(57)【要約】【課題】  タキシング中は、ファンアセンブリを電動タキシングシステムで駆動し、これにより、コアガスタービンエンジンを稼働させることなくタキシングが行える航空エンジン及び電動タキシングシステムが提供される。【解決手段】  航空エンジン（１０）は、圧縮機（１２）と、燃焼器（１４）と、高圧タービン（１６）と、を含むコアガスタービンエンジン（１１）を含む。航空エンジンは、さらに、コアガスタービンエンジンに連結されたファンアセンブリ（１３）を含む。航空エンジンは、さらに、ファンアセンブリに連結された電動タキシングシステム（５０）を含む。電動タキシングシステムは、エネルギー蓄積装置（５２）と、エネルギー蓄積装置から供給されるエネルギーに応動するモータ（５４）と、を含む。モータは、ファンアセンブリに連結されていると共に、タキシング中に、ファンアセンブリを駆動するよう構成されている。【選択図】  図１
2017122452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、燃焼器、及び、高圧タービンを含むコアガスタービンエンジンと、
前記コアガスタービンエンジンに連結されたファンアセンブリと、
前記ファンアセンブリに連結された電動タキシングシステムと、を含み、前記電動タキシングシステムは、エネルギー蓄積装置及び当該エネルギー蓄積装置から供給されるエネルギーに応動するモータを含み、前記モータは、前記ファンアセンブリに連結されていると共に、タキシング中に前記ファンアセンブリを駆動するよう構成されている、航空エンジン。
【請求項２】
前記モータは、前記エネルギー蓄積装置から給電される可変周波数スタータジェネレータであり、タキシング中に前記ファンアセンブリを駆動するよう構成されている、請求項１に記載の航空エンジン。
【請求項３】
前記モータは、タキシング中に前記ファンアセンブリを駆動する空気圧モータである、請求項１又は２に記載の航空エンジン。
【請求項４】
前記エネルギー蓄積装置は、機上の補助動力装置からエネルギーの供給を受けるよう構成されていると共に、地上で外部エネルギー供給源からエネルギーの供給を受けるよう構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の航空エンジン。
【請求項５】
前記エネルギー蓄積装置は、フライホイールエネルギー蓄積装置である、請求項１〜４のいずれかに記載の航空エンジン。
【請求項６】
前記ファンアセンブリは、ファン、及び、当該ファンに連結された低圧シャフトを含み、前記モータは、タキシング中は、前記ファンを駆動する前記低圧シャフトを駆動するよう構成されている、請求項１〜５のいずれかに記載の航空エンジン。
【請求項７】
航空機のタキシングを支援する方法であって、前記航空機は、コアガスタービンエンジンとファンアセンブリとを含む航空エンジンを含み、当該方法は、
電動タキシングシステムのエネルギー蓄積装置にエネルギーを蓄積し、
前記コアガスタービンエンジンが停止されるタキシング中に、前記エネルギー蓄積装置から前記電動タキシングシステムのモータにエネルギーを供給し、次に、前記モータで前記ファンアセンブリを駆動することにより、タキシング中に前記電動タキシングシステムで前記ファンアセンブリを駆動する、方法。
【請求項８】
前記ファンアセンブリは、ファン及びこれに連結された低圧シャフトを含み、前記モータで前記ファンアセンブリを駆動するに際し、前記ファンアセンブリの前記低圧シャフトにモータ駆動シャフトを１又は複数のギアで連結する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記電動タキシングシステムで前記ファンアセンブリを駆動するに際し、飛行中に前記航空エンジンを駆動するのに用いる１又は複数のスラストレバーで、タキシング中に前記ファンアセンブリを制御する、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記エネルギー蓄積装置にエネルギーを蓄積するに際し、着陸中の前記ファンアセンブリの回転により生じるエネルギーで前記エネルギー蓄積装置を充電する、請求項７〜９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
例示的な実施形態は、概して、タキシング（taxi operation）中のファンの駆動技術に関し、より具体的には、タキシング中に低圧シャフトでファンを駆動することに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のタキシングは、航空機のエンジンをアイドル回転数で駆動させて行われ、始動時又はタキシングの加速時には、エンジン回転数を随時高める。エンジン推力の殆ど全ては、エンジンのファンにシャフトを介して連結されたタービンにエンジンコアからの排気を送り込んで、このファンを駆動することにより得られる。しかしながら、現代の航空エンジンでは、アイドル回転数でもファンがある程度高速に回転し、少なくともいくつかのタキシング走行の場面では航空機の走行速度が速くなりすぎる場合がある。よって、パイロットは、アイドル回転数でエンジンを駆動させつつ、ブレーキ操作を繰り返し行って、航空機のタキシング速度を適切に制御しなければならない。ブレーキを定常的に使用して航空機のタキシング速度を制御すると、ブレーキの摩耗が増大し、タキシングにおいて消費する燃料の無駄にもつながる。
【０００３】
別の例では、航空機のタキシング中の動力源として、航空エンジンとは別個に駆動システムを有するものもある。この場合、降着装置が、タキシング中に動力の供給を受けて、タキシング中に航空機に動力を供給する別個の駆動システムを含みうる。しかしながら、タキシング中の動力供給のために別個の駆動システムを備えると、航空機のコスト及び重量が増加し、これに対応して航空機の燃料消費も増加する。加えて、航空機にタキシングの動力を供給するための専用の駆動システムを追加すると、タキシング中の航空機をパイロットが操作するために必要な制御機器も追加しなければならない、この結果、操縦室の構成がより複雑になり、パイロットに課せられる訓練要件も増すことになる。
【発明の概要】
【０００４】
タキシング中に航空機に動力を供給するための航空エンジン及び電動タキシングシステム、並びに、対応する方法が、例示的な実施形態において開示されている。電動タキシングシステムを用いることにより、パイロットはフライト中と同じ制御機器を使って、タキシング中の航空機を操作できる。加えて、航空機には、タキシングの動力供給のための機構を追加する必要がないので、航空機のコストの増加を避けることができ、これに対応して、航空機の重量や燃料消費の増加も避けることができる。本開示の例示的な実施形態による航空エンジン、電動タキシングシステム、及び、対応する方法は、航空エンジンのファンアセンブリを、電動タキシングシステムのエネルギー蓄積装置から供給されるエネルギーで駆動するよう構成されているので、タキシングに適切な速度で航空機を走行させることができる。これにより、タキシング中は、航空エンジンのコアガスタービンエンジンを停止させることができ、ブレーキの摩耗や燃料消費を低減できる。
【０００５】
例示的な実施形態において提供される航空エンジンは、圧縮機、燃焼器、及び、高圧タービンを含むコアガスタービンエンジンを含む。また、前記航空エンジンは、前記コアガスタービンエンジンに連結されたファンアセンブリを含む。さらに、前記航空エンジンは、前記ファンアセンブリに連結された電動タキシングシステムを含む。前記電動タキシングシステムは、フライホイールエネルギー蓄積装置などのエネルギー蓄積装置と、当該エネルギー蓄積装置から供給されるエネルギーに応動するモータと、を含む。前記モータは、前記ファンアセンブリに連結されていると共に、タキシング中に前記ファンアセンブリを駆動するよう構成されている。
【０００６】
例示的な実施形態による前記モータは、前記エネルギー蓄積装置から給電される可変周波数スタータジェネレータであり、タキシング中に前記ファンアセンブリを駆動するよう構成されている。あるいは、前記モータは、タキシング中に前記ファンアセンブリを駆動する空気圧モータである。例示的な実施形態による前記エネルギー蓄積装置は、機上の補助動力装置から、及び／又は、地上で外部エネルギー供給源から、エネルギーの供給を受けるよう構成されている。例示的な実施形態では、前記ファンアセンブリは、ファン、及び、当該ファンに連結された低圧シャフトを含み、前記モータは、タキシング中は、前記ファンを駆動する前記低圧シャフトを駆動するよう構成されている。
【０００７】
別の例示的な実施形態による電動タキシングシステムは、フライホイールエネルギー蓄積装置など、エネルギーを蓄積するよう構成されたエネルギー蓄積装置と、前記エネルギー蓄積装置から供給されるエネルギーに応動するモータと、含む。また、前記電動タキシングシステムはモータ駆動シャフトを含み、前記モータ駆動シャフトは、前記モータを航空エンジンのファンアセンブリに連結するよう構成されており、これにより、タキシング中に、前記電動タキシングシステムにより前記ファンアセンブリが駆動される。
【０００８】
また、例示的な実施形態による前記電動タキシングシステムは、制御部を含み、当該制御部は、前記モータに前記モータ駆動シャフトを駆動させ、これにより前記ファンアセンブリを駆動させるよう構成されている。例示的な実施形態では、前記ファンアセンブリは、ファン、及び、これに連結された低圧シャフトを含み、また、前記電動タキシングシステムは、前記モータ駆動シャフトを前記ファンアセンブリの前記低圧シャフトに連結するよう構成された１又は複数のギアを含む。例示的な実施形態による前記モータは、前記エネルギー蓄積装置から給電される可変周波数スタータジェネレータであり、タキシング中に前記ファンアセンブリを駆動するよう構成されている。あるいは、前記モータは、タキシング中に前記ファンアセンブリを駆動する空気圧モータである。前記エネルギー蓄積装置は、機上の補助動力装置から、及び／又は、地上で外部エネルギー供給源から、エネルギーの供給を受けるよう構成されている。
【０００９】
さらに別の実施形態では、航空機のタキシングを支援する方法が提供される。前記航空機は、コアガスタービンエンジンとファンアセンブリとを含む航空エンジンを有する。この例示的な実施形態の方法は、電動タキシングシステムのエネルギー蓄積装置にエネルギーを蓄積することを含む。前記方法は、前記コアガスタービンエンジンが停止されるタキシング中に、前記エネルギー蓄積装置から前記電動タキシングシステムのモータにエネルギーを供給し、次に、前記モータで前記ファンアセンブリを駆動することにより、タキシング中に前記電動タキシングシステムで前記ファンアセンブリを駆動することを含む。
【００１０】
また、例示的な実施形態による前記方法では、前記モータで前記ファンアセンブリを駆動する際に、前記モータに前記電動タキシングシステムのモータ駆動シャフトを駆動させ、これにより前記ファンアセンブリを駆動させる。この例示的な実施形態では、前記ファンアセンブリは、ファン及びこれに連結された低圧シャフトを含み、また、前記方法では、前記モータで前記ファンアセンブリを駆動するに際し、前記ファンアセンブリの前記低圧シャフトに前記モータ駆動シャフトを、１又は複数のギアで連結させる。例示的な実施形態の方法では、前記電動タキシングシステムで前記ファンアセンブリを駆動するに際し、飛行中に前記航空エンジンを駆動するのに用いる１又は複数のスラストレバーで、タキシング中に前記ファンアセンブリを制御する。前記エネルギー蓄積装置にエネルギーを蓄積するに際し、前記方法は、着陸中の前記ファンアセンブリの回転により生じるエネルギーで前記エネルギー蓄積装置を充電する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
一般的な文言を用いた実施形態の説明は以上のとおりである。次に、添付の図面について言及する。なお、これらの図面は、正確な縮尺率で描かれているとは限らない。
【００１２】
【図１】本開示の例示的な実施形態による航空エンジンの概略図である。
【図２】本開示の例示的な実施形態による電動タキシングシステムの概略図である。
【図３】本開示の例示的な実施形態による電動タキシングシステムの部材の配置を示す、航空機の平面図である。
【図４】本開示の例示的な実施形態において実施される工程のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、添付図面を参照して本開示の実施形態をより詳しく述べる。添付図面には、いくつかの実施形態が示されているが、これがすべてではない。実際、これらの実施形態は多くの異なる態様で実施することができ、本明細書に記載した実施形態に限定して解釈されるべきではない。少なくとも、これらの実施形態は、本開示に適用されうる所定の法的要件を満たすように提示されている。なお、同様の要素は、図面全体にわたって同様の数字で示している。
【００１４】
航空エンジン、電動タキシングシステム、及び、対応する方法が開示されている。これらは、航空エンジンのファンアセンブリ（fan assembly）を電動タキシングシステムで駆動制御して、航空機がタキシング中に必要とする動力を供給することを目的とする。図１に示すように、例えばターボファンなどの航空エンジン１０は、コアガスタービンエンジン（core gas turbine engine）１１及びファンアセンブリ１３を含む。コアガスタービンエンジン１１は、高圧スプールとも呼ばれ、圧縮機１２、燃焼器１４、及び高圧タービン１６を含む。圧縮機１２は、高圧タービン１６に、第１のシャフトである高圧シャフト１８を介して連結されている。ファンアセンブリ１３は、低圧スプールとも呼ばれ、ファン２０及びブースターコンプレッサ２１を含む。ブースターコンプレッサは、別のタービン２２に、具体的には、低圧タービンに、第２のシャフトである低圧シャフト２４を介して連結されている。高圧シャフト１８及び低圧シャフト２４は、同心状に配置されており、例示的な実施形態では、高圧シャフト１８が低圧シャフト２４の外側に同心状に配置されている。高圧スプールと低圧スプールとは、互いに異なる圧力で動作し、高圧スプールは、低圧スプールよりも高い圧力で動作する。
【００１５】
作動時は、燃焼器１４に燃料が注入され、点火される。これにより排出されるガスで高圧タービン１６が駆動される。高圧タービンは、高圧シャフト１８を介して圧縮機１２に連結されているので、圧縮機１２も駆動される。高圧タービン１６を駆動することで部分的に消費された排出ガスは、低圧タービン２２を通って下流へと排出される。低圧タービン２２は、低圧シャフト２４を介してファン２０に連結されているので、ファンも駆動される。この結果、高圧シャフト１８及び低圧シャフト２４を含め、ファンアセンブリとコアガスタービンエンジンとは、機械的には互いに連結されていないが、ファンアセンブリ１３はコアガスタービンエンジン１１に機能的に連結されることになる。図１に示す通り、ファン２０により生成される空気流２６の一部は、コアガスタービンエンジン１１に送られて、燃焼プロセスに利用される。しかしながら、ファン２０により生成される空気流２８の大部分は、コアガスタービンエンジン１１を迂回して、推力を生成するのに利用される。
【００１６】
図１に示した実施形態の例では、航空エンジン１０は、高圧シャフト１８にシャフト３４を介して接続された補機用ギアボックス（accessory gearbox）３２を含む。補機用ギアボックス３２は、例えば、燃料ポンプ３６、潤滑油ポンプ３８、油圧ポンプ４２、発電機４４、及び／又は永久磁石発電機（ＰＭＧ）４６を含む各種の補機に動力を供給する。様々な実施形態において、エンジン１０は、さらに、スタータ４０を含み、図示した実施形態では、スタータは、補機用ギアボックス３２に連結されており、航空エンジン１０を始動させる機能を有する。
【００１７】
本開示の例示的な実施形態では、図１〜図３に示すように、タキシング中にファン２０を駆動させる電動タキシングシステム５０が設けられている。よって、ファン２０の回転により走行する航空機の速度を、タキシングに十分ではあるが、過剰ではない速度として、タキシング中にパイロットが行うブレーキ操作を少なくすることができる。電動タキシングシステム５０を用いてファン２０を駆動することにより、コアガスタービンエンジン１１が停止された状態で航空機をタキシングさせることが可能になる。電動タキシングシステム５０は、既存の航空エンジンに搭載してもよいし、最初から電動タキシングシステムを組み込んだ航空エンジンを製造してもよい。
【００１８】
この点に関し、図２及び図３に示すように、例示的な実施形態による航空機６０は、電動タキシングシステム５０を備え、この電動タキシングシステムは、タキシング中にファンアセンブリ１３に低圧シャフト２４を介してエネルギーを供給するためのエネルギー蓄積装置５２を含む。エネルギー蓄積装置５２は、様々な態様で実施可能である。例示的な実施形態では、エネルギー蓄積装置５２は、フライホイールエネルギー蓄積装置６１として実現される。フライホイールエネルギー蓄積装置６１は、航空機６０上の様々な位置に設置可能であるが、例示的な実施形態によるフライホイールエネルギー蓄積装置は、図３に示すように、航空機の機体６２において、航空エンジン１０から離れた位置に設置されている。フライホイールエネルギー蓄積装置６１は、航空機のゲートで地上電源を用いて充電することが可能である。地上電源からモータ／発電機に給電すると、フライホイールが回転して電力が運動エネルギーとして蓄積される。フライホイールエネルギー蓄積装置６１の電力は、フライホイール蓄積システムの一部であるモータ／発電機を介して抽出できる。フライホイールエネルギー蓄積装置６１の代わりに、あるいは、これに加えて、エネルギー蓄積装置５２は、航空機６０の１又は複数のシステムへの電力供給を、航空エンジン１０とは独立して行うように構成された補助動力装置６３として実現してもよい。さらに別の実施形態では、エネルギー蓄積装置５２は、航空機６０に搭載された１又は複数のバッテリとして実現してもよい。
【００１９】
フライホイールエネルギー蓄積装置６１をエネルギー蓄積装置５２とする実施形態では、フライホイールエネルギー蓄積装置は、様々な供給源からエネルギーの供給を受けることができ、これを後のタキシングで供給するために蓄積することができる。例えば、例示的な一実施形態によるフライホイールエネルギー蓄積装置６１は、機上の補助動力装置６３からエネルギー供給を受けるように構成される。これに加えて、あるいは、これに代えて、フライホイールエネルギー蓄積装置６１は、航空機６０が地上に待機している間は、外部エネルギー供給源（remote energy supply）からエネルギーの供給を受けるように構成されてもよく、例えば、地上電源車のような地上電源からエネルギーの供給を受けるように構成されてもよい。よって、フライホイールエネルギー蓄積装置６１は、フライトの前に、地上電源からエネルギーの供給を受けることができる。
【００２０】
図１及び図２に示すように、電動タキシングシステム５０は、エネルギー蓄積装置５２から供給されるエネルギーに応動するモータ５４も含む。モータ５４は、タキシング中に低圧シャフト２４を駆動するように構成されており、この低圧シャフトは、ファン２０を駆動するように構成されている。モータ５４による低圧シャフト２４の駆動を可能とするため、例示的な実施形態による電動タキシングシステム５０は、例えばタワーシャフト（tower shaft）など、モータにより駆動されるモータ駆動シャフト５６と、モータ駆動シャフトを低圧シャフトに機械的に連結する一対のかさ歯車５７ａ及び５７ｂと、を含んでもよい。図示した実施形態では、かさ歯車５７ａは、シャフト５６におけるモータ５４とは反対側の遠位端に連結されている。かさ歯車５７ｂは、低圧シャフト２４に連結されている。この例示的な実施形態では、かさ歯車５７ｂは、ブースターコンプレッサ２１とコアガスタービンエンジン１１との間に配置されている。しかしながら、モータ５４が低圧シャフト２４を回転させることができれば、電動タキシングシステム５０は、低圧シャフト２４の任意の位置に連結可能である。
【００２１】
モータ５４の一実施形態は、可変周波数スタータジェネレータ（variable frequency starter generator）である。可変周波数スタータジェネレータは、エネルギー蓄積装置５２から給電されて、モータ駆動シャフト５６と、かさ歯車５７ａ及び５７ｂと、を介して低圧シャフト２４をタキシング中に駆動する。可変周波数スタータジェネレータは、航空機６０上の様々な位置に配置可能である。図３に示した例示的な実施形態では、可変周波数スタータジェネレータは、航空エンジン１０に備えられており、例えば、航空エンジンの補機用ギアボックス３２に装着されている。可変周波数スタータジェネレータの代替として、別の例示的な実施形態では、モータ５４は、空圧スタータ（pneumatic starter）などの空気圧モータであってもよい。この実施形態の空気圧モータは、補助動力装置６３からの抽気を動力源とし、タキシング中に低圧シャフト２４を駆動するよう構成されている。
【００２２】
例示的な実施形態による電動タキシングシステム５０は、電動タキシング制御系を含む。電動タキシング制御系は、例えば、制御部５８であり、電動タキシングシステムの動作を上述のように制御するよう構成されている。制御部５８の機能には、エネルギー蓄積装置５２の充電を制御する機能、エネルギー蓄積装置からモータ５４へのエネルギー供給を制御する機能が含まれる。さらに、制御部５８は、モータ５４による低圧シャフト２４の駆動を制御するよう構成されている。より具体的には、オペレータは、制御部５８を用いてモータ５４の回転数を制御し、これにより、ファン２０の回転数を制御することができる。たとえば、モータ５４を第１の回転数で駆動すると、ファン２０は第１の大きさの推力を発生させる。例えば、モータ５４の回転数を高めると、ファン２０が生成する推力も増加する。つまり、ファン２０が生成する推力の大きさは、制御部５８が制御するモータ５４の回転数に正比例する。制御部５８も航空機６０に搭載され、一実施形態では、例えば、航空機の機体６２のうち加圧を受けない部分に設置される。例示的な実施形態では、制御部５８は、通常、航空機の前方ドアの下方に位置する電子装備品室（aircraft electronics bay）に配置されている。
【００２３】
タキシング中は、制御部５８が可変周波数スタータジェネレータや空気圧モータなどのモータ５４を制御して電動タキシングシステム５０を作動させ、これにより低圧シャフト２４を回転させて、ファン２０を回転させる。ファン２０が回転すると、タキシング中の航空機６０を駆動するのに必要な動力が生成される。低圧シャフト２４でファン２０を駆動させるので、ファンの回転による航空機６０の走行速度は、十分であると同時に制御された速度となり、ブレーキの過剰な使用を避けることができる。加えて、タキシング中は、エネルギー蓄積装置５２からエネルギーを供給してファン２０を回転させるので、タキシング中はコアガスタービンエンジン１１を停止させることができ、よって、燃料を節約できる。
【００２４】
図４に、本開示の実施形態による操作が示されている。タキシングの開始に先立ち、フライホイールエネルギー蓄積装置６１や補助動力装置６３などのエネルギー蓄積装置５２にエネルギーを蓄積しておく。ブロック７０を参照のこと。この場合、エネルギー蓄積装置５２には、補助動力装置６３から供給されたエネルギー、又は、航空機６０の地上待機中に外部エネルギー供給源から供給されたエネルギーが蓄積されている。これに加えて、あるいは、これに代えて、着陸時にファン２０の回転により発生したエネルギーでエネルギー蓄積装置５２を充電し、ファンを発電機の動力源として利用することもできる。モータ５４として可変周波数スタータジェネレータを用いる実施形態では、低圧スプールでフライホイールエネルギー蓄積装置６１などのエネルギー蓄積装置を充電することが可能である。ファン２０により生成される推力が過剰となる降下時において、低圧スプールの可変周波数スタータジェネレータにより推力を減衰させてファンの速度を下げ、エネルギーを抽出し、推力を減少させるようにしてもよい。例示的な実施形態では、可変周波数スタータジェネレータは、エンジンからの入力シャフトを２つ有する補機用ギアボックスに搭載されている。上述の例にあるように、エネルギー蓄積装置５２は、フライトの前、フライトの最中、及び／又はフライト後、例えば、着陸時、に充電することができる。
【００２５】
タキシング中は、コアガスタービンエンジン１１は停止され、ファンアセンブリ１３は、電動タキシングシステム５０により駆動される。電動タキシングシステム５０によりファンアセンブリ１３を駆動する場合、エネルギー蓄積装置５２から電動タキシングシステムのモータ５４へのエネルギー供給を制御することで、タキシング中は、モータでファンアセンブリを駆動する。図４のブロック７４及び７６を参照のこと。例示的な実施形態では、モータ５４により電動タキシングシステム５０のモータ駆動シャフト５６を駆動し、これによりファンアセンブリ１３を駆動することで、ファンアセンブリがモータにより駆動される。ファンアセンブリ１３がファン２０と、ファンに連結された低圧シャフト２４と、を含む例示的な実施形態では、ファンアセンブリの低圧シャフトにモータ駆動シャフト５６を、１又は複数のギア５７で連結することによって、ファンアセンブリもモータ５４により駆動される。この場合、モータ５４でモータ駆動シャフト５６を回転させると、低圧シャフト２４が回転し、これに応じて、ファン２０も回転する。
【００２６】
タキシング中は、航空機６０が電動タキシングシステム５０により駆動されるので、タキシング中はコアガスタービンエンジン１１を停止させて、燃料を節約することができ、また、航空機のタキシング速度の制御に用いるブレーキ操作を減らすことができる。コアガスタービンエンジン１１を停止させているので、タキシング中は、低圧シャフト２４でファン２０を駆動でき、高圧シャフト１８の動作は関与しない。ブレーキ操作をさらに少なくするには、モータ５４を発電機として用い、ファン２０の回転をエネルギー蓄積装置５２の再充電に利用することで、航空機６０の速度を低下させてもよい。
【００２７】
例示的な実施形態では、パイロットは、ボタンやスイッチなどの制御機器を操作して、航空機６０をタキシングモードに切り替えて、航空エンジン１０のファンアセンブリ１３を電動タキシングシステム５０により駆動させる。ブロック７２を参照のこと。その後のタキシング中、パイロットは１又は複数のスラストレバーを操作してファンアセンブリ１３を制御する。スラストレバーは、フライト中にエンジン１０を制御する際に用いるものと同じものであるが、タキシング中は、スラストレバーを介しての入力は、電動タキシングシステム５０の制御部５８により解釈されて、ファンアセンブリ１３の駆動制御に用いられ、高圧シャフト１８は駆動されない。同じスラストレバーを用いていても、フライト中は、高圧シャフトの駆動が制御されるが、タキシング中は、１又は複数のスラストレバーによる制御は、電動タキシングシステム５０の制御部５８により解釈されて、エネルギー蓄積装置５２からモータ５４へのエネルギー供給が制御される。これにより、所望の大きさの推力を発生させるように、モータがファンアセンブリ１３を駆動させる。例えば、エンジンスラストレバーを最大限に退避動させた場合に、エンジンのアイドリングを停止させるように設定し、電動タキシングをオフにするようにしてもよい。この例では、ハーフスロットルで、電動タキシングの推力が最大となるように設定してもよい。タキシング中は、停止及び移動を繰り返すことが多いので、オフ位置にあるレバーを前方に押して移動を開始し、その後オフ位置に戻す操作が多くなる。このように、パイロットが既に熟練している制御機器を用いてタキシング中の航空機６０を駆動できるので、より直観的にわかりやすくタキシングを制御でき、操縦室やその制御系統がさらに複雑になることが避けられる。
【００２８】
航空機６０が離陸のためにゲートから滑走路に移動する際に電動タキシングシステム５０を使用する例を説明したが、この場合、電動タキシングシステムは、ゲートで稼働させて、その際にコアガスタービンエンジン１１は稼働させなくてもよい。電動タキシングシステム５０を使用可能にするため、エネルギー蓄積装置５２は、電動タキシングシステムの稼働に先立って充電しておく。充電には、例えば、機上の補助動力装置６３の電力、及び／又は、航空機６０が地上で待機中には、地上電源車など、外部エネルギー供給源からの地上電力を用いることができる。パイロットが１又は複数のスラストレバーを操作して行う入力に応じて、電動タキシングシステム５０の制御部５８は、エネルギー蓄積装置５２からモータ５４へのエネルギー供給を制御して、モータでファンアセンブリ１３の回転数を制御し、これにより、航空エンジン１０が生成する推力の大きさを制御する。このように、航空機６０は、コアガスタービンエンジン１１を稼働させることなく、ゲートから滑走路へタキシングすることができるので、燃料が節約でき、また、過剰なブレーキ操作を必要とせずに所望のタキシング速度を維持することができる。尚、通常、コアガスタービンエンジン１１が最大離陸出力に達するのに始動開始から約５分かかるので、航空機６０が離陸順で２番目あるいは３番目になったときに、コアガスタービンエンジン１１に動力を供給又は点火する。このように、航空機の離陸順が到来すると、電動タキシングシステム５０は停止する。これにより、パイロットは、離陸、飛行、着陸の各段階においては、１又は複数のスラストレバーを操作してコアガスタービンエンジンを制御することができる。
【００２９】
着陸後は、コアガスタービンエンジン１１を停止させて、電動タキシングシステム５０を稼働させる。これにより、パイロットは、上述したように航空機のタキシングを行うことができる。航空機６０が所望の速度でタキシングでき、燃料消費及びブレーキの摩耗を減らすことができるという効果に加えて、コアガスタービンエンジン１１を停止させて、電動タキシングシステム５０で航空機のタキシングを行うことにより、コアガスタービンエンジンの部材が冷やされるという効果を奏する。低圧シャフト２４などのシャフトは、コアガスタービンエンジン１１からの熱と重力との両方に晒されると、反りが生じうる。したがって、タキシング中にコアガスタービンエンジンを停止させることにより、コアガスタービンエンジンの部材が冷やされるので、低圧シャフトなどのシャフトに反りが生じる可能性を小さくすることができる。
【００３０】
当業者であれば、上記の説明及び関連する図面に示された教示に鑑みて、本明細書の記載事項に対する様々な改変や他の実施形態を思いつくであろう。実施形態は、開示した特定のものに限定されると解釈されるべきではではなく、改変や他の実施形態も、添付の請求の範囲に包含されることを意図している。また、上述の説明及び関連する図面は、要素及び／又は機能の特定の組み合わせの例についての実施形態を示しているが、要素及び／又は機能の別の組み合わせも、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、代替の実施形態によって提供することができる。この点に関し、例えば、上記以外の要素及び／又は機能の組み合わせも想定されており、そのいくつかは、添付の請求項に記載されている。本明細書では特定的な用語を用いているが、一般的且つ説明的な意味でのみ用いており、限定を目的としたものではない。
【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】
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