(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジンの非同期式ファンブレードピッチング用に構成されたファンを提供する。【解決手段】ガスタービンエンジン１０用の可変ピッチファン３８のための作動組立体４８は、複数のファンブレード４０、スケジューリングリング、及び複数の連結アームを含む。複数のファンブレード４０は、ディスク４２に回転可能に結合されそこから半径方向に延びる。スケジューリングリングは、ディスク４２に対して回転可能でありかつ複数のスロットを有する。複数の連結アームの各々は、複数のファンブレード４０のうちの１つ及び複数のスロットのうちの１つに作動可能に結合する。複数のファンブレード４０の各々は、作動的に結合されたスロットによって規定されたブレードピッチスケジュールに従って回転し、複数のスロットのうちの少なくとも２つは、異なるブレードピッチスケジュールを規定する。【選択図】図１
2017036724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）用の可変ピッチファン（３８）のための作動組立体（４８）であって、
前記ディスク（４２）に回転可能に結合されかつそこから半径方向に延びる複数のファンブレード（４０）と、
前記ディスク（４２）に対して回転可能でありかつ複数のスロット（１３０）を有する、スケジューリングリング（１２０）と、
各々が前記複数のファンブレード（４０）のうちの１つ及び前記複数のスロット（１３０）のうちの１つに作動可能に結合する、複数の連結アーム（１２２）と、
を備え、
前記複数のファンブレード（４０）の各々は、作動可能に結合された前記スロット（１３０）によって規定されるブレードピッチスケジュールに従って回転し、
前記複数のスロット（１３０）のうちの少なくとも２つは、異なるブレードピッチスケジュールを規定する、
ことを特徴とする作動組立体（４８）。
【請求項２】
前記複数の連結アーム（１２２）の各々は、前記複数のファンブレード（４０）のうちの１つに固定的に結合された第１の端部（１２６）と、前記複数のスロット（１３０）のうちの１つにスライド可能に結合された第２の端部（１２８）とを有する、請求項１に記載の作動組立体（４８）。
【請求項３】
前記可変ピッチファン（３８）は、前記ディスク（４２）に回転可能に結合された８から１２の間のファンブレード（４０）を備える、請求項１に記載の作動組立体（４８）。
【請求項４】
ファンブレード（４０）の各々は、隣接するファンブレード（４０）とは異なるブレードピッチスケジュールで回転する、請求項１に記載の作動組立体（４８）。
【請求項５】
第１のセットのファンブレード（１３４）は、第１のブレードピッチスケジュールに従って回転し、第２のセットのファンブレード（１３６）は、第２のブレードピッチスケジュールに従って回転し、前記第１のセットのファンブレード（１３４）及び前記第２のセットのファンブレード（１３６）は、同時にフラットピッチを通過して回転しない、請求項１に記載の作動組立体（４８）。
【請求項６】
前記第１のブレードピッチスケジュール及び前記第２のブレードピッチスケジュールは、フラットピッチを通過して回転する場合を除いて同じである、請求項５に記載の作動組立体（４８）。
【請求項７】
前記第１のブレードピッチスケジュール及び前記第２のブレードピッチスケジュールは、逆推進力位置において異なっている、請求項５に記載の作動組立体（４８）。
【請求項８】
電動機（１２４）は、前記ディスク（４２）に対して前記スケジューリングリング（１２０）を回転させる、請求項１に記載の作動組立体（４８）。
【請求項９】
前記可変ピッチファン（３８）は、１よりも大きなブレード剛率を有する、請求項１に記載の作動組立体（４８）。
【請求項１０】
軸方向（Ａ）及び半径方向（Ｒ）を定めるダクテッドガスタービンエンジン（１０）であって、
コアエンジン（１６）と、
前記コアエンジン（１６）と流れ連通するように配置された可変ピッチファン（３８）であって、該可変ピッチファン（３８）は、ディスク（４２）と、該ディスク（４２）に結合されかつ半径方向（Ｒ）に延びる複数のファンブレード（４０）を含み、前記ディスク（４２）及び前記複数のファンブレード（４０）は、前記ダクテッドガスタービンエンジン（１０）の軸方向（Ａ）の周りで回転するように構成されている、可変ピッチファン  （３８）と、
請求項１から９のいずれかに記載の作動組立体（４８）と、
を備えるガスタービンエンジン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、一般的にはガスタービンエンジン用ファンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジンにおける非同期式ファンブレードピッチング用に構成されたファンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガスタービンエンジンは、互いに流れ連通するファン及びコアを含む。加えて、ガスタービンエンジンのコアは、直列流れ順に、圧縮機セクション、燃焼器セクション、タービンセクション、及び排出セクションを含む。作動時、空気流は、ファンから圧縮機セクションの入口に供給され、圧縮機セクションでは、１又は２以上の軸流圧縮機が、空気を燃焼器セクションに到達するまで漸進的に圧縮する。燃料は、燃焼器セクション内で圧縮空気と混合して燃焼して、燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、燃焼器セクションからタービンセクションに送られる。タービンセクションを通過する燃焼ガス流は、圧縮機セクションを駆動し、排出セクションを通過して大気に送られる。具体的な構成では、タービンセクションは、ガスタービンエンジンの軸方向に延びるシャフトを介して圧縮機セクションに機械的に結合する。
【０００３】
ファンは、ガスタービンエンジンのコアよりも大径の複数のブレードを有する。また、ファン及びブレードは、シャフトに対して機械的に結合してタービンと一緒に回転することができる。特定の構成において、ファンは、ギヤボックスを介してシャフトに結合することができ、ファンは、タービンシャフトとは異なる回転速度とすることができる。ファンの少なくとも一部をカバーしてファンと一緒に回転する回転ハブを設けることができる。複数のブレードが回転するとガスタービンエンジン用の推進力が発生しかつ空気流をコアの圧縮機セクションに供給するようになっている。加えて、複数の出口ガイドベーンは、ブレードからの空気流を案内することができ、例えば、ガスタービンエンジンが発生する騒音を低減しかつガスタービンエンジンの性能を高めるようになっている。
【０００４】
少なくとも一部のガスタービンエンジンに関して、ファンは、可変ピッチファンである。ガスタービンエンジンの性能をより高くするために、各ブレードをそれぞれのピッチ軸の周りで回転させることでファンブレードのピッチを変えることが望ましい。例えば、ブレードピッチを変更する主な理由は、航空機の対気速度及びエンジンの出力レベルに基づいて性能を最適にするためにブレードの迎角を調整することである。加えて、ファンブレードのピッチは、エンジンのコアを通る空気流を反転させて、着陸した航空機を空力的に制動するための逆推進力を与えるために使用することができる。
【０００５】
一般に、ファン性能は、ブレードの数を増やすことで向上させることができる。より具体的には、ブレード剛率（ｓｏｌｉｄｉｔｙ）値を１よりも大きい値に維持することが望ましい。ブレード剛率は、軸方向中心軸線からの所定の半径又は直径での周方向間隙であるブレードピッチに対するブレード翼弦（その長さで表される）の比率である。換言すると、ブレードピッチは、所定の直径における円周長さを全ファンブレード列におけるブレード数で割ったものである。特に、ファンブレードが１よりも大きい剛率係数で設計された場合、隣接するブレードは、同時にフラットピッチを通過する場合には互いに干渉する可能性がある。
【０００６】
従って、ファン及びエンジンの性能を向上させるためには１よりも大きな剛率のファンブレードが望ましいが、このような設計は、逆推進力構成で回転する場合、ブレード衝突をもたらす可能性がある。特に、全ブレードが一斉に回転する場合、すなわち同時にフラットピッチを通って回転する場合、ブレードの接触が生じる場合がある。
【０００７】
従って、非同期式ピッチングを可能にする構成要素を含むガスタービンエンジン用可変ピッチファンが望ましい。加えて、軽量かつ組み立て及び保守整備が容易なファン構成及び構成要素が望ましい。より具体的には、高いファンブレード剛率を可能にしながら、非同期式のブレードピッチング用に構成されたガスタービンエンジン用ファンは特に有用であろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第８８３４１１９号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本発明の態様及び利点は、以下の説明において記載され、又は本説明から明らかになることができ、或いは、本発明を実施することによって理解することができる。
【００１０】
本開示の１つの例示的な実施形態において、ガスタービンエンジン用の可変ピッチファンのための作動組立体が提供される。作動組立体は、全体的に、複数のファンブレード、スケジューリングリング、及び複数の連結アームを含む。複数のファンブレードは、ディスクに回転可能に結合されかつそこから半径方向に延びる。スケジューリングリングは、ディスクに対して回転可能でありかつ複数のスロットを有する。複数の連結アームの各々は、複数のファンブレードのうちの１つ及び複数のスロットのうちの１つに作動可能に結合する。複数のファンブレードの各々は、作動的に結合されたスロットによって規定されたブレードピッチスケジュールに従って回転し、複数のスロットのうちの少なくとも２つは、異なるブレードピッチスケジュールを規定する。
【００１１】
本開示の他の例示的な実施形態において、ダクテッドガスタービンエンジンが提供される。ガスタービンエンジンは、軸方向及び半径方向を規定し、全体的にはコアエンジン、可変ピッチファン、及び作動組立体を含む。可変ピッチファンは、コアエンジンと流れ連通しかつディスクを含む。複数のファンブレードは、ディスクに結合されかつ半径方向に延びる。ディスク及び複数のファンブレードは、ダクテッドガスタービンエンジンの軸方向の周りを回転するように構成される。作動組立体は、半径方向に関する複数のファンブレードのピッチを変えるように構成され、かつ第１のブレードピッチスケジュールに対応する第１の複数のスロット及び第２のブレードピッチスケジュールに対応する第２の複数のスロットを規定するスケジューリングリングを含む。複数の連結アームの各々は、複数のファンブレードのうちの１つに固定的に結合した第１の端部と、第１又は第２の複数のスロットのうちの１つにスライド可能に結合した第２の端部とを有する。複数のファンブレードは、スケジューリングリングがディスクに対して回転する場合に第１又は第２のブレードピッチスケジュールに従って回転する。
【００１２】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の請求項を参照するとより理解できるであろう。本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、本開示の実施形態を例証しており、本明細書と共に本開示の原理を説明する役割を果たす。
【００１３】
添付図を参照した本明細書において、当業者に対してなしたその最良の形態を含む本発明の完全かつ有効な開示を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本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。
【図２】本開示の例示的な実施形態による図１に示されたファンの前方から後方に見た正面図。
【図３】ファンブレードがフェザリング位置にある、図２の例示的な可変ピッチファンの作動組立体の概略側面図。
【図４】ファンブレードがフラットピッチ位置にある、図２の例示的な可変ピッチファンの作動組立体の概略側面図。
【図５】本開示の実施形態によるスケジューリングリングが回転した場合の２つの隣接するファンブレードに関するスケジューリングスロットを示すピッチスケジューリングリングの線図。
【図６】本開示の実施形態によるスケジューリングリングが回転した場合の２つの隣接するファンブレードに関するスケジューリングスロットを示すピッチスケジューリングリングの線図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書及び図面において参照符号を繰り返して用いることは、本発明の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。
【００１６】
ここで、その１又は２以上の実施例が添付図面に例示されている本発明の実施形態について詳細に説明する。詳細な説明では、図面中の特徴部を示すために参照符号及び文字表示を使用している。本発明の同様の又は類似の要素を示すために、図面及び説明において同様の又は類似の記号表示を使用している。本明細書で使用される用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために同義的に用いることができ、個々の構成要素の位置又は重要性を意味することを意図したものではない。用語「上流」及び「下流」は、流体通路における流体流れに対する相対的方向を指す。例えば、「上流」は、流体がそこから流れる方向を指し、「下流」は流体がそこに向けて流れ込む方向を指す。加えて、本明細書で使用される用語「流体」は、限定されるものではないが、ガス及び空気を含む、流動する何らかの物質又は媒体を含む。
【００１７】
次に、幾つかの図全体を通して同様の参照符号が同様の要素を表す図面を参照すると、図１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概略断面図である。より具体的には、図１の実施形態に関して、ガスタービンエンジンは高バイパスターボファンジェットエンジン１０であり、本明細書では「ターボファンエンジン１０」と呼ぶ。図１に示すように、ターボファンエンジン１０は、軸方向Ａ（参照用の長手方向中心線１２に対して平行に延びる）及び半径方向Ｒを定める。一般に、ターボファン１０は、ファンセクション１４及び該ファンセクション１４から下流に配置されたコアタービンエンジン１６を含む。
【００１８】
概略的に示された例示的なコアタービンエンジン１６は、環状入口２０を定める略管状の外部ケーシング１８を含む。外部ケーシング１８は、直列流れ関係で、ブースタすなわち低圧（ＬＰ）圧縮機２２及び高圧（ＨＰ）圧縮機２４を含む圧縮機セクションと、燃焼器セクション２６と、高圧（ＨＰ）タービン２８及び低圧（ＬＰ）タービン３０を含むタービンセクションと、ジェット排出ノズルセクション３２とを収容する。高圧（ＨＰ）シャフト又はスプール３４は、ＨＰタービン２８をＨＰ圧縮機２４に駆動結合する。低圧（ＬＰ）又はスプール３６は、ＬＰタービン３０をＬＰ圧縮機２２に駆動結合する。
【００１９】
加えて、図示の実施形態に関して、ファンセクション１４は、相隔たる様式でディスク４２に結合し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、略半径方向Ｒに沿ってディスク４２から外向きに延びる。複数のファンブレード４０の各々は、前縁４４又は上流縁、及びそれぞれのファンブレード４０の各々の半径方向外縁に定められた先端４６を規定する。また、以下に詳細に説明する方法でファンブレード４０のピッチを変えるように構成された適切な作動組立体４８に作動的に結合するファンブレード４０に基づいて、各ファンブレード４０は、ピッチ軸Ｐの周りでディスク４２に対して回転可能である。ファンブレード４０、ディスク４２、及び作動組立体４８は、出力ギヤボックス５０を横切るＬＰシャフト３６によって長手方向軸線１２の周りで一緒に回転可能である。出力ギヤボックス５０は、ＬＰシャフト３６の回転速度をより効率的なファン回転速度に落とすための複数のギヤを含む。加えて、図示の実施形態に関して、可変ピッチファン３８のディスク４２は、空力的外形の回転フロントハブ５２でカバーされ、複数のファンブレード４０を通る空気流を向上させるようになっている。
【００２０】
図１の例示的なターボファンエンジン１０をさらに参照すると、例示的なファンセクション１４は、ファン３８及び／又はコアタービンエンジン１６の少なくとも一部を円周方向に取り囲む環状ファンケーシング又は外側ナセル５４を追加的に含む。ナセル５４は、複数の周方向に離間した出口ガイドベーン５６によってコアタービンエンジン１６に対して支持されるようになっていることを理解されたい。さらに、ナセル５４の下流セクション５８は、コアタービンエンジン１６の外部に広がり、その間にバイパス空気流通路６０を定めるようになっている。
【００２１】
ターボファンエンジン１０の作動時、所定の空気量６２は、ナセル５４及び／又はファンセクション１４に関連する入口６４を通ってターボファン１０に流入する。空気量６２がファンブレード４０を通過する際に、矢印６６で示す空気の第１の部分は、バイパス空気流通路６０に向けられるか又は送られ、矢印６８で示す空気の第２の部分は、ＬＰ圧縮機２２に向けられるか又は送られる。空気の第１の部分６６と空気の第２の部分６８の比は、一般にバイパス比として知られている。次に、空気の第２の部分６８の圧力は、高圧（ＨＰ）圧縮機２４を通過して燃焼器セクション２６へ送られる際に高くなり、空気の第２の部分６８は燃料と混合されて燃焼して燃焼ガス７０をもたらす。
【００２２】
燃焼ガス７０はＨＰタービン２８を経由し、ここでは、外部ケーシング１８に結合したＨＰタービンステータベーン７２及びＨＰシャフト又はスプール３４に結合したＨＰタービンロータブレード７４の連続する段によって、燃焼ガス７０から熱エネルギ及び／又は運動エネルギの一部が抽出され、ＨＰシャフト又はスプール３４が回転されるようになり、結果的にＨＰ圧縮機２４の作動を助ける。次に、燃焼ガス７０は、ＬＰタービン３０を経由し、ここでは、外部ケーシング１８に結合したＬＰタービンステータベーン７６及びＬＰシャフト又はスプール３６に結合したＬＰタービンロータブレード７８の連続する段によって、燃焼ガス７０から熱エネルギ及び運動エネルギの第２の部分が抽出され、ＬＰシャフト又はスプール３６が回転されるようになり、ＬＰ圧縮機２２の作動及び／又はファン３８の回転を助ける。
【００２３】
その後、燃焼ガス７０は、コアタービンエンジン１６のジェット排出ノズルセクション３２を経由して推進力をもたらすようになっている。同時に、空気の第１の部分６６は、ターボファン１０のファンノズル排出セクション８２から排出される前にバイパス空気流通路６０を経由するので、空気の第１の部分６６の圧力は大幅に上昇し、同様に推進力をもたらす。ＨＰタービン２８、ＬＰタービン３０、及びジェット排出ノズルセクション３２は、少なくとも部分的に、コアタービンエンジン１６を通って燃焼ガス７０を送るための高温ガス経路８４を定める。
【００２４】
次に図２を参照してファン３８を詳細に説明する。図２は、図１の例示的なターボファンエンジン１０のファン３８を前方から後方に見た図である。図示の例示的な実施形態に関して、ファン３８は１２枚のファンブレード４０を含む。負荷の観点から、このようなブレード数は各ファンブレード４０の翼長を短くすることを可能とし、同様にファン３８の全径を小さくすることができる（例えば、例示的な実施形態において約１２フィートへ）。しかし、他の実施形態において、ファン３８は、任意の適切なブレード数及び任意の適切な直径とすることができる。例えば、１つの適切な実施形態において、ファン３８は、少なくとも８枚のファンブレード４０を有することができる。他の適切な実施形態において、ファン３８は、少なくとも１２枚のファンブレード４０を有することができる。さらに別の適切な実施形態において、ファン３８は、少なくとも１５枚のファンブレード４０を有することができる。さらに別の適切な実施形態において、ファン３８は、少なくとも１８枚のファンブレード４０を有することができる。可変ピッチファン３８の例示的な実施形態は、１２枚のファンブレード４０を備える。
【００２５】
各ファンブレード４０は、略凹形の正圧側面及び円周方向反対側の略凸形の負圧側面１００を含む、適切な空力的輪郭を有することができる。各ファンブレード４０は、ディスク４２に対して回転自在に結合する内側の根元端部１０２から半径方向外側の遠位端１０４まで延び、遠位端１０４はファンケーシング又はナセル５４に近接して配置され、それらの間に比較的小さな先端隙間又は間隙をもたらすようになっている。図示のように、各ファンブレード４０は、反対側の前縁１０６と後縁１０８との間で延びる翼弦長Ｃを定め、翼弦長は、ファンブレード４０の翼長に関して変化する。
【００２６】
また、ファン３８は、ブレード翼弦Ｃ（その長さで表される）を円周ピッチＢすなわち対応する翼長位置又は半径でのブレード間の間隙で割った比率に等しい従来からのパラメータである対応する剛率を有する。円周ピッチは、特定の半径方向翼長における円周長さをブレード列のファンブレードの全数で割ったものに等しい。従って、剛率は、ブレード数及び翼弦長に直接比例し、かつ直径に反比例する。
【００２７】
典型的な高剛率ターボファンは、高剛率及び高度の交互配置に起因して、円周方向で互いに実質的にオーバーラップする隣接ファンブレード４０を有する。例えば、図２に示すように、ファンブレード４０は高剛率を有し、隣接する各ブレードは、フラットピッチ位置の間中に互いに接触することになる。ファンブレード４０の高剛率に起因して、ファンブレード４０は、同時にフラットピッチを通過する場合には少なくとも領域１１０でオーバーラップすることになる。ファン３８から逆推進力を得るために、ファンブレード４０はフラットピッチを通過する必要がある。しかしながら、図２に示す構成を前提とすると、ファンブレード４０がラットピッチを一斉に通過する場合には不都合なブレード接触が生じることになる。従って、図３−６に関する非同期式ブレードピッチング用に構成されたファン３８を以下に説明する。このシステムは、以下に説明するように、各ファンブレード４０が同時にフラットピッチを通過しないこと、並びにファン３８の作動に対する他の性能関連の改善をもたらすことを保証することができる。
【００２８】
図３から６を参照すると、本開示の例示的な実施形態によるブレードピッチ作動組立体４８が示されている。前述のように、各ファンブレード４０は、ディスク４２に対してピッチ軸Ｐの周りで回転可能である。ファンブレード４０、ディスク４２、及び作動組立体４８は、出力ギヤボックス５０を横切るＬＰシャフト３６によって、一緒に長手方向軸線１２の周りで回転可能である。
【００２９】
一般に、作動組立体４８は、スケジューリングリング１２０、複数の連結アーム１２２、及び電動機１２４を備える。各ファンブレード４０は、ディスク４２に対して対応する連結アーム１２２の第１の端部１２６を通って回転可能に結合することができ、第１の端部１２６及び対応するファンブレード４０は、ディスク４２に対してピッチ軸Ｐの周りで回転することができる。これに関連して、ファンブレード４０は、対応する連結アーム１２２の第１の端部１２６に固定的に結合されるので、連結アーム１２２が回転するとファンブレード４０はディスク４２に対して回転する。
【００３０】
連結アーム１２２の第２の端部１２８は、スケジューリングリング１２０に形成された複数のスロット１３０のうちの１つにスライド可能に結合することができる。例えば、第２の端部１２８は、スライディング部材１３２に回転可能に結合することができる。スライディング部材１３２は、スケジューリングリング１２０のスロット１３０にスライド可能に収容することができる。スケジューリングリング１２０は、長手方向中心線１２の周りでディスク４２に対して回転可能であり、かつディスク４２に対して固定された電動機１２４に作動可能に結合する。
【００３１】
スケジューリングリング１２０の複数のスロット１３０の各々は、ブレードピッチのスケジュールを定める。これに関連して、スケジューリングリング１２０の所定の回転角に関して、ブレードピッチスケジュールは、ファンブレード４０の実際のピッチ角を決定する。作動時、電動機１２４は、ディスク４２に対してスケジューリングリング１２０を回転させる。スケジューリングリング１２０が回転すると、スライディング部材１３２は、スロット１３０に沿って移動して連結アーム１２２の角度位置が変化する。各連結アーム１２２が回転すると対応するファンブレード４０も回転するので、各ファンブレード４０はピッチ軸Ｐの周りで回転する。
【００３２】
従って、スケジューリングリング１２０がディスク４２に対して回転することで、複数のファンブレード４０の各々は、連結アーム１２２によって結合されるスロット１３０に基づいて規定されるブレードスケジュールに従って、それぞれのピッチ軸Ｐの周りで回転する。異なるブレードピッチスケジュールを規定することで、ファンブレード４０の回転は、互いに独立して制御することができる。従って、例えば、交互になったファンブレード４０が異なるブレードピッチスケジューリングに従って回転する場合、フラットピッチを通過する際の衝突を回避することができる。加えて、ピッチスケジュールは、ファンブレード４０の性能を高めるように調整することができる。
【００３３】
例えば、ブレードピッチスケジュールは、飛行機が通常の飛行フェーズ、フラットピッチ移行フェーズ、又は逆推進力形態にあるか否かに左右される。例えば、可変ピッチファン３８は、ファンブレード４０が８度以上のピッチ角を有する場合、通常の飛行フェーズ用に構成することができる。さらに、ファンブレード４０がフラットピッチから８度以内（すなわち、−８度から＋８度の間）にある場合、可変ピッチファン３８は、フラットピッチ移行フェーズで作動することができる。ファンブレード４０は、−８度又はそれよりも小さい角度の場合、逆推進力フェーズとすることができる。当業者であれば、これらの範囲は単なる説明目的であり、各フェーズ及びブレードスケジュールは、可変ピッチファン３８及びエンジン１０の性能を向上させるための他の様々な方法で規定できることを理解できるはずである。
【００３４】
例示的な実施形態において、複数のファンブレード４０は、各ファンブレード４０がフラットピッチを通過して回転する際に衝突するのを回避するために異なるピッチスケジュールに従って回転する。より具体的には、図２に示すように、第１のセットのファンブレード１３４は、第１のブレードピッチスケジュールに従って回転することができ、交互になった第２のセットのファンブレード１３６は、第２のブレードピッチスケジュールに従って回転することができる。第１及び第２のブレードピッチスケジュールは、通常の飛行運転に対応する第１の回転フェーズでは同じであるが、ピッチスケジュールは、ファンブレード４０がフラットピッチになる際に互いにずれることができる。例えば、複数のファンブレード４０がフラットピッチの８度以内に達すると直ぐに、第１のセットのファンブレード１３４の回転速度は増加するが第２のセットのファンブレード１３６の回転速度は減少することができる。このようにして、第１のセットのブレード１３４は、連続的に第２のセットのブレード１３６よりも早くフラットピッチを通過することができるので、フラットピッチを通過する際の接触を回避できる。全てのファンブレード４０がフラットピッチを通過した後、逆推進力を発生し始めると、第１及び第２のブレードピッチスケジュールは、再度、互いに同期するので全てのファンブレード４０は一斉に回転する。しかしながら、代替的に、ブレードスケジュールは、エンジン１０のコア１６に進む空気をチョーキングすることなく逆推進力を確実に得るために又は他の性能向上を実現するために、オフセットしたままとすることができる。
【００３５】
当業者であれば、前述のブレードピッチスケジュールは単なる例示であり、性能を得るために必要に応じて何らかの他の１又は複数のブレードピッチスケジュールを使用できることを理解できるはずである。例えば、３以上のブレードピッチスケジュールを使用することができる。実際には、あらゆるファンブレード４０は、それ自体のピッチスケジュールに従って回転することができる。この全ての変形形態は、本開示の範疇にあると考えられる。
【００３６】
次に図５及び６を参照すると、スライディング部材１３２の変位の概略的な図が示されている。この図は、スケジューリングリング１２０のスケジューリングスロット１３０で規定されるブレードスケジュールによって回転する２つの隣接するファンブレード４０を示す。例示の実施形態において、各ファンブレード４０は、それぞれのピッチ軸Ｐを中心としており、ディスク４２に対して回転可能に結合される。各連結アーム１２２は、点線１２２によって概略的に示されており、それぞれのピッチ軸Ｐに関して一定の半径方向距離で回転する。スライディング部材１３２は、連結アーム１２２に対して回転可能に結合しかつスケジューリングスロット１３０に対してスライド可能に結合する。
【００３７】
図示のように、スケジューリングリング１２０がディスク４２に対して回転すると、スケジューリングスロット１３０は、概して矢印１４０で示す方向によう移動する。スケジューリングリング１２０の各々の角度位置に関して、各ファンブレード４０の角度位置は、それぞれのスケジューリングスロット１３０の形状に従って変化することができる。例えば、特に図６を参照すると、一部のスケジューリングスロット１３０は、垂直方向において完全に直線（例えば、直線スケジューリングスロット１４２）とすることができる。対照的に、一部のスケジューリングスロット１３０は、１又は２以上の直線部１４６及び１又は２以上の湾曲部１４８を有する非直線（例えば、非直線スケジューリングスロット１４４）とすることができる。別の例示的な実施形態において、スケジューリングスロット１３０は、曲線形状、蛇行形状、又は任意の他の適切な形状とすることができる。
【００３８】
特に、スケジューリングリング１２０が一定の速度で回転する場合、完全に直線のスケジューリングスロット１４２に結合された連結アーム１２２は、ピッチ軸Ｐの周りで一定の回転速度を有する。対照的に、非直線スロットに結合された連結アーム１２２の回転速度は、それぞれのスケジューリングスロット１３０の形状に従って変化することになる。このようにして、各スケジューリングスロット１３０を互い違いに形作ることによって、交互のファンブレード４０は、異なる時間でフラットピッチへ回転することができ、フラットピッチを通過する際のファンブレード４０の接触は起こらないはずである。加えて、隣接するスケジューリングスロット１３０は、フラットピッチになる点を除いて、ファンブレード４０の回転範囲を通して同じ輪郭を有することができるので、ファンブレード４０はこの範囲において一斉に回転する。
【００３９】
当業者であれば、ファンブレードの回転を作動させるための前述の機構は、非同期式ファンブレードピッチングを実現するための単に１つの例示的な機構であることを理解できるはずである。当業者には、本開示に基づいて他の機構が明白であろう。このような何らかの変形例又は変更例は、本開示の範疇にあると考えられる。
【００４０】
前述の実施形態は、重い逆推進力機構を必要とすることなく、１よりも大きい剛率のファンブレード４０を備えた可変ピッチファン３８のための逆推進力を可能にするのを助ける。特に、提示のファンブレード４０にピッチ変化機構は、２フェーズ非同期式ファンブレード４０のピッチングを可能にするので、各ファンブレード４０は、フラットピッチ及び／又は反転の間中に異なるスケジュールで回転し、ファンブレード４０の各々は接触することなく互いに通過することができる。例えば、ピッチ変化機構は、反転の間中に異なるスケジュール上の１２枚の中から６枚のファンブレード４０を回転させることができるので、フラットピッチを通過する際に各ファンブレード４０の間の接触がない状態で逆推進力を得ることができる。
【００４１】
全てのファンブレード４０は、逆推進力状態を除く全ての飛行エンベロープを通して同じスケジュールで回転することができる。この提示された、出力ギヤボックス５０を介して高速低圧タービン３０に結合された推進力発生システムは、ギヤ付きターボファンに対して非常に競争力のあるエンジン１０を提供する。非同期式ファンブレード４０のピッチングの利点は、エンジン効率及び燃料消費量の改善を含む。また、従来のデザインに比べて装着が簡単であり、ファン作動性が改善され、さらにストール限界が高くなる。当業者であれば他の利点を理解できるはずである。
【００４２】
本明細書は、開示される主題の実施例を用いて、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及びあらゆる包含の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有する場合、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。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ガスタービンエンジン
３８  可変ピッチファン
４０  ファンブレード
４２  ディスク
４８  作動組立体
１２０  スケジューリングリング
１２２  連結アーム
１３０  スロット
【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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【外国語明細書】
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