特許 6333558 ガスタービン排気ノイズ低減

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6333558

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】ガスタービン排気ノイズ低減

(51)【国際特許分類】

   F02K 1/46 20060101AFI20180521BHJP

   F02K 1/12 20060101ALI20180521BHJP

   F01D 25/30 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   F02K1/46

   F02K1/12

   F01D25/30 D

【請求項の数】20

【外国語出願】

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-7931(P2014-7931)

(22)【出願日】2014年1月20日

(65)【公開番号】特開2014-139437(P2014-139437A)

(43)【公開日】2014年7月31日

【審査請求日】2016年12月21日

(31)【優先権主張番号】13/746,006

(32)【優先日】2013年1月21日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】596134851

【氏名又は名称】ロッキード・マーチン・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100156867

【弁理士】

【氏名又は名称】上村 欣浩

(74)【代理人】

【識別番号】100154003

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 憲一郎

(72)【発明者】

【氏名】アンソニー リチャード ピロン

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−１４１３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３０７１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０６８３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５４８４１０５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２４６２９３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ２５／３０

Ｆ０２Ｋ １／１２

Ｆ０２Ｋ １／３４

Ｆ０２Ｋ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスタービンエンジン排気プルームによって生成されるジェットノイズを低減するための装置であって、
他の集合的な噴射および回収運動用に支持されたノズルフラップパネルの円周方向分布アレイを含む可変ジオメトリガスタービンエンジンノズルであって、前記フラップパネルの前記集合的な噴射運動はノズル出口平面における最小断面積を画定する狭小位置から前記ノズル出口平面における最大断面積を画定する広域位置までのものである可変ジオメトリガスタービンエンジンノズルと、
前記ノズルフラップパネルアレイ内の円周方向分布アレイ内で支持されている複数のノズルシールパネルと、
前記ノズルシールパネルアレイの少なくとも一のシールパネルに動作可能に係合可能であり、完全展開位置へ向けて径方向内側へ前記少なくとも一のシールパネルを偏向し、周囲空気に混ざり合う排気流を増量することによって、ジェットノイズを低減するように構成されているシールパネルアクチュエータと、
を含むジェットノイズ低減装置。

【請求項2】

前記ノズルは先細り／末広部を含む先細り／末広ノズルであり、前記ノズルフラップパネルの円周方向分布アレイは末広フラップパネルのアレイを含み、前記末広フラップパネルアレイは、前記ノズルの前記末広部内および前記末広ノズルフラップパネル円周方向分布アレイ内に同心円状に配置されかつこれらによって担持されている末広シールパネルである、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記ノズルシールパネルアレイは偶数のシールパネルを含み、前記シールパネルアクチュエータは前記ノズルシールパネルの前記シールパネルに一つおきに動作可能に係合されかつ前記係合したシールパネルを前記ノズルシールパネルアレイのそれぞれの径方向に隣り合って配設されているフラップパネルから間隔をとって径方向内側に偏向するように構成されている、請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記シールパネルアクチュエータによって係合されたシールパネルは前記係合されたシールパネルのそれぞれの前縁において、または前記前縁に隣り合って配設されかつ排気流の流れ方向を横切って配向されているそれぞれの回転軸を中心に回転運動するように支持されており、前記シールパネルアクチュエータは、前記係合されたシールパネルを、それぞれの互いに隣り合って配設されているフラップパネルに対するそれぞれの収容位置と、前記それぞれの互いに隣り合って配設されているフラップパネルから間隔をとって傾斜しているそれぞれの完全展開位置と、の間で回転させるように構成されている、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記それぞれの収容位置と前記それぞれの完全展開位置との間の角度変位が３０°以下である請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記シールパネルアクチュエータと通信状態にあるコントローラをさらに含み、前記コントローラが、スケジュールに基づいて、様々な入力に応答して、前記シールパネルアクチュエータに前記それぞれの収容位置と前記それぞれの完全展開位置との間のそれぞれの位置へ前記係合されたシートパネルを偏向するように命令すべく構成されている、請求項４に記載の装置。

【請求項7】

前記コントローラがエンジンコントローラである請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記コントローラが前記シールパネルアクチュエータに前記係合されたシールパネルの一以上を前記係合されたシールパネルのそれぞれの完全展開位置へ偏向するように命令することによって軸上のエンジン推力を維持するように構成されている請求項６に記載の装置。

【請求項9】

前記コントローラが前記シールパネルアクチュエータに前記係合されたシールパネルの一以上を収容と完全展開の間のそれぞれの位置へ偏向するように命令することによって軸上のエンジン推力を維持するように構成されている請求項６に記載の装置。

【請求項10】

前記コントローラが前記シールパネルアクチュエータに前記係合されたシールパネルの一以上を前記係合されたシールパネルのそれぞれの完全展開位置へ偏向するように命令することによって軸外れのエンジン推力を方向付けるように構成されている請求項６に記載の装置。

【請求項11】

前記コントローラが前記シールパネルアクチュエータに前記係合されたシールパネルの一以上を収容と完全展開の間のそれぞれの位置へ偏向するように命令することによって軸外れのエンジン推力を方向付けるように構成されている請求項６に記載の装置。

【請求項12】

ガスタービンエンジンの可変ジオメトリノズルから発出される排気プルームによって生成されるジェットノイズを低減するための方法であって、
前記可変ジオメトリノズルが最小ノズル出口平面断面積を画定する狭小位置と最大ノズル出口平面断面積を画定する広域位置との間で他の集合的な噴射および回収運動のために支持されている複数のノズルフラップパネルに隣り合って配設されているそれぞれの密封位置において円周方向分布アレイ内で支持されている複数のノズルシールパネルを含むことにて、
前記複数のシールパネルの少なくとも一のシールパネルを完全展開位置へ向けて径方向内側に偏向することによって周囲空気に混ざり合う排気ストリームを増量するステップを含む、方法。

【請求項13】

前記周囲空気に混ざり合う排気ストリームを増量するステップが偶数のシールパネルアレイの少なくとも二つの互いに全く正反対に対向配置されているシールパネルをそれぞれの完全展開位置へ向けて径方向内側に偏向するステップを含む請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記周囲空気に混ざり合う排気ストリームを増量するステップが偶数のシールパネルアレイの前記シールパネルを一つおきにそれぞれの完全展開位置へ向けて径方向内側へ偏向するステップを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記周囲空気に混ざり合う排気ストリームを増量するステップが奇数のシールパネルアレイの選択されたシールパネルを軸方向に方向付けられた推力を維持するように収容と完全展開の間のそれぞれの位置へ偏向するステップを含む請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

ガスタービンエンジンエンジンによって展開される推力をベクトル化するための方法であって、前記エンジンが最小ノズル出口平面断面積を画定する狭小位置と最大ノズル出口平面断面積を画定する広域位置との間の他の集合的な噴射および回収運動のために支持されている複数のノズルフラップパネルに隣り合って配設されているそれぞれの密封位置の円周方向分布アレイ内で支持されている複数のノズルシールパネルを含むことにて、
前記複数のシールパネルの選択されたシールパネルをそれぞれの収容位置からそれぞれの完全展開位置へ向けて径方向内側へ偏向することによって前記ノズルから発出される排気プルームを軸外れに方向付けるステップを含む、方法。

【請求項17】

前記偏向ステップが前記選択されたシールパネルを前記選択されたシールパネルのそれぞれの完全展開位置へ偏向することによってエンジン推力を軸外れに方向付けることを含む請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記偏向ステップが前記選択されたシールパネルを収容と完全展開の間のそれぞれの位置へ偏向することによってエンジン推力を軸外れに方向付けることを含む請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

コンピュータ可読記憶媒体に記憶されかつエンジンコントロールシステムの一以上のコンピュータプロセッサによって実行可能な命令を含むことにて前記エンジンコントロールシステムに請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の方法のステップを実施させる、コンピュータプログラムプロダクト。

【請求項20】

データを受信する少なくとも一の入力デバイスと、
データを提示する少なくとも一の出力デバイスと、
プログラム命令とデータを記憶するメモリと、
プロセッサと、
を含むコンピュータコントロールシステムであって、
前記プロセッサが、前記入力デバイスと前記出力デバイスと前記メモリに連結され、前記プログラム命令に基づいて、前記コンピュータコントロールシステムに請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の方法を実行させるように構成されている、
コンピュータコントロールシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明、一般に、ガスタービン排気ノイズの低減に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンエンジンの最適な断面出口面積の先細り‐末広（超音速）排気ノズルは、ノズルのど、排気ガス速度、よどみ圧、熱力学的条件、およびその他のファクタの関数である。排気流と周囲空気流れの間の圧力の差によってエンジン効率が低下し放射騒音が大きくなる。このため、数多くの高性能戦術航空機に動力供給するガスタービンエンジンは膨張または収縮することができる可変ジオメトリ排気ノズルを備えて、最大のスロットル設定、圧力高度などにおける効率的な推力分配のために最適化された出口平面積を提供する。

【0003】

適切に輪郭形成された超音速排気ノズル、例えば、ラバール（ｄｅ Ｌａｖａｌ）ノズルは一連の動作条件（排気速度、温度、圧力、飛行高度など）に対して最大効率の推力を出力するが、広範囲の戦術的な動作条件には可変ジオメトリ排気ノズルの使用が必要とされる。相応の設計条件下で動作するラバールノズルは、超音速排気流を完全膨張させ、即ち、排気プルームにおいて衝撃波は存在せず、よって、「騒音衝撃」または「スクリーチ（キーンという音）」も存在しない。可変ジオメトリは、それらの円錐台形の先細りおよび末広部の性質によって、オフ状態で動作し、これによって、排気プルームが不足膨張する。大部分の戦術航空機に対するミリタリーパワー離陸（ｎｏｎ‐ａｆｔｅｒｂｕｒｎｉｎｇ：後燃えなし）状態では、排気ノズルは過度な膨張状態で動作し、これは、排気流の圧力が周囲空気流の圧力を下回っていることを意味する。この不足膨張によって発生する衝撃波が戦術航空機の排気流によって生成される超音速ジェットノイズ発生の原因となる。しかしながら、戦術航空機からの主なノイズ源はノズル排気プルームにおける大きな乱流構造の超音速対流である。このノイズ源の強さを低減する一つの実証された手段は、高エネルギジェット排気と低エネルギ周囲空気の混合率を高めることである。そうすれば、排気プルームがノイズを生成するために利用できるエネルギ量を低減し、さらに、放射音の周波数を高くすることができた。これは、大気が高周波数をより一層迅速に減衰させることができるので、有利である。シェブロンまたはタブなどの混合装置をノズルに追加して混合率を高めることができるが、これらの混合装置を使用することによって、エンジン推力を低下し、複雑さが増し、重量ペナルティが加わるという問題があった。

【発明の概要】

【0004】

ガスタービンエンジン排気プルームによって生成されるノイズを低減するためのガスタービンエンジンジェットノイズ低減装置が提供されている。この装置は他の集合的な噴射および回収運動のために支持されているノズルフラップパネルの円周方向分布アレイを含む可変ジオメトリガスタービンエンジンノズルを含み、フラップパネルの集合的な噴射運動は、ノズル出口平面における最小断面積を画定する狭小位置からノズル出口平面における最大断面積を画定する広域位置までで行われる。また、装置はノズルフラップパネルのアレイ内の円周方向分布アレイ内で支持されている複数のノズルシールパネルと、ノズルシールパネルアレイの一以上のシールパネルに動作可能に係合するシールパネルアクチュエータと、を含む。シールパネルアクチュエータは、完全展開位置へ向けて径方向内側へ係合されたシールパネルを偏向し、周囲空気に混ざり合う排気流を増量することによって、ジェットノイズを低減するように構成されている。

【0005】

また、ガスタービンエンジンの可変ジオメトリノズルから発出される排気プルームによって生成されるジェットノイズを低減するための方法が提供されており、可変ジオメトリノズルは、最小ノズル出口平面断面積を画定する狭小位置と最大ノズル出口平面断面積を画定する広域位置との間で、他の集合的な噴射および回収運動のために支持されている複数のノズルフラップパネルに隣り合って配設されているそれぞれの密封位置の円周方向分布アレイ内で支持されている複数のノズルシールパネルを含む。この方法は、複数のノズルシールパネルの少なくとも一のシールパネルを完全展開位置へ向けて径方向内側へ偏向することによって、周囲空気に混ざり合う排気ストリームを増量するステップを含む。

【0006】

さらに、ガスタービンエンジンによって展開される推力をベクトル化するための方法が提供されており、エンジンが最小ノズル出口平面断面積を画定する狭小位置と最大ノズル出口平面断面積を画定する広域位置との間での他の集合的な噴射および回収運動のために支持されている複数のノズルフラップパネルに隣り合って配設されているそれぞれの密封位置の円周方向分布アレイ内で支持されている複数のノズルシールパネルを含む。この方法は、複数のシールパネルの少なくとも一のシールパネルをそれぞれの収容位置からそれぞれの完全展開位置へ向けて径方向内側へ偏向することによってノズルから発出される排気プルームを軸外れに方向付けるステップを含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

以上に述べた特徴および利点およびその他の特徴および利点は本発明の一以上の実施形態の以下の詳細な説明および図面を参照することによって当業者にとって明白となる。

【0008】

【図1】図１は、例示的な実施形態による可変ジオメトリガスタービン排気ノズルの末広部に設けられたジェットノイズ低減装置を概略的に示す斜視図であって、装置の作動可能な末広シールパネルをガスタービン排気ノズルの末広フラップパネルに対するそれぞれの収容位置に示す図である。

【図2】図２は、図１のジェットノイズ低減装置およびガスタービン排気ノズルを概略的に示す斜視図であって、装置の作動可能な末広シールパネルをそれぞれの完全展開位置に示す図である。

【図3】図３は、図２のライン３−３に沿って切断された図２の装置を概略的に示す断面図であって、それぞれの完全展開された位置にある作動可能な末広シールパネルがそれぞれの収容位置から約５°傾斜している状態、および、任意に完全展開された位置に配置されている各々の作動可能な末広シールパネルがその収容位置から３０°傾斜している状態を仮想線で示し、さらに、ガスタービン排気ノズルを含むジェットエンジンのエンジンコントローラ、アクチュエータ、およびセンサ構成要素を概略的に示す図である。

【図4】図４は、図１および２の装置およびノズルから発せられる排気プルームの等渦度表面を概略的に示す斜視図であって、一定のマッハ数ラインがプルームの等渦度表面上で重畳されており、それぞれの収容位置にある装置の作動可能な末広シールパネルを露出させるためにノズルのカウルを除いた装置およびノズルを示す図である。

【図5】図５は、図１および２の装置およびノズルから発せられる排気プルームの等渦度表面を概略的に示す斜視図であって、一定のマッハ数ラインがプルームの等渦度表面上で重畳されており、それぞれの完全展開位置にある装置の作動可能なシールパネルを露出させるためにカウルを除いた装置およびノズルを示す図である。

【図6】図６は、図１および図２の装置およびノズルを上から見た時の略端面図であって、それぞれの完全展開位置にある作動可能な末広シールパネルを示す図である。

【図7】図７は、図１および図２の装置およびノズルを上から見た時の略端面図であって、奇数のシールパネルを含むノズルシールパネルアレイと、軸上の推力を維持するために完全展開から部分展開までのそれぞれの位置のアレイの作動可能な末広シールパネルと、を示す図である。

【図8】図８は、図１および図２の装置およびノズルを上から見た時の略端面図であって、軸外れの推力を提供するためにそれぞれの展開位置のシールパネルアレイの作動可能な末広シールパネルを示す図である。

【図9】図９は、作動可能なシールパネルが収縮されたときの代表的な離陸パワー状態に対して図１および図２の排気ノズルから発せられる排気プルームを概略的に示す側断面図であって、プルーム内の一定のマッハ数ラインを示す図である。

【図10】図１０は、作動可能な末広シールパネルが完全展開されているときの代表的な離陸パワー状態に対して図１および図２の排気ノズルから発せられる排気プルームを概略的に示す、図６のライン８−８に沿って切断された側断面図であって、プルーム内の一定のマッハ数ラインを示す図である。

【図11】図１１は、作動可能な末広シールパネルが完全展開されているときの代表的な離陸パワー状態に対して図１および図２の排気ノズルから発せられる排気プルームを概略的に示す、図６のライン９−９に沿って切断された側断面図であって、プルーム内の一定のマッハ数ラインを示す図である。

【図12】図１２は、作動可能な末広シールパネルが完全展開されているときの代表的な離陸パワー状態に対して図１および図２の排気ノズルから発せられる排気プルームを概略的に示す、図６のライン１０−１０に沿って切断された側断面図であって、プルーム内の一定のマッハ数ラインを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１〜６および図８〜１２において、第１の実施形態によるガスタービンエンジン排気プルームによって生成されたジェットノイズを低減する装置は１０で示される。図７において、別の実施形態による同装置は１０′で示される。図７において指定されるプライム記号（′）を有する参照番号は第１の実施形態にも出現する同様の番号を付された要素の代替の構成を示す。特に指示のない限り、以下の説明の一部は参照番号を用いて図１〜６および図８〜１２について記載するが、説明のその部分は図７のプライム番号が付された同様の要素にも適用される。

【0010】

図１および図２を参照するに、装置１０は、エンジン２０の排気プルーム１８（図４）を中心とする他の集合的な噴射および回収運動に対して支持されるノズルフラップパネル１６の略円錐台形の円周方向分布アレイ１４を含む可変ジオメトリガスタービンエンジンノズル１２を含む。フラップパネル１６の集合的噴射運動は、パネル１６を、ノズル出口平面２２で最小断面積を画定する収縮位置からノズル出口平面２２で最大断面積を画定する膨張位置まで移動させることを含む。言い換えれば、フラップパネル１６の集合的回収運動は、集合的噴射運動の逆（ノズル出口平面２２の最大断面積から最小断面積までの運動）であってよい。

【0011】

可変ジオメトリノズルアクチュエータシステム（図示せず）は、例えば、様々なエンジン排気、コンプレッサ、および／またはタービン段におけるスロットル位置、エンジン回転速度、ガスの温度および圧力を含む多数のファクタに応答して、所定のスケジュールに基づいて、収縮位置と膨張位置の間で、ノズルフラップパネルアレイ１４を駆動する。アクチュエータシステムは、フラップパネル１６に駆動可能に係合しかつ複数のアクチュエータ（図示せず）によって駆動されるリング（図示せず）を含む。アクチュエータは、全自動デジタルエンジン制御装置（ＦＡＤＥＣ：ファデック）などのエンジンコントローラ３０であるコントローラ３０（図３に示す）によって作動される。コントローラ３０は、所望のスケジュールに基づいて、一以上の所望される入力に応答して、フラップパネル１６を作動させるようにプログラムされる。ノズルフラップパネルアレイ１４は一般に、エンジン２０がミリタリーパワー（即ち、後燃えと係合しないフルパワー）で運転されているときは収縮位置にあり、エンジンが最大パワー（フル後燃え）で運転されているときは膨張位置にある。

【0012】

図１、図２、図３、図４、および図６に示したように、複数のシールパネル３２は、フラップパネル１６によって担持される円周方向に分布し略円錐台形を有するシールパネルアレイ３４内のフラップパネル１６によって支持される。シールパネル３２は、フラップパネル１６の径方向内側表面１７に対してフラットな摺動運動を行うためにそれぞれの密封位置で支持される。図１および図２に明確に示したように、シール３２はまた、フラップパネルアレイ１４の円周方向に隣接および／またはオーバーラップしているフラップパネル１６同士の間で間隙または継ぎ目３６を跨るように支持されてフラップパネル１６に隣接および／またはオーバーラップするフラップパネル１６同士の間で間隙または継ぎ目３６を介してジェット排気ガスの漏れに対してノズルフラップパネルアレイ１４を密封することができる。図３および図６に明確に示したように、シールパネル３２はしたがって、エンジン２０の中心線３８に外接し、ノズル１２の末広部４０を介して、コア排気ストリーム流路の径方向外側の境界線を画定する。

【0013】

言い換えれば、ノズル１２は、図４および図５に示したように、先細り４２および末広４０のノズル部分を含む先細り／末広ノズルであり、ノズルフラップパネル１６の円周方向分布アレイ１４はノズル１２の末広部４０内に同心円状に配置される。ノズル１２はしたがって、ノズル１２の先細り部４２に連結され得る末広フラップパネル１６のアレイ１４を含む。シールパネルアレイ３４は末広がりに形成されており、ノズル１２の末広部４０によって担持され、ノズル１２の末広部４０内に同心円状に配置され、末広ノズルフラップパネル１６の円周方向分布アレイ１４内に配置される。

【0014】

図３に最も明確に示したように、装置１０は、ノズル１２によって担持されたシールパネルアクチュエータ４４を含む。該アクチュエータ４４は円周方向分布シールパネル３２のいずれか一つに動作可能に係合されかつ連結される。該円周方向分布シールパネル３２はこのような係合および展開のために選択され構成され支持され、以下「係合」シールパネル３３と称される。シールパネルアクチュエータ４４はフラップパネル１６からそれぞれの完全に展開された位置へ向けて径方向内側へ係合されたシールパネル３３を偏向するように構成される。係合されたシールパネル３３はこのように展開されて、完全展開位置へ向かって内方に偏向された際に周囲空気に混ざり合う排気流を増やすことによってジェットノイズを低減する。

【0015】

図３に最も明確に示したように、係合されたシールパネル３３は、係合されたシールパネル３３のそれぞれの前縁４８において、または前縁４８に隣接配置されかつ排気流の流れ方向５０を横切って配向されるそれぞれの回転軸４６を中心として約５°の回転運動するように支持される。シールパネルアクチュエータ４４は、それぞれ径方向に互いに隣り合って配設されたフラップパネル１６に対するそれぞれの収容位置とそれぞれ互いに隣り合って配設されたフラップパネル１６から間隔をとって傾斜されたそれぞれの完全展開位置との間で係合されたシールパネル３３を回転させるように、構成されている。本実施形態に於いて、それぞれの完全展開位置に於いて、係合されたシールパネル３３はそれぞれに互いに隣り合って配設されているフラップパネル１６から５°傾斜されるが、他の実施形態に於いて、図３において仮想線にて示されたシールパネルによって示したように、それらの完全展開位置に於いて、係合されたシールパネル３３はそれぞれの互いに隣り合って配設されているフラップパネル１６から３０°以内で傾斜される。好ましくは、しかしながら、シールパネル３３はそれぞれの互いに隣り合って配設されているフラップパネル１６から１５°未満であるそれぞれの完全展開位置まで回転可能である。

【0016】

シールパネルアクチュエータ４４はシールパネルアレイ３４においてシールパネル３２の一以上のいずれかに連結され得る。アレイ３４が偶数のシールパネルを含む場合、シールパネルアクチュエータ４４はシールパネルアレイ３４のシールパネル３２に一つおきに動作可能に係合されかつ連結される。図２に示したように、シールパネルアクチュエータ４４は、したがって、シールパネル３２、即ち、係合されたシールパネル３３を一つおきに、それぞれの径方向に互いに隣り合って配設されているフラップパネル１６から間隔をとって径方向内側へ偏向して、ノズル動作や推力生成に不利となる影響を与えずに、混合を最適化するように構成されている。

【0017】

シールパネルアレイ３４が偶数のシールパネル３２を含む場合、シールパネルアクチュエータ４４が互いに正反対に対向配置されているシールパネル３２に動作可能に係合され連結されることが有利である。図３に示したように、シールパネルアクチュエータ４４は、それぞれの径方向に互いに隣り合って配設されているフラップパネル１６から互いに向かって径方向内側に正反対に対向配置されている「係合された」シールパネル３３を偏向して、軸外力ベクトルやこれによって生じるピッチングおよび／またはヨーモーメントの導入を排除するように構成される。

【0018】

図３に示したように、装置１０は、シールパネルアクチュエータ４４と通信状態にあり、所望されるスケジュールに基づいて、所望される入力に応答して、それぞれの積層位置から完全展開位置までの間で、係合されたシールパネル３３を作動させるように構成されているシールパネルコントローラ５２を含む。好ましい実施形態によれば、シールパネルコントローラ５２は、シールパネルアクチュエータ４４と通信状態にあり、それぞれの積層位置から完全展開位置までの間で係合されたシールパネル３３を作動させるように構成されているエンジンコントローラである。例えば、エンジンコントローラは、フラップパネル１６を作動させるように連結されプログラムされた同じファデック（ＦＡＤＥＣ）である。

【0019】

シールパネルコントローラ５２は、シールパネルアクチュエータ４４に係合されたシールパネル３３の一以上をそれぞれの完全展開位置へおよび／またはそれらの収容位置から完全展開位置までのそれぞれの位置へ偏向するように命令することによって、軸上のエンジン推力を維持するように構成される。これによって、図７に示したように、シールパネルアレイが奇数のシールパネル３２′を含むか、或いは、他図に示したように偶数のシールパネル３２を含むかにかかわらず、エンジン推力は軸上で維持され、コントローラ５２が損傷を受けたまたは無反応な任意のシールパネル３２を補償することが可能になる。

【0020】

図８に示したように、コントローラ５２はまた、シールパネルアクチュエータ４４に収容および完全展開の間および／またはこれらを含むそれぞれの可変位置へ係合されたシールパネル３３を選択的に展開するように命令することによって、推力をベクトル化、即ち、エンジン推力を軸外れに方向付けるように構成される。これが、係合されたシールパネル３３が航空機の方向付けを補助することを可能にする。例えば、軸外れエンジン推力は離陸回転を補助するために使用される。

【0021】

実際に、ガスタービンエンジンのジェットノイズは周囲空気に混ざり合う排気流を増やすことによって低減することができるが、これは、円周方向分布シールパネルアレイ３４の可変ジオメトリノズルシールパネル３２をそれぞれの完全展開位置に向けて径方向内側へ偏向することによって達成される。図１〜図６および図９〜図１２に示したように、シールパネルアレイ３４が偶数のシールパネル３２を含む場合、シールパネル３２は一つおきに等しい量だけ偏向されて軸上の推力を維持することができる。図７に示したように、シールパネルアレイ３４′が奇数のシールパネル３２′を含む場合、排気流は、奇数のシールパネルアレイ３４′の選択されたシールパネル３２′を収容から完全展開までの間のそれぞれの位置へ偏向することによって、周囲空気に混合され、これにより、推力を軸上で維持することができる。

【0022】

或いは、ノズル１２から発出されている排気プルームが軸外れに方向付けられて、ベクトル化した推力を提供することができる。図８に示したように、これは、それぞれの収容位置からそれぞれの完全展開位置までおよび／または積層位置と完全展開位置との間のそれぞれの位置へ複数のシールパネルの選択されたシールパネル３２を径方向内側へ偏向することによって行われる。

【0023】

図３に示したように、装置１０はコンピュータ装置５６を含むコンピュータコントロールシステム５４を含む。コンピュータ装置５６はデータを受信するように構成されている少なくとも一の入力デバイス５８、コントロール信号の形態でデータを出力するように構成されている少なくとも一の出力デバイス６０、プログラム命令やデータを記憶するように構成されているメモリデバイス６２、および、これらの入力、出力、メモリデバイス、５８、６０、６２に連結されるとともにコンピュータコントロールシステム５４にシールパネルアクチュエータ４４により一以上のシールパネル３２を完全展開位置への径方向内側へ偏向させるかまたは一以上のシールパネル３２を収容位置へ撤退させることによって周囲空気に混ざり合う排気流を増やすステップなどの請求項に記載の方法ステップを実行させるように構成されているプロセッサ６４と、を含む。

【0024】

コンピュータ装置５６はまた、一以上のインターフェース６６を含む。インターフェース６６は、内部および／または外部通信インターフェース並びに有線および／または無線デバイスを含む。例えば、インターフェース６６は、プロセッサ、メモリ、および／またはコンピュータ装置５６の他のインターフェースエレメント同士の間でデータ通信を提供することができる、内部バスを含む。別の実施例において、インターフェース６６は、コンピュータ装置５６のエレメントと周辺機器との間のデータ通信のための外部バスを含む。インターフェース６６は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、加速されたグラフィックスポート、ローカルまたはプロセッサバスを含み、かつ、様々なバスアーキテクチャのいずれかを使用する、数種類のバス構造のいずれか一以上を含む。さらに、インターフェース６６は、アナログ−デジタルまたはデジタル−アナログ変換器、信号調整器、増幅器、フィルタ、他の電子機器またはソフトウェアモジュール、および／または任意の他の適切な インターフェースを含む。インターフェース６６は、例えば、 ＲＳ‐２３２、パラレル、小型コンピュータシステムインターフェース、ユニバーサルシリアルバス、および／または任意の他の適切なプロトコルに準拠する。インターフェース６６は、回路、ソフトウェア、ファームウェア、および／または任意の他のデバイスを含み、コンピュータ装置５６が他のデバイスと内部通信および／または外部通信することを補助するかまたはイネーブルにする。

【0025】

一般に、コンピュータ装置５６の一以上が本発明の方法の様々な態様を実行するために使用され得る。一実施例において、コンピュータ装置５６は、例えば、（スロットル位置、エンジン回転速度、および様々な排気におけるガス温度や圧力、コンプレッサ、およびエンジンのタービン段などの情報を伝える）センサなどの入力デバイス５８から入力データや命令を受信し、記憶されたソフトウェアおよび／またはデータに照らして受信した入力を処理し、シールパネルアクチュエータ４４などの出力デバイス６０へ出力信号を送信する。コンピュータ装置５６は、例えば、電気回路、電子回路またはチップ、および／または、全自動デジタルエンジンコントローラ（ＦＡＤＥＣ）などのエンジンコントローラ３０を含む。

【0026】

さらに、コンピュータ装置５６は、例えば、クロック、内部電源など（図示せず）の任意の補助装置を含む。図示しないが、コンピュータ装置５６は、例えば、エンジン駆動発電機、 ＡＣ‐ＤＣ変圧器、一以上のバッテリ、燃料セルなどの外部電源によって電力を供給される。

【0027】

入力デバイス５８および出力デバイス６０は、別体でも一体でもよく、任意の適切な入力または出力を受信または送信するために使用される。入力デバイス５８は、パネル位置センサなどの装置入力デバイスやスロットルなどの既存のファデック（ＦＡＤＥＣ）入力センサまたはユーザ入力デバイスを含む。入力デバイス５８は任意の適切なコマンド、命令、データ、情報、信号などをプロセッサ６４内へ入力するように使用される。出力デバイス６０は、例えば、モニタや任意の他のタイプのディスプレイデバイスなどのユーザ出力デバイス、およびシールパネルアクチュエータ４４などの電気機械的出力デバイスを含む。

【0028】

プロセッサ６４はデータを処理し、コンピュータ装置５６の様々な部分に対する機能の少なくとも一部を提供する命令を実行する。本明細書中に使用されるように、用語「命令」は、例えば、制御論理、コンピュータソフトウェアおよび／またはファームウェア、プログラマブルな命令、または他の適切な命令を含む。プロセッサ６４は、例えば、一以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、データ信号上で論理関数を実施するための論理ゲートを有するディスクリート論理回路、適切な論理ゲートを有する特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラマブルまたは複合プログラマブル論理デバイス、プログラマブルまたは複合プログラマブル論理デバイス、プログラマブルまたはフィールドプログラマブルゲートアレイ、および／または任意の他の適切なタイプの電子処理装置を含むことができる。

【0029】

メモリデバイス６２は、少なくとも一部のデータ、データストラクチャ、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、プログラムモジュールまたはデータ、および／または、コンピュータ装置５６の機能の少なくとも一部を提供しプロセッサ６４によって実行される他のコンピュータソフトウェアまたはコンピュータ可読命令の少なくとも一時的な記憶を提供するように構成されている任意のコンピュータ可読記憶媒体または媒体を含む。例えば、ルックアップテーブル、数式、アルゴリズム、マップ（地図）、モデルおよび／または任意の他の適切なフォーマットなどのデータ、命令などが記憶される。

【0030】

メモリデバイス６２は、リムーバブルおよび／またはノン・リムーバブルな、揮発性メモリおよび／または不揮発性メモリの形態をとる。例示的な揮発性メモリは、プロセッサ上でソフトウェアおよびデータを実行するために、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ：Ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）、同期または非同期のＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）を含むダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ：ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）などを含む。例えば、これに限定されないが、揮発性メモリは、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、他のメモリモジュール、およびデータを含む。例示的な不揮発性メモリは、例えば、ソフトウェアおよびデータを記憶するために、読出専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）または他のスタティック記憶装置、例えば、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ：Ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、および電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、磁気または光学ディスクやテープなどの動的読み出し／書き込みメモリ、フラッシュメモリなどの静的読み出し／書き込みメモリを含む。別個に図示していないが、コンピュータ装置５６はまた、他のリムーバブル／ノンリムーバブルな揮発性／非揮発性のデータ記憶または媒体を含む。

【0031】

コンピュータ装置５６は、メモリデバイス６２などのコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されかつファデック（ＦＡＤＥＣ）などのエンジンコントローラ３０の一以上のコンピュータプロセッサによって実行可能な命令を含むコンピュータプログラムプロダクトを含む。コンピュータプログラムプロダクトは、ソースコード、オブジェクトコード、実行可能コードまたは他のフォーマットのプログラム命令を含む一以上のソフトウェアプログラム、一以上のファームウェアプログラム、またはハードウェア記述言語（ＨＤＬ：ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｌａｎｇｕａｇｅ）ファイル、および任意のプログラム関連データを含む。データは、データストラクチャ、ルックアップテーブル、または任意の他の適切なフォーマットのデータを含む。プログラム命令はプログラムモジュール、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネントなどを含む。コンピュータプログラムプロダクトは、 互いに通信状態にある一コンピュータまたは複数のコンピュータ上で実施され得る。

【0032】

プログラムは、メモリデバイス６２などの一以上の記憶デバイス、製造品目などを含むことができる非一時的なコンピュータ可読媒体上で具現化される。例示的な非一時的なコンピュータ読出可能媒体は、コンピュータシステムメモリ、例えば、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）；半導体メモリ、例えば、ＥＰＲＯＭ（消去可能なプログラマブルＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能な プログラマブルＲＯＭ）、フラッシュメモリ；磁気または光学ディスクまたはテープ；その他を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体はまた、ネットワークまたは他の通信接続を介して（有線または無線またはそれらの組合せ）を介してコンピュータ間接続を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体は、一時的伝搬信号を唯一の例外として、全てのコンピュータ読出可能媒体を含む。上記の例の任意の組合せは、コンピュータ読出可能媒体の範囲に含まれる。したがって、方法は、開示された方法の一以上のステップに対応する命令を実施することが可能である任意の電子品目および／またはデバイスによって少なくとも部分的に実行されることが理解されよう。

【0033】

上記したように構築されかつ実行されたジェットノイズ低減装置および方法は、航空機が騒音感知環境で運転している可能性が最も高い離陸などの飛行フェーズ（位相）におけるシールパネル展開とこれに伴うジェットノイズ低減を可能にする。しかしながら、装置および方法はまた、最大エンジン性能が重要である飛行位相におけるシールパネル収縮を可能にする。この装置は、コンピュータコントロールされることが可能であり、これによって、全てのその機能が乗務員の作業負荷を増やすことなく自動的に達成可能となる。

【0034】

本記載は、本発明の限定を記述するものではなく、特許請求の範囲に記載されている本発明の実施形態を例示しているにすぎない。本記載の言語はしたがって、排他的に説明的であるが、限定的ではない。本記載が教示したことから本発明を変更することが可能であることは明白である。特許請求の範囲を逸脱しない限り、上記したこと以外に、本発明を実施することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】