(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）用のコアエンジン（１６）であって、
コアエンジン（１０）用のエンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定する、圧縮機セクション（２２、２４）、燃焼セクション（２６）、およびタービンセクション（２８、３０）と、
少なくとも部分的に前記圧縮機セクション（２２、２４）内に配置され、および前記エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定する内側流路面（１１４）と、
前記圧縮機セクション（２２、２４）を少なくとも部分的に囲い、および前方端を画定するコアケーシング（１８）であって、前記コアケーシング（１８）が可動導入口アセンブリ（１１２）を前記前方端に含み、前記可動導入口アセンブリ（１１２）および前記内側流路面（１１４）が、合わせて、前記圧縮機セクション（２２、２４）の円形の導入口（２０）を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記導入口（２０）において第１の導入口面積（１２８）を画定する第１の位置と、前記導入口（２０）において第２の導入口面積（１３０）を画定する第２の位置との間を移動可能であり、前記第１の導入口面積（１２８）が前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、コアケーシング（１８）と、
を含む、コアエンジン（１６）。
【請求項２】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第１の位置において前記エンジン空気流路（６４）内への第１の空気流速度での第１のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第２の位置において前記エンジン空気流路（６４）内への第２の空気流速度での第２のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記第１のエンジン空気流（６０）のうちの少なくとも１つが前記第２のエンジン空気流（６０）よりも多いか、または、前記第１のエンジン空気流（６０）速度が前記第２のエンジン空気流（６０）速度より低い、請求項１に記載のコアエンジン（１６）。
【請求項３】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記エンジン空気流路（６４）における気流歪曲に基づいて制御されるように構成され、および前記気流歪曲が導入口気流歪曲である、請求項１または２に記載のコアエンジン（１６）。
【請求項４】
前記圧縮機セクション（２２、２４）が、第１の圧縮機と第２の圧縮機とを含み、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記エンジン空気流路（６４）における気流歪曲に基づいて制御されるように構成され、前記気流歪曲が、前記第１の圧縮機と前記第２の圧縮機との間の気流不整合である、請求項１から３のいずれかに記載のコアエンジン（１６）。
【請求項５】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記エンジン空気流路（６４）における気流歪曲に基づいて制御されるように構成され、前記コアエンジン（１６）が、
前記エンジン空気流路（６４）内に少なくとも部分的に配置された、気流歪曲に関連した１つまたは複数の測定値を取得するための、１つまたは複数の圧力感知装置をさらに含み、
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記１つまたは複数の圧力感知装置からのシグナルに少なくとも部分的に基づいて制御されるように構成された、
請求項１から４のいずれかに記載のコアエンジン（１６）。
【請求項６】
前記コアエンジン（１６）が周方向を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第１の位置と前記第２の位置との間を、前記コアエンジン（１６）の前記周方向回りにおおむね均等に移動可能である、請求項１から５のいずれかに記載のコアエンジン（１６）。
【請求項７】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、中間位置にさらに移動可能であり、前記中間位置が、中間の導入口面積を画定し、前記中間の導入口面積が、前記第１の導入口面積（１２８）よりも小さく、および前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、請求項１から６のいずれかに記載のコアエンジン（１６）。
【請求項８】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記エンジン空気流路（６４）における気流歪曲を調整するために、コントローラ（２０８）からのシグナルに基づいて、前記第１の位置と、前記第２の位置と、前記中間位置との間で移動可能である、請求項７に記載のコアエンジン（１６）。
【請求項９】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、先端部（１１６）を画定し、前記コアエンジン（１６）が軸方向を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）の前記先端部（１１６）が、少なくとも部分的に前記軸方向に沿って、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動する、請求項１から８のいずれかに記載のコアエンジン（１６）。
【請求項１０】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、先端部（１１６）を画定し、前記コアエンジン（１６）が周方向を画定し、前記先端部（１６）が、前記第１の位置において第１の外周（１２４）を画定し、前記先端部（１６）が、前記第２の位置において第２の外周（１２６）を画定し、前記第２の外周（１２６）が前記第１の外周（１２４）よりも小さい、請求項１から８のいずれかに記載のコアエンジン（１６）。
【請求項１１】
航空機のガスタービンエンジン（１０）における気流歪曲を調整するための方法（１１００）であって、前記ガスタービンエンジン（１０）が、直列流れの圧縮機セクション（２２、２４）、燃焼セクション（２６）、およびタービンセクション（２８、３０）を含み、前記圧縮機セクション（２２、２４）、前記燃焼セクション（２６）、および前記タービンセクション（２８、３０）が、エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定し、前記ガスタービンエンジン（１０）が、少なくとも部分的に前記圧縮機セクション（２２、２４）内に配置された、および前記エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定する内側流路面（１１４）をさらに含み、前記ガスタービンエンジン（１０）が、前記圧縮機セクション（２２、２４）を少なくとも部分的に囲う、および前方端を画定するコアケーシング（１８）をさらに含む、前記方法（１１００）が、
１つまたは複数の制御デバイス（１０００）によって、前記エンジン空気流路（６４）に関連した気流歪曲状態を判定すること（１１０４）と、
前記１つまたは複数の制御デバイス（１０００）によって、前記ガスタービンエンジン（１０）の前記気流歪曲状態を調整するように、可動導入口アセンブリ（１１２）を制御すること（１１０８）であって、前記コアケーシング（１８）が前記可動導入口アセンブリ（１１２）を前記前方端に含み、前記可動導入口アセンブリ（１１２）および前記内側流路面（１１４）が、合わせて、前記圧縮機セクション（２２、２４）の円形の導入口（２０）を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、第１の導入口面積（１２８）を画定する第１の位置と、第２の導入口面積（１３０）を画定する第２の位置との間を移動可能であり、前記第１の導入口面積（１２８）が前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、前記制御すること（１１０８）と、
を含む、前記方法（１１００）。
【請求項１２】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、中間位置にさらに移動可能であり、前記中間位置が、中間の導入口面積を画定し、前記中間の導入口面積が、前記第１の導入口面積（１２８）よりも小さく、および前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、請求項１１に記載の方法（１１００）。
【請求項１３】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第１の位置において前記エンジン空気流路（６４）内への第１のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第２の位置において前記エンジン空気流路（６４）内への第２のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記中間位置において前記エンジン空気流路（６４）内への中間のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記中間のエンジン空気流（６０）が前記第１のエンジン空気流（６０）よりも少なく、および前記第２のエンジン空気流（６０）よりも多い、請求項１２に記載の方法（１１００）。
【請求項１４】
前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御することが、前記可動導入口アセンブリを、前記第１の位置と、前記第２の位置と、前記中間位置との間で動かすことを含む、請求項１２または１３に記載の方法（１１００）。
【請求項１５】
前記気流歪曲状態を調整するように前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御することが、前記気流歪曲状態を緩和させるように前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御することを含む、請求項１１から１４のいずれかに記載の方法（１１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンにおける気流歪曲（ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を調整するための可動（ｔｒａｎｓｌａｔｉｎｇ）導入口に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般的に、直列流れの順で、圧縮機セクション、燃焼セクション、タービンセクション、および排気セクションを有する、コアを含む。稼働時に、エンジン空気流が圧縮機セクションの導入口に入り、そこで１つまたは複数の軸流圧縮機が、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。燃焼セクション内で、燃料が圧縮された空気と混ざり、燃焼され、燃焼ガスを供給する。燃焼ガスは、燃焼セクションからタービンセクションへ経路決定される。タービンセクションを通る燃焼ガスの流れは、圧縮機セクションを駆動し、その後、排気セクションを通って、例えば外気へと送られる。
【０００３】
稼働中、ガスタービンエンジンが、圧縮機セクションの上流のエンジン空気流路で、ガスタービンエンジンの迎角、横風、またはいずれの他の吸込異常に起因した、周方向または局所的な流れ分断等の気流歪曲を受ける恐れがある。気流歪曲は、稼働中不均等なので、圧縮機セクションの一部が適切な失速圧力比以下になり得る。多くの場合、ガスタービンエンジンの稼働中に失速状態が生じることを防止するために、十分な失速マージンが圧縮機セクションで維持されるべきである。
【０００４】
ガスタービンエンジンにおける所望の失速マージンを維持するための１つのアプローチは、圧縮機セクションへの導入口で可変ガイドベーンを閉じることによって、圧縮機セクションにおける空気流および圧力を、失速状態をもたらすに足る圧力未満まで減少させることである。しかしながら、可変ガイドベーンを閉じることで、ガスタービンエンジン全体の効率が下がる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３３９２５８５号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明の態様および利点は、以下の説明に部分的に述べられても、説明から明らかになっても、または本発明の実施を介して学ばれてもよい。
【０００７】
本開示の一態様の例は、ガスタービンエンジンのコアエンジンを対象とする。コアエンジンは、直列流れに、およびガスタービンエンジンのエンジン空気流路を少なくとも部分的に画定する、圧縮機セクション、燃焼セクション、およびタービンセクションを含み得る。また、コアエンジンは、少なくとも部分的に圧縮機セクション内に配置された、およびエンジン空気流路を少なくとも部分的に画定する内側流路面を含み得る。さらに、コアエンジンは、圧縮機セクションを少なくとも部分的に囲う、および前方端を画定するコアケーシングを含み得る。コアケーシングは、前方端において、可動導入口アセンブリを含み得る。可動導入口アセンブリおよび内側流路面は、合わせて、圧縮機セクションの導入口を画定し得る。可動導入口アセンブリは、導入口において第１の導入口面積を画定する第１の位置と、導入口において第２の導入口面積を画定する第２の位置との間を移動可能であり得、該第１の導入口面積は該第２の導入口面積よりも大きい。
【０００８】
本開示の他の態様の例は、ガスタービンエンジンにおける気流歪曲を調整するための方法を対象とする。ガスタービンエンジンは、直列流れに、圧縮機セクション、燃焼セクション、およびタービンセクションを含み得る。圧縮機セクション、燃焼セクション、およびタービンセクションは、エンジン空気流路を少なくとも部分的に画定することができる。ガスタービンエンジンは、少なくとも部分的に圧縮機セクション内に配置された、およびエンジン空気流路を少なくとも部分的に画定する内側流路面を含み得る。ガスタービンエンジンは、圧縮機セクションを少なくとも部分的に囲う、および前方端を画定するコアケーシングを含み得る。該方法は、１つまたは複数の制御デバイスによって、エンジン空気流路に関連した気流歪曲状態を判定することを含む。該方法は、また、１つまたは複数の制御デバイスによって、ガスタービンエンジンの気流歪曲状態を調整するように、可動導入口アセンブリを制御することを含み得る。コアケーシングは、前方端において、可動導入口アセンブリを含み得る。可動導入口アセンブリおよび内側流路面は、合わせて、圧縮機セクションの導入口を画定し得る。可動導入口アセンブリは、第１の導入口面積を画定する第１の位置と、第２の導入口面積を画定する第２の位置との間を移動可能であり得、該第１の導入口面積は該第２の導入口面積よりも大きい。
【０００９】
本開示の他の態様の例は、ガスタービンエンジンの空気流路における気流歪曲を調整するように構成されたガスタービンエンジン、デバイス、装置、および他のシステムを対象とする。本開示のこれらの態様の例に、変更および修正がなされ得る。
【００１０】
様々な実施形態のこれらのおよび他の特徴、態様および利点は、下記記述と添付の特許請求の範囲を参照することにより、より良好に理解されるだろう。本明細書に組み込まれ、その一部分を構成する添付の図面は、本開示の実施形態を図示し、本明細書と共に本発明の諸原理を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の最良の形態を含み、当業者を対象とする、本発明の完全で実施可能な程度の開示は、以下に示す添付図面を参照して、本明細書に述べられる。
【図１】本発明の主題の例示的な実施形態によるガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図２】本開示の例示的な実施形態による例示のガスタービンエンジンの前方端の概略断面図である。
【図３】本開示の例示的な実施形態による例示のガスタービンエンジンの前方端の概略断面図である。
【図４】本開示の例示的な実施形態による例示のガスタービンエンジンの前方端の概略軸方向図である。
【図５】本開示の例示的な実施形態による例示のガスタービンエンジンの前方端の概略軸方向図である。
【図６】本開示の例示的な実施形態による例示のガスタービンエンジンの前方端の概略断面図である。
【図７】本開示の例示的な実施形態による例示のガスタービンエンジンの前方端の概略断面図である。
【図８】本開示の例示的な実施形態による例示のガスタービンエンジンにおける計装ガイドベーン配列の概略軸方向図である。
【図９】本開示の例示的な実施形態による例示のガスタービンエンジンにおける個々の計装ガイドベーンの概略図である。
【図１０】本開示の例示的な実施形態による制御システムで使用される制御デバイスの例の図示である。
【図１１】本開示の例示的な実施形態による方法の例の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に１つまたは複数の実施例が示された、本開示の実施形態を詳細に参照する。各実施例は本発明を説明するために提供されたものであり、本発明を限定するものではない。実際には、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく、本発明に種々の修正や変更がなされ得ることは、当業者に明らかであろう。例えば、一実施形態の部分として図示または記載された特徴は、さらなる実施形態を生み出すために別の実施形態で使用され得る。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内でのこのような修正および変更を網羅することを意図する。
【００１３】
本開示の態様の例は、ガスタービンエンジンにおける気流歪曲をリアルタイムで調整することを対象とする。ガスタービンエンジンの稼働中、気流歪曲は不均等であるため、圧縮機セクションの一部が適切な失速圧力比以下になり、その結果、ガスタービンエンジンの動作性を低減させる可能性がある。したがって、失速マージン空き高（ｈｅａｄｒｏｏｍ）を増加させることが、気流歪曲を補償するために必要となり得る。
【００１４】
本開示の態様の例によるガスタービンエンジンおよび方法は、ガスタービンエンジンのエンジン空気流路における気流歪曲のリアルタイムアセスメントをすることによって、ならびに該気流歪曲アセスメントに基づいて、可動導入口アセンブリを操作して、ガスタービンエンジンのエンジン空気流路内への空気流の量および／または速度を変動させることで、エンジン空気流路における気流歪曲を調整することによって、航空機のガスタービンエンジンの動作性を向上させることができる。エンジン空気流路から取得されるリアルタイム圧力測定値は、ガスタービンエンジンにおける気流歪曲状態のアセスメントに用いることができる。さらに、エンジン空気流路における気流歪曲は、可動導入口アセンブリを開閉して、エンジン空気流路内への空気流の量および／または空気流速度を増減させることによって、調整され得る。エンジン空気流路における気流歪曲を調整することで、ガスタービンエンジンの動作性が向上し得る。
【００１５】
本開示の特定の態様によると、可動導入口アセンブリは、エンジン空気流路における気流歪曲に応じて、ガスタービンエンジンのエンジン空気流路内に流入する空気流の量および／または速度を変動させるために使用され得る。ガスタービンエンジンは、直列流れに、およびケーシングによって囲われた、圧縮機セクション、燃焼セクション、およびタービンセクションを含み得る。ガスタービンエンジンは、ケーシングの前方端において、可動導入口アセンブリを含むことができる。エンジン空気流は、可動導入口アセンブリの先端部と内側流路面との間で、圧縮機セクションの導入口を介して、ガスタービンエンジンに流入し得る。次いで、エンジン空気流は、ガスタービンエンジンのエンジン空気流路を通って流れ得る。可動導入口アセンブリの先端部は、圧縮機セクションの導入口の面積を変動させるために、第１の位置と第２の位置との間で移動するように構成され得る。例えば、一実施形態では、可動導入口アセンブリの先端部は、ガスタービンエンジンの圧縮機セクションの導入口外周回りに導入口面積を増減させるために、概して軸方向に沿って移動することができる。他の実施形態では、可動導入口アセンブリの先端部は、第１の位置と第２の位置との間を移動することができ、その結果、可動導入口アセンブリの先端部が、少なくとも部分的に径方向に沿って移動し、導入口面積を増減させる。一実施形態では、可動導入口アセンブリは、ガスタービンエンジンの周回りに概して均等に、第１の位置と第２の位置との間を移動することができ、その結果、圧縮機セクションの導入口面積が導入口の全外周回りに概して均等になる。他の実施形態では、可動導入口アセンブリは、１つまたは複数の中間位置に移動することができ、そこで、１つまたは複数の中間位置における導入口面積は、第１の位置における導入口面積よりも小さく、および第２の位置における導入口面積よりも大きくなる。
【００１６】
一実施形態では、可動導入口アセンブリは、気流歪曲に応じて、位置間を移動すべく制御されるように構成され得る。例えば、一実施形態では、１つまたは複数の圧力感知装置が、ガスタービンエンジンのエンジン空気流路に延入する種々の構成要素に組み込まれ得る。歪曲状態アセスメントは、圧力感知装置から取得されるリアルタイム圧力測定値に基づいて行うことができる。例えば、エンジン空気流路にわたる不均一な圧力プロファイルは、気流歪曲がエンジン空気流路に存することを示し得る。また、可動導入口アセンブリは、エンジン空気流路に関連した気流歪曲を調整するように制御され得る。例えば、可動導入口アセンブリは、圧縮機セクションの導入口面積を増減させるように制御されて、エンジン空気流路内への空気流を許容または制限し、それによって、気流歪曲を低減させ得る。
【００１７】
このように、本開示の態様の例によるガスタービンエンジンおよび方法は、ガスタービンエンジンの気流歪曲を、リアルタイムの気流歪曲状態に基づいて調整するという技術的効果を有することができる。さらに、運航安全性に有効な失速マージン空き高を増加させることで、ガスタービンエンジンの動作性向上を可能にし得る。
【００１８】
ここで、添付図面に１つまたは複数の実施例が示された、本発明の本実施形態を詳細に参照する。詳細の説明は、数字と文字表示を用いて、図面中の特徴に言及する。図面および説明中の同様または類似の表示は、本発明の同様または類似の部品を示すのに用いられている。本明細書で使用される場合、「第１の」、「第２の」および「第３の」という用語は、一方の構成要素を他方と区別するために交換可能に使用されてもよく、個々の構成要素の位置または重要さを表すことを意図するものではない。「上流」および「下流」という用語は、流路における流体の流れに関する相対的な方向を指す。例えば「上流」は流体が流れてくる方向を指し、「下流」は流体が流れていく方向を指す。
【００１９】
次に図面を参照すると、同一の数字は、図全体において同じ要素を示しており、図１は、本開示の一例示的実施形態によるガスタービンエンジンの概略断面図である。より具体的には、図１の実施形態では、ガスタービンエンジンは、本明細書で「ガスタービンエンジン１０」と呼ばれる、高バイパスターボファンジェットエンジン１０である。本開示の例示的な態様が、本開示の範囲から逸脱することなく、他の好適なガスタービンエンジンで使用されてもよい。
【００２０】
図１に示すように、ガスタービンエンジン１０は、軸方向Ａ（参照として提供される長手方向中心線１２に平行に延在する）および径方向Ｒを画定する。また、ガスタービンエンジン１０は、周方向（図示せず）を画定する。一般に、ガスタービンエンジン１０は、ファンセクション１４およびコアエンジン１６を備え、ファンセクション１４は、コアエンジン１６と機械的連通して構成され、およびコアエンジン１６と流れ連通して配置される。
【００２１】
図示のコアエンジン１６の例は、一般に、可動導入口アセンブリ１１２を含む前方端を画定するおおむね管状の外部ケーシング１８を含む。可動導入口アセンブリ１１２および内側流路面１１４は、合わせて、環状導入口２０を画定する。外部ケーシング１８は、直列流れ関係に、ブースタすなわち低圧圧縮機２２および高圧圧縮機２４を含む圧縮機セクション、燃焼セクション２６、高圧タービン２８および低圧タービン３０を含むタービンセクション、ならびにジェット排気ノズルセクション３２を収容する。高圧シャフトすなわちスプール３４は、高圧タービン２８を高圧圧縮機２４に駆動連結する。低圧シャフトすなわちスプール３６は、低圧タービン３０を低圧圧縮機２２に駆動連結する。
【００２２】
さらに、図示の実施形態では、ファンセクション１４は、離間してディスク４２に結合された複数のファンブレード４０を有する可変ピッチファン３８を含む。図示のように、ファンブレード４０は、一般に径方向Ｒに沿ってディスク４２から外側へ延在している。ファンブレード４０およびディスク４２は、パワーギヤボックス４４と交差する低圧シャフト３６によって長手方向中心線１２の周囲を一緒に回転する。パワーギヤボックス４４は、低圧シャフト３６の回転速度を調整するための複数のギヤを含む。加えて、図示の実施形態では、可変ピッチファン３８のディスク４２は、複数のファンブレード４０を通る気流を増進するように空気力学的に輪郭形成された回転可能なフロントハブ４６で被覆されている。
【００２３】
さらに図１を参照すると、ガスタービンエンジン１０の例は、また、周方向に離間した複数の出口ガイドベーン５０を含む。複数の出口ガイドベーン５０は、軸方向Ａに沿ってファン３８から下流に配置され、概して径方向Ｒに沿ってコアエンジン１６の外部ケーシング１８から外側へ延在している。各出口ガイドベーン５０は、圧力中心５２（図２に示す）と、径方向Ｒに対して実質的に平行に延在するピッチ軸Ｐとを画定する。注目すべきことに、図示の実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、ファンセクション１４および／または出口ガイドベーン５０を収容するいずれの外部ケーシングも含まない。したがって、図示の実施形態では、ガスタービンエンジン１０が、アンダクテッド単一ファンガスタービンエンジン１０と呼ばれてもよい。
【００２４】
図示のガスタービンエンジン１０の例では、ファンセクション１４、すなわち、より具体的には、ファンセクション１４のファンブレード４０の回転が、ガスタービンエンジン１０の推進力の大半を提供する。さらに、複数の出口ガイドベーン５０が、ファンセクション１４の効率を増やし、ならびに、例えば、ガスタービンエンジン１０が発生させる所定の雑音を減少する等の他の利点を提供するために備えられる。
【００２５】
ガスタービンエンジン１０の稼働中、所定の量の空気５６が、ファンセクション１４の複数のファンブレード４０を通過する。所定の量の空気５６の第１の部分、すなわち、空気の第１の部分６０は、圧縮機セクション、燃焼セクション２６、タービンセクションおよび排気セクション３２を貫通して延在するエンジン空気流路６４内へ、環状導入口２０を介して指向され、すなわち送られる。空気の第１の部分６０は、エンジン空気流と称されてもよい。さらに、所定の量の空気５６の第２の部分、例えば、空気の第２の部分６２は、コアエンジン１６を迂回してコアエンジン１６の周りを流れる。空気の第２の部分６２は、バイパス空気流と称されてもよい。空気の第２の部分６２と空気の第１の部分６０の比は、バイパス比として一般に知られている。
【００２６】
図１をさらに参照すると、空気の第１の部分６０の圧力は、低圧圧縮機２２を通って送られ、続いて高圧圧縮機２４を通って送られるにつれて、増加する。そして、圧縮された空気の第１の部分６０は、燃焼セクション２６に供給され、燃料と混ざり、燃焼して燃焼ガス７４を供給する。燃焼ガス７４は、燃焼ガス７４からの熱および／または運動エネルギーの一部を、外部ケーシング１８に結合する高圧タービン静翼７６、および高圧シャフトすなわちスプール３４に結合する高圧タービン動翼７８の連続段を介して抽出する、高圧タービン２８を通って送られ、これによって高圧シャフトすなわちスプール３４を回転させ、それにより高圧圧縮機２４の動作を支援する。その後、燃焼ガス７４は、熱および運動エネルギーの第２の部分を、外部ケーシング１８に結合する低圧タービン静翼８０、および低圧シャフトすなわちスプール３６に結合する低圧タービン動翼８２の連続段を介して燃焼ガス７４から抽出する、低圧タービン３０を通って送られ、これによって低圧シャフトすなわちスプール３６を回転させ、それにより低圧圧縮機２２の動作および／または可変ピッチファン３８の回転を支援する。燃焼ガス７４は、続いて、コアエンジン１６のジェット排気ノズルセクション３２を通って送られ、推進力を供給し、ファンセクション１４が供給する推進力を補充する。
【００２７】
図１をさらに参照すると、環状導入口２０の下流には、１つまたは複数の導入口ガイドベーン１００がある。いくつかの例示的な実施形態では、導入口ガイドベーン１００が、開閉するように構成されてもよく、それによって、圧縮機セクションを貫通するエンジン空気流路６４内への空気の第１の部分６０の流れを制限する。特定の例示的な実施形態では、導入口ガイドベーン１００は、例えば、図８および図９に示す、本開示の例示的な実施形態による計装ガイドベーン４００であってもよい。
【００２８】
導入口ガイドベーン１００の下流には、外部ケーシング１８をコアエンジン１６と機械的に結合するよう構成される１つまたは複数の支柱１０２がある。支柱１０２は、空気の第１の部分６０が支柱１０２を越えて流れるエンジン空気流路６４へ延入する。いくつかの例示的な実施形態では、支柱１０２は、圧力測定値を取得するよう構成される。支柱１０２の下流には、１つまたは複数の可変ガイドベーン１０４がある。可変ガイドベーン１０４が、開閉するように構成され、それによって、圧縮機セクションを貫通するエンジン空気流路６４内への空気の第１の部分６０の流れを制限する。特定の例示的な実施形態では、可変ガイドベーン１０４は、例えば、図８および図９に示す、本開示の例示的な実施形態による計装可変ガイドベーン４００であってもよい。
【００２９】
ここで図２および図３を参照すると、本開示の態様の例による、図１に示すガスタービンエンジン１０の例の前方端の近接断面図が示されている。図示のように、ガスタービンエンジン１０は、可変ガイドベーン１０４を調整するよう構成される少なくとも１つの制御機構１０６を含む。いくつかの例示的な実施形態では、ガスタービンエンジン１０は、複数の制御機構１０６を含んでもよく、個々の制御機構１０６がそれぞれ、個別の可変ガイドベーン１０４または空気流路の他の部材を調整するように構成される。
【００３０】
さらに図２および図３を参照すると、可動導入口アセンブリ１１２が、外部ケーシング１８の前方端に位置する。図２および図３に示すように、コアエンジン１６は、内側流路面１１４を含み得る。可動導入口アセンブリ１１２は、１つまたは複数のアクチュエータ１１８によって移動可能である先端部１１６を含むことができる。一実施形態では、複数のアクチュエータ１１８は、ガスタービンエンジン１０の周方向回りに離間配置され、先端部１１６を移動させることができる。図１に示すように、先端部１１６および内側流路面１１４は、合わせて、環状導入口２０を画定し得る。
【００３１】
図２および図３に示すように、一部の実施形態では、先端部１１６は、少なくとも部分的に径方向Ｒに沿って、第１の位置と第２の位置との間で移動可能である。例えば、図２に示すように、先端部１１６は、第１の半径１２０を画定する第１の位置にある。図３に示すように、先端部１１６は、第２の半径１２２を画定する第２の位置にある。図２および図３に示すように、第１の半径１２０は、第２の半径１２２よりも大きい。
【００３２】
図２および図３に示すように、空気の第１の部分６０が、先端部１１６と内側流路面１１４との間を通過することによって、コアエンジン１６に流入する。図２および図３に示すように、第１の位置での先端部１１６は、第２の位置での先端部１１６に比べて、より多い空気の第１の部分６０をエンジン流路６４に流入できるようにする。図２および図３には示されていないが、他の実施形態では、先端部１１６は、１つまたは複数の中間位置に移動可能であり、そこで、中間位置における空気の第１の部分６０が、第１の位置における空気の第１の部分６０よりも少なく、および第２の位置における空気の第１の部分６０よりも多くなる。
【００３３】
一例示的な実施形態において、先端部１１６は、例えば、図１０に示す制御デバイス１０００等の制御デバイスからのシグナルに応じて移動可能である。例えば、一実施形態では、先端部１１６は、１つまたは複数のアクチュエータ１１８に送信される制御シグナルに応じて移動可能であるが、この制御シグナルは、１つまたは複数のアクチュエータ１１８を制御して、先端部１１６を、第１の位置、第２の位置、または中間位置等の特定のセットポイントまで動かすものである。このように、エンジン空気流路６４を通って流れる空気流の量および／または空気流の速度は、変動可能であり、これによって、環状導入口２０の性能が低圧圧縮機２２の空気流に対する要求に整合するように変動できるようになる。一実施形態では、可動導入口アセンブリ１１２は、先端部１１６を移動させ、第１の位置と、第２の位置と、中間位置との間を移動するように制御されて、環状導入口２０の性能が気流歪曲を調整するように変動できるようになり、それにより、ガスタービンエンジン１０の動作性が向上するか、または低圧圧縮機２２の失速マージンが増加し得る。例えば、特定の実施形態では、気流歪曲を調整することは、導入口気流歪曲を調整すること、ならびに／または低圧圧縮機２２と高圧圧縮機２４との間の気流不整合（ｍｉｓｍａｔｃｈ）および／もしくは空気流速度の不整合を調整することを含む場合がある。気流不整合および／または空気流速度の不整合が生じ得る理由は、ガスタービンエンジン１０における可変ピッチファン３８等のファンが、高値になり得る狭い速度範囲内で動作可能であることによる。こうした構成では、低圧圧縮機２２等の低圧圧縮機は、ギヤボックスを介して可変ピッチファンと機械的に連結しているため、同様に上昇した速度で動作し得る。低動力状態では、低圧圧縮機２２等の低圧圧縮機が、高圧圧縮機２４等の高圧圧縮機が受容するには過剰過ぎる空気流を送り出す可能性がある。
【００３４】
ここで図４および図５を参照すると、図２および図３に示したガスタービンエンジン１０の一例における例示的な前方端の概略軸方向図が示されている。図４および図５に示すように、ガスタービンエンジン１０は外部ケーシング１８を含む。外部ケーシング１８は、前方端で可動導入口アセンブリ１１２を含む。可動導入口アセンブリ１１２は、先端部１１６を含み得る。また、ガスタービンエンジン１０は、内側流路面１１４を含み得る。先端部１１６および内側流路面１１４は、合わせて、環状導入口２０を画定し得る。
【００３５】
先端部１１６は、図４に示す第１の位置と、図５に示す第２の位置との間を移動することができる。一実施形態では、先端部１１６は、第１の位置と第２の位置との間をガスタービンエンジン１０の周方向回りにおおむね均等に移動することができる。例えば、図４および図５に示すように、先端部１１６は、環状導入口２０がガスタービンエンジン１０の周方向回りに概して均等になるように、第１の位置と第２の位置との間を移動することができる。例えば、先端部１１６は、開閉することで第１の位置と第２の位置との間を移動することができる複数の重なり合うパネルを含む場合がある。第１の位置と第２の位置との間を、ガスタービンエンジン１０の周方向回りに概して均等に移動可能な先端部１１６の他の実施形態が、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく使用されてもよい。加えて、いくつかの実施形態では、先端部１１６は、１つまたは複数の中間位置まで、ガスタービンエンジン１０の周方向回りに概して均等に移動することができる。
【００３６】
図４に示すように、第１の位置の先端部１１６は、第１の半径１２０と第１の外周１２４とを画定する。図５に示すように、第２の位置の先端部１１６は、第２の半径１２２と第２の外周１２６とを画定する。図４および図５に示すように、第１の半径１２０は第２の半径１２２よりも大きく、第１の外周１２４は第２の外周１２６よりも大きい。さらに、図４に示すように、先端部１１６および内側流路面１１４は、合わせて、環状導入口２０の第１の面積１２８を画定する。図５に示すように、先端部１１６および内側流路面１１４は、合わせて、環状導入口２０の第２の面積１３０を画定する。図４および図５に示すように、第１の面積１２８は、第２の面積１３０よりも大きい。ガスタービンエンジン１０の稼働中、第１の位置の先端部１１６は、先端部１１６が第２の位置の際に環状導入口２０に流入することができる空気の第１の部分６０に比べて、より多い空気の第１の部分６０を環状導入口２０に流入できるようにするであろう。加えて、および／または代替として、第１の位置の先端部１１６は、空気の第１の部分６０が第１の空気流速度で環状導入口２０に流入することを可能にし、第２の位置の先端部１１６は、空気の第１の部分６０が第２の空気流速度で環状導入口２０に流入することを可能にするであろう。第２の位置における空気の第１の部分６０の空気流速度は、第１の位置における空気の第１の部分６０の空気流速度よりも大きい。図４および図５には示されていないが、他の実施形態では、先端部１１６は、１つまたは複数の中間位置に調整可能であり、そこで、中間位置での導入口面積が、第１の面積１２８よりも小さく、および第２の面積１３０よりも大きくなる。ガスタービンエンジン１０の稼働中、中間位置の先端部１１６は、第１の位置での空気の第１の部分６０よりも少なく、および第２の位置での空気の第１の部分６０よりも多い空気の第１の部分６０を、エンジン空気流路６４に流入できるようにするであろう。加えて、および／または代替として、中間位置の先端部１１６は、第２の位置での空気の第１の部分６０の空気流速度より低い空気流速度、および第１の位置での空気の第１の部分６０の空気流速度より高い空気流速度で、空気の第１の部分６０を環状導入口２０に流入できるようにするであろう。
【００３７】
ここで図６および図７を参照すると、図２および図３に示されたものと同じガスタービンエンジン１０の前方端が、本開示の態様のさらなる例に従って示されている。図２および図３に示された構造と同じまたは同様の構造が、同じ参照符号で参照される。
【００３８】
図６および図７に示すように、可動導入口アセンブリ１１２は、外部ケーシング１８の前方端に位置する。図６および図７に示すように、コアエンジン１６は、内側流路面１１４を含み得る。可動導入口アセンブリ１１２は、１つまたは複数のアクチュエータ１１８によって移動可能である先端部１１６を含むことができる。一実施形態では、複数のアクチュエータ１１８は、ガスタービンエンジン１０の周方向回りに離間配置され、先端部１１６を移動させることができる。図１に示すように、先端部１１６および内側流路面１１４は、合わせて、環状導入口２０を画定し得る。
【００３９】
図６および図７に示すように、一部の実施形態では、先端部１１６は、少なくとも部分的に軸方向Ａに沿って、第１の位置と第２の位置との間で移動可能である。例えば、図６に示すように、先端部１１６は、環状導入口２０が第１の導入口面積１２８を有する第１の位置にある。図７に示すように、先端部１１６は、環状導入口２０が第２の導入口面積１３０を有する第２の位置にある。図６に示すように、先端部１１６は、第１の半径１２０を画定する第１の位置にある。図７に示すように、先端部１１６は、第２の半径１２２を画定する第２の位置にある。図６および図７に示すように、第１の半径１２０と第２の半径１２２とは等しい大きさである。他の実施形態では、第１の半径１２０は、第２の半径１２２と異なり得る。
【００４０】
図６および図７に示すように、空気の第１の部分６０が、先端部１１６と内側流路面１１４との間を通過することによって、コアエンジン１６に流入する。図６および図７に示すように、第１の位置での先端部１１６は、第２の位置での先端部１１６に比べて、より多い空気の第１の部分６０をエンジン流路６４に流入できるようにする。加えて、および／または代替として、第１の位置の先端部１１６は、第１の空気流速度で空気の第１の部分６０をもたらし、第２の位置の先端部１１６は、第２の空気流速度で空気の第１の部分６０をもたらすであろう。第２の位置における空気の第１の部分６０の空気流速度は、第１の位置における空気の第１の部分６０の空気流速度よりも大きい。図６および図７には示されていないが、他の実施形態では、先端部１１６は、１つまたは複数の中間位置に移動可能であり、そこで、中間位置における空気の第１の部分６０が、第１の位置における空気の第１の部分６０よりも少なく、および第２の位置における空気の第１の部分６０よりも多くなる。加えて、および／または代替として、中間位置の先端部１１６は、第２の位置での空気の第１の部分６０の空気流速度より低い空気流速度、および第１の位置での空気の第１の部分６０の空気流速度より高い空気流速度で、空気の第１の部分６０をもたらすであろう。
【００４１】
一実施形態では、先端部１１６は、第１の位置と、第２の位置と、中間位置との間を、ガスタービンエンジン１０の周方向回りにおおむね均等に移動することができる。例えば、先端部１１６は、環状導入口２０がガスタービンエンジン１０の周方向回りに概して均等になるように、第１の位置と、第２の位置と、中間位置との間を、軸方向に沿って移動することができる。例えば、先端部１１６は、軸方向Ａに沿って移動するように、および第１の位置と、第２の位置と、中間位置とにおいて、所定の半径を維持するように構成されたソリッド先端部を含み得るであろう。第１の位置と、第２の位置と、中間位置との間を、ガスタービンエンジン１０の周方向回りに概して均等に移動可能な先端部１１６の他の実施形態が、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく使用されてもよい。
【００４２】
一例示的な実施形態において、先端部１１６は、例えば、図１０に示す制御デバイス１０００等の制御デバイスからのシグナルに応じて移動可能である。例えば、一実施形態では、先端部１１６は、１つまたは複数のアクチュエータ１１８に送信される制御シグナルに応じて移動可能であるが、この制御シグナルは、１つまたは複数のアクチュエータ１１８を制御して、先端部１１６を、第１の位置、第２の位置、または中間位置等の特定のセットポイントまで動かすものである。このように、エンジン空気流路６４を通って流れる空気流の量および／または速度は、変動可能であり、環状導入口２０の性能が低圧圧縮機２２の空気流に対する要求に整合するように変動し得る。一実施形態では、可動導入口アセンブリ１１２は、先端部１１６を移動させ、第１の位置と、第２の位置と、中間位置との間を移動するように制御され、気流歪曲を調整するために、より多いまたはより少ない空気の第１の部分６０をエンジン空気流路６４に流入できるようにし、またはより高いまたはより低い空気流速度の空気の第１の部分６０をもたらし、それにより、ガスタービンエンジン１０の動作性が向上するか、または低圧圧縮機２２の失速マージンが増加し得る。例えば、特定の実施形態では、気流歪曲を調整することは、導入口気流歪曲を調整すること、および／または低圧圧縮機２２と高圧圧縮機２４との間の気流不整合もしくは空気流速度の不整合を調整することを含む場合がある。
【００４３】
概して図２〜図７を参照すると、ガスタービンエンジン１０の稼働中、可動導入口アセンブリ１１２の先端部１１６は、エンジン空気流路６４における気流歪曲を調整すべく制御されるように構成され得る。例えば、図１０に示す制御デバイス１０００等の制御デバイスが、１つまたは複数の圧力感知装置からの測定値を取得し、エンジン空気流路のある領域が気流剥離等の気流歪曲を受けている旨を判定することができる。制御デバイスは、次いで、可動導入口アセンブリ１１２を制御し、例えば制御シグナルを１つまたは複数のアクチュエータ１１８に送信して、エンジン空気流路６４に流入する空気の第１の部分６０を増加もしくは減少させるように、または、該空気の第１の部分６０の空気流速度を増加もしくは減少させるように、先端部１１６を、第１の位置と、第２の位置と、中間位置との間で動かすことによって、気流歪曲を調整することができる。このように、ガスタービンエンジンにおける気流歪曲は、調整され、さらには低減され、その結果、ガスタービンエンジンの動作性を改善できる。
【００４４】
一実施形態では、１つまたは複数の圧力感知装置が、エンジン空気流路６４内に少なくとも部分的に配置され得る。一実施形態では、該１つまたは複数の圧力感知装置が、図８および図９に示す計装ガイドベーン４００等のエンジン空気流路６４における１つまたは複数の部材に、少なくとも部分的に組み込まれ得る。他の実施形態では、該１つまたは複数の圧力感知装置が、導入口ガイドベーン１００または支柱１０２に組み込まれ得る。他の圧力感知装置が、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく使用されてもよい。該１つまたは複数の圧力感知装置より取得される測定値を用いて、気流歪曲アセスメントが確定され得る。
【００４５】
さらに、他の例示的実施形態では、複数の圧力感知装置が、ガスタービンエンジン１０の周方向回りに離間配置され得る。例えば、ガスタービンエンジン１０は、図８に示すように、ガスタービンエンジン１０の周方向回りに離間配置された複数の計装ガイドベーン４００を含み得る。該圧力感知装置より取得される測定値を用いて、気流歪曲アセスメントがなされ得る。例えば、エンジン空気流路の周方向にわたる不均一な圧力プロファイルは、気流歪曲がエンジン空気流路６４の特定の領域に存することを示すことができるであろう。加えて、該１つまたは複数の圧力感知装置は、低圧圧縮機２２および高圧圧縮機２４等の２つの圧縮機の間の気流不整合および／または空気流速度の不整合を判定するために少なくとも部分的に用いることができる。また、１つまたは複数のアクチュエータ１１８は制御され、エンジン空気流路６４に流入する空気の第１の部分６０を増加または減少させるように可動導入口アセンブリ１１２の先端部１１６を動かし、それによって、気流歪曲を調整し、さらには低減させる。
【００４６】
ここで図８を参照すると、図１のガスタービンエンジン１０の例における個々のガイドベーン１０４配列の概略軸方向図が示されている。図示のように、複数の個々のガイドベーン１０４は、低圧圧縮機２２の上流のエンジン空気流路６４内に周方向配列で配置されるよう構成される。図８に示すように、図９に関してより詳細に以下で論じる５つの計装ガイドベーン４００が、個々のガイドベーン１０４の配列に含まれる。図９を参照して以下でより詳細に論じるように、個々の計装ガイドベーン４００はそれぞれ、圧力感知装置を伴って構成される。図８に示すように、圧力感知装置は、個々の計装ガイドベーン４００を貫通して延在する１つまたは複数のタップ２０２と、１つまたは複数のタップ２０２からの空気圧を測定するように構成された１つまたは複数の局部変換器２０４とを備える。しかしながら、圧力感知装置が、本開示の範囲または趣旨から逸脱することなく、圧力を感知するように構成された任意の好適な装置であってよいことは当業者にとって明らかであろう。本開示の態様の例によると、図８に示す計装ガイドベーンの配列等の１つまたは複数の圧力感知装置が、導入口気流歪曲等のエンジン空気流路における気流歪曲状態を判定する１つまたは複数の測定値を得るために用いられ得る。また、図示されていないが、さらなる圧力感知装置が、低圧圧縮機２２および高圧圧縮機２４（例えば図１参照）等の２つの圧縮機の間の気流不整合および／または空気流速度の不整合等の他の気流歪曲状態を判定する測定値を得るために用いられ得る。図８に示すように、局部変換器２０４は、空気圧を示すデータをデジタル通信バス２０６へ送信するように構成される。その後、デジタル通信バス２０６は、空気圧を示すデータをコントローラ２０８へ送信する。一実施形態では、コントローラ２０８は、図１０に示す制御デバイス１０００等の、演算を実行させるようにプログラムされた制御デバイスであり得る。コントローラ２０８は、空気圧を示すデータに基づいて、可動導入口アセンブリ１１２の１つまたは複数のアクチュエータ１１８等の、種々のアクチュエータを制御することができる。
【００４７】
図９は、本開示の例示的な実施形態によるガスタービンエンジンの例用の個々の計装ガイドベーン４００を示す概略図である。計装ガイドベーン４００が、可変ガイドベーン１０４または固定ガイドベーン１００であってもよい。図９に示すように、計装ガイドベーン４００が、前縁４１０、圧力側４２０および吸引側４３０を備える、全体として「涙滴」形状を有する非対称な翼形状で構成されてもよい。しかし、他の例示的な実施形態では、計装ガイドベーン４００が、代わりに、任意の他の好適な左右対称形状または非対称形状、あるいは左右対称構成または非対称構成を画定してもよい。一部の実施形態では、環状導入口２０の下流を流れる空気の第１の部分６０が、最初に前縁４１０と接触し、その後圧力側４２０と吸引側４３０とにわたって流れ、そして低圧圧縮機２２へ続くように、前縁４１０が、エンジン空気流路６４内に構成されてもよい。
【００４８】
さらに図９を参照すると、１つまたは複数の前縁タップ４１２、圧力側タップ４２２および／または吸引側タップ４３２が、計装ガイドベーン４００内に組み込まれている。前縁タップ４１２、圧力側タップ４２２および吸引側タップ４３２は、透視図に示されている。図９に示すように、２つの前縁入口４１４が、前縁４１０に沿って径方向に離間配置され、空気の第１の部分６０等のエンジン空気流からの空気が、前縁入口４１４に入り、前縁タップ４１２を通って局部変換器２０４（図９に図示せず）へ流れることを可能にする。他の実施形態では、単一の前縁入口４１４および前縁タップ４１２が前縁４１０に組み込まれてもよい。他の実施形態では、３つ以上の前縁入口４１４および前縁タップ４１２が前縁４１０に組み込まれてもよい。
【００４９】
図９をさらに参照すると、２つの圧力側入口４２４が、圧力側４２０に沿って軸方向に離間配置され、空気の第１の部分６０からの空気等のエンジン空気流が圧力側入口４２４に入り、圧力側タップ４２２を通って局部変換器２０４（図９に図示せず）へ流れることを可能にする。他の実施形態では、単一の圧力側入口４２４および圧力側タップ４２２が圧力側４２０に組み込まれる。他の実施形態では、３つ以上の圧力側入口４２４および圧力側タップ４２２が圧力側４２０に組み込まれる。
【００５０】
図９をさらに参照すると、２つの吸引側入口４３４が、吸引側４３０に沿って軸方向に離間配置され、空気の第１の部分６０等のエンジン空気流からの空気が吸引側入口４３４に入り、吸引側タップ４３２を通って局部変換器２０４（図９に図示せず）へ流れることを可能にする。吸引側入口４３４は、透視図に示される。他の実施形態では、単一の吸引側入口４３４および吸引側タップ４３２が吸引側４３０に組み込まれる。他の実施形態では、３つ以上の吸引側入口４３４および吸引側タップ４３２が吸引側４３０に組み込まれる。
【００５１】
図９をさらに参照すると、一実施形態において、局部変換器２０４（図示せず）が、圧力側タップ４２２と吸引側タップ４３２間の圧力差の測定値を提供するように構成され得る。他の実施形態では、局部変換器２０４（図示せず）が、圧力側タップ４２２および吸引側タップ４３２からの絶対圧の測定値を提供するように構成されてもよい。
【００５２】
図１０は、本開示の例示的な実施形態による制御システムで使用される制御デバイスの例を示す。図示のように、制御デバイス（複数可）１０００が、１つまたは複数のプロセッサ１０１２および１つまたは複数のメモリデバイス１０１４を含み得る。１つまたは複数のプロセッサ１０１２は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、論理デバイスまたは他の好適な処理デバイス等の任意の好適な処理デバイスを含んでもよい。１つまたは複数のメモリデバイス１０１４は、非一時的コンピュータ可読媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュドライブ、または他のメモリデバイスを含むがそれらに限定されない、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を含んでもよい。
【００５３】
１つまたは複数のメモリデバイス１０１４は、１つまたは複数のプロセッサ１０１２により実行され得るコンピュータ可読命令１０１６を含む、１つまたは複数のプロセッサ１０１２によりアクセス可能な情報を格納し得る。命令１０１６は、１つまたは複数のプロセッサ１０１２によって実行される際に、１つまたは複数のプロセッサ１０１２に演算を行わせる任意の命令の集合であり得る。命令１０１６は、任意の好適なプログラム言語で書かれたソフトウェアに実装されても、またはハードウェアに実装されてもよい。一部の実施形態では、命令１０１６は、１つまたは複数のプロセッサ１０１２により実行されて、図１１を参照して説明されるように、１つまたは複数のプロセッサ１０１２に可動導入口アセンブリを制御するための演算等の演算を行わせ、ガスタービンエンジンにおける気流歪曲を調整することができる。
【００５４】
図１０を参照すると、メモリデバイス１０１４は、プロセッサ１０１２によってアクセス可能なデータ１０１８を、さらに格納することができる。データ１０１８は、例えば、動作パラメータ、エンジン空気流路から取得された圧力測定値、および他のデータを含んでもよい。また、データ１０１８は、歪曲状態を判定するモデルおよびアルゴリズム等、本開示の態様の例による例示的な方法を実行するために使用されるモデルおよびアルゴリズムに関連したデータを含んでもよい。
【００５５】
制御デバイス（複数可）１０００は、さらに、通信インターフェース１０２０を含み得る。通信インターフェース１０２０は、通信ネットワーク１０４０上で航空機システムと通信するように構成され得る。例えば、通信インターフェース１０２０は、タップ２０２および局部変換器２０４等の圧力感知装置により取得された圧力を示すデータを受信することができる。一実施形態では、通信インターフェース１０２０は、１つまたは複数のアクチュエータを有するエンジン制御システム１０５０に制御コマンドを与えて、可動導入口アセンブリ１１２のアクチュエータ１１８等であるがそれに限定されない、ガスタービンエンジン１０の様々な構成要素を制御することができる。通信インターフェース１０２０は、例えば、送信機、受信機、ポート、コントローラ、アンテナまたは他の好適な構成要素を含む、１つまたは複数の他の装置とインターフェース接続するための、任意の好適な構成要素を含んでもよい。
【００５６】
本明細書で論じる技術により、コンピュータベースのシステムが作られると共に、そのようなシステムとのやりとりで取られるアクションおよび送受される情報が作られる。当業者は、コンピュータベースのシステムに固有の柔軟性により、構成要素間のタスクおよび機能の種々の可能な構成、組み合わせ、および分割が可能になることを理解するであろう。例えば、本明細書で論じるプロセスが、単一のコンピューティングデバイス、または組み合わせて作動する複数のコンピューティングデバイスを使用して実装されてもよい。データベース、メモリ、命令およびアプリケーションが、単一システム上で実装されても、複数のシステムにわたって分散されてもよい。分散した構成要素が、順次にまたは並行して動作してもよい。
【００５７】
ここで図１１を参照すると、本開示の例示的な実施形態による方法（１１００）の例の流れ図が示されている。図１１は、図１０に示す制御デバイス１０００等の１つまたは複数の制御デバイスにより実装され得る。さらに、図１１は、例示および論議のために特定の順序で実行されるステップを示す。本明細書に提供される開示を使用する当業者は、本明細書に開示される任意の方法の様々なステップが、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な形で修正され、適合され、拡張され、再構成され、および／または省略され得ることを理解するであろう。
【００５８】
（１１０２）では、方法が、１つまたは複数の圧力感知装置から１つまたは複数の測定値を取得することを含み得る。該１つまたは複数の測定値は、例えば、図８および図９に示す計装ガイドベーン４００に動作可能に接続した局部変換器２０４によって取得され得る。あるいは、該１つまたは複数の測定値は、任意の他の好適な圧力感知装置から取得されてもよい。
【００５９】
（１１０４）では、方法が、該１つまたは複数の測定値から、ガスタービンエンジンのエンジン空気流路に関連した歪曲状態を判定することを含み得る。例えば、該１つまたは複数の測定値を用いて、低圧圧縮機２２の一部を、失速状態をもたらすに足る圧力以下にする、ガスタービンエンジン１０のエンジン空気流路６４における局所的な流れ分断等の歪曲状態が判定され得る。
【００６０】
（１１０６）では、方法が、可動導入口アセンブリを作動させるための制御シグナルを、歪曲状態アセスメントに少なくとも部分的に基づいて、算出することを含み得る。例えば、局所的な流れ分断を受けているエンジン空気流路６４のある領域を付勢するために、可動導入口アセンブリ１１２を通る空気流を増大させるよう、可動導入口アセンブリ１１２のセットポイントが算出され得る。続いて、可動導入口アセンブリ１１２の所定のセットポイントに相当する制御シグナルが、可動導入口アセンブリ１１２を調整するために１つまたは複数のアクチュエータ１１８に送信され得る。
【００６１】
（１１０８）では、方法が、該制御シグナルに基づいて歪曲状態を調整するように、可動導入口アセンブリ１１２を制御することを含み得る。例えば、１つまたは複数のアクチュエータ１２２は、該制御シグナルに基づいて、可動導入口アセンブリ１１２の先端部１１６を動かすことができる。可動導入口アセンブリ１１２は、次いで、気流歪曲を調整するために、所定のセットポイントまで移動するように制御され得る。このように、可動導入口アセンブリ１１２は、ガスタービンエンジンに付随する気流歪曲を調整することができる。
【００６２】
この記述は、例を用いて、最良の形態を含む本発明を開示して、かつ、いかなる当業者に対しても、任意の装置またはシステムを製作し用いることおよび任意の統合された方法を実行することを含んだ本発明の実施をすることができるようにもする。特許を受けることができる本発明の範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の実施例を含み得る。そうした他の実施例が、特許請求の範囲の字義どおりの用語と異なるものではない構造的要素を含む場合、または特許請求の範囲の字義どおりの用語と実体のない差異をもつ同等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内であることが意図される。
【００６３】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
【００６４】
［実施態様１］
ガスタービンエンジン（１０）用のコアエンジン（１６）であって、
前記コアエンジン（１６）用のエンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定する、圧縮機セクション（２２、２４）、燃焼セクション（２６）、およびタービンセクション（２８、３０）と；
少なくとも部分的に前記圧縮機セクション（２２、２４）内に配置され、および前記エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定する内側流路面（１１４）と；
前記圧縮機セクション（２２、２４）を少なくとも部分的に囲い、および前方端を画定するコアケーシング（１８）であって、前記コアケーシング（１８）が可動導入口アセンブリ（１１２）を前記前方端に含み、前記可動導入口アセンブリ（１１２）および前記内側流路面（１１４）が、合わせて、前記圧縮機セクション（２２、２４）の導入口（２０）を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記導入口（２０）において第１の導入口面積（１２８）を画定する第１の位置と、前記導入口（２０）において第２の導入口面積（１３０）を画定する第２の位置との間を移動可能であり、前記第１の導入口面積（１２８）が前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、前記コアケーシング（１８）と、を含む、前記コアエンジン（１６）。
【００６５】
［実施態様２］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第１の位置において前記エンジン空気流路（６４）内への第１の空気流速度での第１のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第２の位置において前記エンジン空気流路（６４）内への第２の空気流速度での第２のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記第１のエンジン空気流（６０）のうちの少なくとも１つが前記第２のエンジン空気流（６０）よりも多いか、または、前記第１のエンジン空気流（６０）速度が前記第２のエンジン空気流（６０）速度より低い、実施態様１に記載のコアエンジン（１６）。
【００６６】
［実施態様３］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記エンジン空気流路（６４）における気流歪曲に基づいて制御されるように構成され、および前記気流歪曲が導入口気流歪曲である、実施態様１に記載のコアエンジン（１６）。
【００６７】
［実施態様４］
前記圧縮機セクション（２２、２４）が、第１の圧縮機（２２）と第２の圧縮機（２４）とを含み、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記エンジン空気流路（６４）における気流歪曲に基づいて制御されるように構成され、前記気流歪曲が、前記第１の圧縮機（２２）と前記第２の圧縮機（２４）との間の気流不整合である、実施態様１に記載のコアエンジン（１６）。
【００６８】
［実施態様５］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記エンジン空気流路（６４）における気流歪曲に基づいて制御されるように構成され、前記コアエンジン（１６）が、
前記エンジン空気流路（６４）内に少なくとも部分的に配置された、気流歪曲に関連した１つまたは複数の測定値を取得するための、１つまたは複数の圧力感知装置をさらに含み；
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記１つまたは複数の圧力感知装置からのシグナルに少なくとも部分的に基づいて制御されるように構成された、実施態様１に記載のコアエンジン（１６）。
【００６９】
［実施態様６］
前記コアエンジン（１６）が周方向を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第１の位置と前記第２の位置との間を、前記コアエンジン（１６）の前記周方向回りにおおむね均等に移動可能である、実施態様１に記載のコアエンジン（１６）。
【００７０】
［実施態様７］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、中間位置にさらに移動可能であり、前記中間位置が、中間の導入口面積を画定し、前記中間の導入口面積が、前記第１の導入口面積（１２８）よりも小さく、および前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、実施態様１に記載のコアエンジン（１６）。
【００７１】
［実施態様８］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記エンジン空気流路（６４）における気流歪曲を調整するために、コントローラ（２０８）からのシグナルに基づいて、前記第１の位置と、前記第２の位置と、前記中間位置との間で移動可能である、実施態様７に記載のコアエンジン（１６）。
【００７２】
［実施態様９］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、先端部（１１６）を画定し、前記コアエンジン（１６）が軸方向（Ａ）を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）の前記先端部（１１６）が、少なくとも部分的に前記軸方向（Ａ）に沿って、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動する、実施態様１に記載のコアエンジン（１６）。
【００７３】
［実施態様１０］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、先端部（１１６）を画定し、前記コアエンジン（１６）が周方向を画定し、前記先端部（１１６）が、前記第１の位置において第１の外周（１２４）を画定し、前記先端部（１１６）が、前記第２の位置において第２の外周（１２６）を画定し、前記第２の外周（１２６）が前記第１の外周（１２４）よりも小さい、実施態様１に記載のコアエンジン（１６）。
【００７４】
［実施態様１１］
航空機のガスタービンエンジン（１０）における気流歪曲を調整するための方法（１１００）であって、前記ガスタービンエンジン（１０）が、直列流れの圧縮機セクション（２２、２４）、燃焼セクション（２６）、およびタービンセクション（２８、３０）を含み、前記圧縮機セクション（２２、２４）、前記燃焼セクション（２６）、および前記タービンセクション（２８、３０）が、エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定し、前記ガスタービンエンジン（１０）が、少なくとも部分的に前記圧縮機セクション（２２、２４）内に配置された、および前記エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定する内側流路面（１１４）をさらに含み、前記ガスタービンエンジン（１０）が、前記圧縮機セクション（２２、２４）を少なくとも部分的に囲う、および前方端を画定するコアケーシング（１８）をさらに含む、前記方法（１１００）が、
１つまたは複数の制御デバイス（１０００）によって、前記エンジン空気流路（６４）に関連した気流歪曲状態を判定すること（１１０４）と；
前記１つまたは複数の制御デバイス（１０００）によって、前記ガスタービンエンジン（１０）の前記気流歪曲状態を調整するように、可動導入口アセンブリ（１１２）を制御すること（１１０８）であって、前記コアケーシング（１８）が前記可動導入口アセンブリ（１１２）を前記前方端に含み、前記可動導入口アセンブリ（１１２）および前記内側流路面（１１４）が、合わせて、前記圧縮機セクション（２２、２４）の導入口（２０）を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、第１の導入口面積（１２８）を画定する第１の位置と、第２の導入口面積（１３０）を画定する第２の位置との間を移動可能であり、前記第１の導入口面積（１２８）が前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、前記制御すること（１１０８）と、を含む、前記方法（１１００）。
【００７５】
［実施態様１２］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、中間位置にさらに移動可能であり、前記中間位置が、中間の導入口面積を画定し、前記中間の導入口面積が、前記第１の導入口面積（１２８）よりも小さく、および前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、実施態様１１に記載の方法（１１００）。
【００７６】
［実施態様１３］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第１の位置において前記エンジン空気流路（６４）内への第１のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記第２の位置において前記エンジン空気流路（６４）内への第２のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記中間位置において前記エンジン空気流路（６４）内への中間のエンジン空気流（６０）をもたらし、前記中間のエンジン空気流が前記第１のエンジン空気流（６０）よりも少なく、および前記第２のエンジン空気流（６０）よりも多い、実施態様１２に記載の方法（１１００）。
【００７７】
［実施態様１４］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御すること（１１０８）が、前記可動導入口アセンブリ（１１２）を、前記第１の位置と、前記第２の位置と、前記中間位置との間で動かすことを含む、実施態様１２に記載の方法（１１００）。
【００７８】
［実施態様１５］
前記気流歪曲状態を調整するように前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御すること（１１０８）が、前記気流歪曲状態を緩和させるように前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御することを含む、実施態様１１に記載の方法（１１００）。
【００７９】
［実施態様１６］
前記エンジン空気流路（６４）に関連した前記気流歪曲状態を判定すること（１１０４）が、１つまたは複数の圧力感知装置を用いて１つまたは複数の測定値を取得することを含み、前記気流歪曲状態を調整するように前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御すること（１１０８）が、前記１つまたは複数の圧力感知装置を用いて取得された前記１つまたは複数の測定値に少なくとも部分的に基づいて前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御することを含む、実施態様１１に記載の方法（１１００）。
【００８０】
［実施態様１７］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、先端部（１１６）を画定し、前記コアエンジン（１６）が軸方向（Ａ）を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）の前記先端部（１１６）が、前記軸方向（Ａ）に沿って、前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動する、実施態様１１に記載の方法（１１００）。
【００８１】
［実施態様１８］
前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、先端部（１１６）を画定し、前記コアエンジン（１６）が周方向を画定し、前記先端部（１１６）が、前記第１の位置において第１の外周（１２４）を画定し、前記先端部（１１６）が、前記第２の位置において第２の外周（１２６）を画定し、前記第２の外周（１２６）が、前記第１の外周（１２４）よりも小さい、実施態様１１に記載の方法（１１００）。
【００８２】
［実施態様１９］
航空機用のガスタービンエンジンシステムであって、
コアエンジン（１６）用のエンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定する、圧縮機セクション（２２、２４）、燃焼セクション（２６）、およびタービンセクション（２８、３０）と；
少なくとも部分的に前記圧縮機セクション（２２、２４）内に配置され、および前記エンジン空気流路（６４）を少なくとも部分的に画定する内側流路面（１１４）と；
前記圧縮機セクション（２２、２４）を少なくとも部分的に囲い、および前方端を画定する、コアケーシング（１８）であって、前記コアケーシング（１８）が可動導入口アセンブリ（１１２）を前記前方端に含み、前記可動導入口アセンブリ（１１２）および前記内側流路面（１１４）が、合わせて、前記圧縮機セクション（２２、２４）の導入口（２０）を画定し、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記導入口（２０）において第１の導入口面積（１２８）を画定する第１の位置と、前記導入口（２０）において第２の導入口面積（１３０）を画定する第２の位置との間を移動可能であり、前記第１の導入口面積（１２８）が前記第２の導入口面積（１３０）よりも大きい、前記コアケーシング（１８）と；
前記可動導入口アセンブリ（１１２）に動作可能に接続したコントローラ（２０８）であって、前記コントローラ（２０８）が、航空機に配置された１つまたは複数のプロセッサ（１０１２）および１つまたは複数のメモリデバイス（１０１４）を含み、前記１つまたは複数のメモリデバイス（１０１４）が、前記１つまたは複数のプロセッサ（１０１２）による実行の際に、前記１つまたは複数のプロセッサ（１０１２）に演算を行わせる命令を格納し、前記演算が、
前記エンジン空気流路（６４）内の気流歪曲状態を判定すること（１１０４）と；
前記空気流路を通る空気流を調整して、前記判定された気流歪曲状態を調整するように、前記可動導入口アセンブリ（１１２）を制御すること（１１０８）と、を備えた、前記コントローラ（２０８）と、を含む、前記ガスタービンエンジンシステム。
【００８３】
［実施態様２０］
前記コアエンジン（１６）が、前記気流歪曲状態を判定する測定値を取得するように構成された、前記エンジン空気流路（６４）内に少なくとも部分的に配置された、１つまたは複数の圧力感知装置を含み、前記可動導入口アセンブリ（１１２）が、前記１つまたは複数の圧力感知装置によって取得された測定値に少なくとも部分的に基づいて、前記コントローラ（２０８）によって制御される、実施態様１９に記載のガスタービンエンジンシステム。
【符号の説明】
【００８４】
１０   ガスタービンエンジン
１２   長手方向または軸方向の中心線
１４   ファンセクション
１６   コアエンジン
１８   外部ケーシング
２０   環状導入口
２２   低圧圧縮機
２４   高圧圧縮機
２６   燃焼セクション
２８   高圧タービン
３０   低圧タービン
３２   ジェット排気ノズルセクション
３４   高圧シャフト／スプール
３６   低圧シャフト／スプール
３８   可変ピッチファン
４０   ファンブレード
４２   ディスク
４４   パワーギヤボックス
４６   回転可能なフロントハブ
５０   出口ガイドベーン
５２   圧力中心
５６   所定の量の空気
６０   空気の第１の部分
６２   空気の第２の部分
６４   エンジン空気流路
７４   燃焼ガス
７６   タービン静翼
７８   タービン動翼
８０   タービン静翼
８２   タービン動翼
１００   導入口ガイドベーン
１０２   支柱
１０４   可変ガイドベーン
１０６   制御機構
１１２   可動導入口アセンブリ
１１４   内側流路面
１１６   先端部
１１８   アクチュエータ
１２０   第１の半径
１２２   第２の半径
１２４   第１の外周
１２６   第２の外周
１２８   第１の面積
１３０   第２の面積
２０２   タップ
２０４   局部変換器
２０６   デジタル通信バス
２０８   コントローラ
４００   計装ガイドベーン
４１０   前縁
４１２   前縁タップ
４１４   前縁入口
４２０   圧力側
４２２   圧力側タップ
４２４   圧力側入口
４３０   吸引側
４３２   吸引側タップ
４３４   吸引側入口
１０００   制御デバイス
１０１２   プロセッサ
１０１４   メモリデバイス
１０１６   命令
１０１８   データ
１０２０   通信インターフェース
１０４０   通信ネットワーク
１０５０   エンジン制御システム
１１００   方法
１１０２   方法のステップ
１１０４   方法のステップ
１１０６   方法のステップ
１１０８４   方法のステップ
【図１】
0006431946.tif 000002
【図２】
0006431946.tif 000003
【図３】
0006431946.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006431946.tif 000008
【図８】
0006431946.tif 000009
【図９】
0006431946.tif 000010
【図１０】
0006431946.tif 000011
【図１１】
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