(57)【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、
ファンモジュールおよびファン駆動タービンモジュールからなるプロパルサーアセンブリと、
圧縮機セクション、前記圧縮機セクションと流体連通している燃焼器、および前記燃焼器と流体連通しているタービンからなるガス発生器アセンブリと、
前記ファンモジュールのファンを回転させるために前記ファン駆動タービンモジュールによって駆動されるギア式構造と、
を備え、
前記ファンモジュールおよび前記ファン駆動タービンモジュールの重量が、ガスタービンエンジンの総重量の約４０％未満である、ガスタービンエンジン。
【請求項２】
前記ファンモジュールが２６個以下のファンブレードを備える、請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項３】
前記ファンモジュールが２６個を超えるシュラウド付きファンブレードを備える、請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項４】
前記ファン駆動タービンモジュールが、前記ファンが１回転する毎に２．６回超回転するように構成されるロータを備える、請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項５】
前記ファン駆動タービンモジュールが一方向凝固されたブレードを備える、請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項６】
前記ファン駆動タービンモジュールが６段より少ない段を備える、請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項７】
前記ファンモジュールおよび前記ファン駆動タービンモジュールの前記重量が、前記ガスタービンエンジンの前記総重量の２８〜３４パーセントである、請求項１に記載のガスタービンエンジン。
【請求項８】
ガスタービンエンジンであって、
ファンモジュールおよびファン駆動タービンモジュールからなる、ガスタービンエンジンのプロパルサーアセンブリを備え、前記プロパルサーアセンブリがガスタービンエンジンの総重量の約４０％未満である、ガスタービンエンジン。
【請求項９】
前記ファンモジュールが２６個以下のファンブレードを備える、請求項８に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１０】
前記ファンモジュールが２６個を超えるシュラウド付きファンブレードを備える、請求項８に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１１】
前記ファン駆動タービンモジュールが、前記ファンが１回転する毎に２．６回転するように構成されるロータを備える、請求項８に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１２】
前記ファン駆動タービンモジュールが一方向凝固されたブレードを備える、請求項８に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１３】
前記ファン駆動タービンモジュールが６段より少ない段を備える、請求項８に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１４】
前記プロパルサーアセンブリが前記ガスタービンエンジンの前記総重量の２８〜３４パーセントである、請求項８に記載のガスタービンエンジン。
【請求項１５】
ガスタービンエンジンのプロパルサーアセンブリとガス発生器アセンブリとの間で重量を配分する方法であって、
ファンモジュールおよびタービンモジュールからなるプロパルサーアセンブリを提供することと、
前記プロパルサーアセンブリの取り付け時に、ガスタービンエンジン内に取り付けるように前記プロパルサーアセンブリを構成することと、
を含み、
前記プロパルサーアセンブリがガスタービンエンジンの総重量の４０パーセント未満である、方法。
【請求項１６】
前記ファンモジュールが２６個以下のファンブレードを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ファンモジュールが２６個を超えるシュラウド付きファンブレードを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ファン駆動タービンモジュールが、前記ファンが１回転する毎に２．６回転するように構成されるロータを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記プロパルサーアセンブリがガスタービンエンジンの総重量の２８〜３４パーセントである、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２０１２年１０月８日出願の米国仮特許出願第６１７１０８０８号の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、典型的には、ファンセクション、圧縮機セクション、燃焼器セクション、およびタービンセクションを含む。圧縮機セクションに入る空気は、圧縮されて燃焼セクションに送達され、そこで燃料と混合され、点火されて、高速排ガス流を生成する。高速排ガス流は、タービンセクションを通って膨張し、圧縮機およびファンセクションを駆動する。圧縮機セクションは、典型的には、低圧および高圧圧縮機を含み、タービンセクションは、低圧および高圧タービンを含む。
【０００３】
高圧タービンは、外側シャフトを通して高圧圧縮機を駆動して高スプールを形成し、低圧タービンは、内側シャフトを通して低圧圧縮機を駆動して低スプールを形成する。ファンセクションは、下方内側シャフトによっても駆動される場合がある。エンジンの全体的な推進効率を増大させるために、ファンセクションがタービンセクションとは異なる速度で回転しうるように、エピサイクリックギアアセンブリ等の減速デバイスを利用してファンセクションを駆動してもよい。そのようなエンジン構造において、タービンセクションのうちの１つによって駆動されるシャフトは、タービンセクションおよびファンセクションの両方が最適速度に近い速度で回転することができるように、低速でファンセクションを駆動するエピサイクリックギアアセンブリに入力を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ギア式構造は推進効率を改善するが、タービンエンジン製造業者は、熱効率、伝達効率、および推進効率の改善を含むエンジン性能のさらなる改善を模索し続けている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の例示の一態様に従うガスタービンエンジンは、とりわけ、少なくともファンモジュールおよびファン駆動タービンモジュールを含むプロパルサーアセンブリと、少なくとも圧縮機セクション、圧縮機セクションと流体連通している燃焼器、および燃焼器と流体連通しているタービンを含むガス発生器アセンブリと、ファンモジュールのファンを回転させるためにファン駆動タービンモジュールによって駆動されるギア式構造と、を含む。ファンモジュールおよびファン駆動タービンモジュールの重量は、ガスタービンエンジンの総重量の約４０％未満である。
【０００６】
前述のガスタービンエンジンのさらなる非限定的な実施形態において、ファンモジュールは、２６個以下のファンブレードを備える。
【０００７】
前述のガスタービンエンジンのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファンモジュールは、２６個を超えるシュラウド付きファンブレードを備える。
【０００８】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファン駆動タービンモジュールは、ファンが１回転する毎に２．６回超回転するように構成されるロータを備える。
【０００９】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファン駆動タービンモジュールは、一方向凝固されたブレードを備える。
【００１０】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファン駆動タービンモジュールは、６段より少ない段を備える。
【００１１】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファンモジュールおよびファン駆動タービンモジュールの重量は、ガスタービンエンジンの総重量の２８〜３４パーセントである。
【００１２】
本開示の別の例示の態様に従うガスタービンエンジンは、とりわけ、少なくともファンモジュールおよびファン駆動タービンモジュールを含む、ガスタービンエンジンのプロパルサーアセンブリを含み、プロパルサーアセンブリは、ガスタービンエンジンの総重量の約４０％未満である。
【００１３】
前述のガスタービンエンジンのさらなる非限定的な実施形態において、ファンモジュールは、２６個以下のファンブレードを備える。
【００１４】
前述のガスタービンエンジンのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファンモジュールは、２６個を超えるシュラウド付きファンブレードを備える。
【００１５】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファン駆動タービンモジュールは、ファンが１回転する毎に２．６回転するように構成されるロータを備える。
【００１６】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファン駆動タービンモジュールは、一方向凝固されたブレードを備える。
【００１７】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファン駆動タービンモジュールは、６段より少ない段を備える。
【００１８】
前述のガスタービンエンジンのうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、プロパルサーアセンブリは、ガスタービンエンジンの総重量の２８〜３４パーセントである。
【００１９】
本開示の別の例示の態様に従うガスタービンエンジンのプロパルサーアセンブリとガス発生器アセンブリとの間で重量を配分する方法は、とりわけ、ファンモジュールおよびタービンモジュールを含む、第１の重量を有するプロパルサーアセンブリを提供することと、プロパルサーアセンブリの取り付け時に、第２の重量を有するガスタービンエンジン内に取り付けるようにプロパルサーアセンブリを構成することと、を含み、第１の重量は、第２の重量の４０パーセント未満である。
【００２０】
前述の重量を配分する方法のさらなる非限定的な実施形態において、ファンモジュールは、２６個以下のファンブレードを備える。
【００２１】
前述の重量を配分する方法のいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファンモジュールは、２６個を超えるシュラウド付きファンブレードを備える。
【００２２】
前述の重量を配分する方法のうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、ファン駆動タービンモジュールは、ファンが１回転する毎に２．６回転するように構成されるロータを備える。
【００２３】
前述の重量を配分する方法のうちのいずれかのさらなる非限定的な実施形態において、プロパルサーアセンブリは、ガスタービンエンジンの総重量の２８〜３４パーセントである。
【００２４】
異なる例が図解に示される特定の構成要素を有するが、本開示の実施形態は、それらの特定の組み合わせに限定されるものではない。これらの例のある例からの構成要素または特徴のうちのいくつかを、これらの例の別の例からの構成要素または特徴と組み合わせて用いることが可能である。
【００２５】
開示される例の様々な特徴および利点は、発明を実施するための形態から当業者には明らかになるであろう。発明を実施するための形態に付随する図面を、以下の通り簡潔に説明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】例示のガスタービンエンジンの断面図である。
【図２】図１のガスタービンエンジンの例示の実施形態の一部の断面図である。
【図３】図２のガスタービンエンジンの特徴と他のガスタービンエンジンの特徴の比較表である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１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を含む例示のガスタービンエンジン２０を概略的に図示する。代替のエンジンは、他のシステムまたは機構のなかでもとりわけ、オーグメンタセクション（図示せず）を含む場合がある。ファンセクション２２が空気をバイパス流路Ｂに沿って駆動する一方で、圧縮機セクション２４は、空気をコア流路Ｃに沿って引き込み、空気が圧縮されて燃焼器セクション２６に連通される。燃焼器セクション２６において、空気は、燃料と混合され、点火され、タービンセクション２８を通って膨張する高圧排ガス流を生成し、エネルギーが抽出され、ファンセクション２２および圧縮機セクション２４を駆動するために利用される。
【００２８】
開示される非限定的な実施形態がガスタービンガスタービンエンジンを描写するが、教示は、他の種類のタービンエンジン、例えば、３つのスプールが共通軸を中心に同心円状に回転し、かつ低スプールがギアボックスを介して低圧タービンにファンを駆動させることができ、中スプールが中圧タービンに圧縮機セクションの第１の圧縮機を駆動させることができ、かつ高スプールが高圧タービンに圧縮機セクションの高圧圧縮機を駆動させることができる、３スプール構造を含むタービンエンジンに適用されてもよいため、本明細書に記載される概念がガスタービンとの使用に限定されないことを理解されたい。
【００２９】
例示のエンジン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に対してエンジン長手方向中心軸Ａを中心に回転するように装着された低速スプール３０および高速スプール３２を含む。様々な位置の様々な軸受システム３８が代替的または追加的に提供されてもよいことを理解されたい。
【００３０】
低速スプール３０は、概して、ファン４２および低圧（または第１の）圧縮機セクション４４を低圧（または第１の）タービンセクション４６に接続する内側シャフト４０を含む。内側シャフト４０は、ギア式構造４８等の変速デバイスを用いてファン４２を駆動し、低速スプール３０よりも遅い速度でファン４２を駆動する。高速スプール３２は、高圧（または第２の）圧縮機セクション５２と高圧（または第２の）タービンセクション５４を相互接続する外側シャフト５０を含む。内側シャフト４０および外側シャフト５０は、同心であり、エンジン長手方向中心軸Ａを中心に軸受システム３８を介して回転する。
【００３１】
燃焼器５６は、高圧圧縮機５２と高圧タービン５４との間に配置される。一例において、高圧タービン５４は、二段高圧タービン５４を提供するために少なくとも２段を含む。別の例において、高圧タービン５４は、単一の段のみを含む。本明細書で使用されるとき、「高圧」圧縮機またはタービンは、対応する「低圧」圧縮機またはタービンよりも高い圧力を受ける。
【００３２】
例示の低圧タービン４６は、約５を超える圧力比を有する。例示の低圧タービン４６の圧力比は、排気ノズルより前の低圧タービン４６の出口で測定される圧力と関連付けて、低圧タービン４６の入口より前で測定される。
【００３３】
エンジン静的構造３６の中間タービンフレーム５８は、高圧タービン５４と低圧タービン４６との概して間に配置される。中間タービンフレーム５８は、タービンセクション２８内の軸受システム３８をさらに支持し、低圧タービン４６に入る空気流も設定する。
【００３４】
コア空気流Ｃは、低圧圧縮機４４によって圧縮され、その後高圧圧縮機５２によって圧縮され、燃料と混合され、燃焼器５６内で点火され、高速排ガスを生成し、その後これは、高圧タービン５４および低圧タービン４６を通って膨張する。中間タービンフレーム５８は、コア空気流路にあり、低圧タービン４６の入口ガイドベーンとして機能するベーン６０を含む。中間タービンフレーム５８のベーン６０を低圧タービン４６の入口ガイドベーンとして利用することにより、中間タービンフレーム５８の軸方向長さを増大させることなく低圧タービン４６の長さが減少する。低圧タービン４６内の羽根の数を削減または削除することにより、タービンセクション２８の軸方向長さが短くなる。したがって、ガスタービンエンジン２０がさらに小型になり、より高い出力密度が達成される。
【００３５】
一例における開示されるガスタービンエンジン２０は、高バイパスギア式航空機エンジンである。さらなる例において、ガスタービンエンジン２０は、約６を超えるバイパス比を含み、例示の実施形態では、約１０を超えるバイパス比を含む。例示のギア式構造４８は、約２．３を超えるギア減速比を有する、エピサイクリックギア列、例えば、遊星歯車システム、星型歯車システム、または他の既知のギアシステムである。
【００３６】
開示される一実施形態において、ガスタービンエンジン２０は、約１０（１０：１）を超えるバイパス比を含み、ファン直径は、低圧圧縮機４４の外径よりもはるかに大きい。しかしながら、上述のパラメータがギア式構造を含むガスタービンエンジンの一実施形態の単なる例であり、本開示が他のガスタービンエンジンに適用可能であることを理解するべきである。
【００３７】
高バイパス比の結果、かなりの量の推力がバイパス流Ｂによって提供される。エンジン２０のファンセクション２２は、特定の飛行条件で、典型的には、約マッハ０．８および約３５，０００フィートで巡航するように設計される。バケット巡航推力当たり燃料消費率（ＴＳＦＣ）としても知られている、エンジンの燃料消費が最良の状態であるマッハ０．８および３５，０００フィートの飛行条件は、エンジンが最小点で発生させる推力のポンド力（ｌｂｆ）で割った燃焼される１時間当たりの燃料のポンド質量（ｌｂｍ）の業界標準パラメータである。
【００３８】
「低ファン圧力比」は、ファン出口ガイドベーン（「ＦＥＧＶ」）システムを有しないファンブレード単独にわたる圧力比である。非限定的な一実施形態に従う本明細書に開示される低ファン圧力比は、約１．５０未満である。別の非限定的な実施形態において、低ファン圧力比は、約１．４５未満である。
【００３９】
「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／秒単位の実際のファン先端速度である。非限定的な一実施形態に従う本明細書に開示される「低補正ファン先端速度」は、約１１５０フィート／秒未満である。
【００４０】
例示のガスタービンエンジンは、非限定的な一実施形態において、約２６個未満のファンブレードを備えるファン４２を含む。別の非限定的な実施形態において、ファンセクション２２は、約２０個未満のファンブレードを含む。さらに、開示される一実施形態において、低圧タービン４６は、符号３４で概略的に示される約６個以下のタービンロータを含む。別の非限定的な例示の実施形態において、低圧タービン４６は、約３個のタービンロータを含む。ファンブレードの数と低圧タービンロータとの数の比率は、約３．３〜約８．６である。例示の低圧タービン４６は、ファンセクション２２を回転させる駆動力を提供し、それ故に低圧タービン４６内のタービンロータ３４の数とファンセクション２２内のブレードの数との間の関係は、増大した出力伝達効率を有する例示のガスタービンエンジン２０を開示する。
【００４１】
例示のガスタービンエンジン２０は、効率の改善を促進する減量機能を含む。例示の減量機能は、プロパルサーアセンブリ（propulsor assembly）をエンジン２０内に提供し、これは合計でエンジン総重量の約４０％未満である。エンジン総重量の約４０％未満であるプロパルサーアセンブリを有するエンジンは、他のエンジンよりも効率的で、かつ目標を定めた重量配分を有することが見出されている。
【００４２】
この方法で重量が配分されたエンジンは、前端が比較的より軽量であり、これはエンジン２０が翼の前方で片持ちになるときに有利である場合がある。例えば、エンジン２０を翼に固定するパイロン構造（図示せず）は、典型的には、非常に高いＧ負荷下で、さらには衝突負荷下でさえエンジン２０を保持しなければならない。ファンセクションの重量が大きいほど、パイロン構造の重量が大きくなる。エンジン２０およびパイロン構造は、翼によって保持され、エンジン２０の重量とファンセクション２２および低圧タービン４６およびパイロン構造のモーメントアームとの両方が適応する必要がある。
【００４３】
図１を引き続き参照しながら図２および３を参照すると、例示のガスタービンエンジン２０ａは、プロパルサーアセンブリ６２およびガス発生器アセンブリ６４を含む。この例において、プロパルサーアセンブリ６２は、ファンモジュール６６およびタービンモジュール６８を含む。概して、プロパルサーアセンブリ６２は、推力発生と関連付けられた構造を含む。ガス発生器アセンブリ６４は、エンジン２０ａの残り部分を含む。この例において、タービンモジュール６８は、低圧またはファン駆動タービンモジュールである。
【００４４】
知られているように、ガスタービンエンジンのモジュール構造は、組み立て、輸送、および修理を容易にするように開発されている。本開示の利益を受ける当業者であれば、ガスタービンエンジン２０ａ内のプロパルサーアセンブリ６２およびガス発生器アセンブリ６４、ならびにその中のモジュールの一般的な境界を理解するであろう。
【００４５】
例示のファンモジュール６６は、ファン４２を含む。ファン４２は、ハブ７０およびハブ７０から半径方向に延在するブレード７２のアレイを含む。ハブ７０およびブレード７２は、環状ファンケース７６内に収まる。
【００４６】
ナセル７４は、ファンモジュール６６およびエンジン２０ａの他の部分に外接する。この例において、前方フランジ７８および後方フランジ８２は、ファンモジュール６６をナセル７４およびガスタービンエンジン２０ａに固定するために使用される。「前方」および「後方」という用語は、エンジン２０ａを通る流れの一般的な方向を参照する。
【００４７】
この例において、前方フランジ７８は、ファンモジュール６６のケース７６をブレード７２の軸方向に前方の位置でナセル７４に直接固定する。フランジ７８の軸方向に前方かつ半径方向に外側の構成要素は、ナセル７４の一部であると見なされる。
【００４８】
この例において、後方フランジ８２は、ファンモジュール６６のケース７６をブレード７２の軸方向に後方の位置でナセル７４に直接固定する。後方フランジ８２の軸方向に後方かつ半径方向に外側の構成要素は、ナセル７４の一部であると見なされる。後方フランジ８２は、ファン出口ガイドベーン８６の後方の位置で取り付けられてもよい。
【００４９】
この例において、ナセル７４は、エンジン２０ａ、スラストリバーサシステム７５、ならびにフランジ７８および８２とは別個の構造と見なされる。
【００５０】
ガスタービンエンジン２０ａのギア式構造４８は、軸受コンパートメント前壁９０を有する。例示のファンモジュール６６は、軸受コンパートメント前壁９０を含むが、ギア式構造４８の他の部分は含まない。軸受コンパートメント前壁９０は、ファン４２を支持する。軸受コンパートメント前壁９０は、典型的には、ファンモジュール６６の残りの部分と一緒に出荷される。
【００５１】
ファンモジュール６６は、重量Ｆwを有する。ナセル７４、前方フランジ７８、および後方フランジ７８は、この例において、ファンモジュール６６の全重量を決定する際に除外される。
【００５２】
タービンモジュール６８は、少なくとも前方フランジ９２、後方フランジ９４、およびハブボルト９６によってエンジン２０ａ内に固定される。前方フランジ９２は、タービンモジュール６８を中間タービンフレーム５８に固定する。後方フランジ９４は、タービンモジュール６８をタービン排気ケース１００に固定する。ハブボルト９６は、タービンモジュール６８を低速スプール３０の内側シャフト４０に固定する。
【００５３】
タービンモジュール６８は、重量Ｔwを有する。中間タービンフレーム５８、排気ケース１００、およびシャフト４０は、この例において、ファンモジュール６６の全重量を決定する際に除外される。
【００５４】
プロパルサーアセンブリ６２は、総重量ＰTOTを有し、これはファンモジュール６６の重量Ｆwとタービンモジュール６８の重量Ｔwとの合計である。すなわち、ＰTOT＝Ｆw＋Ｔwである。
【００５５】
プロパルサーアセンブリ６２に加えて、例示のエンジン２０ａは、ガス発生器アセンブリ６４を含む。ガス発生器アセンブリ６４の構造は、プロパルサーアセンブリ６２の一部ではなく、エンジン２０ａの一部であると一般に見なされる。ガス発生器アセンブリ６４は、総重量ＧTOTを有する。
【００５６】
したがって、ガス発生器アセンブリ６４は、低圧圧縮機４４、高圧圧縮機５２、ディフューザケース、および高圧タービン５４を含む。ガス発生器アセンブリ６４は、中間タービンフレーム５８、すべての軸受システム３８、内側シャフト４０、タワーシャフト８０、外部構成要素（アクセサリギアボックス８８、制御部およびワイヤハーネス、ならびに圧力感知デバイスおよび管等）、ならびにすべての他の外部品および流体をさらに含む。
【００５７】
３つのスプールを利用する別のギア式ガスタービン構成において、ガス発生器アセンブリ６４は、中圧圧縮機および中圧タービンをさらに含む場合がある。
【００５８】
理解され得るように、エンジン２０ａは、総重量ＥｎｇTOTを有し、これはプロパルサーアセンブリ６２の重量ＰTOTとガス発生器アセンブリ６４の重量ＧTOTを合計することによって決定することができる。すなわち、ＥｎｇTOT＝ＰTOT＋ＧTOTである。
【００５９】
例示のプロパルサーアセンブリ６２の構成要素は、プロパルサーアセンブリ６２の重量ＰTOTの減少を促進する機能を含む。この例において、重量ＰTOTは、エンジン総重量ＥｎｇTOTの約４０％未満である。
【００６０】
例示のファンモジュール６６の減量機能は、ブレード７２を１つ以上の比較的より軽量の材料、例えば、アルミニウム、中空アルミニウム、中空チタン、コンポジットおよびプラスチック、またはこれらの何らかの組み合わせ等で構成することを含むことができる。エンジン２０ａ内のブレード７２の数は、約２６個未満であり、これは重量の減少にも寄与する。
【００６１】
いくつかの例において、ファンモジュール６６は、２６個を超えるブレードを有するシュラウド付きファンブレード構成のブレード７２を含む場合がある。ブレード７２は、前縁領域内のチタンシュラウド、ニッケルシュラウド、および／または金属コーティングを含むが、これらに限定されない、軽量のファンブレード前縁保護機能を含むことができる。
【００６２】
ファンモジュール６６は、軽量のファンブレード封じ込めシステムをさらに含んでもよく、かつこれを使用することによって、可能になる場合がある。開示される例示の軽量のファンブレード封じ込めシステムは、アルミニウムおよび有機マトリックス複合材料のうちの一方またはこれらの組み合わせを含んでもよい。
【００６３】
ファンモジュール６６の重量は、いくつのブレード７２が使用されるか（ブレード７２の数が少ないとより重くなり、その収容がより困難になる場合がある）、ブレード７２が中実であるかまたは中空であるか、ブレード７２が２６個を超えるかどうか、それ故にブレード７２間にシュラウドを必要とするかどうか、に影響される可能性がある。ファンブレード７２は、チタン中実（安価で重い）、チタン中空（高価で軽い）、金属前縁とのコンポジット（高価で軽い）、中実アルミニウム（安価で軽い）、または中空アルミニウム（安価で超軽量）とすることができる。ファンケースは、Ｋｅｖｌａｒ封じ込めシステムを有するアルミニウム（安価で重い）とすることができ、または巻いたコンポジットケース（ｗｏｕｎｄ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  ｃａｓｅ）（より高価で軽量）とすることができる。
【００６４】
エンジン２０ａ内での比較的軽量のプロパルサーアセンブリ６２の使用を促進するさらなる機能は、エンジンの長さを減少させる円錐ころ軸受を含む。傾斜ファン出口ガイドベーンは、ファンセクション２２のファンロータ支持体と外バレルとの間に効率の良い負荷接続をさらに提供する。
【００６５】
例示のタービンモジュール６８の減量機能は、ファン４２の回転速度の少なくとも２．６倍の回転速度で動作するように構成された比較的高速の低圧タービンロータ１０２を含む。すなわち、ロータ１０２は、ファン４２が１回転する毎に２．６回転するように構成される。
【００６６】
この例において、低圧タービン４６は、ファン駆動タービンである。同様に、タービンモジュール６８は、ファン駆動タービンモジュールである。３つのタービンを利用する他のギア式ガスタービン構成は同様の速度比範囲内で動作するファン駆動タービンも含む場合がある。
【００６７】
この例において、低圧タービン４６は、約６段より少ない段を含む。低圧タービン４６の段数は、エンジン全重量に対するプロパルサーアセンブリ６２の開示される重量比の維持を促進する多くの要素の一例である。低圧タービン４６等のプロパルサーアセンブリの部分は、一方向凝固されたブレードを含む場合がある。
【００６８】
低圧タービンも３段または４段とすることができる。４段のバージョンは、３段のバージョンよりも効率的である場合があるが、３段のバージョンよりも重い場合がある。低圧タービン４６のシャフトを支持する軸受コンパートメント３８は、シャフト４０の遠端に存在する（より重くて安価であり得る）、または高圧タービン２４と低圧タービン４６との間に存在する（より軽く、より高価で、より高温であり、設計および修理が困難である場合がある）可能性がある。
【００６９】
図３に列記される開示の例において、エンジン全重量ＥｎｇTOT（ナセル構造および装着具を含まない）は、約６１６２ポンド（２７９５ｋｇ）であり、約１８３８ポンド（８３４ｋｇ）のプロパルサーアセンブリ重量ＰTOTを含む。プロパルサーアセンブリ重量ＰTOTは、ギア式ガスタービン総重量ＥｎｇTOTの約２９．８パーセントである。別の開示される例において、エンジン総重量ＥｎｇTOTは、約４８３７ポンド（２１９４ｋｇ）であり、プロパルサーモジュール重量ＰTOTは、約１６０４ポンド（７２８ｋｇ）であり、すなわちエンジン総重量ＥｎｇTOTの約３３．２パーセントである。さらなる開示される例において、エンジン総重量ＥｎｇTOTは、約３６３７ポンド（１６５０ｋｇ）であり、プロパルサーモジュール重量ＰTOTは、約１０３３（４６９ｋｇ）であり、すなわちエンジン総重量ＥｎｇTOTの約２８．４パーセントである。
【００７０】
例示の実施形態が開示されているが、当業者であれば、ある特定の修正が本開示の範囲内に入ることになることを認識するであろう。したがって、以下の特許請求の範囲は、本開示の範囲および内容を決定するために検討されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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