(57)【要約】【課題】疎氷性コーティングを有するプロペラブレードを提供すること。【解決手段】ハブ組立体の周りを回転するためのプロペラブレードが提供され、プロペラブレードは、その長さに沿ってブレード基部からブレード先端への半径方向を定め、プロペラブレードは、半径方向内側領域と、ブレード基部からブレード先端の間の、使用時に未コーティングのブレードから氷を除去するためにブレード上の回転力が十分である位置に位置する半径方向外側領域と、プロペラブレードの前縁に少なくとも沿って配設され、疎氷性材料を含み、プロペラブレードに沿って半径方向内側領域から半径方向外側領域に延びるコーティングと、を含む。【選択図】図１
2017132456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロペラブレード（１８）であって、
プロペラブレード基部（２８）から前記プロペラブレード（１８）の長さ（２５）の一部分の間に位置する半径方向内側領域（３２）と、
前記半径方向内側領域（３２）からプロペラブレード先端（３０）の間に位置する半径方向外側領域（３６）と、
前記プロペラブレード（１８）の前縁（３８）に少なくとも沿って、前記半径方向内側領域（３２）と前記半径方向外側領域（３６）の少なくとも一部分とに渡って配設され、疎氷性材料（４８）を含むコーティング（４０、１４０）と、
を含み、
第１のカラーを定める第１の基材（４２、４４）部分が前記半径方向内側領域（３２）の中に位置し、第２のカラーを定める第２の基材（４６）部分が前記半径方向外側領域（３６）の中に位置する、プロペラブレード（１８）。
【請求項２】
前記コーティング（４０、１４０）は、前記第１の基材（４２、４４）部分または前記第２の基材（４６）部分を含む、請求項１記載のプロペラブレード（１８）。
【請求項３】
前記コーティング（４０、１４０）は、半透明コーティング（４０、１４０）を更に含む、請求項１記載のプロペラブレード（１８）。
【請求項４】
前記半透明コーティング（４０、１４０）は、摩耗に対応している前記半透明コーティング（４０、１４０）を通して前記第１または第２のカラーの一方の少なくとも一部分を暴露することによって前記疎氷性材料（４８）の前記摩耗を視覚的に示すために選択される、請求項３記載のプロペラブレード（１８）。
【請求項５】
前記半透明コーティング（４０、１４０）は、前記第１または第２のカラーの一方の視覚的なグラデーションを暴露することによって前記疎氷性材料（４８）の摩耗のレベルを視覚的に示すために更に選択され、前記視覚的なグラデーションは、前記摩耗のレベルを示している、請求項４記載のプロペラブレード（１８）。
【請求項６】
前記コーティング（４０、１４０）は、前記プロペラブレード（１８）の翼弦長さ（３９）に沿って前記プロペラブレード（１８）の前記前縁（３８）から約２５パーセントまで延びている、請求項１記載のプロペラブレード（１８）。
【請求項７】
前記コーティング（４０、１４０）は、セットの層を更に含む、請求項１記載のプロペラブレード（１８）。
【請求項８】
プロペラブレード（１８）を検査する方法であって、
ブレード基部（２８）から前記プロペラブレード（１８）の合計長さ（２５）の５０パーセントの間に位置する前記プロペラブレード（１８）の半径方向内側領域（３２）を検査することであって、前記プロペラブレード（１８）の前記半径方向内側領域（３２）が、第１のカラーを有する第１の基材（４２、４４）の上にある疎氷性コーティング（４０、１４０）を含む、検査することと、
前記半径方向内側領域（３２）から前記プロペラブレード（１８）のブレード先端（３０）の間に位置する半径方向外側領域（３６）を検査することであって、前記半径方向外側領域（３６）の少なくとも一部分が、第２のカラーを有する第２の基材（４６）の上にある前記疎氷性コーティング（４０、１４０）を含む、検査することと、
前記第１のカラーまたは前記第２のカラーの少なくとも一方が暴露されている、前記プロペラブレード（１８）の一部分を識別することと、
前記プロペラブレード（１８）の前記識別した部分を検査基準と比較することと、
前記プロペラブレード（１８）の前記識別した部分の前記比較が前記検査基準を満たすときに、前記プロペラブレード（１８）の保守作業または交換の少なくとも一方を惹起することと、
を含む、プロペラブレード（１８）を検査する方法。
【請求項９】
前記検査基準は、視覚的なセットの疎氷性コーティング（４０、１４０）の摩耗限界を含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記検査基準は、前記疎氷性コーティング（４０、１４０）から前記第１のカラーまたは前記第２のカラーの一方までのカラーグラデーションを含み、前記カラーグラデーションは、前記セットの疎氷性コーティング（４０、１４０）の摩耗限界に対応する、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎氷性コーティングを有するプロペラブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代のターボプロップエンジン航空機は、航空機の翼に取り付けられたプロペラを１つまたは複数含む場合がある。周知の着氷条件の中を飛行するのを認められている航空機に適合されたプロペラは、プロペラブレード上の受け入れられないレベルの氷の蓄積を防止するための装備を含まなければならない。プロペラブレード上の氷の堆積は、ブレードの空気力学的な効率に影響を及ぼす。このように、氷の堆積ないし蓄積の量を制限することにより、空気力学的な効率が向上する。従来の航空機は、氷の堆積、蓄積、または脱落（ｓｈｅｄｄｉｎｇ）を制御するためにブレードの周期的な加熱を提供するための電気的なヒータシステムを含む場合がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
１つの態様では、プロペラブレードは、プロペラブレード基部からプロペラブレードの長さの一部分の間に位置する半径方向内側領域と、半径方向内側領域からプロペラブレード先端）の間に位置する半径方向外側領域と、プロペラブレードの前縁に少なくとも沿って、半径方向内側領域と半径方向外側領域の少なくとも一部分とに渡って配設され、疎氷性材料を含むコーティングと、を含む。第１のカラーを定める第１の基材部分が半径方向内側領域の中に位置し、第２のカラーを定める第２の基材部分が半径方向外側領域の中に位置する。
【０００４】
別の態様では、プロペラブレードを検査する方法は、ブレード基部からプロペラブレードの合計長さの５０パーセントの間に位置するプロペラブレードの半径方向内側領域を検査することであって、プロペラブレードの半径方向内側領域が、第１のカラーを有する第１の基材の上にある疎氷性コーティングを含む、検査することと、半径方向内側領域からプロペラブレードのブレード先端の間に位置する半径方向外側領域を検査することであって、半径方向外側領域の少なくとも一部分が、第２のカラーを有する第２の基材の上にある疎氷性コーティングを含む、検査することと、第１のカラーまたは第２のカラーの少なくとも一方が暴露されている、プロペラブレードの一部分を識別することと、プロペラブレードの識別した部分を検査基準と比較することと、プロペラブレードの識別した部分の比較が検査基準を満たすときに、プロペラブレードの保守作業または交換の少なくとも一方を惹起することと、を含む。
【０００５】
更に別の態様では、プロペラブレードは、ブレード基部からプロペラブレードの合計長さの５０パーセントの間に位置する半径方向内側領域と、半径方向内側領域からプロペラブレードのブレード先端の間に位置すると共に、使用時に未コーティングのブレードから氷を除去するためにプロペラブレード上の回転力が十分であるプロペラブレード上に位置する半径方向外側領域と、プロペラブレードの前縁に少なくとも沿って、半径方向内側領域の少なくとも一部分と半径方向外側領域の少なくとも一部分とに渡って配設された疎氷性材料を含むコーティングと、を含む。第１のカラーを定める第１の基材部分が、半径方向内側領域の中に位置し、第２のカラーを定める第２の基材部分が、半径方向外側領域の中に位置し、コーティングが、第１のカラーおよび第２のカラーとは異なる第３のカラーを定め、コーティングが、摩耗に応答して第１または第２のカラーの少なくとも一方を暴露するために選択される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本明細書で説明する様々な態様に従った翼およびプロペラを有する航空機の概略平面図例である。
【図２】本明細書で説明する様々な態様に従った、しかも図１の航空機に含めることのできるプロペラブレードの概略図である。
【図３】本明細書で説明する様々な態様に従った、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったプロペラブレードの概略断面図である。
【図４】本明細書で説明する様々な態様に従った、プロペラブレード上のコーティングの代替的な実施形態の層の概略断面図である。
【図５】本明細書で説明する様々な態様に従った、図２に図示したプロペラブレードなどのプロペラブレードを検査する方法を実証する例示的なフローチャート図である。
【図６】本明細書で説明する様々な態様に従った、損傷や摩耗を示している図２に図示したプロペラブレードの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書で説明する様々な態様は、プロペラブレード上の氷の堆積、蓄積を防止または低減することやそれを脱落させることに関係する。本開示の実施形態は、プロペラブレードの実行する機能にかかわらず、セットのプロペラブレード上の氷を防止または低減するために任意の環境、装置、または方法で実行することができる。非限定的な例として、そういったプロペラブレードは、航空機で利用することができる。このように、この残りの用途は、そういった環境に焦点を当てている。
【０００８】
図１は、胴体１２と胴体１２から外方に延びる翼１４とを有する航空機１０を示す。航空機１０は、航空機１０に結合された少なくとも１つのターボプロップエンジン１６を含む場合があり、対向する翼１４と結合されたセットのエンジン１６として示される。ターボプロップエンジン１６は、回転型ハブ組立体１９でエンジン１６と結合されたセットのプロペラブレード１８を含む場合があり、したがって、エンジン１６は、回転軸２０周りのプロペラの回転２２を駆動する。プロペラブレード１８は、構成してまたは回転軸２０に対して角度付けして、プロペラブレード１８の回転２２が航空機１０のための推力（矢印２４として図示）を作り出すようにすることができる。２つのターボプロップエンジン１６を有する航空機１０について図解してきたが、本開示の実施形態は、任意の数のエンジン１６またはプロペラブレード１８、或いは、航空機に対して任意の配置のエンジン１６またはブレード１８、を含むことができる。追加として、プロペラブレード１８の回転２２は、本開示の実施形態の理解のために提供している。本開示の実施形態は、プロペラブレード１８の回転２２の交互の方向、すなわち、セットのターボプロップエンジン１６がプロペラブレード１８を同じまたは反対の方向に回転させる実施形態を含んでいてもよい。
【０００９】
図２は、本明細書で説明する様々な態様に従った、プロペラブレード１８とハブ１９の実施形態例を図示する。図示したように、プロペラブレード１８は、合計半径方向長さ２５を含み、ブレード基部２８から半径方向外方にブレード先端３０まで延びる半径方向２６を定めており、ブレード１８は、回転型ハブ組立体１９と結合している。この意味において、半径方向２６は、回転型ハブ組立体１９に対して垂直に延びている。プロペラブレード１８は、ブレード基部２８と合計半径方向長さ２５の約５０％との間に位置する半径方向内側領域３２を含む場合もある。合計半径方向長さ２５の５０％は、点線３４として図示されている。半径方向外側領域３６は、半径方向内側領域３２とブレード先端の間に位置していた。半径方向内側領域３２は、ブレード基部２８とブレード１８の合計半径方向長さ２５の約５０％との間に位置するように説明しているが、ブレード１８の代替的な構成は、内側領域３２が、ブレード１８の合計半径方向長さより長くまたは短く含むために定められる、ということを含む場合がある。例えば、半径方向外側領域３６は、半径方向２６におけるブレード１８の合計半径方向長さ２５の約５０から７０％を含む場合がある。説明した例は、ブレード基部２８と合計半径方向長さ２５の約５０％との間に位置する半径方向内側領域３２を含んでいるが、本開示の非限定的な実施形態は、半径方向内側領域３２がブレード基部２８と合計半径方向長さ２５の約３０％との間に位置することを含む場合がある。追加として、非限定的な実施形態は、半径方向外側領域３６が、ブレード１８の合計半径方向長さ２５の約３０から７０％を含む場合がある、という構成を含む場合がある。
【００１０】
プロペラブレード１８の前縁３８の少なくとも一部分は、例えば、前縁３８からブレード１８の合計翼弦長さ３９の少なくとも一部分３７に沿って延びるコーティング４０を含む場合がある。本明細書で使用するとき、プロペラブレード１８の用語「前縁（ｌｅａｄｉｎｇ  ｅｄｇｅ）」は、ブレード１８の半径方向２６と平行に延び且つ回転２２の方向にブレード１８を先導するブレード１８の縁部を含む。同じく本明細書で使用するとき、用語「翼弦長さ（ｃｈｏｒｄ  ｌｅｎｇｔｈ）」は、ブレード１８の半径方向２６に垂直なブレード１８の長さである。コーティング４０は、プロペラブレード１８上に配設されて、前縁３８から合計翼弦長さ３９の少なくとも一部分３７に沿って延びる場合がある。コーティング４０は、合計翼弦長さ３９の全体上に含まれるように示されていないが、そうすることができると理解されよう。更に、コーティング４０は、内側領域３２および外側領域３６の少なくとも一部分を含めて合計半径方向長さ２５の少なくとも一部分に渡って延びる場合がある。コーティング４０は、合計半径方向長さ２５の全体に沿って含まれるように示されていないが、そうすることができると理解されよう。
【００１１】
プロペラブレード１８は、少なくとも１つのブレード基材を更に含む場合がある。例示的に図示する目的上、第１のブレード基材４２と第２のブレード基材４４は、内側領域３２の少なくとも一部分の前縁３８に沿って位置するように図示している。第１のブレード基材４２は、半径方向２６に関して、第２のブレード基材４４から半径方向内方に位置決めされているように図示している。プロペラブレード１８は、外側領域３６の少なくとも一部分の前縁３８に沿って位置する第３のブレード基材４６を追加的に含む場合がある。第１、第２、および第３の基材４２、４４、４６は、それぞれ第１、第２、および第３のカラーを定める場合があり、第１、第２、および第３のカラーは、他の基材４２、４４、４６のカラーに対して、同様である、異なっている、視覚的に区別可能である、または、それに基づいて選択される、場合がある。１つの非限定的な例では、第１の基材４２のカラーは、青の場合があり、第２の基材４４のカラーは、赤の場合があり、第３の基材４６のカラーは、緑の場合がある。第１、第２、または第３の基材４２、４４、４６は、プロペラブレード１８自体の中に含められる場合があり、或いは、コーティング４０の一部として代替的に含められる場合がある。１つの非限定的な例では、基材４２、４４、４６は、着色したネオプレンゴムから製造する場合がある。
【００１２】
第１および第２の基材４２、４４は、内側領域３２の中に図示され、第３の基材４６は、プロペラブレード１８の外側領域３６の中に図示されているが、それはそうでなくてもよいと理解されよう。本開示の実施形態は、第１のセットの基材が内側領域３２の中に含めることができると共に第２のセットの基材が外側領域３６の中に含めることができる場合がある。それには、内側領域３２および外側領域３６の個々が単一の別個の基材を含むということを含めることができる。
【００１３】
コーティング４０は、疎氷性材料４８または疎氷性表面、すなわち、少なくとも部分的に氷をはじくかまたは氷の形成を防止するための能力を有する材料または表面を含むように製造、構成、または選択することができる。１つの非限定的な例では、疎氷性材料４８は、材料４８の表面の或る種の地形学的構造のために疎氷性の特徴を含む場合がある。しかしながら、追加の合成的、階層的、または物理的な品質については、含めることができ、組み込むことができ、そうでなければ、材料４８の疎氷性の特徴の中に計上することができる。コーティング４０は、コーティング４０がブレード１８の前縁３８に沿って少なくとも部分的に基材４２、４４、４６の上にあるように、プロペラブレード１８上に配設することもできる。
【００１４】
疎氷性材料４８を有するコーティング４０は、第４のカラーを定めることができ、それは、例えば、第１、第２、および第３の基材４２、４４、４６のカラーの少なくともサブセットとは異ならせることができる。１つの非限定的な例では、コーティング４０は、他の基材４２、４４、４６のカラーのすべてから視覚的に識別可能であるように選択することができ、或いは、透明若しくは半透明またはその組み合わせにすることができる。コーティング４０が半透明であるように選択されるとき、コーティング４０の透明性は、それぞれの基材４２、４４、４６を覆うコーティング４０の配置が、対応している基材４２、４４、４６のカラーを少なくとも部分的に曇らせるように製造、選択、または構成することができる。
【００１５】
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ったプロペラブレード１８の断面図を示す。図示したように、コーティング４０は、プロペラブレード１８の前縁３８に沿って延びている。非限定的な例として、 コーティング４０は、前縁３８上に配設される場合があり、前縁３８からプロペラブレード１８の合計翼弦長さ３９の一部分３７まで延びる場合がある。１つの非限定的な例では、部分３７は、ブレード１８の合計翼弦長さ３９に沿って約２５パーセントにする場合がある。コーティング４０の代替の長さも予想される。図３の断面は、プロペラブレード１８の半径方向外側領域３６に対するコーティング４０の１つの構成例を表示するために示している。簡潔さのために示していないが、図３の断面図は、半径方向内側領域３２に適用されたコーティング４０について妥当する場合がある。代替的に、本開示の実施形態は、例えば、コーティング４０の量、または疎氷性材料４８の量が、プロペラブレード１８の半径方向長さに沿って変化するということを含む場合がある。例えば、コーティング４０または疎氷性材料４８の厚さは、ブレード基部２８からブレード１８の半径が増加するにつれて減少する場合がある。他の例では、コーティング４０または疎氷性材料４８の効率（すなわち、氷の堆積ないし成長を低減、防止、または脱落させる能力）は、ブレード基部２８からブレード１８の半径が増加するにつれて増加する場合がある。他の非限定的な例では、コーティング４０は、プロペラブレード１８の半径方向内側領域３２が、半径方向外側領域３６よりも良好に、氷の堆積ないし成長を低減、防止、または脱落できるように、プロペラブレード１８に適用される場合がある。
【００１６】
図４は、代替例のコーティング１４０を示しており、代替例のコーティング１４０は、プロペラブレード１８に適用またはその上に配設されたセットのまたは配置の層を含む。コーティング１４０は、プロペラブレード１８の表面に直接隣接して設けられた接着剤の第１の層５２を含む場合がある。第２の層５４は、ポリマを含む場合があり、接着剤層５２に適用またはその上に配設される場合がある。第２の層５４は、セットのゴム材料、例えば、ネオプレンを更に含む場合がある。１つの例示的な構成では、第２の層５４は、０．５ミリメートル（ｍｍ）〜１．０ｍｍの範囲の厚さを有する場合がある。第３の層５６は、タイコート（ｔｉｅ  ｃｏａｔ）を含む場合があり、疎氷性材料４８をコーティング１４０に結合させるために好適な表面を提供するために、第２の層５４に適用またはその上に配設される場合がある。１つの構成例では、第３の層５６は、１マイクロメートル程度の厚さを有する場合がある。１つの例示的な構成では、疎氷性材料４８の層の厚さは、約３ミリメートルである場合がある。コーティング１４０は、任意の適切なやり方でプロペラブレード１８に対して適用、そうでなければ実装することができる。例えば、コーティングの個別の層５２、５４、５６、４８は、プロペラブレード１８または他の層に対して連続した様式で独立して固定することができる。代替的に、サブセットの個別の層５２、５４、５６、４８は、隣接する層に固定し、次いでブレード１８に固定してもよい。
【００１７】
第１、第２、または第３の基材４２、４４、４６がコーティング４０、１４０の中に含まれる実施形態例では、第２の層５４は、着色され、すなわち、それぞれの第１、第２、または第３のカラーを含むように構成される。この意味において、第２の層５４は、本明細書で解説したように、プロペラブレード１８の半径方向長さに対するコーティング４０、１４０の位置に応じて、それぞれの第１、第２、または第３の基材４２、４４、４６を含む場合がある。そういった事例では、疎氷性材料４８層と第３のタイコート層５６の摩耗または摩滅（ｗｅａｒｉｎｇ  ａｗａｙ）は、第２の層５４を露出させて、疎氷性材料４８層の摩耗の兆候（ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を提供することができる。第１、第２、または第３の基材４２、４４、４６が、プロペラブレード１８（すなわち、コーティング４０、１４０の中ではない）の中に含まれるとき、疎氷性材料４８層、および任意の他の中間の層、の摩耗または摩滅は、それぞれの第１、第２、または第３の基材４２、４４、４６を露出させて、疎氷性材料４８層の摩耗の兆候を提供することができる。
【００１８】
代替的に、本開示の実施形態は、第１、第２、または第３の基材４２、４４、４６についてのセットの識別可能若しくは区別可能な特徴を含む場合があり、その場合、基材４２、４４、４６の識別可能若しくは区別可能な特徴は、コーティング４０、１４０とは異なっている。この例では、電気伝導、電気的遮蔽、キャパシタンス、磁気強度、テクスチャなどの非限定的な例示的な特徴は、基材４２、４４、４６をコーティング４０、１４０から区別することができ、したがって、疎氷性材料４８層の摩耗または摩滅は、コーティング４０、１４０と比較して区別可能な特徴を露出させる。この意味において、非視覚的な指標または特徴は、基材４２、４４、４６およびコーティング４０、１４０の対比する品質の中に組み込むことができる。
【００１９】
コーティング４０、１４０および疎氷性材料４８の半径方向の広がりは、ブレードの半径方向内側領域３２に対してなどのそれが必要とされるところに氷用の低粘着を提供するように選ぶまたは選択することができる。その一方、プロペラブレード１８の半径方向外側領域３６は、回転時に高い十分な回転力にさらされて、ブレード表面のコーティングされたまたは未コーティングの部分から氷が自己脱落（ｓｅｌｆ−ｓｈｅｄ）する場合がある。別な言い方をすると、半径方向外側領域３６は、プロペラブレード１８の一部分を含むことができ、ブレード上の回転力は、使用時にブレード１８のコーティングされたまたは未コーティングの部分から氷を除去する。
【００２０】
他の実施形態例では、コーティング４０、１４０は、粘着係数（ｃｏｈｅｓｉｖｅ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を有する場合があり、それがブレードの長さに沿って変化して、回転力が半径と共に直線的に増加することを反映する。粘着係数は、半径が増加するにつれて増加し、これにより、半径方向内側領域３２が氷を脱落させるための高い傾向を有することになる。これは、コーティング４０、１４０の半径方向長さに沿って異なった疎氷性材料４８を用いることにより、達成することができる。このようにして、半径方向内側領域３２に高めのコストの疎氷性材料４８をただ用いるだけで、コーティングのコスト削減が可能になる。追加的または代替的に、コーティング４０、１４０の厚さは、プロペラブレード１８の合計半径方向長さ２５に沿って変化させることができ、すなわち、コーティング４０、１４０または疎氷性材料４８の効率は、ブレード１８の半径の増加によって変化させることができる。
【００２１】
ターボプロップエンジン１６の作動時に、氷は、プロペラブレード１８の回転２２に起因する氷上の遠心力の作用を受けて自己脱落を引き起こすのに十分となるようなそういった時間まで、プロペラブレード１８上に蓄積する場合がある。氷塊の及ぼす力は、氷の重量に、プロペラブレード１８上の氷の半径方向の場所を掛けて、プロペラブレード１８の回転速度の２乗を掛けたものに等しい場合がある。氷の遠心力が、氷とプロペラブレード１８の表面との間の粘着結合強度（ｃｏｈｅｓｉｖｅ  ｂｏｎｄ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を超えるとき、氷は、プロペラブレード１８から離脱する。したがって、氷とブレードの間の粘着結合に耐えるためにプロペラブレード１８の任意の特定の半径で堆積しなければならない氷の量は、同じく様々である。ブレード先端３０の近くでは、遠心力は、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０をなんら用いずに、氷のかなりの堆積を防止するのに十分なほどに高くすることができる。
【００２２】
１つの例では、プロペラブレード１８の回転速度は、毎分８５０回転程度にすることができ、これにより、１．３９メートル（５５インチ）の半径の外側の遠心力場は、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０を用いずに、ブレード表面から氷を脱落させることができる。氷の加速度がプロペラブレード１８の回転のせいで重力の１１００倍を超える場合、氷は、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０をなんら用いずに、ブレード表面から自己脱落する傾向がある。
【００２３】
受動系（ｐａｓｓｉｖｅ  ｓｙｓｔｅｍ）であるコーティング４０、１４０によって、コーティング４０、１４０が損傷、摩滅、または摩損（ｗｏｒｎ  ｔｈｉｎ）すると、コーティング４０、１４０は、堆積を低減すること、蓄積を低減すること、または氷の脱落を可能にすることにおいて、有効性を失う場合がある。例えば、異物からの衝撃は、コーティング４０、１４０、疎氷性材料４８、またはその様々な層の少なくとも一部分を摩滅、チッピング、または除去する場合がある。本開示の実施形態は、プロペラブレード１８を提供し、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０への損傷またはその摩滅は、下にある第１、第２、または第３のカラー（例えば、それぞれ位置決めされた第１の基材４２、第２の基材４４、または第３の基材４６のカラー）に対する４つのカラー（例えば、コーティング４０、１４０または疎氷性材料４８のカラー）の対比のおかげで視覚的な検査を介して容易に識別することができる。別の言い方をすると、プロペラブレード１８の実施形態は、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０のカラーが、基材４２、４４、４６の対比するカラーを下側に暴露することによって疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０の摩耗を視覚的に示すために選択される、ということが含められる。既に説明したように、基材４２、４４、４６は、例えば、第２の層５４として、プロペラブレード１８またはコーティング４０、１４０自体の中に含めることができる。疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０が透明または半透明の層を含むために選択される本開示の実施形態では、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０に対する損傷の量は、摩耗または損傷のレベルまたは量を示すために、例えば、下にあるカラーに関するカラーグラデーションを含めて、下にあるカラーの少なくとも一部分を暴露することによって視覚的に示すかまたは視覚的に識別することができる。
【００２４】
本明細書で説明した本開示の実施形態は、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０に対する摩耗若しくは損傷の量またはレベルが、基材４２、４４、４６のカラーが異なっているときに異なった基材４２、４４、４６間で視覚的に識別可能ないし区別可能である、という構成を更に含むことができる。例えば、プロペラブレード１８の一部分上の、知られた第１のカラーまたは知られた第１のカラーのグラデーション、を視覚的に識別することは、第２の基材４４に関連した摩耗を示している知られた第２のカラーまたはそのグラデーションを視覚的に識別することと比較して、第１の基材４２に関連した摩耗を示している。
【００２５】
この意味において、保守要員などの視覚型人間（ｖｉｓｕａｌｉｚｅｒ）は、下にあるカラーとプロペラブレード１８の長さに関連した損傷または摩耗の場所とを識別することを介して、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０に対する損傷または摩耗の量またはレベルを迅速に決定することができる。視覚型人間は、例えば、損傷または摩耗の量またはレベルを、例えば、所定のセットの疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０の摩耗限界と対応している視覚的な検査基準と比較することができる。１つの実施形態例では、視覚的な検査基準は、摩耗の量を基準すなわちセットの摩耗限界と視覚的に比較するために、視覚型人間が損傷または摩耗の直近で持っていることのできるカラーチャートまたはカードを含むことがある。損傷または摩耗の比較が、基準すなわちセットの摩耗限界を満たす場合、すなわち、損傷または摩耗が、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０の摩耗の限界量を超えていて、材料４８またはコーティング４０、１４０の効率が所定の量を下回っている場合、保守作業の行動は、例えば、疎氷性材料４８またはコーティング４０、１４０を摩耗部分に再適用するために、或いは、プロペラブレード１８またはコーティング４０、１４０の除去または交換のために、惹起することができる。
【００２６】
本開示の実施形態は、多数の視覚的な検査基準を、すなわち、個別の基材４２、４４、４６と対応しているかまたはそれに関連したセットの摩耗限界を、更に含むことができる。例えば、第１または第２の基材４２、４４或いは対応している視覚的な検査基準は、それぞれ第１の摩耗量および第２の摩耗量を大目に見るかまたは受け入れるように構成することができる。前述した例では、第１の摩耗量は、第２の摩耗量と異ならせることができる。別の言い方をすると、視覚的な検査基準は、対応している基材４２、４４、４６のための受け入れられる摩耗または損傷の様々なレベルと対応するように、サブセットの基材４２、４４、４６のために異ならせることができる。
【００２７】
図５は、プロペラブレード１８を検査する方法を実証するフローチャートを示す。方法１００は、まずはじめに、１１０でプロペラブレードの半径方向内側領域を検査、例えば、視覚的に検査して、１２０でブレードの半径方向外側領域を検査、例えば、視覚的に検査する。方法１００は、次いで進んで、１３０でプロペラブレードの一部分を識別して、そこでは下にある基材４２、４４、４６の知られているカラーと対応している対比するカラーが暴露されている。方法１００は、次いで、１５０で、１３０で識別したプロペラブレード１８の一部分を視覚的な検査基準と比較することを含むことができる。個別の基材４２、４４、４６が、対応している個別の視覚的な検査基準を有している実施形態、或いは、セットの摩耗したプロペラブレード部分が識別されている実施形態では、識別された各基材４２、４４、４６または摩耗した部分は、そのそれぞれの視覚的な検査基準１５０と比較することができる。次に、１３０で識別したプロペラブレードの部分の比較が、視覚的な検査基準を満たすために決定される場合、方法１００は、進んで、１６０で、プロペラブレードの保守または交換の少なくとも一方を惹起する。本明細書で使用している、視覚的な検査基準を「満たす」という用語は、識別したプロペラブレードの部分が、視覚的に等しいとか、視覚的に区別できないとか、或いは、カラーグラデーション限界基準またはサブセットの基準と比較して、下にある基材カラーをなおいっそう示しているカラーグラデーションを有する、などの視覚的な検査基準を満たす、ということを意味している。理解されることは、そういった決定が、肯定／否定の比較、より大きい／より小さいの比較、または、真実／虚偽の比較によって満たされるために容易に改めることができる、ということである。上で説明したように、保守は、疎氷性材料４８またはコーティング４０を、視覚的な検査基準を満たしているプロペラブレード１８の識別した部分に再適用することを含むことができる。
【００２８】
示したシーケンスは、例証の目的のためだけであり、形がどうであれ本方法１００を限定することを意味しておらず、ここで理解されるのは、本方法の一部が、異なった論理的順序で進行できること、追加の若しくは中間の部分が、含めることができること、或いは、本方法の既述の部分が、多数の部分に分割できること、または、本方法の既述の部分が、既述の方法を害することなく省略できること、である。例えば、半径方向外側領域３６は、半径方向内側領域３２より前に検査してもよい。
【００２９】
コーティング４０、１４０の部分が損傷若しくは摩滅しているプロペラブレード１８の例を図示している。図示したように、半径方向内側領域３２内のコーティング４０、１４０の第１の部分に対する損傷若しくは摩耗により、第１の識別可能なカラーを有する第２の基材４４が暴露ないし露出している。同じく図示したように、半径方向外側領域３６内のコーティング４０、１４０の第２の部分１６６に対する損傷若しくは摩耗により、第２の識別可能なカラー１６８を有する第３の基材が暴露ないし露出している。図示した例では、第１の識別可能なカラー１６４、第２の識別可能なカラー１６８、およびコーティング４０、１４０のカラーは、互いに対して視覚的に区別可能にすることができる。図６の図示した例は、第１および第２の識別可能なカラー１６４、１６８のそれぞれとコーティング４０、１４０のカラーとの間の視覚的な識別の理解を容易にするために提供している。コーティング４０、１４０に対する実際の損傷若しくは摩耗は、図示のものとは異なる場合がある。
【００３０】
多くの他の可能な実施形態および構成については、上の図に示したそれらに加えて、本開示の予期するところである。例えば、非視覚的な指標または特徴を有する本開示の実施形態は、非視覚的な指標を有するブレードの部分を識別するために、プロペラブレードの領域の検査を含むことができ、検査基準は、コーティングと比較して非視覚的な指標の測定可能な品質や数量を含むことができる。この意味において、検査または識別は、伝導性などの非視覚的な手掛かり（ｃｕｅｓ）や本明細書で解説した他の例を用いて達成することができる。更に別の例では、検査または識別は、プロペラブレードの一部を検査基準と光学的に比較して、検知または測定した読みの、検査基準との比較に基づいて自動判定を行うように構成されたセンサの利用を含むことができる。１つの例では、センサは、プロペラブレードを視覚的に検査して検査した部分を視覚的な検査基準と比較するために、プロペラの部分のカラーを検知または測定するように構成された光学センサを含む場合がある。
【００３１】
本明細書で開示した実施形態は、プロペラブレード１８とプロペラブレード１８を検査する方法とを提供しており、疎氷性材料またはコーティングに対する摩耗若しくは損傷は、疎氷性材料またはコーティングのカラーと下にある基材のカラーとの間におけるカラーの対比に基づいて視覚的に識別することができる。理解され得る１つの利点は、本開示の要素が、電気ヒータなどのプロペラブレード用の代替の除氷方法（ｄｅｉｃｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄｓ）または要素の堅牢さの必要性を伴わずに或いはそれを低減させて、疎氷性材料を介してプロペラブレードから氷の蓄積を低減または脱落させることができる、ということである。電気ヒータの必要性を低減ないし排除することにより、本開示の実施形態は、プロペラの除氷用の電気動力を提供するための航空機電気システムに対する要求を低減することができる。システム内で必要とされる要素の数量における低減により、技術的および商業的の双方の利益がもたらされて、信頼性と保全性が向上し、また、同じく初期の取得コストと進行中の保守コストの双方について節約となる。
【００３２】
本開示の要素は、疎氷性材料を介して氷とプロペラブレードの間の粘着結合強度を更に低減させ、したがって、プロペラブレード上に氷が蓄積しない。プロペラブレード上の氷の蓄積を低減することにより、プロペラの空気力学的な効率が向上し、航空機の運転可能な範囲が改善ないし拡大できる。
【００３３】
本開示の要素の更に別の利点は、疎氷性材料またはコーティングに対する摩耗または損傷が、コーティングを通して暴露された対比するまたは知られている基材カラーのおかげでブレードを視覚的に検査することによって容易に識別することができるということである。視覚的な検査は、対比するカラーのおかげで容易に完了することができ、また、必要に応じて、適用可能な視覚的な検査基準は、参照することができ、ブレードの任意の摩耗した領域と比較することができる。更に別の利益では、プロペラブレードの一部分上の基材カラーのグラデーションは、近く起こり得る保守を示すことができ、或いは、疎氷性材料またはコーティングが今後交換を必要とする時期を推定することができる。
【００３４】
追加として、プロペラブレードが、対応している対比する基材カラーを有している基材部分を多数含むことができるので、高感度の視覚的な検査は、どのプロペラブレードの領域または部分が、疎氷性材料またはコーティングに対する損傷または摩耗を含むのかとか、どの視覚的な検査基準が、比較のために適用すべきか、を迅速に決定することができる。別の言い方をすると、摩耗または損傷の受け入れられるレベルは、プロペラブレードの長さに渡って様々な場合があり、異なった着色した基材により、何の検査基準がブレードの異なった部分にとって適切であるかを視覚的に分化することが可能になる。保守要員が、異なった基準をプロペラブレードの異なった部分に指定および適用することができるので、プロペラブレードの使用可能時間の延長が可能になろう。プロペラブレードの使用可能時間の延長により、ブレードの保守コストの低減や、航空機の生産性の増大がもたらされる。
【００３５】
まだ説明していない範囲で、様々な実施形態の異なった特徴および構造については、必要に応じて互いに組み合わせて使用することができる。１つの特徴がすべての実施形態で図示されていない場合があることは、そういう場合がないと解釈されることを意図しておらず、説明を簡潔にするためにそうしている。このように、異なった実施形態の様々な特徴については、新たな実施形態が明白に説明されていてもいなくても、新たな実施形態を形成するために、必要に応じて混合して適合させることができる。加えて、「セットの」様々な要素について説明してきたが、「セット」は、たった１つの要素を含めて任意の数のそれぞれの要素を含むことができるということが理解されよう。本明細書で説明した特徴の組み合わせや並べ替えは、本開示によって網羅される。更に、多くの他の可能な実施形態および構成については、上の図に示したそれらに加えて、本開示の予期するところであると理解されよう。
【００３６】
ここに記載した説明は、例を用いて、ベストモードを含めて本発明の実施形態を開示していると共に、任意のデバイスやシステムを作製および使用することと任意の組み入れた方法を実行することとを含めて任意の当業者が本発明の実施形態を実施できるようにもしている。特許性を有する本発明の範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者の想到する他の例を含むことができる。そういった他の例は、特許請求の範囲の文字通りの用語と異ならない構造要素を有する場合に、或いは、特許請求の範囲の文字通りの用語に対する差異の実体がない等価な構造要素を含む場合に、特許請求の範囲の範囲内にあることを意図している。
【００３７】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
プロペラブレード（１８）であって、
プロペラブレード基部（２８）から前記プロペラブレード（１８）の長さ（２５）の一部分の間に位置する半径方向内側領域（３２）と、
前記半径方向内側領域（３２）からプロペラブレード先端（３０）の間に位置する半径方向外側領域（３６）と、
前記プロペラブレード（１８）の前縁（３８）に少なくとも沿って、前記半径方向内側領域（３２）と前記半径方向外側領域（３６）の少なくとも一部分とに渡って配設され、疎氷性材料（４８）を含むコーティング（４０、１４０）と、
を含み、
第１のカラーを定める第１の基材（４２、４４）部分が前記半径方向内側領域（３２）の中に位置し、第２のカラーを定める第２の基材（４６）部分が前記半径方向外側領域（３６）の中に位置する、プロペラブレード（１８）。
［実施態様２］
前記コーティング（４０、１４０）は、前記第１の基材（４２、４４）部分または前記第２の基材（４６）部分を含む、実施態様１に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様３］
前記コーティング（４０、１４０）は、半透明コーティング（４０、１４０）を更に含む、実施態様１に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様４］
前記半透明コーティング（４０、１４０）は、摩耗に対応している前記半透明コーティング（４０、１４０）を通して前記第１または第２のカラーの一方の少なくとも一部分を暴露することによって前記疎氷性材料（４８）の前記摩耗を視覚的に示すために選択される、実施態様３に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様５］
前記半透明コーティング（４０、１４０）は、前記第１または第２のカラーの一方の視覚的なグラデーションを暴露することによって前記疎氷性材料（４８）の摩耗のレベルを視覚的に示すために更に選択され、前記視覚的なグラデーションは、前記摩耗のレベルを示している、実施態様４に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様６］
前記コーティング（４０、１４０）は、前記プロペラブレード（１８）の合計長さに沿って延びている、実施態様１に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様７］
前記コーティング（４０、１４０）は、前記プロペラブレード（１８）の前記長さに沿って半径方向に変化している粘着係数を更に含む、実施態様１に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様８］
前記粘着係数は、前記プロペラブレード基部から半径が増加するにつれて増加する、実施態様７に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様９］
前記コーティング（４０、１４０）は、前記プロペラブレード（１８）の翼弦長さ（３９）に沿って前記プロペラブレード（１８）の前記前縁（３８）から約２５パーセントまで延びている、実施態様１に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様１０］
前記コーティング（４０、１４０）は、セットの層を更に含む、実施態様１に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様１１］
前記コーティング（４０、１４０）は、前記疎氷性材料に加えて、接着剤層、ポリマ層、またはネオプレン層のうちの少なくとも１つを更に含む、実施態様１０に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様１２］
前記セットの層のうちの少なくともサブセットは、前記第１の基材または第２の基材の少なくとも一方を定め、前記疎氷性材料は、前記第１または第２のカラーとは異なる第３のカラーを定め、前記第３のカラーは、摩耗に対応している前記第１または第２のカラーの少なくとも一部分を暴露することによって前記疎氷性材料（４８）の前記摩耗を視覚的に示すために選択される、実施態様１０に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様１３］
プロペラブレード（１８）を検査する方法であって、
ブレード基部（２８）から前記プロペラブレード（１８）の合計長さ（２５）の５０パーセントの間に位置する前記プロペラブレード（１８）の半径方向内側領域（３２）を検査することであって、前記プロペラブレード（１８）の前記半径方向内側領域（３２）が、第１のカラーを有する第１の基材（４２、４４）の上にある疎氷性コーティング（４０、１４０）を含む、検査することと、
前記半径方向内側領域（３２）から前記プロペラブレード（１８）のブレード先端（３０）の間に位置する半径方向外側領域（３６）を検査することであって、前記半径方向外側領域（３６）の少なくとも一部分が、第２のカラーを有する第２の基材（４６）の上にある前記疎氷性コーティング（４０、１４０）を含む、検査することと、
前記第１のカラーまたは前記第２のカラーの少なくとも一方が暴露されている、前記プロペラブレード（１８）の一部分を識別することと、
前記プロペラブレード（１８）の前記識別した部分を検査基準と比較することと、
前記プロペラブレード（１８）の前記識別した部分の前記比較が前記検査基準を満たすときに、前記プロペラブレード（１８）の保守作業または交換の少なくとも一方を惹起することと、
を含む、プロペラブレード（１８）を検査する方法。
［実施態様１４］
前記検査基準は、視覚的なセットの疎氷性コーティング（４０、１４０）の摩耗限界を含む、実施態様１３に記載の方法。
［実施態様１５］
前記検査基準は、前記疎氷性コーティング（４０、１４０）から前記第１のカラーまたは前記第２のカラーの一方までのカラーグラデーションを含み、前記カラーグラデーションは、前記セットの疎氷性コーティング（４０、１４０）の摩耗限界に対応する、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１６］
前記視覚的な検査基準は、前記内側領域に関係している第１の視覚的な検査基準と、前記外側領域に関係している第２の視覚的な検査基準と、を更に含み、前記第１の視覚的な検査基準と前記第２の視覚的な検査基準は、異なっている、実施態様１４に記載の方法。
［実施態様１７］
前記保守作業を前記惹起することは、前記プロペラブレード（１８）の前記識別した部分に疎氷性コーティング（４０、１４０）を適用することを含む、実施態様１３に記載の方法。
［実施態様１８］
プロペラブレード（１８）であって、
ブレード基部（２８）から前記プロペラブレード（１８）の合計長さ（２５）の５０パーセントの間に位置する半径方向内側領域（３２）と、
前記半径方向内側領域（３２）から前記プロペラブレードのブレード先端（３０）の間に位置すると共に、使用時に未コーティングのブレードから氷を除去するために前記プロペラブレード上の回転力が十分である前記プロペラブレード上に位置する半径方向外側領域（３６）と、
前記プロペラブレード（１８）の前縁（３８）に少なくとも沿って、前記半径方向内側領域（３２）の少なくとも一部分と前記半径方向外側領域（３６）の少なくとも一部分とに渡って配設された疎氷性材料（４８）を含むコーティング（４０、１４０）と、を含み、
第１のカラーを定める第１の基材（４２、４４）部分が、前記半径方向内側領域（３２）の中に位置し、第２のカラーを定める第２の基材（４６）部分が、前記半径方向外側領域（３６）の中に位置し、前記コーティング（４０、１４０）が、前記第１のカラーおよび第２のカラーとは異なる第３のカラーを定め、前記コーティング（４０、１４０）が、摩耗に応答して前記第１または第２のカラーの少なくとも一方を暴露するために選択される、プロペラブレード（１８）。
［実施態様１９］
前記コーティング（４０、１４０）は、前記第１の基材（４２、４４）部分または前記第２の基材（４６）部分を含む、実施態様１８に記載のプロペラブレード（１８）。
［実施態様２０］
前記コーティング（４０、１４０）は、半透明コーティング（４０、１４０）を更に含む、実施態様１８に記載のプロペラブレード（１８）。
【符号の説明】
【００３８】
１０  航空機
１２  胴体
１４  翼
１６  ターボプロップエンジン
１８  プロペラ
１９  ハブ
２０  回転軸
２２  回転
２４  推力
２５  合計半径方向長さ
２６  半径方向
２８  ブレード基部
３０  ブレード先端
３２  内側領域
３４  点線
３６  外側領域
３７  翼弦長さの部分
３８  前縁
３９  合計翼弦長さ
４０  コーティング
４２  第１の基材
４４  第２の基材
４６  第３の基材
４８  疎氷性材料
５２  第１の層
５４  第２の層
５６  第３の層
１００  方法
１１０  内側領域を視覚的に検査するステップ
１２０  外側領域を視覚的に検査するステップ
１３０  識別するステップ
１４０  コーティング
１５０  比較するステップ
１６０  惹起するステップ
１６２  第１の部分
１６４  第１のカラー
１６６  第２の部分
１６８  第２のカラー
【図１】
2017132456.tif 000003
【図２】
2017132456.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017132456.tif 000007
【図６】
2017132456.tif 000008
【外国語明細書】
2017132456000001.pdf