(57)【要約】【課題】境界層の蓄積およびナセルの内側表面に沿った空気流の潜在的な剥離を防ぐシステムを設計し、これを発達させることが望ましい。【解決手段】騒音減衰層３０が、内側表面１６を横切る方向に配置された複数の壁５４によって画定された複数のセル３８を含む。これらの複数のセル３８は、セル３８の少なくとも１つと連通する複数の開口３４を含む表面パネル２８によって覆われている。各々のセル３８は、表面パネル３４の内側で複数の開口の少なくとも１つと連通している。バックパネル３２は、空気を通流させる複数の開口３６を含む。空気は、パネル２６を通過してプレナム４０へ流入する。プレナム４０は、内側表面１６から遠ざけるように所望の量の空気流２０を吸引するための所望の圧力差をつくる負圧源４６と連通している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナセルの内側表面の一部を画定し、上記ナセルの内部で騒音エネルギを散逸させるための騒音減衰層を含むパネルと、
上記騒音減衰層と連通し、上記パネルを介して上記ナセルの内側表面から遠ざけるように空気流を吸引するために必要とされる圧力差を発生させる負圧源と、
を備える、ナセルの入口流制御システム。
【請求項２】
上記パネルが上記騒音減衰層の上方に配置された表面パネルを含み、上記表面パネルが、上記騒音減衰層を通して騒音エネルギを連通させるための複数の開口を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
上記騒音減衰層が、上記ナセルの内側表面を横切る方向に配置された複数の壁によって画定された複数のセルを備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
上記複数の壁が、上記複数のセルの間に空気を通流させるための開口を含むことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
上記騒音減衰層を支持し、上記負圧源と連通する複数の開口を含むバックパネルを備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
上記負圧源が真空ポンプであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
上記負圧源がエジェクタであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
上記ナセルの内側表面に沿って流れるとともに上記パネルを介して吸引された空気を排出するための通路を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
ガスタービンエンジンへ空気を導くための取入れ開口部と、
騒音減衰パネルを含み、該内側表面に沿って流れる空気流と上記騒音パネルとが連通した内側表面と、
上記騒音減衰パネルを介して上記内側表面に沿った空気流の一部を吸引するための圧力差を発生させる負圧源と、
を備える、ガスタービンエンジンのナセル。
【請求項１０】
上記騒音減衰パネルが表面パネルによって覆われた複数のセルを備え、上記表面パネルは、上記複数のセルに音エネルギおよび空気流を通流させるための複数の開口を含むことを特徴とする請求項９に記載のナセル。
【請求項１１】
上記騒音減衰パネルが上記負圧源と連通するプレナムを備えることを特徴とする請求項１０に記載のナセル。
【請求項１２】
上記騒音減衰パネルが上記複数のセルを支持するバックパネルを含み、上記バックパネルが上記負圧源と連通する複数の開口を含むことを特徴とする請求項１０に記載のナセル。
【請求項１３】
上記ナセルの内部に配置され、上記バックパネルと連通するプレナムを備えることを特徴とする請求項１２に記載のナセル。
【請求項１４】
上記騒音減衰パネルを介して上記内側表面から遠ざけるように吸引された空気を排気するのために、上記プレナムと連通する通路を含むことを特徴とする請求項１３に記載のナセル。
【請求項１５】
ガスタービンエンジンのナセルの内側表面からの空気流の剥離を防ぐ方法であって、
（ａ）騒音減衰構造を備えた上記ナセルの内側表面に沿って空気を通流させるステップと、（ｂ）上記騒音減衰構造を介して上記内側表面に沿った空気流の一部を吸引するように圧力差を発生させるステップと、
（ｃ）上記騒音減衰構造を介して上記ナセルから遠ざけるように吸引された上記空気流の一部を排気するステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
上記騒音減衰構造が、複数の開口を含む表面パネルと、複数の開口を含むバックパネルと、の間に配置された複数のセルを備え、上記ステップ（ｂ）が、上記表面パネルおよび上記複数のセルを通して空気流を吸引するために、上記バックパネルに圧力差を伝達することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
上記ステップ（ｂ）が、真空ポンプを使って真空圧を発生させることを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
上記ステップ（ｂ）が、上記騒音減衰構造と連通するプレナムと連通するエジェクタを使って真空圧を発生させることを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
上記ステップ（ｂ）が、現在の動作状態に応じて、上記内側表面から遠ざけるように吸引される空気流の量を調節するように圧力差を変化させることを含む請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ガスタービンエンジンの空気入口制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの運転は、燃焼プロセスに用いる空気の取入れ口を必要とする。前縁および流入空気の取入れ開口部を画定するナセルによって、流入空気がエンジンの内部へ導かれる。たいていの動作状態において、ナセルの内側表面に沿った空気流は、薄い境界層を生じさせる乱流である。しかし、低速および高出力で運転され、かつ迎え角が大きいときなどのいくつかの場合において、局所的な流れ領域において、ナセルの内側表面に沿った境界層の厚さが増加する。特定の空気流であるときに、厚い境界層は、渦流および不均一な空気流をつくるように、ナセルの表面から剥離することがある。これらの不均一な空気流および渦流は、ガスタービンエンジンの性能を妨げる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、境界層の蓄積を防止してナセルの内側表面に沿った空気流の潜在的な剥離を防ぐシステムを設計し、これを発達させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ガスタービンエンジンのナセルが、表面パネル（ｆａｃｅ  ｓｈｅｅｔ）によって覆われた騒音減衰層を含む内側表面を画定する。この表面パネルは、騒音減衰層へ流入する空気流とともに音エネルギを連通させる複数の穴を含む。ナセル内の騒音減衰層を支持するバックパネル（ｂａｃｋ  ｓｈｅｅｔ）が、同様に複数の穴を含む。騒音減衰層を介してナセル構造の内側表面から遠ざけるように空気流を吸引するために、真空発生装置が、騒音減衰パネルを横切る圧力差をつくり出す。ナセル構造の内側表面から遠ざけるように空気の一部を吸引することにより、内側表面からの空気流の剥離を防ぐ。ナセルの内側表面に沿って空気流を維持することにより、エンジン性能を低下させ得る望ましくない空気流特性の形成を防ぐ。
【０００５】
したがって、例示的な入口制御システムは、ナセル構造の内側表面に隣接した流れの安定性を提供する。
【０００６】
本発明の上記および他の特徴は、以下の詳細な説明および図面からよく理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、ナセル１２の内部に設けられたガスタービンエンジンアセンブリ１０を示す。ナセル１２は、外側表面１４および内側表面１６を含む。前縁１５が、空気流２０に対する入口面を画定する。ナセル１２に流入する空気流２０は、ガスタービンエンジンアセンブリ１０のファン２２の方向へ導かれる。内側表面１６は、ガスタービンエンジン１０によって発生する音エネルギを減衰させる複数のパネル２６から構成されている。例として、翼の下に取付けられたナセル１２が図示されているが、他の位置にナセルを取り付けた構成（例えば、胴体や、翼の上方に取り付けられていてもよく、胴体または翼の内部に埋め込まれていてもよい）の場合にも、本開示の特徴から恩恵を受ける。
【０００８】
図２は、騒音減衰層３０を覆う表面パネル（ｆａｃｅ  ｓｈｅｅｔ）２８からなるパネル２６を含む例示的なナセル１２を示す。騒音減衰層は、複数のセル３８から構成されている。複数のセル３８は、表面パネル２８を介して通流している音エネルギを散逸させる。ナセル１２に流入する空気流２０は、内側表面１６から遠ざけるようにパネル２６を通して一部が吸引され、ナセル１２の外へ排気される。
【０００９】
空気流２０の一部を除去することは、安定性を増加させ、内側表面１６からの空気流の剥離を防ぐ。パネル２６は、複数の開口３４を含む表面パネル２８を備える。複数の開口３４は、騒音減衰層３０に、空気と共に音エネルギを通流させる。騒音減衰層３０は、バックパネル３２によって支持されている。また、バックパネル３２は、複数の穴を含み、プレナム４０と連通している。このプレナム４０は、制御弁４４および負圧源を含む通路４２と連通している。図示した例において、負圧源は、真空ポンプ４６からなる。真空ポンプ４６は、パネル２６を横切る圧力差をつくり出し、空気流２０の一部を吸引する。所望の圧力差を生み出すエジェクタまたは他のデバイスのような他の負圧源または方法がある。
【００１０】
真空ポンプ４６とプレナム４０との間の通路４２に制御弁４４が含まれている。例示的なプレナム４０は、パネル２６の裏側つまり空気流の通路ではない側に配置されている。プレナム４０は、通流している空気流２０を部分的に吸引するために所望の圧力差を生み出す真空ポンプ４６によって、所望の負の圧力に維持されている。
【００１１】
制御弁４４は、通路４２を流れる空気流を変化あるいは遮断させることができる。したがって、特定の動作要求を満たすように、パネル２６を通過する空気流を調節することができる。いくつかの動作状態においては、空気流がパネル２６を通過することを防ぐように、制御弁４４が閉じられている。パネル２６を通して吸引される空気流２０の特定の部分は、特定のエンジンおよび航空機の動作に従って変化する。したがって、制御弁４４は、パネル２６の裏側に伝達される圧力差を調節するために可変的に調整することができ、入口空気流２０の所望の制御を容易にする。制御弁４４が閉じられた位置にある他の動作状態の間においても、パネル２６は、騒音減衰機能を実行し続ける。
【００１２】
図３は、表面パネル２８およびバックパネル３２を有するパネル２６を備えた他の例示的なナセル構造１２を示す。この例においては、パネル２６の裏側に、独立したプレナムは配置されていない。例示的な騒音減衰層３５は、通流する空気流を吸引するために必要とされる負の圧力を伝えることにより騒音減衰層３５がプレナムの機能を果たすように、各セルの間に開口を含む。
【００１３】
この例においては、ガスタービンエンジンアセンブリ１０（図示せず）の一部から高速の空気５２が供給されるエジェクタ５０によって負の圧力が発生し、例示的なパネル２５の騒音減衰層３５の中へ伝達されている。エジェクタ５０は、通路４２を介してパネル２６の裏側へ高速の空気流５２を連通させる。この高速の空気流は、パネル２６に流入する所望の量の空気流２０を吸引するために必要とされる所望の負の圧力を、騒音減衰層２５を介して発生させる。
【００１４】
開示例の真空ポンプ４６およびエジェクタ５０に加え、パネルを介して空気流を吸引するために必要とされる圧力差を発生させる他の装置および方法が、開示例の入口流制御システム（ｉｎｌｅｔ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ）を使用するための想定の範囲に含まれることが理解されよう。
【００１５】
図４は、騒音減衰層３０が、内側表面１６を横切る方向に配置された複数の壁５４によって画定された複数のセル３８を含むことを示す。これらの複数のセル３８は、セル３８の少なくとも１つと連通する複数の開口３４を含む表面パネル２８によって覆われている。各々のセル３８は、表面パネル３４の内側で複数の開口の少なくとも１つと連通している。
【００１６】
バックパネル３２は、空気を通流させる複数の開口３６を含む。空気は、パネル２６を通過してプレナム４０へ流入する。プレナム４０は、所望の量の空気流２０を内側表面１６内に吸引して該内側表面内１６から取り除くように所望の圧力差をつくる負圧源４６と連通している。
【００１７】
図５は、他の例示的な騒音減衰層３５が、複数のセル３８と、複数のセル３８の間で連通する複数の穴５２を有する複数の壁５４と、を含むことを示す。内側表面から遠ざけるように空気流を吸引するために必要とされる負の圧力を伝達するプレナムの機能を騒音減衰層３５が奏するため、プレナムは備えていない。複数の穴５２が複数のセル３８の間にクロスフローを与え、このクロスフローは、騒音減衰層３５の内部に実質的に均一な圧力をもたらす。
【００１８】
したがって、例示的な騒音減衰パネル２６は、ガスタービンエンジンアセンブリへの入口流を制御かつ安定させるために、ナセル１２の内側表面１６を流れる空気流を部分的に除去する。また、本発明の好ましい実施例を開示したが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、いくつかの変更がなされ得ることを理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一例としてのエンジンナセルの概略図。
【図２】エンジンナセルの断面図。
【図３】他の例のエンジンナセルの断面図。
【図４】一例としての騒音減衰構造の拡大断面図。
【図５】他の例の騒音減衰構造の断面図。
【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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