(57)【要約】  空力学的／水力学的ニュートン流体−流動処理を行うターボマシンまたはデバイスにおいて、エネルギ効率および多くの点での制御能力の改善を可能とするコンフォーマル渦生成技術を開示する方法および装置。
2016509651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動エネルギー効率及び／又は設計流体−流動制御範囲を改善させるために、ニュートン流体−流動空力学的／水力学的処理装置に適用される方法において、
（ｉ）前記ニュートン流体−流動のソースを提供し、前記入力流体ソースの一部を運搬する入力流体ソース手段と、
（ｉｉ）進入する前記ニュートン流体−流動質量の底部−最も境界層の一部分を巻き上げた流動−角のあるステップ−ダウンを使うことによって、前記ニュートン流体−流動の部分を処理し、この処理された部分と疎通する少なくとも一つの等角渦流発生器手段を有する前記ニュートン流体−流動の空力学的／水力学的処理装置により使われる流体−流動変更表面と、
（ｉｉｉ）出力表面上にタイトに縛られた、活動的な後方ストリーミングチップ−渦流フィラメント内に運搬される、縛られて自由流動するステップ−渦流であって、及び／又は前記ストリーミングチップ−渦流フィラメントに隣接して前記流動−角のあるステップ−ダウンの下流で前記出力表面に対するより高いエネルギー境界層の薄化及び／又は再層流化効果を提供する出力流体インターフェース手段と、
を有し、
前記等角渦流発生器手段の適用は、下流流動分離を減少させ、及び／又は、下流境界層を薄くすることでニュートン流体−流動エネルギー損失の減少を許容し、これによって前記流体−流動制御範囲を改良させ、より大きな作動エネルギー効率及び／又は設計作動能力を提供することを特徴とする、ニュートン流体−流動空力学的／水力学的処理装置に適用される方法。
【請求項２】
前記等角渦流発生器は、統合されて内在され、同一材料からなり、そして前記流体−流動変更表面内に統合されて製造され、新たな作動能力の設計を許容することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記統合された等角渦流発生器は、改善された性能のための設計及び／又はテストプロセスの間に構成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記流体−流動変更表面は、流体−流動ダクティング手段、バイパス−ファン手段、圧縮機手段、ポンプ手段、燃焼器手段、ローターフォイル、ステータフォイル、プロペラ手段またはタービン手段を含むグループの１メンバーであり、流体−流動抗力を減少させ、及び／又は、作動能力を延長させることによって、エネルギー効率を改善するように、前記流体−流動変更表面上に少なくとも一つの等角渦流発生器手段を使うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記流体−流動変更表面のメンバーは、進入するフリーストリーム流動内に突出せず、流動衝突に起因したさらなる流動またはエネルギー損失を発生させないように構成される、前記等角渦流発生器手段の下流の境界層内に流体−流動を噴射して付加のモメンタム（ｍｏｍｅｎｔｕｍ）を付加するように、プレナム（ｐｌｅｎｕｍ）手段により適切な圧力の流体ソースに連結される角のあるジェット流体噴射ポートを追加で使うことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記角のあるジェット流体噴射ポートは、破片からの目詰まりに対する抵抗性を提供するように構成され、余分でグループをなす流体噴射ポートの付加例をオプションで使うことができることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記角のあるジェット流体噴射ポートは、前記等角渦流発生器の下流で誘発される速度及び／又は圧力勾配に助けられることで流体−流動モメンタムを下部境界層内に噴射するように構成された流体−流動噴射キャビティ内に排出することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記角のあるジェット流体噴射ポートは、流体拡散能力を増加させるように構成された流体−流動噴射キャビティ内に流体を排出することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記角のあるジェット流体噴射ポートは、前記等角渦流発生器手段の下流の表面を冷却するように作用する境界層内に冷却流体を付加することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記流体−流動変更手段のメンバーは、外側への過度な衝突を回避するように、フリーストリーム流動渦流フィラメントの流体−質量拡張を案内するために、前記等角渦流発生器手段の下流にステップ−拡張溝及び／又はステップせん断ガイドを付加して使うことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項１１】
前記流体−流動変更表面のメンバーは、この表面に対してタイトに縛られたチップ−位置したフリーストリーム流動渦流フィラメントを発生させ、及び／又は、下流境界層領域の損失−誘発厚さを抑制する、第１の前記等角渦流発生器手段をリーディングエッジに近接して使い、そして表面渦流状態をさらに変更し、及び／又は、エネルギー効率を改善するようにトレーリングエッジに隣接した表面上に第２の等角渦流発生器手段を下流に付加して使うことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
プレナム手段により前記角のあるジェット流体噴射ポートに連結された適切な圧力の前記流体ソースは、前記適切な圧力が最大のジェット流体流動速度とモメンタムを許容するように、前記流体−流動変更表面に対して流体−流動速度に伴って可変するように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記流体−流動変更表面のメンバーは、この表面に対してタイトに縛られたチップ−位置したフリーストリーム流動渦流フィラメントを発生させ、及び／又は、表面上の下流境界層領域の損失−誘発厚さを抑制する、等角渦流発生器手段を付加して使い、そして、これは、ギャップを通して流体−流動を妨害し、エネルギー損失及び／又はギャップ流体−流動損失を減少させるように、相対運動で流体−流動表面の間のギャップに向き合って適用されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
前記流体−流動変更表面のメンバーは、破片が機械的な損傷を引き起こすように十分なエネルギーで前記流体−流動内に連行されるように構成された前記等角渦流発生器を使い、下流衝撃及び／又は腐食損傷を最小化するように次の表面をきれいに上げる傾向にあることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
前記統合された等角渦流発生器は、マッチングされるより薄く、及び／又は、より軽量の除去可能な等角渦流制御器コンポーネントの付加的な取り付けのために固有の整列マークと基準整列を提供して、前記マッチングされるより薄く、及び／又は、より軽量の除去可能な等角渦流発生器コンポーネントからの保護を含む構造及び／又は増加したステップ高さを有する結合された等角渦流発生器を構成するように、部分的にステップ−高さの統合された等角渦流発生器アレイとして構成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記プレナム手段により適切な圧力の前記流体ソースに連結された前記角のあるジェット流体噴射ポートに連結された前記流体−流動噴射キャビティは、下流流体−流動を改善するように、前記下部境界層から流体−流動を撤回するためのサクションを使い、前記等角渦流発生器の下流で誘発された速度及び／又は圧力勾配に助けられることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１７】
第１の流体−流動噴射キャビティ、角のある流体噴射ポート及びサクション（ｓｕｃｔｉｏｎ）を用いたプレナムインスタンス（ｐｌｅｎｕｍ  ｉｎｓｔａｎｃｅ）として流体−流動ボディ表面に適用され、第２インスタンスの角のあるジェット流体噴射ポート及び流体−流動噴射キャビティにプレナム流体−流動を疎通させるように構成され、前記流体−動的ボディ表面の下部局部−圧力領域に位置して、これにより前記第１の噴射キャビティ例から抽出された流体は、前記第２インスタンスの下流流体−流動を改善するように、前記第２の噴射キャビティを通して相対的に高圧の流体として噴射され、前記第２インスタンスの等角渦流発生器の下流で誘発される速度及び／又は圧力勾配に助けられ、そしてボディ流体−流動性能とエネルギー効率を改善させることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記流体−流動変更表面の燃焼器メンバーは、この表面にタイトに縛られたチップ−位置したフリーストリーム流動渦流フィラメントを発生させ、及び／又は、表面上に下流境界層領域の損失−誘発厚さを抑制する前記統合の等角渦流発生器手段を使い、そして、より高い効率及び／又はコンパクトな燃焼器設計を生成するように低いエネルギー損失を有する統合されたタービン入力ステータ流動ガイド表面を結合するようにさらに構成されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項１９】
前記ニュートン流体−流動の空力学的／水力学的処理装置は、少なくとも流体−流動ダクティング手段、圧縮機手段、燃焼器手段及びタービン手段を使うガスタービンエンジンであり、ここで少なくとも一つの含まれた前記流体−流動変更表面は、流体−流動抗力を減少させ、及び／又は、作動能力を延長させることによってエネルギー効率を改善させるように等角渦流発生器手段を使うことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項２０】
前記流体−流動変更表面の前記燃焼器メンバーは、推力を発生させるノズル排気流体−流動を形成するように、出力流体伝達手段として出口ノズル手段の付加と共に、前記燃焼器表面にタイトに縛られたチップ−位置したフリーストリーム流動渦流フィラメントを発生させ、及び／又は、前記燃焼器表面上に下流境界層領域の損失−誘発厚さを抑制する；燃焼器表面上に構成された前記等角渦流発生器手段を使うことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項２１】
前記排気流体−流動を形成する前記出口ノズル手段は、前記ノズル表面にタイトに縛られたチップ−位置したフリーストリーム流動渦流フィラメントを発生させ、及び／又は、ノズル排気流体−流動抗力及び／又はエネルギー損失を減少させ、及びノズル作動能力を延ばす、前記ノズル表面上の下流境界層領域の損失−誘発厚さを抑制する、ノズル表面上に構成された付加の等角渦流発生器手段を使うことを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
関連した角のあるジェット流体噴射ポートで、下流表面を冷却するように作用する境界層内に冷却流体−流動を付加し、前記ノズル表面に適用される前記等角渦流発生器手段の下流で誘発される速度及び／又は圧力勾配に助けられることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記等角渦流発生器手段は、増加した分離−自由迎角範囲及び／又は増加したブレード回転角度及び／又はより少ないステージを含む前記新規な作動能力に対する前記流体−流動変更表面の設計で構成されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ニュートン流体−流動の空力学的／水力学的処理装置は、流体−流動抗力とエネルギー損失を制御するように、出力手段に連結するダクトまたはパイプに少なくとも一つの統合された等角渦流発生器手段に連結された少なくとも入力連結手段を使うことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記流体−流動変更表面の圧縮機とタービンメンバーは、ターボチャージャー実施例を形成するように結合されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項２６】
前記流体−流動変更表面の流体−流動ダクティング手段メンバーは、閉鎖及び／又は開放端部を有する流動−ボディの表面として構成され、ここで、前記等角渦流発生器手段の適用で動作時に、前記流動−ボディの対称抗力及び／又は非対称ヨー（ｙａｗ）−誘発力を低くすることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項２７】
前記流動−ボディは、所定の運動エネルギーで自由−飛行に転移され、改善されたエネルギー効率及び／又は流体−流動動力学が、拡張範囲及び／又は経路安定性を許容することを特徴とする、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記流体−流動変更表面のメンバーは、機械的な共振モード及び／又は曲げが最小化されるように同調された振動モード及び／又は一貫した反射点を調律解除及び／又は回避するように、この表面に沿って可変する、及び／又は、不均一な空間ジオメトリで構成される前記等角渦流発生器の一つ以上の例を使うことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項２９】
前記流体−流動ダクティング手段は、最適なビーム強度と熱伝導性を有するダクト表面を構成するように、垂直な交差点の直径より大きな壁−支持ルート交差点半径を有する閉鎖−端部ジオメトリセルのエンボシングされた壁を使う流体−流動を含むように閉鎖された表面領域となることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項３０】
改善された作動エネルギー効率及び／又は設計流体−流動制御範囲を有するニュートン流体−流動空力学的／水力学的処理装置において、
（ｉ）前記ニュートン流体−流動のソースを提供し、前記入力流体ソースの一部を運搬する入力流体ソースと、
（ｉｉ）進入する前記ニュートン流体−流動質量の底部−最も境界層の一部分を巻き上げた流動−角のあるステップ−ダウンを使うことによって、前記ニュートン流体−流動の部分を処理し、この処理された部分と疎通する少なくとも一つの等角渦流発生器を有する前記ニュートン流体−流動の空力学的／水力学的処理装置により使われる流体−流動変更構造と、
（ｉｉｉ）出力表面上にタイトに縛られた、活動的な後方ストリーミングチップ−渦流フィラメント内に運搬される、縛られて自由流動するステップ−渦流であって、及び／又は前記ストリーミングチップ−渦流フィラメントに隣接して前記流動−角のあるステップ−ダウンの下流で前記出力表面に対するより高いエネルギー境界層の薄化及び／又は再層流化効果を提供する出力流体インターフェースと、
を有し、
前記等角渦流発生器手段の適用は、下流流動分離を減少させ、及び／又は、下流境界層を薄くすることでニュートン流体−流動エネルギー損失の減少を許容し、これによって前記流体−流動制御範囲を改良させ、より大きな装置作動エネルギー効率及び／又は設計作動能力を提供することを特徴とする、ニュートン流体−流動空力学的／水力学的処理装置。
【請求項３１】
前記等角渦流発生器は、統合されて内在され、同一材料からなり、そして、前記流体−流動変更表面内に統合して製造されており、新たな作動能力の設計を許容することを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記等角渦流発生器は、キャビテーションから発生する損傷及び／又はノイズを最小化するために、キャビテーションバブル発達を抑制するように作用する水力学的渦流フィラメントを発生させるように構成されることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記等角渦流発生器は、発生したノイズを抑制するように、音響波の伝播を変更するように作用する水力学的渦流フィラメントを発生させるように構成されることを特徴とする、請求項３０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空力学的／水力学的ニュートン流体−流動を処理する装置、及び等角渦流発生器（ＣＶＧ）の新規流体力学構造を使うことにより、装置のエネルギー効率及び／又は性能エンベロープを改良するための能力の分野に関する。内在または統合されたＣＶＧのこのような新規な応用物は、アクチュエータディスク、移動式タービンエンジンのような動力学的ターボ機械類におけるフォイルカスケードと流動−制御表面、静的パワー発生タービン、ヘリコプター、羽根、及び他のニュートン流体−流動応用物のように、様々な場所と役割で一般的に作動する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ヘリコプター腐食防止システム（ＥＰＳ）に使われる付加のＣＶＧは、重力の数万倍オーダーで非常に速い放射状加速度を有する、さらに小さく、さらに複雑で、難解なターボ機械類構造に取り付けてマッチングさせることが実現不可であり、これは、この機械類が高い堅固性のカスケードと高温及び鋭いエッジの入力表面のような性能環境を要求する新規な固有の内在または統合されたＣＶＧ方法を必要としているためである。付加のＣＶＧは、現存するフォイルまたはボディ表面設計、ポストマニュファクチュアに接着剤で便宜的に取り付けられるが、ここで、オリジナルフォイルまたはボディ表面設計−意図や工学的な考慮は、ＣＶＧの利点の最も好ましい結合のために鑑みられていなかった。これに対し、統合されたＣＶＧ技術は、新たなフォイルまたは流体−流動制御表面の設計のための設計プロセス及び工学に含まれ、これは、付加のＣＶＧ技術では不能な能力、性能、流体−流動制御範囲、エネルギー効率及び製造選択の新たな組み合わせを許容する。
【０００３】
ガスタービンエンジンは、実際、流体−流動処理装置に適用された様々な範囲のニュートン流体−流動、熱力学、材料及び物理的な技術を使った複雑なターボ機械のよく知られた例である。それぞれの一連の機能ブロックは、一部の入力流体−流動を許容し、この流体をいくつかの方法で処理してから、この流体をインターフェースでエンジンの次のステージに出力する。初期エア吸入口は、第１流体入力インターフェースであり、いかなる冷却または高温セクション排気ノズルも最終流体出力インターフェースを周囲大気内で完了する。よく知られたブレイトンサイクルを使ったタービンエンジンの場合、効率は、圧縮機、タービン、燃焼器及び入口ガイドベーン（ＩＧＶ）、フローダクティング及び出口ノズルガス経路の流体ピーク作動温度対最終出口温度差の比率と流動効率、またはエネルギー損失のよく知られた理論熱力学サイクル性能と関連する。
【０００４】
今回の開示において、ここに教示された流体−流動は、作動ニュートン「流体」、典型的な大気または他のガスに対するものであるが、多くのＣＶＧ技術実施例はまた、レイノルズ数（Ｒｅ）が到達されるとき、液体または混合相状態に対して有効である。これは事実であると知られているが、なぜなら、ターボ機械及び装置において、ガス流体−流動に対する数多くのフォイル及び流動設計がスケール可能な流体−流動効果を観察するために標識物質及び方法を使った、例えば、水タンクで便宜上スケールされ、テストされ、及び流動可視化されるためである。下記においては、「流体−流動」は、流体力学が、実際、流体−流動条件とＲｅナンバーで調整されるので、ニュートン気相及び／又は液相に適用可能である。
【０００５】
カスケードにおいてフォイルのアレイとしてエンジン圧縮機及びタービンブレードステータとローターディスク設計は、空力学的性能、エンジンジオメトリ及び質量流動に対して最適化される。初期ステージが冷却器入口流体温度に近接して作動するので、圧縮機と可能なバイパス−ファンステージとダクティングの「冷却セクション」は、ある程度あまり要求されない環境で作動する。これらの冷却セクションで流動改善物は、共通した回転、流動、空力弾性、振動、疲労及び圧力ストレスを作るために、材料強度に影響を与える高いガス温度、酸化または他の問題点の複雑性を有しない。圧縮機ステージは、全体提供された燃料−エネルギーの約６０％＋を吸収することができ、また、これはタービンステージにより抽出される。残りの使用可能なタービン出力エネルギーとジェット排気ノズル衝撃での効率改善物は、使用可能な有用な出力作業に大きな影響を与える。
【従来技術の説明】
【０００６】
低圧タービン（ＬＰＴ）ステージ：現代多数の同心−シャフト型エンジン設計において、典型的にＬＰＴステージは、圧力降下を誘導しながら、排出された後−燃焼器の「高温セクション」ガスの質量流動からエネルギーを抽出し、このエネルギーを最内側軸駆動シャフトを経由してバイパス−ファン、シャフト負荷及び／又は初期圧縮機ステージに案内する。
【０００７】
ＬＰＴステージのブレード負荷と、ヅヴァイフェル（Ｚｗｅｉｆｅｌ）負荷係数は、カスケード堅固性、下部ブレードカウント、エンジン大きさ、重さ及び費用を変更するように増加するにつれ、タービンカスケードで衝撃／反作用フォイルの空力学と共に問題点が発生する。より低いＲｅナンバーの「オフ−デザイン」において、ローターとステータブレードは、境界層（ＢＬ）が厚くなること、乱流流体−流動に転移、下部モメンタムＢＬ層での流体−流動分離、総流体−流動分離バブル及びエネルギー効率の損失を誘導する不利なサクション−フェイス圧力勾配を経験し得る。
【０００８】
ＭｃＱｕｉｌｌｉｎｇは、彼の論文である「高揚力低圧タービンブレードの設計及び検証（Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｈｉｇｈ−ｌｉｆｔ  Ｌｏｗ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  ｂｌａｄｅ）」において、よく知られたＰｒａｔｔ  ａｎｄ  Ｗｈｉｔｎｅｙ  Ｉｎｃ．の「Ｐａｃｋ−Ｂ」ブレード設計のような一般的な例に対して改善されたヅヴァイフェル係数を含む、彼が提案したＬ２Ｆのような「高揚力の」（そして、フロントローディングされた）ＬＰＴブレード設計は、作動エンベロープ極端または「オフ−デザイン」で流動分離またはブレード失速（ｓｔａｌｌｉｎｇ）に対抗するためのいかなる付加的な流動変更法を使わなくても可能であることを教示している。
【０００９】
ここで、ブレードフォイルフロント−ローディングの最適化は、サクション−フェイス圧力回復がより長いコード（ｃｈｏｒｄ）距離に対して拡散することを許容して、流体−流動を向上させ、低エネルギー及び低モメンタムの下部ＢＬの分離を減少させながら不利な圧力勾配は減少する。この場合、基本ブレード流体−流動、不安定な上流ウェーク等に対する反作用は、従来技術に対して改善されるように設計され得るが、究極的に結合される性能改善物は、この設計ブレード負荷を最適化しなければならず、また、性能エンベロープ限界で特にオフデザインで抗力と分離を低くするように流動改良技術を使わなければならない。
【００１０】
流体−流動変形例と効果は、例えば、Ｒｏｕｓｅｒにより彼の論文である「低圧タービンブレード上の境界層分離を抑制するためのディンプルの使用（Ｕｓｅ  Ｏｆ  Ｄｉｍｐｌｅｓ  Ｔｏ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｏｎ  Ａ  Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｂｌａｄｅ）」に要約して教示されており、また、この変形例と効果は、最も低いＢＬレベルを再活性化させ、不利な圧力勾配効果及びフォイル表面からの流体−流動分離を防止するために、先ず、渦流流動を生成し、さらに高いモメンタム流動層から（フォイル表面に隣接した）下部層にエネルギーを循環させるように使われる多くのタイプの表面構造及び方法を含んでいる。
【００１１】
フォイル流動を改善するために使われたよく知られた渦流生成器（ＶＧ）は、効果と利点を異にする多くのカテゴリに含まれる。ランプ、角のある（ａｎｇｌｅｄ）ベーン、リブレット（ｒｉｂｌｅｔ）、ホイーラーランプ渦流発生器及び類似物のような突出装置は、有益な渦流を生成するが、抗力と流動分離損失を低くする傾向にあるＢＬ流動条件を変化させるように試みる間、余剰抗力を発生させる。加えて、これらの突出装置は、より低いＲｅナンバーでフリーストリームまたは厚くなるＢＬのより活動的な上部層からエネルギーを回収するが、次にさらに高いＲｅナンバーでさらに薄いＢＬ上に高く突出するようになって、このような性能点で高い誘導抗力を引き起こす。これらの装置は、例えば、ＶＧで最大ＢＬの３５−１００％以上の範囲で相当部分のＢＬ厚さの高さを有することによって特徴づけられる。
【００１２】
ＢＬ深さ未満でオジー（Ｏｇｅｅ）潜水型、ホイーラーチャネルまたはイーブン（ｅｖｅｎ）ディンプルのような凹のまたは浸されたＶＧとマイクロＶＧが突出タイプのＶＧより少なく付加された抗力を生成するように広く研究され、教示されてきた。これらの装置は、コード方向にステップまたはランプで可変ジオメトリまたは高さを有する。オジー潜水型装置は、流入する流体−流動に向かってそれらの頂点を示し、フォイルプロファイルとは一致しない。ＢＬで低いいくつかのマイクロＶＧにおいて、複雑な一連の応用物は、十分な渦流エネルギーを生成するために要求され、ブレードのような回転環境でこのような近接（ｃｌｏｓｅ−ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）応用物は性能に不利である。
【００１３】
ディンプルは、Ｒｏｕｓｅｒが教示しているように（例えば、ゴルフボールが低い抗力に起因してより遠く飛んで行くのに使われるように）、大きな流動分離バブルを抑制することによって抗力を低くする典型的に単純で全方向の装置である。しかし、ディンプル発散渦流は、多くのフリーストリーム流体−流動エネルギーを下部ＢＬに結合できる低い最適な強度または能力を有しており、複雑である。
【００１４】
ＢＬ制御のためのディンプルは、渦流モードが優勢なジオメトリとＲｅナンバーに対して性能が敏感であるので、複雑である。ブレードタイプのＶＧは、例えば、実際のＬＰＴブレードのＲｅナンバーに対して、これらがミリメートル次元のオーダーで非常に小さくなり、従って、非常に鋭く、微細で精巧な構造物となり、また、酸化高温排気ガスにより粒子腐食と損傷を受けるようになるという点でさらなる問題点を有する。さらなる問題点としては、ブレード反りの間、点応力集中に起因してブレード疲労に機械的な影響とこれらの鋭い物体が維持補修職員に向く危険がある。
【００１５】
ランプ−入口（例えば、アフト（ａｆｔ）フェイシングステップを有するホイーラー、上向きランプ流動）とランプ−出口タイプの（例えば、フォワードフェイシングステップを有するオジー潜水型の、下向きランプ流動）ＶＧはまた、エネルギーが出口コード方向渦流内に強く結合されることからエネルギーの方向を転換させる交差流動またはスパン方向馬蹄渦流のような他の二次流動構造と潜在的な衝撃波を有する。
【００１６】
ＮＡＳＡ研究では、一般的なＶＧが流動方向にＶＧ高さの約３０倍の距離だけコード長さに沿って後方にわずか約４０ＶＧ高さの倍数に典型的に維持する渦流を生成し、フォイル表面からさらに高いエネルギー層に循環されて行くようになることを示している。
【００１７】
Ｒｏｕｓｅｒは、受動の多孔性−表面装置のような、その図１０（マコーミック（ＭｃＣｏｒｍｉｃｋ）に属する）に示されるＢＬ流動制御の他の非ＶＧ法を教示しており、この受動の多孔性−表面装置では、より高い圧力が孔または噴射スロットまたはステップのアレイを通して分離前に低圧領域の表面上で生成されて噴射される。これは、コアンダ（Ｃｏａｎｄａ）または他の揚力強化またはブローン−フラップ（ｂｌｏｗｎ−ｆｌａｐ）タイプの方法またはＢＬ領域を安定化するのに用いられる他のサクション法と類似した効果を果たす。もちろん、ジェット流体噴射が有する問題点の一つは、ＢＬ速度が減少するにつれてジェット「リフト−オフ」または流動分離を避けるためにＢＬとジェットモメンタムの均衡を取るか、流動Ｒｅを可変することであり、また付加的に局所ＢＬは、このＢＬがブレード表面に近接して駆動する前に、ジェット流体−フラックスカラムまたはストリームのリーディングエッジ（ＬＥ）周囲に馬蹄渦流を形成するように崩壊するという点である。
【００１８】
ボーイング７８７航空機について報告されたハイブリッド層流制御（ＨＬＦＣ）は、例えば、単一−エンジン動作の間（ＶＧの代わりに）制御流動分離を改善するように受動のソースから吸入空気を使いながら垂直安定器のＬＥに対するＢＬ制御のための多孔質サクション−表面技術を使う。多孔質孔／メッシュ（ｍｅｓｈ）サクション表面は、複合材構造に対する強度折衝で、入口を塞ぐ環境、粘性エネルギー損失、サクションを誘導するのに必要な力の問題点を有する。
【００１９】
ＳｔｅｐｈｅｎｓのＵＳ２，８００，２９１、ＷｈｅｅｌｅｒのＵＳ４，４５５，０４５とＵＳ５，０５８，８３７、ＲｉｎｋｅｒのＵＳ７，９００，８７１及び多くの他の全ての文献は、下に置かれたフォイル表面から増加した高さで頂点を有するランプであって、流体−流動において薄い（０でない）入口エッジから始めて後方側に伸びるアッド−オン（ａｄｄ−ｏｎ）ランプスタイルのＶＧまたは類似した個別形状の変形を教示している。幾何学的に、または地形学的に、この装置は、どの解釈でも下に置かれたフォイルの表面と一致しない。Ｓｔｅｐｈｅｎｓの‘２９１に教示されているように、Ｒｉｎｋｅｒの‘８７１のような異常成長または等価のＶＧ構造は、フォイルまたはボディ表面の低い迎角（ＡｏＡ）で減少する抗力として作用することができない。ここで「低い迎角（ＡｏＡ）」は、例えば、流動−流体出口、またはＫｕｔｔａ−Ｊｏｕｋｏｗｓｋｉ条件を満たすＴＥで通常の最終出口流動分離の上流にフォイルまたはボディ表面上の相当な流体−流動分離（例えば、失速）または分離バブルのない角度大きさ下で、正、０及び負のＡｏＡの含まれた範囲として定義される。ほとんどのフォイルにおいて、＋／−４度ＡｏＡの範囲は、この条件を満たすが、これに限定されるものではなく、種々の場合ではさらに大きな範囲であってよく、失速ＡｏＡに接近できる。ＳｃｈｅｎｋのＵＳ４，３５４，６４８には、ＢＬ乱流を生成して羽根上のエアフォイル流動−分離を減少させるために突出する低い−プロファイルＢＬトリッピング装置のアレイを教示している。Ｓｃｈｅｎｋの‘６４８の装置は、ゼロ入口−高さでなく、フォイル表面と完全に一致しないため、この装置が従来技術のＶＧよりも小さく提案されても、馬蹄渦流または乱流から抗力を誘発することとなる。小さな大きさ、不連続またはポイントカバレッジと非−方向性の乱流は、効率的なＢＬ再活性化法ではない。
【００２０】
Ｖｉｊｇｅｎ等のＵＳ５，０８８，６６５には、「揚力と抗力特性を改善するために」要素の三角／鋸歯アレイまたは鋸歯パネルのＴＥ以後に付加物を有するフォイルトレーリングエッジ（ＴＥ）での変形物を教示している。オリジナルベースフォイルの物理的な範囲外側の残余の能動空力学的要素の追加は、ＣＶＧをＴＥの前にあるフォイル表面上に、そしてオリジナルフォイルの物理的な範囲または境界内に付加することとは明らかに異なる。ＦｒｉｔｚのＵＳ８，０８３，４８８はまた、ＴＥで鋸歯のアッド−オンパネルを教示しており、Ｖｉｊｇｅｎの‘６６５に対して区別され、特許性がある。ＳｈｉｂａｔａのＵＳ６，８３０，４３６には、トレーリングフォンカルマンストリート（ｖｏｎ  Ｋａｒｍａｎ  Ｓｔｒｅｅｔ）渦流シートを変更することによって、ノイズ減少及び効率増加の両者のためにＴＥで「歯形状」または鋸歯形状が付加される風力タービンブレードが教示され、請求されている。ＧｌｉｅｂｅのＵＳ６，７３３，２４０にはまた、流動混合を改善し、ノイズを減少させるために、ターボファンブレード上に鋸歯形状ＴＥ配列を教示し、請求しており、ＹｏｕｎｇのＵＳ３，１５３，３１９とＢａｌｚｅｒのＵＳ６，６１２，１０６に教示されているように、同一の空力学的効果及び結果を使っている。Ｇｌｉｅｂｅの‘２４０は、基準設計以下の抗力減少を教示しておらず、線形ＴＥを妨害し、基準構成以上の抗力減少及び他の改善物を得るためにＴＥ以前のフォイル上に簡単に付加されるＣＶＧと明らかに区別される。
【００２１】
ＧｏｄｓｋのＵＳ７，９１４，２５９には、その図３に示されるように、ＶＧが付加された状態で基準の非失速ＡｏＡを約＋１０度から約＋１６度まで延びるように風力タービンブレードに沿って数列の不連続の従来技術のＶＧを使うことを教示している。Ｇｏｄｓｋの‘２５９の図４は、不連続ランプとブレードＶＧが有するよく知られた問題点を示しており、これは、低いＡｏＡと、＋１０度の基準失速ＡｏＡまでＶＧに取り付けられたブレードが、基準が変更されていないブレードより高い抗力係数（Ｃｄ）を有するという点である。
【００２２】
ＷｏｒｔｍａｎのＵＳ５，０６９，４０２には、流体−流動ストリームラインからの高いＡｏＡまたは分岐を効率的に有する表面から流動分離（失速と類似）を防止または減少させるために、Ｃ−１３０テールセクションのアップスイープ（ｕｐｓｗｅｅｐ）のような分岐−流動表面に沿って伝播される渦流を発生させるように従来技術の大きなブレードタイプＶＧを利用して、普通の大きな下流エディーと高い誘導抗力を発生させることを教示している。Ｗｏｒｔｍａｎの‘４０２技術のブレードＶＧそのものは相当な形態（ｆｏｒｍ）−抗力を発達させるが、より大きな下流の分離抗力を低くするように作用して、事実的にこれらのＶＧが抗力を誘導するとき、総抗力−減少があるように見え、また他のかなり分離または失速された流動を変更するシナリオでは、抗力が相対的に減少する時にのみ見られ得る。
【００２３】
ランプとブレードＶＧは、フォイル表面に縛られていないＢＬでさらに高い非−持続性渦流を生成する傾向にある。ディンプルとバンプは、渦流を生成するが、しかし、これらが非常に効率的であるか、または活性化されたものではなく、そして、バンプは、Ｒｅナンバーが変わってＢＬが薄くなるにつれ、さらに高いＢＬで過度な抗力を誘発するようになるブレードＶＧと同一のイシューを有する。
【００２４】
Ｍａｒｔｉｎ、ＭｃＶｅｉｇｈ等のＡＩＡＡ論文である「圧縮可能な動的失速の受動制御」において、図２７にヘリコプターローターブレードに使われた小さなブレードＶＧがブレードＣｄを約０．０１から約０．０１５に増加させ、約５０％だけローターパワー要求条件をかなり増加させるのに対し、ブレード失速ＡｏＡを増加させるＶＧに起因して動的失速及びブレードピッチモーメントを減少させることを教示している。ＭｃＶｅｉｇｈのＵＳ７，７４８，９５８は、動的ブレード失速／ピッチモーメントを減少させるためのこのようなＶＧ構造と方法を請求しているが、公開されたテスト結果及び公知の流動物理に基づいて、絶対的な抗力減少能力の付加を請求することはできない。
【００２５】
ＶｏｌｉｎｏのＮＡＳＡ研究報告書である「低圧タービンエアフォイル上の分離制御に用いられる合成渦流発生器ジェット」には、合成渦流発生器ジェット（ＶＧＪｓ）を用いた能動分離制御を教示しており、ここで、渦流は、部分的にコード方向の渦流流動を誘導するＢＬ内への角のあるジェット流動をパルスで作ることによって生成され、流動分離バブルを減少させる通常のＶＧと類似した方式で役立つ。Ｖｏｌｉｎｏの接近法は、発生するエネルギーを消費する活性化されたブロワー（ｂｌｏｗｅｒ）流体−流動の一定のソースを要求しないように、その設計がネット−フロー（ｎｅｔ−ｆｌｏｗ）音響生成のないパルス型ジェット流動を生成するという点で独特である。流体ジェットとさらに高いＢＬ流動とモメンタム層の相互作用は、渦流状態を生成するが、これはまた、エネルギーをより広くスパン方向に後続するＢＬ領域内に拡散するように試みながら抗力を生成させる。
【００２６】
しかし、エアフォイルまたはＬＰＴブレード流動を改善して分離を減少させるための全てのこれらの従来技術は、実際の世界の回転環境が渦流を境界層でフォイルスパン方向外側に対流するようにさらに大きくなるようにするさらなる複雑な条件を付加するという点でイシューを有する。これは、求心力が物理的に定義された生成点以後外側に（放射状にチップ側に）この表面に対してタイトに縛られていない渦流をさらに高いＢＬ流体−流動パターンで回転させる傾向にあり、そして、ブレードがカーブ経路で加速し、付加的には、渦流が下流に移動する傾向にあるので、渦流をブレードに近く付けるように作用する相当な力がないため、渦流がＢＬの頂上に対流し、いかなるスパン方向二次流動もインターセプトでき、また外側に強く崩壊するという事実に起因する。
【００２７】
この場合、ＢＬを再活性化させ、流動分離と抗力を減少させるために、コード上により早く生成されるコード方向渦流の有益な意図は、Ｍａｒｔｉｎ等により示されたように、実際は否定的になり、分離に影響を与えながら後続するＢＬを厚くして抗力を増加させる傾向にある混沌方式でフリーストリームに対して（よりスパン方向に渦流軸に対して）部分的に横断して作用するように渦流が歳差運動する。この効果は、チップで約１，２００重力加速度で、ＬＰＴカスケード作動環境よりかなり低い求心加速度で動作するヘリコプターローターブレードについて明確に説明されてきた。ＢＬ上で渦流を作用または対流させる従来技術の渦流発生器は、Ｍａｒｔｉｎ等により示されたように、回転環境で一般的に不利である。
【００２８】
フリーストリーム流動に対してスパン方向のアフト−フェイシングステップ（Ａｆｔ−ｆａｃｉｎｇ  ｓｔｅｐｓ）は、ＣａｌｖｅｒｔとＷｏｎｇによりＡＩＡＡ論文である「ヘリコプターブレード腐食コーティングの空力学的衝撃」に教示されたように、捕捉された渦流を生成し、従って、流体損失と流動外乱が発生するということが知られている。これらは、ＵＨ−６０のヘリコプターＬＥ腐食防止ストリップ（ＥＰＳ）上のように、単純なアフト−フェイシングステップに対する（即ち、流体−流動に対して９０度で）スパン方向渦流がブレード作動点によって約＋５％以上ブレード抗力を増加させるということが知られていることを教示している。
【００２９】
ＵＨ−６０の場合、例えば、〜０．５ｍｍの高さと５ｍの長さのアフト−フェイシングステップは、約１万の縦横比を有する捕捉されたスパン方向のステップ−渦流フィラメントを意味し、流体力学的状況でこのような非常に細長い渦流フィラメント構造は、動的に安定的でない。例えば、ヘリコプターのような回転フォイルのＬＥ部には、ＢＬレベルの流体流動を強く撹乱させる数多くのメカニズムがある。スパン方向（または、一般的に放射状）二次上側−ＢＬ流動は、下部ＢＬモメンタム層上で外側にせん断力を駆動してフォイルコードに対して角のあるように、それでＥＰＳステップを横切って角のあるように流動する傾向にある。これは、フォイルモーションを追跡する粘性付着されるＢＬ層での求心加速度に沿って強いステップ−渦流分解力（ｂｒｅａｋｕｐ  ｉｍｐｅｔｕｓ）を提供するようになり、測定によっては、スパンに対して角のあるように歳差運動して摂動してフォイル上で後続するＢＬを厚くし、そして抗力損失を増加させることのできる渦流セクションでステップ−渦流のセクションを連続的に外れるようにすることができる。ＬＥ上流の層流−流動領域でＴｏｌｌｍｉｅｎ−Ｓｃｈｌｉｃｔｉｇ（ＴＳ）音圧波が発達して、増幅し、後側に流れてＢＬ乱流への遷移を助けて、渦流ストリームをＵ字状に曲げられるようにし、これらの外乱はまた、ステップ−渦流安定性とシェディング（ｓｈｅｄｄｉｎｇ）周波数に影響を与える。基準の、または非変更の流体−流動表面に対して抗力減少を発生させ、エネルギー損失を低減し、流体−流動効率を改善するようにアフト−フェイシングステップ装置が使われることが予想できなかった結果である。
【００３０】
Ｓｔｅｐｈｅｎｓの‘２９１、Ｗｈｅｅｌｅｒの‘０４５と‘８３７、Ｒｉｎｋｅｒの‘８７１、Ｖｉｊｇｅｎの‘６６５等と、全ての他の知られた先行技術は、一般的に三角形状及び明らかに視覚的類似性を有する渦流発生器の形態を典型的に示しているが、空力学的分析によれば、このような形態と効果は、新たな技術のＣＶＧとは明らかに異なるという点が容易に示される。
【００３１】
高圧タービン（ＨＰＴ）ステージ：燃焼器からタービン入口温度（ＴＩＴ）が増加し、エンジンをより軽量にし、燃料消費率（ＳＦＣ）を改善するにつれ、ニッケル基盤スーパー合金が高いガス温度に直接耐え難いという点に達し、作動負荷下でエンジンコンポーネントを能動的に冷却させ、その形状と強度を維持するための他の方法が必要となった。典型的な設計は、流動温度が安全に減少する点まで燃焼器、ＨＰＴステータとローター、そしてダクト表面を冷却させるようにブリード（ｂｌｅｅｄ）コンプレッサ冷却空気を使い、また冷却エネルギーコストを最小とするように、例えば、セラミックサーマルバリアコーティング（ＴＢＣ）を使うことができる。ＴＢＣは、表面熱抵抗が増加するため、冷却条件及び関連したエネルギーコストを減少させるが、ベース金属が軟化しないように、または、これらの合金結晶配列がずれないように、十分な冷却を維持するよう残りの熱フラックスが除去されなければならない。
【００３２】
ＨＰＴ冷却：高温セクションダクトにおいて、さらに高く、さらに熱いガスの過度なミックス−ダウンまたは乱流が下部ＢＬに流れるダクト表面とブレード（ローターとステータの両者）は、高温ガス流動下にあるコンポーネント表面に対してヒートフラックス負荷を増加させ、そして冷却条件を増加させるようになる。このような不利な流体−流動分離と乱流は、効率（抗力）と熱的耐久性がいずれも問題となる。
【００３３】
先行技術の例としては、ブレード表面上で内部空気冷却を行うようにブレード上に孔を利用して表面膜−冷却を教示しているＨｏｗａｌｄのＵＳ３，５２７，５４３特許がある。Ｂｉｒｄ等の特許ＵＳ５，１９３，９７５は、内部冷却通路、ピンクーリング及びＴＥスロット冷却空気排出部を有するタービンブレードを教示している。メイン流動と冷却流動速度がマッチングされず、スロット流動分離エッジが非常に（微妙な）鋭いエッジにテーパされなければ、不利な渦流が流動に対して直角に形成されるため、排出スロットストレート−エッジは、典型的に抗力に対して不利である。ＺｅｌｅｓｋｙのＵＳ５，３７８，１０８は、ＴＥ冷却流動を最適に分配するために変形されたＴＥシリーズのスロットと、抗力を最小化するためにサクション−フェイス壁厚さだけにより形成された薄いＴＥを教示している。ＧｒｅｅｎのＵＳ５，３７４，１６２特許は、入力流動角度を変化させるのに効果的なブレードＬＥファウンテンヘッド（ｆｏｕｎｔａｉｎｈｅａｄ）クーリングを教示している。Ｌｅｅ等のＵＳ７，０１１，５０２は、ピンメッシュと冷却出口スロットを有するＬＥブリッジキャスティング配列を教示しているが、この出口スロットは、合わせられる流体流動がマッチングされず、エッジが鋭ければ不利なスパン方向渦流を有するようになる線形エッジの問題点を未だ持っている。
【００３４】
ＳｈｉｈとＮａのＡＳＭＥ論文である「上流ランプ利用による増加する断熱膜−冷却効率性」は、ジェット孔内またはジェット孔に結合されたＶＧの代わりに冷却ジェット出口孔の前方にランプを使うことによって三つの因子までの断熱膜冷却効率性を改善することを教示している。ここで、ランプの後で捕獲されたスパン方向（フリーストリーム流動を横切る）渦流は、横にまたはスパン方向に冷却を向上させるために、冷却剤マス（ｍａｓｓ）が流動スパンを横切って、そしてジェット出口孔の前に拡散するように、ジェットの不利なリーディング馬蹄渦流を崩壊させることによって冷却流体ジェット流動を変更するように作用する。このランプ／ジェット構成は、ランプに起因して約３倍さらに効果的な断熱冷却を示しているが、形態または圧力抗力が扁平なプレート基準線に対して増加するという点で、先に言及したように突出するランプ構造は不利である。さらに熱いガス層に突出するランプは、言及されたように、ＴＢＣの付加されるマス（ｍａｓｓ）もまた必要とする。
【００３５】
それで、捕獲されたスパン方向渦流が冷却流体の拡散を助けるＳｈｉｈとＮａのランプとステップアイディアは、不利な流体流動抗力効率と粘性損失に対する冷却改善物をトレードする。ＮＡＳＡにより報告されたように、メイン冷却ジェット流動の不利なキドニー（ｋｉｄｎｅｙ）渦流を最小にするために作用する「反−渦流」対のさらに小さな上流ジェットを教示しているＷｈｅｅｌｅｒ  ＶＧ．Ｈｅｉｄｍａｎｎの「高送風比で反−渦流膜冷却設計の数値的研究」のように、ランプエッジでコード方向渦流がなく、スパン方向渦流だけを発生させるためにランプに対するモデリングが構成された。この方法は、断熱冷却をスパン方向に拡散させ、ジェット流動が表面から分離されるジェット−リフトオフ（ｌｉｆｔｏｆｆ）を避けるように試みられたが、フォイル抗力損失やタービン抗力効率を減少させる組み合わせとして教示されてはいない。
【００３６】
タービュレータはまた、冷却剤パイプ流動内側に三角形、ランプ形、山形等、そして冷却された高圧タービン（ＨＰＴ）ローターブレード、ステータ及び高温ガス流動表面の内側の曲がりくねった冷却通路として形成される。この場合は、流動ジオメトリがＣＶＧとは異に誘発された抗力にもかかわらず、熱伝達または熱伝導及び冷却効率を最大にするために、加熱された表面ＢＬ流体を冷却コア流体流動内にバックアップして混合させるように最大流動乱流を提供するように構成される。ここで、表面ステップまたは山形渦流と乱流−誘導構造物は、空力学的に共に隣接するように構成され、渦巻き状態が消滅するとき、冷却流体がより円滑な流動内に再組織されなくなる。明らかには、これは、流体−流動の低−抗力操作ではなく、流動ＢＬ分離が作動流体による熱伝達を改善するように実際に強化され、これらの従来技術の構造物は、明らかにＣＶＧとは異なる。
【００３７】
ＨＰＴ熱バリア性能：ＴｅｒｒｙのＵＳ２，７５７，１０５とＨａｓｋｅｌｌのＵＳ５，２６０，０９９は、エンジンブレードコーティングの価値を教示しており、Ｄｒｉｖｅｒの特許ＵＳ４，３０３，６９３は、プラズマスプレーコーティングの価値を教示している。Ｋｏｊｉｍａ等の特許ＵＳ５，６３０，３１４は、タービンブレードのための「タイル状」または円柱状サーマルバリアコーティング（ＴＢＣ）を教示しており、Ｎｉｓｓｌｅｙ等の特許ＵＳ５，７０５，２３１は、ガスタービン温度で良好な摩耗とスポーリング抵抗を有するプレ−クラックトまたはセグメンテッド（ｐｒｅ−ｃｒａｃｋｅｄ  ｏｒ  ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ）プラズマスプレータイプのセラミックコーティングを教示している。Ｎｉｓｓｌｅｙと先行技術はまた、セラミック接着を改善し、熱膨張係数マッチングを改善し、取り扱いやすい転移層を提供し、そして高く機械的な、そして熱ストレスコンポーネントに典型的に用いられる、例えば、ニッケルスーパー合金のベース層に増加した熱的酸化保護を提供するために、拡散型または表面結合コーティング（例えば、ＭＣｒＡｌＹ、アルミナイド、アルミナ等）の価値を教示している。
【００３８】
Ｓｐｅｎｇｌｅｒ等の特許ＵＳ４，５７６，８７４は、耐久性を向上させるために、タービンブレードに一つ以上のセラミックＴＢＣ層を適用し、特にクーラー状態で循環されたとき、セラミックがテンション状態にあり、亀裂とスポールが少なく発生するように作動条件により近い上昇した温度でセラミックを適用することを教示する。Ｓｔｒａｎｇｍａｎの特許ＵＳ６，２２４，９６３は、コーティングセクションが機械的に摩耗または損傷すると、スポーリングの問題点を減少させるようにＴＢＣのレーザセグメンテーションを教示する。従って、タービンステージにＴＢＣを適用するための重要なイシューは、熱負荷、慣性負荷と化学腐食効果への最大抵抗性を保障するための、及び異種の熱膨張係数の最大マッチングと、機械的な損傷、スポーリングに対する抵抗性である。
【００３９】
圧縮機性能：圧縮機の効率は重要であり、そしてステータとローターブレードがこれらの自由な分離条件に近く作動するようになり、さらに高い拡散因子、さらに高い回転角度、さらに高いブレード負荷を獲得しながら流体流動−分離を遅延させることのできる固有のＢＬ制御が、１ステージ当たりさらに高い圧力上昇を許容する。これに加えて、圧縮機は、多数のステージ（ステータ／ローターディスク対）間に伝播する流動分離が流体−流動破壊、サージング（ｓｕｒｇｉｎｇ）／パワー損失及び局限では機械類に対する損傷を完了するように導き得る問題点を有する。
【００４０】
フォイルサクション−フェイス上流体−流動ジェットは、流動分離を減少させるのに使われ得る。
圧縮機ローターとステータブレードは、例えば、タービンステージフォイルよりは、さらに薄く、あまりキャンバー（ｃａｍｂｅｒ）されていないセクションであるので、ジェットのための流体−流動収穫が許容するように内部流動ギャラリーの付加は、製造上の挑戦であるが、しかし、一般的に多くの中央ブレード材料は、中立のストレス軸に近くあるので、一部は、かなり折衝されたセクション慣性または強度なしに除去され得る。もちろん、小さな流動ダクトは、目詰まりに敏感であり、そして馬蹄渦流を誘発でき、制御されなければリフト−オフを経験し得る問題点が未だある。より小さなジェットエンジンは、しばしば燃焼器以前の高圧ステージで遠心タイプの圧縮機を使う。
【００４１】
ファンステージ：ファンモータブレードまたはアクチュエータディスクは、高い多数の例えば５〜１０．１のスラスト（ｔｈｒｕｓｔ）比で高温−セクションスラストを増加させるために、ＬＰＴからのトルクを、エンジンコアをバイパスする冷却−セクションスラストに典型的に転換するブレード形流体−流動構造物であって、高強度チタンまたは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で典型的に製造される。例えば、炭素繊維とエポキシまたは他の樹脂（及び、さらには金属ブレード）で作製されたＦＲＰブレードは、雨、霰または砂または他の吸入された小さなＦＯＤ物体と、さらには飛び散る火山灰からＬＥ腐食が発生しやすく、そして最も好ましい空力学的性能と層流のために、非常に３次元的に外形が形成される。
【００４２】
１２３´´／３．１ｍの直径のＧＥ９０複合ファンのような例は、腐食防止及び鳥類衝撃のようなＦＯＤ物体を吸収し、この物体から生存できる能力を提供するために、凹結合式（ｒｅｃｅｓｓｅｄ  ｂｏｎｄｅｄ−ｏｎ）複合３Ｄ形状のチタン加工されたＬＥストリップを有するブレードを使う。
【００４３】
ＬＥ  ＥＰＳストリップとアフト複合構造物との間のインターフェースは、振動またはストレス−誘発エッジ分離または腐食により発達し得、不利なスパン方向渦流を許容する小さなギャップを不可避に有するポイントである。好まれる同一平面の（ｆｌｕｓｈ）ストリップは、空気流動を妨害し、付加的な抗力とエネルギー損失を引き起こしながら、作動中に剥がれ得る転移部のすぐ後のペインティングされた表面に対して最小限の腐食防止を提供する。
【００４４】
例えば、Ｇｌｉｅｂｅの‘２４０、Ｓｔｅｐｈｅｎｓの‘２９１の項目１３のように、鋸歯形状のフォイルまたはボディＴＥの全ての装置は、ストレスを受けている必須的には最も薄いフォイルＴＥの空力弾性表面上に疲労−亀裂開始及び伝播のためのサイトになり得る機械的な応力集中点をまた紹介している。
【００４５】
ノイズ及びＬＥＢＵ：冷却／高温ダクト流動混合：Ｙｏｕｎｇの‘３１９は、流動混合を増加させ、流動渦巻きを破壊して、ジェットエンジンの高温排気流動で流動速度勾配とノイズ生成メカニズムを減少させるように多くのタイプの鋸歯形態及び類似３Ｄ装置を教示している。Ｂａｌｚｅｒの‘１０６は、エンジンノイズを減少させるように排気流動混合を改善するために排気ノズルの山形延長部を教示する。ボーイング７８７のナセル（ｎａｃｅｌｌｅｓ）は、エンジンノイズを減少させるように、Ｂａｌｚｅｒ特許‘１０６タイプの鋸歯形状部を使っているが、結果的な流動は、空力学的ボディ表面に付けられるＢＬ上ではなく、冷却と高温流体−流動ストリーム間のフリーストリーム境界で作用し、従って、これらの渦流は、発散される音響ノイズスペクトルを減少させるように流動−混合に単純に用いられる。このような構成は、ＢＬ流動再−層流化を改善するものではなく、単純に渦流流体−流動モメンタムと損失を誘発する渦流について予測され得るように、ノイズを低くするものの、抗力を増加させることが報告されている。
【００４６】
エンジンコアでの流動ダクティング：Ｌｕｔｊｅｎ等は、特許出願ＵＳ２０１１／０３００３４２において、金属基板は、上昇した垂直部（壁）により囲まれ、次に、従来技術タイプのトップ−コーティングされたセラミックＴＢＣに機械的に固定され、このＴＢＣを維持して安定化するように設計されるオーバーハングリップ部を形成するために、機械的なコイニング（ｃｏｉｎｉｎｇ）／変形によりさらに変更され得るポケットまたはブラインドリセスのアレイを形成するように凹になり得る。これは、ＴＢＣの亀裂のあるセクションを捕獲して維持するために、セラミックをさらに小さなセクションに「タイリング（ｔｉｌｉｎｇ）」する従来技術の派生であるので、スポーリングとＴＢＣ損失が最小となる。
【００４７】
Ｌｕｔｊｅｎの‘３４２は、凹部の下部平坦部５０がリップ側壁５４に対して直角になるように明確に表示されていることを教示している。この設計は、負荷がかかって振動する機械的なセクションの教示された直角の交差点（言い換えれば、混合または転移の小さな半径）が疲労寿命を減少させ、材料亀裂が始まるポイントを提供するように作用する応力集中子（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）を形成するというイシューがある。最も大きく可能なルート（ｒｏｏｔ）半径を有する優秀で異に形成された側壁は、負荷表面からより強いロード−ベアリングビーム（ｌｏａｄ−ｂｅａｒｉｎｇ  ｂｅａｍ）延長部を形成して、またこの表面を支持し、振動モードと屈曲または偏向を最小化するのに役立ち、付加の局所慣性モーメントをかなり増加させる。もちろん、単純または複合方式でカーブされた大きな流動制御表面は、圧力の作用力と慣性負荷に耐えて空力弾性効果に対する抵抗性を有するが、リップ側壁を有することは、構造的な効率（全ての大きさ対全質量における全強度）を改善することを有用にし、Ｌｕｔｊｅｎの先行技術はなくなる。
【００４８】
振動により誘発される反り応力は、信頼性のあるＴＢＣ「タイル」付着に不利である。
加えて、Ｌｕｔｊｅｎの形成された維持リップ項目２８と２８’は、典型的に（その図５と６のように）最終に境界が形成された滑らかなＴＢＣコーティングで最も薄いポイントであり、従って、上の高温ガスからＴＢＣを通して行う最も大きな熱負荷を運搬するのに作用する。ここで、Ｌｕｔｊｅｎの本来まっすぐな側面の凹んだ側壁５４は、さらに大きな壁ルート半径を有するので、下の冷却流体またはガスに対する最小の熱抵抗を提供せず、これは、最も好ましい金属強度と歪み／クリープ抵抗のための最も低い可能な温度で、最も高い熱応力でリップ（壁頂上）金属領域を維持するための最適な熱伝達構成ではない。Ｌｕｔｊｅｎの‘３４２は、第一に静的なダクティング表面に適用されるＴＢＣ保護を教示しているが、ＴＢＣがＴＢＣ保護を必要とする他のアイテムに付加され得ることを許容するが、熱的利点だけを教示し、絶対表面または形態抗力減少特性は、教示していない。
【００４９】
ＷｅｎｎｅｒｓｔｒｏｍのＵＳ４，０７６，４５４は、軸流圧縮機内に入口ダクティング上にブレードＶＧの付加を教示する。彼は、一特徴として低くなったダクティング抗力を教示せず、請求することができず、このＶＧは、ダクティングまたはディフューザーセクションでいかなる抗力減少の利点なしに下流ブレード上で分離されない流体−流動を維持するために作用するように請求される。静的ローター入口ダクティングからの流動変形は、渦流が下流回転圧縮機ブレードの流動分離特性を間接的に改善しながら教示される。
【００５０】
ナセルと付着パイロン：ガスのような作動流体をボーイング７３７−６００の、例えば、ＣＦＭ−５６のような近代のターボファンエンジンに進入させることは、囲むナセルにより細かく加工処理され、そして、ほとんどのナセルは、入ってくる流体−流動を減速させるための初期内部発散−ダクトまたはディフューザーとして作用して、第１ステージファンセクションと圧縮機ステージは、カスケードブレードチップが超音速にならず、また高い損失の超音速またはマッハ衝撃波を発生させずに動作できる。高い羽根／ナセルＡｏＡでいくつかのナセルの初期内部発散流体−流動は、不利な条件である内部ナセル壁から分離されるか、または使われたディフューザー流動の量制御は、これを避けるように制限されるか、または能動吸入制御がファンブレード以前でダクト内部表面の緩和流動分離物に付加されなければならない。ファンセクションから出てくる冷却セクションダクティングは、内部及び外部ダクト表面上で発散して収める混合ダクトを移動するようになり、凹セクション上でテイラー・ゲルトラー（ＴＧ）のような流動イシューの対象となり得る。他の航空機渦流−ウェークを交差することはまた、エンジンを通した転移流動付着とサージ等の問題を引き起こし得る。
【００５１】
ボーイング７３７−６００、エアバス３１９とＣ−１７はいずれも、ナセル外部の入口ＬＥの後の略２時及び／又は１０時位置で大きなブレードまたはベーンＶＧを用いるエンジンナセルの近代例を教示しているが、これは、最小の流動崩壊と乱流損失が要求されるにつれ、高いＡｏＡで上部ナセル表面周囲の外部流体−流動が付着状態に維持されながら、付着パイロン上に、及び後続する羽根下と上にして適切に後方に流れることを保障するようになる。巡航時、これらのＶＧは、渦流が不要であり、最小のＡｏＡにあるようになり、形態（ｆｏｒｍ）抗力を最小とするが、付加的な形態及び濡れた表面スキン抗力を常に示す。全体的に、このような構成は、ナセル／パイロン／羽根／ボディ流動相互作用を改善するために渦流を発生させる最小の抗力構成ではない。
【００５２】
ナセル／エンジンパイロンは、干渉と二次効果に起因した流動インターフェースイシューと抗力のさらに他の領域であるので、抗力と流体−流動損失を制御するためにフェアリングを必要とする。これは、パイロン取付燃料タンク、羽根先端タンクまたは他のポッドまたはＶＯＲブレードアンテナのような構造物のように、例えば、羽根または胴体外部に取り付けられる全ての空力学的ボディと装置に対して事実であり、これらのボディと装置において、航空機ピッチとヨー（ｙａｗ）と二次流動渦流が不利な揚力、流動分離、動的不安定性及び流動相互作用と抗力を起こし得る。これらのイシューはまた、取付レッグやリンク等を有する水中翼のような水力学的例でも現れる。
【００５３】
ＬｅｏｎのＵＳ５，１５６，３６２は、エンジンナセル流動分離制御のための後退可能なブレードタイプのＶＧを教示する。このブレード上部エッジは、後退時、ナセル及びストリーム流動と一致する。活動の際、このＶＧ表面は、流動に対して角をなしており、ナセル表面とは一致せず、巡航時には抗力を誘発するようになるが、これが後退可能で機械的に複雑な特徴物が使われる理由である。このブレードＶＧは、配置時、強い渦流効果を誘発するように、最大の上側−ＢＬのフリー−ストリーム流体−流動を獲得するための高さで多くのＢＬ厚さを有する。
【発明の概要】
【００５４】
ニュートン流体−流動が入って、ＣＶＧ基盤の流体−流動変形技術のいくつかの方式でこの流動を処理し、この流体−流動を出力するターボ機械類、装置及びプロセスに対する改善されたエネルギー効率と能力を提供することが本発明の目的である。処理は、このニュートン流体−流動からエネルギーまたは仕事の付加または抽出を意味し、及び／又は流体−流動速度、圧力及び／又はモメンタムの偏向と変更を意味する。
【００５５】
本新規な統合されたＣＶＧ技術の実施例の意図は、「グリーン」となり、エネルギー使用及び関連した二酸化炭素の排出を低減できるようにすることである。
従来技術とは異なり、新規技術である統合されたＣＶＧは、特に低いＡｏＡ値で抗力を低くするカスケード回転環境で効果的なＶＧ設計である。統合されたＣＶＧ効果は、さらに大きなサクション−フェイスアフトフォイルに対して付加のＢＬの流体−流動エネルギーを被動的に誘発させるようにフォイルまたはブレードで強化され得るが、これにより獲得される圧力−フェイス流体−流動、または他の流体ソースを使うことによって、失速（ｓｔａｌｌ）または流体−流動分離性能に利益になるようにサクションフェイスに向かう流動制御経路を通して分離をさらに遅延させることができるようになる。
【００５６】
ＣＶＧは、流体−流動混合を出力し、付加の抗力とエネルギー損失なしに流動ノイズを低減するように構成され得る。エンジンナセル、パイロンと、他の空力学的ボディインターフェースと表面は、抗力低減と改善された流動制御技術がまた新たなＣＶＧ技術に助けられる領域である。
【００５７】
遠心圧縮機と、均一混合式流動タイプのインペラとディフューザーと、流体ポンプ、ターボチャージャー等は、新規な統合されたＣＶＧ技術を利用して流体−流動分離を最小とするＢＬ流動制御に助けられるが、この新規な統合されたＣＶＧ技術は、インペラとディフューザーブレード及び当該の流体−流動制御構造物上で流体−流動抗力、流動分離／キャビテーション、そして発生した音響ノイズを低減する。
【００５８】
流動ダクティングと、例えば、エンジンｓ−ダクトでの改善物は、実質的にパイプまたは他のタイプの流体−流動導管または表面制限手段での一般ニュートン流体−流動（内部と外部流動の両者）のケースであるので、ここに教示されたＣＶＧ流動制御方法は、従来技術の流体−流動制御表面に現在使われた壁、表面、パイプ、ダクト及びいかなる流動制御構造物にも採用を許容する。
【００５９】
新規なＣＶＧは、相当なエネルギーを消費する横方向流動構造物なしに持続的な渦流を生成し、最大及び選択可能な流動エネルギーを、分離に抵抗する下流流体−流動表面側の下に対流する傾向にある渦流内に流れるようにする。これは、任意の表面とＢＬ流体−流動を有益に変更して、非分離流動体制及び／又はオフ−デザインの状況で作動するとき、流動分離への抵抗性を提供し、絶対抗力を低くし、そして、この低くなった抗力を示すことのできる優れた方法を提供する。基本的な統合されたＣＶＧ構造は、これらの特性を説明しており、そして、エンジンまたは流体−流動制御装置と表面に統合されるとき、多くのアプリケーション位置と実施例で従来技術をかなり改善するように構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
全ての図面は、縮尺を合わせていないが、例示の目的で、多くの選択的な実施例の特徴で細かく説明される。
図１ａは、統合されたＣＶＧが内在された低圧タービンステータまたはローターブレードの一部を描写している。図１ｂは、ＬＰＴの統合されたＣＶＧの表面上細部の圧力−フェイス図を示し、図１ｃは、オプションのブレード−チップのＣＶＧと二次ＣＶＧを含むサクションまたは上部フェイスから見た図である。
【００６１】
図２ａは、統合されたＣＶＧが内在された低圧タービンステータまたはローターブレードのさらなる例を説明しており、ルートエンド断面切断部はサクション−フェイスが延びた流動制御ジェットとステップ−渦流膨張グルーブがオプションで付加された一実施例を示す。図２ｂは、圧力−フェイスのＣＶＧバレー及び／又はチップ収集点でオプションのコントロール−ジェット流体ソースピックアップを説明する。図２ｃは、細部的な気流を含む、角のあるサクション−フェイスアフトフェイシングＣＶＧステップの断面を示す。
【００６２】
図３は、ルートハブフィレット（ｆｉｌｌｅｔ）を有するＬＰＴステータまたはローターブレードを説明しており、また境界が形成されたハブエンド−壁のＣＶＧだけでなく、非対称の延びたＣＶＧステップ構成によって、変形され、省略され、二倍となってピーク（ｐｅａｋ）であるＣＶＧチップを示す。
【００６３】
図４ａは、付加のジェット流動制御のためのオプションによって、統合されたオジバル（ｏｇｉｖａｌ）バージョンのＣＶＧが内在された低圧圧縮機（ＬＰＣ）ステータまたはローターブレードのサクション−フェイスの部分の例と断面切開図を詳細に説明する。図４ｂは、圧力−フェイスＣＶＧバレー部及び／又はチップ収集ポイントからオプションであるコントロール−ジェット流体ソースピックアップ部を含むＬＰＣステータまたはローターブレード圧力−フェイスの部分を示す。図４ｂはまた、サクション−フェイスＣＶＧアレイから他のピッチとオフセットを有するオジバル圧力−フェイスＣＶＧアレイバージョンを示す。
【００６４】
図５ａは、先端負荷を除去するために、金属ＬＥ腐食防止ストリップと、オプションの先端弾性重統合の揚力強化タブ（ｅＬＥＴ）を有するファンブレードサクションフェイスの一例を詳細に説明する。図５ｂは、オプションである内在型ＣＶＧ、弾性重統合の揚力強化タブ（ｅＬＥＴｓ）、チップＣＶＧと、付加的なジェット−流動コントロールのための構成例を有するファンブレード圧力フェイスの一例を詳細に説明する。
【００６５】
図６ａは、オプションである流動制御と冷却ジェットと二次ＣＶＧアレイを示して、統合されたＣＶＧが内在された冷却高圧タービンステータまたはローターブレードサクション−フェイスの部分の一例を詳細に説明する。図６ｂは、オプションである流動制御と冷却ジェット、二次ＣＶＧアレイ、ＴＥピン冷却排気−スロットアレイ及びＴＥ冷却強化タブアレイを有するＨＰＴステータまたはローター圧力−フェイスと内在されたＣＶＧアレイを示す。
【００６６】
図７は、流動制御表面に統合されたＣＶＧを有する遠心インペラとオプションのディフューザーベーンを詳細に説明する。
【００６７】
図８は、ＣＶＧがエネルギー効率を改善するために使われ得る位置を示しているエンジンナセル、パイロン、羽根装置を詳細に説明する。
【００６８】
図９ａと図９ｂは、流動とエネルギー効率を改善するために付加されたＣＶＧアレイを有する流体−流動ダクト例を詳細に説明する。
【００６９】
図１０ａは、ダクト表面にエンボシングされ、示された「内側表面」上に統合されたポリゴン構造物で最適化される、統合されたＣＶＧステップとリブを示す。これらのポリゴンは、最小の材料重量で、内側冷却流動に対して高い熱伝導性とビーム強度のための大半径（直角でない）のリブ−ベースで構成されて強化され、そして、このパネルの対向側は、図１０ｂのＴＢＣ  ＣＶＧのように、外部流体−流動でＣＶＧステップアレイ（図示しない）を有する。
【００７０】
図１０ｂは、このＴＢＣ側で流体−流動を有し、付加ＴＢＣがポリゴンアレイに適用されてインターロックされている図１０ａのダクト（またはブレード）表面の代替バージョンを説明する。
【００７１】
図１１ａは、低くなる抗力とエネルギー損失と、向上する燃料噴射と混合を提供するようにＣＶＧが使われた燃焼器設計の切開図である。図１１ｂは、リッチ−バーン（ｒｉｃｈ−ｂｕｒｎ）孔体積を形成するようにセラミックボディと壁とＣＶＧアレイの変形を使った代替実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
本発明を実行するためのベストモードは、ターボファンジェットエンジンの一例であり、これは、適切に構成された統合されたＣＶＧを適用することによって、性能に利得を与えることのできる多くの典型的な領域と応用法を教示している。ターボファンエンジンは、有用な仕事と効果を発生させるために、ニュートン流体−流動を取り扱う数多くの流体力学表面を使うので、有用な統合されたＣＶＧ応用のためのかなり多くの例を提供する。この例は、作動流体としてガスを使う流体−流動機械の単に一形態であるが、ほとんどのＣＶＧ方法は、速度、圧力、レイノルズ数、流体相（気体／液体状態転移）及び流動粘性を説明するためにジオメトリをスケーリングすることで、液体相または混合相のニュートン物理学的流体を使って、例えば、抗力と分離／キャビテーション低減のための類似した改善物を得る多くの有用な例に簡単に適用され得る。
【００７３】
図１ａの項目１は、カスケード装置でローターまたはステータディスクが典型的に使われた反作用と衝撃と拡散作用のための深いキャンバからなるプロファイルを含む隔離された低圧タービン（ＬＰＴ）ローターまたはステータブレード「バケット」の様式化された例のルート−エンドを説明する。表現の単純化のために、この例は、ローター（反作用）とステータ（ディフューザー）フォイルの混合から放射状に一定の反作用速度プロファイルと、二次流動制御を提供するために、通常、ツイスト及び／又はテーパされない。ブレードルート取付物、ハブとチップエンド−壁、及び隣接する重畳ブレードと上流アクチュエータディスクはまた、明瞭さのために省略されるが、カスケード流体力学技術の当業者に知られたように最終設計には使われる。項目２は、凸のサクション−フェイス下流表面であり、凹の圧力−フェイス下流表面は領域３である。この流体または高温ガスは、局部フォイルまたは表面作動ＡｏＡを定義する設計されたブレード入力角度で到着し、この流動は、ＬＥ停滞線４でジオメトリと流体力学的力に起因してサクションと圧力−フェイス上で分かれる。ローターディスクケースの場合、ブレードフォイル上で仕事を行い（サクション−フェイス側に向かって）、力ベクトルを生成した後には、作動流体はトレーリングエッジ５（ＴＥ）で設計された出力出口角度で出る。タービンローター軸周り接線方向に分解されるブレード揚力は、入力流体−流動のエネルギーから出力されるトルクを発生させ、後側軸方向への分解されたベクトルコンポーネントは、カスケードセクションを横切って付加の圧力損失を引き起こす抗力またはエネルギーと不利なモメンタム損失となる。
【００７４】
上流入力流体ソースに対するオン−デザイン入力角と、ＣＶＧ処理後の出力流体伝達のための出力角は、カスケードセクションで入力流体ソースの流体−流動から抽出され得るエネルギーのピーク量を定義し、このとき、その動作点でこのセクションの流動は、流動乱流、分離と粘性損失に起因して最小のエネルギー損失のために構成されると仮定する。
【００７５】
最適から外れた設計である、例えば、より低いＲｅナンバーを有するいくつかの流動条件で、サクションフェイスは、圧力最小化以後、流動分離を経験するようになり、これは、カスケード損失を増加させ、効率を減少させ、そしてエンジンＳＦＣを増加させるようになる。凹の圧力−フェイス３を横切る間、求心加速度からの流体応力はまた、例えば、ＴＧ渦流構造からエネルギー損失とＢＬが厚くなることを誘発し得る。ガス流動がＨＰＴタービンセクションを通してかなり冷却され、温度が、例えば、ニッケル超合金ブレード材料が安全に取り扱われるものより低くなるので、ＬＰＴブレードに対しては、冷却が一般的に要求されない。
【００７６】
サクション−フェイスを横切る流動を改善するのに役立つためには、境界層であるＢＬ流動流線を再活性化して、流体条件に起因して流動流体−流動質量の減速が局部表面を横切り始めるとき、サクション圧力−ピークライン１０以後の不利な圧力回復勾配で、この流線がブレードに隣接して流動し、取り付けられた状態となるように十分なモメンタムを有するようにすることが有益である。サクションフェイス上ＢＬの下流の非常に最も低い層にさらに多くの流動エネルギーを提供するために、上部等角渦流発生器（ＣＶＧ）アレイ６は、加速流動領域でサクションフェイスの前方部に本来統合または内在されて設計されて作製され、そして、この構造は、加速されて入ってくるフリー−ストリーム流体−流動エネルギーの一部を上部ＣＶＧチップ７のアレイから後方に流れる一対の強力な逆回転渦流に変換するように設計され、これは、このような複雑な流動と小さなジオメトリ環境で実際に使われ得ない従来のＶＧと同様にサクション−フェイス分離制御を提供することができる。
【００７７】
統合された上部ＣＶＧバレーポイント８は、コード方向に位置して、サクション−フェイス流動入口９から入る流体−流動が図２ａの一対の分岐する角のあるアフト−フェイシングステップエッジ２４をインターセプトするか、または経験するようになる。この高速流動は、サクション−フェイス流動入口９から進入するブレード表面またはフォイル設計−意図に対して未だ平行または接線をなし、そして、この流動がステップの頂上（ｔｏｐ）エッジコンターに沿うように下に鋭く回転できないので、このステップのインターセプトする頂上エッジに沿って、そしてこのエッジ後に全て下部流体−流動層で流動分離（図２ｃ断面のステップせん断分離領域２７）を経験する。
【００７８】
このような意図的に角ができたステップ−ダウン流動分離メカニズムは、分離された下部エネルギーと最も底のＢＬ引き込み流体−流動質量の一部分が、ステップ底エッジに沿って、そして上部ＣＶＧチップ７側の後に延びて流動する、図２ｃの項目２５である縛られて自由流動のステップ−渦流内に丸く巻かれ始める。それから、このせん断または切れた最も低いエネルギーの下部の入ってくる流体モメンタム層からなるステップ−渦流は、チップの他の側から対向する回転方向渦流と会って均衡を取り、これらは、ブレードコードに沿って表面にタイトに縛られる逆回転渦流対のフィラメント状態で後方に流れるようになる。このステップ渦流内に全く巻き込まれない、流入する非せん断流動モメンタム層と上側は、ステップ渦流構造の上層部を越えて通る高エネルギー出口流動２３として後方に連続するようになり、それから初期下方速度要素を有し、ＣＶＧチップ間のこのような下流ＢＬ領域で減少された転移乱流、Ｕ字状渦流構造と抗力損失を有する現在さらに高いエネルギーとさらに薄いＢＬとして、ステップ出口−流線再付着位置２８（図２）で表面に対して下流に再付着される。従って、ＣＶＧステップジオメトリは、有益な渦流を生成するように「ＢＬ−スライサー」として作用するが、またチップ間に多くのステップ幅の下流に制御可能なＢＬ再層流化効果を提供するようになり、特にゼロと低い正と負のＡｏＡで変形されていない表面に対して抗力を減少させる。
【００７９】
これは、従来のＶＧが現れない付加の抗力減少メカニズムであり、なぜなら、従来のＶＧがゼロ及び低い正と負のＡｏＡ値で抗力を増加させ、ここでＶＧ  ＡｏＡ拡張能力は活発でないものと知られているためである。進入ＢＬ流動速度ベクトルダイヤグラム３３は、ＢＬ内にさらに高く増加しながら、低い表面速度から正常のＢＬ勾配を示す。このステップの下流で、出口ＢＬ速度ベクトルダイヤグラム３４は、これらの下部ＢＬ層がステップ−渦流内に分離されてＣＶＧチップ渦流−対を通して排出される最も低い進入層よりさらに大きな速度と改善された付着性能を持っていることを示す。ＢＬまたはフリーストリームの概念的な頂上部は、流線Ｖｔｏｐとして示される。
【００８０】
ＣＶＧステップ−渦流２５は、最適な質量−蓄積長さと角度に沿って連続して予測可能であり、制御される方式で後方に流動し、例えば、長いスパン方向のアフト−フェイシングステップの捕獲された無秩序な渦流とは異なる。ＣＶＧチップの一次チップ−渦流対は、実施例の幅に沿ってＣＶＧステップをインターセプトするか、または横切る流動シートの全体せん断流動領域から非常に強く、幾何学的に安定しており、効率的な収穫流動エネルギーと流動質量とモメンタムである。このＣＶＧチップ−渦流対のフィラメントは、またこれらが囲まれた下流ＢＬに影響を与え、形成された流体−流動分離バブルと構造を破壊することができ、そして、フォイル設計によっては、ブレード失速−ＡｏＡが約＋５度だけかなり延ばすことができるという点で、従来のＶＧが高いＡｏＡでのように作用できる。このＢＬの隣接領域は、活動的なＣＶＧチップ−渦流フィラメントの通過により影響を受け、また余分の流体−流動エネルギーは、Ｕ字状渦流と、この隣接したＢＬ領域が厚くなることを抑制する傾向にある。このようなＣＶＧは、エネルギー損失が基準表面構成から減少した状態で処理され得る、ＡｏＡまたは局部流体−流動表面の制御範囲を延長させる。
【００８１】
分離点までは、この新たな技術のブレード表面設計が流体−流動の効率的な進入を保障する「正常または理想的な」幾何学的表面設計を有するようになり、このステップ以前にいかなる上流の付加抗力または馬蹄渦流を誘発させない点に注目する。この地点で渦流を発生させようとするランプスタイル、ホイーラーまたはブレードタイプのＶＧは、正しい、または理想的なブレード形状から外れなければならず、抗力を発生させながらさらに高いＢＬ流動内に一定の距離だけ非効率的に侵すこととなる。
【００８２】
統合されたＣＶＧ要素またはアレイが、このステップの後に理想的なフォイル設計と同様に新たな設計基準の所望のＬＥ進入表面またはフォイル幾何学的設計を効率的に定義することができるため、このアフト表面設計は、このような新たな統合されたＣＶＧ設計意図によりこの表面を効率的に得ることとなる。このような方式で、新たな設計のフォイルまたは表面は、本来のフォイル設計に関して、臨界の層流ＬＥセクションで正しい流体−流動のためのセットアップとなり、アフトセクションがステップオフセットにより内側に縮小される。ＣＶＧ付加のために形成または調整されていないフォイルまたは表面設計に対する付加ＣＶＧに対し、このＬＥ進入セクションは、この適用領域で付加ＣＶＧアレイフィルム／ステップ厚さの、例えば２倍だけ効率的に厚くなり、崩壊する。
【００８３】
等角渦流発生器は、（ある高さの）アフト−フェイシングステップを横切る最も低い境界層上で作用して処理され、さらにはＢＬレベル上の極めて高い求心加速度と二次流動のフェイスでも、下流ブレード表面と隣接して接触した状態であるように、これらの中心コード方向低圧の共同のスタグネーションラインで隣接して縛られるコード方向の持続的な一次チップ−渦流フィラメントを生成する。
【００８４】
１，２００重力放射状先端加速度と７００ｆｐｓ速度のヘリコプターローターブレード上で、ＣＶＧチップ渦流−対のスタグネーションラインが表面塵を捕獲し、強い放射状力と他の二次空気流動のフェイスでブレード上にコード方向に残っているように、この塵と最も低いＢＬ流動を効率的に「防ぐようになり」、これは、このような新たな技術であるＣＶＧ技術を用いなくてもブレードから塵を完全に除去することを流動可視化を通して教示している。このような強いステップ及びコード方向の渦流流動分布は、如何にＣＶＧがさらに高い進入流体−流動モメンタム層からエネルギーを効率的に運搬し、コード方向及びスパン方向に広げ、流動分離バブルを形成して分離しようとする（例えば、トレーリングエッジ５側に）任意のアフト領域を制御するのに役立つかを説明する。
【００８５】
一次ＣＶＧチップ−渦流対とステップ−渦流は、漸進的に圧力とモメンタムを同様にする傾向にある多くの関連した二次渦流とエディーを有するようになり、流動せん断がＣＶＧ構造とステップで、そして、この構造とステップのアフトで最小化される。
【００８６】
ＣＶＧステップに沿って、塵の蓄積は、ステップフェイスとベースがまたスタグネーション領域であることを教示しており、そして一部の最も低いレベルの下部モメンタムＢＬ流動が一次チップ−渦流対を移送するように分離されると、この残留するより高く、さらに大きなエネルギーとさらに大きなモメンタムの層が、ＣＶＧチップ間に捕えられている新たなより活動的な下流ＢＬとして再付着するように、若干下流に効率的な流動経路を発見できることを教示する。一次ＣＶＧ渦流対は、小さく作られ得、ステップとＢＬ厚さの幾何学的大きさ範囲にあってよく、抽象的なＢＬの頂上部上でフリーストリームまたは二次流動に一般的に露出されないことに注目する。これは、ＣＶＧ渦流がＢＬの最も低いレベルで十分に浸され得、このＣＶＧ渦流が他のメカニズムにより発生する渦流に対して、例えば、ＮＡＳＡにより報告されたものより下流方向のジオメトリで少なくともより持続的かつ効率的な大きさのオーダーとなるように許容する。アレイ内のＣＶＧ要素間には進入する流動の損失−発生馬蹄渦流がない。
【００８７】
ほとんどの他のＶＧ構造は、高抗力（例えば、突出型ランプタイプ）を有し、構造的に敏感であり（ベーンタイプ）、制限された範囲の作動可能なＲｅ流動体制の範囲に幾何学的形状が制限され、持続的で浸されている渦流を生成しないか、または二次流動と効果に影響を受ける低いエネルギーの渦流（例えば、ディンプル）を生成する。角のあるジェットと合成流動ジェットのような、ブレード上の従来技術の活動的な流動制御装置は、流動分離を減少させるために境界層を再活性化させることができるが、エネルギー損失の馬蹄または腎臓形状の渦流を誘発し、固定点に対する制限された範囲での流動にのみ影響を及ぼし、一般的により複雑であり、そして基準の変形されていない幾何学的形状に対して相当な抗力減少を示さない。
【００８８】
ＣＶＧのＢＬ領域アフトを再活性化させることは、揚力が減少する間、分離バブルが最終的に形成されて抗力が増加する前に、失速のない（低抗力）迎角ＡｏＡを約＋５度だけブレードを拡張できるように許容する。このようなＡ−カーブの改善されたＡｏＡ拡張は、他のテストフォイルで起こり、この流体−流動物理学がブレード形状とＲｅナンバーに対してよく適用されることを教示する。このようなＬＰＴブレードの改善物は、新たなブレードカスケード設計の設計回転−角度が、よりコンパクトで、さらに少ないステージのタービン及び／又は圧縮機カスケード設計に対して、（ヅヴァイフェル（Ｚｗｉｅｆｅｌ）係数を増加させながら）増加することを可能とする。
【００８９】
このような新たなＣＶＧ技術のより価値のある特徴は、基準と比較してブレード抗力は失速角度により近接したゼロ入射角から、同一の揚力とＡｏＡで約−５％〜−１０％だけかなり減少するという点である。これは、再活性化されたサクション−フェイスＢＬがまたさらに高い速度を持って薄くなり、それで揚力を生成する間、少ない乱流−流体損失を発生させるという事実に起因する。ＣＶＧアレイ渦流とＢＬ活性化は受動的であり、非常に効率的な方式で発生し、設計されたブレード抗力性能に不利な影響を与えないが、流体−流動範囲を横切って性能を減少させることで性能を降下させる。
【００９０】
統合された下部ＣＶＧアレイ１１について、下部ＣＶＧバレー部の一例は、１２と示され、そして、また上部ＣＶＧアレイ６と同一の方式で角のあるアフト−フェイシングステップを形成するようにブレードフォイルプロファイル内側に入る。この圧力−フェイスは、異なるコード方向圧力と速度プロファイルを有するが、下部ＣＶＧバレー部１２は、上部ＣＶＧバレー部８に対して上部ＣＶＧアレイ６での例と類似した方式で構成される。
【００９１】
フォイルに対するテストを通して、ブレード抗力改善物のうち一部はフォイル圧力−フェイス上の流動を改善し、凹の求心流動に起因した応力から、例えば、ＴＧ渦流の形成を妨害する、下部ＣＶＧアレイ１１をまた含むことで出るという点が教示される。下部ＣＶＧアレイ１１はまた、乱流と抗力を減少させる下流圧力−フェイスのＢＬ層を薄くするのに作用する。
【００９２】
このブレードをいずれか一つまたは両方のＣＶＧアレイで作動するように設計することが可能であるが、サクション−フェイスＣＶＧアレイは、ＬＰＴブレードサクション−フェイス流動分離の主要先行技術で知られた問題点の一つを有する。
【００９３】
カスケードにおいて、例えば、サクション−フェイス圧力回復流動からの衝撃波は、特に一定の流体−流動でブレードＴＥ構造の厚さがブレード−通過流動−チョーキングと、これによる衝撃波を誘発するならば、ブレード通過流動を形成し、攪乱し得る。ラムダ−フット衝撃波分離でショックバウンダリーレイヤーインターアクション（ＳＢＬＩ）に影響を与える意図的なＣＶＧ渦流流動は、フォイル、流体−流動制御表面とダクト上で衝撃とエネルギー損失を緩和するのに用いられ得る。
【００９４】
効果的なＣＶＧの構成及び設計は、これらが広範囲なジオメトリに対してよく作用するという事実により役立ち、特定条件を満たすように好んで調整され得る。テストによると、ＣＶＧジオメトリが変更されるにつれ、この結果が速い変動や特異点なしに滑らかな変化の範囲内に一般的にあり、言い換えれば、これらが大きな範囲の設計条件によってよく挙動していることを示す。ＣＶＧがＢＬの底部で常に始まるため、これらは、いかなる実用的なＲｅ値でもＢＬの外側を侵さない。
【００９５】
渦流状態は、標準大気で約３００のＲｅナンバーから始まり、有益に約３０，０００で十分なエネルギーとなる。ＬＰＴブレードが作動できる約Ｒｅ３０，０００から５００，０００まで、ＣＶＧは、改善物を提供するように構成され得る。Ｒｅナンバー５００，０００から例えば千万以上まで、ＣＶＧは回転構成要素を含んでいる、隔離されたフォイルとボディセクションと流体力学的構造物に非常に効果的である。ＣＶＧステップは作動位置でＢＬ高さの小さな部分であってよく、非常に強くて有益な流体−流動制御能力を依然として生成でき、しかし、非常に一般的なケースと変形されるＲｅ動作点では、局部のＢＬ厚さのより大きな部分またはさらに数倍として有用にまた使われ得る。
【００９６】
等角渦流発生器またはＣＶＧは、（ａ）進入表面−流動流線とマッチングされる低い−損失進入構成と、（ｂ）このようなせん断流動を出力表面に沿って、（ｃ）蓄積されたステップ−渦流のせん断流動を除去するための出口点まで、疎通させるステップ−渦流内でせん断するように、進入流体−流動の最も低いレベルを誘導する、インターセプト流動−角のあるアフト−フェイシングステップを有し、そして（ｄ）進入する高エネルギーの非せん断層の均衡がさらに高いエネルギーを有する新たな下流境界層として再建されるように許容することで設計された流体−流動変形要素として広く記述され得る。
【００９７】
ＣＶＧ流動−角のあるステップは、局部入力流動の流線ベクトルに対してスパン方向に（作動ニュートン流体として空気に対して）約２２度の角度で典型的に構成されるが、一部の性能変更と共にこのようなおおよその名目値周囲で動作し、そして、このような正確な角度は、作動流体状態に依存する。従って、ハブとチップの端部−壁等で流動に統合されると共に、いかなるＣＶＧステップ角度も異なる局部流動方向に対して最適化されるように調整されることが可能である。
【００９８】
ＣＶＧステップは、チップが後方に向きながら、後方チップで山形または三角形状構造物で典型的に対をなして、持続的で安定な出口チップ−渦流対を生成し、そして、ＣＶＧステップは、入力流動ベクトルと状態の変形を許容するように変化角度、ステップ形状とステップ高さとステップ長さを有する、多くの隣接するＣＶＧステップエッジ構造物の可変するオフセットアレイで結合され得る。このＣＶＧ設計形状は、流体流動で構成された表面領域に対して異なる点で流体−流動の精密な制御を許容する。ＣＶＧは、与えられた表面形状に対して特徴的なステップ高さ、長さと角度で構成され得、そして、例えば、５０ｍｍの幅のＬＰＴブレードコードに対しては、例えば、約２２度の局部角度の流体−流動インターセプト、三角形状、３ｍｍステップ長さ、１００μｍ（マイクロメートル）ステップ高さで選択され、予想されるＲｅ値と典型的なブレードフォイルセクションに対して高い速度の層流転移領域周囲に位置し得る。
【００９９】
これらの形状開始点値は、容易に変更され得、一連の実際ブレードステップテストと性能測定により最適に立証され得るが、小さな大きさと作動応力により、このＬＰＴ環境で付加のＣＶＧに対しては実用的でない。ＣＶＧステップ高さは、幅範囲に対して調整可能であり、そして合理的なレベルの進入する下部ＢＬ流動が一次コード方向渦流となることを拒否しながら、Ｒｅ値の設計動作範囲に対してステップエッジに沿って十分な渦流状態を発生させるように構成される。このようなＣＶＧ設計プロセスはまた、可変するＲｅ値でのオフ−デザイン分離が問題となる前に、抗力を低くし、回転−角度能力を増加させるように、固定されたステータブレードアレイに有益に使われ得る。
【０１００】
流動に対して垂直または９０度でフォイル表面に沿うスパン方向のステップは、典型的に混同のスパン方向ステップ渦流を捕獲し、基準非変更ブレードに対して約＋５％の抗力を増加させるものと知られており、そして、最も好ましいケースは、このステップが、約−１０％の抗力減少と共に、流動に対して約２２度にある、例えば、ＣＶＧセグメントで解体される時であるが、これらの数字に限定されるものではない。興味深いことに、テストは、ＣＶＧステップが流動に対して約６０度にあり、このステップ累積長さが長い場合、９０度（先行アフトフェイシングステップエッジ）ケースより大きな最も悪いケースの抗力を示す。これは、一部点でステップ渦流がステップ−渦流大きさと流動容量で、累積された低いエネルギー流体質量で過駆動され、進入する流動流線に対して障害になるように拡張され始めて、それで、このＣＶＧメカニズムが線形のスパン方向アフトフェイシングステップよりさらに悪く、抗力に対して不利になるという点を示す。抗力を低くすることが核心的な設計目標であるが、制御される量の抗力増加及び減少の両者を生成できる能力を有することが、ＣＶＧを多くの精密な方式で新規な流体−流動変更道具として使うことができるようにする。
【０１０１】
ＣＶＧ構造の機械的な、そして製造上の鋭さ及び定義は、特に臨界的ではないが、しかし、ステップトップ−エッジが「より鋭いほど」（最小の半径）、進入流動は、最小の二次エディーに安定的で予測可能にさらによく分離される。ＣＶＧバレー部はまた、半径を有して簡単に構成され得、このＣＶＧチップは鋭くなるか、または最小の性能敏感度を有する、半径または他のジオメトリでまた構成され得る。出力表面に対するこのステップの底部転移は、他の二次応力渦流と共にスタグネーション点においてあり、ステップのトップ−エッジせん断機能と干渉しない適した半径のフィレットで設定され得る。
【０１０２】
任意の組み合わせの処理、材料または製造方法で形成された鋳造、鍛造、組立または機械加工された部分に対して、組立と、動作時の振動及び曲げモードの応力集中を最小化することの両者のために応力を緩和させるようにステップの底部エッジの半径を形成することが有益である。このステップのトップエッジには、ボディ等−変形率と変形ラインが典型的に明確である。
【０１０３】
高い加速及び／又は振動環境で、ＣＶＧを位置させることは、これらがチューニングされた振動モードと一貫した反射点と構造を回避するように同一の対向表面上に空間的に構成されるという点で最適化される。それで、一つのフェイス上に正規アレイは、不均一な方式で個別ＣＶＧ要素、チップとバレー部の位置、ＣＶＧステップ長さ（効果的に定義されたピッチ）と角度を調整することによって最適化され得るが、これによって、ブレード振動応答を低くし、そして所望しないブレード曲げと、結合されて励起された振動及び機械的な共振モードが強化されなくなる。これはまた、ブレード変形率がサクションと圧力位置との間で一貫して集中しないようにして増加した疲労イシューを引き起こすように両ブレードフェイスに対して行われ得る。
【０１０４】
図３の項目２１は、右側角度より鋭角である左側角度を有する非対称のサクション−フェイスのＣＶＧ「Ｖ−形態」例を示し、この形態は、若干異なる方式でＣＶＧを非対称にし、チップのそれぞれの側面でＢＬ流動を処理できるようにする。左側へのこのＢＬ質量流動は効果的にさらに狭くなって、左側チップ−渦流へのステップ−分離ＢＬ流動は、結果的にさらに小さく、力が小さい左側チップ−渦流と共に少なくなる。このＣＶＧの右側で、進入する流動のより広いインターセプトは、右側チップ−渦流が対応するようにさらに大きく、さらに強くなることを意味する。これらの二つの非対称の逆回転チップ渦流の間の力と渦流状態ベクトルと大きさの均衡は変更されて、これらがサクションフェイス上の左側にさらに流れるようになり、そして、これらがＴＥ以後に破片に消散されることによって、より時計回りの残りの渦流状態大きさの均衡が取られるようになり、そして、ブレード内側及びルート端部が図３に示された項目１の位置にあると仮定すれば、これは、図３に示されたように、正規の効果的なブレード渦流揚力和の時計回り「または極性」とマッチングされる。残余渦流状態の最終構成に依存して、ボディ揚力係数ＣＬを上にまたは下に影響を与えることが可能である。このような構成で、圧力−フェイスＣＶＧが対向方向に（言い換えれば、上部から見たとき、ＣＶＧ左側がさらに広い）変更されると、これはまた、ウェークへの効果的に誘導された−循環揚力−渦流和に積極的に加えられるようになり、ＣＬを増加させる。ＣＶＧ  ＢＬの再層流化に起因した抗力減少は、小さな渦流位置の変動により変更されるが、必須的に同一の再活性化された質量流動がＢＬ進入幅の単位幅毎に発生するので、ＣＶＧチップの間で依然として有効であるという点に注目する。変更されたチップ−渦流対の通過は、直ちに隣接するように厚さを有するＢＬ領域で発生するストリーミング渦流状態に影響を与え、これらの領域から合わせられた揚力渦流状態を変更させる。
【０１０５】
図１ｃは、ＣＶＧ項目の集合の近接細部図を示す。頂点Ａ−Ｂ−Ｃで表される三角形は、一つのＶ−形状のＣＶＧ例であり、一例として、幅Ａ−Ｂから進入するＢＬを分けて、この切断された下部ＢＬ流体質量をステップＡ−ＣとＢ−Ｃの両方に沿って後方に移動させ、チップＣから後に流れる一対の渦流でこれを排気するように動作される。ＣＶＧが、例えば、ヘリコプターＬＥ  ＥＰＳシステム上に付加例として使われると、最も小さく合理的なＣＶＧ要素は幅Ａ−ＢのＣＶＧセクションになり得、ＬＥセクション周りに連続的に取り付けられたサクション及び圧力−フェイスＣＶＧを含み、次に、多数のこれらの基本ＣＶＧ構造の組み合わせられたアレイとして使われ得る。単純には、ＣＶＧは流動を変更するために流体力学的ボディ上に隣接するように取り付けられ得る多くの組み合わせのＣＶＧチップセクションのアレイで典型的に作製される。取り付けられたＣＶＧ要素間の小さな実際的な間隙は、ＣＶＧ有効性と性能改善物と比較して最小の効果を有する。付加的に、これらのさらに大きなＣＶＧアレイは、これらが流体−流動で腐食するにつれて摩耗を示す整列特性と層を取り扱い、適用して結合するのに便利であるように構成される。
【０１０６】
図１ａは、基本的に三角形として個別ＣＶＧ要素を説明しているが、この例は、単純に図示を容易にするためのものであり、実際、最も好ましい性能は、ＮＡＣＡ低損失潜水入口に用いられるような、基本的にオジバル（ｏｇｉｖａｌ）形態のステップエッジと共にする。これらのＮＡＣＡ入口はまた、入口流動を減速させるようにエッジ渦流を生成するが、若干異なるジオメトリを有し、形態抗力を減少させるか、またはＢＬを再活性化するためにアレイ状態で配置されず、そして、局部ＢＬ幅に数倍のステップ高さを有して、渦流と最適化された流体力学的ジオメトリが用いられるということを除いては、新規な統合されたＣＶＧ技術とは非常に異なる。
【０１０７】
オジバルＣＶＧ形態は、三角形のステップラインと比較して若干の上流位置とさらに鋭角を典型的に追うことで、このチップに接近するとき、三角形状のステップ−ラインから外れる。これは、この位置−定義されたアフト−フェイシングステップにより縛られた累積のステップ−渦流の使用可能な上流表面の限度を拡張させる。この進入する分離された流体−流動質量は、全体角のあるステップに沿って蓄積されて、アフトセクションがより大きな質量を含み、渦流大きさと速度を増加させる傾向にあり、そして進入する流体−流動にさらに成長する傾向にある。ステップ渦流がせん断流体質量から過度に大きく成長すると、これがこれらの位置でわき出る非せん断ステップ−流動に影響を及ぼす傾向にあって、この一次ステップ−渦流構造２５がさらに大きく崩壊され、そして外部ステップ−渦流層を延ばすか、このステップ渦流をいくつかのコンポーネントに不利に破壊する傾向にある。図２ｃの断面図のステップ−渦流２５は、ステップ高さとジオメトリを越えるこの渦流位置の効果を強調するために若干上向きの延長部を示す。
【０１０８】
これは、いくつかの実施例において、流体−質量蓄積によりステップ−渦流の拡張部を収容するように、ステップ−渦流経路下の最適な位置で形成されたステップ−渦流拡張溝１３をオプションで提供することが有益であるという点を意味する。これは、与えられたステップ高さに対して、新たなＢＬ下流として再付着される非せん断のわき出る流動に対する障害物及びエネルギー損失であって、成長するステップ−渦流直径の外側への過度な衝撃を回避する。ＣＶＧチップにおいて、これらの拡張溝（または、他の形状のトレンチ）は、さらに高い流体−流動での変形を減少させるために、対向するステップを併合するか、平行にすることができ、チップ−渦流拡張溝１４としてアフト量だけ延びることができ、流れているチップ−渦流対に対するガイドを提供することができる。この渦流拡張改善は、より強い下流ＢＬ再活性化とチップ−渦流を許容しながら、与えられたステップ高さで進入する流体−流動のより大きな質量を分離することができるようにする。フォイルまたは空力学／水力学的表面に対して、これらの材料除去の構造的な衝撃が考慮されるが、多くの場合、例えば、鍛造物である３Ｄ表面構造物の組立は、セクション慣性断面、剛性及び表面の機械的な特性を改善させることができる。ステップ−渦流２５は、慣性及びせん断力が均衡を取るように作用する上部ステップエディー構造３０とステップせん断−均一化エディー３２のような多くの二次流動構造とエディーを有する。
【０１０９】
オプションのステップせん断ガイド３５セクションを最適な形状の、及び組み立てられたリッジ（ｒｉｄｇｅ）として付加することは、ステップせん断−均一化エディー３２をより抑制し、エディーまたは二次渦流からの流動損失を低くし、そして可変するＲｅ条件と共にステップ−渦流２５の後方拡張のための空間的なカットオフエッジを形成するのに役立つ。
【０１１０】
付加ＣＶＧ実施例において、交替可能な付加ＣＶＧ  ＥＰＳ材料として、弾性重統合、プラスチック、樹脂、金属、金属フィルム、セラミックコーティングサブストレート、炭素繊維、炭素−炭素、炭化ケイ素または金属繊維マトリックスまたはセラミックメトリックス複合材（ＣＭＣ）または他の材料組み合わせが、複合材またはＦＲＰ材料または金属ヘリコプターローターブレード、または羽根ＬＥ等に適用され、そして拡張溝１３、１４は、部分的な高さのステップとＣＶＧ整列マークに沿って、例えば、サクションまたは圧力ＣＶＧステップのいずれか一つでフォイルまたはボディ表面に成形または統合され得る。次に、付加ＣＶＧ  ＥＰＳフィルムは、組み合わせられたステップ特性とＣＶＧ機能性を発生させるために、これらの統合されたＣＶＧ特性に対して機械的な整合状態で付加され得る。ＦＲＰ（複合材）表面、または、例えば金属ローターブレードまたは羽根／固定フォイルＬＥは、いかなる組立手段でもＬＥ内に統合され得るが、この場合、塵や雨等からの腐食やペイント損傷が重要な問題となるので、アッド−オン及びフィールド−交替可能な付加ＣＶＧを有する統合されたＣＶＧの組み合わせは、エネルギー効率的な層流または低い乱流流動を維持するために、ＬＥ表面を保護するのにさらに好ましい。
【０１１１】
近接の空力学的空間でカスケードされたＣＶＧは、渦流相互作用に起因して最も好ましい組み合わせられた利益を一般的に提供せざるを得ない。特に、回転表面上から適切に分離されなければ、渦流と流動は干渉しないように厳しく空間的に制御されるか、または外乱を最小化するために流動方向に分離される必要がある。上流ステータ、ローター及び他の転移外乱からウェーク相互作用は、これらがＣＶＧチップ渦流よりさらに大きな構造であり、典型的にＢＬ外側にあるため、性能においてあまり問題とならず、そして、流動が極限Ｒｅ値に対して効率的に動作できるため、この渦流、回転または衝撃流動エネルギーを「取り入れるか」または吸収できる多数の小さなＣＶＧ要素を横切って流動が拡散し得る。飛行エンベロープを通して約３０％だけのヘリコプターブレード上測定された周期的な振動とＮＰ  ｒｍｓ変形率減少は、ＣＶＧが流動摂動とＡｏＡの大きな周期的な流動極端を通して非常に効率的に作動できることを教示する。
【０１１２】
下部ＢＬ層の流体質量の制御される量は、進入表面流動から効果的に分離され得（そして、ＣＶＧチップ−渦流対で受け入れられず）、また、これは多孔性空力学的表面またはサクションストリッパーステップエッジまたはスロットを利用して、能動的なサクションＢＬ制御システムの効果的な目標となる点に注目する。多くの従来技術の能動システムは、閉塞（ｃｌｏｇｇｉｎｇ）問題で放棄されて、ＢＬ制御のためのこの位置に使われたＣＶＧは、表面制御効果を拡張させるためのＣＶＧチップ渦流の付加で優勢であり、また抗力を低くするようになる。これは、パイパーＰＡ−３１ナバホのエルロンの前にあるウィングのような深い−コードフォイルのＬＥ上に付加ＣＶＧを使うことによって示され得、これは、付加ＣＶＧがウィングストールでエルロンの制御権限を向上させ、航空機ストール速度を低め、そして巡航速度を増加させるためである。これは、ＬＰＴ／Ｆａｎ／ＬＰＣステータのような非回転流体−流動環境の一例であり、これに対し、ヘリコプターローターまたはプロペラ／プロップ−ローターは、約１８０ｍｍのフォイルコードに対して約２０ｍｍのステップ長さと３００−５００μｍのステップ高さを利用して、しかし、異なる剛率、縦横比等を有するＬＰＴ／Ｆａｎ／ＬＰＣローターブレードのような回転流体−流動制御の一例である。
【０１１３】
ＬＰＴローターとステータブレードに付加的に使うことができる統合されたＣＶＧとの組み合わせでまた他の統合流動を制御する方法は、ＣＶＧステップでまたは以後に流体−流動とＢＬモメンタムを付加または噴射する流体−流動ジェットを使うことである。これらのジェットは、従来技術の合成ジェットのような流体圧力ソースから能動的であってよく、またはサクション側表面に対して経路、通路及びプレナムのアレイを経由して適切に行われた後に、より高い圧力またはより低いフェイスのＣＶＧアレイ１１の周りに取り入れられたフォイル圧力−フェイス流体であってよい。
【０１１４】
図２ｃの断面図は、噴射プレナム３８から２のような出力表面まで適切な圧力と流動速度の流体−流動を運搬できるアフト角のあるジェット流体噴射ポート３７及び／又は測定オリフィスを示す。アフトフェイシングステップエッジ２４の後の、そしてＣＶＧチップの間に位置した表面で低い抗力の流体−流動噴射キャビティ３６の付加は、選択仕様であり、流体−流動性能を向上させる。このようなアフト角のある方式で（オプションで形成されたキャビティ内に進出する）流体ジェットを付加することは、高いブローイング及び流動モメンタム比でジェット−リフトオフを抑制するように出口高エネルギー流動２３の下方速度ベクトルの一部を利用することであり、横方向に、そして流動方向にジェット流体ストリームを広げるのに役立つ。流体−流動噴射キャビティ３６の輪郭のある形態と分岐する出口流体−流動は、（従来技術のコアンダ（Ｃｏａｎｄａ）効果またはスロットブローイング技術のように）ＢＬ再活性化能力にさらに役立つように、ジェット噴射流体の付加されたエネルギーが表面に近い最も低いＢＬ位置に配置され得るように許容し、最上の性能は、併合される出口高エネルギー流動２３内に最小の速度差／せん断と乱流がある時となる。ＣＶＧを噴射ジェットまたはサクションポートと結合する利点は、このような内在する抗力減少ＣＶＧ構造が流動増加と共に効率的に使われ、流体−流動性能をさらに向上させるという点である。
【０１１５】
アフト角のある流体噴射ポート３７が出口高エネルギー流動２３下にあるので、ここでの動的圧力は最も低いレベルで停滞されたＢＬより低くて、設計されたジェット質量流体−流動体積には、噴射プレナム３８での低い圧力が効率的に提供され得る。下方出口高圧流動２３の効果に起因して、より低い圧力流動とより大きな体積容量が、より大きな大きさのジェット流体噴射ポート３７のために許容され、破片で閉塞される危険をあまり受けなくなる。この表面上に、または、ＣＶＧチップの間に一つ以上の例である流体−流動キャビティ３６内に移送するように配列された多数例のジェット流体噴射ポート３７を用いることがまた可能であり、選択仕様であるので、横方向に広げるより大きな流体−流動と、一部が閉塞されても依然として使用可能であり、能動的な他の交代の、及び余分のジェットオリフィスがあるようになる。
【０１１６】
このようなジェット流動強化は、付加の流体−流動エネルギーを利用し、ＢＬ分離と抗力を制御するのに役立つように使うことができ、そして噴射プレナム３８は、圧力−フェイスＣＶＧバレー部１２、またはフィルタリングされた圧縮機ブリードまたは補助空気ソース、または脈動する音響圧力ソースのような、さらにはネット（ｎｅｔ）−ゼロ質量−流動法で、高圧停滞点に最適に近接した、低い−抗力の流体ピックアップ点４０に位置する圧力−フェイス流体伝送ポート３９により移送され得る。
【０１１７】
適切な圧力の流体ソースとして低い抗力の流体ピックアップ点４０を使うことは、３Ｄ流体−流動構造の他の部分の表面を有益に結合する一例であり、そしてポートとプレナムの大きさは圧力差に対して正しく計測された流体−流動を提供するように構成される。ジェット用の付加の流体−流動エネルギーが可変するオフ−デザインとＲｅ値で、表面またはエンジン流動及び速度条件に伴って圧力が可変する流体ソースから由来すれば、ジェット流体モメンタムは固定または非可変圧力流体−流動ソースがジェットを活性化するように使われれば発生し得る、ジェット−リフトオフを避けるために、いかなる選択仕様の流動または圧力調節を必要とすることなく可変するＲｅ条件を一般的に追従する。効果的に取り入れられるこの圧力フェイス流体は、圧力フェイス上で能動的なサクションＢＬ制御として作用する。
【０１１８】
回転するフォイルまたはボディ表面上で、ジェット流体噴射ポート３７の例は、プレナムで外側に流れるより重い塵と破片を受け入れないように、プレナム開始点で若干外側に指定されるように構成され、また、大きな角度または経路偏向がジェットを回転させて進入させて閉塞できなくする、シュラウド型または逆流進入ポートを有する噴射プレナム３８の例に連結され得る。このような慣性で分離された塵と破片は、求心環境で（またはステータフォイルケースで流動圧力／モメンタムに起因して）一般的に外側に移動し、次にＴＥに近接した適切なプレナム拒絶チップオリフィス４１でオプションで排出される。プレナム拒絶チップオリフィス４１は、より大きくなることがあり、十分な動作速度で（過度な流体−流動を捨てることなく）排出オリフィスを部分的に塞ぐことでセルフ−クリーニングプロセスを制御するように求心加速力を使い、そしてローターブレードがアイドル（ｉｄｌｅ）状態に減速されるにつれ、簡単な力−制御メカニズムは、このセルフ−クリーニングポートを最大に開放し、タービンステージを通して依然として噴出する流体−流動がある間、過度に大きな粒子の蓄積のダンピングを許容する。
【０１１９】
圧力−フェイス下部ＣＶＧアレイ１１の周りに低い抗力の流体ピックアップ点４０から流体伝送ポート３９を経由して取られた圧力流体の低い抗力の局部ソースは、より高いＢＬ流動を過ぎて移動する高いモメンタムとエネルギーの破片または塵等を取り込まないように構成される。
【０１２０】
（ジェット流体−供給またはＢＬサクション対）ジェット−ブローイングのための交代の圧力−フェイス構成は、サクション−フェイスジェットを移送するプレナムの例から分離された、加圧された噴射プレナム３８の第２例により移送される、ジェット流体噴射ポート３７の一バージョンであって、逆方向に低い抗力の流体ピックアップ点４０に位置した圧力−フェイス流体ピックアップ部３９を構成することで生成され得る。これは、圧力−フェイス分離能力を増加させるように、例えば、フィルタリングされた圧縮機ブリード空気から分離構成されたジェット流体圧力ソースを許容する。
【０１２１】
これらの圧力−移送ブローイング−ジェット方法は、サクションと圧力表面の両者に対して下流ＢＬモメンタムを付加的に向上させ、さらなる代案は、ＣＶＧチップの間から付加のより低いエネルギー流体質量を回収するように、流体サクションソースに流体−流動噴射キャビティ３６、噴射プレナム３８等を結合させて、増加したモメンタムを有する下流ＢＬを提供することである。
【０１２２】
スロットまたは３Ｄ形状の流動対流構造は、例えば、ジェット流体噴射ポート３７のための丸いホールの代わりに選択され得、そして選択される方法は、組立難易度とフォイルまたはブレードの機械的な統合性を考慮する。噴射プレナム３８は、求心力で誘導された圧力勾配が、より外側のＣＶＧ流体−流動噴射キャビティ３６領域をオーバードライブするか、内部のＣＶＧ流体−流動噴射キャビティ３６領域をスターブ（ｓｔａｒｖｅ）させないように、分離されたＣＶＧ領域をフィーディングしながら多数の分離されたスパン方向のセクションに組み立てられ得る。ジェット流体噴射ポート３７の大きさはまた、圧力勾配による流体噴射流動をさらには改良して行くようにブレードスパンに沿って可変され得る。噴射プレナム３８の例を中空にして組み立てるために、ボディまたはフォイル中心線に近い材料質量−除去は、セクション慣性または曲げ強度を大きく減少させないが、ブレード、タービン及びエンジン重量を減少させる。
【０１２３】
図３は、ルート１で壁フィレット４９を有するタービンハブ壁４５に連結されたＬＰＴブレードを示し、ＣＶＧ実施例の他の可能な組み合わせられた変形を示す。項目２０は、より長いＣＶＧ  ｖ−セクションをアレイで示す。項目４２は、チップ−渦流対の分離を広くするように、スパン方向に短く切断されたＣＶＧチップを説明する。これはまた、チップ−渦流対内に流動して直接混合され、チップ渦流で囲まれてこの渦流を強化できる、より大きな量の含まれたチップ幅のＢＬを含む。
【０１２４】
項目４３は、二つの広幅の離隔された逆回転渦流対をまた生成するように変形されたＣＶＧチップを示す。
【０１２５】
このような変形において、鋭角のより小さく、内側に含まれたＣＶＧステップの追加セットは、より大きな外側チップ渦流に対して縛られたより小さな逆回転チップ渦流を生成する。これは、現在、二つの一次及び二つの二次ストリーミングチップ渦流により影響を受けて処理される領域を広げるようになる。
【０１２６】
項目４４は、ＣＶＧステップ下に途中で二つの一次チップ渦流を生成し、次に、二つの小さな二次チップ渦流を有するＣＶＧ頂点でのより小さなチップ幅を生成する追加チップ変形を示す。
【０１２７】
これらの全てのケースにおいて、スパン方向にＣＶＧステップの対応する幅は、制御可能な流動効果を許容しながら、それぞれの渦流構造内に質量流動を精密に制御する。
【０１２８】
ＣＶＧ構造とアレイは、ローターまたはステータ抗力と流動を改善するために、壁ＣＶＧアレイ４６のようなＬＰＴカスケード３Ｄブレード通路と進入表面の周辺周りとして使うことができる。回転するローターブレード環境で、ＣＶＧの一連の例は、角のある二次流動で渦流干渉により抗力性能には不利であるが、最適な間隔とオフセットを有する多重カスケード形態において、または二次流動分離変形のような他の目的のためのいくつかの場合において、ステータ上、用いられ得る。
【０１２９】
トレーリングエッジ５で（ボディ内にステップダウンされた）対称または非対称の第２のアレイＣＶＧ４７は、ブレードウェークがＴＥ出口流動以前に表面上、全体的に直ちにあるため、ブレードウェークを変形し、揚力／渦流状態を改善させるために、サクション及び／又は圧力−フェイスのいずれか一つに使うことができる。ローターの場合、これらは、例えば、上部ＣＶＧアレイ６または１１に近接した第２列として使われたＣＶＧより回転環境であまり悪影響を受けない。
【０１３０】
可能なチップ連結端部−壁とブレード通路のルート−端部で、ブレードルートプラットフォームと、一定の半径タイプの３Ｄダクティング流動表面とフィレットは、ＢＬ再層流化を減少させるＣＶＧ抗力と、またブレード通過渦流等のような二次流動により誘発される流動分離の減少によってまた利益になり得る。
【０１３１】
ＬＰＴ「スクィーラー（ｓｑｕｅａｌｅｒ）」チップ端部または外側チップシュラウド表面は、しばしば摩耗し、強い作動熱変化により膨張し、密接−間隙チップ−シールシュラウドとダクト表面に対してチップ経路を時折接触し、研磨してクリアーするように設計される。温度上にチップ−間隙で、より大きな圧力差と二次チップ流動があり、チップ−シールシュラウドの表面は、高い相対流体−流動チップ速度により流されるＢＬと二次流動を有する。
【０１３２】
ＬＰＴ「スクィーラー」チップ端部または外側チップシュラウド表面の端部は、局部の相対流体−流動方向に下流にチップが指定されて、統合されたチップ−端部ＣＶＧアレイ４８を使うことができ、そして、これはシュラウドとチップ構造の両者の損失と抗力を低くするように、隣り合う低エネルギーシュラウドＢＬ及び再活性化の除去及び放出を許容する。チップ−端部ＣＶＧアレイ４８のチップ−渦流は、ブレード−チップの圧力−差の圧力−フェイス側内に流れ、そして、このステップ−渦流は、チップ端部−流動を横切って置かれるようになり、より一貫して力のある流動構造としてブレードのチップ−渦流組織を崩壊させる。
【０１３３】
タービンステージ、表面及びダクトは、サクション及び圧力流体−流動フェイス上に厚くなるＢＬ流動を有する流体−流動で大きな濡れた−表面領域をまた有するようになって、統合されたＣＶＧ  ＢＬ再層流化は、形態抗力と流体−流動損失を減少させ、ウェークモメンタム欠陥を減少させるように作動する。ＣＶＧチップ−渦流の強度、表面付着及び速度は、周期的な上流ウェーク外乱以後に付着される流動の連続的で迅速な再設立を許容する新たなメカニズムを許容する。これはまた、圧縮機ステージ、燃焼器、ダクト等のような他の流動セクションに対する場合にも類似している。
【０１３４】
ここに教示されたＬＰＴタービンブレード設計は、より低い抗力と流体−流動とエネルギー損失、改善された流動信頼性、オフ−デザイン条件に対するより大きな作動許容範囲、より低い剛率及び１ステージ当たりより大きな回転角度を有するローター、ステータ及びダクト通路の新たなタービン設計及び構成を最適化するように使うことができる。
【０１３５】
択一的に、これらの新規な技術のブレードは、より低い抗力損失で構成され得、また現在の長寿命のエンジン投資物内で改善されたエンジン抗力性能とより低いエネルギー損失を提供するように、サービスアップデート間隔でインターフェースジオメトリと流動角度を現在のタービンステージにマッチングさせる「プラグ互換性の」アップグレード要素として適用され得る。従って、新規な統合されたＣＶＧタイプのＬＰＴ設計がこの新たなＣＶＧ技術を利用できる間、現在のエンジン投資物のＳＦＣを改善するために、低いＲｅ流動分離マージンを改善し、抗力を低くするように、例えば、ＣＦＭ−５６ターボファンエンジンのように、現在のＬＰＴステージカスケード内の古い技術のブレードを設けて、正しく機能させ、また取り替える「プラグ−互換性の」ＬＰＴブレードを作製することもまた可能である。ＬＰＴローターとステータブレードは、ターボファンエンジンで最も低い危険の変形領域の一つである。
【０１３６】
代わりに、これらのＣＶＧアレイ実施例と技術は、ストールＡｏＡと作動エンベロープが抗力増加なしに増加し、実際、ブレードと表面エネルギー損失が減少し得る、例えば（Ｇｏｄｓｋの‘２５９のような）ウィンドタービンブレード、またはプロペラのような他の類似した流体−流動領域に使うことができる。フォイル設計、縦横比及び剛率等が、これらの言及されたＬＰＴカスケード実施例と異なるにもかかわらず、統合されたＣＶＧは、これらの流体−流動制御表面にまた構成され得る。
【０１３７】
軸流圧縮機：軸流圧縮機ステージは、それぞれのステージで流体−流動内にモメンタム伝送と最大圧縮効率を許容するように、非常に薄くて微細なエッジの高速遷音速フォイルボディ（反作用−バケットスタイルでない）で典型的に設計される。これらのフォイルまたはブレードセクションは、ＬＰＴタービンフォイルについて示されたように、同一の一般的な方式で統合されたＣＶＧ応用物から利益になる。オン−デザイン回転角度で軸流圧縮機ローターとステータのストールＡｏＡ能力を延ばすことは、圧縮機サージ（及び表面ストール及び分離）マージンを向上させることである。ＬＰＴまたは他のタービンステージは、軸流圧縮機のこのようなカスケード分離失敗またはサージメカニズムのように悪く経験する傾向はない。
【０１３８】
図４は、隔離された軸流圧縮機ブレードボディ５０の典型的な例を説明する。圧縮機低圧圧縮機（ＬＰＣ）、中間圧圧縮機（ＭＰＣ）及び高圧圧縮機（ＨＰＣ）の圧力ステージは、ディスク領域、局部流動及び圧力要求事項に応じて可変するブレード長さ、変化するルートとチップ直径（または「圧縮機ライン」）を有し得る。ローターとステータフォイルは、ステータがステージ圧力を回復するために、ディフューザーとして作用するため、若干異なるジオメトリを使うが、ＣＶＧは、ＬＰＴステージについて教示されたように、これら全ての流体−流動制御表面とゲイン類似利得に対して類似した方式で使うことができる。
【０１３９】
軸流圧縮機に内在されたサクションＣＶＧアレイ５１は、フォイルサクションフェイスの前方部分上に本質的に統合または組み立てられ、そして、この構造は、入力回転−角度で進入するフリー−ストリーム流動エネルギーの一部を、軸流圧縮機サクションＣＶＧチップ５３のアレイから後方に流れ、従来のＶＧと類似したサクション−フェイス分離制御を提供できる一対の強い逆回転ＣＶＧチップ渦流に変換するように設計されるが、これは、従来のＶＧが、このような回転ボディの流体−流動環境で低い抗力または抗力−減少として使われ得ないためである。同様に、軸流圧縮機に内在された圧力ＣＶＧアレイ５２は、フォイル圧力フェイスの前方部上に統合または組み立てられ、そして、このような構造は、入力回転角度で進入するフリー−ストリーム流体−流動エネルギーの一部を、軸流圧縮機の圧力ＣＶＧチップ５４のアレイから後方に流れる一対の強い逆回転ＣＶＧチップ渦流に変換するように設計される。
【０１４０】
図４に示された統合されたＣＶＧ形態のバージョンは、一般的に繰り返しパターンの対称のオジバル−エッジの三角形態であり、そして、これらは、スパンを横切って、ブレード通路の端部−壁とフィレット内のステップと全体的なＣＶＧジオメトリのＬＰＴ表面処理と実施例に対して、以前に教示されたものと同一の方式で構成されて変化し得る。
【０１４１】
オプションであるステップ−渦流拡張溝５５と、チップ−渦流拡張溝５６と、ステップせん断ガイド５７は、ＬＰＴステージに対して教示されたように、ステップ渦流能力を改善するために両フェイスに統合され得る。
【０１４２】
サージまたは流動分離マージンは、延びた層流性能と抗力減少によって、ＬＰＴステージでのように詳細な流体−流動改善物と共に、フォイルストールＡｏＡ能力を基本的に延ばす統合されたＣＶＧを付加することにより向上する。さらに、圧縮機の改善は、不利な圧力勾配流動速度の減少と流動分離バブルの影響を受ける、特に、後方サクション−フェイス領域で、ＢＬの最も低いレベル内に低い抗力の流体−流動噴射能力を提供するようにＣＶＧの独特な能力を使うことで可能である。
【０１４３】
簡略にするために、単に一つの完全な例のオプションの流体噴射キャビティ５８がＣＶＧチップの間に統合され、最適に構成されて図示され、そして、これは、下流ＢＬのより多くの流動活性化を付加するために、定義された圧力と質量−流動速度で３Ｄ−角のあるジェット流動噴射ポート５９から適切に活性化された流体−流動と共に供給される。これは、高いブローイング及び流動モメンタム比でジェット−リフトオフを回避し、いかなるＬＥ馬蹄または腎臓形状渦流も最小化するために、ＣＶＧステップに対して出口高エネルギー流動の初期下方ベクトルを利用し、横方向及び流動方向にジェット流動ストリームを広げるのに役立つ。流体噴射キャビティ５８とジェット流動噴射ポート５９の多数の例は、フォイルサクション表面を横切って分布され得、噴射プレナム６０の例において、噴射流体の加圧供給部に連結される。流体伝達ポート６１と低い抗力流体収集特徴部６４は、局部ジェット流体ソースを提供するように噴射プレナム６０及び／又はチップ収集ポート６３に連結され得る。ジェットとプレナム流体−流動増加能力は、ＬＰＴステージと同一の方式で構成される。また他のソースから流体の進入は、流体密度を増加させるために選択的に事前に冷却され得る、例えば、後方ステージ圧縮機ブリード空気のような代替のジェット流体ソースに、ルートまたはチップで連結される噴射プレナム６０の例で可能である。
【０１４４】
ＬＰＴに対する統合されたチップ−端部ＣＶＧアレイ４８と等価であるチップ−端部ＣＶＧアレイ６２は、ブレードセクションが非常に薄くても、圧縮機チップ−シールシュラウドに向き合うチップに使われ得る。
【０１４５】
軸流圧縮機に対するこれらの改良は、一般的にＬＰＴステージについて教示されたこの方法と構成を反映し、そして改善されたサージ抵抗マージン、増加したステージ圧力比、増加した回転−角度、より軽量で低いコストの圧縮機ステージの組み合わせを許容する。圧縮機がエンジンで消費されるエネルギーの約６０％を吸収するので、これらのステージでの効率改善物は、全体エンジン効率及びエンジンＳＦＣに大きな影響を与える。
【０１４６】
ファンステージ：ファンカスケードは、例えば、ＨＰＴ／ＬＰＴカスケードよりさらに低い温度で典型的に動作し、さらに大きく、またさらに高いＣＶＧステップ高さを必要とし、ＬＰＣまたはＨＰＣブレードのように微細なＬＥセクションを有しない。図５は、ブレードＬＥ領域内に典型的に設けられ、湾入した付着型チタンまたは他の金属ＬＥ  ＥＰＳストリップ７１により、ブレードＬＥ部分で腐食から保護される特有のファンブレードサクション−フェイス７０の輪郭詳細図を示す。流動外乱を最小化するために、金属ＥＰＳ転移部７２は、転移ジョイントエッジに必須に接触しているが、動作時、不可避に非常に小さなギャップが不利なＢＬトリッピング（ｔｒｉｐｐｉｎｇ）機会を発生させるように開放され、そして、これらのコンポーネント転移部を通過する腐食性破片は、ファンカスケードエネルギー効率を減少させ、時間に対する臨界の層流流動性能をさらに損傷させ得る、ＬＥ後方にブレード表面からペイント保護物と材料を腐食させる傾向にある。
【０１４７】
ＣＶＧ処理されたブレード７３は、ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４を有する圧力−フェイス上に示され、このオーバーレイは、現在のファンブレードカスケードに要求される他のブレード変形なしに、現在の変形されていない項目７０と７１上に結合され得る。このＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４は、ファンブレード抗力と入力トルクと与えられた推力に対して要求されるエンジンパワーを低くし、オフ−デザイン条件で流動崩壊に対する改善された応答と抵抗のためのより高いストールＡｏＡを提供し、（ＳＢＬＩラムダ−フットＢＬ分離メカニズムを崩壊させるためにＣＶＧチップ−渦流を使うことによって）ファンブレードチップで超音速流体−流動衝撃と損失を減少させ、消耗品であってオプションであるフィールド交替可能な要素でブレード腐食を減少させるためにサクションと圧力フェイスの両方で作動する。ＳＢＬＩラムダ−フットＢＬ分離メカニズムと現象を崩壊させるためにＣＶＧチップ−渦流を利用することは、また延びたＡｏＡと再層流化抗力減少を提供しながら、十分な渦流状態を誘発するいかなる実現可能な流体−流動渦流とＲｅでも全ての他のフォイル、ブレード及び流体−流動ボディ表面上で実行可能である。
【０１４８】
ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４は、運営されるステップ高さで作動可能であり、そして、これは、ＣＶＧステップに対して後方への出口高エネルギー流動が、例えば、空気のような流体−流動よりさらに高い密度とモメンタムを有する、さらには初期の下向−ベクトルのポストステップ流動、破片及び砂等と共に後続するポスト−ステップ表面７５上にあり、そして、下向を回転させるのに十分なエネルギーを有さず、続いてより精巧なブレードボディの明確なロフトと外側の遠心と二次流動下にあるようになることを意味する。このステップ後のペイントと材料に対する減少した表面腐食効果は、ＣＶＧで処理されたフォイルとボディ表面に対して実行可能である。
【０１４９】
付加タイプのＣＶＧオーバーレイ７４は、要求される機械的及び熱的耐久性を有する弾性重統合、プラスチック、金属、セラミックコーティングされたサブストレート、炭素繊維、炭素−炭素、炭化ケイ素または金属繊維マトリックスまたはセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）または他の材料で作製され得、現在のブレードＬＥに空力学的に一致するようにいかなる成形プロセスによっても形成されて、ブレードまたは空力学的ボディ表面に結合され得る。ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４は、単一ＣＶＧ要素として形成され得るが、大きなスパンと曲面ＬＥブレードに対しては、ＣＶＧが隣接したセクションで連続的に容易に適用されるように可変するジオメトリセクションに選択仕様で組み立てられ得る。いかなるブレード流体−流動不連続部も、最も好ましい結果を出すように、ＣＶＧ付加以前に対を成さなければならない。
【０１５０】
非対称または可変−ピッチ及びジオメトリのＣＶＧ構造を利用することは、ＣＶＧ流動変更作用がスパンを横切って変化できるようにし、例えば、後続する局部衝撃波生成の領域で、ＣＶＧピッチは、ＳＢＬＩ効果を異にするためのチップ−渦流フィラメント例のより大きな密度を生成するように、この位置の周りにさらに微細になり得、そして、特に、単に抗力減少を最適化することにのみ集中しない。ボディ流体−流動衝撃を減少させることは、作動体制とオン−デザイン作動エンベロープ条件でエネルギー損失の減少及び／又は改善された領域（ｌａｔｉｔｕｄｅ）を許容する。
【０１５１】
新たな設計のファンブレードフォイルまたはボディ表面は、従来技術のＥＰＳコンポーネントに対して線形の保護ＬＥ鋸歯形状部なしに、そしてＣＶＧ改善物を十分に利用するように異に構成され得る。従来技術の金属ＬＥ  ＥＰＳセクションがブレードボディ材料よりさらに厚いことがあるため、これは、ＣＶＧの利点を得るためにＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４を適用する前に一部の重量節減を提供することができる。また他の新たな設計の選択は、さらに薄くて軽くなり得る、マッチングされる交替可能なＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４と整列状態で重畳するＬＥ体積内に部分ステップ−高さの統合されたＣＶＧアレイを形成することである。
【０１５２】
新たな設計のファンブレードはまた、例えば、ＬＰＴブレードに対して加圧流体−流動ソース、プレナム及びジェット等と共に選択仕様で付加されたステップ−渦流拡張溝７６、チップ−渦流拡張溝７７、ステップせん断ガイド７８及び流体−流動噴射キャビティ８３の組み合わせから利益を得ることができる。これらは、圧力−フェイス上に図５ｂで単一例として示され、及び／又は、これらはまたサクションフェイスに適用され得る。これらの溝と構造は、過度なステップ高さとＣＶＧ厚さと重量を必要とすることなく、より広いコード上により大きな改善物とＣＶＧ整合及び整列マークを提供し、またＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４、及び／又は、いかなる付加の統合されたＣＶＧステップ構造物のゲインに対しても付加の分離制御の可能性を許容する。これはまた、下流フォイルまたは空力学的ボディ表面設計に対するステップ高さの影響を最小化する。
【０１５３】
ファンブレード抗力とブレードトルク入力を、例えば、約−１０％減少させる統合されたＣＶＧとＥＰＳストリップ組み合わせは、ＳＦＣと効率で大きな改善を提供するが、これは、近代のファンディスクが高温セクションノズル推力より典型的に５−１０倍以上の冷却バイパス−ノズル推力出力を有するためである。
【０１５４】
ＬＥ設計組み合わせの交替可能で除去可能なＣＶＧ  ＥＰＳコンポーネントは、また後続するブレード表面をさらによく保護し、そして、ＬＥ摩耗が蓄積されるにつれ、このコンポーネントがブレードの最も敏感な部分のうち一つで流体−流動とＢＬを崩壊させるため、検査状態での取り替えが価値があって助けられる。
【０１５５】
新たな設計のＣＶＧ処理されたブレード７３は、トレーリングエッジ（アフトに向き合うチップ）の後方、前方のコードに統合された対称または非対称の鋸歯形状のＴＥ  ＣＶＧアレイ７９を有することができ、この表面に統合されたＣＶＧステップの鋸歯形状部は、このような薄くて高い応力のＴＥ領域でボディ強度、質量分布、フラッタ（ｆｌｕｔｔｅｒ）マージンと空力弾性を不利に損傷させない。ボディ圧力−フェイス上で、流体−流動は、ＴＥに近接するまで、またはＴＥで分離されないように設計され得るため、この領域でＣＶＧは、厚くなるＢＬを有するが、ＴＥ領域表面厚さにより制限された、設計されたステップ高さで作用するために、合理的な流体−流動モメンタムを有する。
【０１５６】
上流ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４は、より高いレベルの求心力の二次流動とＣＶＧ効果に起因して、ＴＥ領域に達するとき、一般的に拡張され、ＴＥ  ＣＶＧアレイ７９により若干外側に移動されるチップ−渦流を提供する。この場合、ボディウェーク流体−流動構造併合を定義し、制御するＴＥ  Ｋｕｔｔａ−Ｊｏｕｋｏｗｓｋｉ条件に近接して、移動される上流ＣＶＧチップ−渦流フィラメントは、効果的なボディ循環−定義された揚力に導きながら、ＴＥウェーク渦流状態ベクトル−全体に合わせられる前にスパン方向に不利に回転する機会を得ることができない。ＴＥアレイ７９は、ＴＥウェークにほぼ直接的に活性化されたチップ−渦流フィラメントを付加して、非対称ＣＶＧ形態を付加的に使うことは、圧力とサクション表面のいずれか一つまたは両者からさらに特に低いＡｏＡで幾何学的に制御されるＣＬ変更を許容する、暗示された組み合わせのボディ−揚力チップ−渦流ウェーク方向または反対信号とマッチングされる直接的な渦流状態ベクトル和を許容する。このような方式でＣＶＧは、ボディ流体−流動ウェークに影響を与えるように有用に使うことができる。これらの改善されたＣＶＧ  ＥＰＳ方法と、性能改善物の組み合わせは、流体−流動コンセプトと設計方法の範囲を共有する開放−ローターターボファンコンセプト、ヘリコプターローターと従来のプロペラブレードに価値のあるようにまた統合される。
【０１５７】
この新規なＴＥ  ＣＶＧアレイ７９配列は、Ｇｌｉｅｂｅの‘２４０特許、Ｆｒｉｔｚの‘４８８特許、Ｖｉｊｇｅｎの‘６６５特許、Ｓｈｉｂａｔａの‘４３６特許、Ｙｏｕｎｇの‘３１９特許、Ｂａｌｚｅｒの‘１０６特許等とは異なり、なぜなら、この配列は、本来のボディＴＥの前に、及びボディ範囲内に全体的にコンパクトに内在する表面構造及び処理物であり、そして、この配列は（渦流エネルギー損失だけを誘発する従来技術の非最適化された非表面渦流と異なり）アフトフェイシングＣＶＧチップの間でＢＬ流体−流動損失を減少させ、基本的に抗力−減少構造を使いながら流動ノイズを減少させるようにウェーク流動−混合を増加させ、ボディ−揚力循環を変更させるために作用し、そして圧力及び／又はサクションフェイスの両者に対して独立的に構成され得るためである。ＴＥ  ＣＶＧアレイ７９のアフトフェイシングチップを位置させ、オフセットさせることが可能であり、これらは、ＴＥを直ちに越えて効果的に噛み合い、そして、これらがＴＥウェーク渦流状態で合わせられる前に最小の相互干渉を引き起こす。
【０１５８】
サクションフェイスは、ＴＥ  ＣＶＧアレイ７９を使うことができるが、低いエネルギーまたは分離バブルまたは流体−流動分離を有する、厚さを有するアフトＢＬ領域を誘発するより大きなＡｏＡで効率は落ちる。これらのＣＶＧ改善物は、ここに教示されたように、利得を得るために同一の方式でニュートン流体−流動で非回転フォイルと表面ボディにより効果的に、及びいかなる回転に対しても一般的に使うことができる。
【０１５９】
ファンブレードチップコードセクションは、ファンチップ−シールシュラウドに向き合うチップにおいて、ＬＰＴに対する統合されたチップ−端部ＣＶＧアレイ４８と等価である、チップ−端部ＣＶＧアレイ８２を使うのに十分な厚さを有する。付加的に温度に対するファン−チップ対シュラウド間隙の変化は、タービンセクションより少なく、チップ−端部ＣＶＧは、ファンチップに近接した表面上でナセル（ｎａｃｅｌｌｅ）−ダクティングＢＬ流動制御で役立つ。
【０１６０】
多くのフォイルまたはボディ設計において、ＣＬと、ＣＬ対Ｃｄの比率を変更し、Ｃｄ比率を低くするために、よく知られたガーニータブ（Ｇｕｒｎｅｙ  Ｔａｂｓ）を使おうとする多くの作業試みがあったが、この理論的な作業は、実際のＲｅ値でニュートン流体−流動でフォイルとボディに適用されるタブの衝撃を不正確に予測する傾向にある。３Ｄ形状のブロックのような弾性重統合の揚力強化タブ、ｅＬＥＴ  ８０は、ＴＥに近接したＣＶＧ処理されたブレード７３の圧力−フェイスの略中間−スパンで結合されて示される。ｅＬＥＴ  ８０は、これに限定されるものではないが、総スパンの１５％〜３０％のスパン幅の一部で典型的に最も好ましく作製され、そして、流体−流動速度と揚力寄与度が重要になる、回転ボディ上のチップから内側に使われる。ｅＬＥＴ８０は、この値に制限されることはないが、局部コード幅の０．５％〜３％の間の高さでブロック、ベーンまたはデュアル−ベーン構造として典型的に構成され得る。ＴＥからｅＬＥＴ  ８０のセットバック（ｓｅｔｂａｃｋ）は、一般的には装置高さの約０％〜５００％となり、最善の結果は、装置高さの典型的には−１００％のセットバックに対してである。
【０１６１】
ｅＬＥＴ  ８０は、ｅＬＥＴ８０とＴＥエッジ位置との間に積もって捕獲された強い逆回転渦流のスパン方向セットを発生させるのに作用する。これらの横断する渦流フィラメントは、サクション−フェイスＴＥ流動に作用し、ＴＥで下方にこの流動を偏向させる傾向にあり、そして局部のスパンセクションＴＥ  ｕｔｔａ−Ｊｏｕｋｏｗｓｋｉ条件を変更する。この付加的なＴＥ下方流体−流動加速は（ＢＬ乱流領域厚さと抗力を減少させる）不利なサクション−フェイス圧力回復勾配を有益に変更させ、また局部コードＡｏＡと揚力を効果的に増加させるように作用する。
【０１６２】
ｅＬＥＴ  ８０は、フォイルまたはボディのアフトとＴＥセクションで過度な質量を付加せず、安定性を減少させず、マージンを振らないように、柔軟で強く低い−質量の弾性重統合材料として実行され、ＴＥで下に置かれたボディに対して効果的に機械的に透明になる。加えて、プロペラ、ローターやブレードのような基本的に必須−可撓性フォイルの空力弾性効果と振動力学に起因して、ＴＥ領域に付加される非順応質量は、全体付着表面領域に対して分布するように強い加速力を接着体で十分に荷重−共有するように許容し、前進するスリップポイントで接着剤を集中させない、分布された、そして非集中の局部接着結合のせん断力なしに信頼性よく付着できない。このような理由から、非順応材料（言い換えれば、非弾性重統合）は、このような挑戦的な環境で付加するのに問題があり、そして、一旦行われると、強いボディ材料疲労イシューを発生させる、下に置かれたボディに対する振動応力集中と曲げの問題点を発生させる。類似した分岐するトレーリングエッジ（ＤＴＥ）構造の作製は、同一の実世界の挑戦に直面することとなる。
【０１６３】
ｅＬＥＴ  ８０の一つ以上の例の小さな長さセクションは、正常に−不利に捕獲されたスパン方向の渦流フィラメントが、これらが蓄積され、流体−流動質量を出す必要があって拡張出口を有することを保障し、そしてこれはｅＬＥＴ  ８０が使われるとき、流体−流動の診断音響−署名として典型的に注目されている、略１，６００Ｈｚの比率で一般的に発生し、そして、セグメントまたはセクションのアプリケーション戦略を使うことで渦流フィラメント緩和経路の新たな重要性を教示する。ｅＬＥＴ  ８０のそれぞれの例において、追加改善物はユニットを通してほとんどコード方向の部分的なセクション−カットを作製し、機械的な損傷が部分セクションに制限され、リップ−ストップ機能を効果的に提供するものである。
【０１６４】
内側端部または外側端部を支持するｅＬＥＴ  ８０の形態に対する非常に若干の角度は、渦流フィラメント流出が、最終のボディ−循環及び揚力を発生させる統合された渦流ベクトルに加算または減算としてＴＥウェークに合わせられるとき、あるボディ端部から好ましく外れる方向に制御され得るようにする。ｅＬＥＴ  ８０ボディ、例えば、中心から両側上で若干後に曲げることは、中央の横断する渦流が揚力改善のために洗流を増加させるように作用しながら、ｅＬＥＴ  ８０により処理される流体−流動質量の幾何学的な部分として制御されるように、ストリーム方向の渦流フィラメントがＴＥウェーク内に外れて均衡を取るようにする。
【０１６５】
ｅＬＥＴ  ８０は、ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４またはＴＥ  ＣＶＧアレイ７９を持って、またはなしに使うことができるが、動的な安定性の理由のために、少なくとも統合のＣＶＧ法とＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４を組み合わせて使うことが好ましい。ＴＥ  ＣＶＧアレイ７９は、以前に適用されるか、またはｅＬＥＴ８０例の間のセクションに使うことができる。ｅＬＥＴ  ８０の一例の間に二つが示されるＴＥ  ＣＶＧアレイ７９例である図５ｂの構成は限定されないが、ＣＶＧが他の特徴と組み合わせてスパンまたは表面の一部を横切って構成され得ることを示す。
【０１６６】
チップアンローディングｅＬＥＴ  ８１は、ブレードサクション−フェイス７０のチップＴＥで小さなタブとして示され、このフォイル領域でコードセクションのＡｏＡ揚力を減少させるように付加され得、そして圧力フェイスからサクションフェイスまでのチップ−渦流流動に対する大きな障害がない、特に開放ブレード上にフォイルチップ−渦流を大きく変形させるように作用する。ヘリコプターローターブレードの場合に、このタブバージョンは、大きく荷重を受けるチップの内側にスパン方向荷重を増加させるように作用し、減少及び遅延された局部チップ−渦流は、ディスク流動内に外れ、ブレード渦流相互作用（ＢＶＩ）の転移力荷重、外乱と音響署名の生成にあまり影響を受けない。内側にディスクを積載することは、フォイルの構造上、揚力曲げモーメントとスパン方向変形荷重の一部をまた軽減させる。
【０１６７】
ｅＬＥＴ  ８０のＬＥの前方−ステップ進入フェイスで誘発されるスパン方向渦流は、アフト−ステップフェイス渦流により密接にマッチングされ、従って、かなり衝撃を与える流体−流動渦流とＲｅ値で接着ボンド結合能力に挑戦するように、ｅＬＥＴ  ８０上に予想できなかった最小のコード方向の圧力またはアフト力荷重が実際あるようになる。入口及び出口スパン方向渦流フィラメントは、予想される進入流体−流動の動的な衝撃−圧力から弾性重統合のＴＥ質量と大体均衡を取り、このＴＥ質量を効果的に保護する。この結果は、一次接着挑戦が強い放射状加速であるということである。航空機プロペラに対するテストは、例えば、Ｌｙｃｏｍｉｎｇ  ＩＯ−５４０エンジンとＨａｒｔｚｅｌｌ可変ピッチ（ＶＰ）プロペラ組み合わせに対する約−１８％のエネルギー節減減少に対して、例えば、巡航ＳＦＣの１２ｇｈｐ〜１０ｇｈｐ減少として可能な一般的に類似した材料能力と性能変形を立証する。
【０１６８】
これらの高い加速度と流体−流動速度場（ｆｉｌｅｄ）でｅＬＥＴ  ８０として適用される弾性重統合材料は、従来技術に対比して新規で、半直観的であるが、しかし、実際の使用が正当であると認められることを示す明らかな改善物と新規な能力がある。飛行中の表面着氷の場合において、ｅＬＥＴ  ８０材料は順応し、そして、ここで荷重は単に薄い層の水分結氷の付着能力を越えるので、氷の転移強化と一定の外れを許容して、もっとも大きな構造的な威嚇はこれらがプロペラ性能に大きく影響を及ぼす前に小さな蓄積物を連続して剥がす内側氷防止システムから外れたＬＥ氷から来るようになる。順応的で剛健な変形と弾性の形状復旧特性、そしてｅＬＥＴ  ８０に対するセクションのリップ−ストップ損傷に抵抗するアプリケーション方法論は、ブレード、ローター、ファンディスク及びプロペラ等のようなフォイルとボディ表面に対して新たな設計能力を許容する。
【０１６９】
ファンステージの後方及び圧縮機入口の前方のＩＧＶは、また抗力を減少させるようにアッド−オンまたは内在されたＣＶＧを使うことができ、延びたＡｏＡ能力は、機械的なＩＧＶ運動が流体−流動を動的に失速しないように保障する。ファン出口の冷却ダクト流動を渦巻きがないようにする冷却セクションダクティングに導くステータブレードは、抗力を減少させ、ＡｏＡを延長させるように、またＣＶＧを使うことができる。例えば、圧縮機と燃焼器出口と他の空力学的支持部と荷重支持ストラットで付加的なＩＧＶは、いかなる流体−流動表面に対しても既に開示された同一の利点を有してＣＶＧを使うことができる。
【０１７０】
圧力−フェイスピックアップまたは例えば冷却圧縮機ブリード−空気のような他の流体ソースからの表面流動増加は、既に注目されるＬＰＴカスケードに対して、ファンブレード、作動ＡｏＡと抗力性能を改善するために、より大きなファンブレードで合わせられたＬＰＴジェット流体噴射ポート３７、流体−流動噴射キャビティ３６及び噴射プレナム３８と等価である構造と共に新たな設計のファンブレードに対してまた使うことができる。ジェット流体噴射ポートを増加させるこのような統合されたＣＶＧアレイ方法はまた適切なジオメトリスケーリングを有する新たな設計のヘリコプターローターブレード、プロペラ及びさらには固定されたフォイルまたは羽根表面にまた拡張され得る。
【０１７１】
改善のためにＣＶＧを使ったジェットエンジンパワー−コア（圧縮機、燃焼器及びタービン）は、（従来技術として）ジェット冷却ダクト推力のためのファンディスクカスケードを駆動するようにＬＰＴ出力−シャフティング（または、類似したパワー抽出ステージ）を使用するか、例えば、冷却、天然ガスパイプラインまたは精製所のような産業スケールの化学処理システムに用いられるプロペラ、ローターシステム、電力発電機、ポンプまたは圧縮機のように、外部負荷または変速機駆動装置を駆動するためにターボ−シャフト構成で形成され得る。
【０１７２】
ＨＰＴタービンブレード：図６ａと６ｂは、深い反作用−バケットタイプのフォイルセクションを有するＨＰＴブレード９０の代表図であり、そして、燃焼器から進入する流体−流動からエネルギーを抽出して上流圧縮機ステージまたは負荷に動力を供給するために、既に教示されたＬＰＴブレードのような同一の方式で作動する、取り付けられたコンポーネント、または内在されて統合された上部フェイスＣＶＧアレイ９１と統合された下部フェイスＣＶＧアレイ１０９を有する。統合されたＨＰＴ  ＣＶＧは、流体−流動分離／乱流を減少させ、また熱負荷をミックス−ダウンするようにＡｏＡ拡張と抗力の減少のために構成される。ベース金属に作製される統合されたＣＶＧは、最も大きなＨＰＴブレード強度を提供するが、多重−パートのＨＰＴブレードが全ての要求される他の特性を提供するように製作され得るため、カスケードで新規設計のＨＰＴ  ＬＥに連動する適した炭化−ケイ素または金属繊維マトリックスまたはセラミックマトリックス複合材（ＣＭＤ）３Ｄ構造を含む高温のＬＥ  ＣＶＧアレイを有することがまた可能である。
【０１７３】
ＩＧＶまたは第１のＨＰＴステータと第１のＨＰＴローターディスクに対して、燃焼器出口温度は典型的にニッケル超合金溶融点以上であるので、これらの表面は、流体冷却される。冷却ジェット根源９３は、ステータとローターブレードのＬＥに位置し、根源冷却プレナム９４から冷却流体（典型的には、例えば摂氏−６５０度のクーラーでのＨＰＣブリード空気）が供給される。この根源は、フォイルＬＥを冷却させて保護するために十分な角のあるジェットと流動質量を有し、次に、この冷却流体は、付加的な表面冷却を提供し、フォイルウェーク内へのヒート−フラックスと熱負荷を拒否するために、圧力及びサクションフェイス周囲に分けられて流動する。フォイル表面は、最も低い局部温度であり、そして、フリーストリーム流体−流動内にＢＬでさらに高く移動して、温度が燃焼器ピーク温度に近接して上がるようになる。分離乱流と流体−流動分離バブルのようなフォイルまたはボディ表面上のいかなる過度な乱流も、さらに高い熱流体と温度層を典型的にミックス−ダウンし、安全に表面を冷却するように除去されなければならないヒートフラックスを増加させる。
【０１７４】
従来技術のフォイル表面は、付加の下流の角のある冷却ジェットアレイ内に移動する曲がりくねったギャラリーとプレナムで冷却する内部−フェイススキンと、また、内部ピングリッド１０７とＴＥ冷却出口スロット９２で付加的に冷却される。このような挑戦は、過度な乱流と熱ミックス−ダウンを発生させるジェット−リフトオフなしに適したジェット表面冷却流体−流動を有しなければならず、高温流体からの表面冷却と緩衝が効率的に拡散されなければならない。
【０１７５】
ＣＶＧは、単に分離制御を向上させるために、ＬＰＴボディにオプションで用いられるように、最も低いＢＬレベルで効果的であり、よく拡散される冷却流体噴射を提供するための低い抗力方法を提供する。アフト−角のあるジェット流体噴射ポート９５または測定オリフィスは、ＣＶＧチップ９８の間に位置し、そして、アフト−フェイシングステップ９７の後方表面で冷却流体−流動を例えば上部ＣＶＧ冷却噴射プレナム１０４から流体−流動噴射キャビティ９６内に運搬できる。形成されたキャビティ内に出るこのアフト角のある方式で冷却流体ジェットを付加することは、高いブローイング及び冷却流動モメンタム比でジェット−リフトオフを抑制するために、ＣＶＧステップの高いエネルギー流動の初期下向速度ベクトルを利用し、冷却流体ストリームを横方向に、そして下流ＢＬの最も低いクーラーレベルで拡散させるのに役立つ。第２の下部ＣＶＧ冷却噴射プレナム１０６はまた、ＨＰＴサクションフェイスと同一の方式で置かれた位置で、圧力または下部フェイスＣＶＧアレイ１０９で、より高い圧力の冷却流体を、隣接したブレード表面とジェット流体噴射ポート９５の例と、関連構造に運搬する。
【０１７６】
ステップ−渦流質量−流動を冷却させるために、付加のステップ−渦流冷却噴射ポート９９がＣＶＧバレー部の底に位置し得る。ヒートフラックスを下流表面に下ろすようにＣＶＧチップ−渦流フィラメントに余分の冷却を提供するために、チップ−渦流冷却噴射ポート１０５は、ＣＶＧチップ９８のベースに含まれ得る。内部の曲がりくねった冷却通路、乱流発生器、ＴＥとチップ「スクィーラー」冷却排出及びピングリッド１０７のような他の従来技術は、ＨＰＴ表面を冷却するために統合されたＣＶＧと内部通路と内部スキン流動と共に用いられ得る。ヒートフラックスを除去する下部流動質量の最適化された冷却流体−流動の効率的な使用は、冷却流体−流動を得るための圧縮機入力エネルギーが必要であるため、エンジン効率を向上させる。このようなＨＰＴステージで表面は、いかなる従来技術の酸化減少コーティングと、他の冶金方法と、低く高いサイクルクリープ（ｃｒｅｅｐ）のための合金等も使うことができる。
【０１７７】
ステップ−渦流拡張溝１００、チップ−渦流拡張溝１０１及びステップせん断ガイド１０２は、表面機械的な強度条件と設計ステップ大きさに対応して均衡を取るように、ステップ−渦流質量流動能力に対する調整を許容するために、ＨＰＴサクション及び／又は圧力ＣＶＧで（ＬＰＴセクションに対して）オプションで統合され得る。
【０１７８】
高いヒートフラックスからの付加の緩和は、例えば、ＬＥセクションでＴＢＣにより提供され得、これらの典型的なセラミック表面層コーティングは増加した質量とコーティング破砕の危険、保護損失及び表面消失の代価で、ヒートフラックスを減少させるように表面熱伝導性を減少させる。効率的な表面冷却と分散手段を提供する統合されたＣＶＧとジェット／噴射キャビティで、ＣＶＧステップのフォイル下流のセクションは、ＴＢＣの大きな領域の付加される質量と複雑性をあまり必要としないようである。
【０１７９】
カスケード通路とダクティング表面でのローター、ステータ端部−壁とフィレットの均衡において、フォイルに対して付加の低い−抗力のジェット流体噴射ポート冷却構造を提供するようにＣＶＧをまた使うことが可能であり、そして、例えば、ブレード通路−渦流等による崩壊に抵抗する不利な二次流動の領域でＢＬ下に冷却するための能力を付加する。フィレット表面は、これらの輪郭のある表面上でジェット流体噴射ポートを有するＣＶＧを使うことができる。統合されたＣＶＧチップ−渦流は、ＳＢＬＩ制御能力の測定をまた提供し、通路−渦流、衝撃及び二次流動を変更するように構成され得る。
【０１８０】
圧力−フェイス上にＴＥ冷却出口スロット９２に近接した二次の統合されたＣＶＧアレイ１０３は、ブレードウェークがブレードＴＥのすぐ前において、例えば、上部ＣＶＧアレイ９１に近接して第２列として使われる統合されたＣＶＧよりあまり悪影響を受けないため、ブレードウェークを最小化し、揚力／渦流状態を向上させるのに使うことができる。揚力とＴＥ冷却強化タブアレイ１０８は、ＴＥ冷却出口スロット９２前に付加され得、このようなオプションは、両ブレード有効ＡｏＡの変更を許容し、そしてアレイ１０３を有するか、または有さず、ＴＥに沿ってスロット９２冷却流動を拡散させるのに役立つ。このタブアレイ１０８は、図示されたように「曲げられたか」または角のあるタブを使うことができる。二次統合されたＣＶＧアレイ１０３は、ＨＰＴブレードのサクション−フェイスにまた付加され得る。
【０１８１】
中間圧力タービン（ＩＰＴ）はまた冷却を必要とすることがあり、これらは、冷却及び抗力損失を改善するために、ＨＰＴブレードのように設計され得る。ここに示されたＣＶＧと、関連設計特性は、最適な性能を提供するために、ブレードと表面設計の従来技術の方法と共に、任意の組み合わせ、例と位置に統合され得る。ＣＶＧ処理されたＨＰＴブレードは、有用に改善された流体−流動及び効率と共に、例えば、蒸気タービンでの実施例としてまた使うことができ、ＬＥ表面コーティング材料は、ＣＶＧ構造とまた結合できる腐食防止物に用いられ得ることに注目する。ＣＶＧステップから下流の腐食粒子と材料のロフティングと除去は、また下流流動表面を保護するのに役立つ。蒸気タービンにおいて、進入する流体−流動は、燃焼器／蒸気ソースからであり、そして圧縮機は不要であって、大量で得られたタービンパワーは他の負荷を駆動することができる。
【０１８２】
遠心圧縮機：最終ＨＰＣステージにおいて、例えば、ジェットエンジンである、多くのより小さな圧縮機とポンプ装置は、遠心タイプのインペラがコンパクトで、高い圧縮比、重量効率、堅固で低い複雑性の装置であるため、この遠心タイプのインペラを使う。軸流、混合−流動及び遠心圧縮機とポンプとの間に多くの流体−流動類似性があり、インペラ上の遠心ブレードやベーンカスケードは、出口の方にインペラ軸に沿ってルートとチップ直径を増加させ、出口流動は、下流ダクティング及び／又はディフューザー構造内に（部分的に軸流として）十分に放射状になるか、または混合され得る。
【０１８３】
遠心圧縮機（液状のニュートン流体−流動を採用時にはポンプ）は、流体−流動性能問題とエネルギー損失を引き起こす、インペラチップ、ディフューザーガイド−ベーン、ベーン（またはブレード）及び他の流動表面で、サクション−フェイス流動分離を経験し得る。多くのインペラベーンは、ブレード出口−角度で流体−流動分離応力を減少させるように、チップモメンタム転移及び流動に対してあまり攻撃的にならないように出口流動角度でアフト−スウェプト（ａｆｔ−ｓｗｅｐｔ）される。
【０１８４】
液状の水またはアンモニアのようなニュートン作動流体の低圧領域で流動分離または剥離バブルは、強い超音速衝撃と音響波から最終的に迅速なまたは超音速バブル−構造崩壊、キャビテーション及び潜在的な損傷のさらなる複雑性を付加しながら、連行する物理的なバブル構造で流体状態を液体状態から蒸気／ガス相への変化として自身を示す。
【０１８５】
遠心装置のサクション−フェイスと、他の流動表面上で流体−流動と流線に沿って統合されたＣＶＧを付加することは、ガス相の流体−流動分離バブルの制御を許容し、以前にカスケードについて教示されたように、抗力と乱流ＢＬ流動損失を減少させる。サクション領域で液状の流体−流動において、微細なＣＶＧ渦流−フィラメントは、これらがキャビテーション損傷を引き起こし得る大きさに成長する前に、液体下にして蒸気−圧力転移で落す流体体積で形成して成長する蒸気バブルをインターセプトして崩壊させる。このバブル崩壊はまた、この結果的な衝撃エネルギーと音響署名を減少させ、渦流フィラメントが作動流体で衝撃圧力と音響波を拡散させ、反射して、そして減衰させるように作用する。
【０１８６】
図７は、ほとんどの開放形態のインペラバージョンで見られる典型的な特徴を有する典型的な開放形態の遠心インペラ表面とハブ内部壁１２０を示す。この例は、圧縮機が入口流動ガイド１２１内で見たとき、反時計回りに回転するに伴い、インペラフォイルまたはインデューサ（ｉｎｄｕｃｅｒ）ベーン１２２のアレイのＬＥに案内する中央インペラ入口流動ガイド１２１を有する。進入する軸流流体−流動は、インデューサ−ベーン１２２の軸流回転により行われ、ハブ内壁１２０を横切って加速されて連続し、次にベーン出口チップ１２８でより高いモメンタムと速度で放射状に出るようになり、明確化のために図示されない最終出力流体−収集法またはボリュート（ｖｏｌｕｔｅ）、ダクティング等で流体−流動を運搬する（明確化のために、単に一つの例だけ説明）オプションの固定ディフューザーガイドベーン１２９のアレイの方に越える。この図７例はまたインデューサベーン１２２で進入流動をより早くチョーキング（ｃｈｏｋｉｎｇ）しないようにさらなる分割ベーン１３２を使う。
【０１８７】
統合された入口サクションＣＶＧアレイ１２４は、ベーンのサクション−フェイス上に流体−流動が分離されないように（または液体に対して空洞化されないように）ベーン入口ＬＥ近くにインデューサベイン１２２部分のサクション側に内在できる。統合された下流サクションＣＶＧアレイ１２５は、インペラジオメトリと流線が有益な作用のために許容されるとき、統合され得る。
【０１８８】
統合された圧力−フェイスＣＶＧアレイ１２３でそれぞれのベーンの対向側上で、ベーン圧力フェイス上の流動損失を減少させるために、例えば、ＬＰＴブレードに対してＬＥから他の位置と類似した方式で、これらの作業と相互補完の統合された圧力−フェイスバージョンのＣＶＧを統合することがまた可能である。これらの統合されたＣＶＧアレイの位置は、例えば、ＬＰＴブレードに対する構造、論理及び手順に従うようになり、次に、固有のインペラジオメトリに適応してマッチングされるためのジオメトリと、流動角度と位置で最適化される。図示されたＣＶＧ大きさと角度は、議論のために単純に表現されるものであり、選択され最適化された実際設計を制限しない。
【０１８９】
ポンプルートまたはハブ内壁１２０は、同一のブレードまたはベーン通路のサクション及び圧力フェイスの間で、凹及び凸表面の一次流動ＢＬと一部の二次流動の大きな表面領域である。この表面は、サクション領域で流動またはキャビテーション問題に影響を受けることがあり、ＣＶＧ  ＢＬ再層流化はまた抗力またはキャビテーションを減少させ、統合された内壁圧力−フェイスＣＶＧアレイ１２７と統合された内壁下流圧力−フェイスＣＶＧアレイ１２６はここで役立つように使われ得、どのＣＶＧに対しても局部流体−流動流線条件と最も好ましくマッチングされるように若干角ができる。この図が明らかにハブブレンディングフィレットに対するベーンを示してはいないが、ベーンハブルートがフィレット（ｆｉｌｌｅｔ）となると、統合されたＣＶＧがこれらのフィレットを混合することができ、さらに隣接した表面上で他のＣＶＧと併合される。
【０１９０】
固定ディフューザーガイドベーン１２９フォイルまたは表面は、存在するならば、また動的流動出口−角度とディフューザー有効ＡｏＡで、高速のベーン出口チップ１２８から出る強い流体−流動パルスとウェークから分離バブル損失を制御するために、統合されたディフューザーサクションＣＶＧアレイ１３０を使うことができる。ディフューザーガイドベーン１２９が進入するインペラ流体−流動は渦巻きがないように構成され、非回転流動と共にステータモードで動作するため、このベーンは、よりコンパクトなディフューザーセクションのためのより高い表面曲率を有するか、抗力を減少させるように統合されたディフューザー二次サクションＣＶＧアレイ１３１をまた使うことができる。このディフューザーガイドベーン１２９の圧力−フェイスは、流動分離と抗力を減少させるために、類似した統合されたディフューザー圧力ＣＶＧアレイを有することができる。ブレンディングフィレットとディフューザーガイドベーン１２９のアレイ周囲に静的なダクティングとパイピングの流動セクションは、抗力損失と流動分離をさらに制御するために統合されたＣＶＧをまた使うことができる。
【０１９１】
また、図７には示されていないが、下流流体体積から最も低い逆流動を保障するように、開放−形態のインペラチップエッジ１３３の移動構造を開放−形態インペラ上で密接にマッチングさせてクリアーするマッチング３Ｄ固定された、またはバウンディングチップ−シュラウドダクト制御表面がある。これらのベーンエッジは、軸流ブレードの開放−形態チップと等価であり、そして閉鎖−形態遠心圧縮機インペラは、連続的に相互連結されたチップ−シュラウドを有する軸流カスケードと等価をなして内部ベーン通路は十分に囲まれる。
【０１９２】
ＬＰＴに対する統合されたチップ−端部ＣＶＧアレイ４８と機能的に等価であるチップ−端部ＣＶＧアレイ１３４は、遠心圧縮機チップ−シールシュラウドに向き合うベーンチップに使うことができ、ブレードセクションが非常に薄いが、小さなＣＶＧが高いせん断力を有する小さな間隙と高速で効果的に動作できる。遠心圧縮機での熱負荷は、タービンステージよりは少なくて、チップ拡張間隙はより低い損失でさらに近くなり得る。
【０１９３】
チップ−端部ＣＶＧアレイ１３４は、これがシュラウド表面をスイープ（ｓｗｅｅｐ）するに伴い、ベーン通過速度でＢＬ展開と流動を制御するために密接にマッチングされるシュラウド表面上で渦流フィラメントを誘導するように角ができる。チップ−端部ＣＶＧアレイ１３４ステップ−ダウンは、ベーンチップ端部ＬＥをインターセプトして切断するか、または切断しなくてもよく、そしてＬＥで切断しないステップの形状で、シュラウドシール間隙に対する固有のチップは、ＣＶＧステップ−ダウンが局部ギャップ流動でＬＥの下流で起こりながらチップＬＥで維持される。図７の圧縮機インペラとして、ベーン圧力−フェイスは、チップ−端部ＣＶＧアレイ１３４の右側にあり、サクション側は左側において、これらのＣＶＧチップ−渦流フィラメントはチップコードに沿って左側に、そしてこの圧力−フェイスでサクション−フェイス方向に下流に分布された位置で流れ、同一の方向に正規のフォイルまたはボディ表面のチップ−渦流が、項目１２８と１３３のチップコーナー結合部のようなボディチップＴＥで発生する。より高い質量−蓄積ステップ角度を一部のチップ−端部ＣＶＧアレイ１３４に適用することによって、（例えば、６０度のような）部材は圧力−フェイス流体により引き起こされるチップ−シュラウドギャップとシールを通したエネルギー損失流動のための流動障害物として作用するようにこれらのステップに縛られて、過大に大きくなったステップ−渦流の形成をさらに許容する。
【０１９４】
バウンディングチップ−シュラウドダクト制御表面はまたベーン通過の影響下で局部ＢＬ流動を制御するように、例えば、放射状またはスパイラルパターンでその表面上に設けられたＣＶＧのアレイを有することができ、そしてこれらはチップ−端部ＣＶＧアレイ１３４を有するか、または有さずに使うことができ、一貫した高圧波または音響署名を生成しないようにして、このＣＶＧピッチがベーンピッチに同期化されないように形成される。付加の流動付着能力において、角のある付加の流動−制御噴射ジェット１３５は、下部ＢＬでモメンタムを増加させるようにＣＶＧステップ以後に付加でき、そして上流インペラ表面−流動がより低い圧力にあるため、このための圧力流体ソースは、１３５の例に要求されるように、表面ＣＶＧにこれらの流体−流動を分布させることができるインペラコアのプレナム内にそしてインペラ軸を通して圧縮機出力流動とダクティングから取り入れられ（そして冷却され得）、行われる。圧縮機とタービンの場合に、このような噴射ジェットは、冷却されるより高い圧力流体ソースから派生する冷却流体を分配できる。オプションのステップ−拡張溝及び／又はステップせん断ガイドの例はインペラに付加できるが、図面上の明確さのために示されない。
【０１９５】
大体遠心圧縮機は、例えば、放射状流入遠心タービンとして作動するようにリバースされ得る。この場合、インペラトルク入力は出力になり、サクション及び圧力フェイスは変わり、そしていかなるＣＶＧアレイもまた所望のＢＬと流動変更物を提供するように変更され得る。遠心または混合−流動タービンとして、付加の流動−制御噴射ジェット１３５の例は、流動付着改善物だけでなく、表面フィルム−冷却のための例えばＨＰＴステータとローターブレードに対して用いられ得る。
【０１９６】
閉鎖−形態インペラにおいて、このチップシュラウドは、閉鎖されたベーン通路を形成するために全てのベーンのチップに連結されて、ＣＶＧが既に議論された同一の方式で、ＢＬと分離制御のために、全てのこれらの内部流動表面とチップシールラビリンス等に使うことができる。
【０１９７】
遠心ベーン、インペラ、及び他の流動表面に対する統合されたＣＶＧ処理物は、増加した入口及び出口−流動回転−角度を許容して、新しく、よりコンパクトで軽量の圧縮機、タービン、ポンプ、ターボチャージャー及び類似した流体−流動構造物の設計を可能とするか、機械的に−互換性のある改善された性能の「ドロップ−イン」配置インペラを有する現在の設計上で、サクション−フェイスまたは流体−流動エネルギー損失、凹フェイス上のＴＧ渦流とＢＬ厚さ損失を単純に減少させるのに用いられ得る。
【０１９８】
統合されたＣＶＧはまた他の遠心または混合−流動タイプの流体−流動ポンプ、タービン、プロペラと産業用プロセス−ガス圧縮機のような圧縮機（例えば、アンモニア冷却、天然ガスパイプライン圧縮機）、ウォータジェットとポンプまたはウォータまたは他の液体用タービンに有用である。
【０１９９】
ターボチャージャーは、対をなす遠心流動圧縮機とタービンインペラを使って、また流体−流動エネルギーを抽出し、このエネルギーを遠心圧縮機の流体−流動に付加する遠心タービンの一例となり、両方タイプの遠心装置は、効率と作動を改善するための新たな設計として局部流動条件のために調整される統合されたＣＶＧを使うことができる。
【０２００】
ナセル構造：エンジンナセルは、相互流体−流動作用を有する、パイロンを経由する胴体または羽根、取付装置または付着リンクに付着される一般的に円筒状の流動−ボディの一例である。このような付着した流動−ボディ上で、進入する流体−流動に対するいかなる不利なピッチとヨー（ｙａｗ）も、例えば下流サクション表面上の流動分離に起因して相当な抗力と乱流流動を発生させ得る。エンジンナセルは、囲まれたエンジンに対して正しい入口及び出口条件を保障するために、エンジン入口と出口流体−流動と統合される。
【０２０１】
図８は、付着パイロン１４２を有する羽根ボディ１４１に付着された一般的に円筒状ナセルボディ１４０を示す。ターボファンエンジン例において、ファンブレードカスケード１４３は、ダクト拡散がナセルＬＥと入口冷却ダクトセクションで発生した後にナセル入口に示される。
統合されたナセルＬＥ  ＣＶＧアレイ１４４は、流動付着を改善し、ナセル内部ダクト及び／又は外部表面の両者で抗力を減少させるようにＬＥに示される。このＬＥ  ＣＶＧアレイ１４４はまた、表面腐食及び／又は耐久性が問題になると、マッチング及び交替可能なＥＰＳ  ＣＶＧ要素の重畳で増加し得る。
【０２０２】
さらに統合されたファン入口ＣＶＧアレイ１４５は、ファンブレードカスケードチップ内へのダクト流動を改善するように示され、ファンチップ入口位置で能動的なサクションＢＬ制御のための必要性を減少させる。
【０２０３】
類似した統合されたＣＶＧアレイは、凸及び凹ダクトフェイス上で流動分離が回避され、乱流ＢＬ抗力減少が最小化することを保障するように、内部冷却ダクティングの両フェイス内に設計され得る。これらの統合されたダクティングＣＶＧは、新たな設計のためのより高いダクト表面３Ｄ曲率またはより短いダクトとエンジン大きさを許容する。一連のＣＶＧは、チップ渦流フィラメントが拡張される適切な間隔で、これらが爆発するか、またはＢＬ流動が分離バブルまたは過度な厚さ損失をもたらす前にこれらの大きな表面上に使うことができる。これは、最も近接した適したＣＶＧ間隔と流体力学的に定義される分離を定義する。ほとんどの近代ナセルの新たな設計は、複合材構造物で成形されるので、エネルギー効率と性能の改善物のための設計と作製において統合されたＣＶＧアレイを結合することが容易である。
【０２０４】
冷却ダクト出口ノズルで、抗力減少と共に流動混合、冷却排気及びファン出口ノイズサインを改善するために、局部冷却ダクトＴＥの前に外部及び／又は内部表面上で統合された冷却ダクト出口ＣＶＧアレイ１４６を内在することがまた可能である。高温セクションノズル出口で、類似した統合された高温ダクト出口ＣＶＧアレイ１４７は、流動混合及びエディー破壊を改善し、抗力減少と共に排気ノイズサインを改善するために、局部ＴＥの前に及び／又は排気コーン１４８で外部及び／又は内部ダクト表面に統合できる。強い高温の排気クラックリング（ｃｒａｃｋｌｉｎｇ）を破壊するために、エディー破壊ＣＶＧアレイ１４９の付加の低い抗力の薄い円筒状リングは、渦流フィラメントがより音響ノイズと衝撃をウェーク転移部に伝達するように組織される前に、この渦流フィラメントを拡張する高温排気エディー内に誘導し、このエディーを分解して破壊するように、例えば、排気コーン１４８と高温セクションダクトＴＥとの間の、拡張の排気流動ストリームに付加され得る。このエディー破壊ＣＶＧアレイ１４９用支持ストラットと排気流動で、タービンアフト支持ストラットはまた排気ノイズ運営のための付加の渦流フィラメントを追加するように統合されたＣＶＧアレイを有することができる。
【０２０５】
ナセル付着リンクまたはパイロン１４２は、流動混合フィレットを支持羽根とナセルボディに使い、（主に垂直の）パイロン表面周囲に抗力を減少させ、流動を改善するように付加されたパイロンＬＥ  ＣＶＧアレイ１５０をまた有することができる。羽根は、統合された羽根ＬＥ  ＣＶＧアレイ１５１と（特に、圧力フェイスで）二次羽根ＣＶＧアレイ１５２を有することができる。
【０２０６】
リンクまたはパイロンを通して付着された他の構造はまた、飛行時に流動分離を制御するためにＣＶＧを用いることができ、例えば、燃料タンクまたは気象−レーダーポッド等のような閉鎖入口流動−ボディに対しては前方ボディがファンスピナー（ｓｐｉｎｎｅｒ）１５３のようなノーズ（ｎｏｓｅ）チップとなる。１５３が結果的に角のある入口気流と共に回転するので、角のあるＣＶＧアレイ１５３をまた用いることができる。ノーズチップは、適した角のあるＣＶＧと一致するノーズキャップを有するか、または抗力を低くするように統合されたノーズＣＶＧアレイで設計され得る。
【０２０７】
これらの付着された流動−ボディ構造はまた、効率的に「外側」流動表面上の一次流体−流動と損失と共に、閉鎖（及び／又は開放端部の）「インサイド−アウト」ダクトの形態である。いくつかの場合において、予め定義された動力学及び／又は総エネルギーを有する流動−ボディ実施例は推進体のような流動−ボディ、または発射プラットフォームから分離するＶｉｒｇｉｎ  Ｇａｌａｃｔｉｃの「スペースシップワン」のように、滑空のために分離または投下される必要がある。これらの場合もまた、ＣＶＧのアプリケーションは、付着及び／又は分離、及び動きの流体−流動力学と流動−ボディエネルギー効率（言い換えれば、範囲）を向上させ、また改善された軌跡及び／又は経路安定性を許容する。
【０２０８】
ダクト流動経路：ジェットエンジンのようなほとんどの流体−流動装置の表面の多くの部分は、他の流体−流動処理セクション間の内外で最適な設計位置に流体−流動を案内するようにダクティング表面で構成され、これらは、エネルギー損失を引き起こす流体−流動分離またはＢＬ厚さを誘発する前にこれらが導入され得る流動回転−角度または流動−方向に制限される。これらのダクトまたはパイピングと、さらに外部３Ｄ表面は、統合されたＣＶＧに改良できる他の流動装置となる。図９ａは、流体−流動表面、ダクティングとパイピングの例で多くの条件と類似した典型的な流体−流動ダクト１６０を示す。
【０２０９】
切欠断面は、流動方向変化部でダクトシーム（ｓｅａｍ）１６１を示し、より小さな直径の上流ダクト１６５は、最適な位置で下流ダクト１６６の内側に配置され、改善されたパイプやダクトジョイントを密封して完成するために、例えば、スウェージング（ｓｗａｇｉｎｇ）とろう付けまたは溶接で併合される、そのＴＥ端部で統合される内部ダクトＣＶＧアレイ１６２構造を有する。これは、内部に統合されたＣＶＧアレイを有するダクトまたはパイピング転移部を許容する一つの設計実施例であり、これは、既に開示されたように、フリーストリーム流体−流動でフォイルまたは他のボディ表面に対する方式と同一の方式で、表面またはダクトが方向または直径を変更するとき、下流ダクトまたはパイプの凸表面上の流動分離と抗力の低減及び凹表面上の抗力を低減するように作用する。ダクトまたはパイプの作製方法、材料、直径、壁厚さ及びセクションジオメトリによって、例えば、多数のスタンピング、鍛造、成形及び機械加工ステップは、流体−流動が内側表面上、またはボディ表面の外側上にあれば、外側表面上の最適な位置でＣＶＧアレイを結合するのに用いられ得る。
【０２１０】
図９ｂは、若干大きな直径の一定の断面ダクトまたはパイピングの直線セクションに導入され、流体−流動の下流を指示するダクト挿入ＣＶＧチップ１８３を有する最も好ましい位置でスウェージングまたは他の方法で取り付けられる、ダクト挿入ＣＶＧアレイ１８２を示す。この場合、ダクト挿入入口１８４は、入口流動外乱を最小化するように非常に薄くて鋭いエッジを有し、ダクト挿入入口表面１８５は、ステップ厚さ点１８６に対して後方に非常に浅い角度を有する。このような長い低角度のダクトコンバージェンスは、ＣＶＧステップに入る前にステップ厚さ点１８６で正しいステップ−高さのダクト一致セクションに達する前に最小限の流動変化と外乱を提供する。オプションのダクト挿入スリット１８７は、若干折り畳まれたダクト挿入ＣＶＧアレイ１８２をダクト内に挿入し、定位置に拡張して連動するか、またはこの装置を締結するための取付方法をより使いやすくするように導入され得る。このアレイでストリーム方向ギャップは許容され、最小限の性能衝撃を有する。ステップ厚さ点１８６とチップ１８３との間で、この流動は、平均ダクト表面に平行に、そしてＣＶＧステップを横切ることが、最も好ましい流動せん断作用と下流ＢＬ再活性化を得るための最適な表面ベクトルを有するとき、安定化する。これらのダクトＣＶＧアレイの核心的な寄与は、このアレイが全体ダクト周辺を囲む場合を含み、流体−流動入力と出力平面断面との間で、Ｖ−形態ＣＶＧアレイの最大交差−流動限度の間で変更されないＢＬがないという点で、このアレイが捕獲する全体ダクト表面ＢＬ流動をこのアレイが連続的に横切って動作するという点である。ＣＧＶアレイが（一次利得を否定する）一定のステップ高さセクションのためのストリーム方向の空間を有しないあまり最適でない場合において、このような連続的な交差−流動ＢＬ変更機能は、これらのタイプの変更されたＣＶＧアレイの従来技術の分離されたＶＧのグルーピングから区別する。ダクト挿入スリット１８７を使うことは、最適な角度でダクト壁ＢＬ流動を捕獲するように、このダクト挿入ＣＶＧアレイ１８２がヘリカル角度に変更されたＣＶＧ捕獲角度を有する基本的に螺旋状に択一的に製造され得るようにする。このスパイラルが１回転以上適用されると、次の下流ＣＶＧ  ｖ−形態のステップに会う前に上流渦流フィラメントの消滅速度によって、効率低下がある。これは、流動方向に一連のダクト挿入ＣＶＧアレイ１８２が、これらを最も好ましい効果を得るように最適に離隔させる必要があることを意味する。
【０２１１】
内部パイプとダクト表面にＣＶＧを適用することは、正しい表面ジオメトリ内に曲げ可能であり、加工または摩耗される時に適用または処理され得る、スプレー−オンまたは成形されたコーティング材料によりまた行われ得る。これらのコーティングは、多数の層で作られ得、また、下に置かれたダクトまたはパイプ表面に対する機械的な、また腐食／化学的な保護を提供する。
【０２１２】
また他の流動制御オプションは、ダクティングが大きな流動−回転を導入できるようにするダクト流動転移部で、従来技術の内部流動−回転ベーン１６３に対するものであるが、これらの構造は、これらが流体−流動を変更するようにフォイルカスケードのように動作するため、抗力を導入する。流動−回転ベーンＣＶＧアレイ１６４は、流動分離前に抗力を低くし、より大きなダクトまたはパイプ回転−角度を許容するために、流動−回転ベーン１６３のサクション及び／又は圧力フェイスに統合でき、また、よりコンパクトなジオメトリ及び／又はより低いエネルギー損失で、新たな、例えば、パイプ、ダクトまたはｓ−ダクト設計を可能とする。
【０２１３】
また、熱抵抗性を必要とするより大きなダクト表面と転移部において、冷却ダクティングパネルコンポーネントの強度と機械的な効率を強化して向上させ、そしてＣＶＧの統合と、強く維持され、割れないＴＢＣコーティングを付加するオプションを許容する、例えば、三角形、四角形、六角形または他の多角形のタイル型パターンをエンボシングすることが可能である。
【０２１４】
図１０ａは、オプションで統合されたＣＶＧステップ機能性を有し得る相互連動する六角形のセルでスタンピングまたはエンボシングされた壁ダクトの断面を示す。流体−流動と接触する（図１０ａで対向フェイス上に）下流の滑らかなダクト表面１７０は、エンボシングされたＣＶＧステップアレイ１７２（の下流）の下と左側に位置する。
【０２１５】
エンボシングは、最初に上流内部フロア１７４と下流内部フロア１７５からヒートフラックスを除去するために、熱抵抗と最も好ましい強度と（Ｌｕｔｊｅｎ‘３４２特許の鋭い−半径の垂直壁のベース交差点で明らかに区別されるように）より大きな慣性モーメントと最も小さな応力集中を有するビームセクションの相互連動アレイを生成する（直角より大きなこのような半径で、そして壁高さまで）主要壁−支持ルート交替半径１７１を有する垂直壁１７３を上昇させる。垂直壁１７３の頂上部は、鋭い壁エッジをリップ内にコンパクトにし、取り扱い損傷に対する抵抗性とエッジ剛性を増加させるようにさらに変形され得る。冷却空気は、優れた熱伝導性と、壁と内部フロア表面下へのミックス−ダウンで熱を除去するように、垂直壁１７３のエッジを横切って流動できる。用いられる合金によって、成形応力に起因した材料崩壊を最小化するために、材料温度分布、表面酸化と最小圧縮／エンボシングダイフォース（ｄｉｅ  ｆｏｒｃｅ）の近接制御をまた許容する金属プラスチック温度で（好ましくは、ｅｎ−ｖａｃｕｏ）エンボシングまたは効果的な鍛造法を行うことが最も好ましい。例えば、他の投入キャスティングプロセス、爆発／油圧ダイ成形等でこれらの表面アレイとステップを生成することがまた可能である。
【０２１６】
図１０ａのこのような改善されたダクトパネルセクションの作製は、ＴＢＣを滑らかでないフェイス側内に統合することをまた許容する。図１０ｂは、高温流体−流動に向き合う蓋の上流ＴＢＣブランケット１７７を有するエンボシングされた上流ダクトパネル領域１７６を示しており、ＴＢＣ  ＣＶＧアレイ１７８にして、下流ダクトパネル１８０を覆う下流ＴＢＣブランケット１７９で下に導くようになる。高温流体−流動がこのような配列のＴＢＣ側に対してあり、そして図１０ａに同様に形成された部分の対向側と流動方向にあることに注目する。この実施例は、閉じられたＴＢＣ要素１８１のように、ＴＢＣのサブ−セクションを固定的に維持するために、垂直壁１７３の例えば六角形アレイと成形された頂上部を利用する。ＴＢＣコーティングは、よく知られたＴＢＣ適用法、材料及びインター−コーティングのいずれのものも適用され得る。維持される閉じられたＴＢＣ要素１８１の例の間のより薄いＴＢＣセクションのクラッキング（ｃｒａｃｋｉｎｇ）は、金属基板のＴＢＣ適用温度により制御され得る。これは、この基板と統合の垂直壁１７３とこのＴＢＣサブ−セクションまたは薄板の間の熱膨張係数を異にして機械的な応力を予め設定する。これは、ＴＢＣクラッキングを抑制するように作動温度または冷却条件の間で設定されるか、または破損部に対するコーティングを維持する閉じられたＴＢＣ要素１８１の例の内に均一に許容することができる。ＴＢＣコーティング以後に、ステップ領域は、ＴＢＣ  ＣＶＧアレイ１７８のためのＴＢＣ材料の最も好ましいステップエッジを提供するように加工または摩耗し得、そしてＴＢＣ表面の残りは、表面均一のために同様に処理され得る。
【０２１７】
角のある付加のダクト流動ジェット１８９は、ＴＢＣ  ＣＶＧアレイ１７８またはエンボシングされたＣＶＧステップアレイ１７２のステップの下流に提供され得、このようなジェット（またはジェットアレイ）は、これが固定された表面であるため、例えば、ＬＰＴステータフォイルについて教示されたように、ステップ領域下の加圧された流体−流動ソースから表面フィルム−冷却流体−流動及び／又は付加のＢＬ活性化流動を行うことができる。
【０２１８】
オプションのステップ−拡張溝及び／又はステップせん断ガイドの例は、ＣＶＧステップでダクト表面に付加され得るが、図面の明確性のために示されない。
【０２１９】
図１０ａと１０ｂは、本質的に平面パネルを示すが、このような処理は、いかなるダクティング表面形状に対してもセクションに適用のための３Ｄ曲率を有する表面アレイとステップにまた適用され得る。これらの六角形の特徴は、下流エッジで約２２度の最も好ましいＣＶＧ流動−角度を使うことができ、三角形またはダイヤモンド形態は、より小さなＴＢＣセクションに用いられ得るが、壁対フロアセクションのより高い金属質量比を招くようになる。これらのダクトセクションは、約０．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さであってよいが、作動圧力等によって、これは制限条件にならず、壁、フロア、多角形タイプ及び大きさとＴＢＣ厚さが設計要求条件に符合させるのに必要であるように調整され得る。
【０２２０】
冷却タービンブレードは、高い慣性負荷に対してＬＥ表面ＴＢＣを固定するために、これらの多角形の維持特徴を使うことができ、この場合、ファウンテンヘッド配列がＬＥ冷却のために要求されると、これはＴＢＣコーティングとステップ加工等の以後に貫通でき、ＴＢＣのない表面のポスト−ステップブレード冷却は、冷却流動を通して、例えば、アフト角のあるジェット流動噴射ポート９５の例、内部ブレードスキン冷却及びＴＥ冷却スロットにより導入される。
【０２２１】
パイプラインパイプ、一般用途のチュービング、ノズル等は、表面抗力とエネルギー効率を減少させるために適切に離隔されたＣＶＧｓと結合または嵌合できる。スパイラル−溶接またはロール加工されたパイプにおいて、エンボシングまたは機械加工された内部ＣＶＧは、ロール成形または溶接以前にいかなる適した作製方法でも容易に統合され得る。ＣＶＧ繰り返し離隔は十分に大きく、再層流化が発生し得、チップ−渦流が拡張され得、それともその結果は従来技術のタービュレータまたは従来のＶＧアレイのように抗力に不利である。
【０２２２】
等角渦流燃焼器：図１１ａは、改善された設計を提供するために統合されたＣＶＧを使う環状のコンパクトで効率的な等角渦流燃焼器またはガス−発生器設計の一般配列を、サブ−セグメントの傾斜した部分断面図として示す。燃焼器は、作業が抽出され得る加速の流体−流動を発生させ、及び／又は、熱を生成するように制御される発熱反応で燃料入力物を燃焼させるように酸化装置として提供され、圧縮機の出力を収容することができる。
【０２２３】
外部燃焼器圧力壁２００は（外部と内部壁でＨＰＣに連結される）入力インターフェース２０１を通してＨＰＣケーシングに連結され、また燃焼器が典型的に装置の最高圧領域にあるため、高圧の完全性を維持するように出力インターフェース２０２によりＨＰＴケーシングに連結される。燃焼器入力ガイドベーン２０３と燃焼器出力ガイドベーン２０４は、全体燃焼器アレイと体積でこの燃焼器のサブ−セグメントの周り範囲を形成するように作用する。これらの燃焼器ガイドベーン２０３と２０４は、オプションで軸流流動に対して角をなしてツイストされ得、（２０３を利用して）ＨＰＣ出力流動を拡散させ、渦巻きのないようにステータ構造の一部分として用いられ、及び／又は、放射状の次元で燃焼器流動出力−角度をまた定義することができ、ＨＰＴ第１のローターカスケード内に直接最適な流動出力−角度の設計を許容するように十分に冷却されたベーンを有する（２０４を利用した）コンパクトで統合されたＨＰＴ入口ステータブレードとして効果的に作用し得る。
【０２２４】
燃焼器入口流体−流動質量は、開口Ｅを通してＨＰＣ（そして、可能な可変する出口ガイドベーン）により定義された速度と温度で進入し、次に、上部バイパス開口Ｆ、下部バイパス開口Ｈ及びリッチ−バーン燃焼器開口Ｇ内に流動する３個のストリームに分けられる。
【０２２５】
燃焼器入力ＣＶＧアレイ２０５は、ダクト流動−分離を抑制し、抗力を減少させ、より流動−効率的な、及び／又は、よりコンパクトな入口流動設計を許容するように、このような膨張拡散入口点で入口開口Ｅの内側周り周囲に付加される。
【０２２６】
開口Ｇでこのように設計された質量流動の部分は、燃焼器下部（及び上部）ミキサーＣＶＧアレイ２０７からステップと渦流フィラメント流れ内に、燃料が噴射される下部ＣＶＧ燃焼器ガイド２１３と上部ＣＶＧ燃焼器ガイド２２５との間に流動する。次に、豊富な混合フレーム（ｆｌａｍｅ）−フロントは、所定時間以後に、余分のバイパス空気が加えられ、また燃焼がより低い酸化窒素を発生させながら、燃料酸化を完了するすぐに接している第２のリーン−バーンステップで円滑に完了するリーン−バーン開口Ｊ内に進む。燃料の最終燃焼／酸化は、出力インターフェース２０２周囲に開口Ｋを出る転移時間で完了する。
【０２２７】
開口Ｉからの出口で、ＣＶＧ燃焼器ガイド２１３と２２５のＴＥ上で、上部及び下部フレーム安定化タブ２１６のアレイは、これらのタブの前方及び後方フェイスで燃焼燃料のスパン方向渦流を捕獲して保有するように作用する。フレーム安定化タブ２１６のスパン方向出口渦流はまた、ＴＥ洗流をさらに増加させ、バイパス開口空気をダクトＦとＨからリーンバーン開口Ｊの体積内にミックス−ダウンするのに役立つように、効率的な揚力と抗力変更ガーニー（Ｇｕｒｎｅｙ）タブとして作用する。タブ間隙２１５は、バイパス空気と混合して連続的にリーン−バーンサイクルを完了するように開口Ｊ内に出る少量のコード方向のリッチ−バーン渦流フィラメントをまた組織するのに付加される。ＬＰＴとファンブレードＬＥＴと共に、これらのフレーム安定化タブ２１６は、流体−流動に垂直したものとは異なり、角をなすか、分けられる。
【０２２８】
流体−流動速度が燃焼器入力部で（それから開口Ｉの体積内に）増加すると、初期豊富なフレーム−フロントは、ダクト拡散がこれらの物理的な条件でフレーム伝播速度とマッチングするように局部流体速度と均衡を取るまで、開口Ｉ体積内に後方に後退する。これは、フレームの安定のために開口Ｉのアフトセクションで要求される最小の拡散（表面曲率）を定義し、最大流動渦流でこのフレームフロントは、フレーム安定化タブ２１６とＴＥ出口の前方にあるべきである。開口Ｅ、ＧとＩの大きさの比は、ＨＰＣ出力速度と関連してリーチバーン体積で燃料混合の速度を効果的に制御する。開口ＦとＨ乃至Ｇの比は、燃焼器のためのバイパス、冷却及びリーン−バーン空気に対してリッチ−バーンのための流動体積を制御する。機械的に堅固なフレーム安定化タブ２１６の前方及び後方フェイス上の横断する渦流フィラメントは、また点火器アレイ２２７要素が消えるとき、非常に安定しており、流動外乱−遮断されたバックアップ点火ソースとして作用する。リッチ−バーン体積が局部流動表面とフレーム安定化タブ２１６とＴＥ上で多くの熱を発生させるので、上部ＣＶＧ冷却流動ダクト２２６と下部ＣＶＧ冷却流動ダクト２１２は、上部ＣＶＧダクトボディ２２４と下部ＣＶＧダクトボディ２１４に個別的に付加される。これらの上部と下部ＣＶＧ冷却ダクトで冷却流体−流動は、例えば、下部燃焼器ガイド２１３と下部ＣＶＧダクトボディ２１４により定義される下部冷却入口開口２２１により構成される。これらのＣＶＧ冷却流動ダクト２２６と２１２からの出口冷却空気は、開口Ｊで質量流入物内に角をなす。これらの冷却ダクトは、これらが燃焼器ダクティング内により厚い流体−制御フォイルであるため、ＣＶＧ燃焼器ガイドのボディに含まれるが、仮りに、これらのガイドフォイルが十分に薄く冷却が適切であれば、外部ガイド流動表面は、内部冷却ダクトを必要とせず、これらのフォイルを冷却できる。図１１ａの例の燃焼器の実施例は、その中間平面に対して一般的に対称であるので、表示が細かい対をなすアイテムは、より図面の明確性を提供するために一部の場合で省略されるが、実際、このような特定の実施例の内包された対称の設計意図により示されるという点に注目する。
【０２２９】
ほとんどの燃焼器エネルギー放出は、燃料リーン−バーンの完了時、開口Ｊの境界体積で流体−流動が起こり、下部壁冷却表面２１７と上部壁冷却表面２２０がこのような強い熱から燃焼器外側圧力表面を保護するように付加され、そして、これらの構造は、フィルム−冷却媒体としてダクトＦとＨで少量の流体をインターセプトする。両側で燃焼器出力ガイドベーン２０４の例の表面を保護するために、側面冷却表面２１９のような遮蔽物が付加され、そして、これらはまたフィルム−冷却媒体として（ＣＶＧ燃焼器ボディ以前から）ダクトＦとＨで入口流体をインターセプトする。冷却表面２１７、２２０と、２１９の例は、開口Ｊの境界体積に示される表面上でよく知られたＴＢＣを使うか、またはヒートフラックスと酸化損傷を減少させるためにＣＭＣのパネルとして作製され得、オプションとしては、抗力を低くするために、両フェイス上の下部冷却表面ＣＶＧアレイ２１８のように、抗力減少ＣＶＧアレイを使うことができる。ＴＢＣ従来技術はまた局部ヒートフラックスを燃焼器表面内で低くするように、例えば、少量の燃焼器ガイド２１３と２２５表面に対して使うことができ、このエネルギーは、有用な作業のためにＨＰＴセクション内への燃焼器出力に使用可能である。図９ａ、９ｂ、１０ａ及び１０ｂのダクト−流動コンセプトはまた、流動を改善し、抗力を減少させるために、この燃焼器でいかなる表面上にも細かい改善物としてオプションで使うことができる。
【０２３０】
パイロット燃料プレナム２０８と一次燃料流動プレナム２１１にはフィルタリングされ、加圧され、一定の順に配列された燃料−流動が供給され、燃料流動をミキサーＣＶＧアレイ２０７ステップ領域内に伝導する、分離された角のあるパイロット燃料ジェット２０９と一次燃料ジェット２１０を有する。パイロット燃料ジェット２０９はより小さく、燃料粘性と結合力を克服した強いステップ渦流フィラメントにより、液体燃料粒子崩壊と原子化を保障するようにＣＶＧバレー部に近接して噴射でき、次に、このようなリッチ燃料ミックスの一部分がＣＶＧチップ−渦流に、そしてフレーム伝播速度に対する下流速度減少が点火を許容する領域に後方に流れるようになる。このような方式で、開口Ｉで後ほどまで高い渦流混合強度を提供し、初期燃焼熱を遅延させるミキサーＣＶＧアレイ２０７のステップ領域で高い流体−流動速度を有することが可能なより高いエネルギー出力が要求されると、一次燃料流動プレナム２１１で圧力は一次燃料ジェット２１０の例を通してミキサーＣＶＧアレイ２０７のステップ領域内に燃料を同様に押し出す。この例は、ＣＶＧチップ領域に最も近く位置する角のある一次燃料ジェット２１０を示し、この燃料部分を燃焼されるように最も高い渦流フィラメント内に噴射または拡散させる。一つ以上の燃料噴射アレイを利用して、必要時に流動速度を配列して可変させることは、可変する作動負荷または要求される発熱生成に対する燃料流動のより良いテーラリングを許容する。実際、ジェットは他の構成の大きさ、ジオメトリ及び例であり、他の位置に移動されるが、統合されたＣＶＧアレイ渦流を利用することによって向上した低い−抗力の燃料噴射と混合の利益をまだ得るようになる。ＣＶＧアレイは、強い混合と液体−粒子崩壊と共に、多くの結合されたより小さな燃料−流動ジェットを付加するように低い−抗力方式を許容する。この燃焼器はまた、天然ガス（メタン）または水素等のような燃料を使うことができ、ここで渦流は粘着性液体滴を崩壊させないが、最も好ましい可能な入力−流体／燃料混合を保障する。
【０２３１】
液体燃料流動気化−エネルギーは、ミキサーＣＶＧアレイ２０７ステップ、燃料プレナム、ジェットと隣接領域の作動冷却が均衡を取るように使うことができ、下流ヒートフラックス伝導等を制御または分離するために、作製、材料及び設計を変更することによって改良できる。
【０２３２】
図１１ｂは、燃料プレナム内への熱伝導を減少させるように、燃料ジェット以後のボディ転移部に内在された付加のインターフェースＣＶＧアレイ２２９を有する、例えば、セラミックインサート、セラミックアフター−ボディ２２８として２１３と２２５と２１６等の下流ボディの作製部分であって、この一つの切開断面図を示す。開口ＦとＨダクトとリッチバーン開口Ｉでの流動を支持する、変形された２１３と２２５フォイルの後の、取り付けられたセラミックアフター−ボディ２２８は、ＣＶＧ冷却流動ダクト２２６と２１２等の必要を除去することによって単純化された設計を許容する。点火器アレイ２２７コンダクターは、セラミックまたはＣＭＣボディ内に、または例えば、タングステンのような耐火金属を有するコア体積から孔を通して、第２コンダクターまたは冷却壁セクションにスパーク−排出しながら、統合または配線（ｗｉｒｅｄ）され得る。角のある付加の燃焼器噴射ジェット２３０は、セラミックアフター−ボディ２２８の上部または外部表面のインターフェースＣＶＧアレイ２２９のＣＶＧステップに示される。開口Ｆ／Ｈと開口Ｉでの圧力は、開口Ｅの入力圧力と関連して、可変されて均衡を取ることができるため、セラミックアフター−ボディ２２８のコアを若干加圧するように上流から入口ブリード及び冷却流体を噴射し、次に、燃焼器噴射ジェット２３０の例を通してこのような冷却流動を拒否し、またセラミックアフター−ボディ２２８の開口Ｈ及び／又は開口Ｉ側上で流体−流動のＢＬモメンタムを改善させることが可能である。燃焼器噴射ジェット２３０の例は、外部ダクト表面入口ＣＶＧアレイ２２２と内部ダクト表面ＣＶＧアレイ２２３にまた適用され得る。オプションのステップ−拡張溝及び／又はステップせん断ガイドの例は、セラミックアフター−ボディ２２８に付加できるが、図面の明確化のために示されない。
【０２３３】
変更された２１３と２２５フォイルの図１１ｂのバージョンは、薄い壁キャスティングと燃料プレナムとして示され、これらの項目は、正しい流動ジオメトリを提供するために、いかなる組み合わせの作製方法でも堅固になるか、製造され得る。付加のインターフェースＣＶＧアレイ２２９は、燃料混合を増加させるために、ミキサーＣＶＧアレイ２０７からオフセットされるか、異なるピッチとなったバレー部とチップを有し得る。
【０２３４】
燃料噴射圧力は、要求される作動負荷で適したジェット流動を保障するように制御され、進入するいかなる液体燃料も燃料ジェットが出るまで蒸気圧力下に落ちないので、液体燃料流動がベーパー−ロック（ｖａｐｏｒ−ｌｏｃｋ）されないようにする。
【０２３５】
ＣＶＧアレイの他の例は、燃焼器抗力を減少させるのに有益な他の燃焼器表面上に含まれ、ミキサーＣＶＧアレイ２０７は、十分な混合と、関連の渦流乱流を保障するように優先的に使われるため、明らかに大きなステップ構造として示され、二次抗力減少の役割をする。好適には、上部と下部表面上に中間−表面ＣＶＧアレイ２０６と外部ダクト表面入口ＣＶＧアレイ２２２と内部ダクト表面ＣＶＧアレイ２２３がまた流動表面から全体的な表面抗力を減少させるようにオプションとして付加され、Ｒｅ値の幅広い許容範囲が燃焼器とダクティング表面で流動分離損失を引き起こさないように許容される。
【０２３６】
新たなジオメトリ等を引き出しながら、外部燃焼器圧力壁２００により形成された単一燃焼器内の最も好ましい流動のために、配列された（可能なセラミックアフター−ボディ２２８を有している）燃焼器ガイド２１３の単一例または燃焼器ガイド２１３と２２５の対の一例以上を有することが可能である。核心設計は、この実施例の構造変形が利用可能な設計体積に対してより効率的であれば、図１１ａに示された（エンジンシャフト軸から）本質的に一定の−半径から燃焼器ガイド２１３と２２５／２２８が（よりベンチュリチューブの例のように）円形と対称となるように合わせられる設計に変形され得る。燃焼器ガイド２１３と２２５は、またミキサーＣＶＧアレイ２０７は、放射状方向に効果的に整列されるように放射状に構成され得、含まれた燃料噴射開口と燃焼体積を有する高圧タービン入口ステータベーンの組み合わせと同様に作用する。ＣＶＧ燃焼器設計の例は、例えば、Ａｌｌｉｓｏｎ２５０、ＰＷ３００及び他のより小さな大きさのタービンエンジンで発見されるように、折り畳まれ、ひっくり返される流動ダクトと燃焼器経路のような他の流動スタイルに対して容易に変形され得る。
【０２３７】
例えば、液体−燃料及び酸化剤燃焼器のような他の燃焼器スタイルで流動と混合インターフェースとダクティング／パイピングを改善し、一部の作動流体がフレーム前方燃焼点以前に恐らく低温になる水素／液化酸素ロケットまたは推進機のような応用物のための（オプションの統合されたインペラＣＶＧを有する）遠心ターボ−ポンプを供給し、そして推力を発生させるように排出ノズルを通して点火と膨張以前に高い速度で細かい混合を必要とするこのようなＣＶＧ渦流流動−混合戦略をまた使うことが可能である。このようなタイプの燃焼器は、流動噴射孔を有するミキサー板の構造であってよく、これらは、燃料流動がスロットルまたは可変されるとき、燃焼と混合安定性を向上させるために、出口渦流フィラメントを提供するように周り上に内在されたＣＶＧを有することができる。
【０２３８】
さらなる燃焼器の実施例は、燃料が圧力格納または（効果的に）半閉鎖ダクト／チューブ構造内に固定される固体−燃料装置である。燃焼は、固体燃料に一体に混合された酸化剤または（Ｎ２Ｏを用いたＲｕｔａｎ／Ｖｉｒｇｉｎ  Ｇａｌａｃｔｉｃエンジンのように）導入される酸化剤流動と共に進行され、（有効に処理される入力流体−流動である）活動的な燃焼生成物が推力を形成するように出口ノズル出力部を通して伝達される。格納／ダクト壁及び／又はノズルは、燃料が消費されるにつれ、現れる低い−抗力の出口流動表面−インターフェースを提供するＣＶＧを有するように、先の図１０のダクトＣＶＧ実施例に対して処理され得、そして、ＴＢＣは、例えばＨＰＴタービンブレードに対して付加された冷却ジェットに沿って結合され得る。従来の円錐形／ベル形または商業的なＡｅｒｏｓｐｉｋｅスタイルタイプの排気ノズル流動表面上の表面抗力損失と衝撃は、ＣＶＧがこのために構成されて改善されるか、及び／又は、変形され得る。接触発火の流体混合チャンバは、燃焼炉のように作用し、またＣＶＧを利用でき、または取り付けられたノズルで利用できる。
【０２３９】
燃料供給ライン、ポンプ、点火器及び他の付属物等は、これらがほとんど標準化されているが、明示的に示されておらず、公知になった従来技術の一般的な形態と機能に従う。
【０２４０】
図１１ａと１１ｂは、代表的なものであって正確なスケールではなく、開口流体−流動分離と均衡、流体転移時間、コンポーネント大きさと例と位置はコンパクトであり、高性能、低排気とエネルギー効率的な燃焼器で改善された総抗力減少、燃料原子化及び混合のために抗力−低減の統合されたＣＶＧを利用する基本的なコンセプトに基づいて、作動環境と燃料等に対する設計目標に合わせるのに要求されるように広く変形され得る。図１１ａと１１ｂは、例えば、ＣＦＭ−５６燃焼器の例、またはセグメントの一般的な大きさであってよいが、特定のガス−発生器の応用に要求されるように、大きさと長さ等において大きく、または小さく調整され得る。新規な技術の等角渦流燃焼器の総内部表面領域が従来技術の燃焼器と同様に構成されれば、従来技術の設計に対するかなり絶対的な抗力減少と損失、そして信頼できる燃焼を提供するように、正しい分岐／拡散及び流動速度に対するダクト経路とフォイルセクションを設計する能力を許容する。
【０２４１】
装置の流体−流動を改善するためにここに教示されたように、これらの驚くほど多様な範囲の高温及び／又は高応力の実施例のタイプは、従来技術の渦流発生器接近法では単純に実用的でないか、不可能な基本的に統合されたＣＶＧ応用物の予想しなかった結果及び能力である。ほとんどの基本的な共通レベルで、全ての引用された実施例と変形は、従来技術では不可能な、向上したエネルギー効率及び／又は拡張された制御範囲のような一定水準の利得を得るようにニュートン流体−流動を処理または操作する新規な等角渦流発生器を使う。
【０２４２】
従って、開示された情報が本発明の好ましい実施例を詳細に説明しているが、請求される発明の範疇にいかなる物質的な制限も意図されず、当業者に明らかなある特徴と変更設計はここに結合されるように考慮される。結果として、好ましい実施例について開示された特徴に厳しく制限されるよりは、本発明の範囲は、下記の添付される特許請求の範囲において説明され、特に記載される。
【図１ａ】
2016509651.tif 000003
【図１ｂ】
2016509651.tif 000004
【図１ｃ】
2016509651.tif 000005
【図２ａ】
2016509651.tif 000006
【図２ｂ】
2016509651.tif 000007
【図２ｃ】
2016509651.tif 000008
【図３】
2016509651.tif 000009
【図４ａ】
2016509651.tif 000010
【図４ｂ】
2016509651.tif 000011
【図５ａ】
2016509651.tif 000012
【図５ｂ】
2016509651.tif 000013
【図６ａ】
2016509651.tif 000014
【図６ｂ】
2016509651.tif 000015
【図７】
2016509651.tif 000016
【図８】
2016509651.tif 000017
【図９ａ】
2016509651.tif 000018
【図９ｂ】
2016509651.tif 000019
【図１０ａ】
2016509651.tif 000020
【図１０ｂ】
2016509651.tif 000021
【図１１ａ】
2016509651.tif 000022
【図１１ｂ】
2016509651.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月1日(2015.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空力学的／水力学的ニュートン流体−流動を処理する装置、及び等角渦流発生器（ＣＶＧ）の新規流体力学構造を使うことにより、装置のエネルギー効率及び／又は性能エンベロープを改良するための能力の分野に関する。内在または統合されたＣＶＧのこのような新規な応用物は、アクチュエータディスク、移動式タービンエンジンのような動力学的ターボ機械類におけるフォイルカスケードと流動−制御表面、静的パワー発生タービン、ヘリコプター、羽根、及び他のニュートン流体−流動応用物のように、様々な場所と役割で一般的に作動する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ヘリコプター腐食防止システム（ＥＰＳ）に使われる付加のＣＶＧは、重力の数万倍オーダーで非常に速い放射状加速度を有する、さらに小さく、さらに複雑で、難解なターボ機械類構造に取り付けてマッチングさせることが実現不可であり、これは、この機械類が高い堅固性のカスケードと高温及び鋭いエッジの入力表面のような性能環境を要求する新規な固有の内在または統合されたＣＶＧ方法を必要としているためである。付加のＣＶＧは、現存するフォイルまたはボディ表面設計、ポストマニュファクチュアに接着剤で便宜的に取り付けられるが、ここで、オリジナルフォイルまたはボディ表面設計−意図や工学的な考慮は、ＣＶＧの利点の最も好ましい結合のために鑑みられていなかった。これに対し、統合されたＣＶＧ技術は、新たなフォイルまたは流体−流動制御表面の設計のための設計プロセス及び工学に含まれ、これは、付加のＣＶＧ技術では不能な能力、性能、流体−流動制御範囲、エネルギー効率及び製造選択の新たな組み合わせを許容する。
【０００３】
ガスタービンエンジンは、実際、流体−流動処理装置に適用された様々な範囲のニュートン流体−流動、熱力学、材料及び物理的な技術を使った複雑なターボ機械のよく知られた例である。それぞれの一連の機能ブロックは、一部の入力流体−流動を許容し、この流体をいくつかの方法で処理してから、この流体をインターフェースでエンジンの次のステージに出力する。初期エア吸入口は、第１流体入力インターフェースであり、いかなる冷却または高温セクション排気ノズルも最終流体出力インターフェースを周囲大気内で完了する。よく知られたブレイトンサイクルを使ったタービンエンジンの場合、効率は、圧縮機、タービン、燃焼器及び入口ガイドベーン（ＩＧＶ）、フローダクティング及び出口ノズルガス経路の流体ピーク作動温度対最終出口温度差の比率と流動効率、またはエネルギー損失のよく知られた理論熱力学サイクル性能と関連する。
【０００４】
今回の開示において、ここに教示された流体−流動は、作動ニュートン「流体」、典型的な大気または他のガスに対するものであるが、多くのＣＶＧ技術実施例はまた、レイノルズ数（Ｒｅ）が到達されるとき、液体または混合相状態に対して有効である。これは事実であると知られているが、なぜなら、ターボ機械及び装置において、ガス流体−流動に対する数多くのフォイル及び流動設計がスケール可能な流体−流動効果を観察するために標識物質及び方法を使った、例えば、水タンクで便宜上スケールされ、テストされ、及び流動可視化されるためである。下記においては、「流体−流動」は、流体力学が、実際、流体−流動条件とＲｅナンバーで調整されるので、ニュートン気相及び／又は液相に適用可能である。
【０００５】
カスケードにおいてフォイルのアレイとしてエンジン圧縮機及びタービンブレードステータとローターディスク設計は、空力学的性能、エンジンジオメトリ及び質量流動に対して最適化される。初期ステージが冷却器入口流体温度に近接して作動するので、圧縮機と可能なバイパス−ファンステージとダクティングの「冷却セクション」は、ある程度あまり要求されない環境で作動する。これらの冷却セクションで流動改善物は、共通した回転、流動、空力弾性、振動、疲労及び圧力ストレスを作るために、材料強度に影響を与える高いガス温度、酸化または他の問題点の複雑性を有しない。圧縮機ステージは、全体提供された燃料−エネルギーの約６０％＋を吸収することができ、また、これはタービンステージにより抽出される。残りの使用可能なタービン出力エネルギーとジェット排気ノズル衝撃での効率改善物は、使用可能な有用な出力作業に大きな影響を与える。
【従来技術の説明】
【０００６】
低圧タービン（ＬＰＴ）ステージ：現代多数の同心−シャフト型エンジン設計において、典型的にＬＰＴステージは、圧力降下を誘導しながら、排出された後−燃焼器の「高温セクション」ガスの質量流動からエネルギーを抽出し、このエネルギーを最内側軸駆動シャフトを経由してバイパス−ファン、シャフト負荷及び／又は初期圧縮機ステージに案内する。
【０００７】
ＬＰＴステージのブレード負荷と、ヅヴァイフェル（Ｚｗｅｉｆｅｌ）負荷係数は、カスケード堅固性、下部ブレードカウント、エンジン大きさ、重さ及び費用を変更するように増加するにつれ、タービンカスケードで衝撃／反作用フォイルの空力学と共に問題点が発生する。より低いＲｅナンバーの「オフ−デザイン」において、ローターとステータブレードは、境界層（ＢＬ）が厚くなること、乱流流体−流動に転移、下部モメンタムＢＬ層での流体−流動分離、総流体−流動分離バブル及びエネルギー効率の損失を誘導する不利なサクション−フェイス圧力勾配を経験し得る。
【０００８】
ＭｃＱｕｉｌｌｉｎｇは、彼の論文である「高揚力低圧タービンブレードの設計及び検証（Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｈｉｇｈ−ｌｉｆｔ  Ｌｏｗ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  ｂｌａｄｅ）」において、よく知られたＰｒａｔｔ  ａｎｄ  Ｗｈｉｔｎｅｙ  Ｉｎｃ．の「Ｐａｃｋ−Ｂ」ブレード設計のような一般的な例に対して改善されたヅヴァイフェル係数を含む、彼が提案したＬ２Ｆのような「高揚力の」（そして、フロントローディングされた）ＬＰＴブレード設計は、作動エンベロープ極端または「オフ−デザイン」で流動分離またはブレード失速（ｓｔａｌｌｉｎｇ）に対抗するためのいかなる付加的な流動変更法を使わなくても可能であることを教示している。
【０００９】
ここで、ブレードフォイルフロント−ローディングの最適化は、サクション−フェイス圧力回復がより長いコード（ｃｈｏｒｄ）距離に対して拡散することを許容して、流体−流動を向上させ、低エネルギー及び低モメンタムの下部ＢＬの分離を減少させながら不利な圧力勾配は減少する。この場合、基本ブレード流体−流動、不安定な上流ウェーク等に対する反作用は、従来技術に対して改善されるように設計され得るが、究極的に結合される性能改善物は、この設計ブレード負荷を最適化しなければならず、また、性能エンベロープ限界で特にオフデザインで抗力と分離を低くするように流動改良技術を使わなければならない。
【００１０】
流体−流動変形例と効果は、例えば、Ｒｏｕｓｅｒにより彼の論文である「低圧タービンブレード上の境界層分離を抑制するためのディンプルの使用（Ｕｓｅ  Ｏｆ  Ｄｉｍｐｌｅｓ  Ｔｏ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓ  Ｂｏｕｎｄａｒｙ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  Ｏｎ  Ａ  Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｕｒｂｉｎｅ  Ｂｌａｄｅ）」に要約して教示されており、また、この変形例と効果は、最も低いＢＬレベルを再活性化させ、不利な圧力勾配効果及びフォイル表面からの流体−流動分離を防止するために、先ず、渦流流動を生成し、さらに高いモメンタム流動層から（フォイル表面に隣接した）下部層にエネルギーを循環させるように使われる多くのタイプの表面構造及び方法を含んでいる。
【００１１】
フォイル流動を改善するために使われたよく知られた渦流生成器（ＶＧ）は、効果と利点を異にする多くのカテゴリに含まれる。ランプ、角のある（ａｎｇｌｅｄ）ベーン、リブレット（ｒｉｂｌｅｔ）、ホイーラーランプ渦流発生器及び類似物のような突出装置は、有益な渦流を生成するが、抗力と流動分離損失を低くする傾向にあるＢＬ流動条件を変化させるように試みる間、余剰抗力を発生させる。加えて、これらの突出装置は、より低いＲｅナンバーでフリーストリームまたは厚くなるＢＬのより活動的な上部層からエネルギーを回収するが、次にさらに高いＲｅナンバーでさらに薄いＢＬ上に高く突出するようになって、このような性能点で高い誘導抗力を引き起こす。これらの装置は、例えば、ＶＧで最大ＢＬの３５−１００％以上の範囲で相当部分のＢＬ厚さの高さを有することによって特徴づけられる。
【００１２】
ＢＬ深さ未満でオジー（Ｏｇｅｅ）潜水型、ホイーラーチャネルまたはイーブン（ｅｖｅｎ）ディンプルのような凹のまたは浸されたＶＧとマイクロＶＧが突出タイプのＶＧより少なく付加された抗力を生成するように広く研究され、教示されてきた。これらの装置は、コード方向にステップまたはランプで可変ジオメトリまたは高さを有する。オジー潜水型装置は、流入する流体−流動に向かってそれらの頂点を示し、フォイルプロファイルとは一致しない。ＢＬで低いいくつかのマイクロＶＧにおいて、複雑な一連の応用物は、十分な渦流エネルギーを生成するために要求され、ブレードのような回転環境でこのような近接（ｃｌｏｓｅ−ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ）応用物は性能に不利である。
【００１３】
ディンプルは、Ｒｏｕｓｅｒが教示しているように（例えば、ゴルフボールが低い抗力に起因してより遠く飛んで行くのに使われるように）、大きな流動分離バブルを抑制することによって抗力を低くする典型的に単純で全方向の装置である。しかし、ディンプル発散渦流は、多くのフリーストリーム流体−流動エネルギーを下部ＢＬに結合できる低い最適な強度または能力を有しており、複雑である。
【００１４】
ＢＬ制御のためのディンプルは、渦流モードが優勢なジオメトリとＲｅナンバーに対して性能が敏感であるので、複雑である。ブレードタイプのＶＧは、例えば、実際のＬＰＴブレードのＲｅナンバーに対して、これらがミリメートル次元のオーダーで非常に小さくなり、従って、非常に鋭く、微細で精巧な構造物となり、また、酸化高温排気ガスにより粒子腐食と損傷を受けるようになるという点でさらなる問題点を有する。さらなる問題点としては、ブレード反りの間、点応力集中に起因してブレード疲労に機械的な影響とこれらの鋭い物体が維持補修職員に向く危険がある。
【００１５】
ランプ−入口（例えば、アフト（ａｆｔ）フェイシングステップを有するホイーラー、上向きランプ流動）とランプ−出口タイプの（例えば、フォワードフェイシングステップを有するオジー潜水型の、下向きランプ流動）ＶＧはまた、エネルギーが出口コード方向渦流内に強く結合されることからエネルギーの方向を転換させる交差流動またはスパン方向馬蹄渦流のような他の二次流動構造と潜在的な衝撃波を有する。
【００１６】
ＮＡＳＡ研究では、一般的なＶＧが流動方向にＶＧ高さの約３０倍の距離だけコード長さに沿って後方にわずか約４０ＶＧ高さの倍数に典型的に維持する渦流を生成し、フォイル表面からさらに高いエネルギー層に循環されて行くようになることを示している。
【００１７】
Ｒｏｕｓｅｒは、受動の多孔性−表面装置のような、その図１０（マコーミック（ＭｃＣｏｒｍｉｃｋ）に属する）に示されるＢＬ流動制御の他の非ＶＧ法を教示しており、この受動の多孔性−表面装置では、より高い圧力が孔または噴射スロットまたはステップのアレイを通して分離前に低圧領域の表面上で生成されて噴射される。これは、コアンダ（Ｃｏａｎｄａ）または他の揚力強化またはブローン−フラップ（ｂｌｏｗｎ−ｆｌａｐ）タイプの方法またはＢＬ領域を安定化するのに用いられる他のサクション法と類似した効果を果たす。もちろん、ジェット流体噴射が有する問題点の一つは、ＢＬ速度が減少するにつれてジェット「リフト−オフ」または流動分離を避けるためにＢＬとジェットモメンタムの均衡を取るか、流動Ｒｅを可変することであり、また付加的に局所ＢＬは、このＢＬがブレード表面に近接して駆動する前に、ジェット流体−フラックスカラムまたはストリームのリーディングエッジ（ＬＥ）周囲に馬蹄渦流を形成するように崩壊するという点である。
【００１８】
ボーイング７８７航空機について報告されたハイブリッド層流制御（ＨＬＦＣ）は、例えば、単一−エンジン動作の間（ＶＧの代わりに）制御流動分離を改善するように受動のソースから吸入空気を使いながら垂直安定器のＬＥに対するＢＬ制御のための多孔質サクション−表面技術を使う。多孔質孔／メッシュ（ｍｅｓｈ）サクション表面は、複合材構造に対する強度折衝で、入口を塞ぐ環境、粘性エネルギー損失、サクションを誘導するのに必要な力の問題点を有する。
【００１９】
ＳｔｅｐｈｅｎｓのＵＳ２，８００，２９１、ＷｈｅｅｌｅｒのＵＳ４，４５５，０４５とＵＳ５，０５８，８３７、ＲｉｎｋｅｒのＵＳ７，９００，８７１及び多くの他の全ての文献は、下に置かれたフォイル表面から増加した高さで頂点を有するランプであって、流体−流動において薄い（０でない）入口エッジから始めて後方側に伸びるアッド−オン（ａｄｄ−ｏｎ）ランプスタイルのＶＧまたは類似した個別形状の変形を教示している。幾何学的に、または地形学的に、この装置は、どの解釈でも下に置かれたフォイルの表面と一致しない。Ｓｔｅｐｈｅｎｓの‘２９１に教示されているように、Ｒｉｎｋｅｒの‘８７１のような異常成長または等価のＶＧ構造は、フォイルまたはボディ表面の低い迎角（ＡｏＡ）で減少する抗力として作用することができない。ここで「低い迎角（ＡｏＡ）」は、例えば、流動−流体出口、またはＫｕｔｔａ−Ｊｏｕｋｏｗｓｋｉ条件を満たすＴＥで通常の最終出口流動分離の上流にフォイルまたはボディ表面上の相当な流体−流動分離（例えば、失速）または分離バブルのない角度大きさ下で、正、０及び負のＡｏＡの含まれた範囲として定義される。ほとんどのフォイルにおいて、＋／−４度ＡｏＡの範囲は、この条件を満たすが、これに限定されるものではなく、種々の場合ではさらに大きな範囲であってよく、失速ＡｏＡに接近できる。ＳｃｈｅｎｋのＵＳ４，３５４，６４８には、ＢＬ乱流を生成して羽根上のエアフォイル流動−分離を減少させるために突出する低い−プロファイルＢＬトリッピング装置のアレイを教示している。Ｓｃｈｅｎｋの‘６４８の装置は、ゼロ入口−高さでなく、フォイル表面と完全に一致しないため、この装置が従来技術のＶＧよりも小さく提案されても、馬蹄渦流または乱流から抗力を誘発することとなる。小さな大きさ、不連続またはポイントカバレッジと非−方向性の乱流は、効率的なＢＬ再活性化法ではない。
【００２０】
Ｖｉｊｇｅｎ等のＵＳ５，０８８，６６５には、「揚力と抗力特性を改善するために」要素の三角／鋸歯アレイまたは鋸歯パネルのＴＥ以後に付加物を有するフォイルトレーリングエッジ（ＴＥ）での変形物を教示している。オリジナルベースフォイルの物理的な範囲外側の残余の能動空力学的要素の追加は、ＣＶＧをＴＥの前にあるフォイル表面上に、そしてオリジナルフォイルの物理的な範囲または境界内に付加することとは明らかに異なる。ＦｒｉｔｚのＵＳ８，０８３，４８８はまた、ＴＥで鋸歯のアッド−オンパネルを教示しており、Ｖｉｊｇｅｎの‘６６５に対して区別され、特許性がある。ＳｈｉｂａｔａのＵＳ６，８３０，４３６には、トレーリングフォンカルマンストリート（ｖｏｎ  Ｋａｒｍａｎ  Ｓｔｒｅｅｔ）渦流シートを変更することによって、ノイズ減少及び効率増加の両者のためにＴＥで「歯形状」または鋸歯形状が付加される風力タービンブレードが教示され、請求されている。ＧｌｉｅｂｅのＵＳ６，７３３，２４０にはまた、流動混合を改善し、ノイズを減少させるために、ターボファンブレード上に鋸歯形状ＴＥ配列を教示し、請求しており、ＹｏｕｎｇのＵＳ３，１５３，３１９とＢａｌｚｅｒのＵＳ６，６１２，１０６に教示されているように、同一の空力学的効果及び結果を使っている。Ｇｌｉｅｂｅの‘２４０は、基準設計以下の抗力減少を教示しておらず、線形ＴＥを妨害し、基準構成以上の抗力減少及び他の改善物を得るためにＴＥ以前のフォイル上に簡単に付加されるＣＶＧと明らかに区別される。
【００２１】
ＧｏｄｓｋのＵＳ７，９１４，２５９には、その図３に示されるように、ＶＧが付加された状態で基準の非失速ＡｏＡを約＋１０度から約＋１６度まで延びるように風力タービンブレードに沿って数列の不連続の従来技術のＶＧを使うことを教示している。Ｇｏｄｓｋの‘２５９の図４は、不連続ランプとブレードＶＧが有するよく知られた問題点を示しており、これは、低いＡｏＡと、＋１０度の基準失速ＡｏＡまでＶＧに取り付けられたブレードが、基準が変更されていないブレードより高い抗力係数（Ｃｄ）を有するという点である。
【００２２】
ＷｏｒｔｍａｎのＵＳ５，０６９，４０２には、流体−流動ストリームラインからの高いＡｏＡまたは分岐を効率的に有する表面から流動分離（失速と類似）を防止または減少させるために、Ｃ−１３０テールセクションのアップスイープ（ｕｐｓｗｅｅｐ）のような分岐−流動表面に沿って伝播される渦流を発生させるように従来技術の大きなブレードタイプＶＧを利用して、普通の大きな下流エディーと高い誘導抗力を発生させることを教示している。Ｗｏｒｔｍａｎの‘４０２技術のブレードＶＧそのものは相当な形態（ｆｏｒｍ）−抗力を発達させるが、より大きな下流の分離抗力を低くするように作用して、事実的にこれらのＶＧが抗力を誘導するとき、総抗力−減少があるように見え、また他のかなり分離または失速された流動を変更するシナリオでは、抗力が相対的に減少する時にのみ見られ得る。
【００２３】
ランプとブレードＶＧは、フォイル表面に縛られていないＢＬでさらに高い非−持続性渦流を生成する傾向にある。ディンプルとバンプは、渦流を生成するが、しかし、これらが非常に効率的であるか、または活性化されたものではなく、そして、バンプは、Ｒｅナンバーが変わってＢＬが薄くなるにつれ、さらに高いＢＬで過度な抗力を誘発するようになるブレードＶＧと同一のイシューを有する。
【００２４】
Ｍａｒｔｉｎ、ＭｃＶｅｉｇｈ等のＡＩＡＡ論文である「圧縮可能な動的失速の受動制御」において、図２７にヘリコプターローターブレードに使われた小さなブレードＶＧがブレードＣｄを約０．０１から約０．０１５に増加させ、約５０％だけローターパワー要求条件をかなり増加させるのに対し、ブレード失速ＡｏＡを増加させるＶＧに起因して動的失速及びブレードピッチモーメントを減少させることを教示している。ＭｃＶｅｉｇｈのＵＳ７，７４８，９５８は、動的ブレード失速／ピッチモーメントを減少させるためのこのようなＶＧ構造と方法を請求しているが、公開されたテスト結果及び公知の流動物理に基づいて、絶対的な抗力減少能力の付加を請求することはできない。
【００２５】
ＶｏｌｉｎｏのＮＡＳＡ研究報告書である「低圧タービンエアフォイル上の分離制御に用いられる合成渦流発生器ジェット」には、合成渦流発生器ジェット（ＶＧＪｓ）を用いた能動分離制御を教示しており、ここで、渦流は、部分的にコード方向の渦流流動を誘導するＢＬ内への角のあるジェット流動をパルスで作ることによって生成され、流動分離バブルを減少させる通常のＶＧと類似した方式で役立つ。Ｖｏｌｉｎｏの接近法は、発生するエネルギーを消費する活性化されたブロワー（ｂｌｏｗｅｒ）流体−流動の一定のソースを要求しないように、その設計がネット−フロー（ｎｅｔ−ｆｌｏｗ）音響生成のないパルス型ジェット流動を生成するという点で独特である。流体ジェットとさらに高いＢＬ流動とモメンタム層の相互作用は、渦流状態を生成するが、これはまた、エネルギーをより広くスパン方向に後続するＢＬ領域内に拡散するように試みながら抗力を生成させる。
【００２６】
しかし、エアフォイルまたはＬＰＴブレード流動を改善して分離を減少させるための全てのこれらの従来技術は、実際の世界の回転環境が渦流を境界層でフォイルスパン方向外側に対流するようにさらに大きくなるようにするさらなる複雑な条件を付加するという点でイシューを有する。これは、求心力が物理的に定義された生成点以後外側に（放射状にチップ側に）この表面に対してタイトに縛られていない渦流をさらに高いＢＬ流体−流動パターンで回転させる傾向にあり、そして、ブレードがカーブ経路で加速し、付加的には、渦流が下流に移動する傾向にあるので、渦流をブレードに近く付けるように作用する相当な力がないため、渦流がＢＬの頂上に対流し、いかなるスパン方向二次流動もインターセプトでき、また外側に強く崩壊するという事実に起因する。
【００２７】
この場合、ＢＬを再活性化させ、流動分離と抗力を減少させるために、コード上により早く生成されるコード方向渦流の有益な意図は、Ｍａｒｔｉｎ等により示されたように、実際は否定的になり、分離に影響を与えながら後続するＢＬを厚くして抗力を増加させる傾向にある混沌方式でフリーストリームに対して（よりスパン方向に渦流軸に対して）部分的に横断して作用するように渦流が歳差運動する。この効果は、チップで約１，２００重力加速度で、ＬＰＴカスケード作動環境よりかなり低い求心加速度で動作するヘリコプターローターブレードについて明確に説明されてきた。ＢＬ上で渦流を作用または対流させる従来技術の渦流発生器は、Ｍａｒｔｉｎ等により示されたように、回転環境で一般的に不利である。
【００２８】
フリーストリーム流動に対してスパン方向のアフト−フェイシングステップ（Ａｆｔ−ｆａｃｉｎｇ  ｓｔｅｐｓ）は、ＣａｌｖｅｒｔとＷｏｎｇによりＡＩＡＡ論文である「ヘリコプターブレード腐食コーティングの空力学的衝撃」に教示されたように、捕捉された渦流を生成し、従って、流体損失と流動外乱が発生するということが知られている。これらは、ＵＨ−６０のヘリコプターＬＥ腐食防止ストリップ（ＥＰＳ）上のように、単純なアフト−フェイシングステップに対する（即ち、流体−流動に対して９０度で）スパン方向渦流がブレード作動点によって約＋５％以上ブレード抗力を増加させるということが知られていることを教示している。
【００２９】
ＵＨ−６０の場合、例えば、〜０．５ｍｍの高さと５ｍの長さのアフト−フェイシングステップは、約１万の縦横比を有する捕捉されたスパン方向のステップ−渦流フィラメントを意味し、流体力学的状況でこのような非常に細長い渦流フィラメント構造は、動的に安定的でない。例えば、ヘリコプターのような回転フォイルのＬＥ部には、ＢＬレベルの流体流動を強く撹乱させる数多くのメカニズムがある。スパン方向（または、一般的に放射状）二次上側−ＢＬ流動は、下部ＢＬモメンタム層上で外側にせん断力を駆動してフォイルコードに対して角のあるように、それでＥＰＳステップを横切って角のあるように流動する傾向にある。これは、フォイルモーションを追跡する粘性付着されるＢＬ層での求心加速度に沿って強いステップ−渦流分解力（ｂｒｅａｋｕｐ  ｉｍｐｅｔｕｓ）を提供するようになり、測定によっては、スパンに対して角のあるように歳差運動して摂動してフォイル上で後続するＢＬを厚くし、そして抗力損失を増加させることのできる渦流セクションでステップ−渦流のセクションを連続的に外れるようにすることができる。ＬＥ上流の層流−流動領域でＴｏｌｌｍｉｅｎ−Ｓｃｈｌｉｃｔｉｇ（ＴＳ）音圧波が発達して、増幅し、後側に流れてＢＬ乱流への遷移を助けて、渦流ストリームをＵ字状に曲げられるようにし、これらの外乱はまた、ステップ−渦流安定性とシェディング（ｓｈｅｄｄｉｎｇ）周波数に影響を与える。基準の、または非変更の流体−流動表面に対して抗力減少を発生させ、エネルギー損失を低減し、流体−流動効率を改善するようにアフト−フェイシングステップ装置が使われることが予想できなかった結果である。
【００３０】
Ｓｔｅｐｈｅｎｓの‘２９１、Ｗｈｅｅｌｅｒの‘０４５と‘８３７、Ｒｉｎｋｅｒの‘８７１、Ｖｉｊｇｅｎの‘６６５等と、全ての他の知られた先行技術は、一般的に三角形状及び明らかに視覚的類似性を有する渦流発生器の形態を典型的に示しているが、空力学的分析によれば、このような形態と効果は、新たな技術のＣＶＧとは明らかに異なるという点が容易に示される。
【００３１】
高圧タービン（ＨＰＴ）ステージ：燃焼器からタービン入口温度（ＴＩＴ）が増加し、エンジンをより軽量にし、燃料消費率（ＳＦＣ）を改善するにつれ、ニッケル基盤スーパー合金が高いガス温度に直接耐え難いという点に達し、作動負荷下でエンジンコンポーネントを能動的に冷却させ、その形状と強度を維持するための他の方法が必要となった。典型的な設計は、流動温度が安全に減少する点まで燃焼器、ＨＰＴステータとローター、そしてダクト表面を冷却させるようにブリード（ｂｌｅｅｄ）コンプレッサ冷却空気を使い、また冷却エネルギーコストを最小とするように、例えば、セラミックサーマルバリアコーティング（ＴＢＣ）を使うことができる。ＴＢＣは、表面熱抵抗が増加するため、冷却条件及び関連したエネルギーコストを減少させるが、ベース金属が軟化しないように、または、これらの合金結晶配列がずれないように、十分な冷却を維持するよう残りの熱フラックスが除去されなければならない。
【００３２】
ＨＰＴ冷却：高温セクションダクトにおいて、さらに高く、さらに熱いガスの過度なミックス−ダウンまたは乱流が下部ＢＬに流れるダクト表面とブレード（ローターとステータの両者）は、高温ガス流動下にあるコンポーネント表面に対してヒートフラックス負荷を増加させ、そして冷却条件を増加させるようになる。このような不利な流体−流動分離と乱流は、効率（抗力）と熱的耐久性がいずれも問題となる。
【００３３】
先行技術の例としては、ブレード表面上で内部空気冷却を行うようにブレード上に孔を利用して表面膜−冷却を教示しているＨｏｗａｌｄのＵＳ３，５２７，５４３特許がある。Ｂｉｒｄ等の特許ＵＳ５，１９３，９７５は、内部冷却通路、ピンクーリング及びＴＥスロット冷却空気排出部を有するタービンブレードを教示している。メイン流動と冷却流動速度がマッチングされず、スロット流動分離エッジが非常に（微妙な）鋭いエッジにテーパされなければ、不利な渦流が流動に対して直角に形成されるため、排出スロットストレート−エッジは、典型的に抗力に対して不利である。ＺｅｌｅｓｋｙのＵＳ５，３７８，１０８は、ＴＥ冷却流動を最適に分配するために変形されたＴＥシリーズのスロットと、抗力を最小化するためにサクション−フェイス壁厚さだけにより形成された薄いＴＥを教示している。ＧｒｅｅｎのＵＳ５，３７４，１６２特許は、入力流動角度を変化させるのに効果的なブレードＬＥファウンテンヘッド（ｆｏｕｎｔａｉｎｈｅａｄ）クーリングを教示している。Ｌｅｅ等のＵＳ７，０１１，５０２は、ピンメッシュと冷却出口スロットを有するＬＥブリッジキャスティング配列を教示しているが、この出口スロットは、合わせられる流体流動がマッチングされず、エッジが鋭ければ不利なスパン方向渦流を有するようになる線形エッジの問題点を未だ持っている。
【００３４】
ＳｈｉｈとＮａのＡＳＭＥ論文である「上流ランプ利用による増加する断熱膜−冷却効率性」は、ジェット孔内またはジェット孔に結合されたＶＧの代わりに冷却ジェット出口孔の前方にランプを使うことによって三つの因子までの断熱膜冷却効率性を改善することを教示している。ここで、ランプの後で捕獲されたスパン方向（フリーストリーム流動を横切る）渦流は、横にまたはスパン方向に冷却を向上させるために、冷却剤マス（ｍａｓｓ）が流動スパンを横切って、そしてジェット出口孔の前に拡散するように、ジェットの不利なリーディング馬蹄渦流を崩壊させることによって冷却流体ジェット流動を変更するように作用する。このランプ／ジェット構成は、ランプに起因して約３倍さらに効果的な断熱冷却を示しているが、形態または圧力抗力が扁平なプレート基準線に対して増加するという点で、先に言及したように突出するランプ構造は不利である。さらに熱いガス層に突出するランプは、言及されたように、ＴＢＣの付加されるマス（ｍａｓｓ）もまた必要とする。
【００３５】
それで、捕獲されたスパン方向渦流が冷却流体の拡散を助けるＳｈｉｈとＮａのランプとステップアイディアは、不利な流体流動抗力効率と粘性損失に対する冷却改善物をトレードする。ＮＡＳＡにより報告されたように、メイン冷却ジェット流動の不利なキドニー（ｋｉｄｎｅｙ）渦流を最小にするために作用する「反−渦流」対のさらに小さな上流ジェットを教示しているＷｈｅｅｌｅｒ  ＶＧ．Ｈｅｉｄｍａｎｎの「高送風比で反−渦流膜冷却設計の数値的研究」のように、ランプエッジでコード方向渦流がなく、スパン方向渦流だけを発生させるためにランプに対するモデリングが構成された。この方法は、断熱冷却をスパン方向に拡散させ、ジェット流動が表面から分離されるジェット−リフトオフ（ｌｉｆｔｏｆｆ）を避けるように試みられたが、フォイル抗力損失やタービン抗力効率を減少させる組み合わせとして教示されてはいない。
【００３６】
タービュレータはまた、冷却剤パイプ流動内側に三角形、ランプ形、山形等、そして冷却された高圧タービン（ＨＰＴ）ローターブレード、ステータ及び高温ガス流動表面の内側の曲がりくねった冷却通路として形成される。この場合は、流動ジオメトリがＣＶＧとは異に誘発された抗力にもかかわらず、熱伝達または熱伝導及び冷却効率を最大にするために、加熱された表面ＢＬ流体を冷却コア流体流動内にバックアップして混合させるように最大流動乱流を提供するように構成される。ここで、表面ステップまたは山形渦流と乱流−誘導構造物は、空力学的に共に隣接するように構成され、渦巻き状態が消滅するとき、冷却流体がより円滑な流動内に再組織されなくなる。明らかには、これは、流体−流動の低−抗力操作ではなく、流動ＢＬ分離が作動流体による熱伝達を改善するように実際に強化され、これらの従来技術の構造物は、明らかにＣＶＧとは異なる。
【００３７】
ＨＰＴ熱バリア性能：ＴｅｒｒｙのＵＳ２，７５７，１０５とＨａｓｋｅｌｌのＵＳ５，２６０，０９９は、エンジンブレードコーティングの価値を教示しており、Ｄｒｉｖｅｒの特許ＵＳ４，３０３，６９３は、プラズマスプレーコーティングの価値を教示している。Ｋｏｊｉｍａ等の特許ＵＳ５，６３０，３１４は、タービンブレードのための「タイル状」または円柱状サーマルバリアコーティング（ＴＢＣ）を教示しており、Ｎｉｓｓｌｅｙ等の特許ＵＳ５，７０５，２３１は、ガスタービン温度で良好な摩耗とスポーリング抵抗を有するプレ−クラックトまたはセグメンテッド（ｐｒｅ−ｃｒａｃｋｅｄ  ｏｒ  ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ）プラズマスプレータイプのセラミックコーティングを教示している。Ｎｉｓｓｌｅｙと先行技術はまた、セラミック接着を改善し、熱膨張係数マッチングを改善し、取り扱いやすい転移層を提供し、そして高く機械的な、そして熱ストレスコンポーネントに典型的に用いられる、例えば、ニッケルスーパー合金のベース層に増加した熱的酸化保護を提供するために、拡散型または表面結合コーティング（例えば、ＭＣｒＡｌＹ、アルミナイド、アルミナ等）の価値を教示している。
【００３８】
Ｓｐｅｎｇｌｅｒ等の特許ＵＳ４，５７６，８７４は、耐久性を向上させるために、タービンブレードに一つ以上のセラミックＴＢＣ層を適用し、特にクーラー状態で循環されたとき、セラミックがテンション状態にあり、亀裂とスポールが少なく発生するように作動条件により近い上昇した温度でセラミックを適用することを教示する。Ｓｔｒａｎｇｍａｎの特許ＵＳ６，２２４，９６３は、コーティングセクションが機械的に摩耗または損傷すると、スポーリングの問題点を減少させるようにＴＢＣのレーザセグメンテーションを教示する。従って、タービンステージにＴＢＣを適用するための重要なイシューは、熱負荷、慣性負荷と化学腐食効果への最大抵抗性を保障するための、及び異種の熱膨張係数の最大マッチングと、機械的な損傷、スポーリングに対する抵抗性である。
【００３９】
圧縮機性能：圧縮機の効率は重要であり、そしてステータとローターブレードがこれらの自由な分離条件に近く作動するようになり、さらに高い拡散因子、さらに高い回転角度、さらに高いブレード負荷を獲得しながら流体流動−分離を遅延させることのできる固有のＢＬ制御が、１ステージ当たりさらに高い圧力上昇を許容する。これに加えて、圧縮機は、多数のステージ（ステータ／ローターディスク対）間に伝播する流動分離が流体−流動破壊、サージング（ｓｕｒｇｉｎｇ）／パワー損失及び局限では機械類に対する損傷を完了するように導き得る問題点を有する。
【００４０】
フォイルサクション−フェイス上流体−流動ジェットは、流動分離を減少させるのに使われ得る。
圧縮機ローターとステータブレードは、例えば、タービンステージフォイルよりは、さらに薄く、あまりキャンバー（ｃａｍｂｅｒ）されていないセクションであるので、ジェットのための流体−流動収穫が許容するように内部流動ギャラリーの付加は、製造上の挑戦であるが、しかし、一般的に多くの中央ブレード材料は、中立のストレス軸に近くあるので、一部は、かなり折衝されたセクション慣性または強度なしに除去され得る。もちろん、小さな流動ダクトは、目詰まりに敏感であり、そして馬蹄渦流を誘発でき、制御されなければリフト−オフを経験し得る問題点が未だある。より小さなジェットエンジンは、しばしば燃焼器以前の高圧ステージで遠心タイプの圧縮機を使う。
【００４１】
ファンステージ：ファンモータブレードまたはアクチュエータディスクは、高い多数の例えば５〜１０．１のスラスト（ｔｈｒｕｓｔ）比で高温−セクションスラストを増加させるために、ＬＰＴからのトルクを、エンジンコアをバイパスする冷却−セクションスラストに典型的に転換するブレード形流体−流動構造物であって、高強度チタンまたは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）で典型的に製造される。例えば、炭素繊維とエポキシまたは他の樹脂（及び、さらには金属ブレード）で作製されたＦＲＰブレードは、雨、霰または砂または他の吸入された小さなＦＯＤ物体と、さらには飛び散る火山灰からＬＥ腐食が発生しやすく、そして最も好ましい空力学的性能と層流のために、非常に３次元的に外形が形成される。
【００４２】
１２３´´／３．１ｍの直径のＧＥ９０複合ファンのような例は、腐食防止及び鳥類衝撃のようなＦＯＤ物体を吸収し、この物体から生存できる能力を提供するために、凹結合式（ｒｅｃｅｓｓｅｄ  ｂｏｎｄｅｄ−ｏｎ）複合３Ｄ形状のチタン加工されたＬＥストリップを有するブレードを使う。
【００４３】
ＬＥ  ＥＰＳストリップとアフト複合構造物との間のインターフェースは、振動またはストレス−誘発エッジ分離または腐食により発達し得、不利なスパン方向渦流を許容する小さなギャップを不可避に有するポイントである。好まれる同一平面の（ｆｌｕｓｈ）ストリップは、空気流動を妨害し、付加的な抗力とエネルギー損失を引き起こしながら、作動中に剥がれ得る転移部のすぐ後のペインティングされた表面に対して最小限の腐食防止を提供する。
【００４４】
例えば、Ｇｌｉｅｂｅの‘２４０、Ｓｔｅｐｈｅｎｓの‘２９１の項目１３のように、鋸歯形状のフォイルまたはボディＴＥの全ての装置は、ストレスを受けている必須的には最も薄いフォイルＴＥの空力弾性表面上に疲労−亀裂開始及び伝播のためのサイトになり得る機械的な応力集中点をまた紹介している。
【００４５】
ノイズ及びＬＥＢＵ：冷却／高温ダクト流動混合：Ｙｏｕｎｇの‘３１９は、流動混合を増加させ、流動渦巻きを破壊して、ジェットエンジンの高温排気流動で流動速度勾配とノイズ生成メカニズムを減少させるように多くのタイプの鋸歯形態及び類似３Ｄ装置を教示している。Ｂａｌｚｅｒの‘１０６は、エンジンノイズを減少させるように排気流動混合を改善するために排気ノズルの山形延長部を教示する。ボーイング７８７のナセル（ｎａｃｅｌｌｅｓ）は、エンジンノイズを減少させるように、Ｂａｌｚｅｒ特許‘１０６タイプの鋸歯形状部を使っているが、結果的な流動は、空力学的ボディ表面に付けられるＢＬ上ではなく、冷却と高温流体−流動ストリーム間のフリーストリーム境界で作用し、従って、これらの渦流は、発散される音響ノイズスペクトルを減少させるように流動−混合に単純に用いられる。このような構成は、ＢＬ流動再−層流化を改善するものではなく、単純に渦流流体−流動モメンタムと損失を誘発する渦流について予測され得るように、ノイズを低くするものの、抗力を増加させることが報告されている。
【００４６】
エンジンコアでの流動ダクティング：Ｌｕｔｊｅｎ等は、特許出願ＵＳ２０１１／０３００３４２において、金属基板は、上昇した垂直部（壁）により囲まれ、次に、従来技術タイプのトップ−コーティングされたセラミックＴＢＣに機械的に固定され、このＴＢＣを維持して安定化するように設計されるオーバーハングリップ部を形成するために、機械的なコイニング（ｃｏｉｎｉｎｇ）／変形によりさらに変更され得るポケットまたはブラインドリセスのアレイを形成するように凹になり得る。これは、ＴＢＣの亀裂のあるセクションを捕獲して維持するために、セラミックをさらに小さなセクションに「タイリング（ｔｉｌｉｎｇ）」する従来技術の派生であるので、スポーリングとＴＢＣ損失が最小となる。
【００４７】
Ｌｕｔｊｅｎの‘３４２は、凹部の下部平坦部５０がリップ側壁５４に対して直角になるように明確に表示されていることを教示している。この設計は、負荷がかかって振動する機械的なセクションの教示された直角の交差点（言い換えれば、混合または転移の小さな半径）が疲労寿命を減少させ、材料亀裂が始まるポイントを提供するように作用する応力集中子（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）を形成するというイシューがある。最も大きく可能なルート（ｒｏｏｔ）半径を有する優秀で異に形成された側壁は、負荷表面からより強いロード−ベアリングビーム（ｌｏａｄ−ｂｅａｒｉｎｇ  ｂｅａｍ）延長部を形成して、またこの表面を支持し、振動モードと屈曲または偏向を最小化するのに役立ち、付加の局所慣性モーメントをかなり増加させる。もちろん、単純または複合方式でカーブされた大きな流動制御表面は、圧力の作用力と慣性負荷に耐えて空力弾性効果に対する抵抗性を有するが、リップ側壁を有することは、構造的な効率（全ての大きさ対全質量における全強度）を改善することを有用にし、Ｌｕｔｊｅｎの先行技術はなくなる。
【００４８】
振動により誘発される反り応力は、信頼性のあるＴＢＣ「タイル」付着に不利である。
加えて、Ｌｕｔｊｅｎの形成された維持リップ項目２８と２８’は、典型的に（その図５と６のように）最終に境界が形成された滑らかなＴＢＣコーティングで最も薄いポイントであり、従って、上の高温ガスからＴＢＣを通して行う最も大きな熱負荷を運搬するのに作用する。ここで、Ｌｕｔｊｅｎの本来まっすぐな側面の凹んだ側壁５４は、さらに大きな壁ルート半径を有するので、下の冷却流体またはガスに対する最小の熱抵抗を提供せず、これは、最も好ましい金属強度と歪み／クリープ抵抗のための最も低い可能な温度で、最も高い熱応力でリップ（壁頂上）金属領域を維持するための最適な熱伝達構成ではない。Ｌｕｔｊｅｎの‘３４２は、第一に静的なダクティング表面に適用されるＴＢＣ保護を教示しているが、ＴＢＣがＴＢＣ保護を必要とする他のアイテムに付加され得ることを許容するが、熱的利点だけを教示し、絶対表面または形態抗力減少特性は、教示していない。
【００４９】
ＷｅｎｎｅｒｓｔｒｏｍのＵＳ４，０７６，４５４は、軸流圧縮機内に入口ダクティング上にブレードＶＧの付加を教示する。彼は、一特徴として低くなったダクティング抗力を教示せず、請求することができず、このＶＧは、ダクティングまたはディフューザーセクションでいかなる抗力減少の利点なしに下流ブレード上で分離されない流体−流動を維持するために作用するように請求される。静的ローター入口ダクティングからの流動変形は、渦流が下流回転圧縮機ブレードの流動分離特性を間接的に改善しながら教示される。
【００５０】
ナセルと付着パイロン：ガスのような作動流体をボーイング７３７−６００の、例えば、ＣＦＭ−５６のような近代のターボファンエンジンに進入させることは、囲むナセルにより細かく加工処理され、そして、ほとんどのナセルは、入ってくる流体−流動を減速させるための初期内部発散−ダクトまたはディフューザーとして作用して、第１ステージファンセクションと圧縮機ステージは、カスケードブレードチップが超音速にならず、また高い損失の超音速またはマッハ衝撃波を発生させずに動作できる。高い羽根／ナセルＡｏＡでいくつかのナセルの初期内部発散流体−流動は、不利な条件である内部ナセル壁から分離されるか、または使われたディフューザー流動の量制御は、これを避けるように制限されるか、または能動吸入制御がファンブレード以前でダクト内部表面の緩和流動分離物に付加されなければならない。ファンセクションから出てくる冷却セクションダクティングは、内部及び外部ダクト表面上で発散して収める混合ダクトを移動するようになり、凹セクション上でテイラー・ゲルトラー（ＴＧ）のような流動イシューの対象となり得る。他の航空機渦流−ウェークを交差することはまた、エンジンを通した転移流動付着とサージ等の問題を引き起こし得る。
【００５１】
ボーイング７３７−６００、エアバス３１９とＣ−１７はいずれも、ナセル外部の入口ＬＥの後の略２時及び／又は１０時位置で大きなブレードまたはベーンＶＧを用いるエンジンナセルの近代例を教示しているが、これは、最小の流動崩壊と乱流損失が要求されるにつれ、高いＡｏＡで上部ナセル表面周囲の外部流体−流動が付着状態に維持されながら、付着パイロン上に、及び後続する羽根下と上にして適切に後方に流れることを保障するようになる。巡航時、これらのＶＧは、渦流が不要であり、最小のＡｏＡにあるようになり、形態（ｆｏｒｍ）抗力を最小とするが、付加的な形態及び濡れた表面スキン抗力を常に示す。全体的に、このような構成は、ナセル／パイロン／羽根／ボディ流動相互作用を改善するために渦流を発生させる最小の抗力構成ではない。
【００５２】
ナセル／エンジンパイロンは、干渉と二次効果に起因した流動インターフェースイシューと抗力のさらに他の領域であるので、抗力と流体−流動損失を制御するためにフェアリングを必要とする。これは、パイロン取付燃料タンク、羽根先端タンクまたは他のポッドまたはＶＯＲブレードアンテナのような構造物のように、例えば、羽根または胴体外部に取り付けられる全ての空力学的ボディと装置に対して事実であり、これらのボディと装置において、航空機ピッチとヨー（ｙａｗ）と二次流動渦流が不利な揚力、流動分離、動的不安定性及び流動相互作用と抗力を起こし得る。これらのイシューはまた、取付レッグやリンク等を有する水中翼のような水力学的例でも現れる。
【００５３】
ＬｅｏｎのＵＳ５，１５６，３６２は、エンジンナセル流動分離制御のための後退可能なブレードタイプのＶＧを教示する。このブレード上部エッジは、後退時、ナセル及びストリーム流動と一致する。活動の際、このＶＧ表面は、流動に対して角をなしており、ナセル表面とは一致せず、巡航時には抗力を誘発するようになるが、これが後退可能で機械的に複雑な特徴物が使われる理由である。このブレードＶＧは、配置時、強い渦流効果を誘発するように、最大の上側−ＢＬのフリー−ストリーム流体−流動を獲得するための高さで多くのＢＬ厚さを有する。
【発明の概要】
【００５４】
ニュートン流体−流動が入って、ＣＶＧ基盤の流体−流動変形技術のいくつかの方式でこの流動を処理し、この流体−流動を出力するターボ機械類、装置及びプロセスに対する改善されたエネルギー効率と能力を提供することが本発明の目的である。処理は、このニュートン流体−流動からエネルギーまたは仕事の付加または抽出を意味し、及び／又は流体−流動速度、圧力及び／又はモメンタムの偏向と変更を意味する。
【００５５】
本新規な統合されたＣＶＧ技術の実施例の意図は、「グリーン」となり、エネルギー使用及び関連した二酸化炭素の排出を低減できるようにすることである。
従来技術とは異なり、新規技術である統合されたＣＶＧは、特に低いＡｏＡ値で抗力を低くするカスケード回転環境で効果的なＶＧ設計である。統合されたＣＶＧ効果は、さらに大きなサクション−フェイスアフトフォイルに対して付加のＢＬの流体−流動エネルギーを被動的に誘発させるようにフォイルまたはブレードで強化され得るが、これにより獲得される圧力−フェイス流体−流動、または他の流体ソースを使うことによって、失速（ｓｔａｌｌ）または流体−流動分離性能に利益になるようにサクションフェイスに向かう流動制御経路を通して分離をさらに遅延させることができるようになる。
【００５６】
ＣＶＧは、流体−流動混合を出力し、付加の抗力とエネルギー損失なしに流動ノイズを低減するように構成され得る。エンジンナセル、パイロンと、他の空力学的ボディインターフェースと表面は、抗力低減と改善された流動制御技術がまた新たなＣＶＧ技術に助けられる領域である。
【００５７】
遠心圧縮機と、均一混合式流動タイプのインペラとディフューザーと、流体ポンプ、ターボチャージャー等は、新規な統合されたＣＶＧ技術を利用して流体−流動分離を最小とするＢＬ流動制御に助けられるが、この新規な統合されたＣＶＧ技術は、インペラとディフューザーブレード及び当該の流体−流動制御構造物上で流体−流動抗力、流動分離／キャビテーション、そして発生した音響ノイズを低減する。
【００５８】
流動ダクティングと、例えば、エンジンｓ−ダクトでの改善物は、実質的にパイプまたは他のタイプの流体−流動導管または表面制限手段での一般ニュートン流体−流動（内部と外部流動の両者）のケースであるので、ここに教示されたＣＶＧ流動制御方法は、従来技術の流体−流動制御表面に現在使われた壁、表面、パイプ、ダクト及びいかなる流動制御構造物にも採用を許容する。
【００５９】
新規なＣＶＧは、相当なエネルギーを消費する横方向流動構造物なしに持続的な渦流を生成し、最大及び選択可能な流動エネルギーを、分離に抵抗する下流流体−流動表面側の下に対流する傾向にある渦流内に流れるようにする。これは、任意の表面とＢＬ流体−流動を有益に変更して、非分離流動体制及び／又はオフ−デザインの状況で作動するとき、流動分離への抵抗性を提供し、絶対抗力を低くし、そして、この低くなった抗力を示すことのできる優れた方法を提供する。基本的な統合されたＣＶＧ構造は、これらの特性を説明しており、そして、エンジンまたは流体−流動制御装置と表面に統合されるとき、多くのアプリケーション位置と実施例で従来技術をかなり改善するように構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
全ての図面は、縮尺を合わせていないが、例示の目的で、多くの選択的な実施例の特徴で細かく説明される。
図１ａは、統合されたＣＶＧが内在された低圧タービンステータまたはローターブレードの一部を描写している。図１ｂは、ＬＰＴの統合されたＣＶＧの表面上細部の圧力−フェイス図を示し、図１ｃは、オプションのブレード−チップのＣＶＧと二次ＣＶＧを含むサクションまたは上部フェイスから見た図である。
【００６１】
図２ａは、統合されたＣＶＧが内在された低圧タービンステータまたはローターブレードのさらなる例を説明しており、ルートエンド断面切断部はサクション−フェイスが延びた流動制御ジェットとステップ−渦流膨張グルーブがオプションで付加された一実施例を示す。図２ｂは、圧力−フェイスのＣＶＧバレー及び／又はチップ収集点でオプションのコントロール−ジェット流体ソースピックアップを説明する。図２ｃは、細部的な気流を含む、角のあるサクション−フェイスアフトフェイシングＣＶＧステップの断面を示す。
【００６２】
図３は、ルートハブフィレット（ｆｉｌｌｅｔ）を有するＬＰＴステータまたはローターブレードを説明しており、また境界が形成されたハブエンド−壁のＣＶＧだけでなく、非対称の延びたＣＶＧステップ構成によって、変形され、省略され、二倍となってピーク（ｐｅａｋ）であるＣＶＧチップを示す。
【００６３】
図４ａは、付加のジェット流動制御のためのオプションによって、統合されたオジバル（ｏｇｉｖａｌ）バージョンのＣＶＧが内在された低圧圧縮機（ＬＰＣ）ステータまたはローターブレードのサクション−フェイスの部分の例と断面切開図を詳細に説明する。図４ｂは、圧力−フェイスＣＶＧバレー部及び／又はチップ収集ポイントからオプションであるコントロール−ジェット流体ソースピックアップ部を含むＬＰＣステータまたはローターブレード圧力−フェイスの部分を示す。図４ｂはまた、サクション−フェイスＣＶＧアレイから他のピッチとオフセットを有するオジバル圧力−フェイスＣＶＧアレイバージョンを示す。
【００６４】
図５ａは、先端負荷を除去するために、金属ＬＥ腐食防止ストリップと、オプションの先端弾性重統合の揚力強化タブ（ｅＬＥＴ）を有するファンブレードサクションフェイスの一例を詳細に説明する。図５ｂは、オプションである内在型ＣＶＧ、弾性重統合の揚力強化タブ（ｅＬＥＴｓ）、チップＣＶＧと、付加的なジェット−流動コントロールのための構成例を有するファンブレード圧力フェイスの一例を詳細に説明する。
【００６５】
図６ａは、オプションである流動制御と冷却ジェットと二次ＣＶＧアレイを示して、統合されたＣＶＧが内在された冷却高圧タービンステータまたはローターブレードサクション−フェイスの部分の一例を詳細に説明する。図６ｂは、オプションである流動制御と冷却ジェット、二次ＣＶＧアレイ、ＴＥピン冷却排気−スロットアレイ及びＴＥ冷却強化タブアレイを有するＨＰＴステータまたはローター圧力−フェイスと内在されたＣＶＧアレイを示す。
【００６６】
図７は、流動制御表面に統合されたＣＶＧを有する遠心インペラとオプションのディフューザーベーンを詳細に説明する。
【００６７】
図８は、ＣＶＧがエネルギー効率を改善するために使われ得る位置を示しているエンジンナセル、パイロン、羽根装置を詳細に説明する。
【００６８】
図９ａと図９ｂは、流動とエネルギー効率を改善するために付加されたＣＶＧアレイを有する流体−流動ダクト例を詳細に説明する。
【００６９】
図１０ａは、ダクト表面にエンボシングされ、示された「内側表面」上に統合されたポリゴン構造物で最適化される、統合されたＣＶＧステップとリブを示す。これらのポリゴンは、最小の材料重量で、内側冷却流動に対して高い熱伝導性とビーム強度のための大半径（直角でない）のリブ−ベースで構成されて強化され、そして、このパネルの対向側は、図１０ｂのＴＢＣ  ＣＶＧのように、外部流体−流動でＣＶＧステップアレイ（図示しない）を有する。
【００７０】
図１０ｂは、このＴＢＣ側で流体−流動を有し、付加ＴＢＣがポリゴンアレイに適用されてインターロックされている図１０ａのダクト（またはブレード）表面の代替バージョンを説明する。
【００７１】
図１１ａは、低くなる抗力とエネルギー損失と、向上する燃料噴射と混合を提供するようにＣＶＧが使われた燃焼器設計の切開図である。図１１ｂは、リッチ−バーン（ｒｉｃｈ−ｂｕｒｎ）孔体積を形成するようにセラミックボディと壁とＣＶＧアレイの変形を使った代替実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
本発明を実行するためのベストモードは、ターボファンジェットエンジンの一例であり、これは、適切に構成された統合されたＣＶＧを適用することによって、性能に利得を与えることのできる多くの典型的な領域と応用法を教示している。ターボファンエンジンは、有用な仕事と効果を発生させるために、ニュートン流体−流動を取り扱う数多くの流体力学表面を使うので、有用な統合されたＣＶＧ応用のためのかなり多くの例を提供する。この例は、作動流体としてガスを使う流体−流動機械の単に一形態であるが、ほとんどのＣＶＧ方法は、速度、圧力、レイノルズ数、流体相（気体／液体状態転移）及び流動粘性を説明するためにジオメトリをスケーリングすることで、液体相または混合相のニュートン物理学的流体を使って、例えば、抗力と分離／キャビテーション低減のための類似した改善物を得る多くの有用な例に簡単に適用され得る。
【００７３】
図１ａの項目１は、カスケード装置でローターまたはステータディスクが典型的に使われた反作用と衝撃と拡散作用のための深いキャンバからなるプロファイルを含む隔離された低圧タービン（ＬＰＴ）ローターまたはステータブレード「バケット」の様式化された例のルート−エンドを説明する。表現の単純化のために、この例は、ローター（反作用）とステータ（ディフューザー）フォイルの混合から放射状に一定の反作用速度プロファイルと、二次流動制御を提供するために、通常、ツイスト及び／又はテーパされない。ブレードルート取付物、ハブとチップエンド−壁、及び隣接する重畳ブレードと上流アクチュエータディスクはまた、明瞭さのために省略されるが、カスケード流体力学技術の当業者に知られたように最終設計には使われる。項目２は、凸のサクション−フェイス下流表面であり、凹の圧力−フェイス下流表面は領域３である。この流体または高温ガスは、局部フォイルまたは表面作動ＡｏＡを定義する設計されたブレード入力角度で到着し、この流動は、ＬＥ停滞線４でジオメトリと流体力学的力に起因してサクションと圧力−フェイス上で分かれる。ローターディスクケースの場合、ブレードフォイル上で仕事を行い（サクション−フェイス側に向かって）、力ベクトルを生成した後には、作動流体はトレーリングエッジ５（ＴＥ）で設計された出力出口角度で出る。タービンローター軸周り接線方向に分解されるブレード揚力は、入力流体−流動のエネルギーから出力されるトルクを発生させ、後側軸方向への分解されたベクトルコンポーネントは、カスケードセクションを横切って付加の圧力損失を引き起こす抗力またはエネルギーと不利なモメンタム損失となる。
【００７４】
上流入力流体ソースに対するオン−デザイン入力角と、ＣＶＧ処理後の出力流体伝達のための出力角は、カスケードセクションで入力流体ソースの流体−流動から抽出され得るエネルギーのピーク量を定義し、このとき、その動作点でこのセクションの流動は、流動乱流、分離と粘性損失に起因して最小のエネルギー損失のために構成されると仮定する。
【００７５】
最適から外れた設計である、例えば、より低いＲｅナンバーを有するいくつかの流動条件で、サクションフェイスは、圧力最小化以後、流動分離を経験するようになり、これは、カスケード損失を増加させ、効率を減少させ、そしてエンジンＳＦＣを増加させるようになる。凹の圧力−フェイス３を横切る間、求心加速度からの流体応力はまた、例えば、ＴＧ渦流構造からエネルギー損失とＢＬが厚くなることを誘発し得る。ガス流動がＨＰＴタービンセクションを通してかなり冷却され、温度が、例えば、ニッケル超合金ブレード材料が安全に取り扱われるものより低くなるので、ＬＰＴブレードに対しては、冷却が一般的に要求されない。
【００７６】
サクション−フェイスを横切る流動を改善するのに役立つためには、境界層であるＢＬ流動流線を再活性化して、流体条件に起因して流動流体−流動質量の減速が局部表面を横切り始めるとき、サクション圧力−ピークライン１０以後の不利な圧力回復勾配で、この流線がブレードに隣接して流動し、取り付けられた状態となるように十分なモメンタムを有するようにすることが有益である。サクションフェイス上ＢＬの下流の非常に最も低い層にさらに多くの流動エネルギーを提供するために、上部等角渦流発生器（ＣＶＧ）アレイ６は、加速流動領域でサクションフェイスの前方部に本来統合または内在されて設計されて作製され、そして、この構造は、加速されて入ってくるフリー−ストリーム流体−流動エネルギーの一部を上部ＣＶＧチップ７のアレイから後方に流れる一対の強力な逆回転渦流に変換するように設計され、これは、このような複雑な流動と小さなジオメトリ環境で実際に使われ得ない従来のＶＧと同様にサクション−フェイス分離制御を提供することができる。
【００７７】
統合された上部ＣＶＧバレーポイント８は、コード方向に位置して、サクション−フェイス流動入口９から入る流体−流動が図２ａの一対の分岐する角のあるアフト−フェイシングステップエッジ２４をインターセプトするか、または経験するようになる。この高速流動は、サクション−フェイス流動入口９から進入するブレード表面またはフォイル設計−意図に対して未だ平行または接線をなし、そして、この流動がステップの頂上（ｔｏｐ）エッジコンターに沿うように下に鋭く回転できないので、このステップのインターセプトする頂上エッジに沿って、そしてこのエッジ後に全て下部流体−流動層で流動分離（図２ｃ断面のステップせん断分離領域２７）を経験する。
【００７８】
このような意図的に角ができたステップ−ダウン流動分離メカニズムは、分離された下部エネルギーと最も底のＢＬ引き込み流体−流動質量の一部分が、ステップ底エッジに沿って、そして上部ＣＶＧチップ７側の後に延びて流動する、図２ｃの項目２５である縛られて自由流動のステップ−渦流内に丸く巻かれ始める。それから、このせん断または切れた最も低いエネルギーの下部の入ってくる流体モメンタム層からなるステップ−渦流は、チップの他の側から対向する回転方向渦流と会って均衡を取り、これらは、ブレードコードに沿って表面にタイトに縛られる逆回転渦流対のフィラメント状態で後方に流れるようになる。このステップ渦流内に全く巻き込まれない、流入する非せん断流動モメンタム層と上側は、ステップ渦流構造の上層部を越えて通る高エネルギー出口流動２３として後方に連続するようになり、それから初期下方速度要素を有し、ＣＶＧチップ間のこのような下流ＢＬ領域で減少された転移乱流、Ｕ字状渦流構造と抗力損失を有する現在さらに高いエネルギーとさらに薄いＢＬとして、ステップ出口−流線再付着位置２８（図２）で表面に対して下流に再付着される。従って、ＣＶＧステップジオメトリは、有益な渦流を生成するように「ＢＬ−スライサー」として作用するが、またチップ間に多くのステップ幅の下流に制御可能なＢＬ再層流化効果を提供するようになり、特にゼロと低い正と負のＡｏＡで変形されていない表面に対して抗力を減少させる。
【００７９】
これは、従来のＶＧが現れない付加の抗力減少メカニズムであり、なぜなら、従来のＶＧがゼロ及び低い正と負のＡｏＡ値で抗力を増加させ、ここでＶＧ  ＡｏＡ拡張能力は活発でないものと知られているためである。進入ＢＬ流動速度ベクトルダイヤグラム３３は、ＢＬ内にさらに高く増加しながら、低い表面速度から正常のＢＬ勾配を示す。このステップの下流で、出口ＢＬ速度ベクトルダイヤグラム３４は、これらの下部ＢＬ層がステップ−渦流内に分離されてＣＶＧチップ渦流−対を通して排出される最も低い進入層よりさらに大きな速度と改善された付着性能を持っていることを示す。ＢＬまたはフリーストリームの概念的な頂上部は、流線Ｖｔｏｐとして示される。
【００８０】
ＣＶＧステップ−渦流２５は、最適な質量−蓄積長さと角度に沿って連続して予測可能であり、制御される方式で後方に流動し、例えば、長いスパン方向のアフト−フェイシングステップの捕獲された無秩序な渦流とは異なる。ＣＶＧチップの一次チップ−渦流対は、実施例の幅に沿ってＣＶＧステップをインターセプトするか、または横切る流動シートの全体せん断流動領域から非常に強く、幾何学的に安定しており、効率的な収穫流動エネルギーと流動質量とモメンタムである。このＣＶＧチップ−渦流対のフィラメントは、またこれらが囲まれた下流ＢＬに影響を与え、形成された流体−流動分離バブルと構造を破壊することができ、そして、フォイル設計によっては、ブレード失速−ＡｏＡが約＋５度だけかなり延ばすことができるという点で、従来のＶＧが高いＡｏＡでのように作用できる。このＢＬの隣接領域は、活動的なＣＶＧチップ−渦流フィラメントの通過により影響を受け、また余分の流体−流動エネルギーは、Ｕ字状渦流と、この隣接したＢＬ領域が厚くなることを抑制する傾向にある。このようなＣＶＧは、エネルギー損失が基準表面構成から減少した状態で処理され得る、ＡｏＡまたは局部流体−流動表面の制御範囲を延長させる。
【００８１】
分離点までは、この新たな技術のブレード表面設計が流体−流動の効率的な進入を保障する「正常または理想的な」幾何学的表面設計を有するようになり、このステップ以前にいかなる上流の付加抗力または馬蹄渦流を誘発させない点に注目する。この地点で渦流を発生させようとするランプスタイル、ホイーラーまたはブレードタイプのＶＧは、正しい、または理想的なブレード形状から外れなければならず、抗力を発生させながらさらに高いＢＬ流動内に一定の距離だけ非効率的に侵すこととなる。
【００８２】
統合されたＣＶＧ要素またはアレイが、このステップの後に理想的なフォイル設計と同様に新たな設計基準の所望のＬＥ進入表面またはフォイル幾何学的設計を効率的に定義することができるため、このアフト表面設計は、このような新たな統合されたＣＶＧ設計意図によりこの表面を効率的に得ることとなる。このような方式で、新たな設計のフォイルまたは表面は、本来のフォイル設計に関して、臨界の層流ＬＥセクションで正しい流体−流動のためのセットアップとなり、アフトセクションがステップオフセットにより内側に縮小される。ＣＶＧ付加のために形成または調整されていないフォイルまたは表面設計に対する付加ＣＶＧに対し、このＬＥ進入セクションは、この適用領域で付加ＣＶＧアレイフィルム／ステップ厚さの、例えば２倍だけ効率的に厚くなり、崩壊する。
【００８３】
等角渦流発生器は、（ある高さの）アフト−フェイシングステップを横切る最も低い境界層上で作用して処理され、さらにはＢＬレベル上の極めて高い求心加速度と二次流動のフェイスでも、下流ブレード表面と隣接して接触した状態であるように、これらの中心コード方向低圧の共同のスタグネーションラインで隣接して縛られるコード方向の持続的な一次チップ−渦流フィラメントを生成する。
【００８４】
１，２００重力放射状先端加速度と７００ｆｐｓ速度のヘリコプターローターブレード上で、ＣＶＧチップ渦流−対のスタグネーションラインが表面塵を捕獲し、強い放射状力と他の二次空気流動のフェイスでブレード上にコード方向に残っているように、この塵と最も低いＢＬ流動を効率的に「防ぐようになり」、これは、このような新たな技術であるＣＶＧ技術を用いなくてもブレードから塵を完全に除去することを流動可視化を通して教示している。このような強いステップ及びコード方向の渦流流動分布は、如何にＣＶＧがさらに高い進入流体−流動モメンタム層からエネルギーを効率的に運搬し、コード方向及びスパン方向に広げ、流動分離バブルを形成して分離しようとする（例えば、トレーリングエッジ５側に）任意のアフト領域を制御するのに役立つかを説明する。
【００８５】
一次ＣＶＧチップ−渦流対とステップ−渦流は、漸進的に圧力とモメンタムを同様にする傾向にある多くの関連した二次渦流とエディーを有するようになり、流動せん断がＣＶＧ構造とステップで、そして、この構造とステップのアフトで最小化される。
【００８６】
ＣＶＧステップに沿って、塵の蓄積は、ステップフェイスとベースがまたスタグネーション領域であることを教示しており、そして一部の最も低いレベルの下部モメンタムＢＬ流動が一次チップ−渦流対を移送するように分離されると、この残留するより高く、さらに大きなエネルギーとさらに大きなモメンタムの層が、ＣＶＧチップ間に捕えられている新たなより活動的な下流ＢＬとして再付着するように、若干下流に効率的な流動経路を発見できることを教示する。一次ＣＶＧ渦流対は、小さく作られ得、ステップとＢＬ厚さの幾何学的大きさ範囲にあってよく、抽象的なＢＬの頂上部上でフリーストリームまたは二次流動に一般的に露出されないことに注目する。これは、ＣＶＧ渦流がＢＬの最も低いレベルで十分に浸され得、このＣＶＧ渦流が他のメカニズムにより発生する渦流に対して、例えば、ＮＡＳＡにより報告されたものより下流方向のジオメトリで少なくともより持続的かつ効率的な大きさのオーダーとなるように許容する。アレイ内のＣＶＧ要素間には進入する流動の損失−発生馬蹄渦流がない。
【００８７】
ほとんどの他のＶＧ構造は、高抗力（例えば、突出型ランプタイプ）を有し、構造的に敏感であり（ベーンタイプ）、制限された範囲の作動可能なＲｅ流動体制の範囲に幾何学的形状が制限され、持続的で浸されている渦流を生成しないか、または二次流動と効果に影響を受ける低いエネルギーの渦流（例えば、ディンプル）を生成する。角のあるジェットと合成流動ジェットのような、ブレード上の従来技術の活動的な流動制御装置は、流動分離を減少させるために境界層を再活性化させることができるが、エネルギー損失の馬蹄または腎臓形状の渦流を誘発し、固定点に対する制限された範囲での流動にのみ影響を及ぼし、一般的により複雑であり、そして基準の変形されていない幾何学的形状に対して相当な抗力減少を示さない。
【００８８】
ＣＶＧのＢＬ領域アフトを再活性化させることは、揚力が減少する間、分離バブルが最終的に形成されて抗力が増加する前に、失速のない（低抗力）迎角ＡｏＡを約＋５度だけブレードを拡張できるように許容する。このようなＡ−カーブの改善されたＡｏＡ拡張は、他のテストフォイルで起こり、この流体−流動物理学がブレード形状とＲｅナンバーに対してよく適用されることを教示する。このようなＬＰＴブレードの改善物は、新たなブレードカスケード設計の設計回転−角度が、よりコンパクトで、さらに少ないステージのタービン及び／又は圧縮機カスケード設計に対して、（ヅヴァイフェル（Ｚｗｉｅｆｅｌ）係数を増加させながら）増加することを可能とする。
【００８９】
このような新たなＣＶＧ技術のより価値のある特徴は、基準と比較してブレード抗力は失速角度により近接したゼロ入射角から、同一の揚力とＡｏＡで約−５％〜−１０％だけかなり減少するという点である。これは、再活性化されたサクション−フェイスＢＬがまたさらに高い速度を持って薄くなり、それで揚力を生成する間、少ない乱流−流体損失を発生させるという事実に起因する。ＣＶＧアレイ渦流とＢＬ活性化は受動的であり、非常に効率的な方式で発生し、設計されたブレード抗力性能に不利な影響を与えないが、流体−流動範囲を横切って性能を減少させることで性能を降下させる。
【００９０】
統合された下部ＣＶＧアレイ１１について、下部ＣＶＧバレー部の一例は、１２と示され、そして、また上部ＣＶＧアレイ６と同一の方式で角のあるアフト−フェイシングステップを形成するようにブレードフォイルプロファイル内側に入る。この圧力−フェイスは、異なるコード方向圧力と速度プロファイルを有するが、下部ＣＶＧバレー部１２は、上部ＣＶＧバレー部８に対して上部ＣＶＧアレイ６での例と類似した方式で構成される。
【００９１】
フォイルに対するテストを通して、ブレード抗力改善物のうち一部はフォイル圧力−フェイス上の流動を改善し、凹の求心流動に起因した応力から、例えば、ＴＧ渦流の形成を妨害する、下部ＣＶＧアレイ１１をまた含むことで出るという点が教示される。下部ＣＶＧアレイ１１はまた、乱流と抗力を減少させる下流圧力−フェイスのＢＬ層を薄くするのに作用する。
【００９２】
このブレードをいずれか一つまたは両方のＣＶＧアレイで作動するように設計することが可能であるが、サクション−フェイスＣＶＧアレイは、ＬＰＴブレードサクション−フェイス流動分離の主要先行技術で知られた問題点の一つを有する。
【００９３】
カスケードにおいて、例えば、サクション−フェイス圧力回復流動からの衝撃波は、特に一定の流体−流動でブレードＴＥ構造の厚さがブレード−通過流動−チョーキングと、これによる衝撃波を誘発するならば、ブレード通過流動を形成し、攪乱し得る。ラムダ−フット衝撃波分離でショックバウンダリーレイヤーインターアクション（ＳＢＬＩ）に影響を与える意図的なＣＶＧ渦流流動は、フォイル、流体−流動制御表面とダクト上で衝撃とエネルギー損失を緩和するのに用いられ得る。
【００９４】
効果的なＣＶＧの構成及び設計は、これらが広範囲なジオメトリに対してよく作用するという事実により役立ち、特定条件を満たすように好んで調整され得る。テストによると、ＣＶＧジオメトリが変更されるにつれ、この結果が速い変動や特異点なしに滑らかな変化の範囲内に一般的にあり、言い換えれば、これらが大きな範囲の設計条件によってよく挙動していることを示す。ＣＶＧがＢＬの底部で常に始まるため、これらは、いかなる実用的なＲｅ値でもＢＬの外側を侵さない。
【００９５】
渦流状態は、標準大気で約３００のＲｅナンバーから始まり、有益に約３０，０００で十分なエネルギーとなる。ＬＰＴブレードが作動できる約Ｒｅ３０，０００から５００，０００まで、ＣＶＧは、改善物を提供するように構成され得る。Ｒｅナンバー５００，０００から例えば千万以上まで、ＣＶＧは回転構成要素を含んでいる、隔離されたフォイルとボディセクションと流体力学的構造物に非常に効果的である。ＣＶＧステップは作動位置でＢＬ高さの小さな部分であってよく、非常に強くて有益な流体−流動制御能力を依然として生成でき、しかし、非常に一般的なケースと変形されるＲｅ動作点では、局部のＢＬ厚さのより大きな部分またはさらに数倍として有用にまた使われ得る。
【００９６】
等角渦流発生器またはＣＶＧは、（ａ）進入表面−流動流線とマッチングされる低い−損失進入構成と、（ｂ）このようなせん断流動を出力表面に沿って、（ｃ）蓄積されたステップ−渦流のせん断流動を除去するための出口点まで、疎通させるステップ−渦流内でせん断するように、進入流体−流動の最も低いレベルを誘導する、インターセプト流動−角のあるアフト−フェイシングステップを有し、そして（ｄ）進入する高エネルギーの非せん断層の均衡がさらに高いエネルギーを有する新たな下流境界層として再建されるように許容することで設計された流体−流動変形要素として広く記述され得る。
【００９７】
ＣＶＧ流動−角のあるステップは、局部入力流動の流線ベクトルに対してスパン方向に（作動ニュートン流体として空気に対して）約２２度の角度で典型的に構成されるが、一部の性能変更と共にこのようなおおよその名目値周囲で動作し、そして、このような正確な角度は、作動流体状態に依存する。従って、ハブとチップの端部−壁等で流動に統合されると共に、いかなるＣＶＧステップ角度も異なる局部流動方向に対して最適化されるように調整されることが可能である。
【００９８】
ＣＶＧステップは、チップが後方に向きながら、後方チップで山形または三角形状構造物で典型的に対をなして、持続的で安定な出口チップ−渦流対を生成し、そして、ＣＶＧステップは、入力流動ベクトルと状態の変形を許容するように変化角度、ステップ形状とステップ高さとステップ長さを有する、多くの隣接するＣＶＧステップエッジ構造物の可変するオフセットアレイで結合され得る。このＣＶＧ設計形状は、流体流動で構成された表面領域に対して異なる点で流体−流動の精密な制御を許容する。ＣＶＧは、与えられた表面形状に対して特徴的なステップ高さ、長さと角度で構成され得、そして、例えば、５０ｍｍの幅のＬＰＴブレードコードに対しては、例えば、約２２度の局部角度の流体−流動インターセプト、三角形状、３ｍｍステップ長さ、１００μｍ（マイクロメートル）ステップ高さで選択され、予想されるＲｅ値と典型的なブレードフォイルセクションに対して高い速度の層流転移領域周囲に位置し得る。
【００９９】
これらの形状開始点値は、容易に変更され得、一連の実際ブレードステップテストと性能測定により最適に立証され得るが、小さな大きさと作動応力により、このＬＰＴ環境で付加のＣＶＧに対しては実用的でない。ＣＶＧステップ高さは、幅範囲に対して調整可能であり、そして合理的なレベルの進入する下部ＢＬ流動が一次コード方向渦流となることを拒否しながら、Ｒｅ値の設計動作範囲に対してステップエッジに沿って十分な渦流状態を発生させるように構成される。このようなＣＶＧ設計プロセスはまた、可変するＲｅ値でのオフ−デザイン分離が問題となる前に、抗力を低くし、回転−角度能力を増加させるように、固定されたステータブレードアレイに有益に使われ得る。
【０１００】
流動に対して垂直または９０度でフォイル表面に沿うスパン方向のステップは、典型的に混同のスパン方向ステップ渦流を捕獲し、基準非変更ブレードに対して約＋５％の抗力を増加させるものと知られており、そして、最も好ましいケースは、このステップが、約−１０％の抗力減少と共に、流動に対して約２２度にある、例えば、ＣＶＧセグメントで解体される時であるが、これらの数字に限定されるものではない。興味深いことに、テストは、ＣＶＧステップが流動に対して約６０度にあり、このステップ累積長さが長い場合、９０度（先行アフトフェイシングステップエッジ）ケースより大きな最も悪いケースの抗力を示す。これは、一部点でステップ渦流がステップ−渦流大きさと流動容量で、累積された低いエネルギー流体質量で過駆動され、進入する流動流線に対して障害になるように拡張され始めて、それで、このＣＶＧメカニズムが線形のスパン方向アフトフェイシングステップよりさらに悪く、抗力に対して不利になるという点を示す。抗力を低くすることが核心的な設計目標であるが、制御される量の抗力増加及び減少の両者を生成できる能力を有することが、ＣＶＧを多くの精密な方式で新規な流体−流動変更道具として使うことができるようにする。
【０１０１】
ＣＶＧ構造の機械的な、そして製造上の鋭さ及び定義は、特に臨界的ではないが、しかし、ステップトップ−エッジが「より鋭いほど」（最小の半径）、進入流動は、最小の二次エディーに安定的で予測可能にさらによく分離される。ＣＶＧバレー部はまた、半径を有して簡単に構成され得、このＣＶＧチップは鋭くなるか、または最小の性能敏感度を有する、半径または他のジオメトリでまた構成され得る。出力表面に対するこのステップの底部転移は、他の二次応力渦流と共にスタグネーション点においてあり、ステップのトップ−エッジせん断機能と干渉しない適した半径のフィレットで設定され得る。
【０１０２】
任意の組み合わせの処理、材料または製造方法で形成された鋳造、鍛造、組立または機械加工された部分に対して、組立と、動作時の振動及び曲げモードの応力集中を最小化することの両者のために応力を緩和させるようにステップの底部エッジの半径を形成することが有益である。このステップのトップエッジには、ボディ等−変形率と変形ラインが典型的に明確である。
【０１０３】
高い加速及び／又は振動環境で、ＣＶＧを位置させることは、これらがチューニングされた振動モードと一貫した反射点と構造を回避するように同一の対向表面上に空間的に構成されるという点で最適化される。それで、一つのフェイス上に正規アレイは、不均一な方式で個別ＣＶＧ要素、チップとバレー部の位置、ＣＶＧステップ長さ（効果的に定義されたピッチ）と角度を調整することによって最適化され得るが、これによって、ブレード振動応答を低くし、そして所望しないブレード曲げと、結合されて励起された振動及び機械的な共振モードが強化されなくなる。これはまた、ブレード変形率がサクションと圧力位置との間で一貫して集中しないようにして増加した疲労イシューを引き起こすように両ブレードフェイスに対して行われ得る。
【０１０４】
図３の項目２１は、右側角度より鋭角である左側角度を有する非対称のサクション−フェイスのＣＶＧ「Ｖ−形態」例を示し、この形態は、若干異なる方式でＣＶＧを非対称にし、チップのそれぞれの側面でＢＬ流動を処理できるようにする。左側へのこのＢＬ質量流動は効果的にさらに狭くなって、左側チップ−渦流へのステップ−分離ＢＬ流動は、結果的にさらに小さく、力が小さい左側チップ−渦流と共に少なくなる。このＣＶＧの右側で、進入する流動のより広いインターセプトは、右側チップ−渦流が対応するようにさらに大きく、さらに強くなることを意味する。これらの二つの非対称の逆回転チップ渦流の間の力と渦流状態ベクトルと大きさの均衡は変更されて、これらがサクションフェイス上の左側にさらに流れるようになり、そして、これらがＴＥ以後に破片に消散されることによって、より時計回りの残りの渦流状態大きさの均衡が取られるようになり、そして、ブレード内側及びルート端部が図３に示された項目１の位置にあると仮定すれば、これは、図３に示されたように、正規の効果的なブレード渦流揚力和の時計回り「または極性」とマッチングされる。残余渦流状態の最終構成に依存して、ボディ揚力係数ＣＬを上にまたは下に影響を与えることが可能である。このような構成で、圧力−フェイスＣＶＧが対向方向に（言い換えれば、上部から見たとき、ＣＶＧ左側がさらに広い）変更されると、これはまた、ウェークへの効果的に誘導された−循環揚力−渦流和に積極的に加えられるようになり、ＣＬを増加させる。ＣＶＧ  ＢＬの再層流化に起因した抗力減少は、小さな渦流位置の変動により変更されるが、必須的に同一の再活性化された質量流動がＢＬ進入幅の単位幅毎に発生するので、ＣＶＧチップの間で依然として有効であるという点に注目する。変更されたチップ−渦流対の通過は、直ちに隣接するように厚さを有するＢＬ領域で発生するストリーミング渦流状態に影響を与え、これらの領域から合わせられた揚力渦流状態を変更させる。
【０１０５】
図１ｃは、ＣＶＧ項目の集合の近接細部図を示す。頂点Ａ−Ｂ−Ｃで表される三角形は、一つのＶ−形状のＣＶＧ例であり、一例として、幅Ａ−Ｂから進入するＢＬを分けて、この切断された下部ＢＬ流体質量をステップＡ−ＣとＢ−Ｃの両方に沿って後方に移動させ、チップＣから後に流れる一対の渦流でこれを排気するように動作される。ＣＶＧが、例えば、ヘリコプターＬＥ  ＥＰＳシステム上に付加例として使われると、最も小さく合理的なＣＶＧ要素は幅Ａ−ＢのＣＶＧセクションになり得、ＬＥセクション周りに連続的に取り付けられたサクション及び圧力−フェイスＣＶＧを含み、次に、多数のこれらの基本ＣＶＧ構造の組み合わせられたアレイとして使われ得る。単純には、ＣＶＧは流動を変更するために流体力学的ボディ上に隣接するように取り付けられ得る多くの組み合わせのＣＶＧチップセクションのアレイで典型的に作製される。取り付けられたＣＶＧ要素間の小さな実際的な間隙は、ＣＶＧ有効性と性能改善物と比較して最小の効果を有する。付加的に、これらのさらに大きなＣＶＧアレイは、これらが流体−流動で腐食するにつれて摩耗を示す整列特性と層を取り扱い、適用して結合するのに便利であるように構成される。
【０１０６】
図１ａは、基本的に三角形として個別ＣＶＧ要素を説明しているが、この例は、単純に図示を容易にするためのものであり、実際、最も好ましい性能は、ＮＡＣＡ低損失潜水入口に用いられるような、基本的にオジバル（ｏｇｉｖａｌ）形態のステップエッジと共にする。これらのＮＡＣＡ入口はまた、入口流動を減速させるようにエッジ渦流を生成するが、若干異なるジオメトリを有し、形態抗力を減少させるか、またはＢＬを再活性化するためにアレイ状態で配置されず、そして、局部ＢＬ幅に数倍のステップ高さを有して、渦流と最適化された流体力学的ジオメトリが用いられるということを除いては、新規な統合されたＣＶＧ技術とは非常に異なる。
【０１０７】
オジバルＣＶＧ形態は、三角形のステップラインと比較して若干の上流位置とさらに鋭角を典型的に追うことで、このチップに接近するとき、三角形状のステップ−ラインから外れる。これは、この位置−定義されたアフト−フェイシングステップにより縛られた累積のステップ−渦流の使用可能な上流表面の限度を拡張させる。この進入する分離された流体−流動質量は、全体角のあるステップに沿って蓄積されて、アフトセクションがより大きな質量を含み、渦流大きさと速度を増加させる傾向にあり、そして進入する流体−流動にさらに成長する傾向にある。ステップ渦流がせん断流体質量から過度に大きく成長すると、これがこれらの位置でわき出る非せん断ステップ−流動に影響を及ぼす傾向にあって、この一次ステップ−渦流構造２５がさらに大きく崩壊され、そして外部ステップ−渦流層を延ばすか、このステップ渦流をいくつかのコンポーネントに不利に破壊する傾向にある。図２ｃの断面図のステップ−渦流２５は、ステップ高さとジオメトリを越えるこの渦流位置の効果を強調するために若干上向きの延長部を示す。
【０１０８】
これは、いくつかの実施例において、流体−質量蓄積によりステップ−渦流の拡張部を収容するように、ステップ−渦流経路下の最適な位置で形成されたステップ−渦流拡張溝１３をオプションで提供することが有益であるという点を意味する。これは、与えられたステップ高さに対して、新たなＢＬ下流として再付着される非せん断のわき出る流動に対する障害物及びエネルギー損失であって、成長するステップ−渦流直径の外側への過度な衝撃を回避する。ＣＶＧチップにおいて、これらの拡張溝（または、他の形状のトレンチ）は、さらに高い流体−流動での変形を減少させるために、対向するステップを併合するか、平行にすることができ、チップ−渦流拡張溝１４としてアフト量だけ延びることができ、流れているチップ−渦流対に対するガイドを提供することができる。この渦流拡張改善は、より強い下流ＢＬ再活性化とチップ−渦流を許容しながら、与えられたステップ高さで進入する流体−流動のより大きな質量を分離することができるようにする。フォイルまたは空力学／水力学的表面に対して、これらの材料除去の構造的な衝撃が考慮されるが、多くの場合、例えば、鍛造物である３Ｄ表面構造物の組立は、セクション慣性断面、剛性及び表面の機械的な特性を改善させることができる。ステップ−渦流２５は、慣性及びせん断力が均衡を取るように作用する上部ステップエディー構造３０とステップせん断−均一化エディー３２のような多くの二次流動構造とエディーを有する。
【０１０９】
オプションのステップせん断ガイド３５セクションを最適な形状の、及び組み立てられたリッジ（ｒｉｄｇｅ）として付加することは、ステップせん断−均一化エディー３２をより抑制し、エディーまたは二次渦流からの流動損失を低くし、そして可変するＲｅ条件と共にステップ−渦流２５の後方拡張のための空間的なカットオフエッジを形成するのに役立つ。
【０１１０】
付加ＣＶＧ実施例において、交替可能な付加ＣＶＧ  ＥＰＳ材料として、弾性重統合、プラスチック、樹脂、金属、金属フィルム、セラミックコーティングサブストレート、炭素繊維、炭素−炭素、炭化ケイ素または金属繊維マトリックスまたはセラミックメトリックス複合材（ＣＭＣ）または他の材料組み合わせが、複合材またはＦＲＰ材料または金属ヘリコプターローターブレード、または羽根ＬＥ等に適用され、そして拡張溝１３、１４は、部分的な高さのステップとＣＶＧ整列マークに沿って、例えば、サクションまたは圧力ＣＶＧステップのいずれか一つでフォイルまたはボディ表面に成形または統合され得る。次に、付加ＣＶＧ  ＥＰＳフィルムは、組み合わせられたステップ特性とＣＶＧ機能性を発生させるために、これらの統合されたＣＶＧ特性に対して機械的な整合状態で付加され得る。ＦＲＰ（複合材）表面、または、例えば金属ローターブレードまたは羽根／固定フォイルＬＥは、いかなる組立手段でもＬＥ内に統合され得るが、この場合、塵や雨等からの腐食やペイント損傷が重要な問題となるので、アッド−オン及びフィールド−交替可能な付加ＣＶＧを有する統合されたＣＶＧの組み合わせは、エネルギー効率的な層流または低い乱流流動を維持するために、ＬＥ表面を保護するのにさらに好ましい。
【０１１１】
近接の空力学的空間でカスケードされたＣＶＧは、渦流相互作用に起因して最も好ましい組み合わせられた利益を一般的に提供せざるを得ない。特に、回転表面上から適切に分離されなければ、渦流と流動は干渉しないように厳しく空間的に制御されるか、または外乱を最小化するために流動方向に分離される必要がある。上流ステータ、ローター及び他の転移外乱からウェーク相互作用は、これらがＣＶＧチップ渦流よりさらに大きな構造であり、典型的にＢＬ外側にあるため、性能においてあまり問題とならず、そして、流動が極限Ｒｅ値に対して効率的に動作できるため、この渦流、回転または衝撃流動エネルギーを「取り入れるか」または吸収できる多数の小さなＣＶＧ要素を横切って流動が拡散し得る。飛行エンベロープを通して約３０％だけのヘリコプターブレード上測定された周期的な振動とＮＰ  ｒｍｓ変形率減少は、ＣＶＧが流動摂動とＡｏＡの大きな周期的な流動極端を通して非常に効率的に作動できることを教示する。
【０１１２】
下部ＢＬ層の流体質量の制御される量は、進入表面流動から効果的に分離され得（そして、ＣＶＧチップ−渦流対で受け入れられず）、また、これは多孔性空力学的表面またはサクションストリッパーステップエッジまたはスロットを利用して、能動的なサクションＢＬ制御システムの効果的な目標となる点に注目する。多くの従来技術の能動システムは、閉塞（ｃｌｏｇｇｉｎｇ）問題で放棄されて、ＢＬ制御のためのこの位置に使われたＣＶＧは、表面制御効果を拡張させるためのＣＶＧチップ渦流の付加で優勢であり、また抗力を低くするようになる。これは、パイパーＰＡ−３１ナバホのエルロンの前にあるウィングのような深い−コードフォイルのＬＥ上に付加ＣＶＧを使うことによって示され得、これは、付加ＣＶＧがウィングストールでエルロンの制御権限を向上させ、航空機ストール速度を低め、そして巡航速度を増加させるためである。これは、ＬＰＴ／Ｆａｎ／ＬＰＣステータのような非回転流体−流動環境の一例であり、これに対し、ヘリコプターローターまたはプロペラ／プロップ−ローターは、約１８０ｍｍのフォイルコードに対して約２０ｍｍのステップ長さと３００−５００μｍのステップ高さを利用して、しかし、異なる剛率、縦横比等を有するＬＰＴ／Ｆａｎ／ＬＰＣローターブレードのような回転流体−流動制御の一例である。
【０１１３】
ＬＰＴローターとステータブレードに付加的に使うことができる統合されたＣＶＧとの組み合わせでまた他の統合流動を制御する方法は、ＣＶＧステップでまたは以後に流体−流動とＢＬモメンタムを付加または噴射する流体−流動ジェットを使うことである。これらのジェットは、従来技術の合成ジェットのような流体圧力ソースから能動的であってよく、またはサクション側表面に対して経路、通路及びプレナムのアレイを経由して適切に行われた後に、より高い圧力またはより低いフェイスのＣＶＧアレイ１１の周りに取り入れられたフォイル圧力−フェイス流体であってよい。
【０１１４】
図２ｃの断面図は、噴射プレナム３８から２のような出力表面まで適切な圧力と流動速度の流体−流動を運搬できるアフト角のあるジェット流体噴射ポート３７及び／又は測定オリフィスを示す。アフトフェイシングステップエッジ２４の後の、そしてＣＶＧチップの間に位置した表面で低い抗力の流体−流動噴射キャビティ３６の付加は、選択仕様であり、流体−流動性能を向上させる。このようなアフト角のある方式で（オプションで形成されたキャビティ内に進出する）流体ジェットを付加することは、高いブローイング及び流動モメンタム比でジェット−リフトオフを抑制するように出口高エネルギー流動２３の下方速度ベクトルの一部を利用することであり、横方向に、そして流動方向にジェット流体ストリームを広げるのに役立つ。流体−流動噴射キャビティ３６の輪郭のある形態と分岐する出口流体−流動は、（従来技術のコアンダ（Ｃｏａｎｄａ）効果またはスロットブローイング技術のように）ＢＬ再活性化能力にさらに役立つように、ジェット噴射流体の付加されたエネルギーが表面に近い最も低いＢＬ位置に配置され得るように許容し、最上の性能は、併合される出口高エネルギー流動２３内に最小の速度差／せん断と乱流がある時となる。ＣＶＧを噴射ジェットまたはサクションポートと結合する利点は、このような内在する抗力減少ＣＶＧ構造が流動増加と共に効率的に使われ、流体−流動性能をさらに向上させるという点である。
【０１１５】
アフト角のある流体噴射ポート３７が出口高エネルギー流動２３下にあるので、ここでの動的圧力は最も低いレベルで停滞されたＢＬより低くて、設計されたジェット質量流体−流動体積には、噴射プレナム３８での低い圧力が効率的に提供され得る。下方出口高圧流動２３の効果に起因して、より低い圧力流動とより大きな体積容量が、より大きな大きさのジェット流体噴射ポート３７のために許容され、破片で閉塞される危険をあまり受けなくなる。この表面上に、または、ＣＶＧチップの間に一つ以上の例である流体−流動キャビティ３６内に移送するように配列された多数例のジェット流体噴射ポート３７を用いることがまた可能であり、選択仕様であるので、横方向に広げるより大きな流体−流動と、一部が閉塞されても依然として使用可能であり、能動的な他の交代の、及び余分のジェットオリフィスがあるようになる。
【０１１６】
このようなジェット流動強化は、付加の流体−流動エネルギーを利用し、ＢＬ分離と抗力を制御するのに役立つように使うことができ、そして噴射プレナム３８は、圧力−フェイスＣＶＧバレー部１２、またはフィルタリングされた圧縮機ブリードまたは補助空気ソース、または脈動する音響圧力ソースのような、さらにはネット（ｎｅｔ）−ゼロ質量−流動法で、高圧停滞点に最適に近接した、低い−抗力の流体ピックアップ点４０に位置する圧力−フェイス流体伝送ポート３９により移送され得る。
【０１１７】
適切な圧力の流体ソースとして低い抗力の流体ピックアップ点４０を使うことは、３Ｄ流体−流動構造の他の部分の表面を有益に結合する一例であり、そしてポートとプレナムの大きさは圧力差に対して正しく計測された流体−流動を提供するように構成される。ジェット用の付加の流体−流動エネルギーが可変するオフ−デザインとＲｅ値で、表面またはエンジン流動及び速度条件に伴って圧力が可変する流体ソースから由来すれば、ジェット流体モメンタムは固定または非可変圧力流体−流動ソースがジェットを活性化するように使われれば発生し得る、ジェット−リフトオフを避けるために、いかなる選択仕様の流動または圧力調節を必要とすることなく可変するＲｅ条件を一般的に追従する。効果的に取り入れられるこの圧力フェイス流体は、圧力フェイス上で能動的なサクションＢＬ制御として作用する。
【０１１８】
回転するフォイルまたはボディ表面上で、ジェット流体噴射ポート３７の例は、プレナムで外側に流れるより重い塵と破片を受け入れないように、プレナム開始点で若干外側に指定されるように構成され、また、大きな角度または経路偏向がジェットを回転させて進入させて閉塞できなくする、シュラウド型または逆流進入ポートを有する噴射プレナム３８の例に連結され得る。このような慣性で分離された塵と破片は、求心環境で（またはステータフォイルケースで流動圧力／モメンタムに起因して）一般的に外側に移動し、次にＴＥに近接した適切なプレナム拒絶チップオリフィス４１でオプションで排出される。プレナム拒絶チップオリフィス４１は、より大きくなることがあり、十分な動作速度で（過度な流体−流動を捨てることなく）排出オリフィスを部分的に塞ぐことでセルフ−クリーニングプロセスを制御するように求心加速力を使い、そしてローターブレードがアイドル（ｉｄｌｅ）状態に減速されるにつれ、簡単な力−制御メカニズムは、このセルフ−クリーニングポートを最大に開放し、タービンステージを通して依然として噴出する流体−流動がある間、過度に大きな粒子の蓄積のダンピングを許容する。
【０１１９】
圧力−フェイス下部ＣＶＧアレイ１１の周りに低い抗力の流体ピックアップ点４０から流体伝送ポート３９を経由して取られた圧力流体の低い抗力の局部ソースは、より高いＢＬ流動を過ぎて移動する高いモメンタムとエネルギーの破片または塵等を取り込まないように構成される。
【０１２０】
（ジェット流体−供給またはＢＬサクション対）ジェット−ブローイングのための交代の圧力−フェイス構成は、サクション−フェイスジェットを移送するプレナムの例から分離された、加圧された噴射プレナム３８の第２例により移送される、ジェット流体噴射ポート３７の一バージョンであって、逆方向に低い抗力の流体ピックアップ点４０に位置した圧力−フェイス流体ピックアップ部３９を構成することで生成され得る。これは、圧力−フェイス分離能力を増加させるように、例えば、フィルタリングされた圧縮機ブリード空気から分離構成されたジェット流体圧力ソースを許容する。
【０１２１】
これらの圧力−移送ブローイング−ジェット方法は、サクションと圧力表面の両者に対して下流ＢＬモメンタムを付加的に向上させ、さらなる代案は、ＣＶＧチップの間から付加のより低いエネルギー流体質量を回収するように、流体サクションソースに流体−流動噴射キャビティ３６、噴射プレナム３８等を結合させて、増加したモメンタムを有する下流ＢＬを提供することである。
【０１２２】
スロットまたは３Ｄ形状の流動対流構造は、例えば、ジェット流体噴射ポート３７のための丸いホールの代わりに選択され得、そして選択される方法は、組立難易度とフォイルまたはブレードの機械的な統合性を考慮する。噴射プレナム３８は、求心力で誘導された圧力勾配が、より外側のＣＶＧ流体−流動噴射キャビティ３６領域をオーバードライブするか、内部のＣＶＧ流体−流動噴射キャビティ３６領域をスターブ（ｓｔａｒｖｅ）させないように、分離されたＣＶＧ領域をフィーディングしながら多数の分離されたスパン方向のセクションに組み立てられ得る。ジェット流体噴射ポート３７の大きさはまた、圧力勾配による流体噴射流動をさらには改良して行くようにブレードスパンに沿って可変され得る。噴射プレナム３８の例を中空にして組み立てるために、ボディまたはフォイル中心線に近い材料質量−除去は、セクション慣性または曲げ強度を大きく減少させないが、ブレード、タービン及びエンジン重量を減少させる。
【０１２３】
図３は、ルート１で壁フィレット４９を有するタービンハブ壁４５に連結されたＬＰＴブレードを示し、ＣＶＧ実施例の他の可能な組み合わせられた変形を示す。項目２０は、より長いＣＶＧ  ｖ−セクションをアレイで示す。項目４２は、チップ−渦流対の分離を広くするように、スパン方向に短く切断されたＣＶＧチップを説明する。これはまた、チップ−渦流対内に流動して直接混合され、チップ渦流で囲まれてこの渦流を強化できる、より大きな量の含まれたチップ幅のＢＬを含む。
【０１２４】
項目４３は、二つの広幅の離隔された逆回転渦流対をまた生成するように変形されたＣＶＧチップを示す。
【０１２５】
このような変形において、鋭角のより小さく、内側に含まれたＣＶＧステップの追加セットは、より大きな外側チップ渦流に対して縛られたより小さな逆回転チップ渦流を生成する。これは、現在、二つの一次及び二つの二次ストリーミングチップ渦流により影響を受けて処理される領域を広げるようになる。
【０１２６】
項目４４は、ＣＶＧステップ下に途中で二つの一次チップ渦流を生成し、次に、二つの小さな二次チップ渦流を有するＣＶＧ頂点でのより小さなチップ幅を生成する追加チップ変形を示す。
【０１２７】
これらの全てのケースにおいて、スパン方向にＣＶＧステップの対応する幅は、制御可能な流動効果を許容しながら、それぞれの渦流構造内に質量流動を精密に制御する。
【０１２８】
ＣＶＧ構造とアレイは、ローターまたはステータ抗力と流動を改善するために、壁ＣＶＧアレイ４６のようなＬＰＴカスケード３Ｄブレード通路と進入表面の周辺周りとして使うことができる。回転するローターブレード環境で、ＣＶＧの一連の例は、角のある二次流動で渦流干渉により抗力性能には不利であるが、最適な間隔とオフセットを有する多重カスケード形態において、または二次流動分離変形のような他の目的のためのいくつかの場合において、ステータ上、用いられ得る。
【０１２９】
トレーリングエッジ５で（ボディ内にステップダウンされた）対称または非対称の第２のアレイＣＶＧ４７は、ブレードウェークがＴＥ出口流動以前に表面上、全体的に直ちにあるため、ブレードウェークを変形し、揚力／渦流状態を改善させるために、サクション及び／又は圧力−フェイスのいずれか一つに使うことができる。ローターの場合、これらは、例えば、上部ＣＶＧアレイ６または１１に近接した第２列として使われたＣＶＧより回転環境であまり悪影響を受けない。
【０１３０】
可能なチップ連結端部−壁とブレード通路のルート−端部で、ブレードルートプラットフォームと、一定の半径タイプの３Ｄダクティング流動表面とフィレットは、ＢＬ再層流化を減少させるＣＶＧ抗力と、またブレード通過渦流等のような二次流動により誘発される流動分離の減少によってまた利益になり得る。
【０１３１】
ＬＰＴ「スクィーラー（ｓｑｕｅａｌｅｒ）」チップ端部または外側チップシュラウド表面は、しばしば摩耗し、強い作動熱変化により膨張し、密接−間隙チップ−シールシュラウドとダクト表面に対してチップ経路を時折接触し、研磨してクリアーするように設計される。温度上にチップ−間隙で、より大きな圧力差と二次チップ流動があり、チップ−シールシュラウドの表面は、高い相対流体−流動チップ速度により流されるＢＬと二次流動を有する。
【０１３２】
ＬＰＴ「スクィーラー」チップ端部または外側チップシュラウド表面の端部は、局部の相対流体−流動方向に下流にチップが指定されて、統合されたチップ−端部ＣＶＧアレイ４８を使うことができ、そして、これはシュラウドとチップ構造の両者の損失と抗力を低くするように、隣り合う低エネルギーシュラウドＢＬ及び再活性化の除去及び放出を許容する。チップ−端部ＣＶＧアレイ４８のチップ−渦流は、ブレード−チップの圧力−差の圧力−フェイス側内に流れ、そして、このステップ−渦流は、チップ端部−流動を横切って置かれるようになり、より一貫して力のある流動構造としてブレードのチップ−渦流組織を崩壊させる。
【０１３３】
タービンステージ、表面及びダクトは、サクション及び圧力流体−流動フェイス上に厚くなるＢＬ流動を有する流体−流動で大きな濡れた−表面領域をまた有するようになって、統合されたＣＶＧ  ＢＬ再層流化は、形態抗力と流体−流動損失を減少させ、ウェークモメンタム欠陥を減少させるように作動する。ＣＶＧチップ−渦流の強度、表面付着及び速度は、周期的な上流ウェーク外乱以後に付着される流動の連続的で迅速な再設立を許容する新たなメカニズムを許容する。これはまた、圧縮機ステージ、燃焼器、ダクト等のような他の流動セクションに対する場合にも類似している。
【０１３４】
ここに教示されたＬＰＴタービンブレード設計は、より低い抗力と流体−流動とエネルギー損失、改善された流動信頼性、オフ−デザイン条件に対するより大きな作動許容範囲、より低い剛率及び１ステージ当たりより大きな回転角度を有するローター、ステータ及びダクト通路の新たなタービン設計及び構成を最適化するように使うことができる。
【０１３５】
択一的に、これらの新規な技術のブレードは、より低い抗力損失で構成され得、また現在の長寿命のエンジン投資物内で改善されたエンジン抗力性能とより低いエネルギー損失を提供するように、サービスアップデート間隔でインターフェースジオメトリと流動角度を現在のタービンステージにマッチングさせる「プラグ互換性の」アップグレード要素として適用され得る。従って、新規な統合されたＣＶＧタイプのＬＰＴ設計がこの新たなＣＶＧ技術を利用できる間、現在のエンジン投資物のＳＦＣを改善するために、低いＲｅ流動分離マージンを改善し、抗力を低くするように、例えば、ＣＦＭ−５６ターボファンエンジンのように、現在のＬＰＴステージカスケード内の古い技術のブレードを設けて、正しく機能させ、また取り替える「プラグ−互換性の」ＬＰＴブレードを作製することもまた可能である。ＬＰＴローターとステータブレードは、ターボファンエンジンで最も低い危険の変形領域の一つである。
【０１３６】
代わりに、これらのＣＶＧアレイ実施例と技術は、ストールＡｏＡと作動エンベロープが抗力増加なしに増加し、実際、ブレードと表面エネルギー損失が減少し得る、例えば（Ｇｏｄｓｋの‘２５９のような）ウィンドタービンブレード、またはプロペラのような他の類似した流体−流動領域に使うことができる。フォイル設計、縦横比及び剛率等が、これらの言及されたＬＰＴカスケード実施例と異なるにもかかわらず、統合されたＣＶＧは、これらの流体−流動制御表面にまた構成され得る。
【０１３７】
軸流圧縮機：軸流圧縮機ステージは、それぞれのステージで流体−流動内にモメンタム伝送と最大圧縮効率を許容するように、非常に薄くて微細なエッジの高速遷音速フォイルボディ（反作用−バケットスタイルでない）で典型的に設計される。これらのフォイルまたはブレードセクションは、ＬＰＴタービンフォイルについて示されたように、同一の一般的な方式で統合されたＣＶＧ応用物から利益になる。オン−デザイン回転角度で軸流圧縮機ローターとステータのストールＡｏＡ能力を延ばすことは、圧縮機サージ（及び表面ストール及び分離）マージンを向上させることである。ＬＰＴまたは他のタービンステージは、軸流圧縮機のこのようなカスケード分離失敗またはサージメカニズムのように悪く経験する傾向はない。
【０１３８】
図４は、隔離された軸流圧縮機ブレードボディ５０の典型的な例を説明する。圧縮機低圧圧縮機（ＬＰＣ）、中間圧圧縮機（ＭＰＣ）及び高圧圧縮機（ＨＰＣ）の圧力ステージは、ディスク領域、局部流動及び圧力要求事項に応じて可変するブレード長さ、変化するルートとチップ直径（または「圧縮機ライン」）を有し得る。ローターとステータフォイルは、ステータがステージ圧力を回復するために、ディフューザーとして作用するため、若干異なるジオメトリを使うが、ＣＶＧは、ＬＰＴステージについて教示されたように、これら全ての流体−流動制御表面とゲイン類似利得に対して類似した方式で使うことができる。
【０１３９】
軸流圧縮機に内在されたサクションＣＶＧアレイ５１は、フォイルサクションフェイスの前方部分上に本質的に統合または組み立てられ、そして、この構造は、入力回転−角度で進入するフリー−ストリーム流動エネルギーの一部を、軸流圧縮機サクションＣＶＧチップ５３のアレイから後方に流れ、従来のＶＧと類似したサクション−フェイス分離制御を提供できる一対の強い逆回転ＣＶＧチップ渦流に変換するように設計されるが、これは、従来のＶＧが、このような回転ボディの流体−流動環境で低い抗力または抗力−減少として使われ得ないためである。同様に、軸流圧縮機に内在された圧力ＣＶＧアレイ５２は、フォイル圧力フェイスの前方部上に統合または組み立てられ、そして、このような構造は、入力回転角度で進入するフリー−ストリーム流体−流動エネルギーの一部を、軸流圧縮機の圧力ＣＶＧチップ５４のアレイから後方に流れる一対の強い逆回転ＣＶＧチップ渦流に変換するように設計される。
【０１４０】
図４に示された統合されたＣＶＧ形態のバージョンは、一般的に繰り返しパターンの対称のオジバル−エッジの三角形態であり、そして、これらは、スパンを横切って、ブレード通路の端部−壁とフィレット内のステップと全体的なＣＶＧジオメトリのＬＰＴ表面処理と実施例に対して、以前に教示されたものと同一の方式で構成されて変化し得る。
【０１４１】
オプションであるステップ−渦流拡張溝５５と、チップ−渦流拡張溝５６と、ステップせん断ガイド５７は、ＬＰＴステージに対して教示されたように、ステップ渦流能力を改善するために両フェイスに統合され得る。
【０１４２】
サージまたは流動分離マージンは、延びた層流性能と抗力減少によって、ＬＰＴステージでのように詳細な流体−流動改善物と共に、フォイルストールＡｏＡ能力を基本的に延ばす統合されたＣＶＧを付加することにより向上する。さらに、圧縮機の改善は、不利な圧力勾配流動速度の減少と流動分離バブルの影響を受ける、特に、後方サクション−フェイス領域で、ＢＬの最も低いレベル内に低い抗力の流体−流動噴射能力を提供するようにＣＶＧの独特な能力を使うことで可能である。
【０１４３】
簡略にするために、単に一つの完全な例のオプションの流体噴射キャビティ５８がＣＶＧチップの間に統合され、最適に構成されて図示され、そして、これは、下流ＢＬのより多くの流動活性化を付加するために、定義された圧力と質量−流動速度で３Ｄ−角のあるジェット流動噴射ポート５９から適切に活性化された流体−流動と共に供給される。これは、高いブローイング及び流動モメンタム比でジェット−リフトオフを回避し、いかなるＬＥ馬蹄または腎臓形状渦流も最小化するために、ＣＶＧステップに対して出口高エネルギー流動の初期下方ベクトルを利用し、横方向及び流動方向にジェット流動ストリームを広げるのに役立つ。流体噴射キャビティ５８とジェット流動噴射ポート５９の多数の例は、フォイルサクション表面を横切って分布され得、噴射プレナム６０の例において、噴射流体の加圧供給部に連結される。流体伝達ポート６１と低い抗力流体収集特徴部６４は、局部ジェット流体ソースを提供するように噴射プレナム６０及び／又はチップ収集ポート６３に連結され得る。ジェットとプレナム流体−流動増加能力は、ＬＰＴステージと同一の方式で構成される。また他のソースから流体の進入は、流体密度を増加させるために選択的に事前に冷却され得る、例えば、後方ステージ圧縮機ブリード空気のような代替のジェット流体ソースに、ルートまたはチップで連結される噴射プレナム６０の例で可能である。
【０１４４】
ＬＰＴに対する統合されたチップ−端部ＣＶＧアレイ４８と等価であるチップ−端部ＣＶＧアレイ６２は、ブレードセクションが非常に薄くても、圧縮機チップ−シールシュラウドに向き合うチップに使われ得る。
【０１４５】
軸流圧縮機に対するこれらの改良は、一般的にＬＰＴステージについて教示されたこの方法と構成を反映し、そして改善されたサージ抵抗マージン、増加したステージ圧力比、増加した回転−角度、より軽量で低いコストの圧縮機ステージの組み合わせを許容する。圧縮機がエンジンで消費されるエネルギーの約６０％を吸収するので、これらのステージでの効率改善物は、全体エンジン効率及びエンジンＳＦＣに大きな影響を与える。
【０１４６】
ファンステージ：ファンカスケードは、例えば、ＨＰＴ／ＬＰＴカスケードよりさらに低い温度で典型的に動作し、さらに大きく、またさらに高いＣＶＧステップ高さを必要とし、ＬＰＣまたはＨＰＣブレードのように微細なＬＥセクションを有しない。図５は、ブレードＬＥ領域内に典型的に設けられ、湾入した付着型チタンまたは他の金属ＬＥ  ＥＰＳストリップ７１により、ブレードＬＥ部分で腐食から保護される特有のファンブレードサクション−フェイス７０の輪郭詳細図を示す。流動外乱を最小化するために、金属ＥＰＳ転移部７２は、転移ジョイントエッジに必須に接触しているが、動作時、不可避に非常に小さなギャップが不利なＢＬトリッピング（ｔｒｉｐｐｉｎｇ）機会を発生させるように開放され、そして、これらのコンポーネント転移部を通過する腐食性破片は、ファンカスケードエネルギー効率を減少させ、時間に対する臨界の層流流動性能をさらに損傷させ得る、ＬＥ後方にブレード表面からペイント保護物と材料を腐食させる傾向にある。
【０１４７】
ＣＶＧ処理されたブレード７３は、ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４を有する圧力−フェイス上に示され、このオーバーレイは、現在のファンブレードカスケードに要求される他のブレード変形なしに、現在の変形されていない項目７０と７１上に結合され得る。このＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４は、ファンブレード抗力と入力トルクと与えられた推力に対して要求されるエンジンパワーを低くし、オフ−デザイン条件で流動崩壊に対する改善された応答と抵抗のためのより高いストールＡｏＡを提供し、（ＳＢＬＩラムダ−フットＢＬ分離メカニズムを崩壊させるためにＣＶＧチップ−渦流を使うことによって）ファンブレードチップで超音速流体−流動衝撃と損失を減少させ、消耗品であってオプションであるフィールド交替可能な要素でブレード腐食を減少させるためにサクションと圧力フェイスの両方で作動する。ＳＢＬＩラムダ−フットＢＬ分離メカニズムと現象を崩壊させるためにＣＶＧチップ−渦流を利用することは、また延びたＡｏＡと再層流化抗力減少を提供しながら、十分な渦流状態を誘発するいかなる実現可能な流体−流動渦流とＲｅでも全ての他のフォイル、ブレード及び流体−流動ボディ表面上で実行可能である。
【０１４８】
ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４は、運営されるステップ高さで作動可能であり、そして、これは、ＣＶＧステップに対して後方への出口高エネルギー流動が、例えば、空気のような流体−流動よりさらに高い密度とモメンタムを有する、さらには初期の下向−ベクトルのポストステップ流動、破片及び砂等と共に後続するポスト−ステップ表面７５上にあり、そして、下向を回転させるのに十分なエネルギーを有さず、続いてより精巧なブレードボディの明確なロフトと外側の遠心と二次流動下にあるようになることを意味する。このステップ後のペイントと材料に対する減少した表面腐食効果は、ＣＶＧで処理されたフォイルとボディ表面に対して実行可能である。
【０１４９】
付加タイプのＣＶＧオーバーレイ７４は、要求される機械的及び熱的耐久性を有する弾性重統合、プラスチック、金属、セラミックコーティングされたサブストレート、炭素繊維、炭素−炭素、炭化ケイ素または金属繊維マトリックスまたはセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）または他の材料で作製され得、現在のブレードＬＥに空力学的に一致するようにいかなる成形プロセスによっても形成されて、ブレードまたは空力学的ボディ表面に結合され得る。ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４は、単一ＣＶＧ要素として形成され得るが、大きなスパンと曲面ＬＥブレードに対しては、ＣＶＧが隣接したセクションで連続的に容易に適用されるように可変するジオメトリセクションに選択仕様で組み立てられ得る。いかなるブレード流体−流動不連続部も、最も好ましい結果を出すように、ＣＶＧ付加以前に対を成さなければならない。
【０１５０】
非対称または可変−ピッチ及びジオメトリのＣＶＧ構造を利用することは、ＣＶＧ流動変更作用がスパンを横切って変化できるようにし、例えば、後続する局部衝撃波生成の領域で、ＣＶＧピッチは、ＳＢＬＩ効果を異にするためのチップ−渦流フィラメント例のより大きな密度を生成するように、この位置の周りにさらに微細になり得、そして、特に、単に抗力減少を最適化することにのみ集中しない。ボディ流体−流動衝撃を減少させることは、作動体制とオン−デザイン作動エンベロープ条件でエネルギー損失の減少及び／又は改善された領域（ｌａｔｉｔｕｄｅ）を許容する。
【０１５１】
新たな設計のファンブレードフォイルまたはボディ表面は、従来技術のＥＰＳコンポーネントに対して線形の保護ＬＥ鋸歯形状部なしに、そしてＣＶＧ改善物を十分に利用するように異に構成され得る。従来技術の金属ＬＥ  ＥＰＳセクションがブレードボディ材料よりさらに厚いことがあるため、これは、ＣＶＧの利点を得るためにＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４を適用する前に一部の重量節減を提供することができる。また他の新たな設計の選択は、さらに薄くて軽くなり得る、マッチングされる交替可能なＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４と整列状態で重畳するＬＥ体積内に部分ステップ−高さの統合されたＣＶＧアレイを形成することである。
【０１５２】
新たな設計のファンブレードはまた、例えば、ＬＰＴブレードに対して加圧流体−流動ソース、プレナム及びジェット等と共に選択仕様で付加されたステップ−渦流拡張溝７６、チップ−渦流拡張溝７７、ステップせん断ガイド７８及び流体−流動噴射キャビティ８３の組み合わせから利益を得ることができる。これらは、圧力−フェイス上に図５ｂで単一例として示され、及び／又は、これらはまたサクションフェイスに適用され得る。これらの溝と構造は、過度なステップ高さとＣＶＧ厚さと重量を必要とすることなく、より広いコード上により大きな改善物とＣＶＧ整合及び整列マークを提供し、またＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４、及び／又は、いかなる付加の統合されたＣＶＧステップ構造物のゲインに対しても付加の分離制御の可能性を許容する。これはまた、下流フォイルまたは空力学的ボディ表面設計に対するステップ高さの影響を最小化する。
【０１５３】
ファンブレード抗力とブレードトルク入力を、例えば、約−１０％減少させる統合されたＣＶＧとＥＰＳストリップ組み合わせは、ＳＦＣと効率で大きな改善を提供するが、これは、近代のファンディスクが高温セクションノズル推力より典型的に５−１０倍以上の冷却バイパス−ノズル推力出力を有するためである。
【０１５４】
ＬＥ設計組み合わせの交替可能で除去可能なＣＶＧ  ＥＰＳコンポーネントは、また後続するブレード表面をさらによく保護し、そして、ＬＥ摩耗が蓄積されるにつれ、このコンポーネントがブレードの最も敏感な部分のうち一つで流体−流動とＢＬを崩壊させるため、検査状態での取り替えが価値があって助けられる。
【０１５５】
新たな設計のＣＶＧ処理されたブレード７３は、トレーリングエッジ（アフトに向き合うチップ）の後方、前方のコードに統合された対称または非対称の鋸歯形状のＴＥ  ＣＶＧアレイ７９を有することができ、この表面に統合されたＣＶＧステップの鋸歯形状部は、このような薄くて高い応力のＴＥ領域でボディ強度、質量分布、フラッタ（ｆｌｕｔｔｅｒ）マージンと空力弾性を不利に損傷させない。ボディ圧力−フェイス上で、流体−流動は、ＴＥに近接するまで、またはＴＥで分離されないように設計され得るため、この領域でＣＶＧは、厚くなるＢＬを有するが、ＴＥ領域表面厚さにより制限された、設計されたステップ高さで作用するために、合理的な流体−流動モメンタムを有する。
【０１５６】
上流ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４は、より高いレベルの求心力の二次流動とＣＶＧ効果に起因して、ＴＥ領域に達するとき、一般的に拡張され、ＴＥ  ＣＶＧアレイ７９により若干外側に移動されるチップ−渦流を提供する。この場合、ボディウェーク流体−流動構造併合を定義し、制御するＴＥ  Ｋｕｔｔａ−Ｊｏｕｋｏｗｓｋｉ条件に近接して、移動される上流ＣＶＧチップ−渦流フィラメントは、効果的なボディ循環−定義された揚力に導きながら、ＴＥウェーク渦流状態ベクトル−全体に合わせられる前にスパン方向に不利に回転する機会を得ることができない。ＴＥアレイ７９は、ＴＥウェークにほぼ直接的に活性化されたチップ−渦流フィラメントを付加して、非対称ＣＶＧ形態を付加的に使うことは、圧力とサクション表面のいずれか一つまたは両者からさらに特に低いＡｏＡで幾何学的に制御されるＣＬ変更を許容する、暗示された組み合わせのボディ−揚力チップ−渦流ウェーク方向または反対信号とマッチングされる直接的な渦流状態ベクトル和を許容する。このような方式でＣＶＧは、ボディ流体−流動ウェークに影響を与えるように有用に使うことができる。これらの改善されたＣＶＧ  ＥＰＳ方法と、性能改善物の組み合わせは、流体−流動コンセプトと設計方法の範囲を共有する開放−ローターターボファンコンセプト、ヘリコプターローターと従来のプロペラブレードに価値のあるようにまた統合される。
【０１５７】
この新規なＴＥ  ＣＶＧアレイ７９配列は、Ｇｌｉｅｂｅの‘２４０特許、Ｆｒｉｔｚの‘４８８特許、Ｖｉｊｇｅｎの‘６６５特許、Ｓｈｉｂａｔａの‘４３６特許、Ｙｏｕｎｇの‘３１９特許、Ｂａｌｚｅｒの‘１０６特許等とは異なり、なぜなら、この配列は、本来のボディＴＥの前に、及びボディ範囲内に全体的にコンパクトに内在する表面構造及び処理物であり、そして、この配列は（渦流エネルギー損失だけを誘発する従来技術の非最適化された非表面渦流と異なり）アフトフェイシングＣＶＧチップの間でＢＬ流体−流動損失を減少させ、基本的に抗力−減少構造を使いながら流動ノイズを減少させるようにウェーク流動−混合を増加させ、ボディ−揚力循環を変更させるために作用し、そして圧力及び／又はサクションフェイスの両者に対して独立的に構成され得るためである。ＴＥ  ＣＶＧアレイ７９のアフトフェイシングチップを位置させ、オフセットさせることが可能であり、これらは、ＴＥを直ちに越えて効果的に噛み合い、そして、これらがＴＥウェーク渦流状態で合わせられる前に最小の相互干渉を引き起こす。
【０１５８】
サクションフェイスは、ＴＥ  ＣＶＧアレイ７９を使うことができるが、低いエネルギーまたは分離バブルまたは流体−流動分離を有する、厚さを有するアフトＢＬ領域を誘発するより大きなＡｏＡで効率は落ちる。これらのＣＶＧ改善物は、ここに教示されたように、利得を得るために同一の方式でニュートン流体−流動で非回転フォイルと表面ボディにより効果的に、及びいかなる回転に対しても一般的に使うことができる。
【０１５９】
ファンブレードチップコードセクションは、ファンチップ−シールシュラウドに向き合うチップにおいて、ＬＰＴに対する統合されたチップ−端部ＣＶＧアレイ４８と等価である、チップ−端部ＣＶＧアレイ８２を使うのに十分な厚さを有する。付加的に温度に対するファン−チップ対シュラウド間隙の変化は、タービンセクションより少なく、チップ−端部ＣＶＧは、ファンチップに近接した表面上でナセル（ｎａｃｅｌｌｅ）−ダクティングＢＬ流動制御で役立つ。
【０１６０】
多くのフォイルまたはボディ設計において、ＣＬと、ＣＬ対Ｃｄの比率を変更し、Ｃｄ比率を低くするために、よく知られたガーニータブ（Ｇｕｒｎｅｙ  Ｔａｂｓ）を使おうとする多くの作業試みがあったが、この理論的な作業は、実際のＲｅ値でニュートン流体−流動でフォイルとボディに適用されるタブの衝撃を不正確に予測する傾向にある。３Ｄ形状のブロックのような弾性重統合の揚力強化タブ、ｅＬＥＴ  ８０は、ＴＥに近接したＣＶＧ処理されたブレード７３の圧力−フェイスの略中間−スパンで結合されて示される。ｅＬＥＴ  ８０は、これに限定されるものではないが、総スパンの１５％〜３０％のスパン幅の一部で典型的に最も好ましく作製され、そして、流体−流動速度と揚力寄与度が重要になる、回転ボディ上のチップから内側に使われる。ｅＬＥＴ８０は、この値に制限されることはないが、局部コード幅の０．５％〜３％の間の高さでブロック、ベーンまたはデュアル−ベーン構造として典型的に構成され得る。ＴＥからｅＬＥＴ  ８０のセットバック（ｓｅｔｂａｃｋ）は、一般的には装置高さの約０％〜５００％となり、最善の結果は、装置高さの典型的には−１００％のセットバックに対してである。
【０１６１】
ｅＬＥＴ  ８０は、ｅＬＥＴ８０とＴＥエッジ位置との間に積もって捕獲された強い逆回転渦流のスパン方向セットを発生させるのに作用する。これらの横断する渦流フィラメントは、サクション−フェイスＴＥ流動に作用し、ＴＥで下方にこの流動を偏向させる傾向にあり、そして局部のスパンセクションＴＥ  ｕｔｔａ−Ｊｏｕｋｏｗｓｋｉ条件を変更する。この付加的なＴＥ下方流体−流動加速は（ＢＬ乱流領域厚さと抗力を減少させる）不利なサクション−フェイス圧力回復勾配を有益に変更させ、また局部コードＡｏＡと揚力を効果的に増加させるように作用する。
【０１６２】
ｅＬＥＴ  ８０は、フォイルまたはボディのアフトとＴＥセクションで過度な質量を付加せず、安定性を減少させず、マージンを振らないように、柔軟で強く低い−質量の弾性重統合材料として実行され、ＴＥで下に置かれたボディに対して効果的に機械的に透明になる。加えて、プロペラ、ローターやブレードのような基本的に必須−可撓性フォイルの空力弾性効果と振動力学に起因して、ＴＥ領域に付加される非順応質量は、全体付着表面領域に対して分布するように強い加速力を接着体で十分に荷重−共有するように許容し、前進するスリップポイントで接着剤を集中させない、分布された、そして非集中の局部接着結合のせん断力なしに信頼性よく付着できない。このような理由から、非順応材料（言い換えれば、非弾性重統合）は、このような挑戦的な環境で付加するのに問題があり、そして、一旦行われると、強いボディ材料疲労イシューを発生させる、下に置かれたボディに対する振動応力集中と曲げの問題点を発生させる。類似した分岐するトレーリングエッジ（ＤＴＥ）構造の作製は、同一の実世界の挑戦に直面することとなる。
【０１６３】
ｅＬＥＴ  ８０の一つ以上の例の小さな長さセクションは、正常に−不利に捕獲されたスパン方向の渦流フィラメントが、これらが蓄積され、流体−流動質量を出す必要があって拡張出口を有することを保障し、そしてこれはｅＬＥＴ  ８０が使われるとき、流体−流動の診断音響−署名として典型的に注目されている、略１，６００Ｈｚの比率で一般的に発生し、そして、セグメントまたはセクションのアプリケーション戦略を使うことで渦流フィラメント緩和経路の新たな重要性を教示する。ｅＬＥＴ  ８０のそれぞれの例において、追加改善物はユニットを通してほとんどコード方向の部分的なセクション−カットを作製し、機械的な損傷が部分セクションに制限され、リップ−ストップ機能を効果的に提供するものである。
【０１６４】
内側端部または外側端部を支持するｅＬＥＴ  ８０の形態に対する非常に若干の角度は、渦流フィラメント流出が、最終のボディ−循環及び揚力を発生させる統合された渦流ベクトルに加算または減算としてＴＥウェークに合わせられるとき、あるボディ端部から好ましく外れる方向に制御され得るようにする。ｅＬＥＴ  ８０ボディ、例えば、中心から両側上で若干後に曲げることは、中央の横断する渦流が揚力改善のために洗流を増加させるように作用しながら、ｅＬＥＴ  ８０により処理される流体−流動質量の幾何学的な部分として制御されるように、ストリーム方向の渦流フィラメントがＴＥウェーク内に外れて均衡を取るようにする。
【０１６５】
ｅＬＥＴ  ８０は、ＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４またはＴＥ  ＣＶＧアレイ７９を持って、またはなしに使うことができるが、動的な安定性の理由のために、少なくとも統合のＣＶＧ法とＣＶＧ  ＥＰＳオーバーレイ７４を組み合わせて使うことが好ましい。ＴＥ  ＣＶＧアレイ７９は、以前に適用されるか、またはｅＬＥＴ８０例の間のセクションに使うことができる。ｅＬＥＴ  ８０の一例の間に二つが示されるＴＥ  ＣＶＧアレイ７９例である図５ｂの構成は限定されないが、ＣＶＧが他の特徴と組み合わせてスパンまたは表面の一部を横切って構成され得ることを示す。
【０１６６】
チップアンローディングｅＬＥＴ  ８１は、ブレードサクション−フェイス７０のチップＴＥで小さなタブとして示され、このフォイル領域でコードセクションのＡｏＡ揚力を減少させるように付加され得、そして圧力フェイスからサクションフェイスまでのチップ−渦流流動に対する大きな障害がない、特に開放ブレード上にフォイルチップ−渦流を大きく変形させるように作用する。ヘリコプターローターブレードの場合に、このタブバージョンは、大きく荷重を受けるチップの内側にスパン方向荷重を増加させるように作用し、減少及び遅延された局部チップ−渦流は、ディスク流動内に外れ、ブレード渦流相互作用（ＢＶＩ）の転移力荷重、外乱と音響署名の生成にあまり影響を受けない。内側にディスクを積載することは、フォイルの構造上、揚力曲げモーメントとスパン方向変形荷重の一部をまた軽減させる。
【０１６７】
ｅＬＥＴ  ８０のＬＥの前方−ステップ進入フェイスで誘発されるスパン方向渦流は、アフト−ステップフェイス渦流により密接にマッチングされ、従って、かなり衝撃を与える流体−流動渦流とＲｅ値で接着ボンド結合能力に挑戦するように、ｅＬＥＴ  ８０上に予想できなかった最小のコード方向の圧力またはアフト力荷重が実際あるようになる。入口及び出口スパン方向渦流フィラメントは、予想される進入流体−流動の動的な衝撃−圧力から弾性重統合のＴＥ質量と大体均衡を取り、このＴＥ質量を効果的に保護する。この結果は、一次接着挑戦が強い放射状加速であるということである。航空機プロペラに対するテストは、例えば、Ｌｙｃｏｍｉｎｇ  ＩＯ−５４０エンジンとＨａｒｔｚｅｌｌ可変ピッチ（ＶＰ）プロペラ組み合わせに対する約−１８％のエネルギー節減減少に対して、例えば、巡航ＳＦＣの１２ｇｈｐ〜１０ｇｈｐ減少として可能な一般的に類似した材料能力と性能変形を立証する。
【０１６８】
これらの高い加速度と流体−流動速度場（ｆｉｌｅｄ）でｅＬＥＴ  ８０として適用される弾性重統合材料は、従来技術に対比して新規で、半直観的であるが、しかし、実際の使用が正当であると認められることを示す明らかな改善物と新規な能力がある。飛行中の表面着氷の場合において、ｅＬＥＴ  ８０材料は順応し、そして、ここで荷重は単に薄い層の水分結氷の付着能力を越えるので、氷の転移強化と一定の外れを許容して、もっとも大きな構造的な威嚇はこれらがプロペラ性能に大きく影響を及ぼす前に小さな蓄積物を連続して剥がす内側氷防止システムから外れたＬＥ氷から来るようになる。順応的で剛健な変形と弾性の形状復旧特性、そしてｅＬＥＴ  ８０に対するセクションのリップ−ストップ損傷に抵抗するアプリケーション方法論は、ブレード、ローター、ファンディスク及びプロペラ等のようなフォイルとボディ表面に対して新たな設計能力を許容する。
【０１６９】
ファンステージの後方及び圧縮機入口の前方のＩＧＶは、また抗力を減少させるようにアッド−オンまたは内在されたＣＶＧを使うことができ、延びたＡｏＡ能力は、機械的なＩＧＶ運動が流体−流動を動的に失速しないように保障する。ファン出口の冷却ダクト流動を渦巻きがないようにする冷却セクションダクティングに導くステータブレードは、抗力を減少させ、ＡｏＡを延長させるように、またＣＶＧを使うことができる。例えば、圧縮機と燃焼器出口と他の空力学的支持部と荷重支持ストラットで付加的なＩＧＶは、いかなる流体−流動表面に対しても既に開示された同一の利点を有してＣＶＧを使うことができる。
【０１７０】
圧力−フェイスピックアップまたは例えば冷却圧縮機ブリード−空気のような他の流体ソースからの表面流動増加は、既に注目されるＬＰＴカスケードに対して、ファンブレード、作動ＡｏＡと抗力性能を改善するために、より大きなファンブレードで合わせられたＬＰＴジェット流体噴射ポート３７、流体−流動噴射キャビティ３６及び噴射プレナム３８と等価である構造と共に新たな設計のファンブレードに対してまた使うことができる。ジェット流体噴射ポートを増加させるこのような統合されたＣＶＧアレイ方法はまた適切なジオメトリスケーリングを有する新たな設計のヘリコプターローターブレード、プロペラ及びさらには固定されたフォイルまたは羽根表面にまた拡張され得る。
【０１７１】
改善のためにＣＶＧを使ったジェットエンジンパワー−コア（圧縮機、燃焼器及びタービン）は、（従来技術として）ジェット冷却ダクト推力のためのファンディスクカスケードを駆動するようにＬＰＴ出力−シャフティング（または、類似したパワー抽出ステージ）を使用するか、例えば、冷却、天然ガスパイプラインまたは精製所のような産業スケールの化学処理システムに用いられるプロペラ、ローターシステム、電力発電機、ポンプまたは圧縮機のように、外部負荷または変速機駆動装置を駆動するためにターボ−シャフト構成で形成され得る。
【０１７２】
ＨＰＴタービンブレード：図６ａと６ｂは、深い反作用−バケットタイプのフォイルセクションを有するＨＰＴブレード９０の代表図であり、そして、燃焼器から進入する流体−流動からエネルギーを抽出して上流圧縮機ステージまたは負荷に動力を供給するために、既に教示されたＬＰＴブレードのような同一の方式で作動する、取り付けられたコンポーネント、または内在されて統合された上部フェイスＣＶＧアレイ９１と統合された下部フェイスＣＶＧアレイ１０９を有する。統合されたＨＰＴ  ＣＶＧは、流体−流動分離／乱流を減少させ、また熱負荷をミックス−ダウンするようにＡｏＡ拡張と抗力の減少のために構成される。ベース金属に作製される統合されたＣＶＧは、最も大きなＨＰＴブレード強度を提供するが、多重−パートのＨＰＴブレードが全ての要求される他の特性を提供するように製作され得るため、カスケードで新規設計のＨＰＴ  ＬＥに連動する適した炭化−ケイ素または金属繊維マトリックスまたはセラミックマトリックス複合材（ＣＭＤ）３Ｄ構造を含む高温のＬＥ  ＣＶＧアレイを有することがまた可能である。
【０１７３】
ＩＧＶまたは第１のＨＰＴステータと第１のＨＰＴローターディスクに対して、燃焼器出口温度は典型的にニッケル超合金溶融点以上であるので、これらの表面は、流体冷却される。冷却ジェット根源９３は、ステータとローターブレードのＬＥに位置し、根源冷却プレナム９４から冷却流体（典型的には、例えば摂氏−６５０度のクーラーでのＨＰＣブリード空気）が供給される。この根源は、フォイルＬＥを冷却させて保護するために十分な角のあるジェットと流動質量を有し、次に、この冷却流体は、付加的な表面冷却を提供し、フォイルウェーク内へのヒート−フラックスと熱負荷を拒否するために、圧力及びサクションフェイス周囲に分けられて流動する。フォイル表面は、最も低い局部温度であり、そして、フリーストリーム流体−流動内にＢＬでさらに高く移動して、温度が燃焼器ピーク温度に近接して上がるようになる。分離乱流と流体−流動分離バブルのようなフォイルまたはボディ表面上のいかなる過度な乱流も、さらに高い熱流体と温度層を典型的にミックス−ダウンし、安全に表面を冷却するように除去されなければならないヒートフラックスを増加させる。
【０１７４】
従来技術のフォイル表面は、付加の下流の角のある冷却ジェットアレイ内に移動する曲がりくねったギャラリーとプレナムで冷却する内部−フェイススキンと、また、内部ピングリッド１０７とＴＥ冷却出口スロット９２で付加的に冷却される。このような挑戦は、過度な乱流と熱ミックス−ダウンを発生させるジェット−リフトオフなしに適したジェット表面冷却流体−流動を有しなければならず、高温流体からの表面冷却と緩衝が効率的に拡散されなければならない。
【０１７５】
ＣＶＧは、単に分離制御を向上させるために、ＬＰＴボディにオプションで用いられるように、最も低いＢＬレベルで効果的であり、よく拡散される冷却流体噴射を提供するための低い抗力方法を提供する。アフト−角のあるジェット流体噴射ポート９５または測定オリフィスは、ＣＶＧチップ９８の間に位置し、そして、アフト−フェイシングステップ９７の後方表面で冷却流体−流動を例えば上部ＣＶＧ冷却噴射プレナム１０４から流体−流動噴射キャビティ９６内に運搬できる。形成されたキャビティ内に出るこのアフト角のある方式で冷却流体ジェットを付加することは、高いブローイング及び冷却流動モメンタム比でジェット−リフトオフを抑制するために、ＣＶＧステップの高いエネルギー流動の初期下向速度ベクトルを利用し、冷却流体ストリームを横方向に、そして下流ＢＬの最も低いクーラーレベルで拡散させるのに役立つ。第２の下部ＣＶＧ冷却噴射プレナム１０６はまた、ＨＰＴサクションフェイスと同一の方式で置かれた位置で、圧力または下部フェイスＣＶＧアレイ１０９で、より高い圧力の冷却流体を、隣接したブレード表面とジェット流体噴射ポート９５の例と、関連構造に運搬する。
【０１７６】
ステップ−渦流質量−流動を冷却させるために、付加のステップ−渦流冷却噴射ポート９９がＣＶＧバレー部の底に位置し得る。ヒートフラックスを下流表面に下ろすようにＣＶＧチップ−渦流フィラメントに余分の冷却を提供するために、チップ−渦流冷却噴射ポート１０５は、ＣＶＧチップ９８のベースに含まれ得る。内部の曲がりくねった冷却通路、乱流発生器、ＴＥとチップ「スクィーラー」冷却排出及びピングリッド１０７のような他の従来技術は、ＨＰＴ表面を冷却するために統合されたＣＶＧと内部通路と内部スキン流動と共に用いられ得る。ヒートフラックスを除去する下部流動質量の最適化された冷却流体−流動の効率的な使用は、冷却流体−流動を得るための圧縮機入力エネルギーが必要であるため、エンジン効率を向上させる。このようなＨＰＴステージで表面は、いかなる従来技術の酸化減少コーティングと、他の冶金方法と、低く高いサイクルクリープ（ｃｒｅｅｐ）のための合金等も使うことができる。
【０１７７】
ステップ−渦流拡張溝１００、チップ−渦流拡張溝１０１及びステップせん断ガイド１０２は、表面機械的な強度条件と設計ステップ大きさに対応して均衡を取るように、ステップ−渦流質量流動能力に対する調整を許容するために、ＨＰＴサクション及び／又は圧力ＣＶＧで（ＬＰＴセクションに対して）オプションで統合され得る。
【０１７８】
高いヒートフラックスからの付加の緩和は、例えば、ＬＥセクションでＴＢＣにより提供され得、これらの典型的なセラミック表面層コーティングは増加した質量とコーティング破砕の危険、保護損失及び表面消失の代価で、ヒートフラックスを減少させるように表面熱伝導性を減少させる。効率的な表面冷却と分散手段を提供する統合されたＣＶＧとジェット／噴射キャビティで、ＣＶＧステップのフォイル下流のセクションは、ＴＢＣの大きな領域の付加される質量と複雑性をあまり必要としないようである。
【０１７９】
カスケード通路とダクティング表面でのローター、ステータ端部−壁とフィレットの均衡において、フォイルに対して付加の低い−抗力のジェット流体噴射ポート冷却構造を提供するようにＣＶＧをまた使うことが可能であり、そして、例えば、ブレード通路−渦流等による崩壊に抵抗する不利な二次流動の領域でＢＬ下に冷却するための能力を付加する。フィレット表面は、これらの輪郭のある表面上でジェット流体噴射ポートを有するＣＶＧを使うことができる。統合されたＣＶＧチップ−渦流は、ＳＢＬＩ制御能力の測定をまた提供し、通路−渦流、衝撃及び二次流動を変更するように構成され得る。
【０１８０】
圧力−フェイス上にＴＥ冷却出口スロット９２に近接した二次の統合されたＣＶＧアレイ１０３は、ブレードウェークがブレードＴＥのすぐ前において、例えば、上部ＣＶＧアレイ９１に近接して第２列として使われる統合されたＣＶＧよりあまり悪影響を受けないため、ブレードウェークを最小化し、揚力／渦流状態を向上させるのに使うことができる。揚力とＴＥ冷却強化タブアレイ１０８は、ＴＥ冷却出口スロット９２前に付加され得、このようなオプションは、両ブレード有効ＡｏＡの変更を許容し、そしてアレイ１０３を有するか、または有さず、ＴＥに沿ってスロット９２冷却流動を拡散させるのに役立つ。このタブアレイ１０８は、図示されたように「曲げられたか」または角のあるタブを使うことができる。二次統合されたＣＶＧアレイ１０３は、ＨＰＴブレードのサクション−フェイスにまた付加され得る。
【０１８１】
中間圧力タービン（ＩＰＴ）はまた冷却を必要とすることがあり、これらは、冷却及び抗力損失を改善するために、ＨＰＴブレードのように設計され得る。ここに示されたＣＶＧと、関連設計特性は、最適な性能を提供するために、ブレードと表面設計の従来技術の方法と共に、任意の組み合わせ、例と位置に統合され得る。ＣＶＧ処理されたＨＰＴブレードは、有用に改善された流体−流動及び効率と共に、例えば、蒸気タービンでの実施例としてまた使うことができ、ＬＥ表面コーティング材料は、ＣＶＧ構造とまた結合できる腐食防止物に用いられ得ることに注目する。ＣＶＧステップから下流の腐食粒子と材料のロフティングと除去は、また下流流動表面を保護するのに役立つ。蒸気タービンにおいて、進入する流体−流動は、燃焼器／蒸気ソースからであり、そして圧縮機は不要であって、大量で得られたタービンパワーは他の負荷を駆動することができる。
【０１８２】
遠心圧縮機：最終ＨＰＣステージにおいて、例えば、ジェットエンジンである、多くのより小さな圧縮機とポンプ装置は、遠心タイプのインペラがコンパクトで、高い圧縮比、重量効率、堅固で低い複雑性の装置であるため、この遠心タイプのインペラを使う。軸流、混合−流動及び遠心圧縮機とポンプとの間に多くの流体−流動類似性があり、インペラ上の遠心ブレードやベーンカスケードは、出口の方にインペラ軸に沿ってルートとチップ直径を増加させ、出口流動は、下流ダクティング及び／又はディフューザー構造内に（部分的に軸流として）十分に放射状になるか、または混合され得る。
【０１８３】
遠心圧縮機（液状のニュートン流体−流動を採用時にはポンプ）は、流体−流動性能問題とエネルギー損失を引き起こす、インペラチップ、ディフューザーガイド−ベーン、ベーン（またはブレード）及び他の流動表面で、サクション−フェイス流動分離を経験し得る。多くのインペラベーンは、ブレード出口−角度で流体−流動分離応力を減少させるように、チップモメンタム転移及び流動に対してあまり攻撃的にならないように出口流動角度でアフト−スウェプト（ａｆｔ−ｓｗｅｐｔ）される。
【０１８４】
液状の水またはアンモニアのようなニュートン作動流体の低圧領域で流動分離または剥離バブルは、強い超音速衝撃と音響波から最終的に迅速なまたは超音速バブル−構造崩壊、キャビテーション及び潜在的な損傷のさらなる複雑性を付加しながら、連行する物理的なバブル構造で流体状態を液体状態から蒸気／ガス相への変化として自身を示す。
【０１８５】
遠心装置のサクション−フェイスと、他の流動表面上で流体−流動と流線に沿って統合されたＣＶＧを付加することは、ガス相の流体−流動分離バブルの制御を許容し、以前にカスケードについて教示されたように、抗力と乱流ＢＬ流動損失を減少させる。サクション領域で液状の流体−流動において、微細なＣＶＧ渦流−フィラメントは、これらがキャビテーション損傷を引き起こし得る大きさに成長する前に、液体下にして蒸気−圧力転移で落す流体体積で形成して成長する蒸気バブルをインターセプトして崩壊させる。このバブル崩壊はまた、この結果的な衝撃エネルギーと音響署名を減少させ、渦流フィラメントが作動流体で衝撃圧力と音響波を拡散させ、反射して、そして減衰させるように作用する。
【０１８６】
図７は、ほとんどの開放形態のインペラバージョンで見られる典型的な特徴を有する典型的な開放形態の遠心インペラ表面とハブ内部壁１２０を示す。この例は、圧縮機が入口流動ガイド１２１内で見たとき、反時計回りに回転するに伴い、インペラフォイルまたはインデューサ（ｉｎｄｕｃｅｒ）ベーン１２２のアレイのＬＥに案内する中央インペラ入口流動ガイド１２１を有する。進入する軸流流体−流動は、インデューサ−ベーン１２２の軸流回転により行われ、ハブ内壁１２０を横切って加速されて連続し、次にベーン出口チップ１２８でより高いモメンタムと速度で放射状に出るようになり、明確化のために図示されない最終出力流体−収集法またはボリュート（ｖｏｌｕｔｅ）、ダクティング等で流体−流動を運搬する（明確化のために、単に一つの例だけ説明）オプションの固定ディフューザーガイドベーン１２９のアレイの方に越える。この図７例はまたインデューサベーン１２２で進入流動をより早くチョーキング（ｃｈｏｋｉｎｇ）しないようにさらなる分割ベーン１３２を使う。
【０１８７】
統合された入口サクションＣＶＧアレイ１２４は、ベーンのサクション−フェイス上に流体−流動が分離されないように（または液体に対して空洞化されないように）ベーン入口ＬＥ近くにインデューサベイン１２２部分のサクション側に内在できる。統合された下流サクションＣＶＧアレイ１２５は、インペラジオメトリと流線が有益な作用のために許容されるとき、統合され得る。
【０１８８】
統合された圧力−フェイスＣＶＧアレイ１２３でそれぞれのベーンの対向側上で、ベーン圧力フェイス上の流動損失を減少させるために、例えば、ＬＰＴブレードに対してＬＥから他の位置と類似した方式で、これらの作業と相互補完の統合された圧力−フェイスバージョンのＣＶＧを統合することがまた可能である。これらの統合されたＣＶＧアレイの位置は、例えば、ＬＰＴブレードに対する構造、論理及び手順に従うようになり、次に、固有のインペラジオメトリに適応してマッチングされるためのジオメトリと、流動角度と位置で最適化される。図示されたＣＶＧ大きさと角度は、議論のために単純に表現されるものであり、選択され最適化された実際設計を制限しない。
【０１８９】
ポンプルートまたはハブ内壁１２０は、同一のブレードまたはベーン通路のサクション及び圧力フェイスの間で、凹及び凸表面の一次流動ＢＬと一部の二次流動の大きな表面領域である。この表面は、サクション領域で流動またはキャビテーション問題に影響を受けることがあり、ＣＶＧ  ＢＬ再層流化はまた抗力またはキャビテーションを減少させ、統合された内壁圧力−フェイスＣＶＧアレイ１２７と統合された内壁下流圧力−フェイスＣＶＧアレイ１２６はここで役立つように使われ得、どのＣＶＧに対しても局部流体−流動流線条件と最も好ましくマッチングされるように若干角ができる。この図が明らかにハブブレンディングフィレットに対するベーンを示してはいないが、ベーンハブルートがフィレット（ｆｉｌｌｅｔ）となると、統合されたＣＶＧがこれらのフィレットを混合することができ、さらに隣接した表面上で他のＣＶＧと併合される。
【０１９０】
固定ディフューザーガイドベーン１２９フォイルまたは表面は、存在するならば、また動的流動出口−角度とディフューザー有効ＡｏＡで、高速のベーン出口チップ１２８から出る強い流体−流動パルスとウェークから分離バブル損失を制御するために、統合されたディフューザーサクションＣＶＧアレイ１３０を使うことができる。ディフューザーガイドベーン１２９が進入するインペラ流体−流動は渦巻きがないように構成され、非回転流動と共にステータモードで動作するため、このベーンは、よりコンパクトなディフューザーセクションのためのより高い表面曲率を有するか、抗力を減少させるように統合されたディフューザー二次サクションＣＶＧアレイ１３１をまた使うことができる。このディフューザーガイドベーン１２９の圧力−フェイスは、流動分離と抗力を減少させるために、類似した統合されたディフューザー圧力ＣＶＧアレイを有することができる。ブレンディングフィレットとディフューザーガイドベーン１２９のアレイ周囲に静的なダクティングとパイピングの流動セクションは、抗力損失と流動分離をさらに制御するために統合されたＣＶＧをまた使うことができる。
【０１９１】
また、図７には示されていないが、下流流体体積から最も低い逆流動を保障するように、開放−形態のインペラチップエッジ１３３の移動構造を開放−形態インペラ上で密接にマッチングさせてクリアーするマッチング３Ｄ固定された、またはバウンディングチップ−シュラウドダクト制御表面がある。これらのベーンエッジは、軸流ブレードの開放−形態チップと等価であり、そして閉鎖−形態遠心圧縮機インペラは、連続的に相互連結されたチップ−シュラウドを有する軸流カスケードと等価をなして内部ベーン通路は十分に囲まれる。
【０１９２】
ＬＰＴに対する統合されたチップ−端部ＣＶＧアレイ４８と機能的に等価であるチップ−端部ＣＶＧアレイ１３４は、遠心圧縮機チップ−シールシュラウドに向き合うベーンチップに使うことができ、ブレードセクションが非常に薄いが、小さなＣＶＧが高いせん断力を有する小さな間隙と高速で効果的に動作できる。遠心圧縮機での熱負荷は、タービンステージよりは少なくて、チップ拡張間隙はより低い損失でさらに近くなり得る。
【０１９３】
チップ−端部ＣＶＧアレイ１３４は、これがシュラウド表面をスイープ（ｓｗｅｅｐ）するに伴い、ベーン通過速度でＢＬ展開と流動を制御するために密接にマッチングされるシュラウド表面上で渦流フィラメントを誘導するように角ができる。チップ−端部ＣＶＧアレイ１３４ステップ−ダウンは、ベーンチップ端部ＬＥをインターセプトして切断するか、または切断しなくてもよく、そしてＬＥで切断しないステップの形状で、シュラウドシール間隙に対する固有のチップは、ＣＶＧステップ−ダウンが局部ギャップ流動でＬＥの下流で起こりながらチップＬＥで維持される。図７の圧縮機インペラとして、ベーン圧力−フェイスは、チップ−端部ＣＶＧアレイ１３４の右側にあり、サクション側は左側において、これらのＣＶＧチップ−渦流フィラメントはチップコードに沿って左側に、そしてこの圧力−フェイスでサクション−フェイス方向に下流に分布された位置で流れ、同一の方向に正規のフォイルまたはボディ表面のチップ−渦流が、項目１２８と１３３のチップコーナー結合部のようなボディチップＴＥで発生する。より高い質量−蓄積ステップ角度を一部のチップ−端部ＣＶＧアレイ１３４に適用することによって、（例えば、６０度のような）部材は圧力−フェイス流体により引き起こされるチップ−シュラウドギャップとシールを通したエネルギー損失流動のための流動障害物として作用するようにこれらのステップに縛られて、過大に大きくなったステップ−渦流の形成をさらに許容する。
【０１９４】
バウンディングチップ−シュラウドダクト制御表面はまたベーン通過の影響下で局部ＢＬ流動を制御するように、例えば、放射状またはスパイラルパターンでその表面上に設けられたＣＶＧのアレイを有することができ、そしてこれらはチップ−端部ＣＶＧアレイ１３４を有するか、または有さずに使うことができ、一貫した高圧波または音響署名を生成しないようにして、このＣＶＧピッチがベーンピッチに同期化されないように形成される。付加の流動付着能力において、角のある付加の流動−制御噴射ジェット１３５は、下部ＢＬでモメンタムを増加させるようにＣＶＧステップ以後に付加でき、そして上流インペラ表面−流動がより低い圧力にあるため、このための圧力流体ソースは、１３５の例に要求されるように、表面ＣＶＧにこれらの流体−流動を分布させることができるインペラコアのプレナム内にそしてインペラ軸を通して圧縮機出力流動とダクティングから取り入れられ（そして冷却され得）、行われる。圧縮機とタービンの場合に、このような噴射ジェットは、冷却されるより高い圧力流体ソースから派生する冷却流体を分配できる。オプションのステップ−拡張溝及び／又はステップせん断ガイドの例はインペラに付加できるが、図面上の明確さのために示されない。
【０１９５】
大体遠心圧縮機は、例えば、放射状流入遠心タービンとして作動するようにリバースされ得る。この場合、インペラトルク入力は出力になり、サクション及び圧力フェイスは変わり、そしていかなるＣＶＧアレイもまた所望のＢＬと流動変更物を提供するように変更され得る。遠心または混合−流動タービンとして、付加の流動−制御噴射ジェット１３５の例は、流動付着改善物だけでなく、表面フィルム−冷却のための例えばＨＰＴステータとローターブレードに対して用いられ得る。
【０１９６】
閉鎖−形態インペラにおいて、このチップシュラウドは、閉鎖されたベーン通路を形成するために全てのベーンのチップに連結されて、ＣＶＧが既に議論された同一の方式で、ＢＬと分離制御のために、全てのこれらの内部流動表面とチップシールラビリンス等に使うことができる。
【０１９７】
遠心ベーン、インペラ、及び他の流動表面に対する統合されたＣＶＧ処理物は、増加した入口及び出口−流動回転−角度を許容して、新しく、よりコンパクトで軽量の圧縮機、タービン、ポンプ、ターボチャージャー及び類似した流体−流動構造物の設計を可能とするか、機械的に−互換性のある改善された性能の「ドロップ−イン」配置インペラを有する現在の設計上で、サクション−フェイスまたは流体−流動エネルギー損失、凹フェイス上のＴＧ渦流とＢＬ厚さ損失を単純に減少させるのに用いられ得る。
【０１９８】
統合されたＣＶＧはまた他の遠心または混合−流動タイプの流体−流動ポンプ、タービン、プロペラと産業用プロセス−ガス圧縮機のような圧縮機（例えば、アンモニア冷却、天然ガスパイプライン圧縮機）、ウォータジェットとポンプまたはウォータまたは他の液体用タービンに有用である。
【０１９９】
ターボチャージャーは、対をなす遠心流動圧縮機とタービンインペラを使って、また流体−流動エネルギーを抽出し、このエネルギーを遠心圧縮機の流体−流動に付加する遠心タービンの一例となり、両方タイプの遠心装置は、効率と作動を改善するための新たな設計として局部流動条件のために調整される統合されたＣＶＧを使うことができる。
【０２００】
ナセル構造：エンジンナセルは、相互流体−流動作用を有する、パイロンを経由する胴体または羽根、取付装置または付着リンクに付着される一般的に円筒状の流動−ボディの一例である。このような付着した流動−ボディ上で、進入する流体−流動に対するいかなる不利なピッチとヨー（ｙａｗ）も、例えば下流サクション表面上の流動分離に起因して相当な抗力と乱流流動を発生させ得る。エンジンナセルは、囲まれたエンジンに対して正しい入口及び出口条件を保障するために、エンジン入口と出口流体−流動と統合される。
【０２０１】
図８は、付着パイロン１４２を有する羽根ボディ１４１に付着された一般的に円筒状ナセルボディ１４０を示す。ターボファンエンジン例において、ファンブレードカスケード１４３は、ダクト拡散がナセルＬＥと入口冷却ダクトセクションで発生した後にナセル入口に示される。
統合されたナセルＬＥ  ＣＶＧアレイ１４４は、流動付着を改善し、ナセル内部ダクト及び／又は外部表面の両者で抗力を減少させるようにＬＥに示される。このＬＥ  ＣＶＧアレイ１４４はまた、表面腐食及び／又は耐久性が問題になると、マッチング及び交替可能なＥＰＳ  ＣＶＧ要素の重畳で増加し得る。
【０２０２】
さらに統合されたファン入口ＣＶＧアレイ１４５は、ファンブレードカスケードチップ内へのダクト流動を改善するように示され、ファンチップ入口位置で能動的なサクションＢＬ制御のための必要性を減少させる。
【０２０３】
類似した統合されたＣＶＧアレイは、凸及び凹ダクトフェイス上で流動分離が回避され、乱流ＢＬ抗力減少が最小化することを保障するように、内部冷却ダクティングの両フェイス内に設計され得る。これらの統合されたダクティングＣＶＧは、新たな設計のためのより高いダクト表面３Ｄ曲率またはより短いダクトとエンジン大きさを許容する。一連のＣＶＧは、チップ渦流フィラメントが拡張される適切な間隔で、これらが爆発するか、またはＢＬ流動が分離バブルまたは過度な厚さ損失をもたらす前にこれらの大きな表面上に使うことができる。これは、最も近接した適したＣＶＧ間隔と流体力学的に定義される分離を定義する。ほとんどの近代ナセルの新たな設計は、複合材構造物で成形されるので、エネルギー効率と性能の改善物のための設計と作製において統合されたＣＶＧアレイを結合することが容易である。
【０２０４】
冷却ダクト出口ノズルで、抗力減少と共に流動混合、冷却排気及びファン出口ノイズサインを改善するために、局部冷却ダクトＴＥの前に外部及び／又は内部表面上で統合された冷却ダクト出口ＣＶＧアレイ１４６を内在することがまた可能である。高温セクションノズル出口で、類似した統合された高温ダクト出口ＣＶＧアレイ１４７は、流動混合及びエディー破壊を改善し、抗力減少と共に排気ノイズサインを改善するために、局部ＴＥの前に及び／又は排気コーン１４８で外部及び／又は内部ダクト表面に統合できる。強い高温の排気クラックリング（ｃｒａｃｋｌｉｎｇ）を破壊するために、エディー破壊ＣＶＧアレイ１４９の付加の低い抗力の薄い円筒状リングは、渦流フィラメントがより音響ノイズと衝撃をウェーク転移部に伝達するように組織される前に、この渦流フィラメントを拡張する高温排気エディー内に誘導し、このエディーを分解して破壊するように、例えば、排気コーン１４８と高温セクションダクトＴＥとの間の、拡張の排気流動ストリームに付加され得る。このエディー破壊ＣＶＧアレイ１４９用支持ストラットと排気流動で、タービンアフト支持ストラットはまた排気ノイズ運営のための付加の渦流フィラメントを追加するように統合されたＣＶＧアレイを有することができる。
【０２０５】
ナセル付着リンクまたはパイロン１４２は、流動混合フィレットを支持羽根とナセルボディに使い、（主に垂直の）パイロン表面周囲に抗力を減少させ、流動を改善するように付加されたパイロンＬＥ  ＣＶＧアレイ１５０をまた有することができる。羽根は、統合された羽根ＬＥ  ＣＶＧアレイ１５１と（特に、圧力フェイスで）二次羽根ＣＶＧアレイ１５２を有することができる。
【０２０６】
リンクまたはパイロンを通して付着された他の構造はまた、飛行時に流動分離を制御するためにＣＶＧを用いることができ、例えば、燃料タンクまたは気象−レーダーポッド等のような閉鎖入口流動−ボディに対しては前方ボディがファンスピナー（ｓｐｉｎｎｅｒ）１５３のようなノーズ（ｎｏｓｅ）チップとなる。１５３が結果的に角のある入口気流と共に回転するので、角のあるＣＶＧアレイ１５３をまた用いることができる。ノーズチップは、適した角のあるＣＶＧと一致するノーズキャップを有するか、または抗力を低くするように統合されたノーズＣＶＧアレイで設計され得る。
【０２０７】
これらの付着された流動−ボディ構造はまた、効率的に「外側」流動表面上の一次流体−流動と損失と共に、閉鎖（及び／又は開放端部の）「インサイド−アウト」ダクトの形態である。いくつかの場合において、予め定義された動力学及び／又は総エネルギーを有する流動−ボディ実施例は推進体のような流動−ボディ、または発射プラットフォームから分離するＶｉｒｇｉｎ  Ｇａｌａｃｔｉｃの「スペースシップワン」のように、滑空のために分離または投下される必要がある。これらの場合もまた、ＣＶＧのアプリケーションは、付着及び／又は分離、及び動きの流体−流動力学と流動−ボディエネルギー効率（言い換えれば、範囲）を向上させ、また改善された軌跡及び／又は経路安定性を許容する。
【０２０８】
ダクト流動経路：ジェットエンジンのようなほとんどの流体−流動装置の表面の多くの部分は、他の流体−流動処理セクション間の内外で最適な設計位置に流体−流動を案内するようにダクティング表面で構成され、これらは、エネルギー損失を引き起こす流体−流動分離またはＢＬ厚さを誘発する前にこれらが導入され得る流動回転−角度または流動−方向に制限される。これらのダクトまたはパイピングと、さらに外部３Ｄ表面は、統合されたＣＶＧに改良できる他の流動装置となる。図９ａは、流体−流動表面、ダクティングとパイピングの例で多くの条件と類似した典型的な流体−流動ダクト１６０を示す。
【０２０９】
切欠断面は、流動方向変化部でダクトシーム（ｓｅａｍ）１６１を示し、より小さな直径の上流ダクト１６５は、最適な位置で下流ダクト１６６の内側に配置され、改善されたパイプやダクトジョイントを密封して完成するために、例えば、スウェージング（ｓｗａｇｉｎｇ）とろう付けまたは溶接で併合される、そのＴＥ端部で統合される内部ダクトＣＶＧアレイ１６２構造を有する。これは、内部に統合されたＣＶＧアレイを有するダクトまたはパイピング転移部を許容する一つの設計実施例であり、これは、既に開示されたように、フリーストリーム流体−流動でフォイルまたは他のボディ表面に対する方式と同一の方式で、表面またはダクトが方向または直径を変更するとき、下流ダクトまたはパイプの凸表面上の流動分離と抗力の低減及び凹表面上の抗力を低減するように作用する。ダクトまたはパイプの作製方法、材料、直径、壁厚さ及びセクションジオメトリによって、例えば、多数のスタンピング、鍛造、成形及び機械加工ステップは、流体−流動が内側表面上、またはボディ表面の外側上にあれば、外側表面上の最適な位置でＣＶＧアレイを結合するのに用いられ得る。
【０２１０】
図９ｂは、若干大きな直径の一定の断面ダクトまたはパイピングの直線セクションに導入され、流体−流動の下流を指示するダクト挿入ＣＶＧチップ１８３を有する最も好ましい位置でスウェージングまたは他の方法で取り付けられる、ダクト挿入ＣＶＧアレイ１８２を示す。この場合、ダクト挿入入口１８４は、入口流動外乱を最小化するように非常に薄くて鋭いエッジを有し、ダクト挿入入口表面１８５は、ステップ厚さ点１８６に対して後方に非常に浅い角度を有する。このような長い低角度のダクトコンバージェンスは、ＣＶＧステップに入る前にステップ厚さ点１８６で正しいステップ−高さのダクト一致セクションに達する前に最小限の流動変化と外乱を提供する。オプションのダクト挿入スリット１８７は、若干折り畳まれたダクト挿入ＣＶＧアレイ１８２をダクト内に挿入し、定位置に拡張して連動するか、またはこの装置を締結するための取付方法をより使いやすくするように導入され得る。このアレイでストリーム方向ギャップは許容され、最小限の性能衝撃を有する。ステップ厚さ点１８６とチップ１８３との間で、この流動は、平均ダクト表面に平行に、そしてＣＶＧステップを横切ることが、最も好ましい流動せん断作用と下流ＢＬ再活性化を得るための最適な表面ベクトルを有するとき、安定化する。これらのダクトＣＶＧアレイの核心的な寄与は、このアレイが全体ダクト周辺を囲む場合を含み、流体−流動入力と出力平面断面との間で、Ｖ−形態ＣＶＧアレイの最大交差−流動限度の間で変更されないＢＬがないという点で、このアレイが捕獲する全体ダクト表面ＢＬ流動をこのアレイが連続的に横切って動作するという点である。ＣＧＶアレイが（一次利得を否定する）一定のステップ高さセクションのためのストリーム方向の空間を有しないあまり最適でない場合において、このような連続的な交差−流動ＢＬ変更機能は、これらのタイプの変更されたＣＶＧアレイの従来技術の分離されたＶＧのグルーピングから区別する。ダクト挿入スリット１８７を使うことは、最適な角度でダクト壁ＢＬ流動を捕獲するように、このダクト挿入ＣＶＧアレイ１８２がヘリカル角度に変更されたＣＶＧ捕獲角度を有する基本的に螺旋状に択一的に製造され得るようにする。このスパイラルが１回転以上適用されると、次の下流ＣＶＧ  ｖ−形態のステップに会う前に上流渦流フィラメントの消滅速度によって、効率低下がある。これは、流動方向に一連のダクト挿入ＣＶＧアレイ１８２が、これらを最も好ましい効果を得るように最適に離隔させる必要があることを意味する。
【０２１１】
内部パイプとダクト表面にＣＶＧを適用することは、正しい表面ジオメトリ内に曲げ可能であり、加工または摩耗される時に適用または処理され得る、スプレー−オンまたは成形されたコーティング材料によりまた行われ得る。これらのコーティングは、多数の層で作られ得、また、下に置かれたダクトまたはパイプ表面に対する機械的な、また腐食／化学的な保護を提供する。
【０２１２】
また他の流動制御オプションは、ダクティングが大きな流動−回転を導入できるようにするダクト流動転移部で、従来技術の内部流動−回転ベーン１６３に対するものであるが、これらの構造は、これらが流体−流動を変更するようにフォイルカスケードのように動作するため、抗力を導入する。流動−回転ベーンＣＶＧアレイ１６４は、流動分離前に抗力を低くし、より大きなダクトまたはパイプ回転−角度を許容するために、流動−回転ベーン１６３のサクション及び／又は圧力フェイスに統合でき、また、よりコンパクトなジオメトリ及び／又はより低いエネルギー損失で、新たな、例えば、パイプ、ダクトまたはｓ−ダクト設計を可能とする。
【０２１３】
また、熱抵抗性を必要とするより大きなダクト表面と転移部において、冷却ダクティングパネルコンポーネントの強度と機械的な効率を強化して向上させ、そしてＣＶＧの統合と、強く維持され、割れないＴＢＣコーティングを付加するオプションを許容する、例えば、三角形、四角形、六角形または他の多角形のタイル型パターンをエンボシングすることが可能である。
【０２１４】
図１０ａは、オプションで統合されたＣＶＧステップ機能性を有し得る相互連動する六角形のセルでスタンピングまたはエンボシングされた壁ダクトの断面を示す。流体−流動と接触する（図１０ａで対向フェイス上に）下流の滑らかなダクト表面１７０は、エンボシングされたＣＶＧステップアレイ１７２（の下流）の下と左側に位置する。
【０２１５】
エンボシングは、最初に上流内部フロア１７４と下流内部フロア１７５からヒートフラックスを除去するために、熱抵抗と最も好ましい強度と（Ｌｕｔｊｅｎ‘３４２特許の鋭い−半径の垂直壁のベース交差点で明らかに区別されるように）より大きな慣性モーメントと最も小さな応力集中を有するビームセクションの相互連動アレイを生成する（直角より大きなこのような半径で、そして壁高さまで）主要壁−支持ルート交替半径１７１を有する垂直壁１７３を上昇させる。垂直壁１７３の頂上部は、鋭い壁エッジをリップ内にコンパクトにし、取り扱い損傷に対する抵抗性とエッジ剛性を増加させるようにさらに変形され得る。冷却空気は、優れた熱伝導性と、壁と内部フロア表面下へのミックス−ダウンで熱を除去するように、垂直壁１７３のエッジを横切って流動できる。用いられる合金によって、成形応力に起因した材料崩壊を最小化するために、材料温度分布、表面酸化と最小圧縮／エンボシングダイフォース（ｄｉｅ  ｆｏｒｃｅ）の近接制御をまた許容する金属プラスチック温度で（好ましくは、ｅｎ−ｖａｃｕｏ）エンボシングまたは効果的な鍛造法を行うことが最も好ましい。例えば、他の投入キャスティングプロセス、爆発／油圧ダイ成形等でこれらの表面アレイとステップを生成することがまた可能である。
【０２１６】
図１０ａのこのような改善されたダクトパネルセクションの作製は、ＴＢＣを滑らかでないフェイス側内に統合することをまた許容する。図１０ｂは、高温流体−流動に向き合う蓋の上流ＴＢＣブランケット１７７を有するエンボシングされた上流ダクトパネル領域１７６を示しており、ＴＢＣ  ＣＶＧアレイ１７８にして、下流ダクトパネル１８０を覆う下流ＴＢＣブランケット１７９で下に導くようになる。高温流体−流動がこのような配列のＴＢＣ側に対してあり、そして図１０ａに同様に形成された部分の対向側と流動方向にあることに注目する。この実施例は、閉じられたＴＢＣ要素１８１のように、ＴＢＣのサブ−セクションを固定的に維持するために、垂直壁１７３の例えば六角形アレイと成形された頂上部を利用する。ＴＢＣコーティングは、よく知られたＴＢＣ適用法、材料及びインター−コーティングのいずれのものも適用され得る。維持される閉じられたＴＢＣ要素１８１の例の間のより薄いＴＢＣセクションのクラッキング（ｃｒａｃｋｉｎｇ）は、金属基板のＴＢＣ適用温度により制御され得る。これは、この基板と統合の垂直壁１７３とこのＴＢＣサブ−セクションまたは薄板の間の熱膨張係数を異にして機械的な応力を予め設定する。これは、ＴＢＣクラッキングを抑制するように作動温度または冷却条件の間で設定されるか、または破損部に対するコーティングを維持する閉じられたＴＢＣ要素１８１の例の内に均一に許容することができる。ＴＢＣコーティング以後に、ステップ領域は、ＴＢＣ  ＣＶＧアレイ１７８のためのＴＢＣ材料の最も好ましいステップエッジを提供するように加工または摩耗し得、そしてＴＢＣ表面の残りは、表面均一のために同様に処理され得る。
【０２１７】
角のある付加のダクト流動ジェット１８９は、ＴＢＣ  ＣＶＧアレイ１７８またはエンボシングされたＣＶＧステップアレイ１７２のステップの下流に提供され得、このようなジェット（またはジェットアレイ）は、これが固定された表面であるため、例えば、ＬＰＴステータフォイルについて教示されたように、ステップ領域下の加圧された流体−流動ソースから表面フィルム−冷却流体−流動及び／又は付加のＢＬ活性化流動を行うことができる。
【０２１８】
オプションのステップ−拡張溝及び／又はステップせん断ガイドの例は、ＣＶＧステップでダクト表面に付加され得るが、図面の明確性のために示されない。
【０２１９】
図１０ａと１０ｂは、本質的に平面パネルを示すが、このような処理は、いかなるダクティング表面形状に対してもセクションに適用のための３Ｄ曲率を有する表面アレイとステップにまた適用され得る。これらの六角形の特徴は、下流エッジで約２２度の最も好ましいＣＶＧ流動−角度を使うことができ、三角形またはダイヤモンド形態は、より小さなＴＢＣセクションに用いられ得るが、壁対フロアセクションのより高い金属質量比を招くようになる。これらのダクトセクションは、約０．５ｍｍ〜３ｍｍの厚さであってよいが、作動圧力等によって、これは制限条件にならず、壁、フロア、多角形タイプ及び大きさとＴＢＣ厚さが設計要求条件に符合させるのに必要であるように調整され得る。
【０２２０】
冷却タービンブレードは、高い慣性負荷に対してＬＥ表面ＴＢＣを固定するために、これらの多角形の維持特徴を使うことができ、この場合、ファウンテンヘッド配列がＬＥ冷却のために要求されると、これはＴＢＣコーティングとステップ加工等の以後に貫通でき、ＴＢＣのない表面のポスト−ステップブレード冷却は、冷却流動を通して、例えば、アフト角のあるジェット流動噴射ポート９５の例、内部ブレードスキン冷却及びＴＥ冷却スロットにより導入される。
【０２２１】
パイプラインパイプ、一般用途のチュービング、ノズル等は、表面抗力とエネルギー効率を減少させるために適切に離隔されたＣＶＧｓと結合または嵌合できる。スパイラル−溶接またはロール加工されたパイプにおいて、エンボシングまたは機械加工された内部ＣＶＧは、ロール成形または溶接以前にいかなる適した作製方法でも容易に統合され得る。ＣＶＧ繰り返し離隔は十分に大きく、再層流化が発生し得、チップ−渦流が拡張され得、それともその結果は従来技術のタービュレータまたは従来のＶＧアレイのように抗力に不利である。
【０２２２】
等角渦流燃焼器：図１１ａは、改善された設計を提供するために統合されたＣＶＧを使う環状のコンパクトで効率的な等角渦流燃焼器またはガス−発生器設計の一般配列を、サブ−セグメントの傾斜した部分断面図として示す。燃焼器は、作業が抽出され得る加速の流体−流動を発生させ、及び／又は、熱を生成するように制御される発熱反応で燃料入力物を燃焼させるように酸化装置として提供され、圧縮機の出力を収容することができる。
【０２２３】
外部燃焼器圧力壁２００は（外部と内部壁でＨＰＣに連結される）入力インターフェース２０１を通してＨＰＣケーシングに連結され、また燃焼器が典型的に装置の最高圧領域にあるため、高圧の完全性を維持するように出力インターフェース２０２によりＨＰＴケーシングに連結される。燃焼器入力ガイドベーン２０３と燃焼器出力ガイドベーン２０４は、全体燃焼器アレイと体積でこの燃焼器のサブ−セグメントの周り範囲を形成するように作用する。これらの燃焼器ガイドベーン２０３と２０４は、オプションで軸流流動に対して角をなしてツイストされ得、（２０３を利用して）ＨＰＣ出力流動を拡散させ、渦巻きのないようにステータ構造の一部分として用いられ、及び／又は、放射状の次元で燃焼器流動出力−角度をまた定義することができ、ＨＰＴ第１のローターカスケード内に直接最適な流動出力−角度の設計を許容するように十分に冷却されたベーンを有する（２０４を利用した）コンパクトで統合されたＨＰＴ入口ステータブレードとして効果的に作用し得る。
【０２２４】
燃焼器入口流体−流動質量は、開口Ｅを通してＨＰＣ（そして、可能な可変する出口ガイドベーン）により定義された速度と温度で進入し、次に、上部バイパス開口Ｆ、下部バイパス開口Ｈ及びリッチ−バーン燃焼器開口Ｇ内に流動する３個のストリームに分けられる。
【０２２５】
燃焼器入力ＣＶＧアレイ２０５は、ダクト流動−分離を抑制し、抗力を減少させ、より流動−効率的な、及び／又は、よりコンパクトな入口流動設計を許容するように、このような膨張拡散入口点で入口開口Ｅの内側周り周囲に付加される。
【０２２６】
開口Ｇでこのように設計された質量流動の部分は、燃焼器下部（及び上部）ミキサーＣＶＧアレイ２０７からステップと渦流フィラメント流れ内に、燃料が噴射される下部ＣＶＧ燃焼器ガイド２１３と上部ＣＶＧ燃焼器ガイド２２５との間に流動する。次に、豊富な混合フレーム（ｆｌａｍｅ）−フロントは、所定時間以後に、余分のバイパス空気が加えられ、また燃焼がより低い酸化窒素を発生させながら、燃料酸化を完了するすぐに接している第２のリーン−バーンステップで円滑に完了するリーン−バーン開口Ｊ内に進む。燃料の最終燃焼／酸化は、出力インターフェース２０２周囲に開口Ｋを出る転移時間で完了する。
【０２２７】
開口Ｉからの出口で、ＣＶＧ燃焼器ガイド２１３と２２５のＴＥ上で、上部及び下部フレーム安定化タブ２１６のアレイは、これらのタブの前方及び後方フェイスで燃焼燃料のスパン方向渦流を捕獲して保有するように作用する。フレーム安定化タブ２１６のスパン方向出口渦流はまた、ＴＥ洗流をさらに増加させ、バイパス開口空気をダクトＦとＨからリーンバーン開口Ｊの体積内にミックス−ダウンするのに役立つように、効率的な揚力と抗力変更ガーニー（Ｇｕｒｎｅｙ）タブとして作用する。タブ間隙２１５は、バイパス空気と混合して連続的にリーン−バーンサイクルを完了するように開口Ｊ内に出る少量のコード方向のリッチ−バーン渦流フィラメントをまた組織するのに付加される。ＬＰＴとファンブレードＬＥＴと共に、これらのフレーム安定化タブ２１６は、流体−流動に垂直したものとは異なり、角をなすか、分けられる。
【０２２８】
流体−流動速度が燃焼器入力部で（それから開口Ｉの体積内に）増加すると、初期豊富なフレーム−フロントは、ダクト拡散がこれらの物理的な条件でフレーム伝播速度とマッチングするように局部流体速度と均衡を取るまで、開口Ｉ体積内に後方に後退する。これは、フレームの安定のために開口Ｉのアフトセクションで要求される最小の拡散（表面曲率）を定義し、最大流動渦流でこのフレームフロントは、フレーム安定化タブ２１６とＴＥ出口の前方にあるべきである。開口Ｅ、ＧとＩの大きさの比は、ＨＰＣ出力速度と関連してリーチバーン体積で燃料混合の速度を効果的に制御する。開口ＦとＨ乃至Ｇの比は、燃焼器のためのバイパス、冷却及びリーン−バーン空気に対してリッチ−バーンのための流動体積を制御する。機械的に堅固なフレーム安定化タブ２１６の前方及び後方フェイス上の横断する渦流フィラメントは、また点火器アレイ２２７要素が消えるとき、非常に安定しており、流動外乱−遮断されたバックアップ点火ソースとして作用する。リッチ−バーン体積が局部流動表面とフレーム安定化タブ２１６とＴＥ上で多くの熱を発生させるので、上部ＣＶＧ冷却流動ダクト２２６と下部ＣＶＧ冷却流動ダクト２１２は、上部ＣＶＧダクトボディ２２４と下部ＣＶＧダクトボディ２１４に個別的に付加される。これらの上部と下部ＣＶＧ冷却ダクトで冷却流体−流動は、例えば、下部燃焼器ガイド２１３と下部ＣＶＧダクトボディ２１４により定義される下部冷却入口開口２２１により構成される。これらのＣＶＧ冷却流動ダクト２２６と２１２からの出口冷却空気は、開口Ｊで質量流入物内に角をなす。これらの冷却ダクトは、これらが燃焼器ダクティング内により厚い流体−制御フォイルであるため、ＣＶＧ燃焼器ガイドのボディに含まれるが、仮りに、これらのガイドフォイルが十分に薄く冷却が適切であれば、外部ガイド流動表面は、内部冷却ダクトを必要とせず、これらのフォイルを冷却できる。図１１ａの例の燃焼器の実施例は、その中間平面に対して一般的に対称であるので、表示が細かい対をなすアイテムは、より図面の明確性を提供するために一部の場合で省略されるが、実際、このような特定の実施例の内包された対称の設計意図により示されるという点に注目する。
【０２２９】
ほとんどの燃焼器エネルギー放出は、燃料リーン−バーンの完了時、開口Ｊの境界体積で流体−流動が起こり、下部壁冷却表面２１７と上部壁冷却表面２２０がこのような強い熱から燃焼器外側圧力表面を保護するように付加され、そして、これらの構造は、フィルム−冷却媒体としてダクトＦとＨで少量の流体をインターセプトする。両側で燃焼器出力ガイドベーン２０４の例の表面を保護するために、側面冷却表面２１９のような遮蔽物が付加され、そして、これらはまたフィルム−冷却媒体として（ＣＶＧ燃焼器ボディ以前から）ダクトＦとＨで入口流体をインターセプトする。冷却表面２１７、２２０と、２１９の例は、開口Ｊの境界体積に示される表面上でよく知られたＴＢＣを使うか、またはヒートフラックスと酸化損傷を減少させるためにＣＭＣのパネルとして作製され得、オプションとしては、抗力を低くするために、両フェイス上の下部冷却表面ＣＶＧアレイ２１８のように、抗力減少ＣＶＧアレイを使うことができる。ＴＢＣ従来技術はまた局部ヒートフラックスを燃焼器表面内で低くするように、例えば、少量の燃焼器ガイド２１３と２２５表面に対して使うことができ、このエネルギーは、有用な作業のためにＨＰＴセクション内への燃焼器出力に使用可能である。図９ａ、９ｂ、１０ａ及び１０ｂのダクト−流動コンセプトはまた、流動を改善し、抗力を減少させるために、この燃焼器でいかなる表面上にも細かい改善物としてオプションで使うことができる。
【０２３０】
パイロット燃料プレナム２０８と一次燃料流動プレナム２１１にはフィルタリングされ、加圧され、一定の順に配列された燃料−流動が供給され、燃料流動をミキサーＣＶＧアレイ２０７ステップ領域内に伝導する、分離された角のあるパイロット燃料ジェット２０９と一次燃料ジェット２１０を有する。パイロット燃料ジェット２０９はより小さく、燃料粘性と結合力を克服した強いステップ渦流フィラメントにより、液体燃料粒子崩壊と原子化を保障するようにＣＶＧバレー部に近接して噴射でき、次に、このようなリッチ燃料ミックスの一部分がＣＶＧチップ−渦流に、そしてフレーム伝播速度に対する下流速度減少が点火を許容する領域に後方に流れるようになる。このような方式で、開口Ｉで後ほどまで高い渦流混合強度を提供し、初期燃焼熱を遅延させるミキサーＣＶＧアレイ２０７のステップ領域で高い流体−流動速度を有することが可能なより高いエネルギー出力が要求されると、一次燃料流動プレナム２１１で圧力は一次燃料ジェット２１０の例を通してミキサーＣＶＧアレイ２０７のステップ領域内に燃料を同様に押し出す。この例は、ＣＶＧチップ領域に最も近く位置する角のある一次燃料ジェット２１０を示し、この燃料部分を燃焼されるように最も高い渦流フィラメント内に噴射または拡散させる。一つ以上の燃料噴射アレイを利用して、必要時に流動速度を配列して可変させることは、可変する作動負荷または要求される発熱生成に対する燃料流動のより良いテーラリングを許容する。実際、ジェットは他の構成の大きさ、ジオメトリ及び例であり、他の位置に移動されるが、統合されたＣＶＧアレイ渦流を利用することによって向上した低い−抗力の燃料噴射と混合の利益をまだ得るようになる。ＣＶＧアレイは、強い混合と液体−粒子崩壊と共に、多くの結合されたより小さな燃料−流動ジェットを付加するように低い−抗力方式を許容する。この燃焼器はまた、天然ガス（メタン）または水素等のような燃料を使うことができ、ここで渦流は粘着性液体滴を崩壊させないが、最も好ましい可能な入力−流体／燃料混合を保障する。
【０２３１】
液体燃料流動気化−エネルギーは、ミキサーＣＶＧアレイ２０７ステップ、燃料プレナム、ジェットと隣接領域の作動冷却が均衡を取るように使うことができ、下流ヒートフラックス伝導等を制御または分離するために、作製、材料及び設計を変更することによって改良できる。
【０２３２】
図１１ｂは、燃料プレナム内への熱伝導を減少させるように、燃料ジェット以後のボディ転移部に内在された付加のインターフェースＣＶＧアレイ２２９を有する、例えば、セラミックインサート、セラミックアフター−ボディ２２８として２１３と２２５と２１６等の下流ボディの作製部分であって、この一つの切開断面図を示す。開口ＦとＨダクトとリッチバーン開口Ｉでの流動を支持する、変形された２１３と２２５フォイルの後の、取り付けられたセラミックアフター−ボディ２２８は、ＣＶＧ冷却流動ダクト２２６と２１２等の必要を除去することによって単純化された設計を許容する。点火器アレイ２２７コンダクターは、セラミックまたはＣＭＣボディ内に、または例えば、タングステンのような耐火金属を有するコア体積から孔を通して、第２コンダクターまたは冷却壁セクションにスパーク−排出しながら、統合または配線（ｗｉｒｅｄ）され得る。角のある付加の燃焼器噴射ジェット２３０は、セラミックアフター−ボディ２２８の上部または外部表面のインターフェースＣＶＧアレイ２２９のＣＶＧステップに示される。開口Ｆ／Ｈと開口Ｉでの圧力は、開口Ｅの入力圧力と関連して、可変されて均衡を取ることができるため、セラミックアフター−ボディ２２８のコアを若干加圧するように上流から入口ブリード及び冷却流体を噴射し、次に、燃焼器噴射ジェット２３０の例を通してこのような冷却流動を拒否し、またセラミックアフター−ボディ２２８の開口Ｈ及び／又は開口Ｉ側上で流体−流動のＢＬモメンタムを改善させることが可能である。燃焼器噴射ジェット２３０の例は、外部ダクト表面入口ＣＶＧアレイ２２２と内部ダクト表面ＣＶＧアレイ２２３にまた適用され得る。オプションのステップ−拡張溝及び／又はステップせん断ガイドの例は、セラミックアフター−ボディ２２８に付加できるが、図面の明確化のために示されない。
【０２３３】
変更された２１３と２２５フォイルの図１１ｂのバージョンは、薄い壁キャスティングと燃料プレナムとして示され、これらの項目は、正しい流動ジオメトリを提供するために、いかなる組み合わせの作製方法でも堅固になるか、製造され得る。付加のインターフェースＣＶＧアレイ２２９は、燃料混合を増加させるために、ミキサーＣＶＧアレイ２０７からオフセットされるか、異なるピッチとなったバレー部とチップを有し得る。
【０２３４】
燃料噴射圧力は、要求される作動負荷で適したジェット流動を保障するように制御され、進入するいかなる液体燃料も燃料ジェットが出るまで蒸気圧力下に落ちないので、液体燃料流動がベーパー−ロック（ｖａｐｏｒ−ｌｏｃｋ）されないようにする。
【０２３５】
ＣＶＧアレイの他の例は、燃焼器抗力を減少させるのに有益な他の燃焼器表面上に含まれ、ミキサーＣＶＧアレイ２０７は、十分な混合と、関連の渦流乱流を保障するように優先的に使われるため、明らかに大きなステップ構造として示され、二次抗力減少の役割をする。好適には、上部と下部表面上に中間−表面ＣＶＧアレイ２０６と外部ダクト表面入口ＣＶＧアレイ２２２と内部ダクト表面ＣＶＧアレイ２２３がまた流動表面から全体的な表面抗力を減少させるようにオプションとして付加され、Ｒｅ値の幅広い許容範囲が燃焼器とダクティング表面で流動分離損失を引き起こさないように許容される。
【０２３６】
新たなジオメトリ等を引き出しながら、外部燃焼器圧力壁２００により形成された単一燃焼器内の最も好ましい流動のために、配列された（可能なセラミックアフター−ボディ２２８を有している）燃焼器ガイド２１３の単一例または燃焼器ガイド２１３と２２５の対の一例以上を有することが可能である。核心設計は、この実施例の構造変形が利用可能な設計体積に対してより効率的であれば、図１１ａに示された（エンジンシャフト軸から）本質的に一定の−半径から燃焼器ガイド２１３と２２５／２２８が（よりベンチュリチューブの例のように）円形と対称となるように合わせられる設計に変形され得る。燃焼器ガイド２１３と２２５は、またミキサーＣＶＧアレイ２０７は、放射状方向に効果的に整列されるように放射状に構成され得、含まれた燃料噴射開口と燃焼体積を有する高圧タービン入口ステータベーンの組み合わせと同様に作用する。ＣＶＧ燃焼器設計の例は、例えば、Ａｌｌｉｓｏｎ２５０、ＰＷ３００及び他のより小さな大きさのタービンエンジンで発見されるように、折り畳まれ、ひっくり返される流動ダクトと燃焼器経路のような他の流動スタイルに対して容易に変形され得る。
【０２３７】
例えば、液体−燃料及び酸化剤燃焼器のような他の燃焼器スタイルで流動と混合インターフェースとダクティング／パイピングを改善し、一部の作動流体がフレーム前方燃焼点以前に恐らく低温になる水素／液化酸素ロケットまたは推進機のような応用物のための（オプションの統合されたインペラＣＶＧを有する）遠心ターボ−ポンプを供給し、そして推力を発生させるように排出ノズルを通して点火と膨張以前に高い速度で細かい混合を必要とするこのようなＣＶＧ渦流流動−混合戦略をまた使うことが可能である。このようなタイプの燃焼器は、流動噴射孔を有するミキサー板の構造であってよく、これらは、燃料流動がスロットルまたは可変されるとき、燃焼と混合安定性を向上させるために、出口渦流フィラメントを提供するように周り上に内在されたＣＶＧを有することができる。
【０２３８】
さらなる燃焼器の実施例は、燃料が圧力格納または（効果的に）半閉鎖ダクト／チューブ構造内に固定される固体−燃料装置である。燃焼は、固体燃料に一体に混合された酸化剤または（Ｎ２Ｏを用いたＲｕｔａｎ／Ｖｉｒｇｉｎ  Ｇａｌａｃｔｉｃエンジンのように）導入される酸化剤流動と共に進行され、（有効に処理される入力流体−流動である）活動的な燃焼生成物が推力を形成するように出口ノズル出力部を通して伝達される。格納／ダクト壁及び／又はノズルは、燃料が消費されるにつれ、現れる低い−抗力の出口流動表面−インターフェースを提供するＣＶＧを有するように、先の図１０のダクトＣＶＧ実施例に対して処理され得、そして、ＴＢＣは、例えばＨＰＴタービンブレードに対して付加された冷却ジェットに沿って結合され得る。従来の円錐形／ベル形または商業的なＡｅｒｏｓｐｉｋｅスタイルタイプの排気ノズル流動表面上の表面抗力損失と衝撃は、ＣＶＧがこのために構成されて改善されるか、及び／又は、変形され得る。接触発火の流体混合チャンバは、燃焼炉のように作用し、またＣＶＧを利用でき、または取り付けられたノズルで利用できる。
【０２３９】
燃料供給ライン、ポンプ、点火器及び他の付属物等は、これらがほとんど標準化されているが、明示的に示されておらず、公知になった従来技術の一般的な形態と機能に従う。
【０２４０】
図１１ａと１１ｂは、代表的なものであって正確なスケールではなく、開口流体−流動分離と均衡、流体転移時間、コンポーネント大きさと例と位置はコンパクトであり、高性能、低排気とエネルギー効率的な燃焼器で改善された総抗力減少、燃料原子化及び混合のために抗力−低減の統合されたＣＶＧを利用する基本的なコンセプトに基づいて、作動環境と燃料等に対する設計目標に合わせるのに要求されるように広く変形され得る。図１１ａと１１ｂは、例えば、ＣＦＭ−５６燃焼器の例、またはセグメントの一般的な大きさであってよいが、特定のガス−発生器の応用に要求されるように、大きさと長さ等において大きく、または小さく調整され得る。新規な技術の等角渦流燃焼器の総内部表面領域が従来技術の燃焼器と同様に構成されれば、従来技術の設計に対するかなり絶対的な抗力減少と損失、そして信頼できる燃焼を提供するように、正しい分岐／拡散及び流動速度に対するダクト経路とフォイルセクションを設計する能力を許容する。
【０２４１】
装置の流体−流動を改善するためにここに教示されたように、これらの驚くほど多様な範囲の高温及び／又は高応力の実施例のタイプは、従来技術の渦流発生器接近法では単純に実用的でないか、不可能な基本的に統合されたＣＶＧ応用物の予想しなかった結果及び能力である。ほとんどの基本的な共通レベルで、全ての引用された実施例と変形は、従来技術では不可能な、向上したエネルギー効率及び／又は拡張された制御範囲のような一定水準の利得を得るようにニュートン流体−流動を処理または操作する新規な等角渦流発生器を使う。
【０２４２】
従って、開示された情報が本発明の好ましい実施例を詳細に説明しているが、請求される発明の範疇にいかなる物質的な制限も意図されず、当業者に明らかなある特徴と変更設計はここに結合されるように考慮される。結果として、好ましい実施例について開示された特徴に厳しく制限されるよりは、本発明の範囲は、下記の添付される特許請求の範囲において説明され、特に記載される。
【０２４３】
関連出願のクロスレファレンス：
本出願は、２００９年７月１０日付で出願された米国仮出願６１／２２４，４８１から派生した正規出願である、２０１０年７月８日付で出願された米国国内段階出願ＵＳ２０１１／０００６１６５の一部継続出願であり、また２０１０年７月９日付で国際出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／００１８８５として出願された。
【国際調査報告】
2016509651.tif 000024
2016509651.tif 000025