(57)【要約】  複合材織物出口ガイドベーンは、外側フランジ（１２０、１２２）及び内側フランジ（１２０、１２２）を有する複合材出口ガイドベーン（３２）と、前縁（４３）、後縁（４４）、負圧側面（４２）、及び正圧側面（４１）と、を備え、前記外側フランジ及び前記内側フランジは、前記出口ガイドベーンと一体成形され、前記複合材出口ガイドベーン上にクイックエンジン交換構造体が配置され、内側カバープレート（１３０）が前記内側フランジ上に配置され、外側カバープレート（１４０）が前記外側フランジ上に配置され、前記複合材出口ガイドベーンは、前記外側フランジと前記内側フランジとの間で中空である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材織物出口ガイドベーン（３２）を形成する方法（１０００）であって、
織物プリフォーム形状を形成する段階（１０１０）と、
前記プリフォーム形状の２．５次元織物の第１の部分（１１６）を織る段階（１０２０）と、
前記プリフォーム形状の３次元織物の第２の部分（１１８）を織る段階（１０３０）と、
前記プリフォーム形状の一端に少なくとも１つのフランジ（１２０、１２２、１２４、１２６）を形成する段階（１０４０）と、
前記２．５次元織物の領域での前記織物プリフォーム中に除去可能なコア（１５０、２５０）を挿入する段階（１０５０）と、
前記プリフォーム形状及び前記コアを用いて所望の翼形部形状を形成する段階（１０６０）と、
前記少なくとも１つのフランジに少なくとも１つのカバープレート（１３０、１４０）を取り付ける段階と、
前記織物プリフォームを金型内に置く段階（１０８０）と、
前記金型に樹脂を射出して成形外側ガイドベーンを形成する段階（１０９０）と、
を含む、複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのフランジを形成する段階は、前記少なくとも１つのフランジを折り曲げる段階を含む、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項３】
前記２．５次元織物を形成する段階は、前記少なくとも１つのフランジから提供される、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項４】
前記織物プリフォームを貫通して延びるポケット（１５０）を形成する段階をさらに含む、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項５】
前記除去可能なコアは、溶解可能である、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのフランジを形成する段階は、第１のフランジ及び第２のフランジを形成する段階である、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項７】
前記第１のフランジ及び第２のフランジを形成する段階の各々は、半フランジ（１２０、１２２、１２４、１２６）を形成する、請求項６に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項８】
前記第１及び第２のフランジを形成する段階は、折り曲げる段階を含む、請求項６に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項９】
前記第２の部分を織る段階は、厚さ次元（Ｚ）を貫く、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項１０】
前記第１の部分を織る段階は、厚さ次元を貫かない、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのカバープレートを取り付ける段階は、２つのカバープレート（１３０、１４０）を取り付ける段階である、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのカバープレートを取り付ける段階は、縫い付ける段階である、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項１３】
前記射出する段階は、樹脂トランスファー成形である、請求項１に記載の複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法。
【請求項１４】
外側フランジ（１２０、１２２）及び内側フランジ（１２０、１２２）を有する複合材出口ガイドベーン（３２）と、
前縁（４３）、後縁（４４）、負圧側面（４２）、及び正圧側面（４１）と、
を備える出口ガイドベーンであって、
前記外側フランジ及び前記内側フランジは、前記出口ガイドベーンと一体成形され、
前記複合材出口ガイドベーン上にクイックエンジン交換構造体が配置され、
内側カバープレート（１３０）が前記内側フランジ上に配置され、外側カバープレート（１４０）が前記外側フランジ上に配置され、
前記複合材出口ガイドベーンは、前記外側フランジと前記内側フランジとの間で中空である、出口ガイドベーン。
【請求項１５】
半径方向内側端及び半径方向外側端の一方で半径方向ボルト接合部（４８）をさらに備える、請求項１４に記載の出口ガイドベーン。
【請求項１６】
半径方向内側端及び半径方向外側端の他方で軸方向ボルト接合部（４７）をさらに備える、請求項１５に記載の出口ガイドベーン。
【請求項１７】
前記負圧側面及び前記正圧側面は湾曲している、請求項１４に記載の出口ガイドベーン。
【請求項１８】
前記負圧側面及び前記正圧側面は実質的に真っ直ぐである、請求項１４に記載の出口ガイドベーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される実施形態は、一般に、ガスタービンエンジンに関する。より具体的には、本実施形態は、随意的に中空翼形部を含む複合材織物ファン出口ガイドベーンの構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンにおいて、空気は、圧縮機で加圧され、燃焼器で燃料と混合されてタービン段を通って下流に流れる高温燃焼ガスを発生する。典型的なガスタービンエンジンは、一般に、前方端及び後方端を有し、その間に軸方向に配置された複数のコア又は推進構成部品を備える。空気入口又は吸気口は、エンジンの前方端に配置される。後方端に向かって移動すると、吸気口の後には、順に、ファン、圧縮機、燃焼室、及びタービンが続く。当業者であれば、低圧及び高圧圧縮機、並びに低圧及び高圧タービン等の追加の構成要素をエンジンに組み込み得ることを容易に理解できるはずである。しかしながら、これは網羅的ではない。
【０００３】
一般に、圧縮機及びタービンは、各段で軸方向にスタックされた翼形部の列を含む。各段は、円周方向に間隔を置いて配置されたステータ列、及びタービンエンジンの中心軸又は軸線の周りで回転するロータ組立体を含む。一般的なターボファン航空機エンジン構成において、多段低圧タービンは、多段高圧タービンに続き、一般に、飛行中航空機に動力を供給するために、圧縮機の上流に配置された第２の軸によってファンに連結される。これらのタービン段は、燃焼ガスからエネルギを抽出する。
【０００４】
ステータは、複数のノズルセグメントにより形成され、これらは円周方向端部で当接してガスタービンエンジンの軸周りで完全なリングを形成する。各ノズルセグメントは、内側バンドと外側バンドとの間で延びる１又はそれ以上のベーンを備えることができる。ステータノズルは、隣接する下流タービンブレードでの抽出を最大にする方法で高温燃焼ガスを案内する。
【０００５】
タービンロータ組立体は、一般に、少なくとも１つの円周方向に離間したロータブレードの列を含む。各ロータブレードは、前縁及び後縁で結合された正圧側面及び負圧側面を有する翼形部を含む。各翼形部は、ロータブレードプラットフォームから半径方向外向きに延びる。また、各ロータブレードは、ダブテールを含むことができ、このダブテールは、プラットフォームとダブテールとの間で延びるシャンクから半径方向内向きに延びる。ダブテールは、ロータ組立体内のロータブレードをロータディスク又はスプールに取り付けるために使用される。公知のブレードは中空であり、少なくとも部分的に翼形部、プラットフォーム、シャンク、及びダブテールによって内部冷却キャビティが形成される。
【０００６】
作動時、空気は、圧縮機で加圧され、燃焼器で燃料と混合されてタービン段を通って下流に流れる高温燃焼ガスを発生する。典型的なガスタービンエンジンは、高圧タービン及び低圧タービンを使用して高温燃焼ガスからのエネルギ抽出を最大にするようになっている。高圧タービンにおいて、燃焼ガスは、この燃焼ガスを支持ロータディスクから半径方向外向きに延びる高圧タービンロータブレード列を経由して下流に案内するステータノズル組立体と連動する。高圧タービンは、最初に、燃焼ガスから高温燃焼ガスを受け取る。高圧タービンは、第１段ノズルと、ディスク及び複数のタービンブレードを有するロータ組立体とを含む。内部軸は、タービンを貫通し、エンジンの中心長手方向軸線に沿って軸方向に配置される。ブレードは、ロータ上に円周方向に分散配置されて半径方向に延び、内部軸の回転を引き起こす。内部軸は、ロータ及び空気圧縮機に連結され、タービンが空気圧縮機に回転入力を与えて、圧縮機ブレードを駆動するようになる。これにより作動中に圧縮機に動力が供給され、その後タービンを駆動する。燃焼ガスがタービン段を通って下流に流れると、そこからエネルギが抽出されて、燃焼ガスの圧力が低下する。
【０００７】
ガスタービンエンジンのファン及びバイパスダクトの領域には、複数のガイドベーンを有するファンフレーム組立体が配置される。一般に、これらのベーンは金属製であり、バイパスダクト内でファンから出る空気を転向するために使用される。しかしながら、航空用途を含む、ガスタービンエンジンに関する大部分の関心事でもある、燃料効率及びエンジン性能を向上させる１つの方法として、エンジンを軽量化することが望まれる。
【０００８】
本明細書に引用される何らかの参考文献、及びその何らかの記載又は説明を含む本明細書の背景技術の部分に含まれる情報は、技術的参考だけを目的として含まれており、本発明の範囲を制限する主題と見なされない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許公開２０１３１０１４０６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
複合材織物出口ガイドベーンを形成する方法は、織物プリフォーム形状を形成する段階と、プリフォーム形状の２．５次元織物の第１の部分を織る段階と、プリフォーム形状の３次元織物の第２の部分を織る段階と、プリフォーム形状の一端に少なくとも１つのフランジを形成する段階と、２．５次元織物の領域での織物プリフォーム中に除去可能なコアを挿入する段階と、プリフォーム形状及びコアを用いて所望の翼形部形状を形成する段階と、少なくとも１つのフランジに少なくとも１つのカバープレートを取り付ける段階と、織物プリフォームを金型内に置く段階と、金型に樹脂を射出して成形外側ガイドベーンを形成する段階とを含む。
【００１１】
外側フランジ及び内側フランジを有する複合材出口ガイドベーンと、前縁、後縁、負圧側面、及び正圧側面とを備える出口ガイドベーンであって、外側フランジ及び内側フランジは、出口ガイドベーンと一体成形され、複合材出口ガイドベーン上にクイックエンジン交換構造体が配置され、内側カバープレートが内側フランジ上に配置され、外側カバープレートが外側フランジ上に配置され、複合材出口ガイドベーンは、外側フランジと内側フランジとの間で中空である。
【００１２】
この要約は、簡略化された形態で以下の詳細な説明でさらに説明される概念の中から選択された内容を紹介するものである。
【００１３】
この要約は、本発明の重要な要素を特定すること、及び本発明の技術的範囲を正確に説明することを意図するものではない。
【００１４】
この要約は、クレームに記載された主題の重要な特徴部又は本質的な特徴部を特定すること、又はクレームに記載された主題の範囲を限定するために用いることを意図していない。
【００１５】
本発明の特徴部、詳細内容、有用性、及び利点のさらに広範な説明は、添付図面に例証され、特許請求の範囲に定義される本発明の以下の種々の実施形態の記載に提示される。
【００１６】
本発明の上述した及び他の特徴及び利点、並びにこれらを実現する方法は、添付図面と共に以下の実施形態の説明を参照することによって明らかになり、複合材織物出口ガイドベーンがより良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】例示的なタービンエンジンの側断面図。
【図２】ファン出口ガイドベーン組立体の等角図。
【図３】翼形部の等角図。
【図４】翼形部を製作する最初の段階で用いるプリフォーム構造体の等角図。
【図５】例示的な複合材翼形部を製作する第２の段階に用いる処理されたプリフォームの等角図。
【図６】例示的な複合材翼形部を製作するさらなる段階の等角図。
【図７】例示的な翼形部を製作する工程のさらなる段階の間のプリフォームの正面図。
【図８】図７から回転させた正面図。
【図９】例示的な翼形部を製作する工程のさらなる段階の平面図。
【図１０】複合材織物出口ガイドベーンを形成する例示的な方法を示すフローチャート。
【図１１】例示的なコアの等角図。
【図１２】別の例示的なコアの等角図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、その１つ又はそれ以上の実施例を図面に示している本発明の実施形態について詳細に説明する。各実施例は、説明の目的で提供され、本開示の実施形態を限定するものではない。実際に、本開示の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正形態及び変形形態を本実施形態において実施できることは、当業者であれば理解されるであろう。例えば、１つの実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、このような修正形態及び変形形態を添付の請求項及びその均等物の範囲内にあるものとして保護することが意図される。
【００１９】
図１から１２を参照すると、繊維マトリクスプリフォームを利用して、このプリフォームを所望の形状が得られるまで処理し、続いて、樹脂トランスファー成形して翼形部の形状を形作るために硬化させる工程で形成された複合材出口ガイドベーンを有する、ガスタービンエンジン１０の種々の実施形態が示されている。これらの構造体は、必須ではないが、プロパルサー構成要素の迅速な接続及び取り外しを可能にするクイックエンジン交換組立体と一緒に使用することができる。
【００２０】
本明細書で使用される用語「軸方向」及び「軸方向に」とは、エンジンの長手方向軸線に沿った寸法を意味する。「軸方向」及び「軸方向に」と併せて使用される用語「前方」とは、エンジン入口に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジン入口により近接していることを意味する。「軸方向」又は「軸方向に」と併せて使用される用語「後方」とは、エンジンの排気ノズルに向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジンの排気ノズルにより近接していることを意味する。
【００２１】
本明細書で使用される用語「半径方向」及び「半径方向に」とは、エンジンの長手方向軸線とエンジン外周との間に延びる寸法を意味する。単独で又は用語「半径方向」又は「半径方向に」と併せて使用される用語「近位方向」又は「近位方向に」とは、中心長手方向軸線に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較して中心長手方向軸線により近接していることを意味する。単独で又は用語「半径方向」又は「半径方向に」と併せて使用される用語「遠位方向」又は「遠位方向に」とは、エンジン外周に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジン外周により近接していることを意味する。
【００２２】
本明細書で使用される用語「横方向」又は「横方向に」とは、軸方向及び半径方向の両方に対して垂直な寸法を意味する。全ての方向性の言及（例えば、半径方向、軸方向、近位、遠位、上側、下側、上向き、下向き、左、右、横、前、後、上部、底部、上方、下方、垂直、水平、時計回り、反時計回り）は、読み手の本発明の理解を助けるために識別の目的で使用しているに過ぎず、特に位置、向き、又は本発明の用途に関して限定するものではない。接続に関する言及（例えば、取り付け、結合、接続、及び接合）は、広義に解釈すべきであり、別途指示されていない限り、一群の要素間の中間部材及び要素間の相対移動を含むことができる。従って、接続に関する言及は、必ずしも２つの要素が互いに固定関係で直接接続されることを示唆するものではない。例示的な図面は、単に例証の目的のものであり、本明細書に添付される図面中に示されている寸法、位置、順序及び相対サイズは変えることができる。
【００２３】
最初に図１を参照すると、エンジン入口端部１２を有するガスタービンエンジン１０の概略側断面図が示されており、空気は、概して例えば低圧圧縮機１５及び高圧圧縮機１４を含む多段圧縮機、燃焼器１６、並びに例えば高圧タービン２０及び低圧タービン２１を含む多段タービンによって定められるプロパルサー１３に流入する。集合的に、プロパルサー１３は、作動時に出力を提供する。ガスタービン１０は、航空用、発電用、工業用、船舶用などで使用することができる。用途に応じて、エンジン入口端部１２は、根元から半径方向外向きに延びる例示的なブレード１９のアレイを有するファン１８を含むことができる。ガスタービン１０は、エンジン軸２６の周りで軸対称であり、この周りで種々のエンジン構成要素が回転する。作動時、空気は、エンジン１０の空気入口端部１２から流入し、少なくとも１つの圧縮段を通り抜け、ここで空気は加圧されて燃焼器１６に送られる。加圧空気は燃料と混合されて燃焼して高温燃焼ガスが発生し、この高温ガスは高圧タービン２０に向かって燃焼器１６から流出する。高圧タービン２０において、エネルギが高温燃焼ガスから抽出されてタービンブレードを回転させ、結果的に軸２４が回転する。軸２４はエンジンの前方に向かって延び、１又はそれ以上の高圧圧縮機段１４を回転させ続ける。
【００２４】
エンジン１０は、２本の軸２４、２８を含む。軸対称の軸２４は、前方端から後方端へタービンエンジン１０を貫通して延びる。軸２４は、全長に沿って軸受で支持される。軸２４は中空とすることができ、内部の第２の軸２８、つまり低圧タービン軸２８が回転可能となっている。軸２８は、低圧タービン２１と低圧圧縮機１５との間で延びる。両方の軸２４、２８は、エンジンの中心軸２６の周りで回転することができる。作動時、例えば電力用、工業用、又は航空用の使用領域に基づいて出力又は推力を生成するために、軸２４、２８は、タービン２０、２１のロータ組立体、圧縮機１４、１５、及びファン１８等の他の構造体と一緒に回転する。
【００２５】
さらの図１を参照すると、入口１２は、複数のブレード１９を備えたターボファン１８を含む。ターボファン１８は、軸２８を介して低圧タービン２１に作動的に結合して、タービンエンジン１０のための推力を発生する。空気の一部はバイパスダクト２５を通過し、空気の一部は、ファン１８を通り過ぎて低圧圧縮機１５に流入する。圧縮機１５からの低圧空気は、エンジンの構成要素の冷却を助けるために使用することもできる。
【００２６】
ファン１８及びブレード１９の後方には、ファンフレーム組立体３０がある。ファンフレーム組立体３０は、ファンハブフレーム３４（図２）、ファンケース３６（図２）、及びその間を半径方向に延びる複数の翼形部成形ベーン３２から形成され、エンジンに中心線２６の周りで円周方向に延びてプロパルサー１３を囲むようになっている。ファンフレーム組立体３６は、ケース１７を支持すると共にケース１７をエンジン中心線２６に対して位置決めする。出口ガイドベーン３２は、空気流がファン１８から離れるように所望の方法で空気流を転向させる。
【００２７】
エンジンケース１７は、ファン１８及びファンフレーム組立体３０を取り囲むように示されている。ファンケース１７とプロパルサー１３との間には、バイパスダクト２５が定められる。バイパスダクト２５によって、ファン１８からの空気の通路が可能になり、エンジン１０からの推力がもたらされる。
【００２８】
図２を参照すると、エンジン１０から取り外したファンフレーム組立体３０の等角図が示されている。一般に、ファンフレーム組立体３０は、第１の内側円形フレーム部材又はファンハブフレーム３４、第２の外側円形フレーム部材又はファンケース３６、及びハブフレーム３４とファンケース３６との間に半径方向配列で配置された複数の出口ガイドベーン３２を備える。ファンハブフレーム３４は、ガスタービンエンジン内の種々の構成要素の方向を維持する。詳細には、ファンハブフレーム３４は、ロータ軸受支持を可能にする各静止構成要素を相互接続する。ファンハブフレーム３４は、中間圧縮機ケース等の他の名称で知られる場合もある。出口ガイドベーン３２は、エンジンのバイパスダクト２５の内部に配置される。詳細には、各ベーン３２は、バイパスダクト２５の周りで円周方向に離間しており、所望の方法で真っ直ぐになった空気がファン１８から出るようになっている。
【００２９】
また、組立体３０は、ファンケース３６とファンハブフレーム３４との間に結合されたストラットをさらに含むことができる。組立体３０は、エンジン軸２６に対応する長手方向中心軸２６を有する。出口ガイドベーン３２及び／又はストラットは、ファンハブフレーム３４（結果的にプロパルサー１３）からエンジンマウント（図示せず）への荷重経路をもたらすことができる。ファンケース３６及びファンハブフレーム３４は、鋳造品又は鍛造品とすることができる。もしくは、ケース及びハブフレーム３６、３４は、複合材料で形成することができる。ガイドベーン３２は、ケース及びハブフレーム３６、３４にファスナで結合することができ、代替的に例えば溶接又はろう付けで結合することができる。別の代替案では、全てのファンフレーム組立体は、完全に複合材料で形成することができ、単体構造体として又は種々の方法により後で結合する複数のセグメントとして結合するか又は形成することができる。
【００３０】
一部の実施形態では、組立体３０は、アーチ形セグメントで組み立てることができ、フレーム３４及びケース３６は、ベーン３２及びストラットに結合される。ストラットは、ベーン３２のアレイ内に、その上流に、又は下流に配置することができる。以下に詳細に説明するように、ガイドベーン３２の各々は、軸方向、半径方向、及び横方向の荷重を支えるように取り付けられる。
【００３１】
図３を参照すると、ファンフレーム組立体３０から取り外された、例示的な複合材織物出口ガイドベーン又は翼形部３２の等角図が示されている。例示的なガイドベーン３２は、基材及び強化材を含む複合材で形成される。出口ガイドベーン３２は、正圧側面４１及び負圧側面４２を備える。これらに側面４１、４２は、前縁４３と後縁４４との間で、前縁４３と後縁４４との間の真っ直ぐな軸方向線に沿って定義される方向である、翼弦方向に延びる。正圧側面及び負圧側面４１、４２の曲率は、ファン１８からのバイパスダクト２５内の空気流の所望の転向に基づくことができる。翼形部３２の負圧側面４２は、凸形とすることができ、正圧側面４１は凹形とすることができる。側面４１、４２は、側壁４５、４６で定められ、複合材ガイドベーン３２に関する中空内部を定める。ベーン３２は、翼弦方向において外径部が内径部よりも短い場合がある。もしくは、この寸法は逆とすることができる。半径方向内側端には、ファンハブフレーム３４に対する接合用の軸方向ボルト接合部４７を見ることができ、ボルトは、ほぼ軸方向に向けられる。半径方向外側端には、半径方向ボルト接合部４８を見ることができ、ファンケース３６での接合部を提供し、ボルトはほぼ半径方向に向けられる。しかしながら、これは逆にすることができ、さらにボルト接合部の方向は様々とすることができ、限定的と見なすべきではない。
【００３２】
ベーン３２は、ベーン３２を内側リング３４及び外側リング３５（図２）に結合する脚部を含む。例示的な実施形態によれば、ベーン３２の半径方向内側端には４つの脚部があり、２つの脚部は軸方向前方、２つの脚部は軸方向後方にある。半径方向内側の脚部は、軸方向ボルト接合部４７を定め、例えば、ファンハブフレーム３４に結合すること、又はクイックエンジン交換組立体に結合することができる。ベーン３２の外側端には、同様に４つの脚部があり、ベーンを半径方向外側構造体、例えばファンケース３６に結合する半径方向ボルト結合部４８を定める。
【００３３】
ここで図４を参照すると、複合材ガイドベーン３２を形成するプリフォーム構造体１００が等角図で示されている。プリフォームは、繊維性材料で形成され、通常は乾燥しており、取り扱い性を助長する何らかの添加粘着剤を含む。例えば、このような材料の１つは、炭素繊維複合材織物プリフォームといった繊維複合材とすることができる。プリフォーム１００は、繊維が連続して途切れずに織られる方法で製造することができる。このような構造体を製造する方法は、例えば、乾燥繊維法、自動繊維配置法、又は予備含浸繊維を用いたハンドレイアップ法による樹脂トランスファー成形によって達成することができる。また、複合材プリフォーム１００は、例えば、アルミ合金、チタン合金、又はガスタービンエンジンに用いるのに適した他の公知の合金といった金属を含むことができ、これはアタッチメントを提供するために用いることができる。
【００３４】
プリフォーム１００は、第１の端部１０２、第２の端部１０４、第３の端部１０６、及び第４の端部１０８を有する。各端部は、第１の上側１１０及び第２の下側１１２の境界を定める。上側１１０は、領域１１８ではない領域１１６で軸１１１に沿って厚さ次元Ｚで下側１１２から分離される。プリフォーム１００は、平坦、凹凸状とすること、又は１又はそれ以上の表面に沿って、及び１又はそれ以上の場所でテーパー付きとすることができる。
【００３５】
プリフォーム１００は、２．５次元織物１１６の領域から３次元織物１１８の領域への移行部を定める。縫い目線１１４を備える。端部１０６又は１０８、及び縫い目１１４によって境界付けされる領域１１８において、織物１１８は、プリフォーム１００の厚さ次元Ｚに広がる。これは、縫い目１１４によって境界付けされた領域に沿って及びこの内部で上側１１０が下側１１２から分離するのを阻止する。しかしながら、縫い目１１４によって境界付けされた領域内に無い部分は、しわ寄せすることで、さもなければ上側１１０を下側１１２から離れるようにすることで分離することができる。
【００３６】
プリフォーム１００の半分を分離可能な状態にして、上側１１０を折り目１１９及び折り目１２１で上向きに折り曲げる。同様に、下側１１２を折り目１１９及び折り目１２１で下向きに折り曲げる。結果として得られたプリフォームを図５に示す。
【００３７】
図５を参照すると、折り曲げられた開いたプリフォーム１００が等角図で示されている。この構成において、プリフォーム１００は、上向きに延びるフランジ１２０、１２２及び下向きに延びるフランジ１２４、１２６を含む。厚さ次元Ｚに貫いた織物を含む領域１１８が示されている。各領域１１８の間には、上側１１０、下側１１２の半分が、貫通する厚さ方向で結合しない領域１１６がある。従って、この領域は、各フランジ１２２、１２６の間から反対側の各フランジ１２０、１２４の間まで、上側１１０と下側１１２との間にキャビティを定めることができる。
【００３８】
ここで図６を参照すると、コア１５０が挿入されたプリフォームが等角図で示されている。コア１５０は様々な形状とすることができるが、各領域１１８の間で領域１１６を貫通してプリフォーム１００に挿入される場合、コア１５０は、プリフォーム１００が所望の翼形部形状（本図では平らに示されている）にされるようにする。コア１５０は、プリフォーム１００にゆっくり押し込むことで、もしくはフランジ１２０、１２２、１２４、１２６の端部１０６、１０８（図４）に力を加えて、コア１５０の挿入を容易にするようにプリフォーム１００にしわ寄せさせるか又は開くようにさせてことで、挿入することができる。この力は、コア１５０が完全に挿入されるまで端部に沿って付与することができる。
【００３９】
その後、コア１５０は、プリフォーム１００から除去することができる。除去は、ガイドベーン３２の所望の形状が得られた時点で溶解によって行うことができる。コア１５０は、水中又は他の流体中で溶解するのに適した石膏及び黒鉛を含む種々の材料で形成することができる。このような材料により、コア１５０の粉砕による除去が容易になる。しかしながら、これは、除去の単なる１つの方法であり、コア１５０を除去する他の方法を利用することができる。
【００４０】
図１１及び１２を簡単に参照すると、例示的なコア１５０、２５０が示されている。コア１５０は、６つの側面を有する基本的対称コアの実施例である。側面の数は、様々とすることができ、コア１５０の厚さが寸法１５２で一定なので用語「対称」を用いる。加えて、幅寸法１５４が前縁に、幅次元１５６が後縁に示されている。寸法１５４、１５６は、この対称性の実施形態では一定である。
【００４１】
コア１５０は、ほぼ真っ直ぐな構造体として示されるが、これは説明を容易にするための単なる例示である。代替的に、コア１５０は、翼形部の形状として当業者が理解できるように湾曲とすることができる。例えば、各表面は、正圧側面及び負圧側面を有する図２に示す翼形部形状と同様に湾曲することができる。
【００４２】
さらに別の実施形態が示されている。コア２５０は、寸法２５５を有する半径方向外側端と寸法２５７を有する半径方向内側端との間でテーパーの付いた構造体である。加えて、厚さ寸法２５２は様々とすること又は前記の実施形態と同様に一定とすることができる。図示の実施形態において、前記の実施形態と同様に、コア２５０は、前縁と後縁の間で湾曲面を有することができ、図２に示す実施形態にさらに類似している。加えて、コア１５０、２５０は、半径方向の端部１５２、２５２、１５７、及び２５７の間で軸１５８、２５８の周りで捻り又は反りを有することができる。
【００４３】
ここで図７を参照すると、フランジ１２０、１２２、１２４、１２６が形成されたプリフォーム１００の側面図が示されており、プリフォーム１００の内部にはコア１５０が配置されている。上側フランジ１２０、１２４に沿って外径カバープレート１３０がある。このプレート１３０は、プリフォーム１００と同じ又は類似した複合材料から形成することができ、フランジ１２０、１２４に縫い付けられている。もしくは、このプレート１３０は、金属材料とすることができる。プレート１３０は、フランジ１２０、１２４に対して何らかの強度又は剛性を与える。カバープレート１３０、１４０は、単に複合材で又は金属複合材マトリクスで形成された図３に示すようなボルト接合部によって形成される。
【００４４】
プリフォーム１００の内径には、内径カバープレート１４０がある。内径カバープレート１４０は、フランジ１２２、１２６の曲げを防ぐ補強リング１４２を含む。Ｏ．Ｄ．カバープレート１３０と同様に、Ｉ．Ｄ．カバープレート１４０は、プリフォーム１００に縫い付けられる。カバープレート１４０は、プリフォーム１００と同じ又は類似の複合材料で形成される。図８の正面図に示すように、補強材１４２は、この補強材を通る又はこれに平行な軸の周りの曲げを防ぐ。
【００４５】
ここで図９を参照すると、Ｏ．Ｄ．カバープレート１３０の上面図が示されている。カバープレート１３０は、コア１５０と整列した開口１３２を有する。カバープレート１３０、１４０がプリフォーム１００上の所定の位置に縫い付けられると、組立体は、金型内に置かれる。例示的な成形実施形態は、樹脂トランスファー成形を含むことができ、ここでは、樹脂がプリフォーム１００上に射出される。成形に続いて、プリフォームは硬化してガイドベーン３２になり、コア１５０を除去することができる。この除去には、熱を用いて材料を膨張させて粉々にする。最終部品を形成するためにガイドベーン３２の何らかの機械加工が必要な場合がある。
【００４６】
ここで図１０を参照すると、出口ガイドベーン３２を形成するための方法１０００が示されている。最初にステップ１０１０において織物プリフォーム形状を形成する。次にステップ１０２０においてプリフォーム１００の２．５次元織物の第１の部分を形成し、ステップ１０３０においてプリフォーム１００の３次元織物の第２の部分を形成する。次にステップ１０４０でプリフォームに少なくとも１つのフランジを形成する。１又はそれ以上のフランジを形成すると、ステップ１０５０においてプリフォームにコアを挿入する。ステップ１０６０において、プリフォーム及びコアを用いて翼形部形状を形成する。次にステップ１０７０において少なくとも１つのカバープレートをプリフォームに縫い付けるか又は取り付ける。ステップ１０８０においてプリフォーム及びカバープレートを金型内に置く。次にステップ１０９０において金型に樹脂を射出して硬化させる。その後、ステップ２０００においてコア１５０を例えば溶解によって除去する。
【００４７】
前述のように、クイックエンジン交換の実施形態は、一般に高い保守要件の故障部品及び摩耗部品を有するエンジン構成要素の交換を容易にする。
【００４８】
構造及び方法に関する上述の記載は、説明の目的で提示されている。この説明は、本発明を網羅すること、又は本発明を開示された厳密なステップ及び／又は形態に限定することを意図したものではなく、上述の教示に照らして多くの修正形態及び変形形態が実施可能であることは明らかである。本明細書で記載される特徴要素は、どのようにも組み合わせることができる。本明細書で記載される方法のステップは、物理的に実施可能なあらゆる順序で実施することができる。構造的プラットフォームを備えた出口ガイドベーンの特定の形態について例示し説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、添付の請求項によってのみ限定されることになる点を理解されたい。
【符号の説明】
【００４９】
３２  複合材出口ガイドベーン
４１  正圧側面と、
４２  負圧側面
４３  前縁
４４  後縁
１２０  外側フランジ
１２４  外側フランジ
１２２  内側フランジ
１２６  内側フランジ
１３０  内側カバープレート
１４０  外側カバープレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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