(57)【要約】  航空機（１）のエンジン用の空気取り入れユニット（３）であって、筒状ハウジング（４）と、この筒状ハウジング（４）のアウターウォール（６）を通って形成されると共にそれを経て外気を取り入れることができる第１の取り入れ開口（７）と、第１の取り入れ口（７）と係合する空気フィルター（８）と、筒状ハウジング（４）のアウターウォール（６）を通って形成されると共にそれを経て外気を取り入れることができる第２の取り入れ開口（９）と、第２の取り入れ開口（９）に結合されると共に、それが第２の取り入れ開口（９）を閉鎖する閉位置と、それが第２の取り入れ開口（９）を通る通路を開放状態とする開位置との間で動作可能であるシャッターデバイス（１０）と、シャッターデバイス（１０）を動作させるアクチュエータ（１１）とを具備する空気取り入れユニット（３）。
2020515470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１）のエンジン用の空気取り入れユニット（３）であって、前記空気取り入れユニット（３）は、
アウターウォール（６）を備えると共に、前部（１４）および後部（１５）を有する筒状ハウジング（４）と、
前記筒状ハウジング（４）の前記アウターウォール（６）を通る、前記後部（１５）に形成された少なくとも一つの第１の取り入れ開口（７）であって、それを経て前記エンジン（２）を運転するために必要な外気を取り入れることができる、少なくとも一つの第１の取り入れ開口（７）と、
前記筒状ハウジング（４）によって支持された少なくとも一つの空気フィルター（８）であって、前記第１の取り入れ開口（７）を通って流れる外気を濾過するために前記第１の取り入れ開口（７）と係合する、少なくとも一つの空気フィルター（８）と、
前記筒状ハウジング（４）の前記アウターウォール（６）を通る、前記前部（１４）に形成された少なくとも一つの第２の取り入れ開口（９）であって、前記少なくとも一つの第２の取り入れ開口（９）は、前記第１の取り入れ開口（７）および前記空気フィルター（８）から分離されかつそれらから独立しており、前記少なくとも一つの第２の取り入れ開口（９）を経て前記エンジン（２）を運転するために必要な外気を取り入れることができる、少なくとも一つの第２の取り入れ開口（９）と、
前記第２の取り入れ開口（９）に結合されたシャッターデバイス（１０）であって、前記シャッターデバイス（１０）は、それが前記第２の取り入れ開口（９）を閉鎖する閉位置と、それが前記第２の取り入れ開口（９）を通る通路を開放状態とする開位置との間で動作可能である、シャッターデバイス（１０）と、
前記シャッターデバイス（１０）を前記閉位置と前記開位置との間で動作させるアクチュエータ（１１）と、
を具備し、
前記空気フィルター（８）の濾過材料は、側壁の領域に配置され、軸方向および半径方向の両方において空気が交差することを可能にし、その前側および後側に、それぞれの自由な開口を有しており、
前記空気取り入れユニット（３）は、
前記第１の取り入れ開口（７）を備えた前記後部（１５）が円錐台形状を有し、かつ、
前記第１の取り入れ開口（７）と係合する前記空気フィルター（８）が円錐台形状を有し、かつ、
前記第２の取り入れ開口（９）が設けられた前記前部（１４）が仮帽形状である、空気取り入れユニット（３）。
【請求項２】
前記シャッターデバイス（１０）は前記筒状ハウジング（４）の内部に配置される、請求項１に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項３】
前記シャッターデバイス（１０）は、前記開位置と前記閉位置との間で移動可能なパーティション（１６）を具備する、請求項１または請求項２に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項４】
前記パーティション（１６）は、前記開位置と前記閉位置との間で回転軸線（１７）を中心として回転するようにヒンジ結合されている、請求項３に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項５】
前記回転軸線（１７）は、前記筒状ハウジング（４）の前後方向対称軸線（５）に対して直交する、請求項４に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項６】
前記回転軸線（１７）は、前記筒状ハウジング（４）の前後方向対称軸線（５）と同軸である、請求項４に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項７】
前記パーティション（１６）は、前記閉位置では前記第２の取り入れ開口（９）から離間しており、かつ、前記開位置では前記第２の取り入れ開口（９）と重なる貫通孔（１８）を備える、請求項６に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項８】
前記パーティション（１６）は、前記筒状ハウジング（４）の前記前部（１４）の形状を再現する仮帽形状であり、かつ、前記筒状ハウジング（４）の前記アウターウォール（６）と接触している前記筒状ハウジング（４）の前記前部（１４）の内部に配置される、請求項７に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項９】
筒状であるアウターボディ（９）を備え、前記アウターボディ（９）は円筒形状を有し、前記筒状ハウジング（４）が少なくとも部分的に、筒状の前記アウターボディ（９）に含まれるように、少なくとも部分的に、前記筒状ハウジング（４）を取り囲む、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１０】
前記アウターボディ（９）は前記筒状ハウジング（４）の後部（１５）のみを取り囲む、請求項９に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１１】
前記シャッターデバイス（１０）は少なくとも一つのパーティション（１６）を備え、前記少なくとも一つのパーティション（１６）は、前記開位置では、前記パーティション（１６）が前記筒状ハウジング（４）の完全に外部に配置されるように、前記筒状ハウジング（４）の外部に向かって開口する、請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１２】
前記開位置において、前記パーティション（１６）は、空気を前記第２の取り入れ開口に向けるディフレクターとして作用するように配置される、請求項１１に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１３】
前記アクチュエータ（１１）は、回転並進運動により、前記パーティション（１６）を前記開位置と前記閉位置との間で移動させる、請求項１１または請求項１２に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１４】
円錐形状を備えたデフレクターボディ（２０）を備え、前記デフレクターボディ（２０）は、前記筒状ハウジング（４）の内部に配置されると共に、前記取り入れ開口（９）に流入する空気を前記エンジン（２）の取り入れ口に向かって偏向させる、請求項１１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１５】
前記デフレクターボディ（２０）は逆楕円形状を有する、請求項１４に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１６】
前記デフレクターボディ（２０）は前記アクチュエータ（１１）を含む、請求項１４または請求項１５に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１７】
前記デフレクターボディ（２０）は、前記空気フィルター（８）の状態を監視するための少なくとも一つのセンサー（１３）を含む、請求項１４ないし請求項１６のいずれか１項に記載の空気取り入れユニット（３）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
この出願は２０１７年３月３０日に出願された伊国特許出願第１０２０１７００００３５３４１号の優先権を主張し、その開示は参照により本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、地球の大気中で人または物体の輸送を可能にする、空気中で停止しかつ移動することができる航空機、すなわち人類によって構築された機械のエンジン用の空気取り入れユニットに関する。
【０００３】
本発明はヘリコプターにおいて有利な用途を見出すが、これによって一般性が失われることなく、以下の説明において、それに対して明示的な参照がなされる。
【背景技術】
【０００４】
一般に、最新のヘリコプターには少なくとも一つのタービンエンジンが装備されており、タービンエンジンはブレードの複合体を動作させ、これによってヘリコプターは、垂直方向に昇降したり、飛行中に停止したり、横方向や前後方向に移動したりすることができる。タービンエンジンの前面には空気取り入れ口があり、それを経てタービンエンジンは、動作に必要な外気（つまり燃焼に必要な酸素を含む外気）を吸い込む。
【０００５】
一般に、空気取り入れ口は、鳥が空気取り入れ口に飛び込むのを防ぐ機能を果たす（１センチまたは２センチの範囲の）比較的大きなメッシュを備えた金属グリッドを備えることがある。まれに、空気取り入れ口とタービンエンジンとの間に、小さな不純物（ダストなど）を抑制するために、取り込まれた空気を濾過する機能を備えた空気フィルターが配置されることがあるが、これは、長期的には、タービンエンジンの早期損耗を引き起こす可能性がある。空気フィルターの使用は一般に回避される。というのは、空気フィルターは、タービンエンジンの性能に重大な悪影響を与える充填損失を引き起こし、しかも空気フィルターは地面の近くでのみ有用であることが判明しているからである。実際のところ、不純物は重力により下向きに移動する傾向があるため、それらは地面の近くでのみ空気中に存在し、特定の高さ（すなわち地面から５０〜７０メートル以上）では空気は不純物を全く含んでいない。結果として、空気フィルターは、ヘリコプターが、例えば砂漠地帯などの、ダストの多い地域で稼働する（特に離陸または着陸する）場合にのみ取り付けられる。
【０００６】
だが、フィルターを持たないことで、離着陸時（すなわちヘリコプターが地面に近い場合）に燃焼室に異物が存在することで引き起こされる激しい摩耗に起因して、エンジンのメンテナンスコストが一般に高くなることが判明している。実際、ヘリコプターが離陸して（アスファルト表面などを持つ）ヘリポートに着陸した場合でも、ブレードの回転によって生成された気流が必然的に上昇し、常に外部環境に存在する不純物（基本的にはダストおよび小さな破片）を周囲に拡散させる。
【０００７】
特許文献１には、円筒形のヘリコプター用空気フィルターが記載されているが、当該フィルターは前方に前部を備えており、これは仮帽（オジーブ）形状であり、閉位置（環状形状のバイパス空気取り入れ口を通って空気が流れるのを防止する）と開位置（空気がバイパス空気取り入れ口を通って流れることを可能にする）との間で軸方向に動作可能である。言い換えれば、前部が前方位置に配置されると、空気はバイパス空気取り入れ口を通って流れることができ、これにより濾過材料を通って流れることが回避される。
【０００８】
特許文献２は、円錐台形状を有し、前方に、モーター駆動アクチュエータによって制御される可動ドアによって調整されるバイパス空気取り入れ口を備えたヘリコプター用の別な空気フィルターが記載されている。ドアが開くと、空気はバイパス空気取り入れ口を通って流れることができるため、濾過材料を通って流れることが回避される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０９２７９８号明細書
【特許文献２】米国特許第３４８３６７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、性能を低下させることなく、ダストが多い地域でさえも航空機が安全に稼働することを可能とする、航空機エンジン用の空気取り入れユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、特許請求の範囲に記載された航空機エンジン用の空気取り入れユニットが提供される。
【００１２】
特許請求の範囲は、本発明の好ましい実施形態を説明し、かつ、説明の不可欠な部分を形成する。
【００１３】
以下、本発明について、その非限定的な実施形態を示す添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による対応する空気取り入れユニットを備えた一対のツインタービンエンジンを備えたヘリコプターの概略側面図である。
【図２】本発明による対応する空気取り入れユニットを備えた一対のツインタービンエンジンを備えたヘリコプターの概略正面図である。
【図３】本発明による対応する空気取り入れユニットを備えた一対のツインタービンエンジンを備えたヘリコプターの概略上面図である。
【図４】シャッターデバイスが閉位置にある状態での図１の空気取り入れユニットの概略前後方向断面図である。
【図５】シャッターデバイスが開位置にある状態での図４の空気取り入れユニットの概略前後方向断面図である。
【図６】シャッターデバイスが閉位置にある状態での図４の空気取り入れユニットの概略前後方向断面図である。
【図７】シャッターデバイスが開位置にある状態での図６の空気取り入れユニットの概略前後方向断面図である。
【図８】シャッターデバイスが閉位置にある状態での図６の空気取り入れユニットの概略正面図である。
【図９】シャッターデバイスが開位置にある状態での図６の空気取り入れユニットの概略正面図である。
【図１０】図６の空気取り入れユニットのシャッターデバイスの要素の概略斜視図である。
【図１１】図１の空気取り入れユニットの代替実施形態の概略前後方向断面図である。
【図１２】図１の空気取り入れユニットの代替実施形態の概略前後方向断面図である。
【図１３】図１の空気取り入れユニットの代替実施形態の概略前後方向断面図である。
【図１４】シャッターデバイスが閉位置にある状態での図１の空気取り入れユニットの異なる実施形態の概略前後方向断面図である。
【図１５】シャッターデバイスが開位置にある状態での、かつ、各変形例による、図１４の空気取り入れユニットの概略前後方向断面図である。
【図１６】シャッターデバイスが開位置にある状態での、かつ、各変形例による、図１４の空気取り入れユニットの概略前後方向断面図である。
【図１７】シャッターデバイスが開位置にある状態での、かつ、各変形例による、図１４の空気取り入れユニットの概略前後方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１、図２および図３において、参照符号１は、全体として、ブレードの複合体を動作させる二つのツインタービンエンジン２を備えたヘリコプターを示しており、これは、ヘリコプターが垂直方向に昇降し、飛行中に静止し、側方および前後に移動することを可能にする。
【００１６】
各タービンエンジン２は、前方に空気取り入れ開口（それを経てタービンエンジン２は作動に必要な外気を、すなわち燃焼に必要な酸素を含む外気を取り入れる）を、そして後方に排気開口（それを経てタービンエンジン２は燃焼により生成された排気ガスを排出する）を有する筒状ハウジングを備える。各タービンエンジン２の空気取り入れ開口の領域には、タービンエンジン２によって取り込まれた空気がそれを経て流れる空気取り入れユニット３が存在する。
【００１７】
図４および図５によれば、空気取り入れユニット３は筒状ハウジング４を備え、筒状ハウジング４は前後方向対称軸線５を有すると共にアウターウォール６を備え、アウターウォール６は筒状ハウジング４によって取り囲まれる空間を画定する。
【００１８】
空気取り入れユニット３は取り入れ開口７を備えており、これは、筒状ハウジング４のアウターウォール６を貫通して形成されると共に、それを経てタービンエンジン２の運転に必要な外気を取り入れることができる。言い換えれば、タービンエンジン２の運転に必要な外気は、筒状ハウジング４内に入り、取り入れ開口７を通って流れることができ、そしていったん筒状ハウジング４内に入るとタービンエンジン２に到達することができる。図４に示す実施形態では、取り入れユニット３は単一の取り入れ開口７を含むが、完全に同等ではあるがここに示されていない他の実施形態によれば、取り入れユニット３は互いに並んで配置された異なる取り入れ開口７を含む。
【００１９】
空気取り入れユニット３は空気フィルター８を備え、この空気フィルター８は、筒状ハウジング４によって支持されると共に、取り入れ開口７と完全に係合して、筒状ハウジング４に進入しながら取り入れ開口７を通って流れる外気を濾過する。換言すれば、空気フィルター８は、隙間なく取り入れ開口７に係合するように取り入れ開口７の形状を再現し、これによって、筒状ハウジング４に進入しながら取り入れ開口７を通って流れる全ての空気を濾過する。図面に示される実施形態では、空気フィルター８は筒状の形状を有する（ここで、濾過材料は側壁の領域に配置される）。好ましくは、空気フィルター８は、（アルミニウム、プラスチック材料または複合材料製の）円筒形状または円錐台形状を有する支持フレームを備えるが、これは、筒状ハウジング４のアウターウォール６に固定され、（例えば、濾過材料に形状および抵抗を与える、薄い金属ネットの二つの層間に封入された布、綿不織布またはその他の繊維から形成された）濾過材料の異なる湾曲パネルを支持する。
【００２０】
空気フィルター８の濾過材料は軸方向および半径方向の両方において空気の通過（流れ、交差、取り入れ）を許容することが強調されるべきであり、これは、軸方向（すなわち前後方向対称軸線５と平行方向）および半径方向（すなわち前後方向対称軸線５と垂直方向）の両方向に流れる空気が濾過材料を通過できることを意味する。
【００２１】
取り入れユニット３は一対の取り入れ開口９を備えるが、これはそれぞれ筒状ハウジング４のアウターウォール６を貫通して形成されると共に、取り入れ開口７および空気フィルター８から完全に分離しかつ独立している。取り入れ開口９を経て、タービンエンジン２の運転のために必要な外気を取り入れることができる。換言すれば、タービンエンジン２の運転のために必要な外気は、取り入れ開口９を通って流れ、筒状ハウジング４内に入ることができ、そして筒状ハウジング４内に入ると、それはタービンエンジン２に到達することができる。図４に示す実施形態では、取り入れユニット３は二つの取り入れ開口９を備えるが、完全に同等ではあってもここに示されていない他の実施形態によれば、取り入れユニット３は、単一の取り入れ開口９または互いに並んで配置された二つ以上の取り入れ開口９を備える。
【００２２】
既に述べたように、空気フィルター８は、濾過材料が側壁の領域に配置される筒状の形状を有し、前部および後部にそれぞれの自由開口を有する。前部開口は二つの取り入れ開口９から来る空気の通過を可能とし、一方、後部開口は、取り入れられた空気がタービンエンジン２に向かって流れることを可能とする。
【００２３】
取り入れユニット３はシャッターデバイス１０を備え、これは筒状ハウジング４内に配置され、それが（取り入れ開口９から空気が流入するのを防ぐために）取り入れ開口９を閉鎖する（図４に示す）閉位置と、それが（取り入れ開口９を通って空気が流れることを可能とするために）取り入れ開口９を通る通路を開放状態とする（図５に示す）閉位置との間で動作可能である。
【００２４】
最後に、取り入れユニット３は、閉位置と開位置との間でシャッターデバイス１０を動作させるアクチュエータ１１（例えば、電気モーターあるいは空気圧または油圧シリンダー）を備える。
【００２５】
シャッターデバイス１０が（図４に示す）閉位置にあるときには、外気は、取り入れ開口７を通って流れることによってのみ、したがって空気フィルター８を通過することによってのみ、筒状ハウジング４に入ることが（したがってタービンエンジン２に到達することが）できる。一方、シャッターデバイス１０が（図５に示す）開位置にあるときには、取り入れ開口７を通って流れることによって、したがって空気フィルター８を通過することによって、そして取り入れ開口９を通って流れることによって、したがって空気フィルター８を通って流れることなく、外気は筒状ハウジング４内に入ることが（したがってタービンエンジン２に到達することが）できる（取り入れ開口９には濾過材料が設けられないために、それは空気の通過にとって障害となるものを持たない）。明らかに、シャッターデバイス１０が（図５に示す）開位置にあるとき、タービンエンジン２に到達するために筒状ハウジング４内に入るほとんど全ての空気は、取り入れ開口９を通って流れることにより充填損失がより小さくなるので、空気フィルター８によって係合された取り入れ開口７ではなく、取り入れ開口９を通って流れる。
【００２６】
シャッターデバイス１０が（図４に示す）閉位置にあるとき、取り込まれた空気は必然的に取り入れ開口７を通り、そして空気フィルター８を通って流れる。したがって、空気中に存在する可能性がある不純物は空気フィルター８によって抑制される。だが、他方で、空気フィルター８を通過することにより、取り込まれた空気に関して、タービンエンジン２の性能を脅かす充填損失が決定される。代わりに、シャッターデバイス１０が（図５に示す）開位置にあるとき、取り込まれた空気は、主に、取り入れ開口９を通って流れ、空気中に存在する可能性のある不純物は空気フィルター８によって抑制されない。したがって、取り込まれた空気の充填損失はないが、他方で、空気中に存在する可能性のある不純物は空気フィルター８によって抑制されない。
【００２７】
図４および図５によれば電子制御ユニット１２が設けられ、これは、空気取り入れユニット３の動作を制御し、とりわけ、それがシャッターデバイス１０を（図４に示す）閉位置と（図５に示す）開位置との間で動作させるようにアクチュエータ１１を制御する。特に、ヘリコプター１が地面に近いとき（離陸または着陸中あるいは低空で停止するとき）、取り込まれた空気は（おそらく）不純物を含む可能性があり、したがってシャッターデバイス１０は、取り込まれた空気を濾過するために、電子制御ユニット１２によって閉位置へと動作させられ、そこで維持される。他方、ヘリコプター１が高空を飛ぶとき（すなわち、例えば数十メートルの高度で地面から遠く離れるとき）、取り込まれる空気は不純物をほとんど含まないため、シャッターデバイス１０は、タービンエンジン２の性能を（無用に）脅かすことを避けるために、電子制御ユニット１２によって開位置へと動作させられ、そこで維持される。
【００２８】
さらに、電子制御ユニット１２は圧力センサー１３に接続されるが、当該センサーは、空気フィルター８の濾過材料の下流で筒状ハウジング４内に配置されると共に、空気フィルター８を通過した後に取り込まれた空気の圧力を測定する。圧力センサー１３によって測定された、取り込まれた空気の圧力が閾値を下回ると、シャッターデバイス１０は、ヘリコプター１の地面への近接に関係なく、電子制御ユニット１２によって（図５に示す）開位置へと動作させられ、そこで維持される。言い換えると、圧力センサー１３によって測定された、取り込まれた空気の圧力は空気フィルター８の目詰まりを示す。というのは、空気フィルター８が目詰まりすればするほど、取り込まれる空気の圧力は低くなるからである。したがって、空気フィルター８が過度に目詰まりした場合、すなわち、圧力センサー１３によって測定された、取り込まれた空気の圧力が閾値未満である場合、シャッターデバイス１０は、タービンエンジン２の性能を過度に脅かすことを避けるために、電子制御ユニット１２により、（図５に示す）開位置へと動作させられ。そこで維持される。
【００２９】
図面に示された実施形態では、筒状ハウジング４は、仮帽（オジーブ）形状であってかつそれを通って取り入れ開口９が形成される前部１４と、円錐台形状を有すると共にそれを通って取り入れ開口７が形成される後部１５とを有する。したがって、図面に示された実施形態では、取り入れ開口９は前方位置に、したがって後方位置に配置されている取り入れ開口７の前方に配置される。本明細書に示されていない他の実施形態によれば、取り入れ開口７は前方位置に配置され、したがって、後方位置に配置された取り入れ開口９の前方に配置される。ヘリコプター１が前方に移動すると、前方位置は、同じ表面を仮定した場合、開口がより多くの量の空気を捕らえることを可能とし、したがって前方位置に配置された取り入れ開口９は後方位置に配置された取り入れ開口７よりも、よりその恩恵を受けることが指摘されるべきである。
【００３０】
前部１４の仮帽（オジーブ）形状は、最小の流体力学的抵抗（すなわち優れた空気力学的通過）をもたらすように設計されたテーパー面を呈している。一般に、前部１４の仮帽（オジーブ）形状は軸対称であり、円筒部の母線に接する円弧または別の日時計線の、前後方向軸線５の周りの回転により得られる。それは、発射体自体にテーパー形状を付与するという目的を果たす。可能な実施形態によれば、前部１４の仮帽（オジーブ）形状はまた、前後方向軸線５の周りで完全な対称性を有していなくてもよく、これは、それがわずかに平坦化され得ることを意味する。言い換えれば、前部１４の仮帽（オジーブ）形状はまた、前後方向軸線５の周りの完全な対称性を伴わずに変形されてもよい。
【００３１】
要約すると、筒状ハウジング４は、全体として、ヘリコプター１の飛行方向に平行な前後方向対称軸線５を有する円錐形状を有する。円錐形状の筒状ハウジング４は、それを貫通して取り入れ開口９が形成される仮帽（オジーブ）形状の前部１４と、それを貫通して空気フィルター８によって係合される取り入れ開口７が形成される円錐台形状の後部１５とを備える。空気フィルター８の円錐台形状は、同じ外寸を仮定すれば、濾過表面を増大させ、動きの方向に垂直なフィルター表面の投影をもたらす。したがって、上記濾過表面はヘリコプター１の速度から圧力を回復することができる（すなわち、それは、ヘリコプター１の前進によって発生する動圧を利用して静的取り入れ圧力を高める、いわゆる「ＲＡＭ」効果の恩恵を受けることができる）。前部１４の仮帽（オジーブ）形状は、システムが濾過形態である場合に、空気取り入れユニット３の空気力学的抵抗を減少させる。さらに、仮帽（オジーブ）形状の前部１４に形成された取り入れ開口９は、ヘリコプター１の速度から（したがって、ヘリコプターの前進により発生する動圧を利用して静的取り入れ圧力を高める、いわゆる「ＲＡＭ」効果を利用して）圧力が回復されることを可能にする。
【００３２】
空気フィルター８は、この空気フィルター８の濾過材料が軸方向および半径方向の両方向に空気の通過を可能にするという事実によって、ヘリコプター１の速度から、より大きな圧力を回復できる（すなわち、ヘリコプター１の前進によって生じる動圧を利用して静的取り入れ圧力を増大させる、いわゆる「ＲＡＭ」効果の恩恵を受けることができる）ことが指摘されるべきである。
【００３３】
図面に示されている実施形態では、筒状ハウジング４の後部１５は円錐台の形状を有している。結果として、取り入れ開口７および取り入れ開口７に係合する空気フィルター８は、同様に、（前部の小さな底部と後部の大きな底部とを備えた）円錐台形状を有する。本明細書に示されていない異なる実施形態によれば、筒状ハウジング４の後部１５は円筒形状を有する。結果として、取り入れ開口７および取り入れ開口７に係合する空気フィルター８も同様に円筒形状を有する。
【００３４】
シャッターデバイス１０は、各取り入れ開口９に関して、（図４に示す）開位置と（図５に示す）閉位置との間で動作可能な対応するパーティション１６を備える。特に、各パーティション１６は、開位置と閉位置との間で、回転軸線１７の周りを回転するようにヒンジ結合されている。
【００３５】
図４および図５に示す実施形態では、二つのパーティション１６は互いに分離しており（すなわち、それらは独自の可動部材を有するそれぞれの構成要素からなり）、互いに平行であってかつ筒状ハウジング４の前後方向対象軸線５と直交する、それぞれの回転軸線１７の周りを回転する。基本的に、図４および図５に示す実施形態では、各パーティション１６は、対応する取り入れ開口９の形状を再現するパネルであり、あるいは取り入れ開口９自体よりもわずかに大きい。
【００３６】
図６ないし図１０に示す実施形態では、二つのパーティション１６は、仮帽（オジーブ）形状を有する（すなわち筒状ハウジング４の前部１４のような形状とされた）（図１０に別個に示す）単一の筒状ボディを形成し、これは、筒状ハウジング４のアウターウォール６と接触状態である筒状ハウジング４の前部１４内に配置される。この実施形態では、二つのパーティション１６の回転軸線１７は、筒状ハウジング４の前後方向軸線５と同軸である。さらに、この実施形態では、各パーティション１６は貫通孔１８を備えるが、これは、（図６および図８に示す）閉位置では、対応する取り入れ開口９から離れており、かつ、（図７および図９に示す）開位置では、対応する取り入れ開口９と重なる。
【００３７】
可能な（拘束力のない）実施形態によれば、各空気取り入れ口９の領域には、空気取り入れ口内に鳥が飛び込むのを防止する役割を果たす（１または２センチメートルの範囲の）比較的大きなメッシュを備えた金属グリッドを配置することができる。
【００３８】
図１１、図１２および図１３に示される代替実施形態では、空気取り入れユニット３は、筒状ハウジング４を少なくとも部分的に囲む円筒形状のアウター筒状ボディ１９を備える。図１１に示される実施形態では、アウターボディ１９は、筒状ハウジング４を完全に囲む（すなわち筒状ハウジング４全体がアウターボディ１９内に収容される）が、図１２および図１３に示される実施形態では、アウターボディ１９は、筒状ハウジング４を部分的にのみ取り囲む（すなわち筒状ハウジング４の一部のみがアウターボディ１９内に収容される）。特に、アウターボディ１９は、筒状ハウジング４の少なくとも後部１５を含み、この結果、空気フィルター８（すなわち取り入れ開口７）はアウターボディ１９内に含まれる。アウターボディ１９の機能は、空気フィルター８の効率を高めるために（すなわち空気フィルター８を通って流れる空気流量を増大させるために）空気フィルター８の近くで動圧を増大させることである。アウターボディ１９は、（図１１および図１２から分かるように）空気フィルター８の最大外径に等しい内径を有することができ、あるいは（図１３から分かるように）空気フィルター８の最大外径よりも大きな内径を有することができる。明らかに、アウターボディ１９の存在は、図４および図５に示されるパーティション１６の形態および図６ないし図１０に示されるパーティション１６の形態の両方と組み合わせることができる。
【００３９】
図４ないし図１３に示す実施形態では、取り入れ開口９と係合するパーティション１６は、筒状ハウジング４の内部に向かって開いており、これは、開位置では、パーティション１６が筒状ハウジング４の完全に内側にあることを意味する。図１４ないし図１７に示す代替実施形態では、取り入れ開口９と係合するパーティション１６は、筒状ハウジング４の外部に向かって開いており、これは、開位置では、パーティション１６が筒状ハウジング４の完全に外側にあることを意味する。筒状ハウジング４の外部に向かってパーティション１６を開くことにより、筒状ハウジング４内に進入する空気による克服されるべき障害が低減される。なぜなら、（筒状ハウジング４の完全に外側にある）パーティション１６は、筒状ハウジング４内の空気の流れに決して干渉しないからである。さらに、筒状ハウジング４の外側に向かってパーティション１６を開くことにより、取り入れ開口９内に入る空気の量が増大する。なぜなら、（筒状ハウジング４の完全に外側にある）パーティション１６は、空気を取り入れ開口９に向けるディフレクターのように機能するからである。
【００４０】
好ましい実施形態によれば、筒状ハウジング４の内側には、取り入れ開口９から入ってくる空気をエンジン２の取り入れ口に向けて偏向させるデフレクターボディ２０が配置される。換言すれば、取り入れ開口９から入る空気の移動方向は、かなりの半径方向成分を有する傾向があり、そしてデフレクターボディ２０の機能は、取り入れ開口９から入る空気の移動方向が軸方向成分のみを持つようにし、これによって乱流の発生を最小限に抑えることである（これは取り入れ開口９から入る空気流量を減少させる）。筒状ハウジング４の内側には、（例えば、図面から分かるように逆楕円形を有する）円錐形のデフレクターボディ２０が挿入されており、これは、取り入れ開口９からの空気流をエンジン２の取り入れ口９に導き、乱流、特に「静的な」空気（つまり、流れの影響を直接受けない領域にある空気）の可能性のある部分によって発生する乱流を制限（ゼロまで低減）する。
【００４１】
好ましい実施形態によれば、デフレクターボディ２０（最も一般的な形態では円錐に似ている）は、シャッターデバイス１０のパーティション１６を閉位置と開位置との間で動作させるアクチュエータ１１を収容するためにも使用される。さらに、デフレクターボディ２０はまた、空気フィルター８の状態の監視に必要なセンサー（例えば、空気フィルター８の濾過材料の下流で筒状ハウジング４に配置されかつ空気フィルター８を通過した後に、取り込まれた空気の圧力を測定するように設計された圧力センサー１３）を収容するためにも使用できる。
【００４２】
（図１４に示す）閉位置から（図１５、図１６および図１７に示す）開位置への、およびその逆方向へのパーティション１６の動作（すなわちパーティション１６の開閉）は、（図１５に示す）回転並進運動によって、（図１６に示す）単なる回転運動によって、または（図１７に示す）単なる並進運動によって実施することができる。一般に、（図１５に示す）回転並進運動が望ましい。というのは、これは、単純なヒンジでは（または、さらに悪いことに単純な平行運動では）ほとんど正確に動作しない二重曲率パーティション１６の使用を可能にするからである。この点に関して、二重曲率は筒状ハウジング４の全体的な空気力学的挙動を最適化するために重要であることが指摘されるべきである。
【００４３】
（図１５に示す）回転並進運動または（図１６に示す）単なる回転回転運動の場合、各パーティション１６は回転軸線１７を中心として開位置と閉位置との間で回転するが、回転軸線１７は、筒状ハウジング４の前後方向対称軸線５と直交し、かつ、パーティション１６の後端の領域に配置される。明らかに、各回転軸線１７は、固定（図１６に示す単なる回転運動）または可動（図１５に示す回転並進運動）とすることができる。
【００４４】
計算流体力学解析により、特に高い飛行速度の場合、筒状ハウジング４の内側に向かって開いているパーティション１６が存在すると、空気流が取り入れ開口９に入るのは難しいことが分かる。なぜなら、空気流は、開位置に立つパーティション１６によって（すなわち筒状ハウジング４の内側に引き込まれたパーティション１６によって）筒状ハウジング４の内部に生じる乱流により悪影響を受けるからである。さらに、筒状ハウジング４の外側に向かう動きによって、パーティション１６は、空気を取り入れ開口９に向ける流れディフレクターとなる。
【００４５】
筒状ハウジング４の外側に向かって開くパーティション１６およびデフレクターボディ２０の存在に起因して、筒状ハウジング４の外側空気力学的最適化による濾過条件下で（すなわちパーティション１６が閉位置にあり、かつ、取り込まれた空気が空気フィルター８によって係合された取り入れ開口７を通って流れる状態で）、そして（さらに有利な様式において）自由な取り入れ条件下で（すなわちパーティション１６が開位置にあり、かつ、取り込まれた空気が可能な限り大量に取り入れ開口９を通って流れる状態で）高い性能を得ることができ、これによって消費量が削減され、エンジン２の性能が改善される。
【００４６】
図面に単なる例として示されている実施形態はタービンエンジン２に関するが、本発明は、その他のタイプの航空機エンジンに有利な用途を見出すことができる。
【００４７】
上記の空気取り入れユニット３はヘリコプター１のメインエンジンまたは補助動力ユニット（ＡＰＵ）の補助エンジンに結合できることに留意されたい。言い換えれば、上記の空気取り入れユニット３は、ヘリコプター１のエンジンの運転のために外部から新鮮な空気を吸い込む必要がある、あらゆる状況で使用することができる。
【００４８】
図面に単なる例として示されている実施形態はヘリコプター１に関するが、本発明はあらゆるタイプの航空機、したがって飛行機にも有利な用途を見出すことができる。
【００４９】
本明細書に記載された実施形態は、この理由のために本発明の保護範囲を超えることなく、互いに組み合わせることができる。
【００５０】
上述した空気取り入れユニット３には数多くの利点がある。
【００５１】
まず、上記の空気取り入れユニット３は、空気フィルター８の存在によって、航空機１がダストの多い領域（したがって、地面に近い空気に、自然風および航空機の動きによって発生した気流の両方によってまき上がった不純物が多く含まれる領域）で安全に動作することを可能にするが、空気フィルター８は、必要なときに、タービンエンジン２によって取り込まれた空気を予防的に濾過するために（シャッターデバイス１０を閉位置まで動作させることによって）機能させられる。
【００５２】
さらに、上記の空気取り入れユニット３は、その性能が脅かされることなく、ほぼ全飛行にわたって動作することができる。なぜなら、航空機１が高空を（すなわち、地面から比較的離れた位置を）飛行するとき、（開位置へとシャッターデバイス１０を動作させることによって）空気フィルター８はバイパスされるからである。
【００５３】
空気フィルター８の円錐台形状のために、空気フィルター８を経て（すなわち取り入れ開口７を経て）取り込まれた空気は、（「ＲＡＭ」効果とも呼ばれる）動的効果の恩恵を受けることができ、これによってヘリコプターの前進によって生じる動圧を利用して静的空気取り入れ圧力を増大させることができる。同様に、取り入れ開口９の前方位置のために、取り入れ開口９から取り込まれる空気もまた（明らかに、シャッターデバイス１０が開位置にある場合）（「ＲＡＭ」効果とも呼ばれる）動的効果の恩恵を受けることができ、これによってヘリコプターの前進によって生じる動圧を利用して静的空気取り入れ圧力を増大させることができる。このようにして、シャッターデバイス１０が開位置にあるときおよびシャッターデバイス１０が閉位置にあるときの両方において、空気取り入れユニット３の取り入れ効率は常に高い。
【００５４】
さらに、シャッターデバイス１０が閉位置にあるとき、仮帽（オジーブ）形状の前部１４は、空気取り入れユニット３の空気力学的抵抗の最小化と、空気フィルター８の領域での渦の発生の低減の両方を実現する（渦気流は、ヘリコプター１の前方への移動によって生成される動圧を利用して静的取り入れ圧力を増加させる動的効果、「ＲＡＭ」効果を大幅に減少させる）。
【００５５】
要約すると、上記の空気取り入れユニット３は、取り入れ開口７を通って（すなわち空気フィルター８を通って）流れる空気および取り入れ開口９を通って流れる（すなわち空気フィルター８をバイパスする）空気の両方に関して、動的効果（「ＲＡＭ」効果）の最適化をもたらし、したがって、両条件で同時に空気力学的抵抗を最小化する。
【００５６】
最後に、上述した空気取り入れユニット３は、シャッターデバイス１０の動作が簡単な方法でかつ市場で入手可能なコンポーネントを用いて実現できるため、製造が容易かつ安価である。
【符号の説明】
【００５７】
１  ヘリコプター
２  エンジン
３  空気取り入れユニット
４  筒状ハウジング
５  前後方向軸線
６  アウターウォール
７  取り入れ開口
８  空気フィルター
９  取り入れ開口
１０  シャッターデバイス
１１  アクチュエータ
１２  電子制御ユニット
１３  圧力センサー
１４  前部
１５  後部
１６  パーティション
１７  回転軸線
１８  貫通穴
１９  アウターボディ
２０  デフレクターボディ
【図１】
2020515470.tif 000003
【図２】
2020515470.tif 000004
【図３】
2020515470.tif 000005
【図４】
2020515470.tif 000006
【図５】
2020515470.tif 000007
【図６】
2020515470.tif 000008
【図７】
2020515470.tif 000009
【図８】
2020515470.tif 000010
【図９】
2020515470.tif 000011
【図１０】
2020515470.tif 000012
【図１１】
2020515470.tif 000013
【図１２】
2020515470.tif 000014
【図１３】
2020515470.tif 000015
【図１４】
2020515470.tif 000016
【図１５】
2020515470.tif 000017
【図１６】
2020515470.tif 000018
【図１７】
2020515470.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月1日(2019.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
特許文献２は、円錐台形状を有し、前方に、モーター駆動アクチュエータによって制御される可動ドアによって調整されるバイパス空気取り入れ口を備えたヘリコプター用の別な空気フィルターが記載されている。ドアが開くと、空気はバイパス空気取り入れ口を通って流れることができるため、濾過材料を通って流れることが回避される。特許文献３には、ヘリコプター用の空気フィルター、すなわちヘリコプターのパワープラントの取り入れ口に流入する空気を濾過するためのフィルターが記載されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０９２７９８号明細書
【特許文献２】米国特許第３４８３６７６号明細書
【特許文献３】米国特許第３０１６１０９号明細書
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
（図１５に示す）回転並進運動または（図１６に示す）単なる回転運動の場合、各パーティション１６は回転軸線１７を中心として開位置と閉位置との間で回転するが、回転軸線１７は、筒状ハウジング４の前後方向対称軸線５と直交し、かつ、パーティション１６の後端の領域に配置される。明らかに、各回転軸線１７は、固定（図１６に示す単なる回転運動）または可動（図１５に示す回転並進運動）とすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１）のエンジン用の空気取り入れユニット（３）であって、前記空気取り入れユニット（３）は、
前後方向対称軸線（５）を有する筒状ハウジング（４）であって、前記筒状ハウジング（４）によって取り囲まれる空間を画定するアウターウォール（６）を備えると共に、前部（１４）および後部（１５）を有する筒状ハウジング（４）と、
前記筒状ハウジング（４）の前記アウターウォール（６）を通る、前記後部（１５）に形成された少なくとも一つの第１の取り入れ開口（７）であって、それを経て前記エンジン（２）を運転するために必要な外気を取り入れることができる、少なくとも一つの第１の取り入れ開口（７）と、
前記筒状ハウジング（４）によって支持された少なくとも一つの空気フィルター（８）であって、前記第１の取り入れ開口（７）を通って流れる外気を濾過するために前記第１の取り入れ開口（７）と係合する、少なくとも一つの空気フィルター（８）と、
前記筒状ハウジング（４）の前記アウターウォール（６）を通る、前記前部（１４）に形成された少なくとも一つの第２の取り入れ開口（９）であって、前記少なくとも一つの第２の取り入れ開口（９）は、前記第１の取り入れ開口（７）および前記空気フィルター（８）から分離されかつそれらから独立しており、前記少なくとも一つの第２の取り入れ開口（９）を経て前記エンジン（２）を運転するために必要な外気を取り入れることができる、少なくとも一つの第２の取り入れ開口（９）と、
前記第２の取り入れ開口（９）に結合されたシャッターデバイス（１０）であって、前記シャッターデバイス（１０）は、それが前記第２の取り入れ開口（９）を閉鎖する閉位置と、それが前記第２の取り入れ開口（９）を通る通路を開放状態とする開位置との間で動作可能である、シャッターデバイス（１０）と、
前記シャッターデバイス（１０）を前記閉位置と前記開位置との間で動作させるアクチュエータ（１１）と、
を具備し、
前記空気フィルター（８）の濾過材料は、前記空気フィルター（８）の側壁の領域に配置され、前記前後方向対称軸線（５）に関して軸方向および半径方向の両方において空気が交差することを可能にし、その前側および後側に、それぞれの自由な開口を有しており、
前記空気取り入れユニット（３）は、
前記第１の取り入れ開口（７）を備えた前記後部（１５）が円錐台形状を有し、かつ、
前記第１の取り入れ開口（７）と係合する前記空気フィルター（８）が円錐台形状を有し、かつ、
前記第２の取り入れ開口（９）が設けられた前記前部（１４）が仮帽形状である、空気取り入れユニット（３）。
【請求項２】
前記シャッターデバイス（１０）は前記筒状ハウジング（４）の内部に配置される、請求項１に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項３】
前記シャッターデバイス（１０）は、前記開位置と前記閉位置との間で移動可能なパーティション（１６）を具備する、請求項１または請求項２に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項４】
前記パーティション（１６）は、前記開位置と前記閉位置との間で回転軸線（１７）を中心として回転するようにヒンジ結合されている、請求項３に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項５】
前記回転軸線（１７）は、前記筒状ハウジング（４）の前後方向対称軸線（５）に対して直交する、請求項４に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項６】
前記回転軸線（１７）は、前記筒状ハウジング（４）の前後方向対称軸線（５）と同軸である、請求項４に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項７】
前記パーティション（１６）は、前記閉位置では前記第２の取り入れ開口（９）から離間しており、かつ、前記開位置では前記第２の取り入れ開口（９）と重なる貫通孔（１８）を備える、請求項６に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項８】
前記パーティション（１６）は、前記筒状ハウジング（４）の前記前部（１４）の形状を再現する仮帽形状であり、かつ、前記筒状ハウジング（４）の前記アウターウォール（６）と接触している前記筒状ハウジング（４）の前記前部（１４）の内部に配置される、請求項７に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項９】
筒状であるアウターボディ（９）を備え、前記アウターボディ（９）は円筒形状を有し、前記筒状ハウジング（４）が少なくとも部分的に、筒状の前記アウターボディ（９）に含まれるように、少なくとも部分的に、前記筒状ハウジング（４）を取り囲む、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１０】
前記アウターボディ（９）は前記筒状ハウジング（４）の後部（１５）のみを取り囲む、請求項９に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１１】
前記シャッターデバイス（１０）は少なくとも一つのパーティション（１６）を備え、前記少なくとも一つのパーティション（１６）は、前記開位置では、前記パーティション（１６）が前記筒状ハウジング（４）の完全に外部に配置されるように、前記筒状ハウジング（４）の外部に向かって開口する、請求項３ないし請求項５のいずれか１項に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１２】
前記開位置において、前記パーティション（１６）は、空気を前記第２の取り入れ開口に向けるディフレクターとして作用するように配置される、請求項１１に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１３】
前記アクチュエータ（１１）は、回転並進運動により、前記パーティション（１６）を前記開位置と前記閉位置との間で移動させる、請求項１１または請求項１２に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１４】
円錐形状を備えたデフレクターボディ（２０）を備え、前記デフレクターボディ（２０）は、前記筒状ハウジング（４）の内部に配置されると共に、前記取り入れ開口（９）に流入する空気を前記エンジン（２）の取り入れ口に向かって偏向させる、請求項１１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１５】
前記デフレクターボディ（２０）は逆楕円形状を有する、請求項１４に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１６】
前記デフレクターボディ（２０）は前記アクチュエータ（１１）を含む、請求項１４または請求項１５に記載の空気取り入れユニット（３）。
【請求項１７】
前記デフレクターボディ（２０）は、前記空気フィルター（８）の状態を監視するための少なくとも一つのセンサー（１３）を含む、請求項１４ないし請求項１６のいずれか１項に記載の空気取り入れユニット（３）。
【国際調査報告】
2020515470.tif 000020
2020515470.tif 000021
2020515470.tif 000022