(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空装置用の回転機械であって、
推力発生器と、
推力発生器と共に回転可能な回転構成要素（１４５、２１４、３７８）と、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備え、
回転機械が、ターボ機械を備え、推力発生器が、ターボ機械の圧縮機セクション及びタービンセクションを備え、圧縮機セクションが、圧縮機（３１２、３１４）を備え、タービンセクションが、タービン（３１８、３２０）を備え、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）が、圧縮機（３１２、３１４）及びタービン（３１８、３２０）に取り付けられる、圧縮機（３１２、３１４）及びタービン（３１８、３２０）と共に回転可能なスプール（３２６、３２８）を備え、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を実質的に完全に支持し、
圧縮機（３１２、３１４）が、圧縮機ロータブレード（３７４）の第１の段（３７２）及び圧縮機ロータブレード（３７４）の第２の段（３７２）を備え、圧縮機ロータブレード（３７４）の第１の段（３７２）及び第２の段（３７２）が、連結器（３８０）を介して互いに取り付けられ、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）及び連結器（３８０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）を備える、回転機械。
【請求項２】
連結器（３８０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）が、圧縮機ロータブレード（３７４）の第２の段（３７２）の下流の位置で圧縮機セクションと空気流連通し、圧縮機セクションから作動ガスの流れを受け入れるように構成される、請求項１に記載の回転機械。
【請求項３】
航空装置用の回転機械であって、
推力発生器と、
推力発生器と共に回転可能な回転構成要素（１４５、２１４、３７８）と、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備え、
回転機械が、ターボ機械を備え、推力発生器が、ターボ機械の圧縮機セクション及びタービンセクションを備え、圧縮機セクションが、圧縮機（３１２、３１４）を備え、タービンセクションが、タービン（３１８、３２０）を備え、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）が、圧縮機（３１２、３１４）及びタービン（３１８、３２０）に取り付けられる、圧縮機（３１２、３１４）及びタービン（３１８、３２０）と共に回転可能なスプール（３２６、３２８）を備え、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を実質的に完全に支持し、
タービン（３１８、３２０）が、連結器（３９０）を介して互いに取り付けられる、タービンロータブレード（３８６）の２つの段（３８４）を備え、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）及び連結器（３９０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）を備える、回転機械。
【請求項４】
航空装置用の回転機械であって、
推力発生器と、
推力発生器と共に回転可能な回転構成要素（１４５、２１４、３７８）と、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備え、
回転機械が、ターボ機械を備え、推力発生器が、ターボ機械の圧縮機セクション及びタービンセクションを備え、圧縮機セクションが、圧縮機（３１２、３１４）を備え、タービンセクションが、タービン（３１８、３２０）を備え、
タービン（３１８、３２０）が、第１のタービンであり、タービンセクションが、第２のタービンをさらに備え、圧縮機（３１２、３１４）が、第１の圧縮機であり、圧縮機セクションが、第２の圧縮機をさらに備え、回転構成要素（１４５、２１４、３７８）が、第１の回転構成要素であり、ターボ機械が、第２の圧縮機及び第２のタービンに取り付けられる、第２の圧縮機及び第２のタービンと共に回転可能な第２の回転構成要素をさらに備え、複数のガス軸受（１００、３７０）が、第２の回転構成要素、第２の圧縮機、及び第２のタービンを実質的に完全に支持する、回転機械。
【請求項５】
航空装置用の回転機械であって、
推力発生器と、
推力発生器と共に回転可能な回転構成要素（１４５、２１４、３７８）と、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備え、
複数のガス軸受（１００、３７０）が、半径方向支持軸受（３７０Ａ）及びスラスト軸受（３７０Ｂ）を備える、回転機械。
【請求項６】
航空装置用の回転機械であって、
推力発生器と、
推力発生器と共に回転可能な回転構成要素（１４５、２１４、３７８）と、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備え、
複数のガス軸受（１００、３７０）の各ガス軸受（１００、３７０）が、内側表面（１０８）を有し、内側表面（１０８）上に薄膜を形成するために内側表面（１０８）を通して作動ガスの流れを供給するように構成される、回転機械。
【請求項７】
作動ガスが、ターボ機械の圧縮機セクションからの圧縮空気である、請求項６に記載の回転機械。
【請求項８】
航空装置用の回転機械であって、
推力発生器と、
推力発生器と共に回転可能な回転構成要素（１４５、２１４、３７８）と、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備え、
回転機械が、電気ファンエンジン（４２０）であり、推力発生器が、ファン（４２６）及び電動機（４３４）を備え、電動機（４３４）が、ファン（４２６）を駆動し、回転構成要素（１４５）が、ファン（４２６）又は電動機（４３４）の一方又は両方と共に回転可能なシャフト（４３２）である、回転機械。
【請求項９】
電気ファンエンジン（４２０）が、航空機（４００）の後端（４０６）に取り付けられるように構成される境界層吸気ファンである、請求項８に記載の回転機械。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の回転機械を備える、ガスタービンエンジン。
【請求項１１】
ターボ機械であって、
圧縮機（３１２、３１４）を備える圧縮機セクションと、
タービン（３１８、３２０）を備えるタービンセクションと、
圧縮機部分及びタービン部分を備えるスプール（３２６、３２８）であって、圧縮機部分が、圧縮機セクション内に配置され、圧縮機（３１２、３１４）に取り付けられ、圧縮機（３１２、３１４）と共に回転可能であり、タービン部分が、タービンセクション内に配置され、タービン（３１８、３２０）に取り付けられ、タービン（３１８、３２０）と共に回転可能であるスプール（３２６、３２８）と、
圧縮機（３１２、３１４）及びスプール（３２６、３２８）の圧縮機部分又はタービン（３１８、３２０）及びスプール（３２６、３２８）のタービン部分の少なくとも一方を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備え、
複数のガス軸受（１００、３７０）が、圧縮機（３１２、３１４）及びスプール（３２６、３２８）の圧縮機部分を実質的に完全に支持し、圧縮機（３１２、３１４）が、圧縮機ロータブレード（３７４）の第１の段（３７２）及び圧縮機ロータブレード（３７４）の第２の段（３７２）を備え、圧縮機ロータブレード（３７４）の第１の段（３７２）及び第２の段（３７２）が、連結器（３８０）を介して互いに取り付けられ、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）及び連結器（３８０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）を備える、ターボ機械。
【請求項１２】
連結器（３８０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）が、圧縮機ロータブレード（３７４）の第２の段（３７２）の下流の位置で圧縮機セクションと空気流連通し、圧縮機セクションから作動ガスの流れを受け入れるように構成される、請求項１１に記載のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、一般に、１つ以上のガス軸受を有する回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般に、互いに流れ連通するように配置されるファン及びコアを含む。さらに、ガスタービンエンジンのコアは、一般に、連続した流れの順序で、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、及び排気セクションを含む。運転中、空気は、ファンから圧縮機セクションの入口に供給され、そこでは、１つ以上の軸流圧縮機が、空気が燃焼セクションに到達するまで空気を徐々に圧縮する。燃料は、燃焼ガスを供給するために燃焼セクション内で圧縮空気と混合され、燃焼される。燃焼ガスは、燃焼セクションからタービンセクションに送られる。タービンセクションを通る燃焼ガスの流れは、タービンセクションを駆動し、次に、排気セクションを通して例えば大気に送られる。
【０００３】
従来のガスタービンエンジンは、所定の動作条件下での最適な動作に必要なシャフト、圧縮機インペラ、タービン、結合器、シールパック、及び他の要素を有するロータアセンブリを含む。これらのロータアセンブリは、重力に起因する一定の静的な力を発生させる質量を有し、また、例えば動作中のロータアセンブリの不安定に起因して動的な力を発生させる。このようなガスタービンエンジンは、ロータアセンブリの回転を可能にしながらこれらの力に耐え、これらを支持する軸受を含む。
【０００４】
さらに、ガスタービンエンジン内に含まれる従来の軸受は、油潤滑軸受である。油を収容するために、ガスタービンエンジンは、軸受の各々を囲む油溜めを含み、さらには、油潤滑軸受を補助するための油ポンプ、油ライン、及び他の特徴を含む。しかしながら、これらの補助特徴を含むことにより、比較的複雑で潜在的に重いガスタービンエンジンがもたらされ得る。したがって、軸受構成の単純化を可能にする１つ以上の特徴を有するガスタービンエンジンは有益であろう。より具体的には、油潤滑軸受の除去を可能にする１つ以上の特徴を有するガスタービンエンジンは特に有用であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９２９７４３８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の態様及び利点は、以下の説明に部分的に述べられ、この説明から明らかになり得るし、本発明の実施を通して学ばれ得る。
【０００７】
本開示の例示的な一実施形態では、航空装置用の回転機械が提供される。回転機械は、推力発生器と、推力発生器と共に回転可能な回転構成要素と、複数のガス軸受とを含む。複数のガス軸受は、回転構成要素を実質的に完全に支持する。
【０００８】
本開示の別の例示的な実施形態では、ターボ機械が提供される。ターボ機械は、圧縮機を含む圧縮機セクションと、タービンを含むタービンセクションと、圧縮機部分及びタービン部分を含むスプールとを含む。圧縮機部分は、圧縮機セクション内に配置され、圧縮機に取り付けられ、圧縮機と共に回転可能であり、タービン部分は、タービンセクション内に配置され、タービンに取り付けられ、タービンと共に回転可能である。ターボ機械は、圧縮機及びスプールの圧縮機部分又はタービン及びスプールのタービン部分の少なくとも一方を実質的に完全に支持する複数のガス軸受をさらに含む。
【０００９】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照することによってより良く理解されるようになる。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示しており、説明と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００１０】
当業者を対象とした、本発明の完全かつ有効な開示（その最良の態様を含む）が、添付図面への参照がなされる本明細書に述べられている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の例示的な実施形態に係るガス軸受の軸方向図である。
【図２】図１の線２−２に沿った、図１の例示的なガス軸受の側断面図である。
【図３】本開示の例示的な実施形態に係るノズルセクションの斜視図である。
【図４】本開示の例示的な実施形態に係るガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図５】図４の例示的なガスタービンエンジンの圧縮機セクションの概略拡大断面図である。
【図６】図４の例示的なガスタービンエンジンのタービンセクションの概略拡大断面図である。
【図７】本開示の例示的な実施形態に係る航空機の側面図である。
【図８】図７の例示的な航空機に組み込まれ得るような、本開示の例示的な実施形態に係る電気ファンエンジン（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆａｎ  ｅｎｇｉｎｅ）の概略側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の現在の実施形態を詳細に参照するが、その１つ以上の例が、添付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、数字及び文字の符号が使用されている。図面及び説明における同じ又は同様の符号は、本発明の同じ又は同様の部分を参照するために使用されている。本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」、及び「第３の」という用語は、構成要素を互いに区別するために交換可能に使用され得るものであり、個々の構成要素の位置又は重要性を意味するためのものではない。「上流」及び「下流」という用語は、流体経路における流体の流れに関する相対方向を意味する。例えば、「上流」は、流体が流れてくる方向を意味し、「下流」は、流体が流れていく方向を意味する。
【００１３】
次に、複数の図を通して同一の数字が同じ要素を示す図面を参照すると、図１及び図２は、本開示の例示的な実施形態に係るガス軸受１００を描いている。具体的には、図１は、本開示の例示的な実施形態に係るガス軸受１００の軸方向図を提供し、図２は、図１の線２−２に沿った、図１の例示的なガス軸受１００の概略断面図を提供している。特定の例示的な実施形態では、例示的なガス軸受１００は、図５を参照して以下で説明される例示的なターボファンエンジン３００に組み込まれてもよい。
【００１４】
図示のように、例示的なガス軸受１００は、一般に、軸方向Ａ１（及び概ね軸方向Ａ１に沿って延在する中心軸線１０２）、半径方向Ｒ１、並びに周方向Ｃ１（図１）を有する。軸受１００は、軸方向開口１０４を有し、軸方向開口１０４内の（例えばターボファンエンジン３００の）回転構成要素１４５（図２参照）を支持するように構成される。軸受１００は、一般に、１つ以上の軸受パッド１０６であって、各々が回転構成要素１４５を支持するための内側表面１０８を有する１つ以上の軸受パッド１０６及び軸受パッド１０６に取り付けられるか、又はこれと一体的に形成される１つ以上のダンパアセンブリ１０５を含む。さらに、例示的なガス軸受は、軸受１００を囲む外側壁１１１を含み、外側壁は、軸受１００のダンパアセンブリ１０５に取り付けられるか、又はこれと一体的に形成される。
【００１５】
軸受１００は、「ガス」軸受（すなわち、油のない／油の少ない軸受）として構成され、したがって、軸受１００は、一般に、回転構成要素１４５との分離を生じさせるために、またこのような回転構成要素１４５を支持するための低摩擦手段（描かれていない）を提供するために動作中に１つ以上の軸受パッド１０６の内側表面１０８に作動ガス（例えば、空気、圧縮空気、及び燃焼ガスなど）の流れを供給するように構成される。
【００１６】
ガス軸受は、一般に、軸方向Ａ１において第１の端部を含み、軸方向Ａ１において第２の反対側の端部を含む。さらに描かれているように、ガス軸受は、第１の端部の位置の、軸方向Ａ１に沿ったガス入口１１２及びガス入口１１２からコラム１１６まで延在する供給通路１１４（図２）を含む。コラム１１６は、以下でより詳細に述べられるように、供給通路１１４から軸受パッド１０６に作動ガスの流れを供給するように構成される。
【００１７】
さらに、描かれている例示的な実施形態に関して、コラム１１６は、軸受パッド１０６を実質的に完全に支持する支持部材として構成される。具体的には、描かれているように、コラム１１６は、軸受パッド１０６に向かって延在し、軸受パッド１０６を支持する。さらに、描かれている実施形態に関して、コラム１１６は、軸受パッド１０６のほぼ中心に配置される。より詳細には、描かれている軸受パッド１０６は、軸方向Ａ１及び周方向Ｃ１において中心１１８を有し、コラム１１６は、軸受パッド１０６の中心１１８の近傍で少なくとも部分的に軸受パッド１０６に取り付けられるか、又はこれと一体的に形成される。しかしながら、他の実施形態では、コラム１１６は、その代わりに軸受パッド１０６の中心から外れて配置されてもよい。
【００１８】
特定の実施形態では、軸受パッド１０６は、軸受１００の動作中に回転構成要素１４５を支持する及び／又は潤滑にするために作動ガスを分散及び／又は拡散させるように構成されてもよい。このようにして、軸受１００は、流体静力学的に加圧される適合した軸受パッド１０６を実現してもよい。例えば、描かれている例示的な軸受パッド１０６は、回転構成要素１４５を支持する及び／又は潤滑にする目的で軸方向開口１０４内に等分布圧力場を形成するために軸受パッド１０６の全体にわたって配置される複数のガス分配孔１２０を含む。
【００１９】
描かれている例示的な複数のガス分配孔１２０は、軸方向Ａ１に沿って略均等に離間されている。しかしながら、他の実施形態では、複数のガス分配孔１２０は、他の適切な方法で配置されてもよい。さらに、特定の実施形態では、複数のガス分配孔１２０の直径は、一般に約２ミル（約５０マイクロメートル）〜約１００ミル（約２，５４０マイクロメートル）、より厳密には、約５ミル（約１２７マイクロメートル）〜約２０ミル（約５０８マイクロメートルの範囲であってもよい。或いは又はさらに、一部の実施形態では、軸受パッド１０６の各々は、コラム１１６から受け入れる作動ガスが、軸方向開口１０４内に、回転構成要素１４５を支持する及び／また潤滑にするのに十分な圧力を発生させることを可能にするために十分に高いガス透過率を有してもよい。
【００２０】
さらに、図１に描かれているように、軸受１００は、軸受１００の周方向Ｃ１に沿って互いに離間される複数のセクション１２２を含む。セクション１２２の各々は、一般に、軸受パッド１０６（例えば、上で説明したのと同じ方法で構成される）及びダンパアセンブリ１０５を含んでもよい。したがって、例えば図１に最も明瞭に見られ得るように、軸受１００は、周方向Ｃ１に沿って略均等に離間される複数の軸受パッド１０６を含む。軸受パッド１０６の各々は、各々の内側表面１０８を有し、複数の軸受パッド１０６の内側表面１０８は、回転構成要素１４５を支持するために、周方向Ｃ１に沿った略環状の支持表面及び軸方向Ａ１に沿った直線状の支持表面（例えば、図２参照）を一緒に形作る。
【００２１】
軸受パッド１０６は、軸受１００の作動条件に耐えるのに適した任意の材料から製造されてもよい。加えて、一部の実施形態では、軸受パッド１０６は、例えばターボ機械の動作中に軸受パッド１０６と回転構成要素１４５との間に形成される薄いガス膜の不安定性を抑えるために、またガス膜領域へのより均等な配分のガス供給を実現するためにも十分に低い多孔率を有する材料から製造されてもよい。例えば、一部の実施形態では、軸受パッド１０６は、多孔質炭素（カーボングラファイト、焼結多孔質セラミックスなど）及び焼結多孔質金属（コバルト、ニッケル、又は鉄基合金など）から製造されてもよい。
【００２２】
さらに、一部の実施形態では、セクション１２２の各々の軸受パッド１０６及びダンパアセンブリ１０５は、単一の連続材料から一体的に形成されてもよい。例えば、一部の実施形態では、軸受パッド１０６の各々は、各々のセクション１２２の軸受パッド１０６及びダンパアセンブリ１０５が単一の一体部品を形成するように製造されるよう、軸受１００の、各々のセクション１２２のダンパアセンブリ１０５と一体的に形成されてもよい。さらに、特定の実施形態では、２つ以上のセクション１２２を形成する複数の軸受パッド１０６及びダンパアセンブリ１０５が一体的に形成されてもよいし、さらには、軸受１００を形成する複数の軸受パッド１０６の各々及び各々のダンパアセンブリ１０５が一体的に形成されてもよい。
【００２３】
軸受パッド１０６及びダンパアセンブリ１０５は、以下で描かれ、説明される一体部品の形成を促進するのに適した任意の技術によって製造されてもよい。例えば、一部の実施形態では、軸受パッド１０６及びダンパアセンブリ１０５は、付加製造工程（ラピッドプロトタイピング、ラピッドマニュファクチュアリング、及び３Ｄプリンティングとしても知られている）（選択的レーザ焼結（ＳＬＳ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｌａｓｅｒ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）、直接金属レーザ焼結）（ＤＭＬＳ：ｄｉｒｅｃｔ  ｍｅｔａｌ  ｌａｓｅｒ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）、電子ビーム溶解（ＥＢＭ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ｍｅｌｔｉｎｇ）、拡散接合、又は選択的加熱焼結（ＳＨＳ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｈｅａｔ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）など）を使用して製造されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、軸受セクション１２２（軸受パッド１０６及び各々のダンパアセンブリ１０５を含む）の１つ以上が、単一の連続材料から一体的に形成され、任意の他の適切な方法で（機械的締結手段などによって）、別個に形成された隣接する軸受セクション１２２に接合されてもよいことが認められるべきである。
【００２４】
特に図２を参照すると、上で指摘したように、軸受セクション１２２の各々は、ダンパアセンブリ１０５を含む。より詳細には、描かれている実施形態に関して、ダンパアセンブリ１０５は、少なくとも部分的に第１の流体ダンパキャビティ１２４及び第２の流体ダンパキャビティ１２６を有する。第１の流体ダンパキャビティ１２４は、軸受パッド１０６の近くに配置され、第２の流体ダンパキャビティ１２６は、第１の流体ダンパキャビティ１２４から離間される、より詳細には、半径方向Ｒ１に沿って第１の流体ダンパキャビティ１２４から離間される。
【００２５】
描かれている実施形態に関して、軸受セクション１２２の各々のためのダンパアセンブリ１０５は、一般に、第１の外側壁１２８及び第２の内側壁１３０を含む。内側壁１３０及び外側壁１２８は、描かれている実施形態に関して、各々蛇行した内側壁１３０及び蛇行した外側壁１２８（すなわち、様々な方向に延在する壁）として構成される。例えば、軸受パッド１０６は、一般に外周部１３２を有する。蛇行した外側壁１２８は、軸受パッド１０６の外周部１３２の近傍で（より厳密に言えば、軸受パッド１０６の外周部１３２で）軸受パッド１０６に取り付けられるか、又はこれと一体的に形成され、概ね軸方向Ａ１に沿って軸受パッド１０６の中心１１８に向かって延在し、その後、軸方向Ａ１に沿って軸受パッド１０６の中心１１８から離れて後方に延在し、ハウジング１１０の本体１３４に連結される。同様に、描かれている実施形態に関して、内側壁１３０は、軸受パッド１０６の中心１１８の近傍で（より厳密に言えば、軸受パッド１０６の中心１１８で）軸受パッド１０６に取り付けられるか、又はこれと一体的に形成され、概ね半径方向Ｒ１に沿って軸受パッド１０６から離れて延在し、その後、軸方向Ａ１に沿って軸受パッド１０６の中心１１８から離れて延在し、同様にハウジング１１０の本体１３４に連結される。
【００２６】
さらに、概略的に描かれているように、外側壁１２８は、一般に半硬質部分１３６及び硬質部分１３８を含み、同様に内側壁１３０は、半硬質部分１４０を含む。描かれているように、外側壁１２８は、少なくとも部分的に第１の流体ダンパキャビティ１２４を画成し、少なくとも部分的に第２の流体ダンパキャビティ１２６を画成する。さらに、軸受パッド１０６は、少なくとも部分的に第１の流体ダンパキャビティ１２４を画成し、内側壁１３０は、少なくとも部分的に第２の流体ダンパキャビティ１２６を画成する。より詳細には、描かれている実施形態に関して、外側壁１２８の半硬質部分１３６及び軸受パッド１０６は、一緒に第１の流体ダンパキャビティ１２４を画成し、外側壁１２８の硬質部分１３８及び内側壁１３０の半硬質部分１４０は、一緒に第２の流体ダンパキャビティ１２６を画成する。
【００２７】
本明細書で使用される場合、「半硬質の」及び「硬質の」という用語は、相対的な用語であることが認められるべきである。したがって、半硬質のものとして説明されている軸受１００の構成要素は、硬質のものとして説明されている軸受１００の構成要素より前に曲がる、撓む、又は屈曲する（ｇｉｖｅ  ｗａｙ）ように構成されてもよい。さらに、「半硬質の」ものとして説明されている軸受１００の構成要素は、本明細書おいて、ほとんど又はまったく損傷を受けることなく軸受１００の通常動作中に曲がる、撓む、又は屈曲するように構成される構成要素を意味する。
【００２８】
さらに、描かれている実施形態に関して、第１の流体ダンパキャビティ１２４は、コラム１１６の一部分を介して第２の流体ダンパキャビティ１２６と流れ連通する。具体的には、描かれている例示的なコラム１１６は、内側壁１３０の一部分及び外側壁１２８の一部分から形成される二重壁コラム１１６として構成される。したがって、コラム１１６は、半径方向外端では外側壁１２８の硬質部分１３８及び内側壁１３０の半硬質部分１４０によって支持される。さらに、半径方向内端では、内側壁１３０によって形成される、コラム１１６の部分は、軸受パッド１０６に取り付けられ（より厳密に言えば、軸受パッド１０６と一体的に形成され）、外側壁１２８によって形成される、コラム１１６の部分は、外側壁１２８の半硬質部分１３６を介して軸受パッド１０６に取り付けられる。
【００２９】
さらに、内側壁１３０は、軸受パッド１０６に作動ガスを供給するための内側通路１４２を画成し、外側壁１２８及び内側壁１３０は、一緒に外側通路１４４を画成する。認められるように、描かれている実施形態に関して、外側通路１４４は、内側通路１４２と同心であり、内側通路１４２の周囲に略環状形状を有する。さらに、描かれている実施形態に関して、外側通路１４４は、第１の流体ダンパキャビティ１２４及び第２の流体ダンパキャビティ１２６が外側通路１４４を介して制限的に流れ連通するように隙間として構成される。
【００３０】
さらに、第１の流体ダンパキャビティ１２４、第２の流体ダンパキャビティ１２６、及び外側通路１４４は、すべて一緒にシールされ、また、全体として一定の容積を有する。動作中、第１のダンパキャビティ１２４及び第２の流体ダンパキャビティ１２６並びに外側通路１４４は各々、緩衝流体（ｄａｍｐｅｎｉｎｇ  ｆｌｕｉｄ）で完全に満たされている。緩衝流体は、例えば油（熱伝達油（ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｏｉｌ）など）であってもよいし、或いは、任意の他の適切な流体（任意の適切な非圧縮性液体など）であってもよい。軸受１００は、軸受パッド１０６に作用する力に応答して、外側通路１４４／隙間を介して第１の流体ダンパキャビティ１２４から第２の流体ダンパキャビティ１２６にダンパ流体を移動させるように構成される。
【００３１】
力が、軸受パッド１０６に作用するとき（軸受１００によって支持された回転構成要素１４５が、概ね半径方向Ｒ１に沿って軸受パッド１０６を押圧するときなど）、ダンパアセンブリ１０５を形成する、ハウジング１１０の部分は、軸受パッド１０６が半径方向Ｒ１に沿って移動して、このような力を吸収することを可能にする。より詳細には、軸受パッド１０６を支持するコラム１１６が上方に（又は半径方向外側に）移動して、外側壁１２８の半硬質部分１３６が部分的に変形する（第１の流体ダンパキャビティ１２４の容積を減少させる）とき、第１の流体ダンパキャビティ１２４内の緩衝流体の一部分は、コラム１１６の外側通路１４４（隙間として構成された）を通して押し出されて、第２の流体ダンパキャビティ１２６に流れる。同時に、外側壁１２８の硬質部分１３８は、実質的に静止しており、内側壁１３０の半硬質部分１４０は、部分的に変形して、第２の流体ダンパキャビティ１２６の容積を増大させ、コラム１１６の外側通路１４４を介して第１の流体ダンパキャビティ１２４から供給される緩衝流体の一部分を受け入れる。このような移動は、軸受パッド１０６に加わる力を吸収し、このような移動を緩衝する。例えば、外側通路１４４／隙間の比較的狭い間隔は、半径方向Ｒ１に沿った軸受パッド１０６の比較的急速な移動を阻止する。軸受パッド１０６に加わる力の不在下では、第２の流体ダンパキャビティ１２６に移動した緩衝流体は、流れ方向を逆転させ、コラム１１６の外側通路１４４を通って第１の流体ダンパキャビティ１２４に逆流し得る。
【００３２】
しかしながら、他の例示的な実施形態では、図１及び図２に描かれているガス軸受は任意の他の適切な方法で構成されてもよいことが認められるべきである。例えば、図１及び図２に描かれている例示的なガス軸受は、半径方向支持軸受として構成されているが、他の実施形態では、ガス軸受は、その代わりに軸方向支持軸受又はスラスト軸受として構成されてもよい。
【００３３】
さらに、本開示の例示的な実施形態に係るガス軸受は、ガスタービンエンジンに組み込まれてもよいし、或いは、別の構成要素と組み合わされて、ガスタービンエンジンに組み込まれてもよい。例えば、次に図３を参照すると、ノズル段２００（タービンノズル段又は圧縮機ノズル段など）に組み込まれた、本開示の例示的な実施形態に係るガス軸受が描かれている。描かれている例示的なノズル段２００は、基部２０２、複数のノズル２０４、及び外側リング２０６を含む。複数のノズル２０４は、基部２０２から外側リング２０６まで延在し、周方向に沿って互いに離間される。以下でより詳細に述べられるように、複数のノズル２０４は、ガスタービンエンジンに取り付けられるときにガスタービンエンジンのコア空気流路３２４に配置されてもよい（図５及び図６参照）。
【００３４】
基部２０２は、その中に組み込まれたガス軸受１００を含む。ガス軸受１００は、図１及び図２を参照して上で説明した例示的なガス軸受１００と同じ方法で構成されてもよく、したがって、同じ数字は、同じ部分又は構成要素を示し得る。例えば、基部２０２に組み込まれたガス軸受は、内側表面１０８を有する。留意すべきは、描かれているノズル段２００の基部２０２に組み込まれたガス軸受が、回転構成要素２１４のための軸受１００及び回転構成要素２１４のためのシールの両方として機能し得ることである。
【００３５】
次に図４を参照すると、本開示の例示的な実施形態に係る、航空装置のための回転機械の概略断面図が提供されている。例えば、描かれている回転機械は、航空機用のターボ機械であってもよい。より詳細には、図４の実施形態に関して、ターボ機械は、ガスタービンエンジン、より厳密に言えば、高バイパスターボファンジェットエンジン３００（本明細書では「ターボファンエンジン３００」と呼ばれる）として構成される。図４に示されているように、ターボファンエンジン３００は、軸方向Ａ２（参照のために提供されている長手方向中心線３０２と平行に延在する）、半径方向Ｒ２、及び軸方向Ａ２の周りに延在する周方向Ｃ２（すなわち、軸方向Ａ２の周りに延在する方向）（描かれていない）を有する。一般に、ターボファン３００は、ファンセクション３０４及び該ファンセクション３０４の下流に配置されるコアタービンエンジン３０６を含む。
【００３６】
描かれている例示的なコアタービンエンジン３０６は、一般に、環状入口３１０を画成する略管状の外側ケーシング３０８を含む。外側ケーシング３０８は、コアタービンエンジン３０６を包み込み、コアタービンエンジン３０６は、推力発生器を含む。より詳細には、推力発生器は、連続した流れ関係で、ブースタ又は低圧（ＬＰ）圧縮機３１２及び高圧（ＨＰ）圧縮機３１４を含む圧縮機セクションと、燃焼セクション３１６と、高圧（ＨＰ）タービン３１８及び低圧（ＬＰ）タービン３２０を含むタービンセクションと、ジェット排気ノズルセクション３２２とを含む。圧縮機セクション、燃焼セクション３１６、タービンセクション、及びジェット排気ノズルセクション３２２は、一緒にコア空気流路３２４を形作る。しかしながら、コアタービンエンジン３０６、より具体的には、推力発生器は、他の実施形態では、推力及び／又は回転エネルギーを発生させるための任意の他の適切な構成を有してもよい。高圧（ＨＰ）シャフト又はスプール３２６は、ＨＰタービン３１８とＨＰ圧縮機３１４とを駆動連結する。低圧（ＬＰ）シャフト又はスプール３２８は、ＬＰタービン３２０とＬＰ圧縮機３１２とを駆動連結する。したがって、ＬＰシャフト３２８及びＨＰシャフト３２６は、各々回転構成要素であり、ターボファンエンジン３００の運転中に軸方向Ａ２を中心に回転する。
【００３７】
引き続き図４の実施形態を参照すると、ファンセクション３０４もまた、推力発生器、より詳細には、概ね半径方向Ｒ２に沿って外向きに延在する複数のファンブレード３４２を有するファン３４０を含む。認められるように、複数のファンブレード３４２は、周方向Ｃ２に沿って互いに離間される。ファンブレード３４２は、ＬＰシャフト３２８によって長手方向軸線３０２を中心に一緒に回転可能である。さらに、ファン３４０は、複数のファンブレード３４２を通る空気流を促進するように空気力学的に成形された回転可能な前方ハブ３４４並びにファン３４０及び／又はコアタービンエンジン３０６の少なくとも一部分を周方向に囲む環状のファンケーシング又は外側ナセル３４６を含む。例示的なナセル３４６は、周方向に互いに離間された複数の出口ガイドベーン３４８によってコアタービンエンジン３０６に対して支持される。さらに、ナセル３４６の下流セクション３５０は、コアタービンエンジン３０６の外側部分との間にバイパス空気流通路３５２を画成するようにコアタービンエンジン３０６の外側部分を覆うよう延在する。
【００３８】
ターボファンエンジン３００の運転中、大量の空気３５４が、ナセル３４６及び／又はファンセクション３０４の関連する入口３５６を通ってターボファン３００に流入する。大量の空気３５４が、ファンブレード３４２を通過するとき、矢印３５８によって示されているような空気３５４の第１の部分は、バイパス空気流通路３５２に向けられるか、又は送られ、矢印３６０によって示されているような空気３５４の第２の部分は、コア空気流路３２４（より具体的には、ＬＰ圧縮機３１２）に向けられるか、又は送られる。空気の第１の部分３５８と空気の第２の部分３６０との比率は、バイパス比として一般に知られている。次に、空気の第２の部分３６０の圧力は、空気の第２の部分３６０が高圧（ＨＰ）圧縮機３１４を通して燃焼セクション３１６に送られるときにさらに高められ、そこでは、空気の第２の部分３６０は、燃焼ガス３６２を供給するために燃料と混合され、燃焼される。
【００３９】
燃焼ガス３６２は、ＨＰタービン３１８を通して送られ、そこでは、燃焼ガス３６２から熱エネルギー及び／又は運動エネルギーの一部分が、ＨＰシャフト又はスプール３２６に結合されたＨＰタービンロータブレード３６４の連続した段によって取り出され、これにより、ＨＰシャフト又はスプール３２６が回転し、この結果、ＨＰ圧縮機３１４の動作が支援される。次に、燃焼ガス３６２は、ＬＰタービン３２０を通して送られ、そこでは、燃焼ガス３６２から熱エネルギー及び運動エネルギーの第２の部分が、ＬＰシャフト又はスプール３２８に結合されたＬＰタービンロータブレード３６６によって取り出され、これにより、ＬＰシャフト又はスプール３２８が回転し、この結果、ＬＰ圧縮機３１２の動作及び／又はファン３４０の回転が支援される。
【００４０】
その後、燃焼ガス３６２は、推進力を提供するためにコアタービンエンジン３０６のジェット排気ノズルセクション３２２を通して送られる。同時に、空気の第１の部分３５８の圧力は、空気の第１の部分３５８が、ターボファン３００のファンノズル排気セクション３６８から排気されて、同様に推進力を提供する前にバイパス空気流通路３５２を通して送られるときに大幅に高められる。
【００４１】
図４に描かれている例示的なターボファンエンジン３００の様々な回転構成要素が、複数のガス軸受３７０によって支持される。留意すべきは、特定の例示的な実施形態では、例示的なガス軸受３７０の１つ以上が、図１及び図２を参照して上で説明した例示的なガス軸受１００と実質的に同じ方法で構成されてもよいことである。具体的には、述べたように、ターボファンエンジン３００は、圧縮機セクションのＬＰ圧縮機３１２及びタービンセクションのＬＰタービン３２０に取り付けられる、これらと共に回転可能なＬＰシャフト３２８を含む。複数のガス軸受３７０は、ＬＰ圧縮機３１２及びＬＰタービン３２０と共にＬＰシャフト３２８を実質的に完全に支持する。さらに、ターボファンエンジン３００は、圧縮機セクションのＨＰ圧縮機３１４及びタービンセクションのＨＰタービン３１８に取り付けられる、これらと共に回転可能なＨＰシャフト３２６を含む。複数のガス軸受３７０は同様に、ＨＰ圧縮機３１４及びＨＰタービン３１８と共にＨＰシャフト３２６を実質的に完全に支持する。留意すべきは、例示的なターボファンエンジン３００は、ＬＰ圧縮機３１２、ＬＰタービン３２０、ＨＰ圧縮機３１４、及びＨＰタービン３１８を直接支持する複数のガス軸受３７０を含むが、他の例示的な実施形態では、複数のガス軸受３７０は、その代わりに、ＬＰシャフト３２８及びＨＰシャフト３２６を直接支持することによってこれらの構成要素を実質的に完全に支持してもよい。
【００４２】
具体的に、ここでさらに図５及び図６を参照すると、図４の例示的なターボファンエンジン３００の拡大図が提供されている。図５は、例示的なターボファンエンジン３００の圧縮機セクションの拡大図を提供し、図６は、例示的なターボファンエンジン３００のタービンセクションの拡大図を提供している。
【００４３】
特に図５を参照すると、低圧（ＬＰ）圧縮機３１２の拡大図が提供されており、ＬＰ圧縮機３１２は、３つの圧縮機段３７２を含む。圧縮機段３７２の各々は、コア空気流路３２４内で周方向Ｃ２に沿って互いに離間された複数の圧縮機ロータブレード３７４を含む。さらに、圧縮機ロータブレード３７４の各々は、半径方向Ｒ２に沿って内端で各々の圧縮機ロータ３７６に取り付けられる。
【００４４】
ターボファンエンジン３００は、圧縮機セクション内に、圧縮機セクションの一部分に取り付けられる、これと共に回転可能な回転構成要素３７８をさらに含む。回転構成要素３７８は、圧縮機ロータの様々な段３７２に取り付けられ、運転中にＬＰ圧縮機３１２を駆動する／回転させる。より具体的には、回転構成要素３７８は、シャフト（描かれている実施形態に関しては、ＬＰシャフト３２８として構成されている）並びに圧縮機ロータブレード３７４の様々な段３７２（すなわち、圧縮機ロータブレード３７４の第１の、第２の、及び第３の段３７２）の間に延在し、これらを連結する複数の圧縮機連結器３８０を含む。
【００４５】
上で言及した複数のガス軸受３７０は、ＬＰ圧縮機３１２及びＬＰシャフト３２８の圧縮機部分を実質的に完全に支持する。具体的には、複数のガス軸受３７０は、ターボファンエンジン３００の固定部材３８２に取り付けられ、ＬＰシャフト３２８の軸方向に延在する部分を直接支持する半径方向支持軸受３７０Ａを含む。さらに、複数のガス軸受３７０は、同様にターボファンエンジン３００の固定部材３８２に取り付けられ、ＬＰシャフト３２８の半径方向に延在する部分を直接支持する軸方向推力支持軸受３７０Ｂを含む。半径方向支持軸受３７０Ａ及び軸方向スラスト軸受３７０Ｂは各々、コア空気流路３２４の内側に配置され、コア空気流路３２４から分離される。
【００４６】
加えて、複数のガス軸受３７０は、ノズル段２００の基部２０２に組み込まれる１つ以上のガス軸受３７０を含む。具体的には、描かれている例示的な圧縮機セクションは、２つのノズル段２００を含み、ノズル段２００の各々は、ＬＰ圧縮機３１２の２つの連続した圧縮機段３７２間に配置される。さらに、２つのノズル段２００の各々は、回転構成要素３７８を支持する、より厳密に言えば、回転構成要素３７８の圧縮機連結器３８０（ＬＰ圧縮機３１２の２つの圧縮機段３７２（これらの間に各々のノズル段２００が配置される）を連結する）を直接支持する。
【００４７】
図５に描かれているノズル段２００の各々は、図３を参照して上で説明した例示的なノズル段２００と同様の方法で構成されてもよい。例えば、描かれているノズル段２００の各々は、一般に基部２０２、複数のノズル２０４、及び外側リング２０６を含む。さらに、複数のノズル２０４は、周方向Ｃ２に沿って互いに離間され、コア空気流路３２４にまたがって基部２０２から外側リング２０６まで延在する。このような構成の場合、複数のノズル２０４は、圧縮機ステータベーンとも呼ばれ得る。
【００４８】
さらに、述べたように、基部２０２は、ガス軸受３７０を含む。ガス軸受３７０は、上で説明した例示的なガス軸受１００と同様の方法で構成されてもよい。例えば、上述したように、基部２０２内に含まれる軸受３７０は、回転構成要素３７８を支持するための内側表面１０８を有する複数の軸受パッド１０６を有してもよい（図１及び図２参照）。動作中、ガス軸受３７０は、回転構成要素３７８の低摩擦支持を行うために内側表面１０８を通して作動ガスの流れを供給してもよい。より詳細には、ノズル段２００は、内側表面１０８が、内側表面１０８を通して供給される空気流が内側表面１０８と回転構成要素３７８との間に薄い流体膜を形成するように回転構成要素３７８に対して狭い間隔の関係で配置されるよう構成されてもよい。
【００４９】
さらに、圧縮機セクションの例示的なノズル段２００の各々の基部２０２に組み込まれるガス軸受３７０は、圧縮機ロータブレード３７４の２つの段３７２（これらの間に各々のノズル段２００が配置される）の下流の位置で圧縮機セクションと空気流連通（ａｉｒｆｌｏｗ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）してもよく、圧縮機セクションから作動ガスの流れを受け入れるように構成されてもよい。したがって、このような構成の場合、各々のガス軸受３７０は、回転構成要素３７８を潤滑にするための薄い流体膜を発生させる又は形成するために圧縮機ロータブレード３７４の対応する２つの段３７２よりも高い圧力の作動ガスを利用してもよい。このような実施形態の場合、ノズル段２００の各々の基部２０２に組み込まれるガス軸受３７０はさらに、圧縮機ロータブレード３７４の対応する２つの段３７２の間及びガス軸受３７０の内側表面と回転構成要素３７８との間のシールとして機能し得る。
【００５０】
次に特に図６を参照すると、ターボファンエンジン３００のタービンセクションの概略拡大側断面図が提供されている。図５を参照して上で説明した例示的な圧縮機セクションと同様に、描かれている例示的なタービンセクションは、一般に、１つ以上のタービン段３８４を有するタービンを含む。タービンセクションは、少なくとも部分的にコア空気流路３２４を有し、低圧（ＬＰ）タービン３２０を含む。例示的なＬＰタービン３２０は、７以上のタービン段３８４を含む。しかしながら、他の実施形態では、ＬＰタービン３２０は、任意の他の適切な数のタービン段３８４を有してもよい。タービン段３８４の各々は、コア空気流路３２４内で周方向Ｃ２に沿って互いに離間された複数のタービンロータブレード３８６を含む。さらに、タービンロータブレード３８６の各々は、各々のタービンロータ３８８に取り付けられる。ターボファンエンジン３００は、タービンセクション内に、タービンセクションの一部分に取り付けられる、これと共に回転可能な回転構成要素３７８をさらに含む。より詳細には、回転構成要素３７８は、複数のタービン連結器３９０及びＬＰシャフト３２８を含む。タービン連結器３９０は、タービンロータの様々な段３８４に取り付けられ、ＬＰシャフト３２８は、ＬＰタービン３２０を介して空気流から取り出される回転エネルギーをＬＰシャフト３２８のタービン部分に与える。ＬＰシャフト３２８は、ＬＰタービン３２０と図５を参照して上で説明したＬＰ圧縮機３１２とを連結する。
【００５１】
上述したように、複数のガス軸受３７０は、ＬＰタービン３２０及びＬＰシャフト３２８のタービン部分を実質的に完全に支持する。具体的には、複数のガス軸受３７０は、ターボファンエンジン３００の固定部材３９２に取り付けられ、タービンセクション内のＬＰシャフト３２８の軸方向に延在する部分を直接支持する半径方向支持軸受３７０Ａを含む。さらに、複数のガス軸受３７０は、同様にターボファンエンジン３００の固定部材３９２に取り付けられ、タービンセクション内のＬＰシャフト３２８の半径方向に延在する部分を直接支持する軸方向推力支持軸受３７０Ｂを含む。半径方向支持軸受３７０Ａ及び軸方向スラスト軸受３７０Ｂは各々、コア空気流路３２４の内側に配置され、コア空気流路３２４から分離される。
【００５２】
さらに、図５を参照して上で説明した例示的な圧縮機セクションと同様に、描かれている例示的なＬＰタービン３２０に関して、回転構成要素３７８（ＬＰシャフト３２８及びタービン連結器３９０を含む）は、本開示の例示的な実施形態に従ってノズル段２００の基部２０２に組み込まれる１つ以上のガス軸受３７０によって支持される。具体的には、描かれている例示的なタービンセクションは、ノズル段２００の各々に組み込まれる３つのガス軸受３７０を含む。描かれている例示的なノズル段２００は各々、ＬＰタービン３２０の２つの連続したタービン段３８４間に配置される。
【００５３】
引き続き図６を参照すると、描かれているノズル段２００（その中に組み込まれた例示的なガス軸受３７０を有する）の各々もまた、図４を参照して上で説明した例示的なノズル段２００と同様の方法で構成されてもよい。例えば、描かれているノズル段２００の各々は、一般に基部２０２、複数のノズル２０４、及び外側リング２０６を含む。さらに、複数のノズル２０４は、周方向Ｃ２に沿って互いに離間され、コア空気流路３２４にまたがって基部２０２から外側リング２０６まで延在する。このような構成の場合、複数のノズル２０４は、タービンステータベーンとも呼ばれ得る。
【００５４】
さらに、述べたように、基部２０２は、その中に組み込まれたガス軸受３７０を含む。ガス軸受３７０は、上で説明した例示的なガス軸受１００と同様の方法で構成されてもよい。例えば、上述したように、基部２０２内に含まれる軸受３７０は、回転構成要素３７８を支持するための内側表面１０８を有する複数の軸受パッド１０６を有してもよい。動作中、ガス軸受３７０は、回転構成要素３７８の低摩擦支持を行うために内側表面１０８を通して作動ガスの流れを供給してもよい。より詳細には、ノズル段２００は、内側表面１０８が、内側表面１０８を通して供給される空気流が内側表面１０８と回転構成要素３７８との間に薄い流体膜を形成するように回転構成要素３７８に対して狭い間隔の関係で配置されるよう構成されてもよい。
【００５５】
本開示の１つ以上の例示的な態様に係るガスタービンエンジンは、より単純で、より軽量な、より費用のかからないガスタービンエンジンを可能にし得る。より詳細には、様々な回転構成要素、タービン、及び／又は圧縮機の１つ以上を実質的に完全に支持するための複数のガス軸受を含むことによって、ガスタービンエンジンは、油潤滑軸受及びすべての関連する補助構造（例えば、油溜め、油ポンプ、油ラインなど）を無くし得る。
【００５６】
しかしながら、他の実施形態では、ガスタービンエンジンは任意の他の適切な方法で構成されてもよいことが認められるべきである。例えば、他の実施形態では、１つ以上の油潤滑軸受が、本明細書で説明されているガス軸受３７０に加えて使用されてもよい。さらに又は或いは、圧縮機セクション及び／又はタービンセクションは、任意の適切な数のノズル段２００を含んでもよく、本明細書で説明されている例示的な圧縮機セクション及びタービンセクションに組み込まれているノズル段２００の数に限定されない。さらに、さらに他の例示的な実施形態では、本開示の態様が、任意の他の適切なガスタービンエンジン又はターボ機械に組み込まれてもよいことが認められるべきである。例えば、他の例示的な実施形態では、本開示の態様は、例えばターボプロップエンジン、ターボシャフトエンジン、又はターボジェットエンジンに組み込まれてもよい。
【００５７】
次に図７を参照すると、本開示の例示的な実施形態に係る航空装置の左側面図が提供されている。描かれている例示的な航空装置は、航空機４００である。図７に示されているように、航空機４００は、これを通って延在する長手方向中心線４０２、垂直方向Ｖ、前端４０４、及び後端４０６を有する。さらに、航空機４００は、航空機４００の前端４０４と後端４０６との間に延在する中間線４０８を有する。本明細書で使用される場合、「中間線」は、航空機４００の付加物（翼４１２及び安定板（以下で述べられる）などの）を考慮に入れずに、航空機４００の長さに沿って延在する中央線を意味する。
【００５８】
さらに、航空機４００は、胴体４１０（航空機４００の前端４０４から航空機４００の後端４０６まで長手方向に延在する）及び１対の翼４１２を含む。本明細書で使用される場合、「胴体」という用語は、一般に、航空機４００の本体のすべて（航空機４００の尾部など）を含む。航空機４００は、垂直安定板４１４及び１対の水平安定板４１６をさらに含む。胴体４１０は、外面又は外板４１８をさらに含む。しかしながら、本開示の他の例示的な実施形態では、航空機４００は、さらに又は或いは、垂直方向Ｖ又は水平方向に沿って真っ直ぐに延在しても、しなくてもよい例えば安定板の任意の他の適切な構成を含んでもよいことが認められるべきである。
【００５９】
図７の例示的な航空機４００は、複数の回転機械を含む。具体的には、例示的な航空機４００は、１対の航空機エンジン（これらの少なくとも１つは、１対の翼４１２の各々に取り付けられる）及び電気ファンエンジン４２０を含む。描かれている実施形態に関して、航空機エンジンは、翼下構成で翼４１２の下に吊り下げられたターボファンジェットエンジン４２２として構成される。さらに、電気ファンエンジン４２０は、航空機４００の胴体４１０上に境界層を形成する空気を吸気して消費するように構成される。したがって、後部エンジンは、「境界層吸気ファン」として構成される。さらに、電気ファンエンジン４２０は、中間線４０８（航空機４００を通って延在する中間線４０８など）に沿って翼４１２及び／又はジェットエンジン４２２の後方の位置で航空機４００に取り付けられる。具体的には、描かれている実施形態に関して、電気ファンエンジン４２０は、電気ファンエンジン４２０が後端４０６で後尾セクションに組み込まれる又は組み合わされるように後端４０６で胴体４１０に固定して連結される。したがって、電気ファンエンジン４２０は、「後部ファン」として構成される。しかしながら、様々な他の実施形態では、電気ファンエンジン４２０が、代替的に、後端４０６の任意の適切な位置又は航空機４００の他の位置に配置されてもよいことが認められるべきである。
【００６０】
留意すべきは、様々な実施形態では、ジェットエンジン４２２が、図４〜図６を参照して上述した例示的なターボファンエンジン３００と同様の方法で構成されてもよいことである。さらに、特定の実施形態では、ジェットエンジン４２２は、１つ以上の発電機（図示せず）に機械的動力を供給してもよい。１つ以上の発電機は、ジェットエンジン４２２によって供給される機械的動力を電力に変換してもよく、次いで、このような電力は、電気ファンエンジン４２０に供給されてもよい。
【００６１】
次に図８を参照すると、図７の電気ファンエンジン４２０の概略側断面図が提供されている。図示のように、電気ファンエンジン４２０は、これを通って延在する参照のための長手方向中心軸線４２４に沿って延在する軸方向Ａ３、半径方向Ｒ３、及び周方向Ｃ３（すなわち、軸方向Ａ３の周りに延在する方向）（図示せず）を有する。
【００６２】
一般に、電気ファンエンジン４２０は、中心軸線４２４を中心に回転可能なファン４２６と、ファン４２６の一部分の周囲に延在するナセル４２５と、構造支持システム４２８とを含む。ファン４２６は、複数のファンブレード４３０及びファンシャフト４３２を含む。複数のファンブレード４３０は、ファンシャフト４３２に取り付けられ、概ね周方向Ｃ３に沿って互いに離間される。
【００６３】
特定の例示的な実施形態では、複数のファンブレード４３０は、ファンシャフト４３２に固定して取り付けられてもよいし、或いは、複数のファンブレード４３０は、ファンシャフト４３２に回転可能に取り付けられてもよい。例えば、複数のファンブレード４３０は、複数のファンブレード４３０の各々のピッチがピッチ変更機構（図示せず）によって（例えば一斉に）変更され得るようにファンシャフト４３２に取り付けられてもよい。複数のファンブレード４３０のピッチを変更するによって、電気ファンエンジン４２０の効率を向上させることができ、及び／又は、電気ファンエンジン４２０が所望の推力プロファイルを得ることを可能にすることができる。このような例示的な実施形態の場合、電気ファンエンジン４２０は、可変ピッチファンと呼ばれ得る。
【００６４】
ファンシャフト４３２は、少なくとも部分的に航空機４００の胴体４１０内に配置される電源に機械的に結合される。この電源は、描かれている実施形態に関しては電動機４３４として構成される。電動機４３４は、エネルギー蓄積装置又は発電機（発電機は、例えばジェットエンジン４２２からの機械的動力を電力に変換する）の一方又は両方から動力を受け取り得る。留意すべきは、電気ファンエンジン４２０が、電動機４３４とファンシャフト４３２とを機械的に結合するギヤボックス（図示せず）をさらに含んでもよいことである。
【００６５】
上で簡単に述べたように、電気ファンエンジン４２０は、電気ファンエンジン４２０を航空機４００に取り付けるための構造支持システム４２８をさらに含む。構造支持システム４２８は、一般に、航空機４００の胴体４１０からファンシャフト４３２の中を通って電気ファンエンジン４２０のナセル４２５まで延在する。より具体的には、構造支持システム４２８は、一般に、第１の端部４３８と第２の端部４４０との間に延在する支持シャフト４３６を含む。留意すべきは、本明細書で使用される場合、「支持シャフト」という用語は、一般に、任意の構造部材（支持ビーム又は支持ロッドなど）を意味することである。第１の端部４３８において、支持シャフト４３６は、支持シャフト４３６の複数の前方取付アーム４４２によって航空機４００の胴体４１０に取り付けられる。例えば、支持シャフト４３６の第１の端部４３８の、支持シャフト４３６の複数の前方取付アーム４４２は、航空機４００の胴体４１０のバルクヘッド４４４に取り付けられてもよい。
【００６６】
支持シャフト４３６は、第１の端部４３８からファンシャフト４３２の少なくとも一部分の中を通って後方に延在する。描かれている実施形態に関して、支持シャフト４３６は、ファンシャフト４３２の中心を通って延在する円筒形本体部分４４６を含み、支持シャフト４３６の円筒形本体部分４４６は、ファンシャフト４３２と同心である。
【００６７】
構造支持システム４２８は、構造支持シャフト４３６からナセル４２５まで延在する１つ以上の構造部材４４８をさらに含む。具体的には、描かれている実施形態に関して、構造支持シャフト４３６は、複数の後方支持アーム４５０及び円筒形支持リング４５２を含む。複数の後方支持アーム４５０は、支持シャフト４３６の円筒形本体部分４４６から円筒形支持リング４５２まで延在し、１つ以上の構造部材４４８は、円筒形支持リング４５２に取り付けられる。さらに、描かれている実施形態に関して、１つ以上の構造部材４４８は、支持シャフト４３６の第２の端部４４０（すなわち、円筒形支持リング４５２）に取り付けられた周方向に互いに離間された複数の構造部材４４８を含む。１つ以上の構造部材４４８は、ナセル４２５及び例えば電気ファンエンジン４２０のテールコーン４５４を構造的に支持してもよい。
【００６８】
図８に描かれている実施形態に関して、複数の構造部材４４８は、ナセル４２５を構造的に支持するために実質的に半径方向Ｒ３に沿ってナセル４２５まで延在する。さらに、少なくとも特定の例示的な実施形態では、構造部材４４８は各々、出口ガイドベーンとして構成されてもよい。出口ガイドベーンとして構成される場合、構造部材４４８は、電気ファンエンジン４２０に空気の流れを通すために構成されてもよい。
【００６９】
しかしながら、描かれている例示的な構造支持システム４２８が、例として提供されているに過ぎず、他の例示的な実施形態では、任意の他の適切な構造支持システム４２８が用意されてもよいことが認められるべきである。例えば、他の例示的な実施形態では、構造部材４４８は、その代わりに、半径方向Ｒ３に対して角度を有してもよく、さらには、周方向Ｃ３に沿って均等に又は不均等に互いに離間されてもよい。さらに、支持シャフト４３６は、任意の他の適切な構成を有してもよい。例えば、他の例示的な実施形態では、支持シャフト４３６は、円筒形本体部分が航空機４００の胴体４１０に前端で直接取り付けられるように全体的に円筒形本体部分から形成されてもよい。同様に、他の実施形態では、支持シャフト４３６は、後方取付アーム４５０又は円筒形支持リング４５２の一方又は両方を含まなくてもよい。例えば、特定の例示的な実施形態では、１つ以上の構造部材４４８は、支持シャフト４３６の円筒形本体部分４４６に直接取り付けられてもよい。さらに、さらに他の実施形態では、支持システム４２８は、構造部材４４８及びナセル４２５のために所望の量の支持体を設けるためにファンシャフト４３２の半径方向内側に、例えば、支持シャフト４３６内に又は他の位置に配置される付加的な支持特徴（例えば、固定支持特徴）を含んでもよい。
【００７０】
引き続き図８の例示的な実施形態を参照すると、支持シャフト４３６の円筒形本体部分４４６は、ファンシャフト４３２の回転を支持する。より詳細には、描かれている実施形態に関して、軸受アセンブリが、支持シャフト４３６の本体部分４４６とファンシャフト４３２との間に設けられる。描かれている例示的な軸受アセンブリは、一般に、電気ファンエンジン４２０の回転構成要素を実質的に完全に支持するために複数のガス軸受を含む。より詳細には、描かれている例示的な軸受アセンブリは、前方ガス軸受４５６及び後方ガス軸受４５８を含む。前方ガス軸受４５６及び後方ガス軸受４５８は、電気ファンエンジン４２０のファンシャフト４３２を実質的に完全に支持する。前方ガス軸受４５６及び後方ガス軸受４５８は、任意の適切な方法で構成されてもよい。例えば、特定の例示的な実施形態では、前方ガス軸受４５６及び後方ガス軸受４５８は、図１及び図２を参照して上で説明した例示的なガス軸受１００と実質的に同じ方法で構成されてもよい。図８に描かれている例示的なガス軸受４５６、４５８は、半径方向支持軸受として構成されているが、電気ファンエンジン４２０は、さらに又は或いは、１つ以上の軸方向支持ガス軸受（例えば、スラスト軸受）を含んでもよいことが認められるべきである。
【００７１】
この記載された説明では、最良の態様を含めて本発明を開示するために、さらには、任意の当業者が任意の装置又はシステムの製造及び使用並びに任意の組み込み方法の実行を含めて本発明を実施することを可能にするために、例が使用されている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定されており、また、当業者によって想到される他の例を含み得る。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含む場合又は特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない均等な構造的要素を含む場合に、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
［実施態様１］
航空装置用の回転機械であって、
推力発生器と、
推力発生器と共に回転可能な回転構成要素（１４５、２１４、３７８）と、
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備える回転機械。
［実施態様２］
回転機械が、ターボ機械を備え、推力発生器が、ターボ機械の圧縮機セクション及びタービンセクションを備え、圧縮機セクションが、圧縮機（３１２、３１４）を備え、タービンセクションが、タービン（３１８、３２０）を備える、実施態様１に記載の回転機械。
［実施態様３］
回転構成要素（１４５、２１４、３７８）が、圧縮機（３１２、３１４）及びタービン（３１８、３２０）に取り付けられる、圧縮機（３１２、３１４）及びタービン（３１８、３２０）と共に回転可能なスプール（３２６、３２８）を備え、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を実質的に完全に支持する、実施態様２に記載の回転機械。
［実施態様４］
圧縮機（３１２、３１４）が、圧縮機ロータブレード（３７４）の第１の段（３７２）及び圧縮機ロータブレード（３７４）の第２の段（３７２）を備え、圧縮機ロータブレード（３７４）の第１の段（３７２）及び第２の段（３７２）が、連結器（３８０）を介して互いに取り付けられ、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）及び連結器（３８０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）を備える、実施態様３に記載の回転機械。
［実施態様５］
連結器（３８０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）が、圧縮機ロータブレード（３７４）の第２の段（３７２）の下流の位置で圧縮機セクションと空気流連通し、圧縮機セクションから作動ガスの流れを受け入れるように構成される、実施態様４に記載の回転機械。
［実施態様６］
タービン（３１８、３２０）が、連結器（３９０）を介して互いに取り付けられる、タービンロータブレード（３８６）の２つの段（３８４）を備え、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）及び連結器（３９０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）を備える、実施態様３に記載の回転機械。
［実施態様７］
タービン（３１８、３２０）が、第１のタービンであり、タービンセクションが、第２のタービンをさらに備え、圧縮機（３１２、３１４）が、第１の圧縮機であり、圧縮機セクションが、第２の圧縮機をさらに備え、回転構成要素（１４５、２１４、３７８）が、第１の回転構成要素であり、ターボ機械が、第２の圧縮機及び第２のタービンに取り付けられる、第２の圧縮機及び第２のタービンと共に回転可能な第２の回転構成要素をさらに備え、複数のガス軸受（１００、３７０）が、第２の回転構成要素、第２の圧縮機、及び第２のタービンを実質的に完全に支持する、実施態様２に記載の回転機械。
［実施態様８］
複数のガス軸受（１００、３７０）が、半径方向支持軸受（３７０Ａ）及びスラスト軸受（３７０Ｂ）を備える、実施態様１に記載の回転機械。
［実施態様９］
複数のガス軸受（１００、３７０）の各ガス軸受（１００、３７０）が、内側表面（１０８）を有し、内側表面（１０８）上に薄膜を形成するために内側表面（１０８）を通して作動ガスの流れを供給するように構成される、実施態様１に記載の回転機械。
［実施態様１０］
作動ガスが、ターボ機械の圧縮機セクションからの圧縮空気である、実施態様９に記載の回転機械。
［実施態様１１］
回転機械が、電気ファンエンジン（４２０）であり、推力発生器が、ファン（４２６）及び電動機（４３４）を備え、電動機（４３４）が、ファン（４２６）を駆動し、回転構成要素（１４５）が、ファン（４２６）又は電動機（４３４）の一方又は両方と共に回転可能なシャフト（４３２）である、実施態様１に記載の回転機械。
［実施態様１２］
電気ファンエンジン（４２０）が、航空機（４００）の後端（４０６）に取り付けられるように構成される境界層吸気ファンである、実施態様１１に記載の回転機械。
［実施態様１３］
ターボ機械であって、
圧縮機（３１２、３１４）を備える圧縮機セクションと、
タービン（３１８、３２０）を備えるタービンセクションと、
圧縮機部分及びタービン部分を備えるスプール（３２６、３２８）であって、圧縮機部分が、圧縮機セクション内に配置され、圧縮機（３１２、３１４）に取り付けられ、圧縮機（３１２、３１４）と共に回転可能であり、タービン部分が、タービンセクション内に配置され、タービン（３１８、３２０）に取り付けられ、タービン（３１８、３２０）と共に回転可能であるスプール（３２６、３２８）と、
圧縮機（３１２、３１４）及びスプール（３２６、３２８）の圧縮機部分又はタービン（３１８、３２０）及びスプール（３２６、３２８）のタービン部分の少なくとも一方を実質的に完全に支持する複数のガス軸受（１００、３７０）と
を備えるターボ機械。
［実施態様１４］
複数のガス軸受（１００、３７０）が、圧縮機（３１２、３１４）及びスプール（３２６、３２８）の圧縮機部分を実質的に完全に支持し、圧縮機（３１２、３１４）が、圧縮機ロータブレード（３７４）の第１の段（３７２）及び圧縮機ロータブレード（３７４）の第２の段（３７２）を備え、圧縮機ロータブレード（３７４）の第１の段（３７２）及び第２の段（３７２）が、連結器（３８０）を介して互いに取り付けられ、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）及び連結器（３８０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）を備える、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１５］
連結器（３８０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）が、圧縮機ロータブレード（３７４）の第２の段（３７２）の下流の位置で圧縮機セクションと空気流連通し、圧縮機セクションから作動ガスの流れを受け入れるように構成される、実施態様１４に記載のターボ機械。
［実施態様１６］
複数のガス軸受（１００、３７０）が、半径方向支持軸受（３７０Ａ）及びスラスト軸受（３７０Ｂ）を備える、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１７］
複数のガス軸受（１００、３７０）の各ガス軸受（１００、３７０）が、内側表面（１０８）を有し、内側表面（１０８）上に薄膜を形成するために内側表面（１０８）を通して作動ガスの流れを供給するように構成される、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１８］
複数のガス軸受（１００、３７０）が、タービン（３１８、３２０）及びスプール（３２６、３２８）のタービン部分を実質的に完全に支持する、実施態様１３に記載のターボ機械。
［実施態様１９］
タービン（３１８、３２０）が、連結器（３９０）を介して互いに取り付けられる、タービンロータブレード（３８６）の２つの段（３８４）を備え、複数のガス軸受（１００、３７０）が、スプール（３２６、３２８）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）及び連結器（３９０）を直接支持するガス軸受（１００、３７０）を備える、実施態様１８に記載のターボ機械。
［実施態様２０］
複数のガス軸受（１００、３７０）が、圧縮機（３１２、３１４）及びスプール（３２６、３２８）の圧縮機部分を実質的に完全に支持し、複数のガス軸受（１００、３７０）が、タービン（３１８、３２０）及びスプール（３２６、３２８）のタービン部分を実質的に完全に支持する、実施態様１３に記載のターボ機械。
【符号の説明】
【００７２】
１００  軸受アセンブリ、ガス軸受
１０２  中心軸線
１０４  軸方向開口
１０５  ダンパアセンブリ
１０６  軸受パッド
１０８  内側表面
１１０  ハウジング
１１１  外側壁
１１２  ガス入口
１１４  供給通路
１１６  二重壁コラム
１１８  パッドの中心
１２０  ガス分配孔
１２２  軸受セクション
１２４  第１の流体ダンパキャビティ
１２６  第２の流体ダンパキャビティ
１２８  第１の外側壁
１３０  第２の内側壁
１３２  外周部
１３４  ハウジングの本体
１３６  外側壁の半硬質部分
１３８  外側壁の硬質部分
１４０  内側壁の半硬質部分
１４２  内側通路
１４４  外側通路
２００  ノズル段
２０２  基部
２０４  ノズル
２０６  外側リング
３００  ターボファンジェットエンジン
３０２  長手方向中心線、長手方向軸線、軸方向の中心線
３０４  ファンセクション
３０６  コアタービンエンジン
３０８  外側ケーシング
３１０  環状入口
３１２  低圧（ＬＰ）圧縮機
３１４  高圧（ＨＰ）圧縮機
３１６  燃焼セクション
３１８  高圧（ＨＰ）タービン
３２０  低圧（ＬＰ）タービン
３２２  ジェット排気ノズルセクション
３２４  コア空気流路
３２６  高圧（ＨＰ）シャフト、スプール
３２８  低圧（ＬＰ）シャフト、スプール
３４０  ファン
３４２  ファンブレード
３４４  前方ハブ
３４６  ファンケーシング、外側ナセル
３４８  出口ガイドベーン
３５０  下流セクション
３５２  バイパス空気流通路
３５４  空気
３５６  入口
３５８  空気の第１の部分
３６０  空気の第２の部分
３６２  燃焼ガス
３６４  ＨＰタービンロータブレード
３６６  ＬＰタービンロータブレード
３６８  ファンノズル排気セクション
３７０  ガス軸受
３７０Ａ  半径方向支持軸受
３７０Ｂ  軸方向推力支持軸受、軸方向スラスト軸受
３７２  圧縮機段、第３の段
３７４  圧縮機ロータブレード
３７６  圧縮機ロータ
３７８  回転構成要素
３８０  圧縮機連結器
３８２  固定部材
３８４  タービン段
３８６  タービンロータブレード
３８８  タービンロータ
３９０  タービン連結器
３９２  固定部材
４００  航空機
４０２  長手方向中心線
４０４  前端
４０６  後端
４０８  中間線
４１０  胴体
４１２  翼
４１４  垂直安定板
４１６  水平安定板
４１８  外面、外板
４２０  電気ファンエンジン
４２２  ターボファンジェットエンジン
４２４  後部エンジン軸線、長手方向中心軸線
４２５  ナセル
４２６  ファン
４２８  構造支持システム
４３０  ファンブレード
４３２  ファンシャフト
４３４  電動機
４３６  構造支持シャフト
４３８  第１の端部
４４０  第２の端部
４４２  前方取付アーム
４４４  バルクヘッド
４４６  円筒形本体部分
４４８  支持部材、構造部材
４５０  後方支持アーム、後方取付アーム
４５２  円筒形支持リング
４５４  テールコーン
４５６  前方ガス軸受
４５８  後方ガス軸受
Ａ１〜Ａ３  軸方向
Ｃ１〜Ｃ３  周方向
Ｒ１〜Ｒ３  半径
Ｖ  垂直方向
【図１】
0006504576.tif 000002
【図２】
0006504576.tif 000003
【図３】
0006504576.tif 000004
【図４】
0006504576.tif 000005
【図５】
0006504576.tif 000006
【図６】
0006504576.tif 000007
【図７】
0006504576.tif 000008
【図８】
0006504576.tif 000009