(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機の通常運転において湾曲ロータ現象を阻止又は対処すること。【解決手段】シャフト３４、３６が装着された圧縮機２６，２８及びタービン３０，３２を備え、ロータＲとロータを囲むケーシング２４とを有するガスタービンエンジン１０を始動させる方法が、ロータＲの回転速度が燃焼速度に向けて増大されてガスタービンエンジン１０を通して空気を送り込む加速段階と、加速段階の間の湾曲ロータ冷却段階とを含み、ロータＲの回転速度は非湾曲ロータ状態が満たされるまで湾曲ロータ閾速度未満に維持され、ガスタービンエンジン１０を通って送り込まれる空気がロータＲを冷却し、更に湾曲ロータ冷却段階の後で燃焼速度に達したときに、ガスタービンエンジン１０に燃料が供給されて点火を始める燃焼段階を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのシャフト（１４）が装着された圧縮機（１６）及びタービン（１８）を備え、ロータ（１２）と、該ロータの周りを囲むケーシング（２０）とを有するガスタービンエンジン（１０）を始動させる方法であって、
本方法が、
前記ロータ（１２）の回転速度が燃焼速度（１０４）に向けて増大されて、前記エンジン（１０）を通して空気を送り込む加速段階（１０６）と、
前記加速段階（１０６）の間の湾曲ロータ冷却段階と、
を含み、
前記ロータ（１２）の回転速度は、非湾曲ロータ状態が満たされるまで湾曲ロータ閾速度未満に維持され、前記ガスタービンエンジン（１０）を通って送り込まれる空気が前記ロータ（１２）を冷却し、
前記方法が更に、
前記湾曲ロータ冷却段階の後で前記燃焼速度（１０４）に達したときに、前記ガスタービンエンジン（１０）に燃料が供給されて点火（１２０）を始める燃焼段階を含む、方法。
【請求項２】
前記燃焼段階の後で、前記ロータ（１２）の回転速度がアイドル速度まで加速されるアイドル段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記加速段階が、前記ロータ（１２）を外部から回転させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ロータ（１２）を外部から回転させるステップが、前記ロータ（１２）に動作可能に結合されたターニングモータシステム（５０）を用いるステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記湾曲ロータ閾速度が、湾曲したロータがそれを下回ると前記ケーシング（２４）に接触しなくなる非接触速度を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記非接触速度が、前記タービンエンジン（１０）の固有周波数未満である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記非湾曲ロータ状態が、前記ロータ（１２）の回転速度が所定時間の間前記湾曲ロータ閾速度より下回って維持されることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記所定時間が９０秒未満である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ロータ（１２）の回転速度を前記閾速度より下回って維持することが、実質的に一定の速度で前記ロータ（１２）の回転速度を維持することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記一定の速度が、前記タービンエンジン（１０）の固有周波数未満である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記湾曲ロータ冷却段階中、前記ロータ（１２）の回転速度を前記閾速度より下回って維持するために前記ロータ（１２）の回転速度が前記閾速度を下回る実質的に一定の速度で維持するドウェル段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記一定の速度が、前記タービンエンジン（１０）の固有周波数未満である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記非湾曲ロータ状態が、前記ロータ（１２）の回転不均衡を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ロータ（１２）の回転不均衡を検知して、該回転不均衡が、前記非湾曲ロータ状態を満たす回転不均衡閾値未満であると判定する段階を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンの始動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンエンジン、及び詳細にはガス又は燃焼タービンエンジンは、エンジンを通って複数のタービンブレード上に流れる燃焼ガスの流れからエネルギーを抽出する回転エンジンである。ガスタービンエンジンは、圧縮機セクション、燃焼セクション、及びタービンセクションから形成されるコアを含む。圧縮機セクション及びタービンセクションは、共通の駆動シャフトに装着され且つ総称的にロータと呼ばれる圧縮機ブレード及びタービンブレードを備え、該ロータはケーシングにより囲まれる。一部のガスタービンエンジンにおいて、駆動シャフトが同軸となった低圧ロータ及び高圧ロータなどの複数のロータが存在する。
【０００３】
ガスタービンエンジンは、陸上及び海洋移動用並びに発電用に使用されてきたが、ヘリコプターを含む航空機のような航空用途で使用されるのが最も一般的である。航空機において、ガスタービンエンジンは、主として、航空機の推進並びに発電に使用される。地上用途では、タービンエンジンは、主として、発電に使用される。
【０００４】
航空機用のガスタービンエンジンは、エンジン効率を最大にするため、約２０００°Ｃの高温で作動するように設計されており、従って、特定のエンジン構成部品の冷却が必要となる可能性がある。通常、この冷却は、約９００°Ｃの低温空気を高圧及び／又は低圧圧縮機から冷却を必要とするエンジン構成部品に配管で供給することにより達成される。
【０００５】
タービンエンジンがこのような高温で作動した後に停止されると、熱がエンジンコアにおいて層状化し、熱の上昇に起因してロータの上部が底部よりも高温になる。層状化は、多くの場合、ロータの上部と底部との間で５００°Ｃの温度差につながる可能性があり、これは、ロータの上部と底部との間で非対称の熱膨張をもたらす。このような温度差の下では、ロータの上部は、より大きな半径方向量で熱膨張し、湾曲（弓形に曲がった）ロータ状態と呼ばれるものを引き起こす。湾曲ロータ状態は、エンジンが停止してから１０分以内に生じ、最大で８時間持続する可能性がある。
【０００６】
非対称の熱膨張により、質量中心が上方に移動して、シャフトの回転軸と一致しなくなり、ロータが転回したときに不均衡状態となる。この上向きの移動はまた、ブレードの先端とケーシングとの間のクリアランスを縮小する。この場合も同様にロータが回転するときに引き起こされる不均衡により、回転中に振動が生じるようになる。振動は、特にロータの回転固有周波数のような振動モードとなったときに、ロータの偏位を増大させることになる。振動は、通常の亀裂形成及び疲労を促進させ、早期のより高頻度の保守整備につながる可能性がある。これらはまた、シール及び同様の構造の損耗を促進させる可能性がある。
【０００７】
熱膨張は、ロータの上側部分が周囲のエンジンケーシングの下側部分の方に回転したときに、エンジンケーシングの上側部分と同程度には半径方向には膨張していないケーシングの下側部分に接触するほど十分に大きくなる可能性がある。湾曲ロータ状態のロータの回転中のエンジンケーシングとの接触又は摩擦の繰り返しは、部品を破断させる恐れがあり、従って、エンジンに対して異物損傷を生じる可能性がある。
【０００８】
湾曲ロータ現象に対する従来の解決策は、湾曲が生じた時点での阻止及び軽減に向けられている。最も一般的な現行の解決策は、湾曲が消失するまで、エンジンを始動することが望ましい長時間にわたってスタータと共にエンジンを回転させることである。これには数分を要し、幾つかの望ましくない作用をもたらす。第１に、航空機構造を通じて伝達されるロータ振動に起因して、不快で大きなキャビン騒音が存在する可能性がある。第２に、エンジンスタータを回転させるのに必要とされる高出力の時間が長くなるのに起因して、航空機の補助動力装置の寿命が奪われる。第３に、始動時間の延長は、エンジンの始動中には航空機は誘導路に留まっていなくてはならず、他の航空機の移動を遮断するので、空港混雑を引き起こす。第４に、エンジンロータが始動シーケンスの速度範囲において固有周波数を有する場合、上述の損傷が生じる可能性がある。これらの問題に対する従来の解決策は、湾曲ロータ現象が消失するまで、低速度（約１ｒｐｍ）でロータを外部から回転させることを提案しており、多くの場合３０分より長く、航空機、特に民間航空機の運転では受け入れがたい停止時間である。
【０００９】
通常、タービンエンジンが停止されると、ロータは、ロータの湾曲を阻止するために、空気圧駆動装置又は電動モータなどの外部動力源によって低速度（約１ｒｐｍ）で回転されることになる。このような防止措置は、エンジン停止に追加のステップを必要とし、地上勤務員が忘れる可能性がある。或いは、タービンエンジンが停止されない場合、比較的相当な量の燃料が消費される。湾曲ロータ現象は、停止の１０分以内に生じる可能性がある。従って、地上勤務員がエンジンを低速で回転させる措置を取った場合でも、十分に速く作用しない場合がある。
【００１０】
湾曲ロータ状態が存在すると、必然的に最大８時間続く可能性があり、これは、航空機が運転停止状態にある望ましくない長い時間である。従って、湾曲ロータ状態が生じるのに必要とされる時間が比較的短く、湾曲ロータ状態が必然的に弱まる時間が比較的長いことを考慮すると、航空機の通常運転において湾曲ロータ現象を阻止又は対処することが重要である。そうでなければ、湾曲ロータ現象が生じたときの最も一般的な現行の解決策は、湾曲が消失するまで長い時間にわたってスタータと共にエンジンを回転させることである。これには数分を要する可能性があり、幾つかの望ましくない作用がある。第１に、航空機構造を通じて伝達されるロータ振動に起因して、不快で大きなキャビン騒音が存在する場合がある。第２に、エンジンスタータを回転させるのに必要とされる高出力の時間が長くなるのに起因して、航空機の補助動力装置の寿命が奪われる。第３に、始動時間の延長は、エンジンの始動中には航空機は誘導路に留まっていなくてはならず、他の航空機の移動を遮断するので、空港混雑を引き起こす。第４に、エンジンロータが始動シーケンスの速度範囲において固有周波数を有する場合、上述の損傷が生じる可能性がある。これらの問題に対する従来の解決策は、湾曲ロータ現象が消失するまで、低速度（約１ｒｐｍ）でロータを外部から回転させることを提案しており、多くの場合３０分より長く、航空機、特に民間航空機の運転では受け入れがたい停止時間である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４，８５４，１２０号明細書
【発明の概要】
【００１２】
少なくとも１つのシャフトが装着された圧縮機及びタービンを備え、ロータと、該ロータの周りを囲むケーシングとを有するガスタービンエンジンを始動させる方法が提供される。本方法は、加速段階と、加速中の湾曲ロータ冷却段階と、燃焼段階と、を含む。湾曲ロータ冷却段階は、非湾曲状態が満たされるまでロータの回転速度が湾曲ロータ閾速度より下回って維持され、ガスタービンエンジンを通って送り込まれる空気がロータを冷却する時間を含む。燃焼段階は、湾曲ロータ冷却段階の後で燃焼速度に達したときに生じ、ガスタービンエンジンに燃料が供給されて点火される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】航空機用ガスタービンエンジンの概略断面図。
【図２】本発明を用いていない通常の始動シーケンスのグラフ。
【図３】通常の始動シーケンスのフローチャート。
【図４】本発明の第１の実施形態による湾曲ロータでの始動シーケンスのグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、航空機用のガスタービンエンジン１０を示す。タービンエンジン１０は、軸方向流れの順に、ファンセクション１２、圧縮機セクション１４、燃焼セクション１６、タービンセクション１８、及び排気セクション２０を備える。圧縮機セクション１４、燃焼セクション１６、タービンセクション１８は、全体として、ケーシング２４により囲まれるエンジンコア２２を定める。圧縮機セクションは、低圧圧縮機２６及び高圧圧縮機２８を備える。タービンセクションは、高圧タービン３０及び低圧タービン３２を備える。第１の駆動シャフト３４は、高圧圧縮機２８及び高圧タービン３０の回転要素（一般にブレード）を接続する。第２の駆動シャフトは、第１の駆動シャフトを通って同軸に延び、低圧圧縮機２６及び低圧タービン３２の回転要素を接続する。ファンセクション１２は、第２の駆動シャフト３６に結合されたファンブレード４０を更に含むファン３８を備える。ナセル４６は、ファンブレード４０の一部を囲むことができる。
【００１５】
全体として、圧縮機セクション１４及びタービンセクション１８の回転要素は、接続しているシャフトと共にロータＲと呼ばれる。一部のタービンエンジンにおいて、圧縮機セクション１４及びタービンセクション１８は、エンジンロータを定めることになる１つの回転シャフトによって接続される単一の圧縮機及びタービンのみを有する。例示の実施例において、タービンエンジン１０は、２つのすなわち低圧及び高圧の圧縮機及びタービンを有し、これらは、第１及び第２の駆動シャフトと共にロータＲを定める。あらゆる数の圧縮機及びタービンの組み合わせが存在することができ、本発明を限定するものではない。
【００１６】
ターニングモータシステム５０がケーシング２４上に設けられ、ロータＲに動作可能に結合される。タービンエンジンの外部にある回転供給源は、ターニングモータシステム５０に結合されて、ロータの回転を開始することができる。このような回転供給源の周知の実施例は、タービン空気スタータ（図示せず）であり、本発明とはあまり関係がない。
【００１７】
上記でより詳細に記載されたように、タービンエンジン１０が通常運転の稼働後に運転停止したときには、熱は、必然的にケーシング２４の下側セクション４４からケーシングの上側セクション４２に向かって上昇するので、エンジンコア２２において熱が層状になり、結果として、上側セクション４２が下側セクション４４よりも高温になる。これに対応して、ロータの上側セクションＲｕは、半径方向距離において下側セクションＲｌよりも大きな量で熱膨張することになり、シャフト３４，３６の回転軸３７に対してロータＲの上側及び下側セクションＲｕ，Ｒｌの非対称な半径方向膨張がもたらされる。層状化により生成される温度差によって引き起こされるこの非対称の半径方向膨張は、当該産業分野において湾曲ロータと呼ばれる。問題となるのは、非対称の膨張により、ロータの質量中心がシャフト３４，３６の回転軸３７から離れて、半径方向外向きに移動するようになり、回転の不均衡につながることである。
【００１８】
特定のエンジンの実施例において、湾曲ロータによって引き起こされる不均衡状態は、５００ＲＰＭを下回ったとき及び／又はタービンエンジン１０が加速中に臨界速度を通過したときに振動を引き起こすことになる。一部のタービンエンジン１０は、始動システムが発生することができる最大ロータ速度付近で固有周波数のような振動モードが存在する場合に、湾曲ロータ状態の影響を受けやすい。上記の実施例において、タービンエンジン１０のピーク振動モードは、３５００ＲＰＭとすることができ、最大始動ロータ速度は、４２５０ＲＰＭとすることができる。ピークモードが最大ロータ速度を下回るので、湾曲ロータ状態が存在する場合にタービンエンジン１０が３５００ＲＰＭのピークモードを過ぎて加速したときに、高振動及び／又は摩擦が生じることになる。
【００１９】
タービンエンジン１０の通常の始動シーケンス状態の下では、湾曲ロータ状態にあるタービンエンジン１０は、この湾曲ロータ状態に伴って振動を生じる可能性がある。このことは、始動中温ロータ速度を時間の関数として表した、タービンエンジン１０の通常の始動シーケンス１００である図２を参照すると最もよく分かる。典型的な始動シーケンス１００は、第１の加速段階１０２から始まり、ロータの回転速度Ｒは、エンジンが燃焼に十分な圧縮を生成する燃焼速度１０４に達するまで、外部動力により増大する。燃焼速度１０４に達すると、タービンエンジンに燃料が供給され、点火システムが作動して燃料を点火する。第１の加速段階１０２の終わりにて燃焼が始まった後、ロータの回転速度Ｒは、第２の加速段階１０６の間外部動力ではなくエンジンが発生した動力を用いてアイドル速度１０８まで増大する。タービンエンジンが発生する動力は、第１の加速段階の間の外部動力よりも大きいので、第２の加速段階１０６は通常、より大きな加速度を有する。
【００２０】
図３を参照すると、始動シーケンス１００を実際に実装するために、エンジン始動時には、１１０において、航空機搭乗員が、航空機の飛行管理システム（Ｆｌｉｇｈｔ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて始動シーケンスを開始し、これにより全自動デジタルエンジン制御（本明細書において以下で「ＦＡＤＥＣ」とも呼ばれる）に権限を委譲し、１１２において自動始動シーケンスを実行する。ＦＡＤＥＣは、１１４においてターニングモータ５０のステータスを評価し、１１６においてスタータ空気バルブ（「ＳＡＶ」）（タービン空気スタータを用いたとき）を開いて始動空気を供給し、第１の加速段階１０２を開始する。第１の加速段階１０２中、ＦＡＤＥＣは、１１８において、ロータが燃焼速度１０４まで速度を増大させると、ある時間期間の間ロータＲの振動を監視する。燃焼速度１０４となり、アイドル速度１０８まで加速するのに十分な程度に振動が小さいと検知されると、１２０において、点火及び燃料供給を開始する。この時点で、ＦＡＤＥＣは、第２の加速段階１０６を開始し、アイドル速度１０８までロータが加速することになる。アイドル速度１０８に達した後、タービンエンジンは、アイドル段階においてアイドル速度１０８で運転し続ける。上述の振動が過剰に大きい場合には、湾曲ロータ状態を示す可能性があり、ＳＡＶが閉鎖されて回転が停止されることになり、これは極めて望ましくないことである。
【００２１】
本発明では、この事例においてタービンエンジンを運転停止する必要性が排除され、湾曲ロータ状態が存在するときには修正措置が取られる。一般に、本発明は、始動シーケンス中にタービンエンジンを通って引き込まれる空気を活用して、ロータＲを迅速に冷却し、始動中の湾曲ロータ状態を緩和している。これは、始動シーケンス中、湾曲ロータ冷却段階のサブモード１２２を始動シーケンスに付加することにより得られ、ここでは、非湾曲ロータ状態になるまでロータは所定の湾曲ロータ速度閾値を下回って回転されて、ロータへの損傷を防ぐようにしている。非湾曲ロータ状態は、タービンエンジンを通って引き込まれる空気が安全運転を可能にする湾曲ロータ状態の十分な緩和のための必要十分な冷却を確実に提供する所定時間の回転とすることができ、或いは、ロータ温度又はロータの不均衡などのエンジンパラメータとすることができる。
【００２２】
図４は、ロータの冷却及び湾曲ロータ状態の緩和のためタービンエンジンを通って引き込まれる空気を用いる、湾曲ロータ冷却段階のサブモードの１つの実施形態を示している。図４の始動シーケンスは、ドウェル段階２０２の湾曲ロータ冷却段階を図３の始動シーケンスの第１の加速段階１０２に付加することにより本発明を実施している。この場合、始動シーケンス２００は、ドウェル段階２０２の付加以外は、始動シーケンス１００と同様である。従って、始動シーケンス１００についてのこれまでの説明は、始動シーケンス２００にも当てはまる。簡潔にするために、追加されるドウェル段階２０２に関する態様についてのみ説明する。
【００２３】
第１の加速段階１０２の間、ＦＡＤＥＣが湾曲ロータ状態を示す不均衡を判定した場合には、ＦＡＤＥＣは、タービンエンジンの停止ではなく、ドウェル段階２０２の携帯での湾曲ロータの冷却段階を開始し、この段階は、ロータＲの加速を一時的に停止し、非湾曲ロータ閾値のような非湾曲ロータ状態を満たすことによるなどして湾曲ロータ状態が緩和されるまで、実質的に一定の速度でロータＲを回転させることを含む。湾曲ロータ状態が緩和されると、第１の加速段階１０２が継続し、始動シーケンス２００は、始動シーケンス１００と同様にして完了する。
【００２４】
複数の非湾曲ロータ閾値を用いて、湾曲ロータ状態の緩和を判定することができる。１つの非湾曲ロータ閾値は、湾曲ロータ状態を排除するのに十分に冷却するドウェル速度で特定のロータＲ回転に十分な試験によって決定される時間とすることができる所定時間の間ドウェル段階２０２を動作させるものである。別の非湾曲ロータ閾値は、ドウェル段階の間にＦＡＤＥＣがロータ不均衡を検知するものである。ロータが冷却すると、ロータ内の膨張差が消失し、これによりＦＡＤＥＣが検知した不均衡量が低減される。不均衡量が所与のタービンエンジンに許容可能な閾値を下回ると、ＦＡＤＥＣは、ドウェル段階２０２を終了し、第１の加速段階１０２に復帰する。不均衡量は、一般に所与の速度での振動の大きさに関係しているので、ＦＡＤＥＣは、振動を示すモーションセンサの入力を用いて、不均衡の度合いを判定することができる。別の非湾曲ロータ閾値は、ロータの１又はそれ以上の部分の温度を監視するものである。温度が互いの所定の範囲内にあるか、又は絶対閾値を下回るときには、ＦＡＤＥＣは、湾曲ロータ状態が緩和されたと判定して、第１の加速段階１０２に復帰することができる。温度は、ロータ、ケーシング及び／又はケーシング内部のうちの１又はそれ以上の部分についての温度センサ入力をＦＡＤＥＣが受け取ることにより求めることができる。上述の非湾曲ロータ閾値は、独立して又は何れかの組み合わせて用いることができる。他の湾曲ロータ閾値もまた、単独で又は上述の閾値と組み合わせて用いることができる。
【００２５】
１つだけのドウェル段階２０２が例示されたが、複数のドウェル段階２０２を用いることも企図される点に留意されたい。第１のドウェル段階２０２の完了後及び第１の加速段階が完了しつつあり、湾曲ロータ状態を示す不均衡をＦＡＤＥＣが判定した場合には、別のドウェル段階２０２に入ることができる。必要に応じて、多くのドウェル段階を付加することができる。これは、第１の加速段階に対する階段状プロファイルをもたらすことになり、階段の上昇部が第１の加速段階１０２の一部であり、階段の水平部がドウェル段階２０２であり、該ドウェル段階は、必然ではないが、回転速度を順次的に増大させる場合が多い。
【００２６】
ドウェル段階２０２は、第１の加速段階１０２の間にあるものとして例示されているが、ドウェル段階２０２は、第２の加速段階１０６を含めて、始動シーケンス２００のあらゆる段階に適用することができる。ドウェル段階２０２は、ロータ速度が湾曲ロータ閾速度を下回る可能性が高い段階にある第１の加速段階１０２にあるように例示されており、この場合、湾曲ロータ状態でロータを回転させることは、タービンエンジンに悪影響を及ぼさない。しかしながら、タービンエンジンによっては、湾曲ロータ閾速度は、第２の加速段階１０６の間に生じる可能性がある。湾曲ロータ閾速度は、ロータの振動モード及び／又はロータＲと周囲のケーシング２４との間のクリアランスによって決まる。ほとんどの場合、湾曲ロータ閾速度は、湾曲ロータ状態に起因する現在の不均衡に関連する振動に起因して、ケーシング２４の一部にロータＲが接触することになる速度を下回る速度である。
【００２７】
更に、湾曲ロータ冷却段階は、一定速度を有するドウェル段階２０２として例示されているが、これは必ずしも当てはまらないことがある点に留意されたい。湾曲ロータ冷却段階は、例えば、第１の加速段階１０２よりも遙かに低い加速度のみを使用することができる。ドウェル段階２０２中の目標は、対応する不均衡についての湾曲ロータ閾速度にロータＲの回転速度が達するまでに、湾曲ロータ状態を排除するようロータＲが十分に冷却されるのに十分な時間を提供することである。湾曲ロータ状態が緩和されると、ロータＲが冷却されるにつれて連続的に収縮するので、対応する湾曲ロータ閾速度が必然的に増大することになり、結果として湾曲ロータ状態に起因するロータＲの不均衡が連続的に低減されることになる。
【００２８】
湾曲ロータ冷却段階はまた、加速ステップと減速ステップの組み合わせとすることができ、この場合、ＦＡＤＥＣが許容できない不均衡を判定して、ロータが僅かに減速されるまで加速が継続する。所定時間の経過後及び／又は別の非湾曲状態閾値が満たされた後、ロータＲは、許容できない不均衡が生じるまで加速を再開することになる。加速／減速は、不均衡が緩和されるまで継続される。
【００２９】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、また、あらゆる当業者が、あらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる組み込み方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を含む場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【００３０】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施構成１］
少なくとも１つのシャフトが装着された圧縮機及びタービンを備え、ロータと、該ロータの周りを囲むケーシングとを有するガスタービンエンジンを始動させる方法であって、本方法が、上記ロータの回転速度が燃焼速度に向けて増大されて、上記エンジンを通して空気を送り込む加速段階と、上記加速段階の間の湾曲ロータ冷却段階と、を含み、上記ロータの回転速度は、非湾曲ロータ状態が満たされるまで湾曲ロータ閾速度未満に維持され、上記ガスタービンエンジンを通って送り込まれる空気が上記ロータを冷却し、上記方法が更に、上記湾曲ロータ冷却段階の後で上記燃焼速度に達したときに、上記ガスタービンエンジンに燃料が供給されて点火を始める燃焼段階を含む、方法。
［実施構成２］
上記燃焼段階の後で、上記ロータの回転速度がアイドル速度まで加速されるアイドル段階を更に含む、実施構成１に記載の方法。
［実施構成３］
上記加速段階が、上記ロータを外部から回転させるステップを含む、実施構成１に記載の方法。
［実施構成４］
上記ロータを外部から回転させるステップが、上記ロータに動作可能に結合されたターニングモータシステムを用いるステップを含む、実施構成３に記載の方法。
［実施構成５］
上記湾曲ロータ閾速度が、湾曲したロータがそれを下回ると上記ケーシングに接触しなくなる非接触速度を含む、実施構成１に記載の方法。
［実施構成６］
上記非接触速度が、上記タービンエンジンの固有周波数未満である、実施構成５に記載の方法。
［実施構成７］
上記非湾曲ロータ状態が、上記ロータの回転速度が所定時間の間上記湾曲ロータ閾速度より下回って維持されることを含む、実施構成１に記載の方法。
［実施構成８］
上記所定時間が９０秒未満である、実施構成７に記載の方法。
［実施構成９］
上記ロータの回転速度を上記閾速度より下回って維持することが、実質的に一定の速度で上記ロータの回転速度を維持することを含む、実施構成８に記載の方法。
［実施構成１０］
上記一定の速度が、上記タービンエンジンの固有周波数未満である、実施構成９に記載の方法。
［実施構成１１］
上記湾曲ロータ冷却段階中、上記ロータの回転速度を上記閾速度より下回って維持するために上記ロータの回転速度が上記閾速度を下回る実質的に一定の速度で維持するドウェル段階を更に含む、実施構成１に記載の方法。
［実施構成１２］
上記一定の速度が、上記タービンエンジンの固有周波数未満である、実施構成１１に記載の方法。
［実施構成１３］
上記非湾曲ロータ状態が、上記ロータの回転不均衡を含む、実施構成１に記載の方法。
［実施構成１４］
上記ロータの回転不均衡を検知して、該回転不均衡が、上記非湾曲ロータ状態を満たす回転不均衡閾値未満であると判定する段階を更に含む、実施構成１３に記載の方法。
［実施態様１５］
少なくとも１つのシャフトが装着された圧縮機及びタービンを備え、ロータと、該ロータの周りを囲むケーシングとを有するガスタービンエンジンを始動させる方法であって、本方法が、上記ロータの回転速度が燃焼速度に向けて増大されて、上記エンジンを通して空気を送り込む加速段階と、上記加速段階の間の湾曲ロータ冷却段階と、を含み、上記ロータの回転速度は、湾曲ロータがそれを下回るとケーシングと接触しなくなる非接触速度未満に維持され、上記ガスタービンエンジンを通って送り込まれる空気が上記ロータを冷却し、上記方法が更に、上記湾曲ロータ冷却段階の後で上記燃焼速度に達したときに、上記ガスタービンエンジンに燃料が供給されて点火を始める燃焼段階を含む、方法。
［実施態様１６］
ロータの回転速度が所定時間の間非接触速度未満に維持される、実施構成１５に記載の方法。
［実施態様１７］
少なくとも１つのシャフトが装着された圧縮機及びタービンを備え、ロータと、該ロータの周りを囲むケーシングとを有するガスタービンエンジンを始動させる方法であって、本方法が、上記ロータの回転速度が燃焼速度に向けて増大されて、上記エンジンを通して空気を送り込む加速段階と、加速段階の間に、上記ガスタービンエンジンに燃料が供給されて点火を始める燃焼段階と、上記加速段階の間に、ロータが湾曲ロータ状態を監視される湾曲ロータ状態監視段階と、上記加速段階の間に、湾曲ロータ状態が存在するときに、湾曲したロータがそれを下回ると上記ケーシングに接触しなくなる非接触速度未満に維持されてガスタービンエンジンを通して空気を送り込みロータを冷却する湾曲ロータ冷却段階と、を含む、方法。
［実施態様１８］
ロータの回転速度が所定時間の間上記非接触速度未満に維持される、実施構成１７に記載の方法。
［実施態様１９］
上記ロータの回転速度を上記非接触速度未満に維持されることが、実質的に一定の速度で上記ロータの回転速度を維持することを含む、実施構成１８に記載の方法。
［実施態様２０］
上記燃焼段階の後で、上記ロータの回転速度が燃焼速度からアイドル速度まで加速されるアイドル段階を更に含む、実施構成１９に記載の方法。
【符号の説明】
【００３１】
１０  エンジン
１２  ファンセクション
１４  圧縮機セクション
１６  燃焼セクション
１８  タービンセクション
２０  排気セクション
２２  エンジンコア
２４  ケーシング
２６  低圧圧縮機
２８  高圧圧縮機
３０  高圧タービン
３２  低圧タービン
３４  第１の駆動シャフト
３６  第２の駆動シャフト
３７  回転軸
３８  ファン
４０  ファンブレード
４２  上側セクション
４４  下側セクション
４６  ナセル
５０  ターニングモータシステム
１００  通常始動シーケンス）
１０２  第１の加速段階
１０４  燃焼速度
１０６  加速段階
１０８  アイドル速度
１１０  航空機搭乗員が始動を開始する
１１２  ＦＡＤＥＣが自動始動シーケンスを開始する
１１４  ＦＡＤＥＣがターニングモータシステムのステータスを評価する
１１６  ＳＡＶを開放する
１１８  ＦＡＤＥＣがロータ振動を監視する
１２０  点火＆燃料供給
１２２  サブモード
２００  始動シーケンス
２０２  ドウェル段階
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
2016148323000001.pdf