(57)【要約】【課題】人間の聴覚に対して感度が低いノイズを生み出すように動作され得るガスタービンエンジンが提供される。【解決手段】ガスタービンエンジン２０は、ファン４２と、第１のタービンロータ４６を有するタービンセクション２８と、を備える。ロータ４６は圧縮機ロータ４４を駆動する。ギア減速部４８はファン駆動タービンロータ４６からの入力速度に対してファン４２の速度の低下をもたらす。ロータ４４はその複数の列のうちの少なくとも１つにおいていくつかの圧縮機ブレードを有する。これらのブレードは、ある回転速度で少なくとも一部の時間動作する。少なくとも１つの列におけるブレードの数および回転速度は以下の式、（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚがロータ４４の少なくとも１つの列に当てはまり、かつ回転速度が毎分回転数であるようなものである。圧縮機モジュールおよびガスタービンエンジンを設計する方法も開示される。【選択図】図１
2015137649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンであって、
ファンと、圧縮機ロータを駆動する第１のタービンロータを有するタービンセクションと、
ファン駆動タービンロータからの入力速度に対して前記ファンの速度の低下をもたらすギア減速部と、
を備え、
前記圧縮機ロータは、前記圧縮機ロータの複数の列のうちの少なくとも１つにおいていくつかの圧縮機ブレードを有し、前記ブレードは、ある回転速度で少なくとも一部の時間動作し、前記少なくとも１つの列における圧縮機ブレードの数および前記回転速度は、以下の式、
（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
が、前記圧縮機ロータの前記少なくとも１つの列に当てはまり、かつ、
前記回転速度が毎分回転数であるようなものである、ことを特徴とする、ガスタービンエンジン。
【請求項２】
前記式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらすことを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項３】
前記ガスタービンエンジンは、約１５，０００ポンド以上の推力を生み出すと定格されることを特徴とする請求項２記載のガスタービンエンジン。
【請求項４】
前記式は、前記圧縮機ロータの前記ブレード列の大部分に当てはまることを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項５】
前記ガスタービンエンジンは、約１５，０００ポンド以上の推力を生み出すと定格されることを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項６】
前記ギア減速部は、約２．３を超えるギア比を有することを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項７】
前記ギア減速部は、約２．５を超えるギア比を有することを特徴とする請求項６記載のガスタービンエンジン。
【請求項８】
前記ファンは、空気をバイパスダクトの中に、かつ空気の一部分を前記圧縮機ロータの中に、前記圧縮機ロータの中に供給される空気の体積と比較した前記バイパスダクトの中に供給される空気の体積として定義されるバイパス比で供給し、前記バイパス比は、約６を超えることを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項９】
前記バイパス比は、約１０を超えることを特徴とする請求項８記載のガスタービンエンジン。
【請求項１０】
前記式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらすことを特徴とする請求項９記載のガスタービンエンジン。
【請求項１１】
前記回転速度は、接近速度であることを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項１２】
前記タービンセクションは、より高圧のタービンロータおよび前記第１のタービンロータを備え、前記ファン駆動タービンロータは、前記第１のタービンロータであることを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項１３】
前記圧縮機ロータは、より低圧の圧縮機ロータであり、前記より高圧のタービンロータは、より高圧の圧縮機ロータを駆動することを特徴とする請求項１２記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
前記ギア減速部は、前記第１のタービンロータと前記圧縮機ロータの中間にあることを特徴とする請求項１２記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
前記ギア減速部は、前記圧縮機ロータと前記ファンの中間にあることを特徴とする請求項１２記載のガスタービンエンジン。
【請求項１６】
前記タービンセクションは、３つのタービンロータを備え、前記第１のタービンロータおよび前記ファン駆動タービンロータは、異なるロータであることを特徴とする請求項１記載のガスタービンエンジン。
【請求項１７】
ガスタービンエンジンを設計する方法であって、
圧縮機ロータを駆動する第１のタービンロータと、ギア減速部を通じてファンを駆動するファン駆動タービンロータと、を設け、
前記圧縮機ロータの回転速度と組み合わせて、前記圧縮機ロータの少なくとも１つの列におけるブレードの数を、以下の式、
（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
が、前記圧縮機ロータの前記少なくとも１つの列に当てはまり、かつ、
前記回転速度が毎分回転数であるように選択する、
ことを含むことを特徴とする、ガスタービンエンジンを設計する方法。
【請求項１８】
前記式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらすことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記ガスタービンエンジンは、約１５，０００ポンド以上の推力を生み出すと定格されることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記回転速度は、接近速度であることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記タービンセクションは、より高圧のタービンロータおよび前記第１のタービンロータを備え、前記ファン駆動タービンロータは、前記第１のタービンロータであることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２２】
前記圧縮機ロータは、より低圧の圧縮機ロータであり、前記より高圧のタービンロータは、より高圧の圧縮機ロータを駆動することを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記ギア減速部は、前記第１のタービンロータと前記圧縮機ロータの中間にあることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記ギア減速部は、前記圧縮機ロータと前記ファンの中間にあることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
前記タービンセクションは、３つのタービンロータを備え、前記第１のタービンロータおよび前記ファン駆動タービンロータは、異なるロータであることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２６】
圧縮機モジュールであって、
いくつかのブレードを備える少なくとも第１のブレード列を有する圧縮機ロータであって、前記第１のブレード列は、毎分回転数で回転速度を測定するとき、
（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
であるような回転速度で回転することができる、圧縮機ロータを備える、ことを特徴とする、圧縮機モジュール。
【請求項２７】
前記回転速度は、接近速度であることを特徴とする請求項２６記載の圧縮機モジュール。
【請求項２８】
前記式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらす、請求項２７記載の圧縮機モジュール。
【請求項２９】
前記式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらす、請求項２６記載の圧縮機モジュール。
【請求項３０】
ガスタービンエンジンを設計する方法であって、
ファンと、圧縮機ロータを駆動する第１のタービンロータを有するタービンセクションと、を設け、
ファン駆動タービンロータからの入力速度に対して前記ファンの速度の低下をもたらすギア減速部を設ける、
ことを含み、
前記圧縮機ロータは、前記圧縮機ロータの複数の列のうちの少なくとも１つにおいていくつかの圧縮機ブレードを有し、前記ブレードは、ある回転速度で少なくとも一部の時間動作し、前記少なくとも１つの列における圧縮機ブレードの数および前記回転速度は、以下の式、
（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
が、前記圧縮機ロータの前記少なくとも１つの列に当てはまり、かつ、
前記回転速度が毎分回転数であるようなものである、ことを特徴とする、ガスタービンエンジンを設計する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、人間の聴覚に対して感度が低いノイズを生み出すように動作され得るガスタービンエンジンロータの設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは既知であり、通常は空気を圧縮機の中に供給するファンを備える。空気は、圧縮機内で圧縮され、燃焼器セクションの中へと下流に供給され、そこで燃料と混合され、点火される。この燃焼の生成物は、タービンロータを横断して下流に通過し、タービンロータを回転させる。
【０００３】
一般的に、高圧タービンロータおよび低圧タービンロータがある。タービンロータの各々は、ロータで回転するタービンブレードのいくつかの列を備える。タービンブレードの列の間にベーンが点在する。
【０００４】
高圧タービンロータは、典型的に、高圧圧縮機ロータを駆動し、低圧タービンロータは、典型的に、低圧圧縮機ロータを駆動している。圧縮機ロータの各々はまた、ロータで回転するいくつかの圧縮機ブレードを備える。圧縮機ブレードの列の間に点在するベーンもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
低圧タービンまたは圧縮機は、ブレード列とベーン列との間の流体力学的相互作用によってノイズが生み出されるので、重大なノイズ源となり得る。これらの相互作用は、低圧タービンロータ、低圧圧縮機ロータ、およびそれらの高調波の各々のブレード流路周波数で音を生み出す。
【０００６】
ノイズは多くの場合、人間に対して非常に敏感である周波数範囲であり得る。この問題を軽減するために、従来、ベーン対ブレードの比は、ある特定の数値を超えるように制御されている。一例として、ベーン対ブレードの比は、ブレード流路基本音が遠くの場まで伝搬することを防止するために、１．５以上となるように選択されてもよい。これは、「遮断（ｃｕｔ−ｏｆｆ）」として知られている。
【０００７】
しかしながら、音響的に遮断される設計は、重量の増加および空気力学的効率の低下を犠牲にして成り立ち得る。換言すれば、設計者は、特定のベーン対ブレードの比に制限されることによって、意図されるエンジンの他の特性に基づいてこのような比率を選択することが制限されてしまう。
【０００８】
歴史的に、低圧タービンは、低圧圧縮機セクションおよびファンセクションの両方を駆動している。より最近では、ファンおよび低圧圧縮機が異なる速度で駆動され得るようにギア減速部が提供されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
特徴的な実施形態では、ガスタービンエンジンは、ファンと、第１のタービンロータを有するタービンセクションと、を備える。第１のタービンロータは、圧縮機ロータを駆動する。ギア減速部は、ファン駆動タービンロータからの入力速度に対してファンの速度の低下をもたらす。圧縮機ロータは、圧縮機ロータの複数の列のうちの少なくとも１つにおいていくつかの圧縮機ブレードを有する。これらのブレードは、ある回転速度で少なくとも一部の時間動作する。少なくとも１つの列における圧縮機ブレードの数および回転速度は、以下の式、
（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
が、圧縮機ロータの少なくとも１つの列に当てはまり、かつ、
回転速度が毎分回転数であるようなものである。
【００１０】
先の実施形態による別の実施形態では、式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらす。
【００１１】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ガスタービンエンジンは、約１５，０００ポンド以上の推力を生み出すと定格される。
【００１２】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、式は、圧縮機ロータのブレード列の大部分に当てはまる。
【００１３】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ガスタービンエンジンは、約１５，０００ポンド以上の推力を生み出すと定格される。
【００１４】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ギア減速部は、約２．３を超えるギア比を有する。
【００１５】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ギア減速部は、約２．５を超えるギア比を有する。
【００１６】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ファンは、空気をバイパスダクトの中に、かつ空気の一部分を圧縮機ロータの中に供給する。バイパス比は、圧縮機ロータの中に供給される空気の体積と比較したバイパスダクトの中に供給される空気の体積として定義される。バイパス比は、約６を超える。
【００１７】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、バイパス比は、約１０を超える。
【００１８】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらす。
【００１９】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、回転速度は、接近速度である。
【００２０】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、タービンセクションは、より高圧のタービンロータおよび第１のタービンロータを備える。ファン駆動タービンロータは、第１のタービンロータである。
【００２１】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、圧縮機ロータは、より低圧の圧縮機ロータである。より高圧のタービンロータは、より高圧の圧縮機ロータを駆動する。
【００２２】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ギア減速部は、第１のタービンロータと圧縮機ロータの中間にある。
【００２３】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ギア減速部は、圧縮機ロータとファンの中間にある。
【００２４】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、タービンセクションは、３つのタービンロータを備える。第１のタービンロータおよびファン駆動タービンロータは、異なるロータである。
【００２５】
別の特徴的な実施形態では、ガスタービンエンジンを設計する方法は、圧縮機ロータを駆動する第１のタービンロータと、ギア減速部を通じてファンを駆動するファン駆動タービンロータとを設けるステップと、圧縮機ロータの回転速度と組み合わせて、圧縮機ロータの少なくとも１つの列におけるブレードの数を、以下の式、
（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
が、圧縮機ロータの少なくとも１つの列に当てはまり、かつ、
回転速度が毎分回転数であるように選択するステップと、を含む。
【００２６】
先の実施形態による別の実施形態では、式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらす。
【００２７】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ガスタービンエンジンは、約１５，０００ポンド以上の推力を生み出すと定格される。
【００２８】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、回転速度は、接近速度である。
【００２９】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、タービンセクションは、より高圧のタービンロータおよび第１のタービンロータを備える。ファン駆動タービンロータは、第１のタービンロータである。
【００３０】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、圧縮機ロータは、より低圧の圧縮機ロータである。より高圧のタービンロータは、より高圧の圧縮機ロータを駆動する。
【００３１】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ギア減速部は、第１のタービンロータと圧縮機ロータの中間にある。
【００３２】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、ギア減速部は、圧縮機ロータとファンの中間にある。
【００３３】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、タービンセクションは、３つのタービンロータを備える。第１のタービンロータおよびファン駆動タービンロータは、異なるロータである。
【００３４】
別の特徴的な実施形態では、圧縮機モジュールは、いくつかのブレードを備える少なくとも第１のブレード列を有する圧縮機ロータを備える。第１のブレード列は、ある回転速度で回転することができ、毎分回転数で回転速度を測定するとき、
（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
であるようなものである。
【００３５】
先の実施形態による別の実施形態では、回転速度は、接近速度である。
【００３６】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらす。
【００３７】
先の実施形態のいずれかによる別の実施形態では、式は、約６０００Ｈｚ以上の数値をもたらす。
【００３８】
別の特徴的な実施形態では、ガスタービンエンジンを設計する方法は、ファンと、第１のタービンロータを有するタービンセクションと、を設けることを含む。第１のタービンロータは、圧縮機ロータを駆動する。ギア減速部は、ファン駆動タービンロータからの入力速度に対してファンの速度の低下をもたらす。圧縮機ロータは、圧縮機ロータの複数の列のうちの少なくとも１つにおいていくつかの圧縮機ブレードを有する。これらのブレードは、ある回転速度で少なくとも一部の時間動作する。少なくとも１つの列における圧縮機ブレードの数および回転速度は、以下の式、
（ブレードの数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
が、圧縮機ロータの少なくとも１つの列に当てはまり、かつ、
回転速度が毎分回転数であるようなものである。
【００３９】
本出願のこれらおよび他の特徴は、以下の明細書および図面から最良に理解され、以下は簡単な説明である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ガスタービンエンジンを示す図。
【図２】第２の実施形態を示す図。
【図３】さらに別の実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、ガスタービンエンジン２０を概略的に図解する。ガスタービンエンジン２０は、ファンセクション２２、圧縮機セクション２４、燃焼器セクション２６、およびタービンセクション２８を概して組み込む２スプールのターボファンとして本明細書に開示される。代替エンジンとしては、他のシステムまたは特徴の中でオーグメンタセクション（図示せず）を含み得る。ファンセクション２２は、ナセル１５内に画定されたバイパスダクト内のバイパス流路Ｂに沿って空気を駆動するが、圧縮機セクション２４は、圧縮、および燃焼器セクション２６への伝達、次いでタービンセクション２８による膨張のために、コア流路Ｃに沿って空気を駆動する。開示される非限定の実施形態において２スプールのターボファンガスタービンエンジンとして示されるが、本明細書に記載される概念は、この教示が３スプールのアーキテクチャを含む他のタイプのタービンエンジンに適用され得るように、２スプールのターボファンとともに使用することに限定されないことが理解されるべきである。
【００４２】
例示的なエンジン２０は、概して、いくつかの軸受システム３８を介してエンジン静的構造３６に対してエンジン中心長手方向軸Ａを中心とする回転のために取り付けられた低速スプール３０および高速スプール３２を含む。様々な位置における様々な軸受システム３８が代替的または追加として提供されてもよく、軸受システム３８の位置は、本出願に応じて変更されてもよいことが理解されるべきである。
【００４３】
低速スプール３０は、概して、ファン４２、第１の（または低い）圧力圧縮機４４、および第１の（または低い）圧力タービン４６を相互接続する内側シャフト４０を含む。内側シャフト４０は、変速機構を通じてファン４２に接続され、これは、例示的なガスタービンエンジン２０では、低速スプール３０より低速でファン４２を駆動するギア付きアーキテクチャ４８として図解される。高速スプール３２は、第２の（または高い）圧力圧縮機５２および第２の（または高い）圧力タービン５４を相互接続する外側シャフト５０を含む。燃焼器５６は、高圧圧縮機５２と高圧タービン５４の間で例示的なガスタービン２０内に配置される。エンジン静的構造３６の中間タービンフレーム５７は、概して、高圧タービン５４と低圧タービン４６の間に配置される。中間タービンフレーム５７は、タービンセクション２８内の軸受システム３８をさらに支持する。内側シャフト４０および外側シャフト５０は、同心であり、それらの長手方向軸と同一直線上であるエンジン中心長手方向軸Ａを中心として軸受システム３８を介して回転する。
【００４４】
コア気流は、低圧圧縮機４４、次いで高圧圧縮機５２によって圧縮され、燃焼器５６内の燃料と混合および燃焼され、その後、高圧タービン５４および低圧タービン４６にわたって膨張される。中間タービンフレーム５７は、コア空気流路Ｃ内にあるエーロフォイル５９を含む。タービン４６、５４は、膨張に応じてそれぞれの低速スプール３０および高速スプール３２を回転駆動する。ファンセクション２２、圧縮機セクション２４、燃焼器セクション２６、タービンセクション２８、およびファン駆動ギアシステム４８の位置の各々が変更され得ることが理解されよう。例えば、ギアシステム４８は、燃焼器セクション２６の後部、またはさらにタービンセクション２８の後部に位置してもよく、ファンセクション２２は、ギアシステム４８の位置の前方または後部に位置決めされてもよい。
【００４５】
一例では、エンジン２０は、高バイパスギア付き航空機エンジンである。さらなる例では、エンジン２０のバイパス比は、約６（６）を超え、例示的な一実施形態では、約１０（１０）を超え、ギア付きアーキテクチャ４８は、約２．３を超えるギア減速比を有する遊星ギアシステムまたは他のギアシステム等の周転型ギアトレインであり、低圧タービン４６は、約５を超える圧力比を有する。開示される一実施形態では、エンジン２０のバイパス比は、約１０（１０：１）を超え、ファン直径は、低圧圧縮機４４の直径より著しく大きく、低圧タービン４６は、約５、５：１を超える圧力比を有する。低圧タービン４６の圧力比は、排気ノズルの前の低圧タービン４６の出口における圧力と関連するように、低圧タービン４６の入口の前で測定される圧力である。ギア付きアーキテクチャ４８は、約２．３：１を超えるギア減速比を有する遊星ギアシステムまたは他のギアシステム等の周転型ギアトレインであってもよい。しかしながら、上記パラメータは、単にギア付きアーキテクチャエンジンの一実施形態の例示であり、本発明は、直接駆動ターボファンを含む他のガスタービンエンジンに適用可能であることが理解されるべきである。
【００４６】
高バイパス比によるバイパス流Ｂによってかなりの量の推力が提供される。エンジン２０のファンセクション２２は、特定の飛行条件、典型的には約０．８マッハおよび約３５，０００フィートにおける巡航のために設計される。最良の燃料消費におけるエンジンを有する０．８マッハおよび３５，０００フィートの飛行条件、別称「バケット巡航（ｂｕｃｋｅｔ  ｃｒｕｉｓｅ）の推力燃料消費率（Ｔｈｒｕｓｔ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｆｕｅｌ  Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ）（「ＴＳＦＣ」）」は、エンジンがその最小点で生み出すｌｂｆの推力で割った燃焼されるｌｂｍの燃料の業界標準パラメータである。「低ファン圧力比」は、ファン出口ガイドベーン（Ｆａｎ  Ｅｘｉｔ  Ｇｕｉｄｅ  Ｖａｎｅ）（「ＦＥＧＶ」）システムなしで、単独でファンブレードにわたる圧力比である。非限定の一実施形態による本明細書に開示されるような低ファン圧力比は、約１．４５未満である。「低補正ファン先端速度」は、［（Ｔｒａｍ°Ｒ）／（５１８．７°Ｒ）］0.5の業界標準温度補正で割ったフィート／秒単位における実際のファン先端速度である。非限定の一実施形態による本明細書に開示されるような「低補正ファン先端速度」は、約１１５０フィート／秒未満である。
【００４７】
低速スプールとファンの間のギア減速部の使用は、低圧圧縮機への速度増加を可能にする。従来、低圧タービンおよび圧縮機の速度は、ファン速度が過度に大きくなり得ないという点で多少制限されている。最大ファン速度は、その外側先端であり、より大きいエンジンでは、ファン直径は、それがより小さい動力エンジンであり得るよりはるかに大きい。しかしながら、ギア減速部の使用は、過度に高いファン速度を有しない要求によって引き起こされる低圧タービンおよび圧縮機速度への制限から設計者を解放している。
【００４８】
回転ブレードの数と低圧タービンの回転速度との間の慎重な設計は、人間の聴覚に対して低い感度であるノイズ周波数をもたらすために選択され得ることが発見されている。低圧圧縮機４４でも同様である。
【００４９】
次のような式、
（ブレード総数×回転速度）／（６０秒／１分）≧５５００Ｈｚ
が展開されている。
【００５０】
すなわち、低圧タービン４６の回転速度（毎分回転数）を乗じて、（６０秒／１分）で割った任意の低圧タービン段における回転ブレードの数は、５５００Ｈｚ以上であるべきである。低圧圧縮機段にも同様に当てはまる。より狭義に、この量は、６０００Ｈｚを超えるべきである。当業者であれば、（６０秒／１分）因数が毎分回転数をヘルツまたは毎秒回転数に変更し得ることを認識するであろう。
【００５１】
この式に利用されるような低圧タービン４６および低圧圧縮機４４の動作速度は、第３６部または米国連邦耐空規則に規定される各ノイズ認証点におけるエンジン動作条件に対応するべきである。より具体的には、回転速度は、米国連邦耐空規則の第３６部に規定されるような接近認証点と見なされてもよい。本出願およびその特許請求の範囲のために、「接近速度」という用語は、この認証点と同一視する。
【００５２】
低圧タービン４６における列のすべてが上記の式を満たすことが想定される。しかしながら、本出願はまた、低圧タービンにおけるブレード列の大部分が上記の式を満たすが、恐らく一部は満たさない場合がある低圧タービンにまで及び得る。低圧圧縮機４４における列のすべてが上記の式を満たす低圧圧縮機でも同様である。しかしながら、本出願は、低圧圧縮機におけるブレード列の大部分のみが上記の式を満たすが、一部は恐らく満たさない場合がある低圧圧縮機にも及び得る。
【００５３】
これは、人間の聴覚に対して低い感度である動作ノイズをもたらす。
【００５４】
実施形態では、それは、式が５５００Ｈｚ以上の範囲をもたらす可能性があり、より高く移行することであり得る。したがって、ブレードの数を慎重に設計し、かつ低圧タービン４６の動作速度を制御することによって（当業者であれば、この速度を制御する方法を認識するであろう）、低圧タービンによって生み出されるノイズ周波数が人間にとって低い関心事項になると断言することができる。
【００５５】
ブレードの数を設計すること、および低圧圧縮機４４の速度を制御することにも同様に当てはまる。さらに、当業者であれば、速度を制御する方法を認識するであろう。
【００５６】
実施形態では、それは、上記の式を満たすように設計される低圧タービンロータ４６または低圧圧縮機ロータ４４のみであり得る。一方、低圧タービン４６および低圧圧縮機４４の両方が上記の式を満たすことを確実にすることも可能である。
【００５７】
本発明は、１５，０００ポンド以上の推力を生み出すと定格されるジェットエンジンに最も適用可能である。この推力範囲では、先行技術のジェットエンジンは通常は約４０００ヘルツの周波数範囲を有している。したがって、上述されるようなノイズの問題が存在している。
【００５８】
より低い推力エンジン（＜１５，０００ポンド）は、ときには４０００Ｈｚの数値を超えて通過し、さらには６０００Ｈｚに接近することもある条件下で動作し得るが、これは、ギア付きアーキテクチャとの組み合わせでも、より大きいファン、したがって低圧タービンまたは低圧圧縮機の速度へのより大きい制限を有するより高い出力のエンジンでもない。
【００５９】
図２は、順にファンロータ２０２を駆動するためにシャフト２０６を駆動するファン駆動タービン２０８がある実施形態２００を示す。ギア減速部２０４は、ファン駆動タービン２０８とファンロータ２０２の間に位置決めされてもよい。このギア減速部２０４は、構造化され、取り付けられ、上記に開示されるギア減速部のように動作してもよい。圧縮機ロータ２１０は、中間圧力タービン２１２によって駆動され、第２の段の圧縮機ロータ２１４は、タービンロータ２１６によって駆動される。燃焼セクション２１８は、圧縮機ロータ２１４とタービンセクション２１６の中間に位置決めされる。
【００６０】
図３は、ファンロータ３０２および第１の段の圧縮機３０４が共通速度で回転するさらに別の実施形態３００を示す。ギア減速部３０６（構造化され、取り付けられ、上記に開示されるように動作し得る）は、圧縮機ロータ３０４とシャフト３０８の中間にあり、低圧タービンセクションによって駆動される。
【００６１】
本発明の一実施形態が開示されたが、当業者であれば、ある特定の修正が本発明の範囲内になることを認識するであろう。したがって、本発明の真の範囲および内容を決定するためには、以下の特許請求の範囲が検討されるべきである。
【符号の説明】
【００６２】
２０…ガスタービンエンジン
２２…ファンセクション
２４…圧縮機セクション
２６…燃焼器セクション
２８…タービンセクション
３０…低速スプール
３２…高速スプール
４２…ファン
４４…低圧圧縮機
４６…低圧タービン
４８…ギアシステム
５２…高圧圧縮機
５４…高圧タービン
５６…燃焼器
【図１】
2015137649.tif 000003
【図２】
2015137649.tif 000004
【図３】
2015137649.tif 000005