１の形状に戻ることができる。
【００４６】
代替の実施形態によれば、対になった１方向アクチュエータの代わりに、１組の２方向ＳＭＡアクチュエータを使用することができる。２方向の可逆性の作動を可能にするために、各ＳＭＡアクチュエータのアクティブ部分は、２方向形状記憶合金が第１の温度と第２の温度との間で熱的に循環して２方向形状記憶合金を第１の状態から第２の状態に替えるときに、外部から負荷を加えられることなく第１のトレーニング処理した形状と第２のトレーニング処理した形状との間での遷移に適合した２方向形状記憶合金から製作することができる。２方向ＳＭＡ要素を作る方法が、米国特許出願公開第２００５／０１９８７７７号明細書に開示されており、その文献の内容は全体が本明細書に援用される。
【００４７】
例示的な実施形態では、第１の状態は２方向形状記憶合金のオーステナイト状態であり、第２の状態は２方向形状記憶合金のマルテンサイト状態である。熱的に活性化または加熱されると、２方向形状記憶合金は、そのオーステナイト開始温度（加熱時のマルテンサイトからオーステナイトへの変態が始まる温度）でオーステナイト状態に入り始める。こうしたマルテンサイトからオーステナイトへの変態中に、２方向ＳＭＡアクチュエータは第１のトレーニング処理されている形状またはオーステナイト形状に向かって変形する。加熱を続けると、２方向形状記憶合金は、最後に、そのオーステナイト終了温度（加熱時にマルテンサイトからオーステナイトへの変態が終了する温度）でマルテンサイトからオーステナイトへの変態が完了する。オーステナイト開始温度および終了温度ならびにマルテンサイトからオーステナイトへの変態の割合は、特定の用途およびその熱環境、使用される形状記憶合金材料の組成、ならびに／または２方向ＳＭＡアクチュエータに加えられる熱エネルギーの量および割合に応じて変更できることを理解されたい。
【００４８】
冷却の際には、２方向形状記憶合金は、そのマルテンサイト開始温度（冷却時にオーステナイトからマルテンサイトへの変態が始まる温度）でマルテンサイト状態に入り始める。こうしたオーステナイトからマルテンサイトへの変態中に、２方向ＳＭＡアクチュエータは、第２のトレーニング処理された形状またはマルテンサイト形状に向かって変形する。冷却を続けると、２方向形状記憶合金は、最後に、そのマルテンサイト終了温度（冷却時にオーステナイトからマルテンサイトへの変態が終了する温度）でオーステナイトからマルテンサイトへの変態が完了する。マルテンサイト開始温度および終了温度ならびにオーステナイトからマルテンサイトへの変態の割合は、特定の用途およびその熱環境、使用される特定のＳＭＡ材料の組成、ならびに／または２方向ＳＭＡアクチュエータによる冷却もしくは熱伝達の量および速度に応じて変更できることを理解されたい。
【００４９】
再度図３および図４を参照すると、１方向ＳＭＡアクチュエータ２および４の対の代わりに２方向ＳＭＡアクチュエータを用いることができ、２方向ＳＭＡアクチュエータの後縁がペタル１８ａおよび１８ｂの後縁に位置合わせされる。２方向ＳＭＡアクチュエータは、図３および図４で描写する１方向アクチュエータと同じプロフィルを有することができる。一実施形態によれば、２方向アクチュエータの形状記憶合金は、加熱中にはアクチュエータのフランジが交互に互いから離れる方に移動し（すなわち、拡張し）、冷却中には互いに向かって移動する（すなわち、収縮する）ようにトレーニング処理させることができる。別の実施形態によれば、２方向アクチュエータの形状記憶合金は、アクチュエータのフランジが加熱中は交互に互いに向かって移動し冷却中は互いから離れる方に移動するようにトレーニング処理させることができる。
【００５０】
２方向形状記憶合金を冷却することは、パッシブな冷却、アクティブな冷却、それらの組み合わせなどを含むことができる。一実施形態では、２方向形状記憶合金は、加熱デバイスへの電力供給が遮断されると、その周りの環境（例えば、構造、周囲の大気など）との熱交換によってパッシブに冷却される。あるいは、またはさらに、２方向形状記憶合金は、例えば、マルテンサイト状態およびマルテンサイト形状へのより高速な変態が望まれる場合は、アクティブに冷却することができる。一例として、２方向形状記憶合金は、２方向ＳＭＡアクチュエータにクーラントを循環させることによってアクティブに冷却することができる。
【００５１】
さらなる例として、２方向形状記憶合金は、一方の側が形状記憶合金に熱的に接続された熱電素子に電力を供給することによってアクティブに冷却することができる。熱電素子は、熱電素子の一方の側から他方の側に熱が流れるという特徴を有する。したがって、熱電素子の冷却される側に熱的に接続される場合は形状記憶合金を冷却することができる。先進の熱電素子が米国特許第６，１００，４６３号明細書に開示されており、その文献の内容は全体が本明細書に援用される。
【００５２】
ＳＭＡアクチュエータの状態は、飛行条件に応答して自動的に制御することができる。図７に、一実施形態による可変面積ファンノズルペタルの偏位を制御するシステムアーキテクチャを示す。複数のＶＡＦＮペタル１８の角度位置は、複数のＶＡＦＮアクチュエータ５０のアクティブ部分の形状記憶合金の温度に応じて変わり、その温度は、複数の電気ヒータ４８によってアクチュエータの形状記憶合金に伝達される熱量に応じて変わり、その電気ヒータ４８は、（図７にアクチュエータ５０とヒータ４８とを分離する水平の破線で表示されるように）アクチュエータに熱的に接続されている。
【００５３】
電気ヒータによって供給される熱量は、閉ループ制御システムである搭載されたＶＡＦＮ制御ユニット５２によって制御される。ＶＡＦＮ制御ユニット５２は、コンピュータシステム（例えば、中央コンピュータまたはプロセッサ）の一部、ペタルの偏位を制御する専用のモジュールをコンピュータ処理するサブシステムなどとして実装することができる。任意選択では、ペタル１８の偏位は、ポジションフィードバックシステム５８（例えば、光ファイバシステム）によって測定することができ、そのポジションフィードバックシステム５８は、それらの測定値を表す信号を出力するＶＡＦＮペタル１８内、その上、またはその近くに据え付けられたセンサを備える。ＶＡＦＮ制御ユニット５２は、全機能デジタルエンジン制御ユニット５４およびポジションフィードバックシステム５８から入力を受信し、次いで、作動システムを介してペタルの偏位の程度を継続的に調節し、それにより、受信したペタルの位置情報に基づいてファンノズルスロート面積を調節する。
【００５４】
各ＶＡＦＮアクチュエータでは、ＳＭＡアクチュエータの位置は、関連の加熱要素に提供される熱量に応じて変わる。その熱量はＶＡＦＮ制御ユニット５２によって制御される。そのＶＡＦＮ制御ユニット５２は、航空機の電源装置５６から電力（例えば、１１５ＶＡＣ）を受容し、次いで、アクチュエータを特定の位置に維持するように電力パルスまたは電力バーストを電気ヒータ４８に提供する。ＶＡＦＮ制御ユニット５２は、目標のペタル位置に対応するそれぞれの形状に各アクチュエータを変形させるように、特定の数のパルスを各ヒータに送るようにプログラムされている（必ずしも各ヒータに対してパルスの数が同一とは限らない）。次いで、ＶＡＦＮ制御ユニット５２は、実際（すなわち、現在）のペタル位置を表すポジションフィードバック信号を受信する。それらのポジションフィードバック信号に応答して、ＶＡＦＮ制御ユニット５２は、各ヒータを特定の温度に維持し、続いて、各ペタルを目標の位置に維持するように事実上電流パルスを提供する。
【００５５】
１方向ＳＭＡアクチュエータの対が用いられるときに可変面積ファンノズルの出口において流動面積を増大させるためには、第１の１方向ＳＭＡアクチュエータは加熱され、第２の１方向ＳＭＡアクチュエータは加熱されない。出口における流動面積を縮小するためには、第１の１方向ＳＭＡアクチュエータは加熱され、第２の１方向ＳＭＡアクチュエータは加熱されない。最大の出口流動面積と最小の出口流動面積の間の任意の目標の出口流動面積を実現するためには、開放サイクルまたは閉鎖サイクルの間に、ポジションフィードバック信号に基づいて現在の出口流動面積が目標の出口流動面積の指定の閾値内にあると計算されるときに、加熱されたアクチュエータへの熱の供給がＶＡＦＮ制御ユニットによって遮断される。現在の出口流動面積を維持するために追加の電力パルスが必要に応じて提供される。
【００５６】
電気ヒータ以外の手段によってＳＭＡアクチュエータを加熱することができる。ガスタービンエンジンのコンプレッサ部分を用いて加圧高温空気を環境制御システムに供給することが知られている。その加圧空気は、通常、「抽気」と呼ばれ、エンジンの多段コンプレッサ部分の様々な圧縮の段に位置する抽気ポートから抜かれる。ペタル偏位システムの代替の実施形態によれば、ＳＭＡアクチュエータは、ＳＭＡアクチュエータの表面を流動するように一部の抽気を迂回させるバルブを解放することによって、加熱することができる。
【００５７】
本開示による例示的であり非排他的な発明の主題例を、以下に列挙した段落に記載する。
【００５８】
Ａ１．
湾曲した形状を有する支持部材と、
第１のペタルおよび第２のペタルがそれぞれ内側または外側に偏位できるようにして前記支持部材に接続された第１のペタルおよび第２のペタルであって、隙間によって互いに分離している第１のペタルおよび第２のペタルと、
前記隙間にまたがる第１の部分と、前記第１の部分に連結され前記第１のペタルおよび前記第２のペタルにそれぞれ取り付けられた第２の部分および第３の部分とを備えた第１の本体であって、前記第１の部分が、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると第１の形状変化を受けるような特徴を有する形状記憶合金から作製されており、この第１の本体は、前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルを偏位させるように配置されている、第１の本体と
を備える可変面積ファンノズル。
【００５９】
Ａ２．
前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルが外側に偏位する、段落Ａ１による可変面積ファンノズル。
【００６０】
Ａ３．
前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルが内側に偏位する、段落Ａ１による可変面積ファンノズル。
【００６１】
Ａ４．
前記第１の本体の前記第１の部分がＶ字形の横断面を有する、段落Ａ１ないしＡ３による可変面積ファンノズル。
【００６２】
Ａ５．
前記隙間にまたがる第１の部分と、前記第１の部分に連結され前記第１のペタルおよび前記第２のペタルにそれぞれ取り付けられた第２の部分および第３の部分とを備えた第２の本体をさらに備え、
前記第２の本体の前記第１の部分が、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると第２の形状変化を受けるという特徴を有する形状記憶合金から作製されており、
前記第２の本体が、前記第２の本体の前記第１の部分が前記第２の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルを内側に偏位させるように配置されており、
前記第１の本体が、前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルを外側に偏位させるように配置されている、
段落Ａ１ないしＡ４による可変面積ファンノズル。
【００６３】
Ａ６．
前記形状記憶合金は、その温度が前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで低下すると第２の形状変化を受けるというさらなる特徴を有し、前記第１の本体が、前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化および前記第２の形状変化のうちの一方を受けると前記第１のペタルおよび前記第２のペタルを外側に偏位させ、前記第１の本体の前記第１の部分が前記第１の形状変化および前記第２の形状変化のうちの他方を受けると内側に偏位させる、段落Ａ１ないしＡ５に記載の可変面積ファンノズル。
【００６４】
Ａ７．
前記第１の本体の前記第１の部分を加熱する手段をさらに備える、段落Ａ１ないしＡ６に記載の可変面積ファンノズル。
【００６５】
Ａ８．
前記第１の本体の前記第１の部分の表面に熱的に接続された加熱コイルをさらに備える、段落Ａ１ないしＡ７に記載の可変面積ファンノズル。
【００６６】
Ａ９．
エラストマー材料製のシールをさらに備え、前記シールが前記第１のペタルと前記第２のペタルとの間の前記隙間にまたがる部分を備える、段落Ａ１ないしＡ８に記載の可変面積ファンノズル。
【００６７】
Ａ１０．
左側ファンノズルアセンブリおよび右側ファンノズルアセンブリを備え、前記左側ファンノズルアセンブリおよび前記右側ファンノズルアセンブリがそれぞれ、湾曲した形状を有するそれぞれの支持部材と、Ａ１に記載のように配置されたそれぞれの第１のペタルおよび第２のペタルと、Ａ１に記載のように形状が変化するそれぞれの第１の本体とを備える、段落Ａ１ないしＡ９に記載の可変面積ファンノズル。
【００６８】
Ａ１１．
ノズルの出口面積を変更する方法であって、第１の複数の要素のそれぞれの部分の温度を遷移温度未満から遷移温度超まで上昇させることを含み、前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分が、前記遷移温度未満から前記遷移温度超まで温度が上昇する間に形状が変化する形状記憶合金から作製されている、方法。
【００６９】
Ａ１２．
第２の複数の要素のそれぞれの部分の温度を遷移温度未満から遷移温度超まで上昇させることをさらに含み、前記第２の複数の要素の前記それぞれの部分が、前記遷移温度未満から前記遷移温度超まで温度が上昇する間に形状が変化する形状記憶合金から作製され、前記出口面積が、前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると増大し、前記第２の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると減少する、段落Ａ１１に記載の方法。
【００７０】
Ａ１３．
前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の温度を前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで低下させることをさらに含み、前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状記憶合金も、前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで温度が低下する間に形状が変化し、前記出口面積が、温度上昇の結果前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると増大し、温度低下の結果前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると減少する、段落Ａ１１またはＡ１２に記載の方法。
【００７１】
Ａ１４．
前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の温度を前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで低下させることをさらに含み、前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状記憶合金も、前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで温度が低下する間に形状が変化し、前記出口面積が、温度上昇によって前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると減少し、温度低下によって前記第１の複数の要素の前記それぞれの部分の形状が変化すると増大する、段落Ａ１１に記載の方法。
【００７２】
Ａ１５．
内側または外側に一斉に偏位できる複数のペタルと、
前記ペタルに取り付けられた第１の複数のペタル偏位アクチュエータであって、この第１の複数のペタル偏位アクチュエータがそれぞれ、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると形状が変化する形状記憶合金を含み、この第１の複数のペタル偏位アクチュエータの形状変化により前記ペタルが偏位する、第１の複数のペタル偏位アクチュエータと
を備える可変面積ファンノズル。
【００７３】
Ａ１６．
前記ペタルに取り付けられた第２の複数のペタル偏位アクチュエータをさらに備え、
前記第２の複数のペタル偏位アクチュエータがそれぞれ、その温度が遷移温度未満から遷移温度超まで上昇すると形状が変化する形状記憶合金を含み、前記第１の複数のペタル偏位アクチュエータの形状変化により、前記ペタルが外側に偏位し、前記第２の複数のペタル偏位アクチュエータの形状変化により、前記ペタルが内側に偏位する、段落Ａ１５に記載の可変面積ファンノズル。
【００７４】
Ａ１７．
前記形状記憶合金もまた、その温度が前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで低下すると形状が変化し、前記ペタルが、温度上昇の結果前記第１の複数のペタル偏位アクチュエータの形状が変化すると外側に偏位し、前記ペタルが、温度低下の結果前記第１の複数のペタル偏位アクチュエータが形状を変化させると内側に偏位する、段落Ａ１５またはＡ１６に記載の可変面積ファンノズル。
【００７５】
Ａ１８．
前記形状記憶合金もまた、その温度が前記遷移温度超から前記遷移温度未満まで低下する形状を変化させ、前記ペタルが、温度上昇の結果前記第１の複数のペタル偏位アクチュエータが形状を変化させると内側に偏位し、前記ペタルが、温度低下の結果前記第１の複数のペタル偏位アクチュエータが形状を変化させると外側に偏位する、段落Ａ１５記載の可変面積ファンノズル。
【００７６】
Ａ１９．
湾曲した形状を有する支持部材を備えた後縁リップ領域を有するスリーブまたはダクトと、
各ペタルが内側または外側に偏位できるようにして前記支持部材に接続された複数のペタルであって、隣接するペタルがそれぞれの隙間によって互いに分離している、複数のペタルと、
前記隙間に分布した複数の変形可能な要素であって、この変形可能な要素がそれぞれ、遷移温度超の温度まで加熱されると形状を変化させる形状記憶合金を含む、変形可能な要素と、
前記変形可能な要素のそれぞれの表面に熱的に接続された複数の電気ヒータと、
前記電気ヒータへの電力の供給を制御するようにプログラムされたコンピュータシステムと
を備える、航空機上に据え付けられた装置。
【００７７】
Ａ２０．
前記ペタルの現在の位置を表すポジションフィードバック信号を発生する１つまたは複数のセンサをさらに備え、前記コンピュータシステムが、前記変形可能な要素の形状を変化させるかまたは維持するように前記電気ヒータに電気パルスを提供するようにプログラムされ、パルスの数が、前記ペタルの目標位置を表す目標位置データと前記ポジションフィードバック信号から生成されたポジションフィードバックデータとの比較の結果に応じて変わる、段落Ａ１９に記載の装置。様々な実施形態に関連して可変面積ファンノズルを説明してきたが、以下に記載の特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことがで、等価物をその要素の代わりに用いることができることが当業者には理解されよう。さらに、特許請求の範囲から逸脱することなく本明細書の教示を特定の状況に適合させる多くの修正を行うことができる。
【００７８】
特許請求の範囲では、用語「コンピュータシステム」は、少なくとも１つのコンピュータ、プロセッサ、またはコンピューティングモジュールを有するシステムを包含すると広く解釈すべきであり、ネットワークまたはバスを通して連絡する複数のコンピュータ、プロセッサ、またはコンピューティングモジュールを有することができる。
【符号の説明】
【００７９】
２    ＳＭＡアクチュエータ
２ａ    アクティブ部分
２ｂ    第１のフランジ
２ｃ    第２のフランジ
４    ＳＭＡアクチュエータ
４ａ    アクティブ部分
４ｂ    第１のフランジ
４ｃ    第２のフランジ
１０    隙間カバー
１２    コアフローノズル
１４    可変面積ファンノズル
１６    逆スラストスリーブ
１８    ペタル、ヒンジ式ペタル、剛性ペタル、ＶＡＦＮペタル
１８ａ    ペタル
１８ｂ    ペタル
２０    ヒンジビーム
２２    ラッチビーム
２４    エラストマーシール
２４ａ    フランジ
２４ｂ    フランジ
２６    バルクヘッド
３４    フォイルヒータ
３６    フォイルヒータ
４０    １対の導電体
４８    電気ヒータ
５０    ＶＡＦＮアクチュエータ
５２    ＶＡＦＮ制御ユニット
５４    全機能デジタルエンジン制御ユニット
５６    航空機の電源装置
５８    ポジションフィードバックシステム
【図１】
2014224534.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2014224534.tif 000006
【図５】
2014224534.tif 000007
【図６】
2014224534.tif 000008
【図７】
2014224534.tif 000009
【外国語明細書】
2014224534000001.pdf
2014224534000002.pdf
2014224534000003.pdf
2014224534000004.pdf