(57)【要約】ガスタービンエンジンのファンコンテインメントケーシング用の構造支持ケーシングは繊維強化複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間されている少なくとも１つの領域を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）のファンコンテインメントケーシング（２２）用の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）であって、
前記剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）は、延性ポリマー材料（３４、３５）によって繊維強化複合材料（３１、３２、３３）の２以上のサブラミネートが互いに離間されている少なくとも１つの領域（３０）を備える、剛壁ファンコンテインメントケーシング。
【請求項２】
前記延性ポリマー材料（３４、３５）の引張弾性率は、前記繊維強化複合材料（３１、３２、３３）の引張弾性率の約５０％以下、例えば約２５％以下である、請求項１に記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項３】
前記延性ポリマー材料（３４、３５）の引張弾性率は、約１０ＧＰａ以下、例えば、約５ＧＰａ以下である、請求項１または２に記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項４】
前記延性ポリマー材料（３４、３５）の破断までの伸びは、前記繊維補強複合材料（３１、３２、３３）の破断までの伸びの少なくとも５倍、例えば、少なくとも１０倍である、請求項１〜３のいずれかに記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項５】
前記延性ポリマー材料（３４、３５）の破断までの伸びは、少なくとも約５０％、例えば、少なくとも約１００％である、請求項１〜４のいずれかに記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項６】
前記繊維補強複合材料（３１、３２、３３）の破断までの伸びは、約１０％以下、例えば、５％以下である、請求項５に記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項７】
前記繊維補強複合材料（３１、３２、３３）は、少なくとも約１０００ＭＰａの引張強度を有し、かつ、前記延性ポリマー材料（３４、３５）は、約２００ＭＰａ以下の引張強度を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項８】
前記延性ポリマー材料（３４、３５）は２００℃またはそれ未満の温度で熱劣化を生じやすくない、請求項１〜７のいずれかに記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項９】
前記延性ポリマー材料（３４、３５）は、ポリウレタンおよび／またはフェノール樹脂を含み、かつ前記繊維複合材料（３１、３２、３３）は、繊維強化ポリマー、例えば、炭素繊維強化ポリマーである、請求項１〜８のいずれかに記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項１０】
前記繊維強化複合材料（３１、３２、３３）の２以上のサブラミネートが非強化延性ポリマー材料（３４、３５）の１以上の固体層によって互いに離間されている、請求項１〜９のいずれかに記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項１１】
延性ポリマー材料（３４、３５）の厚みは、繊維強化複合材料のサブラミネートの隣接する各組の間に提供され、前記組の繊維強化複合材料（３１、３２、３３）の前記２以上のサブラミネートのいずれか１つの厚み以下、例えば、延性ポリマー材料の前記厚みは、繊維強化複合材料のサブラミネートの隣接する各組の間に提供され、繊維強化複合材料の前記２以上のサブラミネートのいずれか１つの厚みの約５０％以下である、請求項１〜１０のいずれかに記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項１２】
前記繊維強化複合材料（３１、３２、３３）の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料（３４、３５）によって互いに離間されている、少なくとも１つの領域（３０）は、前記構造支持ケーシング（２２）の円周の大部分の周囲に広がる、請求項１〜１１のいずれかに記載の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の前記剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）を備えるガスタービンエンジン（１０）。
【請求項１４】
ガスタービンエンジン（１０）のファンコンテインメントケーシング用の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）用のプリフォームをレイアップする方法であって、
前記方法は、第１の繊維強化複合材料サブラミネートをツールに適用すること（１０１）、前記第１の繊維強化複合材料サブラミネート上に延性ポリマー材料を適用すること（１０２）、および前記延性ポリマー材料上に第２の繊維強化複合材料サブラミネートを適用すること（１０３）を含む、方法。
【請求項１５】
ガスタービンエンジン（１０）のファンコンテインメントケーシング用の剛壁ファンコンテインメントケーシング（２２）を製造する方法であって、
当該方法は請求項１４に記載の方法によって剛壁ファンコンテインメントケーシング用のプリフォームをレイアップすることおよび前記プリフォームを硬化すること（１０４）を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスタービンエンジンのファンコンテインメントケーシング用の構造支持ケーシングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンはエンジン前方にファンブレードを有するファンを含む。ファンは剛壁ファンコンテインメントケースに収納されうる。稼働中、ファンブレードのいずれか１つがファンから外れて、剛壁ファンコンテインメントケースに衝撃を与えうる。一般的に、このような状態をファンブレード飛散（ＦＢＯ）イベントと呼ぶ。タービンエンジンファンが１本のブレードを失うと、ファンコンテインメントケースにかかる荷重は、ファンのアンバランスのために、通常運行条件下において経験されるものを遙かに超えて増加する。典型的には数秒間におけるエンジン停止動作時、ＦＢＯの衝撃が原因の損傷から剛壁ファンコンテインメントケース内で亀裂が急速に伝播し、コンテインメントの破損につながる可能性がある。
【０００３】
典型的には剛壁ファンコンテインメントケースはチタン製で破損したブレードを止めるように設計されている。ごく最近では、繊維補強複合材料製品の剛壁ファンコンテインメントケースが提案されてきている。複合ファンコンテインメントケースは強度があり、典型的にはチタン製のケースよりも軽量であるが、破損したファンブレードによる衝撃で脆性破壊を起こす可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様によると、ガスタービンエンジンにはファンコンテインメントケーシング用の構造支持ケーシングが提供され、この構造支持ケーシングは延性ポリマー材によって２以上のサブラミネートの繊維補強複合材が互いに離間した少なくとも１つの領域を備える。
【０００５】
この構造支持ケーシングはファンコンテインメントケーシング（例えば、ファンコンテインメントケース）であってもよい。この構造支持ケーシングは、剛壁ファンコンテインメントケーシング（例えば、剛壁ファンコンテインメントケース）であってもよい。構造支持ケーシングは、剛壁ファンコンテインメントケーシングの胴であってもよい。
【０００６】
延性ポリマー材料は、繊維補強複合材料よりも延性が大きくてもよい（すなわち、脆性度が小さい）。
【０００７】
延性ポリマー材料の材料破断までの伸びは繊維補強複合材料の材料破断までの伸びよりも大きくてもよい。延性ポリマー材料の材料破断までの伸びは、繊維補強複合材料の材料破断までの伸びの少なくとも約５倍、例えば、少なくとも約１０倍、または少なくとも約１５倍、または少なくとも約２０倍、または少なくとも約２５倍、または少なくとも約３０倍、または少なくとも約３５倍、または少なくとも約４０倍であってもよい。繊維補強複合材料の破断までの伸びは、延性ポリマー材料の破断までの伸びの約２０％以下、例えば、約１０％以下、または約５％以下、または約１％以下であってもよい。
【０００８】
延性ポリマー材料の破断までの伸びは、少なくとも約５０％、例えば、少なくとも約７５％、または少なくとも約１００％、または少なくとも約１２５％、または少なくとも約１５０％、または少なくとも約１７５％、または少なくとも約２００％であってもよい。繊維補強複合材料の破断までの伸びは約１００％から約５００％であってもよい。延性ポリマー材料の破断までの伸びは約４５０％であってもよい。繊維補強複合材料の破断までの伸び率は約５％以下であってもよく、例えば、約４％以下、または約３％以下であってもよい。
【０００９】
「破断までの伸び」という用語（別称「極限伸び」または「引張りひずみ」）は、材料の延性の一般的な基準である、すなわち引張試験中において破断前までに材料が耐えることが可能なひずみの量であることが理解されうる。材料の破断までの伸びは、引張荷重を受ける材料のサンプルが破断する時点のひずみとして決定され、例えばＡＳＴＭＤ８８２に従って、ひずみパーセンテージの単位で測定される。
【００１０】
延性ポリマー材料は、繊維補強複合材料よりも硬くなくてもよい（すなわちより弾力性がある）。
【００１１】
延性ポリマー材料の引張弾性率は繊維補強複合材料の引張弾性率よりも低くてもよい。延性ポリマー材料の引張弾性率は繊維強化複合材料の引張弾性率の約５０％以下、例えば約４０％以下、または約３０％以下、または約２５％以下、または約２０％以下、または約１５％以下、または約１０％以下であってもよい。繊維補強複合材料の引張弾性率は延性ポリマー材料の引張弾性率の少なくとも約２倍、例えば少なくとも約３倍、または少なくとも約４倍、または少なくとも約５倍、または少なくとも約６倍、または少なくとも約７倍、または少なくとも約８倍、または少なくとも約９倍、または少なくとも約１０倍であってもよい。
【００１２】
延性ポリマー材料の引張弾性率は、約１５ＧＰａ以下、例えば約１０ＧＰａ以下、または約５ＧＰａ以下、または約３ＧＰａ以下、または約２ＧＰａ以下、または約１ＧＰａ以下であってもよい。延性ポリマー材料の引張弾性率は、約０．０１ＧＰａから約２ＧＰａまでであってもよい。延性ポリマー材料の引張弾性率は約０．１ＧＰａであってもよい。繊維補強複合材料の引張弾性率は約７０ＧＰａ以上、例えば約８０ＧＰａ以上、または約９０ＧＰａ以上、または約１００ＧＰａ以上、または約１１０ＧＰａ以上、または約１２０ＧＰａ以上であってもよい。
【００１３】
「引張弾性率」という用語は引張を測定した場合の弾性率、すなわちヤング率を指していることが理解されよう。ある材料の引張弾性率は張力が適用される材料のサンプルの軸に沿った応力とひずみの比として決定され、例えばＡＳＴＭＤ８８２に従って、フックの法則が適用されるような比較的小さいひずみ（すなわち、応力−歪みプロットの線形領域部）で測定される。
【００１４】
延性ポリマー材料の剛性率は繊維補強複合材料の剛性率よりも低くてもよい。延性ポリマー材料の剛性率は繊維補強複合材料の剛性率の約５０％以下、例えば約４０％以下、または約３０％以下、または約２５％以下、または約２０％以下、または約１５％以下、または約１０％以下であってもよい。繊維補強複合材料の剛性率は延性ポリマー材料の剛性率の少なくとも約２倍、例えば、少なくとも約３倍、または少なくとも約４倍、または少なくとも約５倍、または少なくとも約６倍、または少なくとも約７倍、または少なくとも約８倍、または少なくとも約９倍、または少なくとも約１０倍であってもよい。
【００１５】
延性ポリマー材料の剛性率は約１５ＧＰａ以下、例えば約１０ＧＰａ以下、または約５ＧＰａ以下、または約３ＧＰａ以下、または約２ＧＰａ以下、または約１ＧＰａ以下であってもよい。延性ポリマー材料の剛性率は約０．０１ＧＰａから約２ＧＰａであってもよい。延性ポリマー材料の剛性率は約０．１ＧＰａであってもよい。
【００１６】
「剛性率」という用語（別称「剛性係数」）は剛性を測定した場合の弾性率を指していることが理解されよう。ある材料の剛性率はせん断力が適用される材料のサンプルのせん断応力とせん断ひずみの比として決定され、例えばＡＳＴＭＤ８８２に従って、せん断応力−歪みプロットの線形領域部の比較的小さいせん断ひずみで測定される。
【００１７】
繊維補強複合材料は延性ポリマー材料よりも剛性があってもよい。例えば、延性ポリマー材料の引張強度は繊維補強複合材料の引張強度よりも小さくてもよい。追加的に、または代わりに、延性ポリマー材料の降伏強度は繊維補強複合材料の降伏強度よりも小さくてもよい。
【００１８】
延性ポリマー材料の引張強度は繊維強化複合材料の引張強度の約５０％以下、例えば約４０％以下、または約３０％以下、または約２０％以下、または約１０％以下、または約５％以下であってもよい。繊繊維補強複合材料の引張強度は延性ポリマー材料の引張強度の約２倍以上、例えば、約５倍以上、または約１０倍以上であってもよい。
【００１９】
延性ポリマー材料の引張強度は約２００ＭＰａ以下、例えば約１５０ＭＰａ以下、または約１００ＭＰａ以下、または約５０ＭＰａ以下であってもよい。ただし、延性ポリマー材料の引張強度は、約１ＭＰａ以上、例えば、約５ＭＰａ以上、または約１０ＭＰａ以上であってもよい。延性ポリマー材料の引張強度は約１５ＭＰａから約１５０ＭＰａであってもよい。延性ポリマー材料の引張強度は約３０ＭＰａであってもよい。繊維補強複合材料の引張強度は約５００ＭＰａ以上、例えば約７５０ＭＰａ以上、または約１０００ＭＰａ以上、または約１２５０ＭＰａ以上、または約１５００ＭＰａ以上であってもよい。
【００２０】
ある材料の「引張強度」という用語はその材料の最高引張強さ（ＵＴＳ）を指し、すなわち、例えばＡＳＴＭＤ８８２に従って、材料のサンプルに引張荷重をかけて破断までの最大応力であることが理解されよう。
【００２１】
延性ポリマー材料の降伏強度は繊維強化複合材料の降伏強度の約５０％以下、例えば約４０％以下、または約３０％以下、または約２０％以下、または約１０％以下、または約５％以下であってもよい。繊繊維補強複合材料の降伏強度は延性ポリマー材料の引張強度の約２倍以上、例えば、約５倍以上、または約１０倍以上であってもよい。
【００２２】
延性ポリマー材料の降伏強度は約１００ＭＰａ以下、例えば約７５ＭＰａ以下、または約５０ＭＰａ以下であってもよい。ただし、延性ポリマー材料の降伏強度は少なくとも約０．５Ｍｐａ、例えば少なくとも約１ＭＰａであってもよい。繊維補強複合材料の降伏強度は約５００ＭＰａ以上、例えば約７５０ＭＰａ以上、または約１０００ＭＰａ以上であってもよい。
【００２３】
「降伏強度」という用語は、「降伏応力」とも呼び、材料が引張試験において塑性変形を開始する応力、すなわち変形に弾性がなく従って復元不可能な応力以上であることが理解されよう。降伏強度は例えばＡＳＴＭＤ８８２に従って、応力とひずみの関係が（応力−ひずみ曲線上で）非線形になるところの応力で特定されうる。
【００２４】
脆性材料は、引張荷重の試験において、材料の降伏強度が材料の最高引張強さと本質的に同等であるように塑性変形がほとんどないかまたは全くない状態で破断してもよい。繊維補強複合材料は延性材料よりも脆くてもよい。従って、繊維補強複合材料の降伏強度は繊維補強複合材料の引張強度よりも小さくてもよい。延性ポリマー材料の降伏強度は繊維強化複合材料の引張強度の約５０％以下、例えば約４０％以下、または約３０％以下、または約２０％以下、または約１０％以下、または約５％以下であってもよい。繊繊維補強複合材料の引張強度は延性ポリマー材料の降伏強度の約２倍以上、例えば、約５倍以上、または約１０倍以上であってもよい。
【００２５】
繊維補強複合材料は延性ポリマー材料よりも頑丈であってもよい。
【００２６】
延性ポリマー材料の破壊靱性は繊維補強複合材料の破壊靱性よりも小さくてもよい。繊繊維補強複合材料の破壊靱性は延性ポリマー材料の破壊靱性の少なくとも約２倍、例えば、少なくとも約５倍であってもよい。延性ポリマー材料の破壊靱性は繊維補強複合材料の破壊靱性の約５０％以下、例えば、約２５％以下であってもよい。延性ポリマー材料の破壊靱性は約１０ＭＰａ−ｍ1/2以下、例えば５ＭＰａ−ｍ1/2以下であってもよい。延性ポリマー材料の破壊靱性は約０．１ＭＰａ−ｍ1/2以上、例えば、０．５ＭＰａ−ｍ1/2以上であってもよい。繊維補強複合材料の破壊靱性は約１０ＭＰａ−ｍ1/2以上、例えば２０ＭＰａ−ｍ1/2以上であってもよい。
【００２７】
「破壊靱性」という用語は、モードＩ開口の下（すなわち亀裂に対して垂直に適用される通常の引張応力の下）で材料のわずかな亀裂が発展し始める応力拡大係数を指すことが理解されよう。破壊靭性はシャルピー衝撃試験で測定できる。
【００２８】
延性ポリマー材料は軟質であってもよい。繊維補強複合材料は硬質であってもよい。延性ポリマー材料は繊維補強複合材よりも軟らかくてもよい（すなわちより硬くない）。延性ポリマー材料のショアＡ硬度は、ＡＳＴＭＤ２２４０に従って、約９５以下、例えば９０以下であってもよい。延性ポリマー材料のショアＡ硬度は、ＡＳＴＭＤ２２４０に従って、約５０以上、例えば５５以上であってもよい。延性ポリマー材料のショアＡ硬度は、約６０から約９０までであってもよい。延性ポリマー材料のショアＡ硬度は約８０であってもよい。繊維補強複合材料のバーコル硬度はＡＳＴＭＤ２５８３に従って約５０以上であってもよい。
【００２９】
繊維補強複合材料の機械的特性（引張弾性率、剛性率、破断までの伸び、引張強度、降伏強度、破壊靭性、および硬度を含む）は異方性があってもよい、つまり、繊維補強複合材料の機械的特性は異なる軸に沿って測定された場合には異なってもよいことが理解されるであろう。繊維補強複合材料の機械特性の異方性は剛性材料内の内部の補強繊維の非対称配置によって生じてもよい。
【００３０】
ラミネートまたはサブラミネートの繊維補強複合材料は、マトリックス材料内の積層構造に配置された（すなわち、埋め込まれた）複数の補強繊維層を備えてもよい。繊維補強複合材料ラミネートまたはサブラミネートの機械特性の異方性は（ａ）ラミネートまたはサブラミネート構造を形成する補強繊維層の配置による非対称性および／または（ｂ）個別層の内部の補強繊維の向きによる非対称性によって生じてもよい。特に、個別層内では、補強繊維が単一方向に沿って実質的に整列している（すなわち「一定方向」層である）か、または層の平面において互いに無作為な方向を向いていてもよい。加えて、各ラミネートまたはサブラミネート内に、異なる層が異なる方向に整列した補強繊維を含んでもよい。例えば、ラミネートまたはサブラミネートは補強繊維が第一の方向（０°配向と呼ぶ）に沿って配向された１つ以上の層と補強繊維が第１の方向に対して実質的に垂直な第二の方向（９０°配向と呼ぶ）とに沿って配向された１つ以上の層を備えてもよい。追加的にあるいはその代わり、ラミネートまたはサブラミネートは、例えば、３０°、４５°および／または６０°の配向で配置された層を備えてもよい。異なる配向性を有する複数の層を組み合わせて単一のラミネートまたはサブラミネートを形成することで、そのラミネートまたはサブラミネートの面内機械的特性を効果的に等方性の状態にしてもよい（一方、この積層に対して垂直な面外機械的特性、すなわち積層方向に沿った特性は、面内特性とは異なるままであってもよい）。
【００３１】
特に明記しない限り、本明細書および添付の特許請求の範囲全体にわたり、繊維補強複合材料、または繊維補強複合材料を備えるラミネートまたはサブラミネートの、引張弾性率および剛性率、引張強さ、破断までの伸び率および降伏強度への言及は、面内で測定された前記機械的特性、すなわち個々の補強繊維層が置かれる内面で、またはそれに平行な内面で測定された前記機械的特性への言及である。対照的に、特に明記しない限り、繊維補強複合材料、または繊維補強複合材料を備えるラミネートまたはサブラミネートの、破壊靭性および硬度への言及は、外面で測定された前記機械的特性、すなわち個々の層の外面に対し垂直の前記機械特性への言及である。
【００３２】
一部の繊維補強複合材料のラミネートまたはサブラミネートは異方性の内面機械的特性を有する（例えばほとんどあるいは全ての補強繊維層が単一の補強繊維軸と整列している一定方向のラミネートまたはサブラミネートなど）。従って、特に明記しない限り、繊維補強複合材料、または繊維補強複合材料を備えるラミネートまたはサブラミネートの、引張弾性率および剛性率、引張強さおよび降伏強度への言及は、前記繊維補強複合材料用の、または繊維補強複合材料を備えるラミネートまたはサブラミネートの、例えば、内面配向の範囲にわたり（例えば、補強繊維軸に対して０°、４５°および９０°）で測定された際の前記内面機械的特性の最小値への言及である。同様に、特に明記しない限り、繊維補強複合材料、または繊維補強複合材料を備えるラミネートまたはサブラミネートの破断までの伸びへの言及は、前記繊維補強複合材料用の、または繊維補強複合材料を備えるラミネートまたはサブラミネートの、例えば、内面配向の範囲にわたり（例えば、補強繊維軸に対して０°、４５°、および９０°）で測定された際の前記内面の破断までの伸びの最大値への言及である。
【００３３】
繊維補強複合材料は補強繊維層が埋め込まれたマトリックス材を硬化して製造されてもよい。また、延性ポリマー材料は硬化過程で延性が低下しにくくてもよい（すなわち劣化しない）。
【００３４】
マトリックス材の硬化はマトリックス材を硬化温度まで加熱することを必要としてもよい。延性ポリマー材料はマトリックス材の硬化温度では劣化しやすくなくてもよい（すなわち劣化しない）。延性ポリマー材料は、３００℃以下の温度、例えば２５０℃以下の温度、または２００℃以下の温度、または１８０℃以下の温度では熱劣化しやすくなくてもよい（すなわち劣化しない）。
【００３５】
延性ポリマー材料はマトリックス材の硬化温度で安定（例えば化学的および／または物理的に安定）していてもよい。延性ポリマー材料は３００℃以下の温度、例えば２５０℃以下の温度、または２００℃以下の温度、または１８０℃以下の温度では安定（例えば、化学的および／または物理的に安定）していてもよい。
【００３６】
延性ポリマー材料は１以上の熱可塑性ポリマー（で構成されるなど）を備えてもよい。延性ポリマー材料は熱可塑性であってもよい。延性ポリマー材料の溶融温度はマトリックス材の硬化温度より高くてもよい。延性ポリマー材料の溶融温度は１８０℃超、例えば２００℃超、または２５０℃超、または３００℃超であってもよい。
【００３７】
延性ポリマー材料のガラス転移温度はマトリックス材の硬化温度より高くてもよい。延性ポリマー材料の溶融温度は１８０℃超、例えば２００℃超、または２５０℃超、または３００℃超であってもよい。
【００３８】
延性ポリマー材料は１以上の熱硬化性樹脂（で構成されるなど）を備えてもよい。延性ポリマー材料は熱硬化性樹脂（例えば熱硬化性）であってもよい。延性ポリマー材料の劣化温度はマトリックス材の硬化温度より高くてもよい。延性ポリマー材料の劣化温度は１８０℃超、例えば２００℃超、または２５０℃超、または３００℃超であってもよい。
【００３９】
延性ポリマー材料は１つのポリマーで構成されてもよい。延性ポリマー材料は１以上のポリマー、例えば複合ポリマー（で構成されるなど）を備えてもよい。延性ポリマー材料は１以上のポリマー、例えば１以上のブロック共重合体（で構成されるなど）を備えてもよい。
【００４０】
延性ポリマー材料は１以上の添加剤を含んでもよい。延性ポリマー材料は１以上の安定剤、例えば１以上の補助安定剤などを含んでもよい。例えば、延性ポリマー材料は以下の１以上、可塑剤、強化剤、難燃剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、掃酸剤、光安定剤（例えば紫外線安定剤）を含んでもよい。延性ポリマー材料は１以上の充填剤、例えば、１以上の無機充填剤などを含んでもよい。
【００４１】
延性ポリマー材料は、例えば９０ｗｔ．％超、または９５ｗｔ．％超、または９９ｗｔ．％超の量のポリマーで実質的に構成されてもよい。延性ポリマー材料は全体がポリマーで構成されてもよい。
【００４２】
延性ポリマー材料は１以上のウレタン（すなわちカルバミン酸塩）基を備えてもよい。延性ポリマー材料はポリウレタン（で構成されるなど）を備えてもよい。
【００４３】
追加的に、またはその代わりに、延性ポリマー材料はフェノール酸（すなわちフェノール）または置換基を持つフェノール酸（すなわち置換フェノール）とホルムアルデヒド（すなわちメタナール）との反応によって形成された１つ以上のポリマーを備えてもよい。例えば、延性ポリマー材料はフェノール系ポリマー、例えばフェノール樹脂（別名フェノール−ホルムアルデヒド樹脂として知られる）（で構成されるなど）を備えてもよい。延性ポリマー材料は、ホルムアルデヒド／フェノール（Ｆ／Ｐ）モル比が１未満のフェノール樹脂（すなわちフェノール−ホルムアルデヒド樹脂）を備える（例えばフェノール樹脂で構成される）であってもよい。延性ポリマー材料はノボラックポリマー（で構成されるなど）を備えてもよい。
【００４４】
延性ポリマー材料は尿素（すなわちカルバミン酸塩）基を含む１以上のポリマー基を備えてもよい。延性ポリマー材料はポリ尿素（で構成されるなど）を備えてもよい。
【００４５】
延性ポリマー材料は高靭性接着剤などの１以上の強化ポリマーを備えてもよい。高靭性接着剤は強化ポリウレタン、強化フェノール樹脂、強化アクリロニトリルブタジエン、または強化エポキシ樹脂であってもよい。
【００４６】
高靱性接着剤は希釈剤、アクリル酸塩、または可塑剤を接着剤に添加することによって製造されてもよい。高靱性接着剤は熱可塑性粒子またはゴム粒子など二次相をエポキシ樹脂マトリックスに添加することによって製造されてもよい。高靱性接着剤は粘着性ポリマーマトリックスにポリウレタンセグメントを添加することによって製造されてもよい。
【００４７】
延性ポリマー材料は熱可塑性粒子、ガラス製ミクロスフェアまたはポリマーミクロスフェアが分散するポリマーマトリックスを備えてもよい。このポリマーマトリックスはエポキシ樹脂などの熱可塑性ポリマーマトリックスであってもよい。
【００４８】
繊維補強複合材料は繊維強化プラスチックであってもよい、すなわち繊維補強複合材料のマトリックス材はポリマーであってもよい。繊維補強複合材料のマトリックス材は熱硬化性ポリマー（すなわち熱硬化性樹脂）であってもよい。
【００４９】
繊維補強複合材料は炭素強化繊維を含んでもよい。例えば、炭素強化繊維はＨｅｘＴｏｗ(R)ＩＭ７繊維などポリアクリロニトリル系（ＰＡＮ）炭素繊維であってもよい。繊維補強複合材料は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）であってもよい。繊維補強複合材料は樹脂接着一方向性炭素繊維層を含んでもよい。
【００５０】
繊維補強複合材料はアラミド（すなわち芳香族ポリアミド）強化繊維を含んでもよい。繊維補強複合材料はパラアラミド強化繊維を含んでもよい。例えば、この繊維補強複合材料はポリパラフェニレンテレフタルアミド（Ｋｅｖｌａｒ(R)）またはｐ−フェニレンテレフタラミド（Ｔｗａｒｏｎ(R)）から形成される強化繊維を含んでもよい。
【００５１】
繊維補強複合材料は熱硬化性液晶ポリチアゾールから形成される強化繊維を含んでもよい。例えば、この繊維補強複合材料は、ポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）（Ｚｙｌｏｎ(R)）から形成される強化繊維を含んでもよい。
【００５２】
マトリックス材は以下の１以上、エポキシ（すなわち硬化エポキシ樹脂）、ポリエステル、ビニール・エステル、ポリアミド（例えば、脂肪族または半芳香族ポリアミド、例えばナイロン）（で構成されるなど）を含んでもよい。
【００５３】
繊維補強複合材料の２枚のみのサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間していてもよい。あるいは、繊維補強複合材料の２枚を超えるサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間されていてもよい。繊維補強複合材料の３枚以上、例えば４枚以上、または５枚以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間されていてもよい。
【００５４】
繊維補強複合材料の２枚以上のサブラミネートが１層以上の層の延性ポリマー材料によって互いに離間されていてもよい。
【００５５】
繊維補強複合材料の２枚以上の各サブラミネートが、延性ポリマー材料の層（例えば１層のみ）によってそれぞれ隣接する繊維補強複合材料の各サブラミネートと離間されていてもよい。繊維補強複合材料の２枚以上の各サブラミネートが延性ポリマー材料の固体層（例えば、１層のみ）によってそれぞれ隣接する繊維補強複合材料の各サブラミネートと互いに離間していてもよい。延性ポリマー材料の各層（例えば固体層）はモノリシックであってもよい、つまり、実質的構造的および／または化学的に連続していてもよい。
【００５６】
延性ポリマー材料は発泡体ではなくてもよい。延性ポリマー材料はセル（例えばオープンセルまたはクローズドセル）構造を有さなくてもよい、すなわち延性ポリマー材料は非セル物質であってもよい。延性ポリマー材料は繊維補強されていない、すなわち延性ポリマー材料は無補強であってもよい。繊維補強複合材料の２枚以上のサブラミネートが１層以上の固体層の非強化延性ポリマー材料によって互いに離間していてもよい。
【００５７】
繊維補強複合材料の２枚以上のサブラミネートと１以上の延性ポリマー材料の層が構造支持ケーシングの縦の軸に対して実質的に垂直な半径方向に沿って交互に（すなわち層状に）配置（例えば積層）されてもよい（すなわちラミネートを形成する）。
【００５８】
２枚以上のサブラミネートと延性ポリマー材料とが結合されていてもよい。２枚以上のサブラミネートと延性ポリマー材料とが接着剤で結合されていてもよい。あるいは、２枚またはそれ以上のサブラミネートと延性ポリマー材料とが接着剤を使用せずに結合されていてもよい。例えば、構造支持ケーシングの製造中にプリフォームを硬化させるときに２枚以上のサブラミネートと延性ポリマー材料との間に結合が形成されてもよい。
【００５９】
この構造支持ケーシングは１以上のファンライナーを囲んでいてもよい。この構造支持ケーシングは１つ以上のファンライナーを囲むための構造支持ケーシング、例えば１以上のファンライナーを囲むように構成された構造支持ケーシングなどであってもよい。この構造支持ケーシングは１以上のファンライナーを支えてもよい。この構造支持ケーシングは１つ以上のファンライナーを支えるための構造支持ケーシング、例えば１以上のファンライナーを支えるように構成された構造支持ケーシングなどであってもよい。この１以上のファンライナーは１以上の衝撃ライナーを備えてもよい（例えばインパクトライナーである）。この１以上のファンライナーは、１以上の吸音ライナーを備えてもよい（例えば吸音ライナーである）。１つ以上のファンライナーが構造支持ケーシングの内方に設けられてもよい（例えば構造支持ケーシングの内方面に取り付けられ、ガスタービンエンジンで使用される場合にはファンブレードに面する）。
【００６０】
繊維補強複合材料の２枚以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間した少なくとも１つの領域が、構造支持ケーシングの円周の少なくとも約１０％、例えば、少なくとも約２５％、または少なくとも約５０％に及んでもよい。繊維補強複合材料の２以上のラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間した少なくとも１つの領域が、構造支持ケーシングの円周の大部分、例えば、全体に及んでもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間された少なくとも１つの領域が、構造支持ケーシングの縦に沿ってその長さの少なくとも約５％、例えば、少なくとも約１０％、または少なくとも約２０％、または少なくとも約３０％、または少なくとも約４０％、または少なくとも約５０％に広がってもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間した少なくとも１つの領域が構造支持ケーシングの縦に沿ってその長さの大部分、例えば、全体に及んでもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間された少なくとも１つの領域が、構造支持ケーシングの肉厚（すなわち、前記の少なくとも１つの領域に近位の構造支持ケーシングの肉厚）の少なくとも約１％、例えば、少なくとも約５％、または少なくとも約１０％、または少なくとも約１５％、または少なくとも約２０％、または少なくとも約２５％、または少なくとも約３０％、または少なくとも約３５％、または少なくとも約４０％、または少なくとも約４５％、または少なくとも約５０％を形成してもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間した少なくとも１つの領域が、構造支持ケーシングの肉厚（すなわち、前記の少なくとも１つの領域に近位の構造支持ケーシングの肉厚）の大部分、例えば、全体を形成してもよい。
【００６１】
繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間している少なくとも１つの領域自体が、繊維補強複合材料で囲まれていてもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間している少なくとも１つの領域が、繊維補強複合材構のより広い領域に埋め込まれていてもよい。例えば、構造支持ケーシングの大部分が繊維補強複合材料で形成されていてもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間している少なくとも１つの領域以外の、構造支持ケーシングの大部分（例えば、全体）が繊維補強複合材料で形成されていてもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間している少なくとも１つの領域に存在する繊維補強複合材料が、前記少なくとも１つの領域を囲む繊維補強複合材料と連続していてもよい（すなわち中に連続的に延在する）。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが、この少なくとも１つの領域を囲む繊維補強複合材料（の中に連続的に広がるなど）と連続していてもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが上記少なくとも１つの領域を囲むより大きい繊維補強複合材料ラミネートと連続していてもよい（すなわち、中に連続的に広がる）。
【００６２】
構造支持ケーシングは繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間されている単一領域を備えてもよい。
【００６３】
構造支持ケーシングは繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間されている２以上、例えば３以上、または４以上、または５以上の領域を備えてもよい。前記領域の少なくとも２つ（例えば、それぞれ）が構造支持ケーシングの円周の周囲で互いに離間されていてもよい。前記領域の少なくとも２つ（例えばそれぞれ）の構造支持ケーシングの長さに沿って互いに離間されていてもよい。前記領域の少なくとも２つ（例えば、それぞれ）の構造支持ケーシングの半径方向に沿って、すなわち構造支持ケーシングの肉厚に沿って（例えば２箇所以上の領域に近接して）互いに離間されていてもよい。互いに離間されている前記領域の少なくとも２つ（例えば、それぞれ）が繊維補強複合材料によって互いに離間していてもよい。互いに離間されている前記領域の少なくとも２つ（例えば、それぞれ）が繊維補強複合材料の領域を結合させることで互いに離間されていてもよい。互いに離間されている前記領域の少なくとも２つ（例えばそれぞれ）に存在する繊維補強複合材料が結合領域で繊維補強複合材料と連続していてもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間されている２以上、例えば３以上、または４以上、または５以上の領域が部分的に重なり合っていてもよい。例えば、前記領域が構造支持ケーシングの半径方向に沿って互いに離間されていてもよいが、構造支持ケーシングの円周の周囲および／または長さに沿って少なくとも部分的に重なり合っていてもよい。
【００６４】
繊維補強複合材料の隣接する一組の各サブラミネートの間に提供された延性ポリマー材料の厚さ（すなわち、半径方向に沿って）は、繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートのいずれか１つの厚さ（すなわち、前記の半径方向に沿って）以下であってもよい。例えば、延性ポリマー材料の１以上の層の最大厚さ（すなわち、半径方向に沿って）は繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートのいずれの厚さ（すなわち、前記半径方向に沿って）以下であってもよい。延性ポリマー材料の（例えば１つの以上の層の）厚さ（すなわち、半径方向に沿って）は繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートのいずれの厚さ（すなわち前記半径方向に沿って）の約５０％以下であってもよい。
【００６５】
繊維補強複合材料の隣接する一組の各サブラミネートの間に提供された延性ポリマー材料（例えば、延性ポリマー材料の１以上の層の各々）の厚さは、約２．０ｍｍ以下、例えば、約１．５ｍｍ以下、または約１．０ｍｍ以下、または約０．８ｍｍ以下、または約０．６ｍｍ以下、または約０．４ｍｍ以下、または約０．３ｍｍ以下であってもよい。繊維補強複合材料の隣接する一組の各サブラミネートの間に提供された延性ポリマー材料（例えば延性ポリマー材料の１以上の層の各々）の厚さは、約０．０５ｍｍから約１．００ｍｍまでであってもよい。繊維補強複合材料の隣接する一組の各サブラミネートの間に提供される延性ポリマー材料（例えば延性ポリマー材料の１以上の層の各々）の厚さは約０．１ｍｍから約０．５ｍｍまでであってもよい。繊維補強複合材料の隣接する一組の各サブラミネートの間に提供される延性ポリマー材料（例えば延性ポリマー材料の１以上の層の各々）の厚さは約０．６ｍｍであってもよい。
【００６６】
繊維補強複合材料の各サブラミネートは、厚さが約１５ｍｍ以下、例えば、約１０．０ｍｍ以下、または約８．０ｍｍ以下、または約６．０ｍｍ以下、または約４．０ｍｍ以下、または約１．０ｍｍ以下、または約０．８ｍｍ以下、または約０．６ｍｍ以下、または約０．４ｍｍ以下、または約０．３ｍｍ以下の補強繊維層を備えてもよい。
【００６７】
繊維補強複合材料の各サブラミネートは、少なくとも２つの補強繊維層、例えば、少なくとも３つ、または少なくとも４つ、または少なくとも５つの補強繊維層を備えてもよい。繊維補強複合材料の各サブラミネートは厚さが約０．６ｍｍ以上、例えば、約０．８ｍｍ以上、または約１．０ｍｍ以上、または約１．２ｍｍ以上、または約１．４ｍｍ以上、または約１．６ｍｍ以上、または約１．８ｍｍ以上、または約２．０ｍｍ以上であってもよい。繊維補強複合材料の各サブラミネートは、厚さが約１５．０ｍｍ以下、例えば、約１０．０ｍｍ以下、または約８．０ｍｍ以下、または約６．０ｍｍ以下、または約４．０ｍｍ以下であってもよい。
【００６８】
延性ポリマー材料の各層は繊維補強複合材料の各サブラミネートよりも薄くてもよい。延性ポリマー材料の各層の厚さは、繊維強化複合材料のどのサブラミネートの厚さと比較して、８０％以下、例えば７０％以下、または６０％以下、または５０％以下、または４０％以下、または３０％以下、または２０％以下であってもよい。
【００６９】
延性ポリマー材料の密度は約２ｇ／ｃｍ３、例えば、約１．８ｇ／ｃｍ３以下、または約１．６ｇ／ｃｍ３以下であってもよい。延性ポリマー材料は約１．０ｇ／ｃｍ３から約２．０ｇ／ｃｍ３までの密度を有していてもよい。延性ポリマー材料は約１．６ｇ／ｃｍ３の密度を有していてもよい。
【００７０】
構造支持ケーシングは、その軸方向に沿って、前方部、中央部、および後方部を含んでもよい。前方部および後方部は中央部よりも薄くてもよい。前方部および後方部の各々は中央部から距離が遠ざかるにつれて厚みが減少してもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間された少なくとも１つの領域が、中央部に配置されていてもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互い離間された少なくとも１つの領域が、ファンを囲むように構成された構造支持ケーシングの一部分に選択的に配置されていてもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間された少なくとも１つの領域が、ファンブレードの飛散予想進路に選択的に配置されていてもよい。繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートが延性ポリマー材料によって互いに離間された少なくとも１つの領域が、少なくとも１つの衝撃領域、すなわちＦＢＯイベント時にファンブレードによる衝撃を受ける可能性の高い少なくとも１つの衝撃領域にあってもよい。少なくとも１つの衝撃領域はファンの重心面がエンジンの中心線と交差する前後１０度の領域であってもよい。
【００７１】
繊維補強複合材料の２以上のサブラミネートの１つ、例えば２つが、構造支持ケーシングの表面、例えば外方面または内方面を形成してもよい。
【００７２】
第２の態様によると、第１の態様による構造支持ケーシングを備えるガスタービンエンジンが提供される。この構造支持ケーシングは、ファンライナー、例えば、ファン衝撃ライナーおよび／または吸音ライナーを囲んでいてもよい（例えば、支えている）。この構造支持ケーシングはファンを囲んでいてもよい。
【００７３】
第３の態様によると、ガスタービンエンジンのファンコンテインメントケーシング用の構造支持ケーシング用プリフォームをレイアップする方法が提供され、この方法は第１の繊維補強複合サブラミネートをツールに適用すること、第１の繊維補強複合サブラミネートの上に延性ポリマー材料を適用すること、および延性ポリマー材料の上に第２の繊維補強複合サブラミネートを適用することを含む。
【００７４】
このプリフォームは構造支持ケーシング全体のプリフォームであってもよい。このプリフォームは構造支持ケーシングの一部のプリフォームであってもよい。この構造支持ケーシングはファンコンテインメントケーシング（例えば、ファンコンテインメントケース）、例えば、剛壁ファンコンテインメントケーシング（例えば、剛壁ファンコンテインメントケース）であってもよい。このプリフォームは未硬化プリフォームであってもよい。第１および第２の繊維補強複合サブラミネートは、いずれも未硬化の繊維補強複合サブラミネートであってもよい。ツールはマンドレルであってもよい。
【００７５】
第１繊維補強複合サブラミネートをツールへ適用することは１以上、例えば、２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層をツールへ適用すること（で構成されるなど）を含んでもよい。第１繊維補強複合サブラミネートをツールへ適用することは１以上、例えば、２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層をツール上へ積むこと（で構成されるなど）を含んでもよい。１以上、例えば２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層が個別にツールに適用されてもよい。あるいは、複数（例えば、２以上、３以上、または４以上）の補強繊維層が共に（すなわち、同時に）ツールに適用されてもよい。１以上、例えば、２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層に、未硬化のマトリックス材料および／またはマトリックス材料に対する１以上の前駆体を含浸させてもよい、すなわち、前記補強繊維層は「プリプレグ」補強繊維層であってもよい。１以上、例えば２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層が補強繊維テープの形で提供されてもよい。補強繊維テープに未硬化のマトリックス材料および／またはマトリックス材料の１つ以上の前駆体を含浸させてもよい、すなわち前記補強繊維テープは「プリプレグ」補強繊維テープであってもよい。あるいは、補強繊維層が適用された後にマトリックス材料をプリフォームに注入してもよい。
【００７６】
延性ポリマー材を第１繊維補強複合サブラミネートへ適用することは、延性ポリマー材料シートを第１繊維補強複合サブラミネート上へ適用することを含んでもよい。あるいは、延性ポリマー材を第１繊維補強複合サブラミネートへ適用することは、延性ポリマー材料テープを第１繊維補強複合サブラミネート上へ適用することを含んでもよい。あるいは、延性ポリマー材を第１繊維補強複合サブラミネートへ適用することは、第１繊維補強複合サブラミネート上へ延性ポリマー材料の膜を吹き付けることを含んでもよい。
【００７７】
第２繊維補強複合サブラミネートを延性ポリマー材料へ適用することは、１以上、例えば、２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層を延性ポリマー材料へ適用すること（で構成されるなど）を含んでもよい。第２繊維補強複合サブラミネートを延性ポリマー材料へ適用することは、１以上、例えば、２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層を延性ポリマー材料上へ積むこと（で構成されるなど）を含んでもよい。１つ以上、例えば２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層が、個別に延性ポリマー材料上に適用されてもよい。あるいは、複数（例えば、２以上、３以上、または４以上）の補強繊維層が共に（すなわち、同時に）延性ポリマー材料の上に適用されてもよい。１以上、例えば、２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層に、未硬化のマトリックス材料および／またはマトリックス材料の１つ以上の前駆体を含浸させてもよい、すなわち前記補強繊維層は「プリプレグ」補強繊維層であってもよい。１以上、例えば２以上、または３以上、または４以上の補強繊維層が補強繊維テープの形で提供されてもよい。この補強繊維テープに未硬化のマトリックス材料および／またはマトリックス材料の１以上の前駆体を含浸させてもよい、すなわち前記補強繊維テープは「プリプレグ」補強繊維テープであってもよい。あるいは、補強繊維層が適用された後にマトリックス材料をプリフォームに注入してもよい。
【００７８】
延性ポリマー材料を適用するステップと繊維補強複合サブラミネートを適用するステップとは、延性ポリマー材料によって互いに離間した３以上、例えば４以上、または５以上の繊維補強複合材料のサブラミネートを備えるプリフォームを製造するために繰り返されてもよい。例えば、この方法は第１の繊維補強複合サブラミネートをツールに適用すること、延性ポリマー材料を第１の繊維補強複合サブラミネートの上に適用すること、延性ポリマー材料の上に第２の繊維補強複合サブラミネートを適用すること、延性ポリマー材料を第２の繊維補強複合サブラミネートの上に適用すること、および第２の繊維補強複合サブラミネート上に提供された延性ポリマー材料の上に第３の繊維補強複合サブラミネートを適用することを含んでもよい。
【００７９】
延性ポリマー材料は、１つのポリマーで構成されてもよくまたはそれは２以上のポリマーを備えてもよい。例えば、それはポリマーブレンドであってもよい。この延性ポリマー材料は、例えば、可塑剤、強化剤、難燃剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、掃酸剤、光安定剤（例えば紫外線吸収剤）から選択された１以上の添加剤または安定剤を備えてもよい。延性ポリマー材料は、１以上の充填剤、例えば１以上の無機充填剤を備えてもよい。延性ポリマー材料はウレタン基（すなわちカルバミン酸塩）、例えばポリウレタンを含む１以上のポリマーを含んでもよい。延性ポリマー材料は、フェノール酸（すなわちフェノール）または置換フェノール酸（すなわち置換フェノール）とホルムアルデヒド（すなわちメタナール）との反応によって形成された１以上のポリマー、例えばフェノール性ポリマーまたはフェノール性樹脂（別名フェノールホルムアルデヒド樹脂として知られている）を備えてもよい。
【００８０】
繊維補強複合材料は繊維強化プラスチック、すなわち、繊維補強複合材料のマトリックス材（すなわち硬化された）がポリマーであってもよい。繊維補強複合材料のマトリックス材は熱硬化性ポリマー（すなわち熱硬化性樹脂）であってもよい。未硬化マトリックス材は、以下の１以上、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、ビニール・エステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂を備えてもよい。未硬化マトリックス材は、１以上の触媒または開始剤を含んでもよい。硬化マトリックス材は、以下の１以上、エポキシ（すなわち、硬化エポキシ樹脂）、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリベンゾオキサジン、ビスマレイミド、シアン酸エステル樹脂を含んでもよい。
【００８１】
繊維補強複合材料は炭素強化繊維を含んでもよい。繊維補強複合材料は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）であってもよい。繊維補強複合材料はアラミド（すなわち芳香族ポリアミド）強化繊維を含んでもよい。繊維補強複合材料はパラアラミド強化繊維を含んでもよい。例えば、この繊維補強複合材料はポリパラフェニレンテレフタルアミド（Ｋｅｖｌａｒ(R)）、またはｐ−フェニレンテレフタラミド（Ｔｗａｒｏｎ(R)）から形成される強化繊維を含んでもよい。繊維補強複合材料は、熱可塑性液晶ポリチアゾールから形成される強化繊維を含んでもよい。例えば、この繊維補強複合材料はポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（Ｚｙｌｏｎ(R)）から形成される強化繊維を含んでもよい。
【００８２】
第４の態様によると、ガスタービンエンジンのファンコンテインメントケーシング用の構造支持ケーシングを製造する方法が提供され、この方法は、第３の態様による方法により構造支持ケーシングのプリフォームをレイアップすること、およびこのプリフォームを硬化することを含む。
【００８３】
プリフォームの硬化はプリフォームの加熱処理を含んでもよい。プリフォームの硬化は３００℃以下の温度、例えば、２５０℃以下の温度、または２００℃以下の温度、または１８０℃以下の温度までプリフォームを加熱する処理を含んでもよい。プリフォームの硬化は１００℃以上の温度、例えば、１５０℃以上の温度までプリフォームを加熱する処理を含んでもよい。
【００８４】
追加的に、またはその代わりに、プリフォームの硬化はプリフォームの加圧処理を含んでもよい。
【００８５】
この方法は硬化の前にプリフォーム成形することおよび／または硬化後に構造支持ケーシングを成形する処理をさらに含んでもよい。
【００８６】
第５の態様によると、ガスタービンエンジンにファンコンテインメントケーシング用の炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）複合構造支持ケーシングが提供され、このＣＦＲＰ複合構造支持ケーシングは破断までの伸び率が少なくとも５０％、例えば、少なくとも１００％、および／または引張弾性率が約１０ＧＰａ以下、または約５ＧＰａ以下の、ポリウレタンおよび／またはフェノール樹脂によって２枚以上のＣＦＲＰサブラミネートが互いに離間した少なくとも１つの領域を備える。隣接する一組の各ＣＦＲＰサブラミネートの間に提供されるポリウレタンおよび／またはフェノール樹脂の厚さは約２．０ｍｍ以下、例えば、約１．０ｍｍ以下であってもよい。
【００８７】
第６の態様によると、ガスタービンエンジンにファンコンテインメントケーシング用の炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）複合構造支持ケーシングが提供され、このＣＦＲＰ複合構造支持ケーシングは靱性が少なくとも約１ＭＰａ／ｍ３、例えば少なくとも約５ＭＰａ／ｍ３、および／または引張弾性率が約５ＧＰａ以下、例えば約１ＧＰａ以下の熱可塑性粒子、ガラス製ミクロスフェアまたはポリマーミクロスフェアを含む、ポリ尿素および／または高靱性接着剤および／またはポリマーマトリックスによって２以上のＣＦＲＰサブラミネートが互いに離間した少なくとも１つの領域を備える。隣接する一組の各ＣＦＲＰサブラミネートの間に提供される、熱可塑性粒子、ガラス製ミクロスフェアまたはポリマーミクロスフェアを含む、ポリ尿素および／または高靱性接着剤および／またはポリマーマトリックスの厚さは、約１ｍｍ以下、例えば、約０．５ｍｍ以下であってもよい。
【００８８】
当業者は、互いに排他的である場合を除き、上記のいずれかの態様に関連して記載された特徴が他の態様に読み替えて準用されうることを理解するであろう。さらに、互いに排他的である場合を除き、ここに記載されたいずれの特徴もいずれの態様にも適用されうるおよび／またはここに記載されるその他の特徴と組み合わせうる。
【００８９】
図面を参照しつつ、実施形態が単なる例として以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１はガスタービンエンジンの側断面図である。
【図２】図２はファンコンテインメントケースの側断面図である。
【図３】図３はファンコンテインメントケースの一部を示した概略断面である。
【図４】図４はファンコンテインメントケースの一部に分布するせん断力の図示である。
【図５】図５は３つの例示的材料でのファンブレードの衝撃時に吸収されるエネルギーのグラフである。
【図６】図６は炭素繊維および延性ポリマー複合材料の荷重変位曲線である。
【図７】図７はファンコンテインメントケースの製造方法のフローダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００９１】
図１に関連して、主回転軸１１を有するガスタービンエンジン全体を１０で示す。このエンジン１０は、軸流方向に、吸気口１２、推進ファン１３、中圧コンプレッサ１４、高圧コンプレッサ１５、燃焼装置１６、高圧タービン１７、中圧タービン１８、低圧タービン１９および排気ノズル２０を備える。ナセル２１は、全体としてエンジン１０を収容し、吸気口１２および排気ノズル２０を画定する。ファンコンテインメントケース２２は、ナセル２１の内側でファン１３の周囲に広がる。
【００９２】
ガスタービンエンジン１０は、吸気口１２に入る空気がファン１３によって加速されて２通りの空気の流れを生み、第１の空気は中圧コンプレッサ１４へ流れ込み第２の空気はバイパスダクト２３を通過して推進力を提供するような従来の方式で動作する。中圧コンプレッサ１４は、これに向けられた空気をさらなる圧縮が行われる高圧コンプレッサ１５へ供給する前に圧縮する。
【００９３】
高圧コンプレッサ１５から排気された圧縮空気はそれが燃料と混合されその混合物が燃焼される燃焼装置１６へ向けられる。その結果生じた高温の燃焼生成物はその後ノズル２０を介して排気される前に高圧、中圧および低圧タービン１７、１８、１９を介して膨張してそれによりこれらを駆動し付加的な推進力を提供する。高圧、中圧および低圧タービン１７、１８、１９はそれぞれ適切な相互連結シャフトにより、高圧コンプレッサ１５、中間コンプレッサ１４およびファン１３を駆動する。
【００９４】
本開示が適用されうる他のガスタービンエンジンは、代替的な構成を有してもよい。例として、かかるエンジンは代替的な数の相互連結シャフト（例えば２本）および／または代替的な数のコンプレッサおよび／またはタービンを有してもよい。さらにこのエンジンはタービンからコンプレッサおよび／またはファンまでの駆動系に提供されたギヤボックスを備えてもよい。
【００９５】
ファンコンテインメントケース２２の構造は、ファンコンテインメントケースの一部の断面図を示す図２により詳しく図示されている。ファンコンテインメントケース２２は前方部２４と後方部２５の間に及ぶ中央部（胴）２３を備える。ファンコンテインメントケース２２は主に繊維補強複合材料で形成されておりファン１３を囲むように配置されている。
【００９６】
ファン衝撃ライナー２６はファンコンテインメントケース２２の中央部２３の内方面に貼り付けられている。ファン衝撃ライナー２６は繊維補強複合材料とハニカム材料で構成されファンブレード飛散（ＦＢＯ）イベント時のブレードによる相当な衝撃エネルギーを吸収するように設計されている。ハニカム材料で構成されたアブレイダブル層２７がファン衝撃ライナー２６に貼り付けられている。前方と後方の吸音ライナー２８と２９はそれぞれ前方部２４と後方部２５の近位でファンコンテインメントケース２２に貼り付けられている。ファンコンテインメントケース２２はファン衝撃ライナー２６、アブレイダブル層２７、および吸音ライナー２８および２９のための硬い構造的支持として作用する。
【００９７】
ファンコンテインメントケース２２の中央部２３の衝撃部３０の内部構造は図３にさらに詳細に示されている。ファンコンテインメントケース２２のこの部分３０はポリウレタンまたはフェノール樹脂などの、延性ポリマー材料の層３４および３５によって互いに離間され交互に重なる炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）材料のサブラミネート層３１、３２、および３３から形成される。延性ポリマー材料の層３４および３５はＣＦＲＰサブラミネートに直接結合してラミネート構造を提供する。延性ポリマー材料の層は典型的に実質的にＣＦＲＰサブラミネートよりも薄い。例えば、延性ポリマー材料の層の厚さは約０．５ｍｍであってもよい一方で各ＣＦＲＰサブラミネートの厚さは約３．０ｍｍであってもよい。ＣＦＲＰ材料は樹脂マトリックスの中で互いに結合された一方向性の炭素繊維層で構成されているが、当業者が使用に適しているとみなすどの繊維補強複合材料によってもＣＦＲＰ材料は置換可能であることが理解されよう。延性ポリマー材料は固体分子膜である。
【００９８】
衝撃部３０はファンに近接するファンコンテインメントケース２２の領域で角度的に完全に（すなわちファンコンテインメントケース２２の外周の周りを完全に）エンジンの周囲に広がっている。ファンコンテインメントケース２２の残りの部分は延性ポリマー材料の層がないＣＦＲＰ材料で形成されてもよいが、衝撃部分３０の構造も、例えば、ファンコンテインメントケース全体など他の領域で反復されてもよい。
【００９９】
衝撃部３０の構造はＦＢＯイベント時のファンブレードの衝撃発生による相当量のエネルギーを吸収するように設計されている。特に、ポリウレタンまたはフェノール樹脂のような延性ポリマー材料は、ＣＦＲＰのような繊維強化材料よりも延性と柔軟性に優れる。例えば、ポリウレタンまたはフェノール樹脂のような延性ポリマー材料は、通常ＣＦＲＰのような繊維強化材料よりも破断までの伸び率は著しく高くかつ弾性率（特に、引張弾性率）は著しく低い。従って、ＦＢＯイベント時のファンブレードの衝撃を受けた時に、ファンコンテインメントケースの衝撃部にある延性ポリマー材料の層はＣＦＲＰのサブラミネートと比較して実質的により大きな弾性変形および塑性変形に耐えることができる。これは、衝撃を受けた時に延性ポリマー層がＣＦＲＰサブラミネートとは独立して効果的に作用しかつ隣接する延性ポリマー層とＣＦＲＰサブラミネートとの間のせん断応力の伝達が最小であることを意味する。
【０１００】
この効果はＩ点の内方面に発生している衝撃が、Ｄ１、Ｄ２、およびＤ３で図式的に示すサブラミネート３１、３２、および３３のせん断応力の分布と、延性ポリマー材料層３４と３５が支える最小応力とをもたらすことを示す図４に図示されている。結果として衝撃部の内方側のＣＲＦＰサブラミネート３３が受ける圧縮応力（Ｉ点の矢印３７で矢示）および衝撃部の外方側のＣＦＲＰサブラミネート３１が受ける引張応力（Ｏ点の矢印３８で矢示）は延性ポリマー層が存在しない場合に受けてもよい圧縮応力および引張応力と比較して相当に小さくなる。これによりＣＦＲＰサブラミネートの炭素繊維の引張強さまたは圧縮強さが最高度の達する可能性が低減し、その結果、ＣＦＲＰサブラミネートの脆性破壊が生じる可能性が減少する。
【０１０１】
延性ポリマー材料の層を含むことによって、ＣＦＲＰサブラミネートはＣＦＲＰ材料のモノリシックスラブを使用する場合よりも破壊するまでの曲げは大きくなる。効果的に、延性ポリマー材料の層を含むことによってＣＦＲＰラミネート構造の延性が向上する。従ってファンコンテインメントケースの衝撃領域はファンブレードの衝撃を受けたときにより多くのエネルギーを顕著に吸収可能である。さらに、ラミネート構造の肉厚を介した亀裂の伝播は脆性破壊を受けるよりもむしろ衝撃時にはまず弾性的に次に塑性的に変形する延性ポリマー材料の層の存在によって妨げられる。
【０１０２】
図５は延性ポリマー層を含む衝撃領域を備えるファンコンテインメントケースの試験部分が吸収できるエネルギー量と同じ衝撃条件で純粋なＣＦＲＰファンコンテインメントケースの参考試験部分が吸収する基準となるエネルギー量の比較を示す。図５ではフェノール層およびポリウレタン層で吸収されたエネルギーの量が１００％の標準化ベースラインに対するパーセンテージで表されている。フェノール樹脂層およびポリウレタン層の両方を使用すると吸収されるエネルギー量が増加する。延性ポリマー層はいずれも負荷容量を減少させることができるメカニズムである、ラミネート構造を介した亀裂の発生または繊維の破壊の発生に必要なエネルギー量（「発生エネルギー」と称する）を増加させる。上記２つの例のうち、特に破断までの伸び率が高いポリウレタンを使用することで吸収される衝撃エネルギーの総量が相当に増加する。
【０１０３】
図６はポリウレタン延性ポリマー材料によって離間されたＣＦＲＰサブラミネート（濃い灰色）と延性ポリマー材料を欠いたＣＦＲＰラミネート構造（薄い灰色）を対象に測定した荷重変位曲線を示す。降伏前の最大変位の増加が示すように、ラミネートの延性は延性ポリマー層の追加によって顕著に増加する。構造物によって吸収されるエネルギーは荷重変位曲線の下部の面積から求めることができる。
【０１０４】
ファンコンテインメントケース２２はこの分野で公知の標準的な複合材料製造技術によって製造されてもよい。例えば、ファンコンテインメントケース２２は最初にファンコンテインメントケース用のプリフォームをレイアップしてその後プリフォームを硬化することによって製造されてもよい。プリフォームのレイアップは典型的には積層方式でマンドレルのような形状作成ツールに炭素繊維層を繰り返し適用する工程を含む。炭素繊維層は炭素繊維テープの形、特に未硬化樹脂のような未硬化マトリックス材料を事前含浸させた炭素繊維テープのような形で適用されてもよい。あるいは、プリフォームのレイアップが完了した後に未硬化マトリックス材がプリフォームに注入されてもよい。
【０１０５】
プリフォームの衝撃領域は、衝撃領域において、個々の炭素繊維層の代わりに選ばれた延性ポリマー材料のシートを適用することによって構築されてもよい。この延性ポリマー材は炭素繊維材料とポリマー材料の双方をレイアップするため同じ自動化レイアップツールが使用されうるようにポリマーテープの形態で提供されてもよい。例えば、衝撃領域で、５つごとの炭素繊維層が延性ポリマー材料のシートで置換されてもよい。
【０１０６】
プリフォームは、例えば、ファンコンテインメントケースの成形された前方部および後方部を形成または整形するために、本技術分野で公知の任意の複合材成形または整形技術を使用して、硬化に先立ち成形または整形されてもよい。
【０１０７】
レイアップおよび／または成形または整形の完了後、典型的にはマトリックス材の硬化温度まで硬化するおよび／またはプリフォームに圧力を適用することによって、プリフォームは硬化される。
【０１０８】
ファンコンテインメントケースの簡略化された製造方法が図７のフローダイアグラムに示されている。ブロック１０１では、マトリックス材を含浸した第１炭素繊維層が第１サブラミネートを形成するためにツールに適用される。ブロック１０２では、延性ポリマー材料が第１サブラミネートに適用される。ブロック１０３では、マトリックス材を含浸した第２炭素繊維層が延性ポリマー材料に適用されて第２サブラミネートを形成し、それによってファンコンテインメントケース用のプリフォームを形成する。ブロック１０４では、例えば加熱と加圧によって、プリフォーム構造物が硬化される。
【０１０９】
本発明は上述の実施形態に限定されずここに記載された概念から逸脱することなく様々な修正および改良がなされることが理解されよう。どのような特徴も、互いに排他的である場合を除き、単独でまたは他のいかなる特徴とも組み合わせて使用することが可能であり本開示はここに記載された１つ以上の特徴のすべての組み合わせおよびサブコンビネーションに及びかつ含む。
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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