(57)【要約】  ファンハブフレーム（１０６）の構造的支持を提供し、航空機エンジン（１００）内の空気流（１１６）を監視するエンジンストラット（１０２）は、航空機エンジン（１００）に結合された翼形部（１２０）を含み、第１及び第２の部分（１２２、１２４）を有する。第１の部分（１２２）が、空気流に対して第２の部分（１２４）の上流側に位置付けられる。シールド（１２６）は、エンジン（１００）に結合され、第１の部分（１２２）と第２の部分（１２４）の間に位置付けられる。シールド（１２６）は、第１の部分（１２２）から間隔を置いて配置されて、第１の部分（１２２）と共に第１の流路（１６４）を定める第１の側部（１２８）を含む。シールド（１２６）は、第２の部分（１２４）から間隔を置いて配置され、第２の部分（１２４）と共に第２の流路（１６９）を定める第２の側部（１３０）を含む。センサ（１８２）は、航空機エンジン（１００）に結合され、第２の流路（１６９）と流れ連通して位置付けられる。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンハブフレーム（１０６）の構造的支持を提供し、航空機エンジン（１００）内の空気流（１１６）を監視するためのエンジンストラット（１０２）であって、該エンジンストラットが、
前記航空機エンジンに結合されるよう構成され、第１の部分（１２２）と、前記空気流に対して該第１の部分の下流側に位置する第２の部分（１２４）とを有する翼形部（１２０）と、
前記航空機エンジンに結合されるよう構成され、前記第１の部分と前記第２の部分との間に位置付けられるシールド（１２６）と、
を備え、
前記シールドが、
前記第１の部分から間隔を置いて配置されて、前記第１の部分と共に第１の流路（１６４）を少なくとも部分的に定める第１の側部（１２８）と、
前記第２の部分から間隔を置いて配置され、前記第２の部分と共に第２の流路（１６９）を少なくとも部分的に定める第２の側部（１３０）と、
を含み、
前記エンジンストラットが更に、
前記航空機エンジンに結合され、前記第２の流路と流れ連通して位置付けられる少なくとも１つのセンサ（１８２）を備える、エンジンストラット（１０２）。
【請求項２】
前記シールドが、前記第１の部分及び前記第２の部分の平面内に位置付けられる、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項３】
前記第１の側部が曲線形状を有する、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項４】
前記第２の側部が曲線形状を有する、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項５】
前記シールドが、
前記第１の側部及び前記第２の側部に結合され、前記第１の側部と前記第２の側部との間に第１の角度を定める第１の端部（１６０）と、
前記第１の側部及び前記第２の側部に結合され、前記第１の側部と前記第２の側部との間に前記第１の角度とは異なる第２の角度を定める第２の端部（１６２）と、
を含む、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項６】
前記シールドが、
前記第１の側部及び前記第２の側部に結合された第１の端部（１６０）と、
前記第１の側部及び前記第２の側部に結合された第２の端部（１６２）と、
を含み、前記第１の端部が、前記第１の側部と前記第２の側部との間に第１の角度を定め、前記第２の端部が、前記第１の側部と前記第２の側部との間に前記第１の角度よりも小さい第２の角度を定める、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項７】
前記第１の部分が曲線形状の端部を有し、前記第２の部分が、実質的に直線状の端部を有する、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項８】
前記センサが、温度センサ、圧力センサ、及び湿度センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項９】
前記第２の流路が、入口（１７０）と出口（１７２）とを含み、前記センサが前記入口と前記出口との間に位置付けられる、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項１０】
前記第２の部分と前記第２の側部のうちの少なくとも一方に結合されたインシュレータ（１７８）を更に備える、請求項１に記載のエンジンストラット（１０２）。
【請求項１１】
ハウジング（１０４）を備えた航空機エンジン（１００）であって、前記航空機エンジンが、
ファンハブフレーム（１０６）と、
前記ファンハブフレームに結合され、前記ファンハブフレーム内で空気流（１１６）を配向するよう構成された複数の低圧圧縮機出口ベーン（１１２）を含む低圧圧縮機（１０８）と、
前記ファンハブフレームに結合され、前記空気流に対して前記低圧圧縮機の下流側に位置付けられた高圧圧縮機（１１０）と、
前記ファンハブフレームに結合され且つ前記低圧圧縮機と前記高圧圧縮機との間に位置付けられた翼形部（１０６）と、
を備え、前記翼形部が、第１の部分（１２２）及び第２の部分（１２４）を含み、該第１の部分が、前記空気流に対して前記第２の部分の上流側に位置付けられ、
前記航空機エンジンが更に、前記第１の部分と前記第２の部分との間で前記ファンハブフレームに結合されるシールド（１２６）を備え、
前記シールドが、
前記第１の部分から間隔を置いて配置され、前記第１の部分と共に第１の流路（１６４）を少なくとも部分的に定める第１の側部（１５６）と、
前記第２の部分から間隔を置いて配置され、前記第２の部分と共に第２の流路（１６９）を少なくとも部分的に定める第２の側部（１５８）と、
を含み、前記航空機エンジンが更に、
前記第２の部分に結合され且つ前記第２の流路内に位置付けられる少なくとも１つのセンサ（１８２）を備える、航空機エンジン（１００）。
【請求項１２】
前記第１の流路、前記第２の流路、及び前記シールドが、前記ハウジングと前記ファンハブフレームとの間で前記翼形部内に配置される、請求項１１に記載の航空機エンジン（１００）。
【請求項１３】
前記第１の流路が第１の形状を定め、前記第２の流路が、前記第１の形状とは異なる第２の形状を定める、請求項１１に記載の航空機エンジン（１００）。
【請求項１４】
前記第１の部分及び前記シールドが、前記空気流の第１の空気流（１４２）を前記第１の流路に配向するよう構成される、請求項１１に記載の航空機エンジン（１００）。
【請求項１５】
前記第２の部分及び前記シールドが、前記空気流の第２の空気流（１４４）を前記第２の流路に配向するよう構成される、請求項１１に記載の航空機エンジン（１００）。
【請求項１６】
前記第１の部分及び前記シールドが、前記空気流の第１の温度を有する第１の空気流（１４２）を前記第１の流路に配向するよう構成され、前記第２の部分及び前記シールドが、前記空気流の第２の温度を有する第２の空気流（１４４）を前記第２の流路に配向するよう構成され、前記第２の温度が前記第１の温度よりも低い、請求項１１に記載の航空機エンジン（１００）。
【請求項１７】
前記第２の部分及び前記第２の側部のうちの少なくとも一方に結合されたインシュレータ（１７８）を更に備える、請求項１１に記載の航空機エンジン（１００）。
【請求項１８】
航空機エンジン（１００）にストラット（１０２）を組み付ける方法（８００）であって、
前記航空機エンジンのファンハブフレーム（１０６）に前記ストラットの第１の部分（１２２）及び第２の部分（１２４）を結合するステップと、
前記第１の部分と前記第２の部分との間で前記ファンハブフレームにシールド（１２６）を結合するステップと、
前記第１の部分と前記シールドとの間に第１の流路（１６４）を定めるステップと、
前記第２の部分と前記シールドとの間に第２の流路（１６９）を定めるステップと、
前記第２の流路内で前記第２の部分にセンサ（１８２）を結合するステップと、
を含む、方法（８００）。
【請求項１９】
前記第２の部分にインシュレータ（１７８）を結合するステップを更に含む、請求項１８に記載の方法（８００）。
【請求項２０】
前記第１の部分、前記第２の部分、及び前記シールドを前記ファンハブフレームに結合するステップが、前記第１の部分、前記第２の部分、前記シールド及び前記ファンハブフレームを単体の一体化された構造体として鋳造するステップを含む、請求項１８に記載の方法（８００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で記載される実施形態は、全体的に、航空機エンジンに関し、より詳細には、航空機エンジンに流入する吸入空気の温度及び圧力のような内部空気流の計測値を検知する方法及びシステムに関する。本明細書で記載される実施形態は、全体的に、航空機エンジンに関し、より詳細には、高圧圧縮機に流入する吸入空気の温度及び圧力を検知する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ジェットエンジン駆動の航空機は、エアデータコンピュータ、全自動デジタルエンジン制御（ＦＡＤＥＣ）のようなエンジン推力管理コンピュータ及び／又は他の航空機コンピュータへの入力として外部及び内部の空気温度及び圧力の正確な計測値を必要とする場合がある。このような１つの温度及び圧力センサは、低圧圧縮機の出口ガイドベーンと、高圧圧縮機の入口ガイドベーンとの間に配置される。
【０００３】
従来のセンサは、降雨、超低温液体の水滴、氷晶及び／又は砂塵条件などの悪天候の際にある程度の劣化を生じる可能性がある。エンジン作動中に、これらの粒子状物質がエンジンコアに侵入して、センサに衝突する恐れがある。超低温液体の水滴及び／又は氷晶は、センサに付着して、センサの計測値に干渉する場合があり、これは、不正確なセンサ実測値をもたらす可能性がある。その上、付着した氷が、センサから剥がれて、圧縮機ブレード、ベーン及びケーシングなどのエンジン構成要素に機械的損傷を与える恐れがある。
【０００４】
一部の航空機センサ設計は、検知要素を保護するために防氷装置を含むことができる。従来の防氷装置は、粒子状物質を含有する主流がセンサの傍を通過する間に、一部の空気流を検知要素に分流する肘状部又は屈曲部を含むことができる。しかしながら、これらの従来の装置は、着氷を阻止するためにセンサ入口及び屈曲部の加熱を必要とする場合がある。これらの箇所にて加熱を導入することで、壁境界層の壁近傍の加熱が生じるか、或いはエンジン構成要素に沿った水の逆流を引き起こす可能性があり、適切に制御されない場合には、センサ測定を劣化させる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際特許ＷＯ２００８０６０１９５明細書
【発明の概要】
【０００６】
１つの態様において、ファンハブフレームの構造的支持を提供し、航空機エンジン内の空気流を監視するためのエンジンストラットは、航空機エンジンに結合された翼形部を含み、また、第１の部分及び第２の部分を有する。第１の部分は、空気流に対して第２の部分の上流側に位置付けられる。シールドは、エンジンに結合され、第１の部分と第２の部分の間に位置付けられる。シールドは、第１の部分から間隔を置いて配置されて、第１の部分と共に第１の流路を定める第１の側部を含む。シールドは更に、第２の部分から間隔を置いて配置され、第２の部分と共に第２の流路を定める第２の側部を含む。少なくとも１つのセンサは、航空機エンジンに結合され、第２の流路と流れ連通して位置付けられる。
【０００７】
別の態様において、航空機エンジンは、ファンハブフレームと、該ファンハブフレームに結合された低圧圧縮機とを含み、該低圧圧縮機は、ファンハブフレーム内で空気流を配向するよう構成された複数の低圧圧縮機出口ベーンを含む。高圧圧縮機は、ファンハブフレームに結合され、空気流に対して低圧圧縮機の下流側に位置付けられる。ファンハブフレームは更に、ファンハブフレームに結合され、低圧圧縮機と高圧圧縮機との間に位置付けられた翼形部を含む。翼形部は、第１の部分及び第２の部分を含み、該第１の部分は、空気流に対して第２の部分の上流側に位置付けられる。シールドは、第１の部分と第２の部分の間で航空機エンジンに結合される。シールドは、第１の部分から間隔を置いて配置され且つ第１の部分と共に第１の流路を少なくとも部分的に定める第１の側部を含み、また、第２の部分から間隔を置いて配置され且つ第２の部分と共に第２の流路を少なくとも部分的に定める第２の側部を含む。少なくとも１つのセンサが、第２の部分に結合され且つ第２の流路内に位置付けられる。
【０００８】
別の態様において、航空機エンジンにストラットを組み付ける方法は、航空機エンジンのファンハブフレームにストラットの第１の部分及び第２の部分を結合するステップを含む。シールドは、第１の部分と第２の部分との間でハブフレームに結合される。本方法は更に、第１の部分とシールドとの間に第１の流路を定めるステップと、第２の部分とシールドとの間に第２の流路を定めるステップと、を含む。センサが、第２の流路内で第２の部分に結合される。
【０００９】
本開示のこれら及び他の目的、特徴並びに利点は、添付図面を参照しながら本開示の種々の態様に関する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な航空機エンジンにおける圧縮システムの一部の斜視図。
【図２】図１に示す航空機エンジンのファンハブフレームに結合された複数の例示的なストラットの斜視図。
【図３】図２に示すストラットのうちの１つのストラットの上面図。
【図４】図３に示すストラットにわたって、その周りで、及び／又はその内部の空気流の例示的な流れの概略図。
【図５】ストラットにわたって、その周りで、及び／又はその内部の空気流の別の例示的な流れの概略図。
【図６】図３に示すストラットにわたって、その周りで、及び／又はその内部の空気流の別の例示的な流れの概略図。
【図７】図１に示す航空機エンジンの例示的なハブフレームに結合されたセンサの側面図。
【図８】図１に示す航空機エンジンを組み付ける例示的な方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
別途指示されていない限り、本明細書で示される図面は、本開示の実施形態の特徴を例証するものとする。これらの特徴は、本開示の１又はそれ以上の実施形態を含む幅広い種類のシステムで適用可能であると考えられる。従って、図面は、本明細書で開示される実施形態の実施に必要とされる当業者には公知の従来の全ての特徴を含むことを意図するものではない。
【００１２】
以下の明細書及び請求項において幾つかの用語を参照するが、これらは以下の意味を有すると定義される。単数形態は、前後関係から明らかに別の意味を示さない限り、複数形態も含む。「任意」又は「場合により」とは、それに続いて記載されている事象又は状況が起こってもよいし起こらなくてもよいことを意味し、その記載はその事象が起こる場合と起こらない場合を含む。
【００１３】
本明細書及び請求項全体を通じてここで使用される近似表現は、関連する基本的機能の変更をもたらすことなく、許容範囲内で変わることのできるあらゆる定量的表現を修飾するのに適用することができる。従って、「約」及び「実質的に」などの１又は複数の用語により修飾される値は、指定される厳密な値に限定されるものではない。少なくとも一部の事例において、近似表現は、値を測定する計器の精度に対応することができる。ここで及び明細書及び請求項全体を通じて、範囲限界は組み合わせ及び／又は置き換えが可能であり、このような範囲は、前後関係又は表現がそうでないことを示していない限り、識別されここに包含される部分範囲全てを含む。
【００１４】
本明細書で記載される実施形態は、航空機エンジン並びにセンサデバイスを航空機エンジンに組み付ける方法に関する。本実施形態はまた、エンジン性能の改善を可能にするよう作動中の空気流を制御する方法、システム及び／又は装置に関する。本明細書で記載される実施形態は、航空機エンジン及び発電エンジンを含む、様々なタイプのガスエンジン及び／又は燃焼エンジン及び／又は回転エンジンを含む点を理解され、更に空気流制御を利用した説明及び図面は単に例証に過ぎない点を理解されたい。
【００１５】
本明細書で記載される例示的な実施形態は、航空機エンジンに入る吸入空気の温度及び圧力などのパラメータを検知及び測定する。その上、本明細書で記載される実施形態は、センサを主流路から取り去り、非主流路にセンサを配置する。例示的な実施形態のストラットは、水ランバック、水滴、雹、氷晶及び／又は着氷からセンサを保護する。その上、ストラットは、水滴、超低温液体水、雹、氷晶、及び／又は他のパーティクル（粒子）のインピンジメント又は衝突からセンサを保護する。検知及び測定したパラメータは、例えば、空気データコンピュータなどの全自動デジタルエンジン制御又はコンピュータに提供される。本明細書で記載されるセンサは、パーティクルのセンサへの衝突の影響が低減及び／又は存在しない、航空機エンジンに流入する空気流の圧力及び／又は温度を取得する。その上、本明細書で記載されるセンサは、他のエンジン構成要素からの熱伝達の影響が低減及び／又は存在しない、航空機エンジンに流入する空気流の圧力及び／又は温度を取得する。例示的な実施形態は、空気流路内でのパーティクル蓄積を最小限に及び／又は排除し、何らかのパーティクル剥離物がエンジン構成要素に衝突するのを最小限に及び／又は排除して、エンジン効率を高め、空力上の犠牲を低減する。
【００１６】
図１は、例示的な航空機エンジン１００における圧縮システム１０の斜視図である。図２は、航空機エンジン１００のファンハブフレーム１０６に結合された複数のストラット１０２の斜視図である。航空機エンジン１００は、ハウジング１０４と、ファンハブフレーム１０６とを含む。航空機エンジン１００は更に、ファンハブフレーム１０６に結合された低圧側部１０８及び高圧側部１１０を含む。低圧側部１０８は、ファンハブフレーム１０６に結合されてハウジング１０４に向かって延びる複数の低圧出口ガイドベーン１１２を含む。高圧側部１１０は、ファンハブフレーム１０６に結合されてハウジング１０４に向かって延びる複数の高圧出口ガイドベーン１１４を含む。各エンジンストラット１０２は、ファンハブフレーム１０６に結合されて、ハウジング１０４に向かって延びる。エンジンストラット１０２は、ファンハブフレーム１０６に結合され、低圧出口ガイドベーン１１２と高圧出口ガイドベーン１１４との間に配置される。エンジンストラット１０２は、航空機エンジン１００に対して任意の位置及びハウジング１０４及び／又はファンハブフレーム１０６から任意の距離に配置することができる。空気流１１６は、低圧圧縮機の出口ガイドベーン１１２からストラット１０２にわたり高圧出口ガイドベーン１１４に向けて配向される。
【００１７】
隣接するストラット１０２は、間隔を置いて配置され、このストラット１０２間にエンジン作動中に低圧側部１０８から高圧側部１１０に向けて空気流１１６を送るための流路１１８を定める。ストラット１０２は、第１の部分１２２及び第２の部分１２４を有する翼形部１２０を含む。第１の部分１２２は、空気流１１６に対して第２の部分１２４の上流側に配置される。ストラット１０２は更に、ファンハブフレーム１０６に結合され且つ第１の部分１２２と第２の部分１２４の間に配置されるシールド１２６を含む。第１の部分１２２、第２の部分１２４、及びシールド１２６は、限定ではないが、金属、合金、及びセラミックスなどの様々な材料を含む。第１の部分１２２、第２の部分１２４、及びシールド１２６は、航空機エンジン１００内の環境に耐えるあらゆる材料組成を含むことができる。
【００１８】
図３は、図２に示すストラット１０２の上面図である。第１の部分１２２は、第１の端部１３２及び第２の端部１３４に結合された第１の側部１２８及び第２の側部１３０を含む。第１の側部１２８及び第２の側部１３０は、第１の端部１３２及び第２の端部１３４の間で実質的に直線状である。第１の端部１３２は、例えば凸形状のような曲線形状を有し、第２の端部１３４は、例えば凹形状のような曲線形状を有する。第１の部分１２２は、第１の端部１３２と第２の端部１３４との間で測定された第１の長さ１４０を有し、第１の端部１３２と第２の端部１３４との間で測定された増大する幅１４１を有する。例示的な実施形態において、第１の端部１３２は、空気流１１６を第１の空気流１４２と第２の空気流１４４とに空力的に分離可能にする凸形状を定める。その上、第１の側部１２８は、第１の空気流１４２を第２の部分１２４に向けて配向するよう構成され、第２の側部１３０は、第２の空気流１４４を第２の部分１２４に向けて配向するよう構成される。
【００１９】
第２の部分１２４は、第１の端部１５０及び第２の端部１５２に結合された第１の側部１４６及び第２の側部１４８を含む。第１の側部１４６及び第２の側部１４８は、第１の端部１５０及び第２の端部１５２の間で曲線を成している。第１の端部１５０は、例えば凸形状のような曲線形状を有し、第２の端部１５２は、実質的に直線の形状を有する。第２の部分１２４は、第１の端部１５０と第２の端部１５２との間で測定された第２の長さ１５４を有し、第１の端部１５０と第２の端部１５２との間で測定された減少する幅１５５を有する。第１の長さ１４０は、第２の長さ１５４とは異なる。より詳細には、第１の長さ１４０は、第２の長さ１５４よりも長い。或いは、第１の長さ１４０は、第２の長さ１５４よりも短いか、又は実質的に同じとすることもできる。
【００２０】
シールド１２６は、第１の部分１２２と第２の部分１２４との間に配置される。シールド１２６は、第１のシールド端部１６０及び第２のシールド端部１６２に結合された第１のシールド側部１５６及び第２のシールド側部１５８を含む。第１のシールド側部１５６は、例えば凸形状のような曲線形状を有し、第１の側部１２８と第１のシールド端部１６０との間に配置される。第２のシールド側部１５８は、例えば凹形状のような曲線形状を有し、第２の側部１３０と第２のシールド端部１６２との間に配置される。シールド１２６は、第１のシールド端部１６０が第１の側部１２８及び第２の側部１４６を超えて延びず、又は第１の側部１４６及び第２のシールド端部１６２が第２の側部１３０及び第２の側部１４８を超えて延びないように、第１の部分１２２と第２の部分１２４との間に同一平面上に配列される。第１のシールド端部１６０は、第１の角度１５７を定め、第２のシールド端部１６２は、第１の角度１５７とは異なる第２の角度１５９を定める。第２の角度１５９は、第１の角度１５７よりも小さい。或いは、第２の角度１５９は、第１の角度１５７よりも大きく、又は第１の角度１５７と同じであってもよい。また、代替として、第１のシールド端部１６０及び第２のシールド端部１６２は、本明細書で記載されるようにシールド１２６の作動を可能にする何れかの角度を定めることができる。
【００２１】
第１のシールド側部１５６は、第１の部分１２２から間隔を置いて配置されて、第１の部分１２２と共に第１の流路１６４を定めることができる。より詳細には、第１のシールド側部１５６は、第２の端部１３４から間隔を置いて配置されて、第１の流路１６４を定めるようにする。第１の流路１６４は、第１の側部１２８及び第１のシールド端部１６０によって定められる第１の入口１６６を有し、第１の空気流１４２と流れ連通している。第１の流路１６４は更に、少なくとも第２の側部１３０と第１のシールド側部１５６とによって定められる第１の出口１６８を含み、第２の空気流１４４と流れ連通している。第２のシールド側部１５８は、第２の部分１２４から間隔を置いて配置され、第２の部分１２４と共に第２の流路１６９を定めることができる。より詳細には、第２のシールド側部１５８は、第２の端部１５２から間隔を置いて配置されて、第２の流路１６９を定めることができるようになる。例示的な実施形態において、第１の流路１６４、第２の流路１６９、及びシールド１２６は、ハウジング１０４とファンハブフレーム１０６（図１及び２に示すように）との間に半径方向に配置される。例示的な実施形態において、第１の流路１６４、第２の流路１６９、及びシールド１２６は、ストラット１０２の中間付近に配置される。代替として、第１の流路１６４、第２の流路１６９、及びシールド１２６は、ハウジング１０４よりもファンハブフレーム１０６により近接して配置することができる。更に代替として、第１の流路１６４、第２の流路１６９、及びシールド１２６は、ハウジング１０４とファンハブフレーム１０６との間のストラット１０２内の任意の位置に配置することができる。第２の流路１６９は、少なくとも第１の側部１４６及び第１のシールド端部１６０によって定められた第２の入口１７０を有し、第１の空気流１４２と流れ連通している。第２の流路１６９は更に、少なくとも第２の側部１４８及び第２のシールド端部１６２によって定められた第２の出口１７２を含む。第１の流路１６４は、第１の構成１７４を有し、第２の流路１６９は、第１の構成１７４とは異なる第２の構成１７６を有する。より詳細には、第１の構成１７４は、第２の構成１７６よりも小さい半径を含む。或いは、第１の構成１７４は、第２の構成１７６に実質的に類似することができる。
【００２２】
エンジンストラット１０２は、第２の部分１２４及び第２のシールド側部１５８のうちの少なくとも一方に結合されたインシュレータ１７８を含む。インシュレータ１７８は、第２の端部１５２及び第２のシールド側部１５８のうちの少なくとも一方に施工される絶縁層１８０を含む。或いは、インシュレータ１７８は、限定ではないが、接着材及び発泡体などの他の熱障壁体を含むことができる。インシュレータ１７８は、第２の部分１２４及び／又は第２のシールド側部１５８から第２の流路１６９への熱伝達を最小限に及び／又は排除するような何らかの構成及び／又は材料組成を含むことができる。その上、インシュレータ１７８は、第１の部分１２２及び／又は第１のシールド側部１５６に結合され、第１の部分１２２及び／又は第１の側部１４６から第１の流路１６４への熱伝達を最小限に及び／又は排除することができる。
【００２３】
エンジンストラット１０２は、ファンハブフレーム１０６（図１に示す）に結合されて第２の流路１６９内に配置されるセンサ１８２を含む。センサ１８２は、第２の流路１６９のスパン中央付近に配置される。或いは、センサ１８２は、第２の流路１６９内の何れかの場所及び／又は高さに位置付けることができる。センサ１８２は、温度センサ１８４、圧力センサ１８６及び／又は流速センサ１８８のうちの少なくとも１つを含む。センサ１８２は、限定ではないが、第２の流路１６９内に存在する温度、圧力及び／又は流速など、何れかのパラメータを検知、測定、監視及び／又は通知するための何れかの構成を含むことができる。
【００２４】
図４は、図３に示されるストラット１０２にわたる、その周囲の、及び／又はその内部の空気流１１６の例示的な流れＦＬの概略図である。作動時には、圧縮機１０８は、低圧側部１０８から及びストラット１０２にわたって空気流１１６を配向する。空気流１１６は、限定ではないが、水滴、氷晶、汚染物質及び／又は他の異物などのパーティクル１９０を含む。第１の端部１３２は、例えば凸形状のような曲線形状を有するので、第１の端部１３２は、空気流１１６を第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４に分離するよう構成され、これら空気流は共に、空気流路１１８に第１の温度Ｔ１を有する。より詳細には、第１の温度Ｔ１は、第１の部分１２２付近の第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４の所定範囲の温度値を有する。第１の部分１２２は、少なくとも第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４に熱１９２を伝達する。第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４は更に、第１の側部１２８及び第２の側部１３０付近に位置する表面温度ＴＳを含む。より詳細には、表面温度ＴＳは、第１の側部１２８及び第２の側部１３０付近の第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４についての所定範囲の温度値を有する。表面温度ＴＳは、第１の部分１２２から伝達される熱１９２に少なくとも部分的に起因して、第１の温度Ｔ１よりも高い。第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４内に存在する氷などのパーティクル１９０は、表面温度ＴＳに晒されたときに溶融する傾向がある。溶融した氷及び第１の空気流１４２内に存在する他の既存の水滴は更に、第１の側部１２８の表面１９４に沿って移動する傾向がある。その上、溶融氷及び第２の空気流１４４内に存在する他の既存の水滴は更に、第２の側部１３０の表面１９６に沿って移動する傾向がある。第１の側部１２８は、第１の空気流１４２をパーティクル１９０と共にシールド１２６及び第２の部分１２４に向けて配向するよう構成されている。第２の側部１３０は、第２の空気流１４４をパーティクル１９０と共にシールド１２６及び第２の部分１２４に向けて配向するよう構成されている。
【００２５】
また、作動時には、第１の入口１６６は、第１の空気流１４２と流れ連通している。第１の入口１６６は、第１の空気流部分１９８及び第１の空気流１４２のパーティクル１９０を第１の流路１６４に配向するよう構成されている。より詳細には、第１の角度１５７及び第１の入口１６６は、第１の温度Ｔ１及び表面温度ＴＳを有する第１の空気流部分１９８及びパーティクル１９０を第１の流路１６９内に配向するよう構成されている。第１の流路１６４は、第１の空気流部分１９８を第１の入口１６６から第１の出口１６８に向けて配向するよう構成されている。例示的な作動中、第１の部分１２２及び／又はシールド１２６は、伝導及び対流の少なくとも一方によって第１の流路１６４に熱１９２を伝達する。熱１９２は、第１の空気流部分１９８の温度を第１の温度Ｔ１よりも高い第２の温度Ｔ２まで引き上げるよう構成される。より詳細には、第２の温度Ｔ２は、第１の流路１６４内の第１の空気流部分１９８についての所定範囲の温度値を有する。第２の温度Ｔ２は、表面温度ＴＳと実質的に同じである。或いは、第２の温度Ｔ２は、表面温度ＴＳよりも高いか又は低いとすることができる。更に、第２の側部１３０は、第１の温度Ｔ１及び表面温度ＴＳを有する第２の空気流１４４及びパーティクル１９０を第２の端部１３４を超えて第１の出口１６８の傍を通って配向するよう構成されている。
【００２６】
第１の空気流路１６４は、第１の空気流部分１９８を第１の出口１６８の外部に配向し、混合のため第２の端部１３４の傍を通って流れる第２の空気流１４４と流れ連通するよう構成される。例示的な実施形態において、第１のシールド側部１５６及び第２のシールド端部１６２は、混合された第２の空気流１４４及び第１の空気流部分１９８を第１の出口１６８から第２の部分１２４に向けて配向するよう構成される。より詳細には、シールド端部の第２の角度１５９は、混合された第２の空気流１４４及び第１の空気流部分１９８を第２の出口１７２の傍を通って第２の部分１２４に向けて配向するよう構成されている。
【００２７】
第２の入口１７０は、第１の空気流１４２と流れ連通して構成されているので、第２の入口１７０は、第１の空気流１４２の第２の空気流部分２００を第２の流路１６９内に配向するよう構成される。第２の入口１７０は、第２の空気流部分２００を第３の温度Ｔ３にて第２の流路１６９内に配向するよう構成される。より詳細には、第３の温度Ｔ３は、第２の流路１６９内の第２の空気流部分２００についての所定範囲の温度値を有する。更に、第２の流路１６９は、第２の空気流部分２００を第２の入口１７０からセンサ１８２にわたって第２の出口１７２に向けて配向するよう構成されている。インシュレータ１７８は、シールド１２６及び／又は第２の部分１２４から、第２の流路１６９を流れる第２の空気流部分２００への熱伝達を最小限に及び／又は排除するよう構成される。従って、作動時には、第３の温度Ｔ３は、第１の温度Ｔ１と実質的に同様である。或いは、第３の温度Ｔ３は、第１の温度Ｔ１よりも高いか又は低いとすることができる。センサ１８２は、第３の温度Ｔ３を検知、測定、及び／又は通知するよう構成される。第３の温度Ｔ３は、第１の温度Ｔ１と同じ又は実質的に同じであるので、センサ１８２による温度実測値は、第１の部分１２２、第２の部分１２４、及び／又はシールド１２６からの熱伝達の影響が低減又は排除された第１の空気流１４２の温度を反映している。
【００２８】
センサ１８２は、第３の温度Ｔ３の平均温度を生じるように、第２の流路１６９内のスパン中央及び／又は高さ中央に位置付けられる。その上、センサ１８２は、第２の入口１７０に存在する可能性がある第２の空気流部分２００の非均一で非乱流及び／又は非層状の流れではなく、第２の空気流部分２００の均一で乱流及び／又は層状の流れを生じるように、第２の流路１６９内のスパン中央及び／又は高さ中央に位置付けられる。或いは、センサ１８２は、第２の空気流部分２００の正確な温度実測値が得られる第２の流路１６９内の何れかの場所及び／又は高さに位置付けることができる。
【００２９】
シールド１２６は、航空機エンジン１００の動作中に第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４に存在する粒子状物質の蓄積又はパーティクル１９０の付着を最小限及び／又は排除するよう構成されている。より詳細には、第１のシールド端部１６０は、第１の空気流１４２に存在するパーティクル１９０を第１の流路１６４内に又は第１の出口１６８から外に配向するよう構成されている。第２のシールド端部１６２は、第１の空気流部分１９８に存在するパーティクル１９０を第２の出口１７２の傍を通って第２の部分１２４に向けて配向するよう構成されている。第２のシールド端部１６２の第２の角度１５９は、第１の出口１６８から出る第１の空気流部分１９８における何れかのパーティクル１９０が第２の出口１７２に侵入するのを最小限及び／又は排除するよう構成されている。その上、第２のシールド端部１６２の第２の角度１５９は、第１の出口１６８から流出する第１の空気流部分１９８を第２の出口１７２の傍を通って第２の部分１２４に向けて配向するよう構成されている。
【００３０】
第１のシールド端部１６０は、第１の空気流部分１９８のパーティクル１９０を第１の流路１６４に配向し、パーティクル１９０を第２の入口１７０の傍を通って第２の部分１２４に向けて配向するよう構成されているので、第２の空気流部分２００は、パーティクル１９０が実質的に含まれずに第２の入口１７０に流入する。その上、第２のシールド端部１６２は、第２の空気流１４４内に存在する及び／又は第１の空気流部分１９８内に存在するパーティクル１９０が第２の流路１６９に流入するのを阻止するよう構成されている。第２の流路１６９は、第２の空気流部分２００を粒子状物質が無い又は実質的に無い状態でセンサ１８２にわたって配向するよう構成される。従って、センサ１８２は、センサ１８２に衝突するパーティクル１９０の影響を有意に低減又は排除して、第１の空気流１４２及び詳細には第１の空気流１４２の第２の空気流部分２００の正確な実測値を得るように構成されている。
【００３１】
図５は、ストラット１０２にわたって、その周囲で、及び／又はその内部で空気流１１６の例示的な流れＦＰの概略図である。図６は、ストラット１０２にわたって、その周囲で、及び／又はその内部で空気流１１６の例示的な流れＰＰの概略図である。航空機エンジン１００の例示的な動作中、第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４は、ストリームラインＳＬを含む。その上、第１の空気流１４２及び第２の空気流１４４は、圧力Ｐを含む。第１の入口１６６は、第１の空気流部分１９８を第１の流路１６４内に配向するよう構成される。第２の入口１７０は、第２の空気流部分２００を第２の流路１６９内に配向するよう構成される。例示的な動作において、第１の空気流部分１９８は、第１の流路１６４において第１のストリームラインＳＬ１と第１の圧力Ｐ１とを含む。より詳細には、第１のストリームラインＳＬ１は、第１の空気流路１６４内の第１の空気流部分１９８の所定範囲の流れパターンを表し、第１の圧力Ｐ１は、第１の空気流路１６４内の第１の空気流部分１９８の所定範囲の圧力値を表している。その上、第２の空気流部分２００は、第２の流路１６９において第２のストリームラインＳＬ２及び第２の圧力Ｐ２を含む。より詳細には、第２のストリームラインＳＬ２は、第２の空気流路１６９内の第２の空気流部分２００の所定範囲の流れパターンを表し、第２の圧力Ｐ２は、第２の空気流路１６９内の第２の空気流部分２００の所定範囲の圧力値を表している。
【００３２】
第１のストリームラインＳＬ１は、ストリームラインＳＬとは異なり、第１の圧力Ｐ１は、圧力Ｐとは異なることができる。その上、第２のストリームラインＳＬ２は、ストリームラインＳＬ及び第１のストリームラインＳＬ１とは異なることができる。第２の圧力Ｐ２もまた、圧力Ｐ及び第１の圧力Ｐ１と異なることができる。更に、第２の圧力Ｐ２は、圧力Ｐ及び第１の圧力Ｐ１よりも小さい。或いは、ストリームラインＳＬ、ＳＬ１、及びＳＬ２並びに圧力Ｐ、Ｐ１、及びＰ２は、ストラット１０２が本明細書で記載されるように機能するのを可能にするよう実質的に同じとすることができる。第２の流路１６９は、第２のストリームラインＳＬ２及び第２の圧力Ｐ２を有した第２の空気流１４４をセンサ１８２にわたって配向するよう構成される。センサ１８２は、第２の空気流１４４の流速及び／又は圧力を検知、測定、及び／又は通知するよう構成される。
【００３３】
図７は、航空機エンジン１００（図１に示す）の別のファンハブフレーム２０２に結合されたセンサ１８２の側面図である。ファンハブフレーム２０２は、第１のチャンネル２０４及び第２のチャンネル２０６を含む。第１のチャンネル２０４は、第２の流路１６９に流れ連通して結合された入口２０８を含み、また、センサ１８２に結合されたベース２１０を含む。センサ１８２は、ベース２１０から第１のチャンネル２０４内に延びるよう構成される。センサ１８２は、第１のチャンネル２０４内に第２の流路１６９と流れ連通して位置付けられる。センサ１８２は、第２の流路１６９内に延びていない。或いは、センサ１８２は、ベース２１０から第２の流路１６９内に延びることができる。第２のチャンネル２０６は、第１のチャンネル２０４に及び第２の流路１６９に流れ連通して結合される。より詳細には、第２のチャンネル２０６は、第１のチャンネル２０４に流れ連通して結合された入口２１２を含み、また、第２の流路１６９に流れ連通して結合された出口２１４を含む。
【００３４】
作動中、第２の空気流部分２００は、第２の流路１６９内に流れる。入口２０８は、第２の空気流部分２００の空気流部分２１６を第１のチャンネル２０４に配向するよう構成される。第１のチャンネル２０４は、空気流部分２１６をセンサ１８２にわたって配向するよう構成される。センサ１８２は、限定ではないが、空気流部分２１６の温度、圧力、及び流速などのパラメータを検知、測定及び／又は記録するよう構成される。入口２１２は、空気流部分２１６を第１のチャンネル２０４から第２のチャンネル２０６を通じて配向するよう構成される。出口２１４は、空気流部分２１６を第２のチャンネル２０６から出て第２の流路１６９に配向するよう構成される。第２の流路１６９において、空気流部分２１６は、第２の空気流部分２００と混合される。
【００３５】
図８は、ストラット（例えば、ストラット１０２（図１に示す））を航空機エンジン（例えば、航空機エンジン（図１に示す））に組み付ける方法８００を例示したフローチャートである。方法８００は、ストラットの第１の部分（第１の部分１２２（図３に示す）など及び第２の部分（第２の部分１２４（図３に示す）など）を航空機エンジンのハブフレーム（例えば、ハブフレーム１０６（図２に示す））に結合するステップ８０２を含む。シールド（例えば、シールド１２６（図３に示す））は、第１の部分と第２の部分との間でハブフレームに結合される（ステップ８０４）。例示的な方法８００において、シールドは、第１の部分及び第２の部分において同一平面の配置で結合される。方法８００は、第１の部分とシールドとの間で第１の流路（第１の流路１６４（図３に示す）など）を定めるステップ（８０６）を含む。方法８００は更に、第２の部分とシールドとの間で第２の流路（第２の流路１６９（図３に示す）など）を定めるステップ（８０８）を含む。第１の流路、第２の流路、及びシールドは、ハウジング１０４（図１に示す）とファンハブフレームとの間でストラット１０２内に配置される。ストラットへの第１の流路、第２の流路、及びシールドの配置は、ハウジング及び／又はファンハブフレームから何れかの距離にあるものとすることができる。センサ（例えば、センサ１８２（図３に示す））は、第２の流路内でハブフレームに結合される（ステップ８１０）。例示的な方法８００において、インシュレータ（インシュレータ１７８（図３に示す）など）は、第２の部分及び第２の側部のうちの少なくとも一方に結合される（ステップ８１２）。例示的な方法８００において、第１の部分、第２の部分、及びシールドをファンハブフレームに結合するステップは、第１の部分、第２の部分、シールド及びファンハブフレームを単体の一体化された構造体として鋳造するステップを含む。或いは、第１の部分、第２の部分、及びシールドをファンハブフレームに結合するステップは、第１の部分、第２の部分、及びシールドをファンハブフレームに溶接、結合、機械加工、ろう付け、及び／又は接合するステップを含むことができる。
【００３６】
本明細書で記載されるシステム及び方法の技術的効果は、（ａ）センサに衝突する影響が低減又は排除されて航空機エンジンに流入する空気流の温度を取得すること、（ｂ）他のエンジン構成要素からの熱伝達の影響が低減又は排除されて航空機エンジンに流入する空気流の温度実測値を取得すること、（ｃ）空気流路内のパーティクル蓄積が最小限及び／又は排除されること、（ｄ）何らかのパーティクル剥離物がエンジン構成要素に衝突するのが最小限及び／又は排除されること、（ｅ）外部又は吸入空気温度及び圧力の正確な計測値を取得すること、（ｆ）航空機エンジンの効率が向上すること、及び（ｇ）氷剥離に起因した高圧圧縮機の構造的損傷を最小限にすること、のうちの少なくとも１つを含む。
【００３７】
本明細書では、エンジンストラット及び該エンジンストラットを組み付ける方法が記載される。本方法及びシステムは、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、本システムの構成要素及び本方法のステップは、本明細書で説明された他の構成要素及びステップと独立して別個に利用することができる。例えば、本方法はまた、他の製造システム及び方法と組み合わせて用いることができ、本明細書で記載されるシステム及び方法でのみ実施することに限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、多くの他のエンジン用途に関連して実現及び利用することができる。
【００３８】
本開示の種々の実施形態の特定の特徴要素は、一部の図面において示され、他の図面では示されていないが、これは、便宜上のことに過ぎない。本発明の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組み合わせて言及し及び／又は特許請求することができる。
【００３９】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。種々の実施形態の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を含む場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４０】
１００  航空機エンジン
１０２  エンジンストラット
１０６  ファンハブフレーム
１１６  空気流
１２２  第１の部分
１２４  第２の部分
１２６  シールド
１２８  第１の側部
１３０  第２の側部
１６４  第１の流路
１６９  第２の流路
１８２  センサ
【図１】
2016540148.tif 000003
【図２】
2016540148.tif 000004
【図３】
2016540148.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016540148.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016540148.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
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