(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ギアボックス（２０）とタービンエンジン（４０）とを備える動力装置（１０）であって、前記主ギアボックス（２０）は、ロータ（２）のハブ（３）を回転させるのに適した略垂直なロータマスト（２１）を有し、前記タービンエンジン（４０）は、前記主ギアボックス（２０）を駆動する出口シャフト（４１）を有し、前記動力装置（１０）は、前記タービンエンジン（４０）に固定された熱交換器（６０）を有し、
・前記主ギアボックス（２０）は、平坦なケーシング（２２）内に配置された少なくとも１つの回転速度低減段（２５）と、前記平坦なケーシング（２２）の上面（２４′）に立つパイロン（２３）と、を有し、前記パイロン（２３）はその内部を貫通する前記ロータマスト（２１）を有し、
・前記タービンエンジン（４０）は、エンジンケーシング（４２）を有し、前記出口シャフト（４１）は前記エンジンケーシング（４２）から突出し、前記出口シャフト（４１）は前記エンジンケーシング（４２）が前記上面（２４′）に配置されるとき前記平坦なケーシング（２２）に貫入し、前記出口シャフト（４１）は前記ロータマスト（２１）と略平行であり、前記エンジンケーシング（４２）は前記パイロン（２３）に対して縦方向にオフセットされて前記パイロン（２３）と接触せず、
・前記熱交換器（６０）は、前記タービンエンジン（４０）の縦方向後ろに延び、前記ロータマスト（２１）は、それとは逆に前記タービンエンジン（４０）の縦方向前に位置する、動力装置。
【請求項２】
前記動力装置（１０）は、前記エンジンケーシング（４２）と前記パイロン（２３）との間に配置された防火壁（８０）を備える、請求項１に記載の動力装置。
【請求項３】
前記平坦なケーシング（２２）は、前記パイロン（２３）を担持している前方セグメント（２２′）から前記タービンエンジン（４０）を担持している後方セグメント（２２″）へと縦方向に延びる、請求項１に記載の動力装置。
【請求項４】
前記タービンエンジン（４０）は、ガスジェネレータ（５１，５２）と、出力シャフト（５５）に固定された出力タービン（５４）と、を有するガスタービン（５０）を備え、前記出力シャフト（５５）は前記ロータマスト（２１）と略平行である、請求項１に記載の動力装置。
【請求項５】
前記タービンエンジン（４０）は、前記エンジンケーシング（４２）内の前記出力シャフト（５５）と前記出口シャフト（４１）との間に介在された減速機歯車（４５）を有する、請求項１に記載の動力装置。
【請求項６】
前記タービンエンジン（４０）は、前記タービンエンジンの内部の空間を前記タービンエンジン（４０）の外部の媒体から隔離するための動的シール（８５）を有し、前記出口シャフト（４１）が前記動的シールを貫通する、請求項１に記載の動力装置。
【請求項７】
前記動力装置（１０）は、前記エンジンケーシング（４２）を前記平坦なケーシング（２２）に固定する接続手段を有し、前記接続手段は、ボルトからなる環（９０）と複数のセンタリングペグ（９１）とを含む、請求項１に記載の動力装置。
【請求項８】
前記動力装置（１０）は、前記出口シャフト（４１）と前記主ギアボックス（２０）との間に溝付きの接続部（９５）を有する、請求項１に記載の動力装置。
【請求項９】
前記溝付きの接続部（９５）は、前記出口シャフト（４１）に固定された溝付きの端部片（９５）を有し、前記溝付きの端部片（４１′）は前記主ギアボックス（２０）のフリーホイール（３０）と噛み合い、前記フリーホイール（３０）は回転速度低減段（２５）と噛み合う、請求項８に記載の動力装置。
【請求項１０】
前記フリーホイール（３０）は、大ホイール（２６）と噛み合う、請求項９に記載の動力装置。
【請求項１１】
前記出口シャフト（４１）は、前記エンジンケーシング（４２）から１０ｃｍを超える高さ（Ｈ）にわたって突出する、請求項１に記載の動力装置。
【請求項１２】
前記動力装置（１０）は、前記主ギアボックス（２０）を潤滑化する第１の潤滑システム（１１０）と、前記タービンエンジン（４０）を潤滑化する第２の潤滑システム（１２０）と、を有する、請求項１に記載の動力装置。
【請求項１３】
前記第１の潤滑システム（１１０）は鉱油を含み、前記タービンエンジンを潤滑化する前記第２の潤滑システム（１２０）は合成油を含む、請求項１２に記載の動力装置。
【請求項１４】
前記パイロン（２３）は、前記主ギアボックス（２０）を支持プラットフォーム（６）に懸架する懸架手段（１３０）を有する、請求項１に記載の動力装置。
【請求項１５】
前記パイロン及び前記タービンエンジンは、前記平坦なケーシングに対して固定的である、請求項１に記載の動力装置。
【請求項１６】
ハブ（３）と複数の羽根（４）とを有する揚力ロータ（２）を備える航空機（１）であって、
前記航空機（１）は、請求項１に記載の動力装置（１０）を備える、航空機。
【請求項１７】
前記航空機は、前記動力装置（１０）を担持する支持プラットフォームを備え、
前記動力装置は、前記支持プラットフォームに対して固定的である、請求項１６に記載の航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本願は、２０１３年７月１６日に提出された仏国特許出願第１３０１６８１号の利益を主張するものであり、その開示内容は全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は、モジュール式動力装置と、該動力装置により回転駆動される揚力ロータを備えた航空機と、に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  そのような航空機の動力装置は、一般に、主ギアボックスを駆動するタービンエンジンを有する。
【０００４】
[0004]  タービンエンジンは、通常、出力タービンを回転駆動するガスジェネレータを有するガスタービンを備えている。この出力タービンは、ガスジェネレータから独立した、所謂「フリー」タービンであってもよい。ガスジェネレータは、概して、燃焼室に圧縮空気を供給する少なくとも１つの圧縮段を有する。
【０００５】
[0005]  主ギアボックスは、揚力ロータを回転駆動するためのロータマストを備える。また、主ギアボックスは、例えば航空機のヨー運動を制御するロータを回転駆動するための出口を備えていてもよい。
【０００６】
[0006]  その場合、出力タービンと主ギアボックスとの間には、場合により接続手段及びアングルドライブ分岐手段が介在されてもよい。そのような接続手段は、例えば、２本の回転シャフト間の角度誤差を調節する部材を含む。
【０００７】
[0007]  タービンエンジンは、概して、支持プラットフォーム上に水平に配置される。換言すれば、タービンエンジンからの出口シャフトは水平位にある。反対に、支持プラットフォームは主ギアボックスを略垂直位に担持し、主ギアボックスにより回転されるロータマストは略垂直となる。
【０００８】
[0008]  旧世代のタービンエンジンは、一般に、設置が困難になり得るほどのかなりの重量及び寸法を呈する。より詳細には、そのような旧世代のタービンエンジンは、比較的大量の燃料消費を呈し得る。
【０００９】
[0009]  しかしながら、ある種の最新のタービンエンジンは、比較的小型である。単一の圧縮段と、「反転式」といわれているタービンエンジンの全体の寸法の大幅な縮小を可能にする燃焼室と、を備えたタービンエンジンが公知である。便宜上、ならびに容易に識別できるようにするために、そのようなタービンエンジンは「小型タービンエンジン」と称される。
【００１０】
[0010]  小型タービンエンジンの性能、特に燃費を向上させるために、動力装置は熱交換器を備えてもよい。タービンエンジンは実際に小型であるが、熱交換器はそれとは逆にかさばるものであると認められる。例えば、熱交換器は、タービンエンジンの圧縮段からの出口とタービンエンジンの燃焼室との間の空気を、タービンエンジンの出口から取り出された高温ガスを用いて予熱する働きをする。
【００１１】
[0011]  その場合、熱交換器は、ガスジェネレータにより圧縮された外気を燃焼室に入る前に加熱するために、タービンエンジンに固定される。
【００１２】
[0012]  このように、外気はタービンエンジン内に吸引され、その後、各圧縮段により圧縮される。圧縮された外気は、燃焼室に到達する前に加熱されるべく、熱交換器に導かれる。こうした条件のもとで、少なくとも１つのタービン全体に広がる高温ガスを発生させるよう、圧縮空気が燃料とともに燃焼される。このように、タービンエンジンは、圧縮機の複数の段に接続されたタービンと、フリー出力タービンと、を備え得るものであり、これらのタービンは前述の高温ガスにより回転される。高温ガスはその後、大気中へ放出される前にタービンエンジンにより吸入された外気を加熱するために、熱交換器により回収される。
【００１３】
[0013]  その結果、小型タービンエンジンと熱交換器とを備えたアセンブリは、従来のエンジンと比較してかさばるものになると認められるが、その一方で、燃費が抑えられることが示され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
[0014]  ところが、そのようなアセンブリを配置することは全く自明ではない。
【００１５】
[0015]  熱交換器を設置することは、航空機のカバーの幅及び／又は高さ及び／又は長さの増大をもたらし得る。すると、航空機の全表面積、特に前面の面積が、従来の設備と比較して拡大される。これは、航空機の空力抵抗の増大を引き起こす可能性がある。
【００１６】
[0016]  また、熱交換器と連結された小型タービンエンジンを配置することは、航空機の重心の位置にも著しい変化を引き起こす可能性があり、これは例えば航空機の安定板に悪影響を及ぼし得る。その場合、とりわけ垂直安定板及び水平安定板は、航空機の静安定を保証するために、しかるべく寸法設定される必要があり得る。
【００１７】
[0017]  欧州特許出願公開第１２１６１９０号文献には、一体化されたエンジン及び主ギアボックスが記載されている。
【００１８】
[0018]  タービンエンジンはハウジング内に取付けられ、主ギアボックスはハウジングに内蔵されるとともにタービンと接続される。主ギアボックスはケーシング内に取付けられ、ここで、ケーシングとハウジングとは、互いに一体化されて単一のユニットを構成する。
【００１９】
[0019]  タービンエンジンは、主ギアボックスを駆動する水平な出口シャフトを有する。
【００２０】
[0020]  仏国特許出願公開第２９５６７００号文献には、通常利用状態で略垂直に延びる出口シャフトを備えたタービンエンジンが記載されており、このシャフトは単一軸受によって保持されている。
【００２１】
[0021]  米国特許第５２２６３５０号文献には、２つの反転するロータを取り囲む環を有する航空機が記載されている。この二重反転ロータを担持するハブを回転駆動するために、エンジンは環の内側に配置される。エンジンは、ハブとエンジンとの間の軸方向誤差、角度誤差、及び／又は平行誤差を許容する長シャフトによってハブと接続される。
【００２２】
[0022]  米国特許第５１０８０４３号文献には、２つのエンジンを有するヘリコプタの動力装置が記載されている。各エンジンは、一端にフルーティングを有し他端に歯車を担持する伝動シャフトを介して主ギアボックスを駆動する。
【００２３】
[0023]  欧州特許出願公開第０７６０７７７号文献には、遊星（エピサイクリック）歯車列を有する主ギアボックスが記載されている。この主ギアボックスには、かさ手段を介してエンジンも接続されてもよい。
【００２４】
[0024]  独国実用新案登録第２０００６５２６号文献には、ベルトによってロータを駆動するシャフトが記載されている。
【００２５】
[0025]  したがって、これらの文献は、熱交換器と協働して小型タービンエンジンにより回転駆動される主ギアボックスを備えた動力装置を配置することに関する教示を提供してはいない。
【００２６】
[0026]  以下の文献もまた公知である：米国特許出願公開第２００５／１１５７７０号、米国特許第５８２３４７０号、米国特許第５０５４７１６号、英国特許出願公開第９４００２４号、米国特許出願公開第２０１１／１２１１２７号、及び仏国特許出願公開第２９０５９８３号。
【００２７】
[0027]  米国特許出願公開第２００５／１１５７７０号文献は、傾斜ギアボックスを有する設備を提案している。
【００２８】
[0028]  米国特許第５８２３４７０号文献には、２つの傾斜ロータを有する航空機が記載されている。
【００２９】
[0029]  また、米国特許第５０５４７１６号文献には、マストを有する主ギアボックスと噛み合うタービンエンジンを備えた転換式航空機が記載されている。
【００３０】
[0030]  したがって、本発明の目的は、そのような動力装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
[0031]  本発明によれば、動力装置は主ギアボックスとタービンエンジンとを備え、主ギアボックスはロータのハブを回転させるのに適した略垂直なロータマストを有し、タービンエンジンは該主ギアボックスを駆動する出口シャフトを有し、動力装置はタービンエンジンに固定された熱交換器を有する。
【００３２】
[0032]  この動力装置は、特に以下の点で卓越している：
・主ギアボックスが、平坦なケーシング内に配置された少なくとも１つの回転速度低減段と、この平坦なケーシングの上面に立つパイロンと、を有し、パイロンがその内部を貫通するロータマストを有する；
・タービンエンジンがエンジンケーシングを備え、出口シャフトがエンジンケーシングから突出し、エンジンケーシングが平坦なケーシングの上面に配置されるとき出口シャフトが平坦なケーシングに貫入し、出口シャフトがロータマストと略平行であり、エンジンケーシングがパイロンに対して縦方向にオフセットされて該パイロンと接触しない；
・熱交換器がタービンエンジンの縦方向後ろに延び、前述のロータマストがそれとは逆にタービンエンジンの縦方向前に位置する。
【００３３】
[0033]  この動力装置は傾斜設備ではない。パイロンが平坦なケーシングに対して固定的に保持されるので、タービンエンジンが平坦なケーシングに対して移動することが防止され、動力装置は支持プラットフォームに対して固定状態である。
【００３４】
[0034]  換言すれば、タービンエンジンは、動力装置及び／又は該動力装置を有する乗り物の前方から後方に及ぶ縦方向に関してロータマストと熱交換器との間に配置される。横方向の側面から動力装置を見ている観察者はこの特徴を観察することができる。
【００３５】
[0035]  熱交換器は、動力装置及び乗り物の前後対称面内に配置されることにより、厳密に縦方向の位置に設置されてもよい。
【００３６】
[0036]  一変形例においては、熱交換器は、高さ方向に、前後方向の平面に対して縦方向に角度をつけて延びる斜面に設置されることにより、斜めに配置されてもよい。その場合、高さ方向に沿って動力装置を見ている観察者はこの角度を見ることができる。
【００３７】
[0037]  平坦なケーシングは、高さ方向の寸法が縦方向及び横方向の寸法と比較して非常に小さい限りは、「平坦」であると考えられる。
【００３８】
[0038]  例えば、高さ方向の寸法が約１５０ミリメータ（ｍｍ）であるのに対し横方向の寸法が略５００ｍｍ程度であることで、内部に大ホイールを挿入することが可能となり、縦方向の寸法が略１メートル程度であってもよいことで、歯車列を挿入することが可能となる。パイロンは、約４００ｍｍの高さ方向の寸法及び約３００ｍｍの直径を呈してもよい。これらの数値は、特に平坦なケーシングの平坦な性質を説明するために一例として与えられるものである。
【００３９】
[0039]  この動力装置は、一緒に固定される前は独立している２つのモジュール、すなわち主ギアボックスと、有利には小型タービンエンジンなどのエンジンであるタービンエンジンと、を有する配置を提案する。したがって、２つのモジュールは異なるものであり、２つの異なるケーシングを呈する。
【００４０】
[0040]  このように、タービンエンジン及び主ギアボックスはいずれも独立しており、自己充足的である。例えば、タービンエンジン及び主ギアボックスは、権限のある当局によって互いに独立して認定され得る。
【００４１】
[0041]  垂直の出口シャフトを用いた機械的結合により、これらの２つのモジュールが機械的に接続されることが可能となる。
【００４２】
[0042]  したがって、タービンエンジンは主ギアボックスに影響を及ぼすことなく乗り物から取り外され得るものであり、逆もまた同様である。操作者は故障したタービンエンジンを別のタービンエンジンと難なく交換することができる。
【００４３】
[0043]  タービンエンジンは、エンジンケーシングから垂直に突出する出口シャフトによって主ギアボックスに機械的に接続される。この特徴は、タービンエンジンと主ギアボックスとの間のある程度の誤差を調節することができる出口シャフトに、使用時の柔軟性を与える。
【００４４】
[0044]  さらに、この動力装置は、接続手段又はアングルドライブ分岐手段がタービンエンジンと主ギアボックスとの間に設置されることを要さない。これは、タービンエンジンの出口シャフトが主ギアボックス内に直接挿入されるためである。
【００４５】
[0045]  この動力装置は、航空機の空力性能を過度に低下させることを回避することも可能にする。
【００４６】
[0046]  熱交換器と結合されたタービンエンジンを設置することは、航空機の前面の面積に影響を及ぼす可能性のあることが思い出されなければならない。
【００４７】
[0047]  しかしながら、本発明の動力装置は、従来の構成とは異なり、タービンエンジンを略垂直位に配置することを提案する。
【００４８】
[0048]  そのような状況のもとでは、熱交換器は、タービンエンジンと一列に並んで縦方向に略水平位に、且つ従来のカバーの寸法内で延出し得るため、通常は動力装置が占める空間を占有することができる。
【００４９】
[0049]  動力装置が航空機に配置されるとき、熱交換器はタービンエンジンと一列に並んでいるため、航空機の前面の面積にほとんど影響を及ぼさない。
【００５０】
[0050]  さらに、タービンエンジンは、熱交換器と結合されているため、小型タービンエンジンであってもよく、したがってサイズが小さくてもよい。したがって、タービンエンジンは、合理的な範囲内の高さにわたって垂直に延出する。また、出口シャフトが主ギアボックスに直接係合されるため、主ギアボックスは平坦なケーシングを備えてもよい。これは、動力装置の高さを最適化する働きをする。
【００５１】
[0051]  さらに、タービンエンジンが縦方向に非常に短い距離にわたって延びることにより、熱交換器が航空機のバランスに及ぼす影響が最小化される。タービンエンジン及び熱交換器を備えたアセンブリは、タービンが垂直に配置されることによって縦方向に最小化された距離にわたって延びる。よって、この配置には、航空機の垂直安定板及び水平安定板に影響のある解決策とは異なり、航空機の重心の位置に好ましい効果がある。タービンエンジン及び熱交換器を備えたアセンブリのロータマストに対する応力中心距離は小さくなる傾向があり、これによって航空機の重心を動かしてロータの回転軸に接近させることができる。
【００５２】
[0052]  その結果、この動力装置のこれらの部材の相乗効果が、多数の予期せぬ利点を呈することのできる動力装置を得ることを可能にする。
【００５３】
[0053]  動力装置は、以下の特徴のうち１つ以上を有していてもよい。
【００５４】
[0054]  したがって、動力装置は、エンジンケーシングと前述のパイロンとの間に配置された防火壁を有していてもよい。エンジンケーシングとパイロンとは互いに離隔されており、それによって両者の間への防火壁の挿入を可能にしている。
【００５５】
[0055]  防火壁は、主ギアボックスとタービンエンジンとの間により一般的な手法で挿入する複数のパネルを備えていてもよい。そのような状況のもとでは、防火壁は、例えば、タービンエンジンと主ギアボックスのパイロンとの間には垂直パネルを、そして特にタービンエンジンと平坦なケーシングとの間には水平パネルを備えていてもよい。
【００５６】
[0056]  さらに、平坦なケーシングは、任意的に、パイロンを担持している前方セグメントからタービンエンジンを担持している後方セグメントへと縦方向に延びる。この特徴は、特に、エンジンケーシングがパイロンから十分に分離されることを可能にする働きをする。
【００５７】
[0057]  また、そうすれば、平坦なケーシングは大ホイールを有する動力低減段を受容することができる。そのような大ホイールは、例えば、頑丈であり、エピサイクリック歯車列よりも安価であるという利点を呈する。
【００５８】
[0058]  その場合、出口シャフトは大ホイールと直接的に、あるいはオーバーランニングクラッチ又は例えば「フリーホイール」を介して間接的に噛み合ってもよい。そのようなフリーホイールは、タービンエンジンが誤ってブロック状態になった場合に、自動回転で揚力ロータを回転させることが可能であるという利点を呈する。
【００５９】
[0059]  動力装置は、出口シャフトと主ギアボックスとの間に配置された溝付きの接続部を有していてもよい。
【００６０】
[0060]  そのような溝付きの接続部は、例えば、出口シャフトに固定された溝付きの端部片を有していてもよい。
【００６１】
[0061]  一実施例においては、溝付きの端部片は大ホイールと噛み合い、これは「大歯車と連動する」と言われることもある。したがって、大ホイールは大きな減速比を呈する円形の歯車である。
【００６２】
[0062]  それに対して、別の実施例においては、溝付きの端部片は主ギアボックスのフリーホイールと噛み合い、フリーホイールは回転速度低減段と噛み合う。フリーホイールはその場合、例えば大ホイールと噛み合ってもよい。
【００６３】
[0063]  さらに、タービンエンジンは、ガスジェネレータと、出力シャフトに固定された出力タービンと、を有するガスタービンを備えていてもよい。
【００６４】
[0064]  出力シャフトと出口シャフトとは一致して単一のシャフトを形成してもよい。
【００６５】
[0065]  しかしながら、出力シャフトと出口シャフトとは異なっていてもよい。そのような状況のもとでは、出力シャフトはロータマストと、したがって出口シャフトと略平行であるのが有利である。
【００６６】
[0066]  互いに平行なロータマストと、出口シャフトと、出力シャフト、とによって、動力装置はこれらを２つ一組で接続するためのアングルドライブ分岐手段を必要としない。
【００６７】
[0067]  そのため、タービンエンジンは任意的に、エンジンケーシング内の出力シャフトと出口シャフトとの間に介在された減速機歯車を有する。その場合、エンジンケーシングは、「タービンケーシング」と称されるガスタービンを取り囲むケーシングと、「減速機ケーシング」と称される減速機を取り囲むケーシングと、を有していてもよいことが理解できる。タービンケーシングと減速機ケーシングとは互いに固定される。このように、タービンエンジンはモジュール式であり、「ガスタービン」モジュールと「減速機」モジュールとを有している。
【００６８】
[0068]  そのような状況のもとでは、出力シャフトの回転速度は毎分１０，０００回転（ｒｐｍ）乃至５０，０００ｒｐｍの範囲内にあるのに対し、出口シャフトの回転速度は、例えば６０００ｒｐｍ乃至９０００ｒｐｍに低減される。主ギアボックスの歯車装置は、その後この回転速度を、例えばロータマストでの回転速度が約４００ｒｐｍに達するよう低減することができる。
【００６９】
[0069]  さらに、動力装置は、エンジンケーシングを平坦なケーシングに固定する接続手段を有していてもよく、接続手段は、ボルトからなる環と複数のセンタリングペグとを含む。接続手段は、タービンエンジンがガイドペグの助けにより適切な位置へと誘導されることを可能にするとともに、タービンエンジンがボルトからなる環の助けにより主ギアボックスに固定されることを可能にする。
【００７０】
[0070]  タービンエンジンと主ギアボックスとの接合部分には防火壁が配置されてもよい。
【００７１】
[0071]  また、前述の出口シャフトは、前述のエンジンケーシングから、１０センチメートル（ｃｍ）を超える高さにわたって突出してもよい。
【００７２】
[0072]  その場合、出口シャフトは、可撓性を有するのに十分なほど長い。そのような出口シャフトであれば、タービンが主ギアボックスに取り付けられる際の角変形の存在に適応することができる。
【００７３】
[0073]  主ギアボックスに対するタービンエンジンの位置決めは、機能不良を招くことを回避するため、比較的精密である必要がある。誤差が大きすぎると、主ギアボックスの部材に大きな力がかかる可能性があり、尚早な摩耗を招く危険を冒すことになる。
【００７４】
[0074]  「長い」出口シャフトの存在は、操作者に一定の調整の自由度を与える働きをする。さらに、ガイドペグの存在は、タービンエンジンの正確な位置決めを容易にする。
【００７５】
[0075]  さらに、動力装置は、主ギアボックスを潤滑化する第１の潤滑システムと、タービンエンジンを潤滑化する第２の潤滑システムと、を有していてもよい。
【００７６】
[0076]  動力装置のモジュール式の構造が、個別の潤滑システムが設置されることを可能にする。
【００７７】
[0077]  したがって、第１の潤滑システムは、噛合圧力への良好な耐性を呈する鉱油を任意的に含み、タービンエンジンの前述の第２の潤滑システムは、低い粘性と良好な高温耐熱性を呈する合成油を含んでもよい。
【００７８】
[0078]  タービンエンジンは、タービンエンジンの内部の空間をタービンエンジンの外部の媒体から隔離するための動的シールを有していてもよく、出口シャフトはこの動的シールを貫通する。したがって、動的シールは、例えば潤滑流体の漏れを回避しようとする。
【００７９】
[0079]  また、パイロンは任意的に、主ギアボックスを支持プラットフォームに懸架する懸架手段を有する。そのような懸架手段は、パイロンからプラットフォームに架かる斜めの懸架バーを含んでいてもよい。
【００８０】
[0080]  また、平坦なケーシングも、プラットフォームに対して懸架されることを可能にする懸架装置を有していてもよい。
【００８１】
[0081]  本発明は、ハブと複数の羽根とを備えた揚力ロータを具備する航空機も提供する。航空機は、上述した種類の動力装置を備える。
【００８２】
[0082]  そのような状況のもとでは、該航空機は上述の動力装置を担持する支持プラットフォームを備えていてもよく、該動力装置は該支持プラットフォームに対して固定的である。
【００８３】
[0083]  したがって、この動力装置は、例えば米国特許出願公開第２００５／１１５７７０号文献、米国特許第５８２３４７０号文献、又は米国特許第５０５４７１６号文献の意味における傾斜するアセンブリではない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
[0084]  本発明及びその利点は、添付の図面を参照して、例として示される以下の実施形態の説明の文脈から、さらに詳細に明らかになる。
【００８５】
【図１】本発明の航空機の略図である。
【図２】本発明の主ギアボックスを示す図である。
【図３】熱交換器に連結されたタービンエンジンを示す図である。
【図４】熱交換器に連結されたタービンエンジンを示す図である。
【図５】動力装置を示す図である。
【図６】主ギアボックスと噛み合う出口シャフトを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００８６】
より詳細な説明
[0085]  ２つ以上の図に存在する要素には、各図において同一の参照符号を付す。
【００８７】
[0086]  図のうちいくつかには、３つの互いに直交する方向Ｘ，Ｙ，及びＺが示されている。
【００８８】
[0087]  第１の方向Ｘを「縦方向」と考える。
【００８９】
[0088]  第２の方向Ｙを「横方向」と考える。
【００９０】
[0089]        最後に、第３の方向Ｚを「高さ方向」と考える。「高さ方向」という用語は、第３の方向Ｚと平行ないかなる方向にも関連する。
【００９１】
[0090]  図１は、ロータ２を駆動する動力装置を有する航空機１を示す。航空機の他の部材は、図１に要素を詰め込みすぎないようにするため、示されていない。
【００９２】
[0091]  ロータ２は、複数の羽根４を担持するハブ３を備えている。また、ロータ２は、例えば羽根４のピッチを周期的に及び／又はまとめて制御するための一組の制御プレート５を有する。
【００９３】
[0092]  ロータ２を回転させるため、航空機は、支持プラットフォーム６により担持される動力装置１０を有する。
【００９４】
[0093]  動力装置１０は、熱交換器に連結されたタービンエンジン４０を有する。熱交換器は、タービンエンジンのガスジェネレータにより圧縮された空気を、燃焼室に収容される前に加熱する働きをする。
【００９５】
[0094]  すると、タービンエンジンは、ハブ３を担持するロータマスト２１を有する主ギアボックス２０を回転駆動する。
【００９６】
[0095]  このために、主ギアボックス２０には、ロータマスト２１を約４００ｒｐｍの速度で駆動する少なくとも１つの回転速度低減段２５が設けられている。各回転速度低減段２５は、平坦なケーシング２２内に配置された歯車を備える。
【００９７】
[0096]  図２を参照すると、平坦なケーシングは、高さ方向に底面２４″から上面２４′へ、及び縦方向に前方セグメント２２′から後方セグメント２２″へと延びている。平坦なケーシングの高さ方向の寸法は、平坦なケーシングの縦方向及び横方向の寸法よりも小さい。これが、このケーシングが「平坦な」ケーシングであると言われる理由である。
【００９８】
[0097]  ロータマスト２１は、平坦なケーシング２２の上面２４′に固定されたパイロン２３も貫通する。ここで、ロータマスト２１は、航空機の着陸時の重力方向に概ね沿った向きである高さ方向に沿って延びる。
【００９９】
[0098]  図１を参照すると、タービンエンジン４０は、エンジンケーシング４２内に配置されたガスタービン５０を有する。
【０１００】
[0099]  タービンエンジン４０は、ガスタービン５０により回転駆動される出口シャフト４１も有している。この出口シャフトは、好ましくは１０ｃｍを超える高さＨにわたってエンジンケーシング４２から突出する。
【０１０１】
[0100]  ここで、出口シャフト４１は平坦なケーシングに挿入される。すると、エンジンケーシングが平坦なケーシングの上面２４′に固定される。例えば、動力装置は、具体的には図５に見られるボルトからなる環９０及び複数のセンタリングペグ９１を含む固定手段を有する。
【０１０２】
[0101]  センタリングペグは、エンジンケーシングを平坦なケーシングに対して正確に位置決めする働きをする。
【０１０３】
[0102]  図１を参照すると、ここで、出口シャフト４１はロータマスト２１と平行である。しかし、出口シャフト４１はロータマスト２１に対して、特に縦方向にオフセットされている。パイロン２３は平坦なケーシングの前方セグメント２２′に固定され、一方タービンエンジン４０は平坦なケーシング２２の後方セグメント２２″に固定される。
【０１０４】
[0103]  その結果、エンジンケーシング４２はパイロン２３に対して縦方向にオフセットされ、パイロン２３と接触しない。
【０１０５】
[0104]  この配置により、特に、防火壁８０をエンジンケーシング４２とパイロン２３との間に配置することが可能となる。
【０１０６】
[0105]  より一般的には、「ホット」ゾーンと称される区域を画定する区画においてタービンエンジンを隔離するために、防火壁がタービンエンジン４０を主ギアボックス２０から分離してもよい。
【０１０７】
[0106]  その場合例えば、防火壁は、エンジンケーシング４２とパイロン２３との間の垂直パネル８１、平坦なケーシングの上面２４′とタービンエンジンとの間の水平パネル８２、及びエンジンケーシング４２と平坦なケーシング２２の側面２２″′との間の別の垂直パネル８３などの、複数のパネル８１，８２，及び８３を有する。
【０１０８】
[0107]  さらに、この配置によれば、大ホイール２６と称されてもよい直径の大きな歯車を含む少なくとも１つの回転速度低減段２５を設置することが可能となる。
【０１０９】
[0108]  すると、タービンエンジン４０の出口シャフト４１は、大ホイール２６と直接的に又は間接的に噛み合うことが可能である。
【０１１０】
[0109]  このため、動力装置は、出口シャフト４１と主ギアボックス２０との間に溝付きの接続部９５を有する。
【０１１１】
[0110]  図６に示す溝付きの接続部は、出口シャフト４１に固定された溝付きの端部片９５を有する。ここで、この溝付きの端部片９５は、出口シャフト４１の一部であってもよい。
【０１１２】
[0111]  さらに、溝付きの接続部は、フリーホイール３０も有していてもよい。フリーホイール３０は、ローラ又はホイール３１を介して被駆動部３３と協働する駆動部３２を有する。フリーホイール３０はまた、駆動部３２と被駆動部３３との間に介在された軸受手段３４も有していてもよい。軸受手段３５も、被駆動部３３の回転を誘導してもよい。
【０１１３】
[0112]  ここで、出口シャフト４１の溝付きの端部片９５は、主ギアボックスのフリーホイール３０の駆動部３２と係合する。すると、フリーホイール３０の被駆動部が歯車２６と噛み合う。
【０１１４】
[0113]  タービンエンジン４０は、タービンエンジン４０の内側ＩＮＴをタービンエンジン４０の外側に位置している媒体ＥＸＴから密封するための動的シール８５も有していてもよい。その場合、この動的シール８５は、該シールを貫通する出口シャフト４１を有する。
【０１１５】
[0114]  図１を参照すると、フリーホイール３０の被駆動部はまた、補助シャフト３６を回転させるよう歯車と噛み合ってもよい。この補助シャフトは、例えば航空機１のヨー運動を制御するロータを回転させる働きをする。
【０１１６】
[0115]  このように、この配置によれば、主ギアボックスの平坦なケーシングから高さ方向に延びる小型タービンエンジンを有する動力装置を得ることが可能となる。
【０１１７】
[0116]  さらに、この配置は、熱交換器６０を設置することがタービンエンジンに及ぼす影響を最小化する働きをする。熱交換器６０は、タービンエンジン４０から縦方向にタービンエンジン４０及びロータマスト２１と一列に並んで延出する。
【０１１８】
[0117]  したがって、ロータマスト２１は縦方向でタービンエンジン４０の前にあり、一方、熱交換器６０は縦方向でタービンエンジン４０の後ろにある。
【０１１９】
[0118]  このように、本発明は、熱交換器と協働する小型タービンエンジンの提供を可能にする。
【０１２０】
[0119]  タービンエンジン４０は、出口シャフトを駆動するためにエンジンケーシング内に配置されたガスジェネレータを備えていてもよい。
【０１２１】
[0120]  ガスタービン５０は、少なくとも１つのタービンを伴うガスジェネレータを備えている。ガスジェネレータは、少なくとも１つのタービン５３，５４を回転させる高温ガスを発生させるために、タービンエンジンの外側の媒体ＥＸＴから外気を吸引する。したがって、ガスジェネレータは、少なくとも１つの圧縮段を有する圧縮器５１と、燃焼室５２と、の両方を備えている。
【０１２２】
[0121]  タービンエンジンは、圧縮器に接続された駆動タービン５３と、それから出力シャフト５５に接続された出力タービン５４と、を有していてもよい。
【０１２３】
[0122]  ガスタービンは高さ方向に延びる。例えば、燃焼室は圧縮器の上方に位置し、出力タービンは燃焼室の上方に位置する。すると、出力シャフトは燃焼室及び圧縮器を貫通して、ロータマスト２１と平行に延びる。
【０１２４】
[0123]  出力シャフト５５は、出口シャフト４１と一致していてもよい。
【０１２５】
[0124]  しかしながら、任意的には、減速機歯車４５がエンジンケーシング４２の内側の出力シャフト５５と出口シャフト４１との間に介在される。したがって、減速機４５は、出力シャフトによる駆動のもとで出口シャフト４１を駆動する歯車４６を備えてもよい。
【０１２６】
[0125]  同様に、タービンエンジンは、ガスジェネレータの中間シャフト５５′と噛み合い付属物４８に機械的に接続された歯車４７を有していてもよい。
【０１２７】
[0126]  図３及び４を参照すると、ここで、エンジンケーシング４２は、ガスタービンを取り囲むタービンケーシング４３と減速機４５を取り囲む減速機ケーシング４４とに分割される。歯車４７は減速機のケーシング内に配置されてもよい。その場合、タービンケーシングはガスタービンを取り囲む上ケーシングを有し、減速機ケーシングは減速機４５と付属物に接続された歯車とを取り囲む下ケーシングを構成する。
【０１２８】
[0127]  図１を参照すると、熱交換器は、燃焼室に貫入する前に、ガスタービンの圧縮器により圧縮された外気を加熱しようとしてもよい。
【０１２９】
[0128]  そのような状況のもとでは、熱交換器６０は、第１の吸気管６１を介して圧縮器５１から到来する外気を供給される熱交換器ブロック６４を備えている。熱交換器ブロック６４は次に、第１の排気管６２を介して燃焼室５２に熱気を供給する。
【０１３０】
[0129]  外気を加熱するために、熱交換器ブロック６４には第２の吸気管６３を介してガスタービンから到来する高温ガスが供給される。熱交換器ブロック６４は第２の排気管６５を介して高温ガスを大気に放出する。
【０１３１】
[0130]  そのような熱交換器の説明を得るために文献を参照してもよい。
【０１３２】
[0131]  さらに、図１に示す動力装置１０は、主ギアボックス２０を潤滑化する第１の潤滑システム１１０を有する。この第１の潤滑システム１１０は、例えば、減速機段階２５の歯車を潤滑化するために、平坦なケーシング２２に鉱油を注入する働きをする。
【０１３３】
[0132]  同様に、動力装置は、タービンエンジン４０を潤滑化する第２の潤滑システム１２０を有する。この第２のシステム１２０は、例えば、エンジンケーシングに合成油を注入する働きをする。
【０１３４】
[0133]  さらに、動力装置は、懸架手段１３０によって航空機のプラットフォーム６に固定されてもよい。例えば、懸架手段１３０は、パイロン２３から支持プラットフォーム６に向かって斜めに延びる懸架バー１３１を含む。懸架手段は防振部材を含んでもよい。
【０１３５】
[0134]  さらに、懸架手段１４０が任意的に、平坦なケーシング２２と支持プラットフォーム６との間、例えば底面２４″と支持プラットフォーム６との間に介在されてもよい。
【０１３６】
[0135]  動力装置は、懸架されてはいるが、例えば揚力を提供する位置から牽引力を提供する位置へとロータを動かすために振動する部材を何ら有さないという意味で、支持プラットフォームに対して固定的に保持されている。
【０１３７】
[0136]  したがって、パイロンとタービンエンジンとは、平坦なケーシングに対して固定的であり、傾斜していない。
【０１３８】
[0137]  当然ながら、本発明には、実施に関して多数の変形が行われてもよい。いくつかの実施形態を説明したが、可能なすべての実施形態を余すところなく特定することは考えられないということは、容易に理解されるであろう。記載された手段のいずれかを本発明の範囲を超えることなく均等な手段によって置換することは、当然想定される。
【要約】      （修正有）【課題】熱交換器と協働して小型タービンエンジンにより回転駆動される主ギアボックスを備えた動力装置を提供する。【解決手段】主ギアボックス20と、タービンエンジン40と、熱交換器60と、を備える動力装置10に係り、主ギアボックス20は、略垂直なロータマスト21を有する。主ギアボックス20は、平坦なケーシング22内に配置された少なくとも１つの回転速度低減段と、パイロン23と、を有する。タービンエンジン40は、エンジンケーシング42を有し、出口シャフトが該エンジンケーシング42から突出して平坦なケーシング22に貫入し、出口シャフト41はロータマスト21と略平行であり、エンジンケーシング42はパイロン23から縦方向にオフセットされてパイロン23と接触しない。熱交換器60は、タービンエンジン40の縦方向後ろに延びる一方、ロータマスト21は、逆にタービンエンジン40の縦方向前に位置する。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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