(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】
(24)【登録日】2023-04-19
(45)【発行日】2023-04-27
(54)【発明の名称】航空機のための圧搾空気システム及び関連する方法
(51)【国際特許分類】
B64D 33/00 20060101AFI20230420BHJP
B64D 13/02 20060101ALN20230420BHJP
B64D 15/04 20060101ALN20230420BHJP
【ＦＩ】
B64D33/00 Z
B64D13/02
B64D15/04
【請求項の数】
8
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2019112415
(22)【出願日】2019-06-18
(65)【公開番号】P2020023305
(43)【公開日】2020-02-13
【審査請求日】2022-05-26
(31)【優先権主張番号】16/012,327
(32)【優先日】2018-06-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500520743
【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】マッキン， スティーヴ ジー．
【審査官】諸星 圭祐
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００８０３８３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２７５７６９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開昭５７－０５８５９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－１５６５９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１１７４３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０９６０５５９１（ＵＳ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｄ １３／００－１５／２２
Ｂ６４Ｄ ３３／００－３３／１２
Ｂ６４Ｄ ４１／００
Ｆ０２Ｃ ６／０８
Ｆ０２Ｃ ７／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
航空機（１００）のための圧搾空気システム（２００）であって、前記圧搾空気システム（２００）が、
第１の空気源（２４３）から空気を受け取るための圧縮機入口（２４０）と、前記航空機（１００）の環境制御システム（ＥＣＳ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）（２０２）に圧搾空気を供給するための圧縮機出口（２４２）とを有する圧縮機（２０４）と、
第２の空気源（２６７）から空気を受け取るためのタービン入口（２６８）を有するタービン（２０８）と、
アクセサリギアボックス（２５２）の出力軸（２６０）と前記圧縮機（２０４）との間で動作可能に連結される第１のオーバーラニングクラッチ（２６１）であって、前記アクセサリギアボックス（２５２）が、前記航空機（１００）のエンジン（１０８）から延びる駆動軸（２０６）に動作可能に連結される、第１のオーバーラニングクラッチ（２６１）と、
前記圧縮機（２０４）と前記タービン（１０８）との間で動作可能に連結される第２のオーバーラニングクラッチ（２６５）と、
を備え、
前記第１のオーバーラニングクラッチ及び前記第２のオーバーラニングクラッチ（２６１、２６５）は、前記アクセサリギアボックス（２５２）が第１の動作モードの間に前記圧縮機（２０４）を駆動することを可能とし、前記タービン（２０８）が第２の動作モードの間に前記圧縮機（２０４）を駆動することを可能とし、
前記アクセサリギアボックス（２５２）の始動入力軸（２７５）と前記タービン（２０８）との間で動作可能に連結される第３のオーバーラニングクラッチ（２７６）を更に備え、第３の動作モードの間には、高圧空気が、前記始動入力軸を駆動して前記エンジン（１０８）を始動させるために、前記タービン（２０８）に供給される、圧搾空気システム（２００）。
【請求項2】
前記タービン（２０８）が、前記タービン（２０８）から前記アクセサリギアボックス（２５２）の前記始動入力軸へとギア減速を提供する遊星ギアボックス（２８０）を介して、前記第３のオーバーラニングクラッチに動作可能に連結される、請求項１に記載の圧搾空気システム（２００）。
【請求項3】
前記圧縮機出口（２４２）と前記ＥＣＳ（２０２）とを流体連結させる第１の通路（２４７）と、前記第１の通路を前記エンジン（１０８）のファンダクト（２１６）へと流体連結させる第２の通路（２９０）と、
前記第２の通路に動作可能に連結されるファンダクト入口弁（２９２）であって、前記第３の動作モードの間には、前記圧縮機出口（２４２）により供給された前記圧搾空気を前記エンジン（１０８）の前記ファンダクトへと方向付けるため開いているファンダクト入口弁（２９２）と、
をさらに備える、請求項１又は２に記載の圧搾空気システム（２００）。
【請求項4】
前記第２の空気源が、前記エンジンの高圧圧縮機からの抽気であり、前記圧搾空気システム（２００）が、
前記高圧圧縮機の抽気ポート（２７１）と前記タービン入口（２６８）とを流体連結させる通路（２７０）と、
前記通路に動作可能に連結されるタービン入口弁（２７２又は２７３）であって、前記第１の動作モードの間には、前記タービン入口弁は、抽気が前記タービン（２０８）に供給されないように閉じており、前記第２の動作モードの間には、前記タービン入口弁は、前記圧縮機（２０４）を駆動するため前記タービン（２０８）に動力を供給するために、前記高圧圧縮機から前記タービン入口（２６８）へと抽気を供給するために開いている、タービン入口弁（２７２又は２７３）と、
をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧搾空気システム（２００）。
【請求項5】
前記第１の空気源（２４３）が、前記エンジン（１０８）のファンダクト（２１６）からのファン空気であり、前記第２の空気源（２６７）が、前記エンジン（１０８）の高圧圧縮機（２２６）からの抽気である、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧搾空気システム（２００）。
【請求項6】
前記アクセサリギアボックス（２５２）の始動入力軸（２７５）と動作可能に連結される始動タービン（６０２）を更に備え、第３の動作モードの間には、高圧空気が、前記アクセサリギアボックス（２５２）を駆動して前記エンジン（１０８）を始動させるために、前記始動タービンに供給される、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧搾空気システム（２００）。
【請求項7】
第１の動作モードにおいて、以下のような圧搾空気システム（２００）、即ち、第１のオーバーラニングクラッチ（２６１）を介してアクセサリギアボックス（２５２）に動作可能に連結される圧縮機（２０４）であって、前記圧縮機（２０４）の圧縮機出口（２４２）は圧搾空気を受け取る航空機（１００）の１つ以上のシステム（２０２）に流体連結される、圧縮機（２０４）と、
第２のオーバーラニングクラッチ（２６５）を介して前記圧縮機（２０４）に動作可能に連結されるタービン（２０８）であって、前記第１の動作モードの間には、前記アクセサリギアボックス（２５２）が、前記圧搾空気を発生させるために前記圧縮機（２０４）を駆動する、タービン（２０８）と、
を備える圧搾空気システム（２００）を、コントローラ（２９３）を介して動かすことと、
前記コントローラを介して、前記航空機（１００）のエンジン（１０８）の動作速度を定めることと、
前記動作速度が閾値速度を下回るときには、前記圧搾空気システム（２００）を第２の動作モードで動かすことであって、前記タービン（２０８）に動力を供給して前記圧縮機（２０４）を駆動して前記圧搾空気を発生させるために抽気が前記タービン（２０８）に供給されるように、前記タービン（２０８）と前記エンジン（１０８）の抽気ポート（２７１）との間に配置されたタービン入口弁（２７２及び／又は２７３）を開くための命令信号を前記コントローラを介して送信することによって、第２の動作モードで動かすことと、
前記動作速度が前記閾値速度を上回るときには、前記タービン入口弁を閉じるための命令信号を前記コントローラを介して送信することによって、前記圧搾空気システム（２００）を前記第１の動作モードで動かすこと
を含む、方法。
【請求項8】
前記タービン（２０８）が、第３のオーバーラニングクラッチ（２７６）を介して前記アクセサリギアボックス（２５２）に動作可能に連結され、前記方法が、前記第１の動作モードで前記圧搾空気システム（２００）を動かす前に、前記圧搾空気システム（２００）を第３の動作モードで動かすことであって、前記タービン（２０８）を駆動して前記アクセサリギアボックス（２５２）に動力を供給して前記エンジン（１０８）を始動させるために高圧空気が前記タービン（２０８）に供給されるように、高圧空気源と前記タービン（２０８）との間に配置されたタービン始動弁（２８５）を開けるための命令信号を、前記コントローラを介して送信することによって、第３の動作モードで動かすことをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して航空機に関し、特に、航空機のための圧搾空気システム及び関連する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
民間航空機は、典型的に、圧搾空気を用いて稼働する１つ以上のシステムを備える。例えば、民間航空機は、航空機の客室に圧力を加えるための環境制御システム（ＥＣＳ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）、及び／又は、防氷の用途のために熱風を提供するための熱的な防氷システムを利用していることが多く、双方のシステムは圧搾空気で動く。空気の供給は典型的に、航空機エンジンの圧縮機から抽出される抽気又はそうでなれば当該圧縮機により提供される抽気より、上記システムにもたらされる。様々な航空機システムの圧力及び／又は温度への要求を満たすために、抽気は、圧縮機のより高次の段であって、様々なシステムにより要求される圧力及び／又は温度を上回る圧力及び／又は温度を有する抽気を提供する上記より高次の段から抽出されることが多い。その後、圧搾された抽気は、当該抽気が上記システムに提供される前に、予冷器を介して冷却され、圧力調整弁を介して減圧されることが多い。従って、抽気を発生させるためにエンジンが費やすエネルギーの大部分が、抽気の冷却時及び／又は抽気の減圧時に浪費され、従って、このようなやり方で高圧の抽気を抽出することで、エネルギー効率が下がる可能性がある。
【発明の概要】
【0003】
本明細書では、航空機のための例示の圧搾空気システムが開示される。圧搾空気システムは、圧縮機入口及び圧縮機出口を有する圧縮機を備える。圧縮機入口は、第１の空気源から空気を受け取るためのものであり、圧縮機出口は、航空機の環境制御システム（ＥＣＳ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）に圧搾空気を供給するためのものである。圧搾空気システムは、第２の空気源から空気を受け取るためのタービン入口と、アクセサリギアボックスの出力軸と圧縮機との間で動作可能に連結される第１のオーバーラニングクラッチと、航空機のエンジンから延びる駆動軸に動作可能に連結されるアクセサリギアボックスと、圧縮機とタービンとの間で動作可能に連結される第２のオーバーラニングクラッチとを備える。第１のオーバーラニングクラッチ及び第２のオーバーラニングクラッチは、アクセサリギアボックスが第１の動作モードの間に圧縮機を駆動することを可能とし、及びタービンが第２の動作モードの間に圧縮機を駆動することを可能とする。
【0004】
本明細書に開示される例示の方法は、コントローラを介して、圧搾空気システムを第１の動作モードで動かすことを含む。圧搾空気システムは、第１のオーバーラニングクラッチを介してアクセサリギアボックスに動作可能に連結される圧縮機を備える。圧縮機の圧縮機出口は、圧搾空気を受け取る航空機の１つ以上のシステムに流体連結される。圧搾空気システムは、第２のオーバーラニングクラッチを介して圧縮機に動作可能に連結されるタービンも備え、第１の動作モードの間には、アクセサリギアボックスが、圧搾空気を発生させるために圧縮機を駆動する。本方法は、コントローラを介して航空機のエンジンの動作速度を定めることと、動作速度が閾値速度を下回るときには、圧搾空気システムを第２の動作モードで動かすことであって、タービンに動力を供給して圧縮機を駆動して圧搾空気を発生させるために抽気がタービンに供給されるように、タービンとエンジンの抽気ポートとの間に配置されたタービン入口弁を開くための命令信号をコントローラを介して送信することによって、第２の動作モードで動かすことをさらに含む。
【0005】
本明細書に開示される例示の航空機は、圧搾空気を介して稼働するシステムと、エンジンから延びる駆動軸に動作可能に連結されかつ上記駆動軸により動力が供給されるアクセサリギアボックスと、圧搾空気システムとを備える。圧搾空気システムは、圧搾空気を介して稼働するシステムに流体連結される圧縮機出口を有する圧縮機を備える。圧縮機は、アクセサリギアボックスに動作可能に連結される。圧搾空気システムは、タービン、及び、圧縮機とタービンとの間に動作可能に連結されるオーバーラニングクラッチも備える。アクセサリギアボックスは、圧搾空気を発生させるために第１の動作モードにおいて圧縮機を駆動するためのものであり、タービンは、圧搾空気を発生させるために第２の動作モードにおいて圧縮機を駆動するためのものである。オーバーラニングクラッチは、アクセサリギアボックスが第１の動作モードにおいて圧縮機を駆動する間に、圧縮機をタービンから切断するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】本明細書に開示する実施例が実現可能な例示の航空機を示す。
【図2】図１の例示の航空機との関連で実現可能な例示の圧搾空気システムの概略図である。図２では、圧搾空気システムが第１の動作モードで稼働しており、ここでは、圧縮機に動力を供給して圧搾空気を発生させるために、エンジンから延びるラジアル駆動軸が利用される。
【図6】航空機エンジンを始動させるための別の始動タービンを備えた例示の圧搾空気システムの概略図である。
【図7】圧縮機に動力を供給し及び／又は航空機のエンジンを始動させるための電動機を備える例示の圧搾空気システムの概略図である。
【0007】
図面は原寸に比例しない。その代わり、層又は領域の厚さは、図面では拡大されうる。一般に、図面及び添付の記載の全体を通して、同一の部分又は類似の部分は、同じ参照番号が使用される。本特許文献では、任意の部分（例えば層、膜、エリア、領域、又は板）が、任意のやり方で、他の部分に存在する（置かれる、位置付けられる、配置される、形成される等）という記述は、言及される部分がもう一方の部分と接触していること、又は、言及される部分が、もう一方との間に１つ以上の中間部分を伴って、もう一方の部分の上方に存在することを示す。任意の部分が別の部分と接触しているという記述は、当該２つの部分の間に中間部分が存在しないことを意味する。
【発明を実施するための形態】
【0008】
例示の圧搾空気システム及び関連する方法が、本明細書で開示される。本明細書に開示される例示の圧搾空気システムは、高圧空気で稼働し及び／又は高圧空気を利用する航空機の１つ以上のシステムに供給可能な圧搾空気を生成するために圧縮機を利用する。このようなシステムには、例えば、環境制御システム（ＥＣＳ）、熱的な防氷システム（例えば、翼及び／又はエンジン、防氷システム）、（空気圧装置に供給するための）空気圧供給システム、及び／又は、高圧空気／圧縮空気の使用を要する航空機の他のいずれのシステムも含まれる。
【0009】
本明細書で開示される例示の圧搾空気システムは、航空機エンジンによる機械的接続を介して圧縮機に動力を供給する第１の動作モードと、タービンといった他の動力源を圧縮機に動力を供給するために利用する第２の動作モードと、で稼働する。具体的には、圧縮機は、第１のオーバーラニングクラッチを介してアクセサリギアボックスに動作可能に連結される。アクセサリギアボックスは、航空機エンジンの駆動軸（スプール）に接続されたラジアル駆動軸によって駆動される。第１の動作モードでは、航空機エンジンがラジアル駆動軸及びアクセサリギアボックスを介して圧縮機に動力を供給するように、第１のオーバーラニングクラッチが繋がっている。幾つかの実施例において、上記システムは離陸中、上昇中、及び／又は巡航中といった、エンジンが中速又は高速で稼働する或る飛行状況の間には、第１の動作モードで稼働する。圧縮機に動力を供給するためにラジアル駆動軸を利用することは、エンジンから抽気を抽出して利用するよりも、飛行の大部分を通じて圧搾空気を生成するための効率の良いやり方である。
【0010】
アイドル中又は下降中など、圧縮機に十分な動力を供給しえない低速でエンジンが稼働する場合には、上記システムを、圧搾空気を発生させるため圧縮機に動力を供給するためにタービンを利用する第２の動作モードに切り替えることが可能である。タービンには、航空機エンジンの圧縮機から抽出された抽気を介して動力が供給される。抽出された抽気によってタービンが相対的に高速で駆動され、従って、圧縮機に充分な動力を供給するために十分なほどの速さでエンジンの駆動軸が回転していないときには、タービンが圧縮機に動力を供給することが可能となる。例示のシステムにおいて、第２のオーバーラニングクラッチは、圧縮機とタービンとの間で動作可能に連結される。第１の動作モードでは、第２のオーバーラニングクラッチは繋がっておらず、これにより、タービンを駆動することなく、圧縮機が稼働することが可能となる。しかしながら、第２の動作モードでは、第２のオーバーラニングクラッチは繋がっており、これにより、タービンは圧縮機を駆動することが可能となる。さらに、第２の動作モードでは、（圧縮機とアクセサリギアボックスとの間で動作可能に連結される）第１のオーバーラニングクラッチが繋がっておらず、これにより、タービンは、アクセサリギアボックスを駆動することなく、圧縮機を駆動することが可能となる。こうした中で、２つのオーバーラニングクラッチの利用によって、アクセサリギアボックス又はタービンは、もう一方に依存することなく圧縮機に動力を供給することが可能となる。
【0011】
幾つかの実施例において、上記システムは、航空機エンジンを始動させる機能も備える。例えば、上記システムは、航空機エンジンを始動させるためにタービンを利用する第３の動作モードで稼働することが可能である。公知の航空機システムは、より大きな重量及びより多くの部品を上記システムに付加する別体の始動タービンを備えている。本明細書で開示する例示のシステムは、航空機エンジンを始動させるために圧搾空気システムからのタービンを利用することが可能であり、これにより、航空機の全重量が低減される。例示のシステムは、タービンと、アクセサリギアボックスの始動入力部と、の間で動作可能に連結される第３のオーバーラニングクラッチを備えうる。例示の動作において、高圧空気がタービンに提供され、タービンはその後、第３のオーバーラニングクラッチを介して始動入力部を駆動する。エンジンがいちど始動すると、第３のオーバーラニングクラッチは切られる。なぜならば、始動入力軸は、タービンからの入力よりも速く回転するからである。こうした中で、第３のオーバーラニングクラッチによって、タービンは、始動動作の間アクセサリギアボックスを駆動（し、従って航空機エンジンを駆動）することが可能となるが、エンジンがいちど稼働すると、アクセサリギアボックス（及び、従って航空機エンジン）からタービンを切断することも可能となる。本明細書で開示する他の実施例では、別体の始動タービンが、第３の動作モードの間に航空機エンジンを始動させるために利用されうる。いちど始動されると、上記システムは、第１の動作モード又は第２の動作モードで圧搾空気を発生させるために利用される。
【0012】
本明細書には、第２の動作モードの間に圧縮機に動力を供給するために、タービンよりも電動機を利用する例示のシステムも開示される。このような実施例において、第２のオーバーラニングクラッチが、圧縮機と電動機との間で動作可能に連結される。第２のオーバーラニングクラッチによって、圧縮機が、第１の動作モードの間に電動機に依存せずに稼働することが可能となるが、電動機が、第２の動作モードの間に圧縮機を駆動することも可能となる。電動機は、第３の動作モードにおいて、航空機エンジンを始動させるためにも利用することが可能である。
【0013】
図１は、本明細書に開示する実施例が実現可能な例示の航空機１００を示している。航空機１００は、客室を画定する胴体１０２と、胴体１０２に結合された第１の翼１０４と、胴体１０２に結合された第２の翼１０６とを備える。示される例では、航空機１００は、第１の翼１０４が搭載する第１のエンジン１０８と、第２の翼１０６が搭載する第２のエンジン１１０とを備える。他の実施例において、航空機１００は、エンジンを１つだけ備えてよく、又は、２つ以上のエンジンを備えてよい。エンジンは、第１の翼１０４及び／又は第２の翼１０６、及び／又は、航空機１００の他の構造物（例えば、胴体１０２の尾翼部）に結合することが可能である。
【0014】
各航空機エンジン１０８、１１０は、本明細書に開示する専用の圧搾空気システムを利用することが可能である。本明細書に開示する例示の圧搾空気システムは、環境制御システム（ＥＣＳ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）、熱的な防氷システム（例えば、翼及び／又はエンジン、防氷システム）、（空気圧装置に供給するための）空気圧供給システム、及び／又は、圧搾空気の使用を要する航空機の任意の他のシステムといった１つ以上の航空機システムに供給可能な圧縮空気又は圧搾空気を発生させる。圧搾空気システムは、各エンジン１０８、１１０を始動させるためにも利用することが可能である。
【0015】
図２は、本開示の教示に従って構造化された例示の圧搾空気システム２００（ここではシステム２００と称する）の概略図である。例示のシステム２００は、例示の航空機１００（図１）の（部分切り取り図で示す）第１のエンジン１０８との関連で実装される。しかしながら、例示のシステム２００は、第２のエンジン１１０（図１）との関連でも同様に実装することが可能である。システム２００は、航空機１００の１つ以上のシステムが利用可能な圧縮空気又は圧搾空気を発生させる働きをする。例えば、図２に示すように、システム２００は、ＥＣＳ２０２に流体連結される。ＥＣＳ２０２は、例えば、客室の圧力及び／又は客室の温度に対して圧搾空気を調整する。ＥＣＳ２０２は、例えば、システム２００から圧搾空気を受け取って客室の圧力及び／又は客室の温度に対して調整又は制御する１つ以上のＥＣＳパック（例えば、空気循環冷却システム）を含みうる。追加的又は代替的に、圧搾空気は、熱的な防氷システム（例えば、翼及び／又はエンジン、防氷システム）、（空気圧装置に供給するための）空気圧供給システム等といった、航空機１００の１つ以上の他のシステムによって使用されうる。圧搾空気システム２００は、本明細書でさらに詳細に開示するように、第１のエンジン１０８を始動させる機能も備えうる。
【0016】
示される例では、システム２００は、ＥＣＳ２０２及び／又は１つ以上の他のシステムに提供される圧搾空気を生成するために使用される圧縮機２０４を備える。システム２００は、ここではラジアル駆動軸２０６と称する、第１のエンジン１０８に動作可能に連結される駆動軸２０６が、圧縮機２０４に動力を供給して圧搾空気を発生させるために利用される第１の動作モード（図２との関連で開示される）と、タービン２０８が、圧縮機２０４に動力を供給して圧搾空気を発生させるために利用される第２の動作モード（図４との関連で開示される）と、で稼働することが可能である。幾つかの実施例において、システム２００は、第１のエンジン１０８を始動させるためにタービン２０８が利用される第３の動作モードでも稼働することが可能であり、このことは、以下で図５との関連でさらに詳細に開示する。システム２００の態様を詳細に開示する前に、以下、第１のエンジン１０８ついて説明する。
【0017】
図２の示される実施例では、第１のエンジン１０８は、（エンジンコアと称することもある）ガスタービンエンジン２１０と、ファン２１２とを有するターボファンエンジン（ｔｕｒｂｏｆａｎ ｅｎｇｉｎｅ）として実現されている。ガスタービンエンジン２１０は、ファン２１２を駆動して推進力を発生させるために利用される。ファン２１２は、第１のエンジン１０８のエンジン室２１４内で回転する。ファンダクト２１６（例えば、バイパス路、通路、ノズルダクト等）は、ガスタービンエンジン２１０の（コアカウルと称することもある）外壁２１８とエンジン室２１４との間で画定される。ファン２１２が回転する間、ファン２１２は気流を発生させる。気流の一部は、ファンダクト２１６を通って流れてガスタービンエンジン２１０を迂回し、前方へ推進力を発生させ、また、気流の他の部分は、燃焼のためにガスタービンエンジン２１０にも供給される。
【0018】
ガスタービンエンジン２１０は、（ガスタービンエンジン２１０の前端の）コア空気取入口２２０を通じて圧縮機２２２へと空気を引き入れることによって稼働する。具体的には、ガスタービンエンジン２１０が稼働しているときには、ファンダクト２１６からの気流の一部の流れが、コア空気取入部２２０を通ってガスタービンエンジン２１０の圧縮機２２２へと変えられる。圧縮機２２２は、複数の圧縮部を備えうる。例えば、図２の圧縮機２２２は、２つの圧縮機、即ち、第１の圧縮機２２４及び第２の圧縮機２２６を備える２軸式圧縮機である。第１の圧縮機２２４と第２の圧縮機２２６とのそれぞれは、様々な圧縮段を含んでおり、この様々な圧縮段によって、空気がコア空気取入口２２０から燃焼室２２８へと流れる間に、空気の圧力が徐々に上げられる。第１の圧縮機２２４は、比較的低圧の空気を提供する低圧圧縮機（ＬＰＣ：ｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）であり、第２の圧縮機２２６は、比較的高圧の空気を提供する高圧圧縮機（ＨＰＣ：ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）である。第１の圧縮機２２４は、（低速スプール又はＮ１と称することもある）第１の駆動軸２３０に連結されており、第２の圧縮機２２６は、（高速スプール又はＮ２と称することもある）第２の駆動軸２３２に連結されている。第１の駆動軸２３０は、第１のタービン２３４（例えば低圧タービン（ＬＰＴ：ｌｏｗ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｕｒｂｉｎｅ）２３４に連結されかつ低圧タービン２３４によって駆動され、第２の駆動軸２３２は、第２のタービン２３６（例えば高圧タービン（ＨＰＴ：ｈｉｇｈ－ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｕｒｂｉｎｅ）２３６に連結されかつ高圧タービン２３６によって駆動される。本実施例では、圧縮機２２２は、２つの圧縮機２２４，２２６を備える２軸式圧縮機である。しかしながら、他の実施例において、圧縮機２２２は、各々が各軸を介してタービンに連結されるより多く又はより少ない圧縮部を備えうる。
【0019】
第２の圧縮機（ＨＰＣ）２２６を出た後で、高度に圧搾された空気が燃焼室２２８に提供され、燃焼室２２８では、燃料が噴射されて高度に圧搾された空気と混合されて燃焼させられる。燃焼室２２８を出た高エネルギーの気流によって、第１の駆動軸２３０及び第２の駆動軸２３２のそれぞれに連結する第１のタービン２３４及び第２のタービン２３６の翼が回転させられる。第１の駆動軸２３０は一貫して延びており、第２の駆動軸２３２に依存せずに回転する。こうした中で、第１の駆動軸２３０及び第２の駆動軸２３２の回転によって、第１の圧縮機２２４、第２の圧縮機２２６それぞれの翼が回転させられる。その後、熱風がノズル２３８を介して排出され、そこで、ファンダクト２１６内のファン２１２により提供される加速された気流と混合されて、前方方向に航空機１００を進ませる前方への推進力が発生する。本実施例では、第１のエンジン１０８は、ターボファンエンジンとして実現されているが、例示のシステム２００は、ターボプロップエンジン（ｔｕｒｂｏ－ｐｒｏｐ ｅｎｇｉｎｅ）といった他の種類のエンジンとの関連でも同様に実現が可能である。
【0020】
示される実施例では、圧縮機２０４は、圧縮機入口２４０と、圧縮機出口２４２とを含む。圧縮機２０４は、駆動されるときには、圧縮機入り口２４０から圧縮機出口２４２への空気の圧力を上げる。圧縮機入口２４０は、第１の空気源２４３からの空気を受け取る。本実施例では、第１の空気源２４３は、第１のエンジン１０８のファン空気ダクト２１６からのファン空気である。図２に示すように、第１の通路２４４が、ファンダクト２１６からの空気を圧縮機入口２４０に提供する。具体的には、第１の通路２４４は、エンジン室２１４に設けられたポート２４６に連結している。従って、第１の通路２４４は、矢印で示すように、圧縮機２０４にファン空気を提供する。しかしながら、他の実施例において、第１の空気源２４３は、１つ以上の他のソース（例えば、周囲の空気、第１の圧縮機２２４からの抽気等）からの空気でありうる。従って、第１の通路２４４は、他の場所（例えば、ガスタービンエンジン２１０の抽気ポート）に流体連結されうる。図２に示すように、第１の通路２４４を通過する圧縮機入口２４０への空気の流れを制御するために、第１の弁２４５が、第１の通路２２４に連結されている。第１の動作モードでは、第１の弁２４５は開いており、これにより、ファン空気がファンダクト２１６から圧縮機入口２４０へと流れることが可能となる。圧縮機２０４は、稼働時に、圧縮機入り口２４０から圧縮機出口２４２へのファン空気の圧力を上げる。
【0021】
示される実施例では、第２の通路２４７が、圧縮機出口２４２をＥＣＳ２０２及び／又は１つ以上の他のシステムと流体連結させる。こうした中で、圧縮機２０４によって圧搾空気が発生させられ、この圧搾空気は、矢印で示すように、ＥＣＳ２０２及び／又は圧搾空気を受け取る１つ以上の他のシステムに供給されうる。第２の弁２４８が、第２の通路２４７を通過する、ＥＣＳ２０２及び／又は圧搾空気を受け取る１つ以上の他のシステムへの空気の流れを制御するために、第１の通路２４７に連結されている。第１の動作モードでは、第２の弁２４８は開いており、これにより、高圧空気が、第２の通路２４７を通過して、ＥＣＳ２０２及び／又は圧搾空気を受け取る１つ以上の他のシステムへと流れることが可能となる。
【0022】
示される実施例では、システム２００は、第１の通路２４４と第２の通路２４７とを流体連結させる第３の通路２４９を含む。第３の通路２４９は、圧縮機２０４により生成された圧搾空気の温度を上げるための加熱経路又は循環経路として利用することが可能である。（加熱弁又は循環弁と称しうる）第３のバルブ２５０が、第３の通路２４９に連結されている。第３の弁２５０は、圧搾空気を加熱するべきかに従って開閉が可能である。第３の弁２５０が閉じている場合には、第３の通路２４９を空気が流過しない。第３の弁２５０が開いている場合には、圧縮出口２４２を出た（相対的に暖かい）圧搾空気の一部が、第３の通路２４９を通って第１の通路２４４へと方向付けられ、及び、圧縮機入口２４０へと戻して方向付けられる。この循環プロセスによって、圧縮機出口２４２で生成された圧搾空気の温度が上昇する。航空機１００の外の空気の温度が冷たいときには、例えば、圧縮機入口２４０に供給されているファン空気の温度を上げるために第３の弁２５０を開けることが可能であり、これにより、圧縮機出口２４２で生成される圧縮空気の温度が上昇する。
【0023】
示される例では、圧縮機２０４は、（幾つかの実施例では、ハウジング内のインペラに結合されている）圧縮機軸２５１を含む。圧縮機軸２５１が駆動されると、圧縮機２０４は、圧縮機入口２４０から圧縮機出口２４２へと動く空気の圧力を上げる働きをする。幾つかの例において、圧縮機軸２５１は軸受（例えば空気ベアリング）によって支持され、圧縮機軸２５１の滑らかな回転が可能となる。
【0024】
本明細書に開示するように、システム２００は様々なモードで稼働しうる。図２に示す第１の動作モードでは、圧縮機軸２５１が、圧縮機２０４と第１のエンジン１０８との間の機械的接続によって駆動され、第２の動作モードでは、圧縮機軸２５１が、（例えば、第１のエンジン１０８からの抽気を介して動力が供給されうる）タービン２０８によって駆動される。第２の動作モードは、図４のとの関連でさらに詳細に開示する。
【0025】
第１の動作モードでは、図２に示すように、圧縮機２０４が、第１のエンジン１０８に動作可能に連結されかつ第１のエンジン１０８により駆動されるラジアル駆動軸２０６によって、駆動される。或る動作条件の間、図示される例のラジアル駆動軸２０６は、タービン２０８よりも効率良く圧縮機２０４に動力を供給する。従って、或る飛行状況の間圧縮機２０４に動力を供給するラジアル駆動軸２０６を用いることによって、（例えば、より少ない燃料を使用するよりも）航空機１００の効率が著しく向上する。
【0026】
示される実施例では、システム２００は、ラジアル駆動軸２０６に動作可能に連結されかつ当該駆動軸２０６により駆動される補助的又はアクセサリギアボックス２５２（例えば、トランスファーケース）を備える。ラジアル駆動軸２０６の第１の末端２５４は、第１のエンジン１０８に動作可能に連結されている。本例では、ラジアル駆動軸の第１の末端２５４は、第１の歯車２５６に連結されている。第１の歯車２５６は、ガスタービンエンジン２１０の第２の駆動軸２３２（高速スプール）に連結された第２の歯車２５８と係合している。示される例では、第１の歯車２５６及び第２の歯車２５８は、互いにほぼ直交して方向付けられた、かさ歯車である。ラジアル駆動軸２０６の第２の末端２５９は、アクセサリ２５２に動作可能に連結されている。第１のエンジン１０８が稼働しているときには、第２の駆動軸２３２がその長手方向軸の周りを回転する。第１の歯車２５６と係合する第２の歯車２５８が、第１の歯車２５６を回転させ、従って、ラジアル駆動軸２０６にその長手方向軸の周りを回転させる。結果として、ラジアル駆動軸２０６は、アクセサリギアボックス２５２に動力を供給する。他の実施例において、ラジアル駆動軸２０６は、ガスタービンエンジン２１０の第１の駆動軸２３０（低速スプール）に動作可能に連結されてよい。
【0027】
アクセサリギアボックス２５２は、航空機の１つ以上の付属品（例えば、ポンプ、発電機等）に動力を供給するために利用可能な１つ以上の出力軸（動力取出装置）を含む。アクセサリギアボックス２５２は、ラジアル駆動軸２０６と様々な出力軸との間の様々なギヤ比を提供するよう構成されうる。示された実施例では、圧縮機２０４は、アクセサリギアボックス２５２の第１の出力軸２６０に連結されている。幾つかの実施例において、アクセサリギアボックス２５２は、ラジアル駆動軸２０６と第１の出力軸２６０との２：１のギア比を提供する。こうした中で、ガスタービンエンジン２１０の第２の駆動軸２３２（高速スプール）が、２０，０００ＲＰＭで回転しているときには、第１の出力軸２６０は、４０，０００ＲＰＭで回転している。システム２００は、（フリーホイール、ノーバッククラッチ、ワンウェイローラクラッチと称されることもある）第１のオーバーラニングクラッチ２６１を備え、この第１のオーバーラニングクラッチ２６１は、圧縮機２０４と第１の出力軸２６０との間に動作可能に連結されている。具体的には、第１のオーバーラニングクラッチ２６１は、圧力機軸２５１と第１の出力軸２６０とを連結する。第１のオーバーラニングクラッチ２６１は、係合した状態又はロックされた状態と、解除された状態又は無効化状態と、で動作する。係合した状態では、第１の出力軸２６０が圧縮機軸２５１を回転させ、これにより、アクセサリギアボックス２５２から圧縮機２０４へと動力が伝達される。解除された状態では、圧縮機軸２５１は、第１の出力軸２６０よりも速く回転することが可能であり、これにより、圧縮機２０４は、本明細書でさらに詳細に開示するように、アクセサリギアボックス２５２に依存せずに稼働することが可能となる。図では、クロスハッチングが、オーバーラニングクラッチが係合していることを示すために利用され、点（斑点）が、オーバーラニングクラッチが解除されていることを示すために利用される。
【0028】
図３Ａ及び図３Ｂは、第１のオーバーラニングクラッチ２６１として実装可能な例示のスプラグクラッチ３００（及び、本明細書でさらに詳細に開示する第２のオーバーラニングクラッチ２６５、第３のオーバーラニングクラッチ２７６）を示している。スプラグクラッチ３００は、外輪３０２と、内輪３０４と、外輪３０２と内輪３０４との間に配置された複数の可動的なスプラグ３０６（そのうちの１つが図３Ａ及び図３Ｂで参照される）とを含む。本例では、（アクセサリギアボックス２５２により動力が供給される）第１の出力軸２６０が、外輪３０２に連結されており、圧縮機軸２５１が、内輪３０４に連結されている。スプラグ３０６は、（本ページの中へと通る）自身の中心の周りを旋回しうる。図３Ａは、係合した状態又はロックされた状態のスプラグクラッチ３００を示している。図３Ａでは、外輪３０２が時計回りの方向に回転する。このことは、例えば、アクセサリギアボックス２５２が圧縮機２０４を駆動している第１の動作モードの間に起きる。外輪３０２とスプラグ３０６との間の相互作用によって、スプラグ３０６が旋回させられて内輪３０４と噛み合う。結果的に、外輪３０２と、スプラグ３０６と、内輪３０４とが全て一緒に（図３Ａでは時計回りの方向に）回転する。従って、第１の出力軸２６０が外輪３０２を回転させると、外輪３０２が内輪３０４を回転させ、従って圧縮機軸２５１を同じ方向に回転させる。
【0029】
図３Ｂは、解除された状態又は無効化状態のスプラグクラッチ３００を示している。図３Ｂでは、内輪３０４が、外輪３０２に依存せずに（外輪３０２よりも速く）時計周りの方向に回転している。このことは、例えば、（本明細書でさらに詳細に開示するように）タービン２０８が代替的に圧縮機軸２５１を駆動している第２の動作モードの間に起きる。図３Ｂに示すように、内輪３０４は、スプラグ３０６の内表面に沿って摺動する。しかしながら、この相互作用によっては、スプラグ３０６は、外輪３０２と摩擦により噛み合わされない。こうした中で、内輪３０４は、外輪３０２の回転を引き起こすことなく、時計回りの方向に回転する。外輪３０２が回転して、内輪３０４の回転速度と一致する速度に達した場合には、スプラグ３０６が旋回して内輪３０４に噛み合い、外輪３０２は、結局、内輪３０４にドライブをかける。こうした中で、内輪３０４は、少なくとも外輪３０２と同じ速さで回転する。反対に、外輪３０２が回転している間、内輪３０４は、独立的に外輪３０２よりも速い回転速度で回転することが可能であり、このことは外輪３０２に影響を与えない。図２に戻って参照すると、第１のオーバーラニングクラッ２６１によって、有利に、第１の動作モードにおいて、アクセサリギアボックス２５２が圧縮機２０４を駆動することが可能となる一方、第２の動作モードでは、タービン２０８が、アクセサリギアボックス２５２を駆動することなく、圧縮機２０４を駆動することが可能となる。この種のオーバーラニングクラッチはまた、有利に、いずれの動力も必要とせず又は仕組みを作動させることなく稼働する。
【0030】
図２では、システム２００は、第１のエンジン１０８が圧縮機２０４に機械的に動力を供給する第１の動作モードで稼働している。具体的には、第１のエンジン１０８が稼働しており、これにより、（ラジアル駆動軸２０６を介して）アクセサリギアボックス２５２に動力が供給される。第１のエンジン１０８は、離陸中、上昇中、及び／又は巡航中といった、相対的に速い速度（高いＲＰＭ（ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｓ－ｐｅｒ－ｍｉｎｕｔｅ））で稼働することが可能である。結果として、第１の出力軸２６０は、相対的に速い速度で回転している。こうした中で、第１のオーバーラニングクラッチ２６１が繋がっており、これにより、第１の出力軸２６０から圧縮機軸２５１へと回転力が伝達される。圧縮機２０４によって、圧縮機入口２０４で供給された空気の圧力が、圧縮機出口２４２での高圧にまで上げられる。圧搾空気が、第２の通路２４７を介して、ＥＣＳ２０２及び／又は圧搾空気を受け取る１つ以上の他のシステムへと提供される。
【0031】
ＥＣＳ２０２及び／又は他のシステムは、圧縮機２０４により生成された圧搾空気を受け取るために、第２の通路２４７に流体連結されている。幾つかの実施例において、第２の通路２４７からＥＣＳ２０２への圧搾空気の流れを制御するために、第４の弁２６３がＥＣＳ２０２の上流に配置されている。同じように、１つ以上の他の弁を他のシステムより上流に、各上記他のシステムへの圧搾空気の流れを制御するために配置することが可能である。
【0032】
幾つかの実施例において、（システム２００に類似した）第２の圧搾空気システムが、高圧空気を発生させるために、第２のエンジン１１０との関連で実装される。第２のシステムからの圧搾空気は、システム２００からの圧搾空気と混合されて、ＥＣＳ２０２及び／又は１つ以上の他のシステムに提供される。示される実施例では、第５の弁２６４が、第２のエンジン１１０の第２のシステムから第２の通路２４７への圧搾空気の流れを制御し、これにより、圧搾空気がＥＣＳ２０２及び／又は１つ以上の他のシステムへと供給される。
【0033】
示される実施例において、システム２００は、圧縮機２０４とタービン２０８との間で動作可能に連結される第２のオーバーラニングクラッチ２６５を備える。具体的には、タービン２０８はタービン軸２６６を備え、このタービン軸２６６は、第２のオーバーラニングクラッチ２６５を介して圧縮機軸２５１に動作可能に連結される。第２のオーバーラニングクラッチ２６５は、図３Ａ及び図３Ｂに示したスプラグクラッチ３００といったスプラグクラッチとして実現されうる。例えば、タービン軸２６６を、外輪に連結することが可能であり、圧縮機軸２５１を、内輪に連結することが可能である。こうした中で、第２のオーバーラニングクラッチ２６５によって、圧縮機軸２５１が、タービン軸２６６よりも速く回転することが可能となる。従って、第１の動作モードでは、第２のオーバーラニングクラッチ２６５が（斑点で示すように）切られており、ここでは、圧縮軸２５１は、タービン２０８を駆動することなく回転する。従って、タービンが使用されていないときにタービン２０８を駆動することによって、動力が浪費されない。第１の動作モードでは、タービン２０８は停止状態でありうる（例えば、タービン軸２６６は回転しない）。
【0034】
示される実施例において、タービン２０８は、タービン入口２６８と、タービン出口２６９とを含む。タービン入口２６８は、第２の空気源２６７から空気を受け取るためのものである。第２の空気源２６７は、ガスタービンエンジン２１０の抽気といった高圧空気源でありうる。本例では、第２の空気源２６７は、ガスタービンエンジン２１０の第２の圧縮機２２６（ＨＰＣ）からの抽気である。示される実施例では、第４の通路２７０が、タービン入口２６８を、第２の圧縮機２２６（ＨＰＣ）の抽気ポート２７１へと流体連結させる。こうした中で、第４の通路２７０は、第２の圧縮機２２６からタービン入口２６８へと高圧の抽気を送ることが可能である。示される例では、第４の通路２７０は、第２の圧縮機２２６の最終放出段から抽気を受け取る。しかしながら、他の実施例において、第２の空気源２６７は、他の空気源（例えば、より低い段の圧縮機）からの空気でありうる。例えば、第４の通路２７０は、第２の圧縮機２２６のより低い段（例えば、中間段）及び／又は第１の圧縮機２２４の或る段から抽気を受け取るために、ガスタービンエンジン２１０の他のポートに流体連結されうる。
【0035】
示される実施例において、第６の弁２７２及び第７の弁２７３が、第４の通路２７０を通過するタービン入口２６８への空気の流れを制御するために、第４の通路２７０に連結されている。第６の弁２７２及び第７の弁２７３は、本明細書ではそれぞれ、第１のタービン入口弁２７２、第２のタービン入口弁２７３と称される。図２に示すように、システム２００が第１の動作モードで稼働するときには、第１のタービン入口弁２７２及び第２のタービン入口弁２７３は閉じている。示される実施例では、第５の通路２７４が、タービン出口２６９を、それより下流の場所と流体連結する。従って、タービン２０８が（図４との関連でさらに詳細に開示するように）稼働しているときには、第５の通路２７４は、タービン出口２６９から出た空気を他の場所へと方向付けることが可能である。幾つかの実施例において、第５の通路２７４は、タービン出口２６９を出た空気を、推進力回復のためにファンダクト２１６へと方向付ける。例えば、第５の通路２７４は、ファンダクト２１６内へと空気を方向付けるために、胴体２１４に設けられたポートに連結されうる。
【0036】
示される実施例において、タービン２０８はまた、アクセサリギアボックス２５２の第２の出力軸２７５に動作可能に連結されており、この第２の出力軸２７５は、アクセサリギアボックス２５２のための始動入力部と称されうる。第１の出力軸２６０と同様に、第２の出力軸２７５は、アクセサリギアボックス２５２内の歯車列を介してラジアル駆動軸２０６に機械的に連結されている。本明細書でさらに詳細に開示する第３の動作モードでは、タービン２０８を、以下のことによって第１のエンジン１０８を始動させるために利用することが可能であり、即ち、第２の出力軸２７５を駆動し、これによりアクセサリギアボックス２５２に動力を供給し、これによりラジアル駆動軸２０６を駆動し、従って、第１のエンジン１０８の第２の駆動軸２３２を回転させることにより、第１のエンジン１０８を始動させるために利用することが可能である。
【0037】
示される実施例において、システム２００は、アクセサリギアボックス２５２の第２の出力軸２７５とタービン２０８との間で動作可能に連結される第３のオーバーラニングクラッチ２７６を備える。本実施例では、第１の歯車２７８はタービン軸２６６に連結されている。第１の歯車２７８は、第２の歯車２７９に係合している（例えば、噛み合っている）。第２の歯車２７９は、入力軸２８１を介して遊星ギアボックス２８０に連結している。遊星ギアボックス２８０は、入力軸２８１と出力駆動軸２８２との間の回転の方向を反転させる。出力駆動軸２８２は、第３のオーバーラニングクラッチ２７６を介してアクセサリギアボックス２５２の第２の出力軸２７５に連結されている。第３のオーバーラニングクラッチ２７６は、図３Ａ及び図３Ｂに示したスプラグクラッチ３００といった、スプラグクラッチとして実現可能である。このような実施例において、出力駆動軸２８２は外輪に連結しており、第２の出力軸２７５は内輪に連結している。こうした中で、第３のオーバーラニングクラッチ２７６は、第２の出力軸２７５が出力駆動軸２８２よりも速く回転出来るように構成されている。従って、第１の動作モードでは、第３のオーバーラニングクラッチ２７６が、（斑点で示すように）切れており、従って、第２の出力軸２７５は、出力駆動軸２８２（及び、従ってタービン２０８）を回転させることなく、自在に回転することが可能である。従って、第１のエンジン１０８が稼働していて第２の出力軸２７５が回転しているときには、第２の出力軸２７５は、タービン２０８から動作可能に切断されている。第１のオーバーラニングクラッチ２６１、第２のオーバーラニングクラッチ２６５、第３のオーバーラニングクラッチ２７６を、スプラグクラッチとして実現されたものとして開示してきたが、他の実施例において、第１のオーバーラニングクラッチ２６１、第２のオーバーラニングクラッチ２６５、第３のオーバーラニングクラッチ２７６は、ローラランプクラッチ（ｒｏｌｌｅｒ ｒａｍｐ ｃｌｕｔｃｈ）、ラップスプリングクラッチ（ｗｒａｐ ｓｐｒｉｎｇ ｃｌｕｔｃｈ）、又はウェッジスタイルクラッチ（ｗｅｄｇｅ ｓｔｙｌｅ ｃｌｕｔｃｈ）といった、他の種類のオーバーラニングクラッチによって実現可能である。
【0038】
示される実施例において、システム２００は、第２の通路２４７と第４の通路２７０との間に第６の通路２８４を備える。第６の通路２８４は、第３の動作モード（エンジン始動モード）の間にタービン２０８に高圧空気を提供するために利用することが可能であり、このことは、図５との関連でさらに詳細に開示される。ここではタービン始動弁２８５とも称される第８の弁２８５が、第６の通路２８４を通過する空気の流れを制御するために、第６の通路２８４に連結されている。図２に示す第１の動作モードでは、タービン始動弁２８５は閉じている。幾つかの実施例において、図５との関連でさらに詳細に開示するように、第１のエンジン１０８の始動のための高圧空気を供給するために、ＡＰＵ２８６が第２の通路２４７を介して第６の通路２８４に流体連結している。第９の弁２８７が、ＡＰＵ２８６から第２の通路２４７への空気の流れを制御する。
【0039】
示される実施例において、第７の通路２９０が、第２の通路２４７を、より下流の場所に流体連結する。第７の通路２９０は、第３の通路２４９の一部を介して第２の通路２４７に流体連結されている。第７の通路２９０はまた、図５との関連でさらに詳細に開示するように、始動モードの間に、タービン２０８に対する圧縮機２０４の負荷を低減するために利用することが可能である。本明細書ではファンダクト入口弁２９２とも呼ばれる第１０の弁２９２が、第７の通路２９０に連結している。第１の動作モードでは、ファンダクト入口弁２９２は閉じている。例示の弁２４５、２４８、２５０、２６３、２６４、２７２、２７３、２８５、２８７、２９２はいずれも、開いた状態と閉じた状態とで稼働する弁（例えば遮断弁）及び／又は減圧機能を実行する弁（例えば、減圧遮断弁、圧力逃がし弁等）として実現可能である。
【0040】
例示のシステム２００は、様々な装置（例えば弁）を動かして様々なモードでシステム２００の動作を制御するために、制御システム２９３を備える。制御システム２９３は、例えばコントローラ又はプロセッサとして実現可能である。制御システム２９３は、弁２４５、２４８、２５０、２６３、２６４、２７２、２７３、２８５、２８７、２９２、及び、システム２００の様々なパラメータを監視する１つ以上のセンサと通信可能に結合されている。
【0041】
示される実施例において、制御システム２９３は、入力／出力モジュール２９４と、比較器２９５と、装置コントローラ２９６とを備える。入力／出力モジュール２９４は、システム２００の１つ以上のパラメータを測定する１つ以上のセンサから信号を受信する。比較器２９５は、上記パラメータの測定された値を、１つ以上の閾値又は閾値の範囲と比較する。上記パラメータが閾値又は閾値の範囲を満たすかどうかに基づいて、装置コントローラ２９６は、第１の動作モードと第２の動作モードとの間でシステム２００を切り替えるために、弁２４５、２４８、２５０、２６３、２６４、２７２、２７３、２８５、２８７、２９２の１つ以上を操作することが可能である。
【0042】
例えば、第１のセンサ２９８ａは、ガスタービンエンジン２１０の第２の駆動軸２３２（高速スプール、Ｎ２）の速度（ＲＰＭ）を測定する。第１のセンサ２９８ａは、入力／出力モジュール２９４を介して制御システム２９３に（第２の駆動軸２３２の速度に対応する）信号を提供する。第１のエンジン１０８が、例えば離陸中、上昇中、又は巡航中で中速又は高速で稼働している場合には、第２の駆動軸２３２は、圧縮機２０４に十分な動力を提供する速度で回転している。しかしながら、第１のエンジン１０８が、例えば下降中又はアイドル中でより遅い速度で稼働している場合には、第２の駆動軸２３２は、ＥＣＳ２０２及び／又は他のシステムの要求を満たすため充分な圧搾空気を発生させるために圧縮機２０４に十分な動力を提供するほど十分に速い速度で回転していない可能性がある。比較器２９５は、第１のセンサ２９８ａにより測定された速度を、例えばルックアップテーブルによって提供される速度の閾値又は速度の範囲と比較する。速度が、上記範囲外にある（例えば、閾値速度を下回る）場合には、制御システム２９３の装置コントローラ２９６が、以下で詳細に開示するように（ここでは、タービン２０８が代替的に圧縮機２０４に動力を供給するために利用される）、第２の動作モードに切り替えるために、弁２４５、２４８、２５０、２６３、２６４、２７２、２７３、２８５、２８７、２９２の１つ以上を開かせ又は閉じさせることが可能である。
【0043】
追加的又は代替的に、制御システム２９３は、１つ以上の他のパラメータを監視することが可能である。例えば、第２のセンサ２９８ｂは、圧力機出口２４２の下流の第２の通路２４７に結合されている。第２のセンサ２９８ｂは、圧縮機２０４により生成された圧搾空気の圧力及び／又は流量を測定することが可能である。第２のセンサ２９８ｂは、入力／出力モジュール２９４を介して制御システム２９３に（圧搾空気の測定された圧力及び／又は流量に対応する）信号を提供する。制御システム２９３は、第２のセンサ２９８ｂにより測定された下流の圧力及び／又は流量が、所与の高度、航空機速度、乗客数、凍結条件、又は航空機システム２００の動作に影響を与える他の任意の条件についての、所定の圧力範囲（例えば、閾値圧力、圧力要求値）内にあるかどうかを判定することが可能である。比較器２９５は、第２のセンサ２９８ｂにより提供された信号を、例えばルックアップテーブルにより提供される圧力及び／又は流量の閾値又は範囲と比較する。上記圧力及び／又は流量が上記範囲外にある（例えば、閾値圧力又は閾値流量を下回る）場合には、制御システム２９３の装置コントローラ２９６は、第２の動作モードに切り替えるために、弁２４５、２４８、２５０、２６３、２６４、２７２、２７３、２８５、２８７、２９２の１つ以上を開かせ又は閉じさせる。他の実施例において、制御システム２９３は、第３のセンサ２９８ｃを介して、圧縮機軸２５１の速度を監視することが可能である。上記のパラメータと同様に、制御システム２９３は、第３のセンサ２９８ｃにより測定された速度を閾値又は範囲と比較して、第１の動作モードと第２の動作モードとの間で切り替えるかどうかを判定することが可能である。
【0044】
例示の稼働では、システム２００は、第１の動作モードで駆動しており、この第１の動作モードでは、例えば巡航中といった第１の飛行区間又は飛行状況の間に圧縮機２０４に動力を供給するために、ラジアル駆動軸２０６が利用される。幾つかの実施例において、ラジアル駆動軸２０６を介して圧縮機２０４を駆動することは、タービン２０８を介して圧縮機２０４に動力を供給するよりも効率が良い。飛行任務の大部分を占めることが多い巡航中に、圧縮機２０４に十分な動力を提供するために、第１歯車２５６及び第２の歯車２５８と、アクセサリギアボックス２５２内の歯車と、の比を選択することが可能であり、このようにして燃料消費が低減される。しかしながら、ラジアル駆動軸２０６は、第２の駆動軸２３２と固定のギア比率にあるため、第１のエンジン１０８が、例えばアイドル中又は下降中といった第２の飛行区間又は飛行条件で稼働しているときには、ラジアル駆動軸２０６は、圧縮機２０４に十分な動力を提供することができない可能性がある。アイドル時又は下降時には、第１のエンジン１０８は、巡航中よりも遅い速度で稼働している。このような条件では、ラジアル駆動軸２０６は、圧搾空気を利用するシステムの要求を満たすために十分な動力を圧縮機２０４に提供しえない可能性がある。例えば、第２の駆動軸２３２（高速スプール）は、１３，０００ＲＰＭで回転しうるが、第１の出力軸２６０及び圧縮機駆動軸２５１は、２６，０００ＲＰＭでのみ回転する。従って、システム２００を、第１の動作モードから第２の動作モードに切り替えることが可能であり、この第２の動作モードでは、圧縮機軸２５１を駆動し従って圧縮機２０４を駆動して、航空機１００の上記システムに圧搾空気を提供するために、タービン２０８が利用される。制御システム２９３が、１つ以上のパラメータが自身の対応する閾値を満たしておらず（例えば、第１のエンジン１０８の速度が閾値よりも遅い）及び／又はそうでなければ圧縮機２０４が上記システムに充分な圧搾空気を提供していないと判定した場合には、制御システム２９３は、第１の動作モードから第２の動作モードへとシステム２００を切り替えるために、弁２４５、２４８、２５０、２６３、２６４、２７２、２７３、２８５、２８７、２９２の１つ以上を操作する。
【0045】
図４は、システム２００が第２の動作モードで稼働しておりタービン２０８が圧縮機２０４に動力を供給するために使用される一例を示している。第１の動作モードから第２の動作モードに切り替えるために、制御システム２９３の装置コントローラ２９６は、第１のタービン入口弁２７２及び第２のタービン入口弁２７３を開けるための命令信号を送信する。例される実施例では、２つのタービン入口弁が使用されているが、他の実施例では、タービン入口弁が１つだけ（例えば、第１のタービン入口弁２７２のみ）使用されてよい。第１のタービン入口弁２７２及び第２のタービン入口弁２７３が開いているときには、第２の圧縮機２２６（ＨＰＣ）からの高圧抽気が、矢印で示すようにタービン入口２６８に供給される。タービン２０８は、例えば、可変容量型のラジアル流入タービン（ｖａｒｉａｂｌｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｒａｄｉａｌ ｉｎｆｌｏｗ ｔｕｒｂｉｎｅ）でありうる。高圧抽気によって、タービン２０８が駆動され、タービン２０８によって、今度は圧縮機２０４が駆動される。具体的には、タービン２０８は、抽気により提供された熱エネルギーを、この高温の高圧抽気をより低温かつより低圧へと膨張させることによって、機械的エネルギーへと変換する。この状況において、タービン軸２６６は、アクセサリギアボックス２５２の第１の出力軸２６０よりも速く回転している。例えば、第１の出力軸２６０が２６，０００ＲＰＭで回転している一方で、タービン駆動軸２６６は、４０，０００ＲＰＭで回転しうる。こうした中で、タービン軸２６６の速度が、圧縮機軸２５１の速度に達したときには、第２のオーバーラニングクラッチ２６５が、（クロスハッチングが示すように）係合した又はロックされた状態に切り替わり、このことにより、タービン軸２６６が圧縮機軸２５１を駆動することが可能となる。その後、タービン２０８は、圧縮機２０４に動力を供給し始め、従って、タービン２０８と圧縮機２０４とがターボ圧縮機を形成する。さらにまた、圧縮機軸２５１は、第１の出力軸２６０よりも速く回転し始める。例えば、タービン軸２６６は、４０，０００ＲＰＭで圧縮機軸２５１を駆動することが可能であるが、第１の出力軸２６０は、２６，０００ＲＰＭで回転している。こうした中で、第１のオーバーラニングクラッチ２６１が（斑点が示すように）切れており、このことにより、圧縮機軸２５１は、第１の出力軸２６０に依存せずに（第１の出力軸２６０よりも速く）回転することが可能となる。従って、圧縮機軸２５１は、第１の出力軸２６０を駆動しない。
【0046】
先に開示したように、第２の動作モードでは、タービン２０８が圧縮機２０４に動力を供給する。圧縮機２０４は、圧縮機出口２４２で圧搾空気を生成し、この圧搾空気は、第２の通路２４７を介してＥＣＳ２０２及び／又は１つ以上の他のシステムに供給される。第２の動作モードでは、第１の弁２４５は開いたままであり、ファン空気が圧縮機入り口２４０と流れることが可能となる。第３の弁２５０は、圧搾空気の所望の温度に従って開閉されうる。タービン始動弁２８５、第９の弁２８７、及びファンダクト入口弁２９２は閉じたままである。
【0047】
幾つかの実施例において、第１のタービン入口弁２７２は、開弁状態と閉弁状態とで稼働する遮断弁であり、第２のタービン入口弁２７３は、タービン入口２６８へと流れる抽気の圧力を調整することが可能な減圧遮断弁（ＰＲＳＯＶ：ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｓｈｕｔｏｆｆ ｖａｌｖｅ）である。圧縮機２０４に提供される所望の動力に従って、制御システム２９３は、タービン軸２６６での目標速度を生じさせる所望の圧力に対して圧力を調整するために、第２のターボ入口弁２７３を制御することが可能である。このようにして、制御システム２９３は、圧縮機２０４に提供される動力を制御し、従って圧縮機出口２４２で発生する空気の圧力及び流量を制御することが可能である。上記２つの弁の構成によって、第１のタービン入口弁２７２又は第２のタービン入口弁２７３の一方が動作不能になった（例えば開弁しない）場合には、上記システムにおける冗長性も提供される。
【0048】
示される実施例において、タービン出口２６９を出た空気は、第５の通路２７４を介して、推進力回復のためにファンダクト２１６へと方向付けられる。追加的又は代替的に、タービン出口２６９を出た空気は、熱的な防氷システム（例えば、エンジン防氷システム、翼防氷システム）、及び／又は、第１のエンジン１０８の冷却の支援のため、タービン２３４，２３６及び／又はガスタービンエンジン２１０のケーシングといった、１つ以上の他の場所に伝達されうる。ケーシング及び／又はタービン翼を冷却することによって、例えば、タービンの翼とケーシングとの間の適切な空隙又は空間が維持される（例えば、温度上昇に因る収縮及び／又は膨張が防止される）。幾つかの実施例において、圧力を調整するため及び／又は流体の遮断をもたらすために、１つ以上の弁が第５の通路２７４に配置されてよい。
【0049】
システム２００が第２の動作モードで動作しているときには、タービン軸２６６が、（第１の歯車２７８及び第２の歯車２７９、並びに遊星ギアボックス２８０を介して）出力軸２８２を回転させている。しかしながら、遊星ギアボックス２８０で起こるギア減速により、出力軸２８２は、アクセサリギアボックス２５２の第２の出力軸２７５よりも遅い速度で回転している。例えば、アクセサリギアボックス２５２の第２の出力軸２７５は、１３，０００ＲＰＭで回転できるが、出力軸２８２は、３，３００ＲＰＭで回転している。こうした中で、第３のオーバーラニングクラッチ２７６が、（斑点で示すように）切れており、このことにより、第２の出力軸２７５が出力軸２８２に依存せずに（出力軸２８２よりも速く）回転することが可能となる。従って、システム２００が第２の動作モードで稼働している間は、タービン２０８は第２の出力軸２７５を駆動しない。
【0050】
制御システム２９３は、第１のエンジン１０８及び／又はシステム２００の１つ以上のパラメータを監視し続ける。制御システム２９３が、システム２００を第１の動作モードへと戻して切り替えられると判定した場合には、制御システム２９３は、第１のタービン入口弁２７２及び第２のタービン入口弁２７３を閉じ、これにより、タービン２０８が切断される。その後、図２の第１の動作モードにおいて示したように、第１のオーバーラニングクラッチ２６１が再び繋がり、アクセサリギアボックス２５２が、圧縮機２０４を駆動し始める。こうした中で、制御システム２９３は、１つ以上のパラメータを監視して、第１の動作モード（図２）と第２の動作モード（図４）との間で前後に切り替えることが可能であり、従って、ＥＣＳ２０２及び／又は１つ以上の他のシステムの要求を満たすために利用可能な圧搾空気の不変の供給が保証される。
【0051】
図５に示すように、システム２００は、第３の動作モード（エンジン始動モード）でも稼働することが可能であり、この第３の動作モードでは、第１のエンジン１０８を始動させるためにタービン２０８が利用される。第３の動作モードでは、第１の弁２７２が閉じている。第１のエンジン１０８を始動させるために、高圧空気が、タービン２０８を駆動するためにタービン入口２６８に供給され、このことによりアクセサリギアボックス２５２に動力が供給され、これによりラジアル駆動軸２０６が駆動され、従って、第１のエンジン１０８の第２の駆動軸２３２が駆動される。幾つかの実施例において、タービン２０８を駆動するための高圧空気が、ＡＰＵ２８６によって供給される。このような例では、第９の弁２８７が開いており、このことにより、高圧空気が、第２の通路２４７を通過して第６の通路２８４へと流れ、さらに、第６の通路２８４から第４の通路２７０を通過してタービン入口２６８へと流れることが可能である。第２の弁２４８は閉じており、第１のタービン入口弁２７２は閉じており、及び、第２のタービン入口弁２７３は開いている。追加的又は代替的に、高圧空気は、第２のエンジン１１０によって供給されてよい。例えば、第２のエンジン１１０が最初に始動されている場合には、第２のエンジン１１０により生成された高圧空気が、（クロスフロー抽気システム（ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｂｌｅｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれることもある）第１のエンジン１０８に供給されうる。他の実施例において、高圧空気は、地上のカート（ｇｒｏｕｎｄ ｃａｒｔ）といった１つ以上の他のソースによって供給され、又は搭載された又は航空機１００（図１）から離れた高圧空気室に貯蔵されうる。
【0052】
タービン入口２６８に提供された高圧空気によって、タービン駆動軸２６６が駆動される。タービン軸２６６によって、（第１の歯車２７８及び第２の歯車２７９と、入力駆動軸２８１と、遊星ギアボックス２８０とを介して）出力駆動軸２８２駆動される。遊星ギアボックス２８０は、タービン軸２６６から出力軸２８２へと、従って、アクセサリギアボックス２５２の第２の出力軸２７５へとＲＰＭを下げるよう構成されうる。例えば、遊星ギアボックス２８０は、１２：１のギア比を提供することが可能である。こうした中で、タービン軸２６６が４０，０００ＲＰＭで回転しているときには、例えば、出力駆動軸２８２（及び従って、第２の出力軸２７５）は、およそ３，３００ＲＰＭで回転している。第３のオーバーラニングクラッチ２７６は、（ハッチングで示すように）繋がっている。こうした中で、出力駆動軸２８２によって、アクセサリギアボックス２５２の第２の出力軸２７５が回転させられる。アクセサリギアボックス２５２は、今度はラジアル駆動軸２０６を回転させ、従って、第１のエンジン１０８の第２の駆動軸２３２（高速スプール、Ｎ２）を回転させる。第２の駆動軸２３２（高速スプール）がいちど回転すると、燃料が燃焼室２２８で混合され、混合気を燃焼させてガスタービンエンジン２１０を始動させるためにスパークが提供される。ガスタービンエンジン２１０がいちど稼働すると、タービン始動弁２８５及び第９の弁２８７を閉じて第２の弁２４８を開けることが可能である。
【0053】
第３の動作モードの間には、タービン出口２６９から出た膨張した空気が、推進力回復のために、第５の通路２７４を介してファンダクト２１６へと供給されうる。追加的又は代替的に、先に開示したように、タービン出口２６９を出た空気は、熱的な防氷システム（例えば、エンジン防氷システム、翼防氷システム）、及び／又は、タービン２３４，２３６及び／又はガスタービンエンジン２１０のケーシングといった、１つ以上の他の場所に提供されうる。
【0054】
第３の動作モードでは、第２のオーバーラニングクラッチ２６５が（クロスハッチングで示すように）繋がっている。こうした中で、タービン軸２６６は、圧縮機軸２５１を駆動しており、従って、タービン２０８は、圧縮機２０４を駆動している。圧縮機２０４により引き起こされるタービン２０８への負荷を低減するために、制御システム２９３は、圧縮機入口２４０への空気の流量を低減（抑制）するよう第１の弁２４５に命令することが可能である。例えば、第１の弁２４５は、上記空気の流量又は圧力を、より少ない流量又はより低い圧力へと低減することが可能なＰＲＳＯＶである。こうした中で、より少ない流量が圧縮機入口２４０に提供される。追加的又は代替的に、圧縮機２０４は、圧縮機出口２４２でより少ない流量又はより低い圧力を実現するために、調整可能な入口案内翼及び／又はディフューザ案内翼といった可変容量型の特徴を備えうる。本例では、第３の弁２５０を閉じることが可能である。
【0055】
タービン２０８に対する負荷のさらなる低減を支援するために、ファンダクト入口弁２９２を開けることが可能である。幾つかの実施例において、ファンダクト入口弁２９２はサージ弁である。先に開示したように、第７の通路２９０は、ファンダクト２１６といった下流の場所に流体連結されている。こうした中で、圧縮機出口２４２を出た空気は、第２の通路２４７を通過し、第７の通路２９０を通過して、推進力回復のためのファンダクト２１６へと流れる。従って、第７の通路２９０は、第２の通路２４７をファンダクト２１６へと流体連結させる。他の実施例において、第７の通路２９０は、航空機１００の機外といった他の場所へと気流を方向付けることが可能である。出口からの空気を低圧領域へと方向付けて圧縮機から出る空気を抑制することによって、タービン２０８に対する最小負荷が、圧縮機２０４によって引き起こされる。第１のエンジン１０８がいちど稼働すると、制御システム２９３は、ファンダクト入口弁２９２を閉じる。
【0056】
第３の動作モードの間、圧縮機軸２５１は、アクセサリギアボックス２５２の第１の出力軸２６０よりも速く回転している。こうした中で、第１のオーバーラニングクラッチ２６１が（斑点で示すように）切られている。
【0057】
図６は、本開示の教示に従って構成された例示の他の圧搾空気システム６００（ここでは、システム６００と称する）を示している。例示のシステム６００はまた、第１のエンジン１０８との関連で示されている。図２～図５との関連で先に開示した例示のシステム２００の構成要素とほぼ同様に又は同一であり、上記構成要素とほぼ同様に又は同一の機能を有する例示のシステム６００の構成要素については、以下では再び詳細には記載しない。その代わり、関心がある読者は先の対応する記載を参照されたい。この措置を円滑にするために、同じ参照番号が同様の構成のために利用される。
【0058】
図６では、システム６００は、第１のエンジン１０８を始動させるために、タービン２０８を使用するのではなく、別体の始動タービン６０２を利用する。示される実施例において、始動タービン６０２はアクセサリギアボックス２５２の第２の出力軸２７５に連結されている。第６の通路２８４が、始動タービン６０２のタービン入口６０４に連結されている。第３の動作モード（エンジン始動モード）では、ＡＰＵ２８６及び／又は第２のエンジン１１０からの高圧空気が、始動タービン６０２を駆動するためにタービン入口６０４に供給される。始動タービン６０２によって第２の出力軸２７５が駆動され、これによりアクセサリギアボックス２５２に動力が供給され、これによりラジアル駆動軸２０６が駆動され、従って第２の駆動軸２３２が回転させられて、ガスタービンエンジン２１０が始動する。始動タービン６０６のタービン出口６０６を出た空気は、推進力回復のためにファンダクト２１６内へと方向付けられ、及び／又は他の場所へと方向付けられうる。示される実施例において、オーバーラニングクラッチ６０８が、始動タービン６０２と第２の出力軸２７５との間に配置されており、従って、第１のエンジン１０８がいちど始動すると、始動タービン６０２を第２の出力軸２７５から切断することが可能である。
【0059】
第３の動作モードの間、タービン２０８は停止しており又は稼働しておらず、第２のオーバーラニングクラッチ２６５は切れている。第１の出力軸２６０は、第１のオーバーラニングクラッチ２６１を介して圧縮機２０４を駆動する。しかしながら、第１の弁２４５により圧縮機２０４への気流を抑制することで、負荷を低減することが可能であり、圧縮機２０４を出た空気は機外へと又はファンダクト入口弁２９２を介してファンダクト２１６へと放出されうる。
【0060】
図７は、本開示の教示に従って構成された例示の他の圧搾空気システム７００（ここでは、システム７００と称する）を示している。例示のシステム７００はまた、第１のエンジン１０８との関連で示されている。図２～図５との関連で先に開示した例示のシステム２００の構成要素とほぼ同様に又は同一であり、上記構成要素とほぼ同様に又は同一の機能を有する例示のシステム７００の構成要素については、以下では再び詳細には記載しない。その代わり、関心がある読者は先の対応する記載を参照されたい。この措置を円滑にするために、同じ参照番号が同様の構成のために利用される。
【0061】
図７の例示のシステム７００では、タービン２０８（図２）が電動機７０２と置換されており、タービン軸２６６（図２）が電動機７０２の電動機駆動軸７０４と置換されている。システム７００は、先に開示したシステム２００とほぼ同じに稼働することが可能である。具体的には、システム７００は、圧縮機２０４に動力を供給して圧搾空気を発生させるために、第１の動作モードと第２の動作モードとで稼働することが可能である。システム７００は、図７では、第２の動作モードで動作するものとして示されている。
【0062】
第１の動作モードでは、図２との関連で先に開示した動作と同様に、アクセサリギアボックス２５２によって圧縮機２０４が駆動される。第１の動作モードでは、第１のオーバーラニングクラッチ２６１が繋がっており、第２のオーバーラニングクラッチ２６５及び第３のオーバーラニングクラッチ２７６が切れている。制御システム２９３は、システム７００の１つ以上のパラメータを監視することが可能である。より大きな動力が望まれる場合には、制御システム２９３は、第２の動作モードへと切り替えるために、システム７００の１つ以上の装置を操作することが可能である。制御システム２９３は、電動機７０２を制御する電動機コントローラ７０６を備える。圧縮機２０４へのより大きな動力が望まれる場合には、電動機コントローラ７０６は、電動機７０２を作動させ、これにより電動機駆動軸７０４が駆動される。電動機駆動軸７０４が圧縮機軸２５１の速度に達すると、第２のクラッチ２６５が繋がり、これにより、電動機７０２が圧縮機２０４に動力を供給することが可能となる。さらに、圧縮機軸２５１がいちど第１の出力軸２６０よりも速く回転すると、第１のオーバーラニングクラッチ２６１が切られる。こうした中で、電動機７０２を、アクセサリギアボックス２５２に依存せずに圧縮機２０４に動力を供給するために利用することが可能である。第１の動作モードへと戻して切り替えるために、電動機コントローラ７０６は、電動機７０２を停止することが可能である。従って、先に開示したシステム２００と同様に、第１のエンジン１０８の稼働条件、及び、ＥＣＳ２０２及び／又は１つ以上の他のシステムが要求する圧搾空気の圧力及び流量に従って、システム７００を第１の動作モードと第２の動作モードとで切り替えることが可能である。
【0063】
さらに、電動機７０２を、第１のエンジン１０８を始動させるための第３の動作モードで使用することが可能である。具体的には、第１のエンジン１０８を始動させるために、電動機コントローラ７０６が電動機７０２を作動させて、電動機駆動軸７０４を駆動する。電動機軸７０４によって、（第１の歯車２７８及び第２の歯車２７９と、入力駆動軸２８１と、遊星ギアボックス２８０とを介して）出力軸２８２が駆動される。第３のオーバーラニングクラッチ２７６が繋がり、これにより、出力軸２８２が第２の出力軸２７５を駆動することが可能となり、これにより、アクセサリギアボックス２５２と、ラジアル駆動軸２０６と、ガスタービンエンジン２１０の第２の駆動軸２３２とが駆動される。図５との関連で開示された技術と同様に、第１の弁２４５により圧縮機２０４への気流を抑制することで、圧縮機２０４により引き起こされる負荷を低減することが可能であり、圧縮機２０４を出た空気を、ファンダクト２１６内へと方向付け又はファンダクト入口弁２９２を介して他の場所へと方向付けることが可能である。
【0064】
図２の例示のシステム２００、図６の例示のシステム６００、及び図７の例示のシステム７００では、第１のオーバーラニングクラッチ２６１が、圧縮機２０４とアクセサリギアボックス２５２との間に配置されているが、他の実施例では、第１のオーバーラニングクラッチ２６１を、アクセサリギアボックス２５２に組み込むことが可能である。例えば、図８は、第１のオーバーラニングクラッチ２６１がアクセサリギアボックス２５２内の２つ以上の歯車の間に配置された例示の構成を示している。この例では、圧縮機２０４が、第１の出力軸２６０に直接的に連結されうる（又は、圧縮機軸２５１（図２）がアクセサリギアボックス２５２内の歯車に連結されると見做しうる）。歯車列の中に第１のオーバーラニングクラッチ２６１を配置することが、第１のオーバーラニングクラッチ２６１が経験するトルク又はＲＰＭを変更するために（例えば、第１のオーバーラニングクラッチ２６１のための任意のトルク限界値及び／又はＲＰＭ限界値を超過することを回避するために）利用されうる。第１のオーバーラニングクラッチ２６１の位置は変えられているが、第１のオーバーラニングクラッチ２６１によって、これまでどおり、圧縮機２０４が、ラジアル駆動軸２０６により提供される速度に依存せずに（上記速度よりも速く）稼働することが可能となる。従って、第１のオーバーラニングクラッチ２６１がラジアル駆動軸２０６と圧縮機２０４との間で動作可能に結合される限りは、第１のオーバーラニングクラッチ２６１の位置を変更することが可能である。図８に示す例示の構成は、本明細書に開示した例示のシステム２００、６００、７００との関連で実現可能である。
【0065】
同様に、図２の例示のシステム２００、図６の例示のシステム６００、及び図７の例示のシステム７００では、第２のオーバーラニングクラッチ２６５は、圧縮機軸２５１とタービン軸２６６（又は図７の電動機駆動軸７０４）との間に配置されているが、他の実施例では、第２のオーバーラニングクラッチ２６５を、圧縮機軸２５１とタービン軸２６６との間の歯車列に組み込むことが可能である。例えば、図９は、第２のオーバーラニングクラッチ２６５が圧縮機軸２５１とタービン軸２６６との間の歯車列９００の中に配置された例示の構成を示している。歯車列９００は、圧縮機軸２５１とタービン軸２６６との間のギア比を変更するために利用されうる。さらに、歯車列９００の中に第２のオーバーラニングクラッチ２６５を配置することが、第２のオーバーラニングクラッチ２６５が経験するトルク又はＲＰＭを変更するために（例えば、当該クラッチのための任意のトルク限界値及び／又はＲＰＭ限界値を超過することを回避するために）利用されうる。第２のオーバーラニングクラッチ２６５の位置は変えられているが、第２のオーバーラニングクラッチ２６５は、これまでどおり、圧縮機軸２５１とタービン軸２６６との間で動作可能に連結されており、従って、圧縮機２０４が、第１の動作モードにおいてタービン２０８に依存せずに（タービン２０８よりも速く）稼働することを可能となる。図９に示す例示の構成は、本明細書に開示した例示のシステム２００、６００、７００との関連で実現可能である。
【0066】
任意の部品（例えば、弁、通路等）又はモードとの関連における「第１の」「第２の」「第３の」という用語は、単に、１の部品又はモードを、他の部品又はモードと区別するために使用される。これらの用語は非限定的であり、部品又はモードの特定の順序又は特定の番号を示すことを意図していない。
【0067】
図２、図６及び図７では、例示のシステム２００、６００、及び７００の制御システム２９３を実現する例示的なやり方が示されているが、図２、図６、及び図７に示す１つ以上の構成要素、処理、及び／又は装置は、組み合わされ、分けられ、再配置され、省略され、除削除され、及び／又は任意の他のやり方で実現されてよい。さらに、図２、図６、及び図７の例示の入力／出力モジュール２９４、比較器２９５、例示の装置コントローラ２９６、例示の電動機コントローラ７０６、及び／又は、より大まかには、例示の制御システム２９３は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェアの任意の組み合わせによって実現されうる。したがって、例えば、例示の入力／出力モジュール２９４、例示の比較器２９５、例示の装置コントローラ２９６、例示の電動機コントローラ７０６、及び／又は、より大まかには、例示の制御システム２９３のいずれも、１つ以上のアナログ又はデジタル回路、論理回路、プログラム可能なプロセッサ、 プログラム可能なコントローラ、ＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、及び／又は、ＦＰＬＤ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）により実現可能であろう。本特許の装置又はシステムの請求項のいずれも、純粋にソフトウェア及び／又はファームウェア実装を包含するものとして解釈する場合に、例示の入力／出力モジュール２９４、例示の比較器２９５、例示の装置コントローラ２９６、及び／又は、例示の電動機コントローラ７０６の少なくとも１つは、本明細書において、当該ソフトウェア及び／又はファームウェアを保存するための、メモリ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｋ）、ブルーレイディスク等の、非一過性のコンピュータ読取可能な記憶装置又は記憶ディスクを含むと明示的に定義される。さらに、図２、図６、及び図７の例示の制御システム２９３は、図２、図６及び図７に示したものに加えて、又はこれらの代わりに、１つ以上の構成要素、処理、及び／又は装置を含んでよく、及び／又は、図示される構成要素、処理、及び装置のいずれか又は全ての１つより多くを含んでよい。本明細書では、「通信している（ｉｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）」という句は、そのバリエーションも含めて、１つ以上の中間の構成要素を通じた直接的な通信及び／又は間接的な通信を包含しており、直接的な物理的（例えば有線による）通信及び／又は一定の通信を要しないが、むしろ追加的に、周期的な間隔での、予定された間隔での、非周期的な間隔での、及び／又は一度限りのイベントでの選択的な通信を含む。
【0068】
図２、図６、及び図７の例示の制御システム２９３を実現するための、例示のハードウェアロジック部、機械読取可能な命令、ハードウェアで実装されたステートマシン、及び／又は、これらの任意の組み合わせを表わすフローチャートが、図１０及び図１１に示される。機械読取可能な命令は、以下で図１２との関連で検討する例示のプロセッサプラットフォーム１２００に示すプロセッサ１２１２といった、コンピュータプロセッサによる実行のための実行可能なプログラム又は当該プログラムの一部であってよい。プログラムは、ＣＤ‐ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードドライブ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、又は、プロセッサ１２１２と関連付けられたメモリといった、非一過性のコンピュータ読取可能な記憶媒体に格納されたソフトウェアに埋め込まれてよいが、代替的に、全プログラム及び／又はその一部がプロセッサ１２１２以外の装置によって実行され及び／又はファームウェア又は専用のハードウェアに埋め込まれうるであろう。さらに、例示のプログラムは、図１０及び図１１に示すフローチャートを参照して説明されるが、図２、図６、及び図７の例示の制御システム２９３を実現する他の多くの方法が、代替的に利用されてよい。例えば、ブロックの実行順序を変更してよく、及び／又は、記載したブロックの幾つかを変更し、削除し、又は組み合わせてよい。代替的又は追加的に、上記ブロックのいずれか又は全てを、ソフトウェア又はファームウェアを実行することなく対応する動作を実施するよう構造化された１つ以上のハードウェア回路（例えば、ディスクリート及び／又は集積アナログ及び／又はデジタル回路、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、比較器、演算増幅器（ｏｐ‐ａｍｐ：ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ‐ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、論理回路等）により実現してもよい。
【0069】
上述したように、図１０及び図１１の例示の処理は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、読取専用メモリ、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、キャッシュ、ランダムアクセスメモリ及び／又は、任意の期間にわたって（例えば、長期的に、永続的に、短期的に、一時バッファ用として、及び／又は情報のキャッシング用として）情報が格納される任意の他の記憶装置又は記憶ディスクといった、非一過性のコンピュータ読取可能な媒体及び／又は機械読取可能な媒体に格納された実行可能な命令（例えば、コンピュータ読取可能な及び／又は機械読取可能な命令）を用いて実現することが可能である。本明細書では、非一過性のコンピュータ読取可能な媒体という用語は、任意の種類のコンピュータ読取可能な記憶装置及び／又は記憶ディスクを含み、伝播信号を除外し、伝送媒体を除外するものと明示的に定義される。
【0070】
「含む」（「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」）（並びに、その全ての形態及び時制）は、本明細書では、オープンエンド形式の（ｏｐｅｎ－ｅｎｄｅｄ）用語として使用される。従って、請求項で、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」又は「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」（例えば、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ，ｉｎｃｌｕｄｅｓ，ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，ｈａｖｉｎｇ等）の如何なる形態が、プリアンブルとして利用されても、又は、如何なる請求項の記載の範囲で使用されていても、対応する請求項又記載の範囲から外れることなく、追加的な構成要素、用語等が存在しうると解されたい。本明細書では、「少なくとも（ａｔ ｌｅａｓｔ）」という語句は、例えば、請求項のプリアンブルで移行部の用語として使用されるが、「含む」（「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」）という用語がオープンエンド形式であるのと同様に、オープンエンド形式である。「及び／又は」（「ａｎｄ／ｏｒ」）という用語は、例えば、Ａ、Ｂ、及び／又はＣといった形で使用される場合には、（１）Ａのみ、（２）Ｂのみ、（３）Ｃのみ、（４）Ａ及びＢ、（５）Ａ及びＣ、（６）Ｂ及びＣ、並びに、（７）Ａ及びＢ及びＣといった、Ａ、Ｂ、Ｃの部分集合のいずれの組み合わせも指している。
【0071】
図１０は、航空機１００等の航空機の１つ以上のシステムのための圧搾空気を発生させるための例示の方法１０００であって、本明細書で開示する例示のシステム２００、６００、７００のいずれによっても実現可能な例示の方法１０００を表すフローチャートである。方法１０００は、制御システム２９３により実行される機械読取可能な命令によって少なくとも部分的に実現可能である。例示の方法１０００を、図２及び図４の例示のシステム２００との関連で説明する。しかしながら、例示の方法１０００は、システム６００又は７００との関連で同様に実現可能であると解されたい。
【0072】
ブロック１００２では、制御システム２９３が、第１のエンジン１０８が稼働しているか又は動いているかを判定する。制御システム２９３は、第１のエンジン１０８と関連付けられた１つ以上のセンサ（例えば、第１のセンサ２９８ａ）から信号を受信し、センサからの測定値に基づいて、第１のエンジン１０８が稼働しているかどうかを判定する。第１のエンジン１０８が稼働していない場合には、航空機１００が稼働しておらず、従って、圧搾空気は、概して、１つ以上のシステムのために望まれない。こうした中で、例示の方法１０００は終了する。
【0073】
第１のエンジン１０８が稼働している場合には、ブロック１００４において、制御システム２９３は、第１のセンサ２９８ａから入力／出力モジュール２９４により受信された信号を介して、第１のエンジン１０８の動作速度（例えば、ＲＰＭ）を定める。本例では、第１のセンサ２９８ａは、第１のエンジン１０８の第２の駆動軸２３２（高速スプール）の速度（ＲＰＭ）を測定する。
【0074】
ブロック１００６において、比較器２９５が、動作速度と閾値とを比較し、当該速度が閾値を満たすかどうかを判定する。エンジン速度が閾値を満たす（例えば、第２の駆動軸２３２のＲＰＭが閾値を上回る）場合には、ブロック１００８において、制御システム２９３の装置コントローラ２９６が、抽気がタービン２０８に提供されずタービン２０８が利用されないように、第１タービン入口弁２７２及び／又は第２のタービン入口弁２７３を閉じるための命令信号を送信する。第１タービン入口弁２７２及び／又は第２のタービン入口弁２７３が予め閉弁状態にあった場合には、制御システム２９３は、第１タービン入口弁２７２及び／又は第２のタービン入口弁２７３が閉じたままであることを許容する。こうした中で、システム２００は、ラジアル駆動軸２０６及びアクセサリギアボックス２５２が圧縮機２０４に動力を供給する第１の動作モードで稼働している。例示の方法１０００が繰り返される。
【0075】
第１のエンジン１０８の動作速度が閾値を満たさない（例えば、第２の駆動軸２３２のＲＰＭが閾値を下回る）場合には、ブロック１０１０において、制御システム２９３の装置コントローラ２９６が、第１タービン入口弁２７２及び／又は第２のタービン入口弁２７３を開けるための命令信号を送信する。結果として、抽気がタービン２０８に供給され、これによりタービン２０８が駆動されて圧縮機２０４に動力が供給される。第１タービン入口弁２７２及び／又は第２のタービン入口弁２７３が予め開いていた場合には、制御システム２９３は、第１タービン入口弁２７２及び／又は第２のタービン入口弁２７３が開いたままであることを許容する。こうした中で、システム２００は、タービン２０８が圧縮機２０４に動力を供給する第２の動作モードで稼働している。例示の方法１０００が繰り返される。例示の方法１０００はループで進行可能であり、或る一定の時間間隔で（例えば１０秒ごとに）繰り返されうる。幾つかの実施例において、制御システム２９３は、タービン２０８に提供される抽気の圧力を調整してタービン２０８の速度を制御するため、従って圧縮機２０４に提供される動力を制御するために、第２のタービン入口弁２７３を操作する。幾つかの実施例において、制御システム２９３は、離陸中、上昇中、巡航中といった或る飛行条件の間には、システム２００を第１の動作モードで動かし、下降中又はアイドル中といった他の飛行条件の間には、システム２００を第２の動作モードで動かす。
【0076】
図１０では、例示の方法１０００を、第１のエンジン１０８の第２の駆動軸２３２の速度の監視との関連で記載してきたが、他の実施例において、方法１０００は、圧縮機出口２４２を出た空気の圧力又は流量といった１つ以上の他のパラメータを（例えば、第２の圧力センサ２９８ｂを介して）監視すること、及び／又は、圧縮機軸２５１の速度といった１つ以上の他のパラメータを（例えば、第３のセンサ２９８ｃを介して）監視することによって同様に実施されうる。
【0077】
例示の方法１０００は、タービン２０８の代わりに電動機７０２が利用されるシステム７００との関連でも実施することが可能である。このような例では、例示の方法１０００は、弁を開閉すること（ブロック１００８及び１０１０）よりもむしろ、電動機コントローラ７０６を介して電動機７０２を作動又は停止させることを含む。システム７００が第２の動作モードで稼働している間、電動機コントローラ７０６は、圧縮機２０４が発生させた圧搾空気の量を制御するために、電動機７０２の速度を上げ又は下げることが可能である。
【0078】
図１１は、本明細書に開示する例示のシステム２００、６００、７００のいずれによっても実現されうる、第１のエンジン１０８といった航空機エンジンを始動させるための例示の方法１１００を表すフローチャートである。方法１０００は、制御システム２９３により実行される機械読取可能な命令によって少なくとも部分的に実現可能である。例示の方法１１００を、第３のモードで動作する図５に示した例示のシステム２００との関連で説明する。しかしながら、例示の方法１１００は、システム６００又は７００との関連で同様に実現可能であると解されたい。
【0079】
ブロック１１０２では、制御システム２９３の装置コントローラ２９６が、タービン２０８に高圧空気を提供する流路を作るよう、１つ以上の弁を制御する。例えば、装置コントローラ２９６は、第２の弁２４８を閉じタービン始動弁２８５を開け及び第２のタービン入口弁２７３を開けるために制御信号を送信し、これにより、タービン入口２６８に提供される高圧空気のための流路が作られる。高圧空気は、他のエンジン（例えば、第２のエンジン１１０）及び／又はＡＰＵ２８６によって提供されうる。他の実施例において、高圧空気は、他のソースによって提供されうる。高圧空気によってタービン軸２６６が駆動され、これにより（第３のオーバーラニングクラッチ２７６を介して）第２の出力軸２７５へと動力が伝達され、これによりアクセサリギアボックス２５２に動力が供給され、これによりラジアル駆動軸２０６が駆動され、これによりガスタービンエンジン２１０の第２の駆動軸２３２（高圧スプール）が回転させられる。
【0080】
幾つかの実施例において、ブロック１１０４において、制御システム２９３の装置コントローラ２９６は、圧力機入口２４０に供給される空気を抑制するために、１つ以上の弁を制御することが可能である。例えば、装置コントローラ２９６は、圧縮機入口２４０への通路２４４を通過する空気の圧力又は流量を低減するために、第１の弁２４５に命令信号を送信する。さらに、装置コントローラ２９６は、ファンダクト入口弁２９２を開けるための命令信号を送信し、これにより、圧縮機出口２４２を出た空気が、ファンダクト２１６へと方向付けられ又は他の場所へと方向付けられうる（例えば機外に廃棄されうる）。この処理によって、タービン２０８が稼働している間２０４により消費される動力が著しく低減される。
【0081】
ガスタービンエンジン２１０の第２の駆動軸２３２が回転している間、燃料が燃焼室２２８内で混合されて燃焼して、第１のエンジン１０８を始動する。ブロック１１０６において、制御システム２９３は、第１のエンジン１０８が始動しているかどうかを判定する。制御システム２９３は、１つ以上のセンサからの測定値（例えば、第１のセンサ２９８ａからの信号）に基づいて、第１のエンジン１０８が始動しているかどうかを判定することが可能である。第１のエンジン１０８が未だ始動していない場合には、制御はブロック１１０２に戻り、制御システム２９３は、高圧流路が開いたままであることを可能とする。
【0082】
第１のエンジン１０８が始動している場合には、ブロック１１０８において、制御システム２９３の装置コントローラ２９６が、タービン２０８への高圧空気の流れを遮断するために、１つ以上の弁を制御する。例えば、装置コントローラ２９６は、タービン始動弁２８５を閉じるために命令信号を送信することが可能である。装置コントローラ２９６はまた、ファンダクト入口弁２９２を閉じ第１の弁２４５を開け第２の弁２４８を開けるために命令信号を送信することが可能である。ブロック１１０８で、例示の方法１１１０は終了する。幾つかの例において、圧搾空気を受け取る航空機の１つ以上のシステムにシステム２００が圧搾空気を提供し始められるように、処理が図１０の方法１０００に進む。
【0083】
例示の方法１１００は、タービン２０８の代わりに電動機７０２が利用されるシステム７００との関連でも実施することが可能である。このような例において、例示の方法１１００は、タービン２０８に動力を供給するよう弁を制御すること（ブロック１１０２）よりむしろ、電動機コントローラ７０６を介して電動機７０２を作動させることを含む。電動機７０２は、同様に第１のエンジン１０８を始動させるために利用することが可能である。第１のエンジン１０８がいちど始動すると、電動機コントローラ７０６は電動機７０２を停止させる。
【0084】
図１２は、図２、図６、及び図７の制御システム２９３を実現するために図１０及び図１１の命令を実行するよう構造化された例示のプロセッサプラットフォーム１２００のブロック図である。プロセッサプラットフォーム１２００は、例えば、サーバ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、自己学習機械（例えば、ニューラルネットワーク）、インターネット家電、又は他の任意の計算装置でありうる。
【0085】
示される実施例のプロセッサプラットフォーム１２００は、プロセッサ１２１２を含む。示される例のプロセッサ１２１２はハードウェアである。例えば、プロセッサ１２１２は、任意の望ましい系列会社もしくは製造者からの１つ以上の集積回路、論理回路、マイクロプロセッサ、ＧＰＵ、ＤＳＰ、又はコントローラによって実装されうる。ハードウェアプロセッサは、半導体ベース（例えば、シリコンベース）の装置であってよい。本例では、プロセッサ１２１２は、例示の出力／入力モジュール２９４、例示の比較器２９５、例示の装置コントローラ２９６、例示の電動機コントローラ７０６、及び／又は、より大まかには、例示の制御システム２９３を実装している。
【0086】
示される実施例のプロセッサ１２１２は、ローカルメモリ１２１３（例えば、キャッシュ）を含む。示される実施例のプロセッサ１２１２は、バス１２１８を介して、揮発性メモリ１２１４及び不揮発性メモリ１２１６を含むメインメモリと通信する。揮発性メモリ１２１４は、同期型ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭＢＵＳ（登録商標）ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ（登録商標）：ＲＡＭＢＵＳ(R) Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び／又は任意の他の種類のランダムアクセス記憶装置によって実装されうる。不揮発性メモリ１２１６は、フラッシュメモリ及び／又は任意の望ましい他の種類の記憶装置によって実装されうる。メインメモリ１２１４、１２１６へのアクセスは、メモリコントローラによって制御される。
【0087】
示される実施例のプロセッサプラットフォーム１２００は、インタフェース回路１２２０も含む。インタフェース回路１２２０は、イーサネットインタフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ：ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｓｅｒｉａｌ ｂｕｓ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インタフェース、近距離無線通信（ＮＦＣ：ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）インタフェース、及び／又は、ＰＣＩエクスプレスインタフェースといった任意の種類のインタフェース規格により実装されうる。
【0088】
示される実施例では、１つ以上の入力装置１２２２が、インタフェース回路１２２０に接続されている。本例では、入力装置１２２２は、センサ２９８ａ～２９８ｃを含みうる。追加的又は代替的に、入力装置１２２２によって、ユーザは、データ及び／又は命令をプロセッサ１２１２に入力することが可能となる。入力装置は、例えば、音声センサ、マイクロフォン、カメラ（静止画又は映像）、キーボード、ボタン、マウス、タッチスクリーン、トラックパッド、トラックボール、アイソポイント（ｉｓｏｐｏｉｎｔ）、及び／又は音声認識システムによって実装されうる。
【0089】
１つ以上の出力装置１２２４も、示される実施例のインタフェース回路１２２０に接続されている。出力装置１２２４は、例えば、弁２４５、２４８、２５０、２６３、２６４、２７２、２７３、２８５、２８７、２９２を含みうる。追加的又は代替的に、出力装置１２２４は、例えば、ディスプレイ装置（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ ｄｉｓｐｌａｙ）ディスプレイ、ＩＰＳ（ｉｎ－ｐｌａｃｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ディスプレイ、タッチスクリーン等）、触覚出力装置、プリンタ、及び／又は、スピーカによって実装されうる。従って、示される例のインタフェース回路１２２０は、グラフィックドライバカード、グラフィックドライバチップ、及び／又は、グラフィックドライバプロセッサを含みうる。
【0090】
図示される実施例のインタフェース回路１２２０は、送信機、受信機、送受信機、モデム、住居用ゲートウェイ、無線アクセスポイント、及び／又は、ネットワーク１２２６を介して外部のマシン（例えば、任意の種類の計算装置）とのデータ交換を促進するためのネットワークインタフェースといった、通信装置も含む。通信は、例えば、イーサネット接続、デジタル加入者回線（ＤＳＬ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ）接続、電話線接続、同軸ケーブルシステム、衛星システム、見通し内無線システム、携帯電話システム等を介するものでありうる。
【0091】
示される実施例のプロセッサプラットフォーム１２００は、ソフトウェア及び／又はデータを格納するための１つ以上の大容量記憶装置１２２８も含む。そのような大容量記憶装置１２２８の例には、フロッピーディスクドライブ、ハードドライブディスク、コンパクトディスクドライブ、ブルーレイディスクドライブ、ＲＡＩＤ（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ ａｒｒａｙ ｏｆ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｄｉｓｋ）システム、及び、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）ドライブを含む。
【0092】
図１０及び図１１の機械が実行可能な命令１２３２は、大容量記憶装置１２２８、揮発性メモリ１２１４、不揮発性メモリ１２１６、及び／又は、ＣＤ若しくはＤＶＤといった取り外し可能な非一過性のコンピュータ読取可能な記憶媒体に格納されうる。
【0093】
上述の内容から、航空機の１つ以上のシステムのために利用することが可能な圧搾空気を生成するために、アクセサリギアボックスによって又はタービン若しくは電動機といった他の動力源によって、圧縮機を様々な動作モードで独立的に動かすことを可能とする例示のシステム及び例示の方法を開示してきたことが分かるであろう。圧搾空気を生成するために軸により駆動される圧縮機を利用することは、抽気を抽出して当該抽気の温度／圧力を下げる既知の抽気システムよりも効率が良い。さらに、或る条件において圧縮機を駆動するためにタービン又は電動機を利用することによって、複雑で重量の重い変速装置を無くすことが可能である。例示のシステムは、負荷を低減するため或る構成要素を切断するためにオーバーラニングクラッチを利用しており、そうでなければ、負荷がシステム上で引き起こされるであろう、例示のシステム及び例示の方法によって、タービンが二重の目的を果たすこと、従って、航空機に付加される重量及び部品の量を低減することも可能となる。従って、例示のシステム及び方法は、航空機の燃料効率を向上させる。
【0094】
さらに、本発明は、以下の条項による実施形態を含む。
【0095】
条項１．航空機（１００）のための圧搾空気システム（２００）であって、
第１の空気源（２４３）から空気を受け取るための圧縮機入口（２４０）と、
航空機の環境制御システム（ＥＣＳ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）（２０２）に圧搾空気を供給するための圧縮機出口（２４２）とを有する圧縮機（２０４）と、
第２の空気源（２６７）から空気を受け取るためのタービン入口（２６８）を有するタービン（２０８）と、
アクセサリギアボックス（２５２）の出力軸（２６０）と圧縮機との間で動作可能に連結される第１のオーバーラニングクラッチ（２６１）であって、アクセサリギアボックスが、航空機のエンジン（１０８）から延びる駆動軸（２０６）に動作可能に連結される、第１のオーバーラニングクラッチ（２６１）と、
圧縮機とタービンとの間で動作可能に連結される第２のオーバーラニングクラッチ（２６５）と、を備え、
第１のオーバーラニングクラッチ及び第２のオーバーラニングクラッチは、アクセサリギアボックスが第１の動作モードの間に圧縮機を駆動することを可能とし、タービンが第２の動作モードの間に圧縮機を駆動することを可能とする、圧搾空気システム（２００）。
第１の空気源（２４３）から空気を受け取るための圧縮機入口（２４０）と、
航空機の環境制御システム（ＥＣＳ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）（２０２）に圧搾空気を供給するための圧縮機出口（２４２）とを有する圧縮機（２０４）と、
第２の空気源（２６７）から空気を受け取るためのタービン入口（２６８）を有するタービン（２０８）と、
アクセサリギアボックス（２５２）の出力軸（２６０）と圧縮機との間で動作可能に連結される第１のオーバーラニングクラッチ（２６１）であって、アクセサリギアボックスが、航空機のエンジン（１０８）から延びる駆動軸（２０６）に動作可能に連結される、第１のオーバーラニングクラッチ（２６１）と、
圧縮機とタービンとの間で動作可能に連結される第２のオーバーラニングクラッチ（２６５）と、を備え、
第１のオーバーラニングクラッチ及び第２のオーバーラニングクラッチは、アクセサリギアボックスが第１の動作モードの間に圧縮機を駆動することを可能とし、タービンが第２の動作モードの間に圧縮機を駆動することを可能とする、圧搾空気システム（２００）。
【0096】
条項２．アクセサリギアボックスの始動入力軸（２７５）とタービンとの間で動作可能に連結される第３のオーバーラニングクラッチ（２７６）を更に備え、第３の動作モードの間には、高圧空気が、始動入力軸を駆動してエンジンを始動させるためにタービンに供給される、条項１に記載の圧搾空気システム。
【0097】
条項３．タービンは、タービンからアクセサリギアボックスの始動入力軸へとギア減速を提供する遊星ギアボックス（２８０）を介して、第３のオーバーラニングクラッチに動作可能に連結される、条項２に記載の圧搾空気システム。
【0098】
条項４．圧縮機出口とＥＣＳとを流体連結させる第１の通路（２４７）と、
第１の通路をエンジンのファンダクト（２１６）へと流体連結させる第２の通路（２９０）と、
第２の通路に動作可能に連結されるファンダクト入口弁（２９２）であって、第３の動作モードの間には、圧縮機出口により供給された圧搾空気を、エンジンのファンダクトへと方向付けるため開いているファンダクト入口弁（２９２）と、をさらに備える、条項２に記載の圧搾空気システム。
第１の通路をエンジンのファンダクト（２１６）へと流体連結させる第２の通路（２９０）と、
第２の通路に動作可能に連結されるファンダクト入口弁（２９２）であって、第３の動作モードの間には、圧縮機出口により供給された圧搾空気を、エンジンのファンダクトへと方向付けるため開いているファンダクト入口弁（２９２）と、をさらに備える、条項２に記載の圧搾空気システム。
【0099】
条項５．第２の空気源が、エンジンの高圧圧縮機（２２６）からの抽気である、条項１に記載の圧搾空気システム。
【0100】
条項６．高圧圧縮機の抽気ポート（２７１）とタービン入口とを流体連結させる通路（２７０）と、
上記通路に動作可能に連結されるタービン入口弁（２７２又は２７３）であって、第１の動作モードの間には、タービン入口弁は、抽気がタービンに供給されないように閉じており、第２の動作モードの間には、タービン入口弁は、タービンに動力を供給して圧縮機を駆動するために、高圧圧縮機からタービン入口へと抽気を供給するために開いている、タービン入口弁（２７２又は２７３）と、をさらに備える、条項５に記載の圧搾空気システム。
上記通路に動作可能に連結されるタービン入口弁（２７２又は２７３）であって、第１の動作モードの間には、タービン入口弁は、抽気がタービンに供給されないように閉じており、第２の動作モードの間には、タービン入口弁は、タービンに動力を供給して圧縮機を駆動するために、高圧圧縮機からタービン入口へと抽気を供給するために開いている、タービン入口弁（２７２又は２７３）と、をさらに備える、条項５に記載の圧搾空気システム。
【0101】
条項７．第１の空気源が、エンジンのファンダクト（２１６）からの抽気である、条項１に記載の圧搾空気システム。
【0102】
条項８．第１及び第２のオーバーラニングクラッチがスプラグクラッチである、条項１に記載の圧搾空気システム。
【0103】
条項９．アクセサリギアボックスの始動入力軸（２７５）に動作可能に連結される始動タービン（６０２、図６）を更に備え、
第３の動作モードの間には、高圧空気が、アクセサリギアボックスを駆動してエンジンを始動させるために、始動タービンに供給される、条項１に記載の圧搾空気システム。
第３の動作モードの間には、高圧空気が、アクセサリギアボックスを駆動してエンジンを始動させるために、始動タービンに供給される、条項１に記載の圧搾空気システム。
【0104】
条項１０．第１の動作モードにおいて、以下のような圧搾空気システム（２００）、即ち、第１のオーバーラニングク前記圧搾空気システム（２００）を第３の動作モードで動かすことラッチ（２６１）を介してアクセサリギアボックス（２５２）に動作可能に連結される圧縮機（２０４）であって、圧縮機の圧縮機出口（２４２）が、圧搾空気を受け取る航空機（１００）の１つ以上のシステム（２０２）に流体連結される、圧縮機（２０４）と、第２のオーバーラニングクラッチ（２６５）を介して圧縮機に動作可能に連結されるタービン（２０８）であって、第１の動作モードの間にはアクセサリギアボックスが、圧搾空気を発生させるために圧縮機を駆動する、タービン（２０８）と、を備える圧搾空気システム（２００）を、コントローラ（２９３）を介して動かすことと、
コントローラを介して、航空機のエンジン（１０８）の動作速度を定めることと、
動作速度が閾値速度を下回るときには、圧搾空気システムを第２の動作モードで動かすことであって、タービンに動力を供給して圧縮機を駆動して圧搾空気を発生させるために抽気がタービンに供給されるように、タービンとエンジンの抽気ポート（２７１）との間に配置されたタービン入口弁（２７２及び／又は２７３）を開くための命令信号をコントローラを介して送信することによって、第２の動作モードで動かすことと
を含む、方法。
コントローラを介して、航空機のエンジン（１０８）の動作速度を定めることと、
動作速度が閾値速度を下回るときには、圧搾空気システムを第２の動作モードで動かすことであって、タービンに動力を供給して圧縮機を駆動して圧搾空気を発生させるために抽気がタービンに供給されるように、タービンとエンジンの抽気ポート（２７１）との間に配置されたタービン入口弁（２７２及び／又は２７３）を開くための命令信号をコントローラを介して送信することによって、第２の動作モードで動かすことと
を含む、方法。
【0105】
条項１１．動作速度が閾値速度を上回るときには、タービン入口弁を閉じるための命令信号をコントローラを介して送信することによって、圧搾空気システムを第１の動作モードで動かすことをさらに含む、条項１０に記載の方法。
【0106】
条項１２．タービンは、第３のオーバーラニングクラッチ（２７６）を介してアクセサリギアボックスに動作可能に連結され、方法は、
第１の動作モードで圧搾空気システムを動かす前に、圧搾空気システムを第３の動作モードで動かすことであって、アクセサリギアボックスに動力を供給してエンジン始動させるためタービンを駆動するために高圧空気がタービンに供給されるように、高圧空気源とタービンとの間に配置されたタービン始動弁（２８５）を開けるための命令信号を、コントローラを介して送信することによって、第３の動作モードで動かすことをさらに含む、条項１０に記載の方法。
第１の動作モードで圧搾空気システムを動かす前に、圧搾空気システムを第３の動作モードで動かすことであって、アクセサリギアボックスに動力を供給してエンジン始動させるためタービンを駆動するために高圧空気がタービンに供給されるように、高圧空気源とタービンとの間に配置されたタービン始動弁（２８５）を開けるための命令信号を、コントローラを介して送信することによって、第３の動作モードで動かすことをさらに含む、条項１０に記載の方法。
【0107】
条項１３．高圧空気源が、補助動力装置（ＡＰＵ：ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔ）（２８６）又は航空機の他のエンジン（１００）である、条項１２に記載の方法。
【0108】
条項１４．圧搾空気システムは、圧縮機出口をエンジンのファンダクト（２１６）と流体連結させる通路（２４７、２９０）に連結されたファンダクト入口弁（２９２）を備え、方法が、
第３の動作モードの間に、圧縮機出口を出た空気をエンジンのファンダクトへと方向付けるためにファンダクト入口弁を開けるための命令信号を、コントローラを介して送信すること
をさらに含む、条項１２に記載の方法。
第３の動作モードの間に、圧縮機出口を出た空気をエンジンのファンダクトへと方向付けるためにファンダクト入口弁を開けるための命令信号を、コントローラを介して送信すること
をさらに含む、条項１２に記載の方法。
【0109】
条項１５．圧搾空気システムが、アクセサリギアボックスに動作可能に連結される始動タービン（６０２、図６）をさらに備え、方法が、
第１の動作モードで圧搾空気システムを動かす前に、圧搾空気システムを第３の動作モードで動かすことであって、アクセサリギアボックスに動力を供給してエンジンを始動させるため始動タービンを駆動するために高圧空気が始動タービンに供給されるように、高圧空気源と始動タービンとの間に配置されたタービン始動弁（２８５）を開けるための命令信号を、コントローラを介して送信することによって、第３の動作モードで動かすことをさらに含む、条項１０に記載の方法。
第１の動作モードで圧搾空気システムを動かす前に、圧搾空気システムを第３の動作モードで動かすことであって、アクセサリギアボックスに動力を供給してエンジンを始動させるため始動タービンを駆動するために高圧空気が始動タービンに供給されるように、高圧空気源と始動タービンとの間に配置されたタービン始動弁（２８５）を開けるための命令信号を、コントローラを介して送信することによって、第３の動作モードで動かすことをさらに含む、条項１０に記載の方法。
【0110】
条項１６．圧搾空気を介して稼働するシステム（２０２）と、
エンジン（１０８）から延びる駆動軸（２０６）に動作可能に連結され、前記駆動軸（２０６）により動力が供給されるアクセサリギアボックス（２５２）と、を備える航空機システム（１００）であって、
圧搾空気システム（２００）が、
圧搾空気を介して稼働するシステムに流体連結される圧縮機出口（２４２）を有しており、アクセサリギアボックスに動作可能に連結される圧縮機（２０４）と、
タービン（２０８）と、
圧縮機とタービンとの間に動作可能に連結されるオーバーラニングクラッチ（２６５）と、を備え、
アクセサリギアボックスが、第１の動作モードにおいて、圧搾空気を発生させるために圧縮機を駆動するためのものであり、タービンが、第２の動作モードにおいて、圧搾空気を発生させるために圧縮機を駆動するためのものであり、オーバーラニングクラッチが、アクセサリギアボックスが第１の動作モードにおいて圧縮機を駆動する間に、圧縮機をタービンから切断するためのものである、航空機（１００）。
エンジン（１０８）から延びる駆動軸（２０６）に動作可能に連結され、前記駆動軸（２０６）により動力が供給されるアクセサリギアボックス（２５２）と、を備える航空機システム（１００）であって、
圧搾空気システム（２００）が、
圧搾空気を介して稼働するシステムに流体連結される圧縮機出口（２４２）を有しており、アクセサリギアボックスに動作可能に連結される圧縮機（２０４）と、
タービン（２０８）と、
圧縮機とタービンとの間に動作可能に連結されるオーバーラニングクラッチ（２６５）と、を備え、
アクセサリギアボックスが、第１の動作モードにおいて、圧搾空気を発生させるために圧縮機を駆動するためのものであり、タービンが、第２の動作モードにおいて、圧搾空気を発生させるために圧縮機を駆動するためのものであり、オーバーラニングクラッチが、アクセサリギアボックスが第１の動作モードにおいて圧縮機を駆動する間に、圧縮機をタービンから切断するためのものである、航空機（１００）。
【0111】
条項１７．オーバーラニングクラッチ（２６５）が第１のオーバーラニングクラッチであり、
アクセサリギアボックスと圧縮機との間に動作可能に連結される第２のオーバーラニングクラッチ（２６１）であって、タービンが第２の動作モードにおいて圧縮機を駆動する間に、圧縮機をアクセサリギアボックスから切断するための第２のオーバーラニングクラッチ（２６１）をさらに備える、条項１６に記載の航空機。
アクセサリギアボックスと圧縮機との間に動作可能に連結される第２のオーバーラニングクラッチ（２６１）であって、タービンが第２の動作モードにおいて圧縮機を駆動する間に、圧縮機をアクセサリギアボックスから切断するための第２のオーバーラニングクラッチ（２６１）をさらに備える、条項１６に記載の航空機。
【0112】
条項１８．アクセサリギアボックスの入力軸とタービンとの間に動作可能に連結される第３のオーバーラニングクラッチ（２７６）をさらに備え、第３の動作モードの間には、始動入力軸を駆動してエンジンを始動させるために、高圧空気がタービンに供給される、条項１７に記載の航空機。
【0113】
条項１９．タービンは、第２の動作モードの間にタービンを出た空気が推進力回復のためにファンダクトに供給されるように、エンジンのファンダクト（２１６）に流体連結されるタービン出口（２６９）を備える、条項１６に記載の航空機。
【0114】
条項２０．圧搾空気を介して稼働するシステムが、環境制御システム（ＥＣＳ：ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）又は防氷システムの少なくとも１つを備える、条項１６に記載の航空機。
【0115】
特定の例示の方法、装置、システム、及び製品を本明細書で開示してきたが、本特許出願の範囲はこれに限定されない。反対に、本特許出願は、本特許出願の特許請求の範囲内に公正に当てはまる全ての方法、装置、システム、及び製品を包含する。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】