(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価するための方法を提供する。【解決手段】航空機用のハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価する方法は、コンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信すること（３０２）、コンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データおよびハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データに基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価すること（３１４）、コンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を示す情報をユーザに提供すること（３１６）を含む。【選択図】図４
2019023069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１０）用のハイブリッド電気推進システム（５０）のガスタービンエンジンの健全性を評価するコンピュータ実装方法（３００）であって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）は、ガスタービンエンジンと共に回転可能な電気機械（５６）を備え、前記方法（３００）は、
１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される電力の量を示すデータを受信すること（３０２）と、
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の動作パラメータを示すデータを受信すること（３０８）と、
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示す前記受信データおよび前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示す前記受信データに少なくとも部分的に基づいて前記ガスタービンエンジンの健全性を評価すること（３１４）と、
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を示す情報をユーザに提供すること（３１６）と
を含む、方法（３００）。
【請求項２】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信することが、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信すること（３１０）を含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項３】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記動作パラメータを示すデータを受信すること（３１０）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジン内の温度、前記ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度、前記ガスタービンエンジンの燃焼セクション（１１４）に供給される燃料の量、または前記ガスタービンエンジン内の圧力を示すデータの１つまたは複数を示すデータを受信すること（３１２）を含む、請求項２に記載の方法（３００）。
【請求項４】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０６）を含む、請求項２に記載の方法（３００）。
【請求項５】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）を含む、請求項２に記載の方法（３００）。
【請求項６】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、一定時間にわたって前記ガスタービンエンジンの前記燃焼セクション（１１４）に供給される燃料の量を変化させること（３２６）をさらに含み、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記一定時間の少なくとも一部の間に前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量の変化を示すデータを受信すること（３２８）を含む、
請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項７】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信すること（３０４）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記一定時間の間の燃料流量パラメータの変化を示すデータを受信すること（３３１）を含む、請求項６に記載の方法（３００）。
【請求項８】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、複数の動作サイクルにわたり前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３３４）を含み、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信すること（３０４）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記複数の動作サイクルにわたり前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信すること（３３６）を含み、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を評価すること（３１４）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記複数の動作サイクルにわたり前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示す前記受信データと、前記複数の動作サイクルにわたり前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示す前記受信データとを比較すること（３３８）を含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項９】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を評価することが、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、時間変数またはサイクル変数にわたり前記比較情報をトレンドすることをさらに含む、請求項８に記載の方法（３００）。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を評価すること（３１４）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記時間変数または前記サイクル変数にわたる前記比較情報の前記トレンドに基づいてメンテナンス作業が前記ガスタービンエンジンに必要とされるまで、一定時間、サイクル数、またはその両方を決定すること（３４０）をさらに含む、請求項９に記載の方法（３００）。
【請求項１１】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）による前記ガスタービンの前記健全性の前記評価に応じて、前記ガスタービンエンジンの失速マージンを示すエンジンパラメータを修正すること（３２２）
をさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項１２】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を示す情報を前記ユーザに提供すること（３１６）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、ユーザインターフェースデバイスに前記ガスタービンエンジンの前記健全性を表示すること（３１８）を含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項１３】
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）による前記ガスタービンエンジンの前記健全性の評価に応じて、前記ガスタービンエンジンのメンテナンス作業をスケジューリングすること（３２０）
をさらに含む、請求項１に記載の方法（３００）。
【請求項１４】
航空機（１０）用のハイブリッド電気推進システム（５０）であって、
電気機械（５６）と、
前記電気機械（５６）を駆動するために前記電気機械（５６）に機械的に結合されたガスタービンエンジンと、
前記電気機械（５６）に電気的に接続可能な電気推進器アセンブリ（２００）と、
メモリ（５１０Ｂ）および１つまたは複数のプロセッサ（５１０Ａ）を備えるコントローラ（７２）であって、前記メモリ（５１０Ｂ）は、前記１つまたは複数のプロセッサ（５１０Ａ）によって実行されると前記ハイブリッド電気推進システム（５０）に機能を実行させる命令を記憶するコントローラ（７２）とを備え、前記機能は、
前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される電力の量を示すデータを受信することと、
前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の動作パラメータを示すデータを受信することと、
前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示す前記受信データおよび前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示す前記受信データに少なくとも部分的に基づいて前記ガスタービンエンジンの健全性を評価することと、
前記ガスタービンエンジンの前記健全性を示す情報をユーザに提供することと
を含む、
ハイブリッド電気推進システム（５０）。
【請求項１５】
前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信することが、前記ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信することを含む、請求項１４に記載のハイブリッド電気推進システム（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、一般に、航空機用のハイブリッド電気推進システムに関し、より具体的には、ハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくともいくつかの既知のエンジンシステムでは、エンジンは、比較的長い期間動作するように設計されている。この動作コースの間に、エンジンは劣化し、エンジンの性能および効率を低下させ、かつ／またはエンジンの排出量を増加させる可能性がある。エンジンが特定の点まで劣化すると、特定のメンテナンス作業をエンジンで実行して、エンジンを特定の動作レベルに戻す必要がある。これらのメンテナンス作業には、エンジンを翼から外し、エンジンをオーバーホールすることが含まれる。このプロセスは、時間がかかり、高価な場合がる。したがって、これらのメンテナンス作業を行う前に、そのようなメンテナンス作業が必要になるのを待つことが一般に望ましい。したがって、エンジンのエンジン健全性を判定し、かつ／またはエンジンに特定のメンテナンス作業がいつ必要となるかを予測することができるシステムが有用であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０３２５６２９号明細書
【発明の概要】
【０００４】
本発明の態様および利点は、以下の説明に部分的に記載されており、または説明から明らかとなり、または本発明の実践を通して学ぶことができる。
【０００５】
本開示の１つの例示的な態様では、航空機用のハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価するコンピュータ実装方法が提供される。ハイブリッド電気推進システムは、ガスタービンエンジンと共に回転可能な電気機械を含む。方法は、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することを含む。方法はまた、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することを含む。方法はまた、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データおよびハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価することを含む。方法はまた、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を示す情報をユーザに提供することを含む。
【０００６】
特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信することを含む。
【０００７】
例えば、特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジン内の温度、ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度、ガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量、またはガスタービンエンジン内の圧力を示すデータの１つまたは複数を示すデータを受信することを含む。
【０００８】
例えば、特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することを含む。
【０００９】
例えば、特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される電力の量を示すデータを受信することを含む。
【００１０】
特定の例示的な態様では、方法は、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間にわたってガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を変化させることをさらに含み、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間の少なくとも一部の間に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を示すデータを受信することを含む。
【００１１】
例えば、特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間の間の燃料流量パラメータの変化を示すデータを受信することを含む。
【００１２】
特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、複数の動作サイクルにわたり電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することを含み、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、複数の動作サイクルにわたりハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することを含み、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、複数の動作サイクルにわたり電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データと、複数の動作サイクルにわたりハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データとを比較することを含む。
【００１３】
例えば、特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、時間変数またはサイクル変数にわたり比較情報をトレンドすることをさらに含む。
【００１４】
例えば、特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、時間変数またはサイクル変数にわたる比較情報のトレンドに基づいてメンテナンス作業がガスタービンエンジンに必要とされるまで、一定時間、サイクル数、またはその両方を決定することをさらに含む。
【００１５】
特定の例示的な態様では、方法は、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによるガスタービンの健全性の評価に応じて、ガスタービンエンジンの失速マージンを示すエンジンパラメータを修正することをさらに含む。
【００１６】
特定の例示的な態様では、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を示す情報をユーザに提供することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ユーザインターフェースデバイスにガスタービンエンジンの健全性を表示することを含む。
【００１７】
特定の例示的な態様では、方法は、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによるガスタービンエンジンの健全性の評価に応じて、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業をスケジューリングすることをさらに含む。
【００１８】
本開示の１つの例示的な実施形態では、航空機用のハイブリッド電気推進システムが提供される。ハイブリッド電気推進システムは、電気機械と、電気機械を駆動するために電気機械に機械的に結合されたガスタービンエンジンと、電気機械に電気的に接続可能な電気推進器アセンブリとを含む。ハイブリッド電気推進システムは、メモリおよび１つまたは複数のプロセッサを含むコントローラをさらに含み、メモリは、１つまたは複数のプロセッサによって実行されるとハイブリッド電気推進システムに機能を実行させる命令を記憶する。機能は、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することと、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することと、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データおよびハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価することと、ガスタービンエンジンの健全性を示す情報をユーザに提供することとを含む。
【００１９】
特定の例示的な実施形態では、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信することを含む。例えば、特定の例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信することは、ガスタービンエンジン内の温度、ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度、ガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量、またはガスタービンエンジン内の圧力を示すデータの１つまたは複数を示すデータを受信することを含む。
【００２０】
特定の例示的な実施形態では、機能は、一定時間にわたってガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を変化させることをさらに含み、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することは、一定時間の少なくとも一部の間に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を示すデータを受信することを含む。
【００２１】
特定の例示的な実施形態では、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、一定時間の間の燃料流量パラメータの変化を示すデータを受信することを含む。
【００２２】
特定の例示的な実施形態では、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することは、複数の動作サイクルにわたり電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することを含み、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、複数の動作サイクルにわたりハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することを含み、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、複数の動作サイクルにわたり電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データと、複数の動作サイクルにわたりハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データとを比較することを含む。
【００２３】
本開示の別の例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンを有するハイブリッド電気推進システム用のエンジン健全性評価制御システムが提供される。制御システムは、メモリおよび１つまたは複数のプロセッサを含む１つまたは複数のコントローラを含み、メモリは、１つまたは複数のプロセッサによって実行されるとエンジン健全性評価制御システムに機能を実行させる命令を記憶する。機能は、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することと、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することと、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データおよびハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価することと、ガスタービンエンジンの健全性を示す情報をユーザに提供することとを含む。
【００２４】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することによってよりよく理解されるであろう。添付の図面は、本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を例示し、説明と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００２５】
本発明の完全かつ可能な開示は、その最良の形態を含み、当業者に向けられて、本明細書に記載されており、それは以下の添付の図を参照している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本開示の様々な例示的な実施形態による航空機の上面図である。
【図２】図１の例示的な航空機に取り付けられたガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図３】本開示の例示的な実施形態による電動ファンアセンブリの概略断面図である。
【図４】本開示の例示的な態様によるハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価する方法のフロー図である。
【図５】本開示の別の例示的な態様によるハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価する方法のフロー図である。
【図６】図５の例示的な方法の１つまたは複数の例示的な態様を示すチャートである。
【図７】本開示のさらに別の例示的な態様によるハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価する方法のフロー図である。
【図８】図７の例示的な方法の１つまたは複数の例示的な態様を示すチャートである。
【図９】本開示の例示的な態様によるコンピューティングシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の本実施形態について詳しく説明するが、その１つまたは複数の例が、添付の図面に示されている。詳細な説明では、図面中の特徴を参照するために数値および文字による記号が使用されている。図面および説明の中で同じまたは類似の記号は、本発明の同じまたは類似の部品を参照するために使用されている。
【００２８】
本明細書で使用する場合、「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、１つの構成要素と別の構成要素とを区別するために交換可能に用いることができ、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図しない。
【００２９】
「前方」および「後方」という用語は、ガスタービンエンジンまたは車両内の相対的な位置を指し、ガスタービンエンジンまたは車両の通常の動作姿勢を指す。例えば、ガスタービンエンジンに関しては、前方はエンジン入口に近い位置を指し、後方はエンジンノズルまたは排気部に近い位置を指す。
【００３０】
「上流」および「下流」という用語は、経路における流れに対する相対的な方向を指す。例えば、流体の流れに対して、「上流」は流体が流れてくる方向を指し、「下流」は流体が流れていく方向を指す。しかし、本明細書で使用される「上流」および「下流」という用語はまた、電気の流れを指してもよい。
【００３１】
単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の言及を含む。
【００３２】
近似を表す文言は、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたってここで用いられるように、それが関連する基本的機能の変更をもたらすことなく許容範囲で変化することができる定量的表現を修飾するために適用される。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの場合には、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度、あるいは、構成要素および／またはシステムを構築もしくは製造するための方法または機械の精度に対応することができる。例えば、近似を表す文言は、１０％のマージン内にあることを指すことができる。
【００３３】
ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、範囲の限定は組み合わせられ、および置き換えられ、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。例えば、本明細書に開示するすべての範囲は端点を含み、端点は互いに独立して組合せ可能である。
【００３４】
本開示は、一般的に、ガスタービンエンジンと、電気機械と、電気推進器アセンブリと、エネルギー貯蔵ユニットとを有するハイブリッド電気推進システムを提供する。ガスタービンエンジンは、電気機械に駆動可能に接続され、電気機械は、エネルギー貯蔵ユニットおよび電気推進器アセンブリに電力を供給する、またはエネルギー貯蔵ユニットおよび電気推進器アセンブリから電力を受け取るように構成される。本開示はさらに、ハイブリッド電気推進システムの動作中に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量に少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価するための方法を提供する。
【００３５】
特定の例示的な態様では、コンピュータ実装方法であってもよい方法は、一般に、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータ、ならびにハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信する。次いで、方法は、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データおよびハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価してもよい。
【００３６】
例えば、特定の態様では、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータは、ガスタービンエンジンの動作パラメータ、例えば、ガスタービンエンジン内の温度、ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度、ガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量、またはガスタービンエンジン内の圧力を示すデータ（これは、ガスタービンエンジンによって発生される推力の量を示すことができる）としてもよい。ハイブリッド電気推進システムの動作中に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量と組み合わせたこれらの動作パラメータの１つまたは複数を次に使用して、ガスタービンエンジンの健全性を判定してもよい。例えば、この情報の組合せは、一般に、ガスタービンエンジンが燃料を動力（すなわち、電力および／または機械的動力）に変換する効率を示してもよく、これは、エンジン健全性を示す。
【００３７】
さらに、特定の例示的な態様では、方法は、ハイブリッド電気推進システムを「プロービング」することによってガスタービンエンジンの健全性を判定してもよい。例えば、特定の例示的な態様では、方法は、一定時間にわたってガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を変化させることを含んでもよい。例えば、方法は、ガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を短時間に増加させ、ハイブリッド電気推進システムの応答を測定してガスタービンエンジンの健全性を評価してもよい。より具体的には、そのような例示的な態様では、方法は、一定時間の少なくとも一部の間に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を決定してもよく、さらに、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータは、一定時間の間の燃料流量パラメータの変化であってもよい。
【００３８】
さらに、他の例示的な態様では、方法は、複数の動作サイクルにわたり電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力を決定してもよく、さらに、同じ複数の動作サイクルにわたりハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを決定してもよい。そのような例示的な態様では、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、複数の動作サイクルにわたる電気機械に供給される、または電気機械から抽出される決定された電力と、同じ複数の動作サイクルにわたるハイブリッド電気推進システムの決定された動作パラメータとを比較することを含んでもよい。より具体的には、特定の例示的な態様では、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、時間変数またはサイクル変数にわたりこのデータをトレンドすることを含んでもよく、さらに、時間変数またはサイクル変数にわたる比較データのトレンドに基づいてメンテナンス作業がガスタービンエンジンに必要とされるまで、一定時間、またはサイクル数を決定することを含んでもよい。
【００３９】
１つまたは複数のこれらの例示的な態様に従ってハイブリッド電気推進システムを動作させることは、ハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンのより正確な健全性評価データを提供するという技術的効果を有することができる。例えば、これらの例示的な態様の１つまたは複数に従ってハイブリッド電気推進システムを動作させることにより、ハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンのリアルタイムの健全性評価、またはハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性の予測分析を可能にすることができる。
【００４０】
ここで図面を参照すると、図全体を通して同一の符号は同一の要素を示しており、図１は、本開示の様々な実施形態を組み込むことができる例示的な航空機１０の上面図である。図１に示すように、航空機１０は、それを通って延びる長手方向中心線１４、横方向Ｌ、前端部１６、および後端部１８を画定する。さらに、航空機１０は、航空機１０の前端部１６から航空機１０の後端部１８に長手方向に延びる胴体１２と、航空機１０の後端部にある尾翼１９とを含む。さらに、航空機１０は、第１の左舷側翼２０および第２の右舷側翼２２を含む翼アセンブリを含む。第１および第２の翼２０、２２は各々、長手方向中心線１４に対して横方向外向きに延びる。第１の翼２０および胴体１２の一部は、航空機１０の第１の側２４を共に画定し、第２の翼２２および胴体１２の別の部分は、航空機１０の第２の側２６を共に画定する。図示の実施形態では、航空機１０の第１の側２４は、航空機１０の左舷側として構成され、航空機１０の第２の側２６は、航空機１０の右舷側として構成される。
【００４１】
図示の例示的な実施形態の翼２０、２２の各々は、１つまたは複数の前縁フラップ２８および１つまたは複数の後縁フラップ３０を含む。航空機１０はさらに、またはむしろ、航空機１０の尾翼１９は、ヨー制御用のラダーフラップ（図示せず）を有する垂直スタビライザ３２と、ピッチ制御用のエレベータフラップ３６を各々有する一対の水平スタビライザ３４とを含む。胴体１２は、外側表面または外側板３８をさらに含む。しかし、本開示の他の例示的な実施形態では、航空機１０は、追加的または代替的に、任意の他の適切な構成を含むことができることを理解されたい。例えば、他の実施形態では、航空機１０は、任意の他の構成のスタビライザを含むことができる。
【００４２】
ここでまた図２および図３を参照すると、図１の例示的な航空機１０は、第１の推進器アセンブリ５２および第２の推進器アセンブリ５４を有するハイブリッド電気推進システム５０をさらに含む。図２は、第１の推進器アセンブリ５２の概略断面図を示し、図３は、第２の推進器アセンブリ５４の概略断面図を示す。図示の実施形態では、第１の推進器アセンブリ５２および第２の推進器アセンブリ５４は各々、翼の下に取り付けられた構成で構成される。しかし、以下に説明するように、第１および第２の推進器アセンブリ５２、５４の一方または両方は、他の例示的な実施形態では、任意の他の適切な位置に取り付けられてもよい。
【００４３】
図１〜図３を全体的に参照すると、例示的なハイブリッド電気推進システム５０は、一般に、内燃機関および主推進器（図２の実施形態では、ガスタービンエンジンとして、またはむしろ、ターボファンエンジン１００として共に構成される）を有する第１の推進器アセンブリ５２と、燃焼機関に駆動可能に結合された電気機械５６（図２に示す実施形態では、電気モータ／発電機である）と、第２の推進器アセンブリ５４（図３の実施形態では、電気機械５６に電気的に接続可能な電気推進器アセンブリ２００として構成される）と、電気エネルギー貯蔵ユニット５５と、コントローラ７２と、電力バス５８とを含む。電気推進器アセンブリ２００、電気エネルギー貯蔵ユニット５５、および電気機械５６は各々、電力バス５８の１つまたは複数の電線６０を介して電気的に接続可能である。例えば、電力バス５８は、ハイブリッド電気推進システム５０の様々な構成要素を選択的に電気的に接続するように移動可能な様々なスイッチまたは他の電力エレクトロニクスを含むことができる。さらに、電力バス５８は、ハイブリッド電気推進システム５０内の電力を調整または変換するための、インバータ、コンバータ、整流器などの電力エレクトロニクスをさらに含むことができる。
【００４４】
理解されるように、コントローラ７２は、ハイブリッド電気推進システム５０の様々な構成要素の間に電力を分配するように構成されてもよい。例えば、コントローラ７２は、電気機械５６などの様々な構成要素に電力を供給する、または様々な構成要素から電力を引き出すために電力バス５８（１つまたは複数のスイッチまたは他の電力エレクトロニクスを含む）と共に動作可能とすることができ、様々な動作モードの間でハイブリッド電気推進システム５０を動作させる。そのようなものは、コントローラ７２を通って延びる電力バス５８の電線６０として概略的に示されている。
【００４５】
コントローラ７２は、ハイブリッド電気推進システム５０に専用のスタンドアロンコントローラであってもよく、あるいは、航空機１０のメインシステムコントローラ、例示的なターボファンエンジン１００の別個のコントローラ（例えば、ＦＡＤＥＣとも呼ばれる、ターボファンエンジン１００の全権デジタルエンジン制御システム）などの１つまたは複数に組み込まれてもよい。
【００４６】
さらに、電気エネルギー貯蔵ユニット５５は、１つまたは複数のリチウムイオン電池のような１つまたは複数の電池として構成されてもよく、あるいは、他の適切な電気エネルギー貯蔵デバイスとして構成されてもよい。本明細書に記載のハイブリッド電気推進システム５０の場合、電気エネルギー貯蔵ユニット５５は、比較的大きな電力量を貯蔵するように構成されることが理解されよう。例えば、特定の例示的な実施形態では、電気エネルギー貯蔵ユニットは、少なくとも約５０キロワット時の電力、例えば、少なくとも約６５キロワット時の電力、例えば、少なくとも約７５キロワット時の電力、および最大約５００キロワット時の電力を貯蔵するように構成することができる。
【００４７】
ここで特に図１および図２を参照すると、第１の推進器アセンブリ５２は、航空機１０の第１の翼２０に取り付けられた、または取り付けられるように構成されたガスタービンエンジンを含む。より具体的には、図２の実施形態では、ガスタービンエンジンは、ターボ機械１０２と、主推進器とを含み、主推進器は、ファン（図２を参照して「ファン１０４」と呼ばれる）である。したがって、図２の実施形態では、ガスタービンエンジンは、ターボファンエンジン１００として構成される。
【００４８】
ターボファンエンジン１００は、軸方向Ａ１（基準となる長手方向中心線１０１に平行に延びる）および半径方向Ｒ１を画定する。上述したように、ターボファンエンジン１００は、ファン１０４と、ファン１０４の下流に配置されたターボ機械１０２とを含む。
【００４９】
図示の例示的なターボ機械１０２は、一般に、環状入口１０８を画定する実質的に管状の外側ケーシング１０６を含む。外側ケーシング１０６は、直列流れ関係で、ブースタもしくは低圧（ＬＰ）圧縮機１１０および高圧（ＨＰ）圧縮機１１２を含む圧縮機セクション、燃焼セクション１１４、第１の高圧（ＨＰ）タービン１１６および第２の低圧（ＬＰ）タービン１１８を含むタービンセクション、ならびにジェット排気ノズルセクション１２０を収容する。圧縮機セクション、燃焼セクション１１４、およびタービンセクションは、ターボ機械１０２を通るコア空気流路１２１を少なくとも部分的に共に画定する。さらに、ターボファンエンジン１００は、燃焼セクション１１４に燃料を供給するための燃料送達システム１１５を含む。
【００５０】
ターボファンエンジン１００の例示的なターボ機械１０２は、タービンセクションの少なくとも一部、さらに図示の実施形態では、圧縮機セクションの少なくとも一部と共に回転可能な１つまたは複数のシャフトをさらに含む。より具体的には、図示の実施形態では、ターボファンエンジン１００は、ＨＰタービン１１６をＨＰ圧縮機１１２に駆動可能に接続する高圧（ＨＰ）シャフトまたはスプール１２２を含む。さらに、例示的なターボファンエンジン１００は、ＬＰタービン１１８をＬＰ圧縮機１１０に駆動可能に接続する低圧（ＬＰ）シャフトまたはスプール１２４を含む。
【００５１】
さらに、図示の例示的なファン１０４は、ディスク１３０に離間して結合された複数のファンブレード１２８を有する可変ピッチファンとして構成される。ファンブレード１２８は、ほぼ半径方向Ｒ１に沿ってディスク１３０から外側に延びる。各ファンブレード１２８は、ファンブレード１２８のピッチを集合的に変化させるように構成された適切な作動部材１３２に動作可能に結合されたファンブレード１２８により、それぞれのピッチ軸Ｐ１を中心にディスク１３０に対して回転可能である。ファン１０４は、第２のＬＰタービン１１８によって機械的に駆動されるように、ＬＰシャフト１２４に機械的に結合される。より具体的には、ファン１０４は、ファンブレード１２８と、ディスク１３０と、作動部材１３２とを含み、動力ギアボックス１３４を介してＬＰシャフト１２４に機械的に結合され、動力ギアボックス１３４を横切るＬＰシャフト１２４によって長手方向軸１０１を中心に回転可能である。動力ギアボックス１３４は、ＬＰシャフト１２４の回転速度をより効率的な回転ファン速度に低下させる複数のギアを含む。したがって、ファン１０４は、ターボ機械１０２のＬＰシステム（ＬＰタービン１１８を含む）によって動力供給される。
【００５２】
さらに図２の例示的な実施形態を参照すると、ディスク１３０は、複数のファンブレード１２８を通る空気流を促進するために空気力学的に輪郭づけされた回転可能なフロントハブ１３６によって覆われている。さらに、ターボファンエンジン１００は、ファン１０４および／またはターボ機械１０２の少なくとも一部を円周方向に取り囲む環状のファンケーシングまたは外側ナセル１３８を含む。したがって、図示の例示的なターボファンエンジン１００は、「ダクト付き」ターボファンエンジンと呼ばれることがある。さらに、ナセル１３８は、複数の円周方向に離間した出口ガイドベーン１４０によってターボ機械１０２に対して支持される。ナセル１３８の下流セクション１４２は、ターボ機械１０２の外側部分の上に延び、ターボ機械１０２の外側部分との間にバイパス空気流通路１４４を画定する。
【００５３】
引き続き図２を参照すると、ハイブリッド電気推進システム５０は、図示の実施形態では電気モータ／発電機として構成される電気機械５６をさらに含む。電気機械５６は、図示の実施形態では、ターボファンエンジン１００のターボ機械１０２内に配置され、コア空気流路１２１の内側にあり、ターボファンエンジン１００のシャフトの１つと機械的に連通する。より具体的には、図示の実施形態では、電気機械は、ＬＰシャフト１２４を介して第２のＬＰタービン１１８によって駆動される。電気機械５６は、ＬＰシャフト１２４の機械的動力を電力に変換するように構成されてもよく、あるいは、電気機械５６は、供給される電力をＬＰシャフト１２４の機械的動力に変換するように構成されてもよい。
【００５４】
しかし、他の例示的な実施形態では、電気機械５６は、代わりに、ターボ機械１０２内の任意の他の適切な位置または他の場所に配置することができることを理解されたい。例えば、電気機械５６は、他の実施形態では、タービンセクション内のＬＰシャフト１２４と同軸に取り付けられてもよく、あるいは、ＬＰシャフト１２４からオフセットされ、適切なギア列を介して駆動されてもよい。追加的または代替的に、他の例示的な実施形態では、電気機械５６は、代わりに、ＨＰシステムによって、すなわち、例えばＨＰシャフト１２２を介してＨＰタービン１１６によって、またはデュアル駆動システムを介してＬＰシステム（例えば、ＬＰシャフト１２４）とＨＰシステム（例えば、ＨＰシャフト１２２）の両方によって動力供給されてもよい。追加的または代替的に、さらに他の実施形態では、電気機械５６は、例えば、１つがＬＰシステム（例えば、ＬＰシャフト１２４）に駆動可能に接続され、１つがＨＰシステム（例えば、ＨＰシャフト１２２）に駆動可能に接続される複数の電気機械を含んでもよい。さらに、電気機械５６は電気モータ／発電機として説明されているが、他の例示的な実施形態では、電気機械５６は、電気モータとしてのみ、または発電機としてのみ構成されてもよい。
【００５５】
引き続き図１および図２を参照すると、ターボファンエンジン１００は、コントローラ１５０と、複数のセンサとをさらに含む。例えば、図示の実施形態では、複数のセンサは、ターボファンエンジン１００の様々な動作パラメータを示すデータを感知するように構成されてもよい。例えば、１つまたは複数のセンサは、ガスタービンエンジン内の温度、ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度、ガスタービンエンジンの燃焼セクション１１４に供給される燃料の量、および／またはガスタービンエンジンによって生成される推力の量を決定するように構成することができる。より具体的には、図示の実施形態では、複数のセンサは、圧縮機出口温度を示すデータを感知するセンサ１５２と、排気ガス温度を示すデータを感知するように構成されたセンサ１５４と、タービン入口温度を示すデータを感知するように構成されたセンサ１５６と、ＬＰシャフト１２４の回転速度を示すデータを感知するように構成されたセンサ１５８と、ＨＰシャフト１２２の回転速度を示すデータを感知するように構成されたセンサ１６０と、燃料送達システム１１５と共に動作可能であり、燃焼セクション１１４への燃料流量パラメータを示すデータを感知するように構成されたセンサ１６２と、電気機械５６および電力バス５８の一方または両方と動作可能であり、電気機械５６に供給される、または電気機械５６から抽出される電力の量を示すデータを感知するセンサ１６４とを含む。特に、他の例示的な実施形態では、センサ１６４は、電気機械５６に供給される、または電気機械５６から抽出される電力の量を示すデータを感知するために、任意の他の適切な位置に配置されてもよいし、任意の適切な方法で構成されてもよい。
【００５６】
さらに、コントローラ１５０は、ＦＡＤＥＣとも呼ばれる、全権デジタルエンジン制御システムであってもよい。ターボファンエンジン１００のコントローラ１５０は、例えば、作動部材１３２、燃焼セクション１１４の燃料送達システム１１５などの動作を制御するように構成されてもよい。さらに、コントローラ１５０は、複数のセンサ１５２、１５４、１５６、１５８、１６０、１６２に動作可能に接続され、ターボファンエンジン１００の様々な動作パラメータを決定するために、それぞれのセンサによって感知されたデータを受信するように構成することができる。さらに、図１に戻って参照すると、ターボファンエンジン１００のコントローラ１５０は、ハイブリッド電気推進システム５０のコントローラ７２に動作可能に接続される。さらに、理解されるように、コントローラ７２は、第１の推進器アセンブリ５２（コントローラ１５０を含む）、電気機械５６、第２の推進器アセンブリ５４、およびエネルギー貯蔵ユニット５５の１つまたは複数に、適切な有線または無線通信システム（破線で示されている）を介して動作可能に接続することができる。
【００５７】
図２に示す例示的なターボファンエンジン１００は、他の例示的な実施形態では、任意の他の適切な構成を有してもよいことをさらに理解されたい。例えば、他の例示的な実施形態では、ファン１０４は、可変ピッチファンでなくてもよく、さらに、他の例示的な実施形態では、ＬＰシャフト１２４は、ファン１０４に直接機械的に結合されてもよい（すなわち、ターボファンエンジン１００は、ギアボックス１３４を含まなくてもよい）。さらに、他の例示的な実施形態では、ターボファンエンジン１００は、任意の他の適切なガスタービンエンジンとして構成されてもよいことを理解されたい。例えば、他の実施形態では、ターボファンエンジン１００は、代わりに、ターボプロップエンジン、ダクトのないターボファンエンジン、ターボジェットエンジン、ターボシャフトエンジンなどとして構成されてもよい。
【００５８】
ここで特に図１および図３を参照すると、先に述べたように、例示的なハイブリッド電気推進システム５０は、図示の実施形態では、航空機１０の第２の翼２２に取り付けられた第２の推進器アセンブリ５４をさらに含む。特に図３を参照すると、第２の推進器アセンブリ５４は、一般に、電気モータ２０６と、推進器／ファン２０４とを含む電気推進器アセンブリ２００として構成される。電気推進器アセンブリ２００は、半径方向Ｒ２と同様に、参照のために電気推進器アセンブリ２００を通って延びる長手方向中心線軸２０２に沿って延びる軸方向Ａ２を画定する。図示の実施形態では、ファン２０４は、電気モータ２０６によって中心線軸２０２を中心に回転可能である。
【００５９】
ファン２０４は、複数のファンブレード２０８と、ファンシャフト２１０とを含む。複数のファンブレード２０８は、ファンシャフト２１０に取り付けられ、ファンシャフト２１０と共に回転可能であり、電気推進器アセンブリ２００（図示せず）のほぼ円周方向に沿って離間している。特定の例示的な実施形態では、複数のファンブレード２０８は、固定されてファンシャフト２１０に取り付けられてもよく、あるいは、複数のファンブレード２０８は、図示の実施形態のように、ファンシャフト２１０に対して回転可能であってもよい。例えば、複数のファンブレード２０８は各々、それぞれのピッチ軸Ｐ２を画定し、図示の実施形態では、複数のファンブレード２０８の各々のピッチが、例えば、ピッチ変更機構２１１によって一斉に変更されるようにファンシャフト２１０に取り付けられる。複数のファンブレード２０８のピッチを変更することにより、第２の推進器アセンブリ５４の効率を向上させることができ、かつ／または第２の推進器アセンブリ５４が所望の推力プロファイルを達成することを可能にすることができる。そのような例示的な実施形態では、ファン２０４は、可変ピッチファンと呼ぶことができる。
【００６０】
さらに、図示の実施形態では、図示の電気推進器アセンブリ２００は、１つまたは複数のストラットまたは出口ガイドベーン２１６を介して電気推進器アセンブリ２００のコア２１４に取り付けられたファンケーシングまたは外側ナセル２１２をさらに含む。図示の実施形態では、外側ナセル２１２は、ファン２０４、特に複数のファンブレード２０８を実質的に完全に取り囲む。したがって、図示の実施形態では、電気推進器アセンブリ２００は、ダクト付き電気ファンと呼ぶことができる。
【００６１】
引き続き特に図３を参照すると、ファンシャフト２１０は、コア２１４内の電気モータ２０６に機械的に結合され、電気モータ２０６がファンシャフト２１０を介してファン２０４を駆動する。ファンシャフト２１０は、１つまたは複数のローラベアリング、ボールベアリング、または任意の他の適切なベアリングなどの１つまたは複数のベアリング２１８によって支持される。さらに、電気モータ２０６は、インランナ電気モータ（すなわち、ステータの半径方向内側に配置されたロータを含む）であってもよく、あるいは、アウトランナ電気モータ（すなわち、ロータの半径方向内側に配置されたステータを含む）であってもよく、さらにあるいは、軸方向磁束電気モータ（すなわち、ロータがステータの外側でもステータの内側でもなく、むしろ電気モータの軸に沿ってステータからオフセットされている）であってもよい。
【００６２】
簡単に上述したように、電源（例えば、電気機械５６または電気エネルギー貯蔵ユニット５５）は、電気推進器アセンブリ２００に電力を供給するために電気推進器アセンブリ２００（すなわち、電気モータ２０６）と電気的に接続される。より具体的には、電気モータ２０６は、電力バス５８を介して、より具体的には、それらの間に延びる１つまたは複数の電気ケーブルまたは電線６０を介して、電気機械５６および／または電気エネルギー貯蔵ユニット５５と電気通信する。
【００６３】
しかし、他の例示的な実施形態では、例示的なハイブリッド電気推進システム５０は、他の任意の適切な構成を有してもよく、さらに、任意の他の適切な方法で航空機１０に組み込まれてもよいことを理解されたい。例えば、他の例示的な実施形態では、ハイブリッド電気推進システム５０の電気推進器アセンブリ２００は、代わりに、複数の電気推進器アセンブリ２００として構成することができ、および／またはハイブリッド電気推進システム５０は、複数のガスタービンエンジン（ターボファンエンジン１００のような）と、電気機械５６とをさらに含むことができる。さらに、他の例示的な実施形態では、電気推進器アセンブリ２００および／またはガスタービンエンジンならびに電気機械５６は、任意の他の適切な方法（例えば、テールマウント構成を含む）で、任意の他の適切な位置で航空機１０に取り付けられてもよい。
【００６４】
ここで図４を参照すると、航空機のハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価するコンピュータ実装方法３００が示されている。例示的なハイブリッド電気推進システムは、図１〜図３を参照して上述した例示的な実施形態の１つまたは複数に従って構成されてもよい。したがって、特定の例示的な態様では、ハイブリッド電気推進システムは、ガスタービンエンジンに加えて、ガスタービンエンジンと共に回転可能な電気機械を含むことができる。
【００６５】
図示されているように、例示的な方法３００は、一般に、（３０２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することを含む。例えば、破線で示すように、特定の例示的な態様では、（３０２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、データを受信することは、（３０４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される電力の量を示すデータを受信することを含んでもよく、あるいは、（３０６）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することを含んでもよい。特に、特定の例示的な態様では、（３０２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することは、１つまたは複数のセンサによって受信されたデータに少なくとも部分的に基づいて電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を決定することをさらに含んでもよい。
【００６６】
さらに、方法３００は、（３０８）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することを含む。図４の例示的な態様では、（３０８）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、（３１０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信することを含む。より具体的には、図４の例示的な態様では、（３１０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信することは、（３１２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジン内の温度、ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度、ガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量、またはガスタービンエンジン内の圧力を示すデータ（これは、ガスタービンエンジンによって発生される推力の量を示すことができる）の１つまたは複数を示すデータを受信することを含む。特定の例示的な態様では、ガスタービンエンジン内の温度は、例えば、圧縮機出口温度、タービン入口温度、または排気ガス温度を指すことができる。さらに、特定の例示的な態様では、ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度は、低圧シャフトまたは高圧シャフトの回転速度を含むことができる。さらに、特定の例示的な態様では、ガスタービン内の圧力は、圧縮機出口圧力またはタービン出口圧力を含むことができる。さらに、特定の例示的な態様では、（３０８）、（３１０）、および（３１２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、１つまたは複数の動作パラメータを示すデータを受信することは、動作パラメータの値を決定することをさらに含んでもよいことを理解されたい。
【００６７】
さらに、方法３００は、（３１４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３０２）における電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データおよび（３０４）におけるハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価することをさらに含む。
【００６８】
例えば、理解されるように、所与の動作モード中に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量は、エンジンの劣化値など、エンジンの健全性を示すことができる。「動作モード」は、例えば、ガスタービンエンジンのようなハイブリッド電気推進システムの１つまたは複数の動作パラメータを示す受信データに基づいて決定され得る、ガスタービンエンジンの出力レベルであってもよい。追加的または代替的に、動作モードは、地上、離陸、上昇、巡航、または降下時のパラメータなどの航空機パラメータによって決定されてもよい。追加的または代替的に、さらに、電気機械の所与の出力レベルに対して（すなわち、電気機械によって供給される、または電気機械から抽出される所与の電力の量に対して）、パラメータを示す受信データに基づいて決定され得るガスタービンエンジンのようなハイブリッド電気推進システムの１つまたは複数の動作パラメータの値はまた、エンジンの劣化値などのエンジンの健全性を示すことができる。劣化値は、劣化率、または任意の他の適切な値であってもよい。
【００６９】
単なる一例として、特定の例示的な態様では、方法３００は、電気機械から基準電力量を抽出しながら排気ガス温度値を決定することができる。電気機械から抽出される基準電力量に対する排気ガス温度の値は、エンジンの健全性を示すことができる。例えば、エンジンが新しい、または健全である場合、排気ガス温度は、電気機械から基準電力量を抽出する際に、第１の値となり得る。対照的に、エンジンが古い、または相対的に健全でない場合、排気ガス温度は、電気機械から基準電力量を抽出する際に、第２のより高い値となり得る。
【００７０】
追加的または代替的に、しかし単なる一例として、他の例示的な態様では、方法３００は、ガスタービンエンジンが基準排気ガス温度を規定するように動作している間に電気機械から抽出される電力の量を決定することができる。そのような実施形態では、ガスタービンエンジンから抽出される電力の量は、エンジンの健全性を示すことができる。例えば、エンジンが新しい、または健全である場合、ガスタービンエンジンが基準排気ガス温度で動作される間、ガスタービンエンジンから抽出される電力は、第１の値となり得る。対照的に、エンジンが古い、または相対的に健全でない場合、ガスタービンエンジンが基準排気ガス温度で動作される間、ガスタービンエンジンから抽出される電力は、第２のより低い値となり得る。
【００７１】
したがって、以下により詳細に説明するように、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３０２）における電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データおよび（３０４）におけるハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価することは、（３０４）におけるハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データを基準動作パラメータ値、動作パラメータ値の基準チャートなどと比較してエンジン健全性を評価すること、および／または（３０２）における電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データを基準出力レベル値、出力レベル値の基準チャートなどと比較してエンジン健全性を評価することを含んでもよい。当然のことながら、他の例示的な実施形態では、任意の他の適切なガスタービンエンジンパラメータ、またはハイブリッド電気推進システムパラメータを利用することができることを理解されたい。
【００７２】
さらに、図４にも示されているように、図示の方法３００の例示的な態様は、（３１６）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を示す情報をユーザに提供することを含む。例えば、図４の例示的な態様では、（３１６）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を示す情報をユーザに提供することは、（３１８）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、スクリーンまたは他のディスプレイデバイスなどのユーザインターフェースデバイスにガスタービンエンジンの健全性を示すデータを表示することと、（３１９）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を示すデータを１つまたは複数の記憶デバイスに記憶することとを含む。「ユーザ」は、例示的な推進システムを含む航空機のフライトクルーのメンバーであってもよく、または例えば、航空機のフリートからデータを収集するユーザであってもよく、あるいは任意の他の適切なユーザであってもよい。
【００７３】
さらに、図４の例示的な態様では、図示の方法３００は、（３２０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３１４）における１つまたは複数のコンピューティングデバイスによるガスタービンエンジンの健全性の評価に応じて、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業をスケジューリングすることを含む。例えば、（３１４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンのエンジン劣化値が所定の閾値を上回っていることを判定することを含むことができ、この場合、（３２０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業をスケジューリングすることは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンのエンジン劣化値が所定の閾値を上回っているという判定に応じてさらに、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業をスケジューリングすることを含むことができる。
【００７４】
追加的または代替的に、方法は、ガスタービンエンジンの評価された健全性に応じて、ガスタービンエンジンを含むハイブリッド電気推進システムの動作を修正することができる。より具体的には、図示の方法３００の例示的な態様は、（３２２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３１４）における１つまたは複数のコンピューティングデバイスによるガスタービンエンジンの健全性の評価に応じて、ガスタービンエンジンの動作を修正することを含んでもよい。さらにより具体的には、図示の例示的な態様では、（３２２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの動作を修正することは、（３２４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３１４）における１つまたは複数のコンピューティングデバイスによるガスタービンエンジンの健全性の評価に応じて、ガスタービンエンジンの失速マージン示すエンジンパラメータを修正することを含む。例えば、理解されるように、ガスタービンエンジンの健全性が低下すると（すなわち、ガスタービンエンジンが劣化すると）、ガスタービンエンジンの失速マージンは、一般に、ガスタービンエンジンの圧縮機セクション内の圧縮機失速のリスクを低減するために増加させる必要があり得る（またはむしろ、失速マージンを示す、すなわち失速マージンに結びつけられたエンジンパラメータは、一般に、増加させる必要があり得る）。そのような例示的な態様は、動作中にエンジンが利用されるために、失速マージンの減少、または少なくともより適切な失速マージンを可能にし、潜在的にエンジンの効率を高めることができる。
【００７５】
しかし、他の例示的な態様では、方法３００は、任意の他の適切な方法でガスタービンエンジンの健全性を評価するように構成されてもよいことを理解されたい。例えば、別の例示的な態様では、方法３００は、ハイブリッド電気推進システムを「プロービング」して、電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を判定するように構成することができる。より具体的には、ここで図５を参照すると、方法３００のそのような例示的な態様が示されている。図５の例示的な態様は、図４の例示的な態様と実質的に同じであってもよい。
【００７６】
例えば、図５に示す方法３００の例示的な態様は、一般に、（３０２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することと、（３０４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することと、（３１４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３０２）における受信データおよび（３０４）における受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価することとを含む。
【００７７】
しかし、述べたように、図５に示す方法３００の例示的な態様は、ハイブリッド電気推進システムを「プロービング」することをさらに含む。より具体的には、図５に示す方法３００の例示的な態様では、方法３００は、（３２６）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間にわたってガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を変化させることをさらに含む。さらに、図５に示す方法３００の例示的な態様では、（３０２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を決定することは、（３２８）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間の少なくとも一部の間に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を示すデータを受信することを含み、さらに、（３３０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間の少なくとも一部の間に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を決定することを含む。特に、一定時間とは、１分以下、例えば３０秒以下、例えば１５秒以下、または例えば５秒以下などの比較的短い時間量であってもよい。
【００７８】
例えば、特定の例示的な態様では、（３２６）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間にわたってガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を変化させることは、一定時間にわたってガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を増加させることを含むことができる。そのような例示的な態様では、（３３０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を決定することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間の少なくとも一部の間に電気機械から抽出される電力の量の増加を決定することをさらに含むことができる。
【００７９】
あるいは、他の例示的な態様では、（３２６）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間にわたってガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を変化させることは、一定時間にわたってガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量を減少させることを含むことができる。そのような例示的な態様では、（３３０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を決定することは、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間の少なくとも一部の間に電気機械から抽出される電力の量の減少を決定することをさらに含むことができる。
【００８０】
さらに、そのような例示的な態様では、（３０４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、（３３１）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、一定時間の間の燃料流量パラメータの変化を示すデータを受信することを含んでもよい。例えば、燃料流量パラメータは、燃料流量、またはある一定時間の間に供給される燃料の総量であってもよい。
【００８１】
例えば、ここで図６を簡単に参照すると、図５に示す方法３００の例示的な態様を示すチャート４００が示されている。示されているように、チャート４００は、一般に、（Ｘ軸４０４上の）時間の経過にわたる（第１のＹ軸４０２上の）燃料流量パラメータ、および時間の経過にわたる（第２のＹ軸４０６上の）電気機械から抽出される電力を示す（第２のＹ軸４０６上の電力は、１つまたは複数の電力インジケータ／エンジンパラメータから推測される）。より具体的には、図６のチャート４００は、ガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料が（３２６）において変化される一定時間にわたってこれらのパラメータを示す。一定時間は、チャート４００のｔ０とｔ１との間の時間である。したがって、図示されているように、ｔ０とｔ１の間で、燃料流量パラメータは、ｔ０でＲ０からＲ１に増加し、次にｔ１でＲ１からＲ０に減少する。同様に、燃料流量パラメータを増加させることに応じて、電気機械から抽出される電力の量が増加する。より具体的には、ｔ０とｔ１との間で、電気機械から抽出される電力の量がＰ０からＰ１に増加する。
【００８２】
理解されるように、図５に戻って参照すると、一定時間の間に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化は、したがってガスタービンエンジンの健全性を示すことができる。したがって、図５に示す例示的な態様では、（３１４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、（３３２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３３１）におけるガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量の変化を示す受信データおよび（３２８）における一定時間の少なくとも一部の間に電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を示す受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価することをさらに含む。例えば、特定の例示的な態様では、（３３２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、（３３１）における受信データに基づいて決定されたガスタービンエンジンの燃焼セクションに供給される燃料の量の所与の変化に対する、（３２８）における電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の変化を示す受信データをベースライン数（例えば、電力のベースライン量）と比較し、ガスタービンエンジンの健全性を判定すること、あるいは、ガスタービンエンジンの健全性を判定するためのスケジューリングを決定することを含むことができる。
【００８３】
しかし、あるいは、この情報は、エンジンの健全性を評価するために任意の他の適切な方法で使用されてもよい。
【００８４】
さらに、本開示の他の例示的な態様では、例示的な方法３００は、さらに他の適切な方法で動作可能であり得ることを理解されたい。例えば、本開示の他の例示的な態様では、例示的な方法３００は、例えば、必要なメンテナンス作業を予期するように予測的に動作可能であってもよい。したがって、ここで図７を参照すると、方法３００の別の例示的な態様が示されている。
【００８５】
図７の例示的な方法３００は、図４の例示的な方法３００と同様であってもよい。例えば、図７に示す方法３００の例示的な態様は、一般に、（３０２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することと、（３０４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することと、（３１４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３０２）における受信データおよび（３０４）における受信データに少なくとも部分的に基づいてガスタービンエンジンの健全性を評価することとを含む。
【００８６】
しかし、述べたように、図７に示す方法３００の例示的な態様は、例えば、必要なメンテナンス作業を予期するように予測的に動作可能である。より具体的には、図７に示す方法３００の例示的な態様では、（３０２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することは、（３３４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、複数の動作サイクルにわたり電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示すデータを受信することを含む。複数の動作サイクルは、ガスタービンエンジン、ハイブリッド電気推進システム全体、および／またはハイブリッド電気推進システムを組み込んだ航空機の複数の動作サイクルであってもよい。さらに、（３０４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することは、（３３６）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、複数の動作サイクルにわたりハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータを受信することを含む。
【００８７】
したがって、そのような例示的な態様では、（３１４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、（３３８）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３３４）における複数の動作サイクルにわたる電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量を示す受信データと、（３３６）における複数の動作サイクルにわたるハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す受信データとを比較することをさらに含む。より具体的には、図７に示す方法３００の例示的な態様では、（３１４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、（３４０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、時間変数またはサイクル変数にわたり（３３８）における比較情報をトレンドすることをさらに含む。特定の例示的な態様では、（３４０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、比較情報をトレンドすることは、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される所与の電力の量に対して動作パラメータの値をプロットすること、あるいは、動作パラメータの所与の値に対して、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される電力の量の値をプロットすることを含むことができる。さらに、（３４０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、比較情報をトレンドすることは、例えば、最小二乗平均、または任意の他の適切な方法を使用してプロットされたデータ点の最良適合線を割り当てるまたは決定することをさらに含むことができる。
【００８８】
さらに、図７を参照すると、図示の方法３００の例示的な態様では、（３１４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンの健全性を評価することは、（３４２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３４０）における時間変数またはサイクル変数にわたる比較情報のトレンドに基づいてガスタービンエンジンのメンテナンス作業が必要とされるまで、一定時間またはサイクル数の一方または両方を決定することをさらに含む。例えば、特定の例示的な態様では、（３４２）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業が必要となるまでの一定時間を決定することは、プロットされたデータに対して決定された最良適合線を外挿または延長することと、そのような外挿または延長された最良適合線が、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業を要求する閾値と交差するときを判定することとを含むことができる。このようにして、図７に示す方法３００の例示的な態様は、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業がいつ必要となるかを予測することができる。
【００８９】
さらに、図７に示す方法３００の例示的な態様では、方法３００は、（３２０）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３１４）における１つまたは複数のコンピューティングデバイスによるガスタービンエンジンの健全性の評価に応じて、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業をスケジューリングすること、またはより具体的には、（３４４）において、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって、（３４２）における１つまたは複数のコンピューティングデバイスによるガスタービンエンジンのメンテナンス作業が必要とされるまでの一定時間の決定に応じて、ガスタービンエンジンのメンテナンス作業をスケジューリングすることをさらに含む。
【００９０】
例えば、ここで図８を簡単に参照すると、図７に示す例示的な方法３００の例示的な態様を示すチャート４５０が示されている。示されているように、チャート４５０は、一般に、（Ｘ軸４５４上の）時間の経過にわたる（Ｙ軸４５２上の）ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示す。より具体的には、図８の例示的な実施形態では、チャート４５０は、Ｘ軸４５４上の時間の経過にわたるＹ軸４５２上のハイブリッド電気推進システムの動作パラメータとしての排気ガス温度を示す。より具体的には、チャート化された排気ガス温度の値は、電気機械に供給される、または電気機械から抽出される特定の電力の量に対するものである。したがって、チャート化された排気ガス温度の値の各々について、一定の電力の量が電気機械に供給されていたか、または電気機械から抽出されていた。
【００９１】
図示されているように、排気ガス温度値は、一般に、時間の経過と共に増加する。チャート４５０はさらに、チャート化された様々な排気ガス温度値に対する最良適合線４５６を含む。最良適合線４５６は、最小二乗平均法、または任意の他の適切な方法を使用して決定することができる。さらに、線４５８は、電気機械に供給されている、または電気機械から抽出されている特定の電力の量についての排気ガス温度限界を表すようにチャート４５０に破線で示されている。排気ガス温度が線４５８によって表される排気ガス温度限界に達すると、ガスタービンエンジンは、エンジンオーバーホールなどのメンテナンス作業を必要とする。したがって、最良適合線４５６を線形に延長することによって、排気ガス温度値が線４５８によって表される排気ガス温度限界に達する予測点４６０を決定することができる。このようにして、チャート４５０（または同様の方法論）を使用して、ガスタービンエンジンがメンテナンス作業を行う必要がある点を予測することができる（例えば、点４６０に対応する時間ｔ）。
【００９２】
しかし、他の例示的な態様では、ハイブリッド電気推進システムの動作パラメータは、任意の他の適切な動作パラメータであってもよく、さらに、Ｘ軸４５４上で使用される時間の代わりに、チャート４５０はエンジンサイクルを使用することができることを理解されたい。
【００９３】
ここで図９を参照すると、本開示の例示的な実施形態による例示的なコンピューティングシステム５００が示されている。コンピューティングシステム５００は、例えば、ハイブリッド電気推進システム５０のコントローラ７２として使用することができる。コンピューティングシステム５００は、１つまたは複数のコンピューティングデバイス５１０を含むことができる。コンピューティングデバイス５１０は、１つまたは複数のプロセッサ５１０Ａおよび１つまたは複数のメモリデバイス５１０Ｂを含むことができる。１つまたは複数のプロセッサ５１０Ａは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、論理デバイス、および／または他の適切な処理デバイスなどの任意の適切な処理デバイスを含むことができる。１つまたは複数のメモリデバイス５１０Ｂは、限定はしないが、非一時的コンピュータ可読媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードドライブ、フラッシュドライブ、および／または他のメモリデバイスを含む、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を含むことができる。
【００９４】
１つまたは複数のメモリデバイス５１０Ｂは、１つまたは複数のプロセッサ５１０Ａによって実行することができるコンピュータ可読命令５１０Ｃを含む、１つまたは複数のプロセッサ５１０Ａによってアクセス可能な情報を記憶することができる。命令５１０Ｃは、１つまたは複数のプロセッサ５１０Ａによって実行されると、１つまたは複数のプロセッサ５１０Ａに動作を実行させる任意の命令セットであってもよい。いくつかの実施形態では、命令５１０Ｃは、１つまたは複数のプロセッサ５１０Ａによって実行されて、コンピューティングシステム５００および／またはコンピューティングデバイス５１０が構成される動作および機能、本明細書で説明した航空機のハイブリッド電気推進システムのガスタービンエンジンの健全性を評価するための動作（例えば、方法３００）、ならびに／あるいは１つまたは複数のコンピューティングデバイス５１０の任意の他の動作または機能のいずれかなどの動作を、１つまたは複数のプロセッサ５１０Ａに実行させることができる。このようにして、例示的なコンピューティングシステム５００は、エンジン健全性評価制御システムとして構成することができる。
【００９５】
命令５１０Ｃは、任意の適切なプログラミング言語で書かれたソフトウェアであってもよく、またはハードウェアで実現されてもよい。追加的に、および／または代替的に、命令５１０Ｃは、プロセッサ５１０Ａ上の論理的および／または仮想的に別個のスレッドで実行することができる。メモリデバイス５１０Ｂはさらに、プロセッサ５１０Ａによってアクセスすることができるデータ５１０Ｄを記憶することができる。例えば、データ５１０Ｄは、航空機および／もしくはハイブリッド電気推進システムの動作パラメータを示すデータ、航空機および／もしくはハイブリッド電気推進システムの性能マップを示すデータ、飛行フェーズデータなどの任意のユーザ入力ならびに／または本明細書に記載の任意の他のデータおよび／もしくは情報を含むことができる。
【００９６】
コンピューティングデバイス５１０はまた、例えば、システム５００の他の構成要素と（例えば、ネットワークを介して）通信するために使用されるネットワークインターフェース５１０Ｅを含むことができる。ネットワークインターフェース５１０Ｅは、例えば、送信器、受信器、ポート、コントローラ、アンテナ、および／または他の適切な構成要素を含む、１つまたは複数のネットワークとインターフェースするための任意の適切な構成要素を含むことができる。１つまたは複数の外部ディスプレイデバイス（図示せず）は、コンピューティングデバイス５１０から１つまたは複数のコマンドを受信するように構成することができる。
【００９７】
本明細書で説明した技術は、コンピュータベースのシステム、ならびにコンピュータベースのシステムにより行われる動作、およびそれとの間でやりとりされる情報を参照する。当業者であれば、コンピュータベースのシステムの固有の柔軟性によって、構成要素間の多種多様な可能な構成、組合せ、ならびにタスクおよび機能の分割が可能になることを認識するであろう。例えば、本明細書で説明したプロセスは、単一のコンピューティングデバイスまたは組み合わせて働く複数のコンピューティングデバイスを使用して実施することができる。データベース、メモリ、命令、およびアプリケーションは、単一のシステムに実装してもよいし、複数のシステムに分散してもよい。分散した構成要素は、順次または並列に動作することができる。
【００９８】
様々な実施形態の具体的な特徴がいくつかの図面には示されており、他の図面には示されていないが、これは単に便宜上のものである。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴を、他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて参照かつ／または特許請求することができる。
【００９９】
本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆるデバイスまたはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、または特許請求の範囲の文言と実質的な差異を有さない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
航空機（１０）用のハイブリッド電気推進システム（５０）のガスタービンエンジンの健全性を評価するコンピュータ実装方法（３００）であって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）は、ガスタービンエンジンと共に回転可能な電気機械（５６）を備え、前記方法（３００）は、
１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される電力の量を示すデータを受信すること（３０２）と、
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の動作パラメータを示すデータを受信すること（３０８）と、
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示す前記受信データおよび前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示す前記受信データに少なくとも部分的に基づいて前記ガスタービンエンジンの健全性を評価すること（３１４）と、
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を示す情報をユーザに提供すること（３１６）と
を含む、方法（３００）。
［実施態様２］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信することが、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信すること（３１０）を含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様３］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記動作パラメータを示すデータを受信すること（３１０）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジン内の温度、前記ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度、前記ガスタービンエンジンの燃焼セクション（１１４）に供給される燃料の量、または前記ガスタービンエンジン内の圧力を示すデータの１つまたは複数を示すデータを受信すること（３１２）を含む、実施態様２に記載の方法（３００）。
［実施態様４］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０６）を含む、実施態様２に記載の方法（３００）。
［実施態様５］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）を含む、実施態様２に記載の方法（３００）。
［実施態様６］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、一定時間にわたって前記ガスタービンエンジンの前記燃焼セクション（１１４）に供給される燃料の量を変化させること（３２６）をさらに含み、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記一定時間の少なくとも一部の間に前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量の変化を示すデータを受信すること（３２８）を含む、
実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様７］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信すること（３０４）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記一定時間の間の燃料流量パラメータの変化を示すデータを受信すること（３３１）を含む、実施態様６に記載の方法（３００）。
［実施態様８］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３０２）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、複数の動作サイクルにわたり前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信すること（３３４）を含み、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信すること（３０４）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記複数の動作サイクルにわたり前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信すること（３３６）を含み、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を評価すること（３１４）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記複数の動作サイクルにわたり前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示す前記受信データと、前記複数の動作サイクルにわたり前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示す前記受信データとを比較すること（３３８）を含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様９］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を評価することが、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、時間変数またはサイクル変数にわたり前記比較情報をトレンドすることをさらに含む、実施態様８に記載の方法（３００）。
［実施態様１０］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を評価すること（３１４）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記時間変数または前記サイクル変数にわたる前記比較情報の前記トレンドに基づいてメンテナンス作業が前記ガスタービンエンジンに必要とされるまで、一定時間、サイクル数、またはその両方を決定すること（３４０）をさらに含む、実施態様９に記載の方法（３００）。
［実施態様１１］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）による前記ガスタービンの前記健全性の前記評価に応じて、前記ガスタービンエンジンの失速マージンを示すエンジンパラメータを修正すること（３２２）
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様１２］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を示す情報を前記ユーザに提供すること（３１６）が、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、ユーザインターフェースデバイスに前記ガスタービンエンジンの前記健全性を表示すること（３１８）を含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様１３］
前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）によって、前記１つまたは複数のコンピューティングデバイス（５１０）による前記ガスタービンエンジンの前記健全性の評価に応じて、前記ガスタービンエンジンのメンテナンス作業をスケジューリングすること（３２０）
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（３００）。
［実施態様１４］
航空機（１０）用のハイブリッド電気推進システム（５０）であって、
電気機械（５６）と、
前記電気機械（５６）を駆動するために前記電気機械（５６）に機械的に結合されたガスタービンエンジンと、
前記電気機械（５６）に電気的に接続可能な電気推進器アセンブリ（２００）と、
メモリ（５１０Ｂ）および１つまたは複数のプロセッサ（５１０Ａ）を備えるコントローラ（７２）であって、前記メモリ（５１０Ｂ）は、前記１つまたは複数のプロセッサ（５１０Ａ）によって実行されると前記ハイブリッド電気推進システム（５０）に機能を実行させる命令を記憶するコントローラ（７２）とを備え、前記機能は、
前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される電力の量を示すデータを受信することと、
前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の動作パラメータを示すデータを受信することと、
前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示す前記受信データおよび前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示す前記受信データに少なくとも部分的に基づいて前記ガスタービンエンジンの健全性を評価することと、
前記ガスタービンエンジンの前記健全性を示す情報をユーザに提供することと
を含む、
ハイブリッド電気推進システム（５０）。
［実施態様１５］
前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信することが、前記ガスタービンエンジンの動作パラメータを示すデータを受信することを含む、実施態様１４に記載のハイブリッド電気推進システム（５０）。
［実施態様１６］
前記ガスタービンエンジンの前記動作パラメータを示すデータを受信することが、前記ガスタービンエンジン内の温度、前記ガスタービンエンジンの１つまたは複数の構成要素の回転速度、前記ガスタービンエンジンの燃焼セクション（１１４）に供給される燃料の量、または前記ガスタービンエンジン内の圧力を示すデータの１つまたは複数を示すデータを受信することを含む、実施態様１５に記載のハイブリッド電気推進システム（５０）。
［実施態様１７］
前記機能が、
一定時間にわたって前記ガスタービンエンジンの前記燃焼セクション（１１４）に供給される燃料の量を変化させることをさらに含み、前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信することが、前記一定時間の少なくとも一部の間に前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量の変化を示すデータを受信することを含む、
実施態様１４に記載のハイブリッド電気推進システム（５０）。
［実施態様１８］
前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信することが、前記一定時間の間の燃料流量パラメータの変化を示すデータを受信することを含む、実施態様１４に記載のハイブリッド電気推進システム（５０）。
［実施態様１９］
前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信することが、複数の動作サイクルにわたり前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示すデータを受信することを含み、前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信することが、前記複数の動作サイクルにわたり前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示すデータを受信することを含み、前記ガスタービンエンジンの前記健全性を評価することが、前記複数の動作サイクルにわたり前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示す前記受信データと、前記複数の動作サイクルにわたり前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示す前記受信データとを比較することを含む、実施態様１４に記載のハイブリッド電気推進システム（５０）。
［実施態様２０］
ガスタービンエンジンを有するハイブリッド電気推進システム（５０）用のエンジン健全性評価制御システムであって、前記制御システムは、メモリ（５１０Ｂ）および１つまたは複数のプロセッサ（５１０Ａ）を備える１つまたは複数のコントローラ（７２）を備え、前記メモリ（５１０Ｂ）は、前記１つまたは複数のプロセッサ（５１０Ａ）によって実行されると前記エンジン健全性評価制御システムに機能を実行させる命令を記憶し、前記機能は、
前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される電力の量を示すデータを受信することと、
前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の動作パラメータを示すデータを受信することと、
前記電気機械（５６）に供給される、または前記電気機械（５６）から抽出される前記電力の量を示す前記受信データおよび前記ハイブリッド電気推進システム（５０）の前記動作パラメータを示す前記受信データに少なくとも部分的に基づいて前記ガスタービンエンジンの健全性を評価することと、
前記ガスタービンエンジンの前記健全性を示す情報をユーザに提供することと
を含む、
エンジン健全性評価制御システム。
【符号の説明】
【０１００】
１０  航空機
１２  胴体
１４  長手方向中心線
１６  前端部
１８  後端部
１９  尾翼
２０  第１の左舷側翼
２２  第２の右舷側翼
２４  第１の側
２６  第２の側
２８  前縁フラップ
３０  後縁フラップ
３２  垂直スタビライザ
３４  水平スタビライザ
３６  エレベータフラップ
３８  外側表面、外側板
５０  ハイブリッド電気推進システム
５２  第１の推進器アセンブリ
５４  第２の推進器アセンブリ
５６  電気機械
５８  電力バス
６０  電線
７２  コントローラ
１００  ターボファンエンジン
１０１  長手方向軸、長手方向中心線
１０２  ターボ機械
１０４  ファン
１０６  外側ケーシング
１０８  環状入口
１１０  低圧圧縮機
１１２  高圧圧縮機
１１４  燃焼セクション
１１５  燃料送達システム
１１６  第１の高圧タービン
１１８  第２の低圧タービン
１２０  ジェット排気ノズルセクション
１２１  コア空気流路
１２２  高圧シャフト、スプール
１２４  低圧シャフト、スプール
１２８  ファンブレード
１３０  ディスク
１３２  作動部材
１３４  動力ギアボックス
１３６  フロントバブ
１３８  ファンケーシング、外側ナセル
１４０  出口ガイドベーン
１４２  下流セクション
１４４  バイパス空気流通路
１５０  コントローラ
１５２  センサ
１５４  センサ
１５６  センサ
１５８  センサ
１６０  センサ
１６２  センサ
１６４  センサ
２００  電気推進器アセンブリ
２０２  長手方向中心線軸
２０４  ファン
２０６  電気モータ
２０８  ファンブレード
２１０  ファンシャフト
２１１  ピッチ変更機構
２１２  外側ナセル
２１４  コア
２１６  ストラット、出口ガイドベーン
２１８  ベアリング
３００  コンピュータ実装方法
４００  チャート
４０２  第１のＹ軸
４０４  Ｘ軸
４０６  第２のＹ軸
４５０  チャート
４５２  Ｙ軸
４５４  Ｘ軸
４５６  最良適合線
４５８  線
４６０  予測点
５００  コンピューティングシステム
５１０  コンピューティングデバイス
５１０Ａ  プロセッサ
５１０Ｂ  メモリデバイス
５１０Ｃ  コンピュータ可読命令
５１０Ｄ  データ
５１０Ｅ  ネットワークインターフェース
【図１】
2019023069.tif 000003
【図２】
2019023069.tif 000004
【図３】
2019023069.tif 000005
【図４】
2019023069.tif 000006
【図５】
2019023069.tif 000007
【図６】
2019023069.tif 000008
【図７】
2019023069.tif 000009
【図８】
2019023069.tif 000010
【図９】
2019023069.tif 000011
【外国語明細書】
2019023069000001.pdf