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(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】2024-04-18
(45)【発行日】2024-04-26
(54)【発明の名称】音響処理を含む逆推力装置カスケード
(51)【国際特許分類】
F02K 1/72 20060101AFI20240419BHJP
F02K 1/44 20060101ALI20240419BHJP
F02C 7/24 20060101ALI20240419BHJP
B64D 33/00 20060101ALI20240419BHJP
G10K 11/172 20060101ALI20240419BHJP
【ＦＩ】
F02K1/72
F02K1/44
F02C7/24 C
B64D33/00 A
B64D33/00 B
G10K11/172
【請求項の数】
21
(21)【出願番号】P 2021564986
(86)(22)【出願日】2020-04-03
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-06
(86)【国際出願番号】 EP2020059569
(87)【国際公開番号】W WO2020224889
(87)【国際公開日】2020-11-12
【審査請求日】2023-03-27
(31)【優先権主張番号】1904659
(32)【優先日】2019-05-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(73)【特許権者】
【識別番号】516227272
【氏名又は名称】サフラン・エアクラフト・エンジンズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】弁理士法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ジョデ，ノルマン・ブリュノ・アンドレ
(72)【発明者】
【氏名】ゴンザレス，ジェレミー・ポール・フランシスコ
【審査官】高吉 統久
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５０６１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５２－１３９８１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０６２９７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】仏国特許出願公開第３０３９５１７（ＦＲ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０２５０７７０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｄ ３３／００
Ｆ０１Ｄ ２５／００
Ｆ０２Ｃ ７／２４
Ｆ０２Ｋ １／４４
Ｆ０２Ｋ １／７２
Ｇ１０Ｋ １１／１７２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
航空機のターボ機械（１）用のカスケード型逆推力装置（７０）であって、装置（７０）が、逆推力装置カスケード（８０）とケーシング（７１）とを備え、カスケード（８０）は、第１の方向（ＤＡ）および第２の方向（ＤＣ）を画定する第１の平面内に延在し、第１の方向（ＤＡ）に連続して配置され且つ互いに平行である第１の仕切（８２）と、前記第１の仕切（８２）と交差し、それぞれが互いに平行であり且つ第１の方向（ＤＡ）に平行な平面内に延在する第２の仕切（８３）と、それぞれが２つの第１の仕切（８２）および２つの第２の仕切（８３）によって画定されるキャビティ（８４）と、を含み、ケーシング（７１）は、前記第１の方向（ＤＡ）およびハウジング（７５）に直交する平面内に延在する開口部（７６）を備え、カスケード（８０）は、前記開口部（７６）を介して前記第１の方向（ＤＡ）に挿入されることができ、ケーシング（７１）および前記カスケード（８０）は、カスケード（８０）が完全にハウジング（７５）内に配置された装置（７０）の第１の位置と前記カスケード（８０）が少なくとも部分的に前記ハウジング（７５）の外側にある装置（７０）の第２の位置との間において第１の方向（ＤＡ）において互いに対して相対並進する装置（７０）において、ケーシング（７１）は、空気流（Ｆ）と接触し且つ装置（７０）が第１の位置にあるときに前記空気流（Ｆ）とカスケード（８０）との間に配置されるように意図された穿孔壁（７２）を備え、穿孔壁（７２）が、複数のオリフィス（７２２）および、オリフィスを有さず且つ装置（７０）が第１の位置にあるときにカスケード（８０）の第１の壁（８２）に面するように意図された複数の壁ストリップ（７２４）を含み、少なくとも１つのオリフィス（７２２）が、第１の方向（ＤＡ）において２つの連続する壁ストリップ（７２４）の間に配置され、装置（７０）が第１の位置にあるときにキャビティ（８４）に面することを特徴とする、カスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項2】
ケーシング（７１）は多孔質界面（７７）をさらに備え、多孔質界面（７７）は、少なくとも１つの多孔質材料層によって形成され、且つ逆推力装置（７０）が第１の位置にあるときに穿孔壁（７２）とカスケード（８０）との間の界面に配置される、請求項１に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項3】
多孔質界面（７７）は、０．２ｍｍ～２ｍｍの間に含まれる厚さ（Ｅ）を有し、厚さ（Ｅ）が、前記第１の平面に垂直な第３の方向（ＤＲ）に延在している、請求項２に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項4】
多孔質界面（７７）の多孔質材料層は、ウェブまたは発泡体またはセル状構造を有する材料を備える、請求項２または３のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項5】
封止フレーム（８８）をさらに備え、封止フレーム（８８）は、第１の平面内の穿孔壁（７２）の周囲において、装置（７０）が第１の位置にあるときに穿孔壁（７２）とカスケード（８０）との間のハウジング（７５）内に配置される、請求項１～４のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項6】
第１の方向（ＤＡ）において２つの第１の仕切（８２）を隔てる距離および第２の方向（ＤＣ）において２つの第２の仕切（８３）を隔てる距離が、それぞれ、前記キャビティ（８４）によって処理される音波の周波数の関数として画定される、請求項１～５のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項7】
カスケードの第１の仕切（８２）は、１０ｍｍ～３００ｍｍの間に含まれる高さ（Ｈ）を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項8】
第１の仕切（８２）は、０．５ｍｍ～５ｍｍの間に含まれる厚さ（Ｅ）を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項9】
ケーシング（７１）は音響反射壁（７３）をさらに備え、音響反射壁（７３）は、前記第１の平面に直交する第３の方向（ＤＲ）に移動可能であり、且つ装置（７０）が第１の位置にあるときに外壁（７１２）とカスケード（８０）との間において第１の平面に平行に配置され、外壁（７１２）が、装置（７０）がターボ機械（１）に取り付けられたときにターボ機械（１）のナセル（２）と接触するように意図されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項10】
音響反射壁（７３）は、２ｍｍよりも大きい第３の方向（ＤＲ）の厚さを有する、請求項９に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項11】
ケーシング（７１）は弾性手段（７８）を備え、弾性手段（７８）は、外壁（７１２）と音響反射壁（７３）との間に取り付けられ、且つ前記音響反射壁（７３）をカスケード（８０）に向かって押すように構成される、請求項９または１０のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項12】
音響反射壁（７３）は、前記第１の平面におけるカスケード（８０）の寸法と少なくとも等しい寸法を有する、請求項９～１１のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力（７０）。
【請求項13】
アクチュエータ（７９）をさらに備え、アクチュエータ（７９）は、装置（７０）が第２の位置にあるときに音響反射壁（７３）をカスケード（８０）から係合解除するように構成される、請求項９～１２のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項14】
音響反射壁（７３）は、少なくとも１つの可撓性材料層を備える、請求項９～１３のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項15】
音響反射壁（７３）は、少なくとも２つの異なる材料の複数の層の積層体を備える、請求項１０または１４のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項16】
音響反射壁（７３）は単一部品で作製されている、請求項９～１５のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項17】
音響反射壁（７３）は、少なくとも２つの部品にセグメント化されている、請求項９～１５のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）。
【請求項18】
カスケード（８０）は移動可能であり、ケーシング（７１）は固定されている、請求項１～１７のいずれか一項に記載の装置（７０）。
【請求項19】
カスケード（８０）は固定され、ケーシング（７１）は移動可能である、請求項１～１７のいずれか一項に記載の装置（７０）。
【請求項20】
航空機に取り付けられるように意図されたターボ機械（１）であって、ターボ機械（１）は、軸線方向（ＤＡ）および半径方向（ＤＲ）を画定する軸対称ナセル（２）を備え、ナセル（２）は、半径方向（ＤＲ）の厚さを具備し、ハウジングがカスケード型逆推力器装置のカスケード（８０）を受け入れるようにその厚さにおいて軸線方向（ＤＡ）に延在し、請求項１～１９のいずれか一項に記載のカスケード型逆推力装置（７０）を備え、カスケード（８０）は、逆推力が必要とされない場合に、ターボ機械（１）のナセル（２）の対応するハウジング内に配置されることを特徴とする、ターボ機械（１）。
【請求項21】
請求項２０に記載の少なくとも１つのターボ機械（１）を備える航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、航空機のターボ機械によって放射される音波の音響処理に関し、より詳細には、ターボ機械の逆推力装置における音波の処理に関する。
【背景技術】
【0002】
ターボ機械が動作しているとき、ターボ機械の流れと固体部分との間の相互作用は、ターボ機械の両側に伝播するノイズの生成の原因となる。
【0003】
この音響放射を減衰させる手段の１つは、音波と接触する表面と一体化された音響処理手段である。
【0004】
従来、ターボジェットの音響処理、より正確にはロータとその周囲環境との相互作用によって放射されるノイズの音響処理は、音波が伝播するダクトの濡れ面に配置された吸収パネルによって達成される。濡れ面とは、流体の流れと接触する表面を意味する。これらのパネルは、一般に、ハニカムを形成する吸音セルを閉じ込めるサンドイッチ型の複合材料である。
【0005】
例えば、従来技術では、ターボ機械のナセルの壁を裏打ちする従来のハニカム音響処理構造を有する一つの自由度、すなわちＳＤＯＦを有する音響パネルが知られている。
【0006】
共振空洞を使用する音響処理パネルの技術の動作原理のために、音響処理パネルの半径方向の嵩、すなわち半径方向の厚さは、音響減衰の最大有効性を得るために目標とされる処理周波数に依存する。
【0007】
しかしながら、エンジンアーキテクチャでは、ブレード付きホイールの回転速度はますます遅くなり、ブレード付きホイール上のブレードの数はますます少なくなり、これにより、ファンおよび整流器段を含むモジュール、または「出口ガイドベーン」モジュールの場合はファン－ＯＧＶに関連するノイズの主要周波数の低下を引き起こす。その結果、音響パネルの最適な厚さとナセル内で利用可能な容積との間の整合は、現在満たされていない。
【0008】
航空機を減速させるために、ターボ機械は、一般に、逆推力装置を備える。カスケードの作用に基づく逆推力装置の主に２つの技術が存在する。２つのタイプのカスケード型逆推力装置、すなわち、固定カスケード型逆推力装置および摺動接続を有するカスケード型逆推力装置が区別される。
【0009】
【0010】
ターボ機械１は、軸線方向ＤＡ、半径方向ＤＲ、および周方向ＤＣを画定する軸線Ｘの周りに軸対称性を有するナセル２と、ファン３と、一次流れ４と、二次流れと、一次整流器段５と、二次整流器段６と、カスケード８を含むカスケード型逆推力装置７とを備える。
【0011】
固定カスケード型逆推力装置を備えたターボ機械を示す図１Ａおよび図１Ｂに示すように、固定カスケード逆推力装置では、カスケード８は、ナセル２の上流部分２１に埋め込まれており、すなわち固定されており、ナセル２の下流部分２２と摺動接続しており、上流および下流は、ターボ機械１内のガス流Ｆの流れ方向に対して画定されている。下流に並進すると、ナセル２の下流部分２２は、ナセル２の内部の流れとターボ機械１が移動する周囲の媒体との間の唯一の界面となるカスケード８を露出させる。
【0012】
【0013】
摺動接続を有するカスケード型逆推力装置を備えたターボ機械１を示す図２Ａおよび図２Ｂに示すように、固定カスケード逆推力装置では、カスケード８は、ナセル２の上流部分２１に対して摺動接続し、ナセル２の下流部分２２に対して埋め込み接続している。下流に並進すると、ナセルの下流部分２２は、カスケード８をナセル２から押し出して、ナセル２の内部の流れと周囲媒体との間の界面に位置する。
【0014】
逆推力装置は、着陸段階の終わりにのみ使用されるが、推進アセンブリの性能にとって非常に不利なコスト、質量および嵩の双方を表す。ナセルにおいて使用される容積は、ターボ機械によって放射される音波の音響処理のために、従来技術では特に使用されることができない。
【0015】
二次流れの内側に配置されて流れをナセルの外側の上流に偏向させるドア型逆推力装置を使用する推進アセンブリアーキテクチャでは、従来の音響処理を統合するための公知の慣行は、逆推力装置ドアのキャビティ内に音響パネルを統合することからなる。この慣行は、単に、ファンケーシングにおいて行われるように、従来の吸収パネルを利用可能な容積に統合することからなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
本発明は、ナセルの外側のターボ機械の上流の空気の流れを再配向することと、逆推力装置が作動されたときにカスケードを通るヘッド損失を最小にすることと、逆推力装置が非作動のときに吸音の有効性を制御することとの双方を可能にするカスケード型逆推力装置を供給しようとするものである。
【0017】
本発明の１つの目的は、航空機のターボ機械用のカスケード型逆推力装置を提案する。装置は、逆推力装置カスケードおよびケーシングを備える。カスケードは、第１の方向および第２の方向を画定する第１の平面内に延在し、第１の方向に連続して互いに平行に配置された第１の仕切と、前記第１の仕切と交差し、それぞれが互いに平行であり且つ第１の方向に平行な平面内に延在する第２の仕切と、それぞれが２つの第１の仕切および２つの第２の仕切によって画定されたキャビティとを含む。ケーシングは、前記第１の方向に直交する平面内に延在する開口部と、前記開口部を介してカスケードが前記第１の方向に挿入されることができるハウジングとを備える。ケーシングおよび前記カスケードは、カスケードが完全にハウジング内に配置される装置の第１の位置と、前記カスケードが少なくとも部分的に前記ハウジングの外側にある装置の第２の位置との間で、第１の方向に互いに対して相対的に並進する。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明の一般的な特徴によれば、ケーシングは、装置が第１の位置にあるときに空気流と接触し、前記空気流とカスケードとの間に配置されるように意図された穿孔壁を備える。
【0019】
好ましくは、穿孔壁は、複数のオリフィスと、オリフィスを有さず且つ装置が第１の位置にあるときにカスケードの第１の壁に面するように意図された複数の壁ストリップとを含み、少なくとも１つのオリフィスは、第１の方向において２つの連続する壁ストリップの間に配置され、装置が第１の位置にあるときにキャビティに面する。
【0020】
逆推力装置カスケードは、環状の一体型カスケードによって、または円形もしくは多角形の基部を有する中空円筒を形成するように一体に組み立てられることができる複数のカスケードセクションによって形成されることができる。
【0021】
カスケード型逆推力装置がターボジェットに取り付けられる場合、第１の方向は、ターボジェットの軸線方向に対応し、第２の方向は、カスケードが少なくとも部分的に環状である場合はターボジェットの周方向に対応し、カスケードが平面である場合、換言すれば湾曲していない場合は周方向に接する方向に対応する。
【0022】
第１の仕切は、このタイプのカスケード型逆推力装置を含むターボ機械の内側のガス流の流れ方向と交差する方向に配向されるように意図される。逆推力装置がターボ機械に取り付けられる場合、ターボ機械の方位角方向または半径方向に配向された第１の仕切は、逆推力の機能を保証するために不可欠である。実際に、これらの第１の仕切により、逆推力装置が取り付けられるナセルの内側において流れを循環する空気流が捕捉されることができ、ナセルの外側において、ナセルの内側の流れ方向に対してターボ機械の上流側に再配向されることができる。第２の仕切は、このタイプのカスケード型逆推力装置を含むターボ機械の内側のガス流の方向に配向されるように意図される。逆推力装置がターボ機械に取り付けられる場合、ターボ機械の軸線方向に配向された第２の仕切は、逆推力の機能に不可欠ではない。一方、それらは、ターボ機械によって生成された音響波を減衰させることを可能にする共振空洞の形成を可能にする。
【0023】
本発明にかかる逆推力装置がターボ機械に取り付けられ、第１の位置にあるとき、装置は、一方では、逆推力装置カスケードによって形成されたキャビティがターボ機械の二次流の流体媒体と連通することを可能にし、他方では、逆推力装置カスケードと、二次流の流体媒体との界面に位置する材料との間に品質の高い接触を提供することを可能にする。
【0024】
本発明にかかる逆推力装置がターボ機械に取り付けられ、第１または第２の位置にあるとき、装置は、その空気力学的封止を保証することを可能にする。
【0025】
逆推力装置の第１の態様では、ケーシングはまた、多孔質界面を備えることができ、多孔質界面は、多孔質材料の少なくとも１つの層によって形成され、且つ逆推力装置が第１の位置にあるときに穿孔壁とカスケードとの間の界面に配置される。
【0026】
多孔質界面の追加は、逆推力装置カスケードの仕切と壁ストリップとの間の接合部において、より良好な封止を提供することによって、逆推力装置カスケードと穿孔壁との間の界面を改善することを可能にし、これは、逆推力機能が使用されるとき、すなわち装置が第２の位置にあるときに、逆推力装置カスケードの摺動を改善するための有用なクリアランスを提供する。
【0027】
逆推力装置の第２の態様では、多孔質界面は、０．２～２ｍｍの間に含まれる厚さを有することができ、厚さは、前記第１の平面に垂直な第３の方向に延在する。
【0028】
逆推力装置の第３の態様では、多孔質界面の多孔質材料の層は、ウェブまたは発泡体またはセル状構造を有する材料を含むことができる。
【0029】
逆推力装置の第４の態様では、装置はまた、第１の平面内の穿孔壁の周囲において、装置が第１の位置にあるときに穿孔壁とカスケードとの間のハウジング内に配置された封止フレームを備えることができる。
【0030】
封止フレームは、スパンを形成する接触面を画定する。このスパンは、装置の空気力学的封止を保証し、したがってターボ機械の性能を損なういかなる漏れも回避することを可能にする。
【0031】
逆推力装置の第５の態様では、第１の方向において２つの第１の仕切を隔てる距離および第２の方向において２つの第２の仕切を隔てる距離は、それぞれ、前記キャビティによって処理される音波の周波数の関数として定義されることができる。
【0032】
したがって、逆推力装置カスケードは、逆推力装置が取り付けられるターボ機械によって放射される音波の周波数に、特にターボ機械のファンと整流器ベーン段とによって形成される対によって放射される音波の周波数に対してキャビティを調整するように寸法決めされることができる。
【0033】
この目的のために、以下の関係が使用され、これは、従来のヘルムホルツ共振器の寸法決めに有効である。
【0034】
【数1】
【0035】
式中、Ｆはヘルツ単位の同調周波数、Ｃはメートル毎秒単位の音速、Ｓは平方メートル単位のネック部の断面積、Ｖはメートル単位の共振キャビティの容積、ｌ’はネック部の補正された長さであり、ネック部は、キャビティに面する穿孔壁のオリフィスによって形成される。ネック部ｌ’の補正された長さは、穿孔壁がチャネル補正ｄによって延在する平面に垂直な方向におけるネック部ｌの幾何学的長さの合計に基づいて計算され、ここで、並置された共振器の場合、以下のとおりである。
【0036】
【数2】
【0037】
単純な共振器型動作の場合、容積Ｖは、逆推力装置カスケードの構造によって形成されたキャビティの容積に対応する。
【0038】
逆推力装置の第６の態様では、カスケードの第１の仕切は、１０ｍｍ～３００ｍｍの間に含まれる高さを有することができる。
【0039】
逆推力装置の第７の態様では、第１の仕切は、それらが受ける負荷に耐えるのに十分な厚さであるが、カスケード内の質量およびヘッド損失を最小限に抑えるために可能な限り薄いように、０．５～５ｍｍの間に含まれる厚さを含むことができる。第１の仕切の厚さは、第２の仕切の所与の点において、第２の仕切のこの点における表面の接線に垂直に測定される。
【0040】
逆推力装置の第８の態様では、ケーシングはまた、音響反射壁を備え、音響反射壁は、前記第１の平面に直交する第３の方向に移動可能であり、且つ装置が第１の位置にあるときに外壁とカスケードとの間において第１の平面に平行に配置され、外壁は、装置がターボ機械に取り付けられたときにターボ機械のナセルと接触するように意図される。
【0041】
音響反射壁は、共振キャビティとしてのキャビティの動作を保証することを可能にする。
【0042】
逆推力装置の第９の態様では、音響反射壁は、音波を反射するのに十分な慣性を有するように、２ｍｍを超える第３の方向の厚さを有することができる。
【0043】
逆推力装置の第１０の態様では、ケーシングは弾性手段を備えることができ、弾性手段は、外壁と音響反射壁との間に取り付けられ且つ前記音響反射壁をカスケードに向かって押すように構成される。
【0044】
装置が第１の位置にあるときのカスケードに対する音響反射壁の圧力保持は、カスケード、穿孔壁および音響反射壁によって形成された共振キャビティの良好な音響封止を保証することを可能にする。
【0045】
逆推力装置の第１１の態様では、音響反射壁は、カスケードの全てのキャビティを覆い、したがって装置が第１の位置にあるときに音響処理を最大にするように、前記第１の平面内のカスケードの寸法に少なくとも等しい寸法を有する。
【0046】
逆推力装置の第１２の態様では、ケーシングは、装置が第２の位置にあるときに音響反射壁をカスケードから係合解除するように構成されたアクチュエータを備えることができる。
【0047】
逆推力装置の作動中に音響反射壁をカスケードから係合解除するためのアクチュエータの使用は、第１の位置から第２の位置に通過するように、または逆に、逆推力装置、したがって前記装置を備えるターボ機械のコンパクトさを最適化することを可能にする。
【0048】
アクチュエータは、音響反射壁の軸線方向端部に方位角方向に分布されて並進または回転して動作する、互いに相補的な少なくとも２つの装置を備えることができる。逆推力装置がターボ機械に取り付けられると、アクチュエータは、ナセルの並進システムと共有されることができる。
【0049】
逆推力装置の第１３の態様では、音響反射壁は、少なくとも１つの可撓性材料層を備えることができる。
【0050】
可撓性材料はポリマーとすることができる。可撓性材料の音響反射壁の製造は、逆推力装置カスケードとのその界面における良好な封止を確実にすることを可能にする。
【0051】
逆推力装置の第１４の態様では、その音響反射壁は、少なくとも２つの異なる材料の複数の層の積層体を含むことができる。
【0052】
音響反射壁を製造するために場合によっては異なる材料の層の積層体を使用することは、例えば全体的な剛性、またはカスケードとの接触における界面の可撓性に関する異なる機能を達成して封止を改善するための有用な特性の異なる組み合わせを得ることを可能にする。
【0053】
逆推力装置の第１５の態様では、音響反射壁は、単一部品で作製されることができる。
【0054】
単一部品の音響反射壁の利点は、音響反射壁とカスケードとの間の位置合わせを管理する必要がないため、実装の単純さにある。
【0055】
逆推力装置の第１６の態様では、音響反射壁は、少なくとも２つの部品にセグメント化されることができる。
【0056】
複数の部品にセグメント化された音響反射壁の利点は、音響反射壁を構成する材料の剛性にいかなる制限もない。
【0057】
逆推力装置の第１７の態様では、摺動接続を有するカスケード型逆推力を備えたターボ機械では、カスケードが移動可能であり、ケーシングが固定されて逆推力装置を使用することができ、または固定されたカスケード逆推力器を備えたターボ機械では、カスケードが固定されることができ、ケーシングが移動可能であり、逆推力装置を使用することができる。
【0058】
本発明の別の目的では、航空機に取り付けられるように意図されたターボ機械であって、ターボ機械が、軸線方向および半径方向を画定する軸対称ナセルを備え、ナセルが、半径方向の厚さを含み、ハウジングがカスケード型逆推力装置のカスケードを受け入れるためにその厚さにおいて軸線方向に延在する、ターボ機械が提案される。
【0059】
本発明のこの目的の一般的な特徴によれば、ターボ機械は、上記定義されたカスケード型逆推力装置を備えることができ、カスケードは、逆推力が必要とされない場合、ターボ機械のナセルの対応するハウジング内に配置される。
【0060】
本発明の別の目的では、上記定義された少なくとも１つのターボ機械を備える航空機が提案される。
【0061】
本発明は、添付の図面を参照して、限定ではなく、示唆として、以下に行われるものを読むと、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0062】
【発明を実施するための形態】
【0063】
図３および図４には、それぞれ逆推力装置が非作動の位置および逆推力装置が作動される位置における、本発明の第１の実施形態にかかる航空機のターボ機械に取り付けられたカスケード型逆推力装置の、軸線方向および半径方向を含む平面における概略断面図が示されている。
【0064】
図３および図４において、ターボ機械１は、図２Ａおよび図２Ｂに記載の動作にしたがって動作することができる逆推力装置７０を備える。ターボ機械１は、軸線方向ＤＡ、半径方向ＤＲ、および周方向ＤＣを画定する軸線Ｘの周りに軸対称性を有するナセル２を備える。
【0065】
逆推力装置７０は、カスケードリングを形成するように組み立てられた複数のカスケード８０を備える。リングは、円筒形基部または多角形基部を有することができ、カスケード８０は、ターボ機械の軸線方向ＤＡおよび周方向ＤＣを含む曲面、または軸線方向ＤＡおよび周方向ＤＣに接する方向を含む直線平面のいずれかにそれぞれ延在している。
【0066】
図示の実施形態では、カスケード８０は、説明およびラベルを容易にするために湾曲しており、軸線方向ＤＡおよび周方向ＤＣを含む、ここでは第１の平面と呼ばれる湾曲平面内に主に延在している。
【0067】
第１の平面に平行な断面におけるカスケード８０の断面図である図５に示すように、各カスケード８０は、内部において第１の仕切８２を周方向ＤＣに延在させ、第１の横仕切８３を軸線方向ＤＡに延在させるフレーム８１を備える。フレーム８１、第１の仕切８２、および第１の横仕切８３は、１０ｍｍ～３００ｍｍの間に含まれる、半径方向ＤＲの高さを有する。
【0068】
第１の仕切８２の厚さは、それらが受ける負荷に耐えるのに十分な厚さであるが、カスケード内の質量およびヘッド損失を最小限に抑えるために可能な限り薄くなるように、０．５ｍｍ～５ｍｍの間に含まれる。
【0069】
第１の仕切８２は、逆推力装置が作動されたときに推力を反転させるために、ガス流Ｆをナセル２の外側およびターボ機械１の上流に配向するように意図された方位角仕切である。第１の横仕切８３は、逆推力装置が非作動であるときに、ターボ機械によって生成される音波を吸収するために、第１の仕切８２と共に、第１のキャビティ８４を画定するように意図された軸線方向仕切である。
【0070】
互いに隣接する２つの第１の横仕切８３を隔てる周方向ＤＣの距離は、２つの第１の仕切８２を隔てる軸線方向ＤＡの距離に等しく、したがって、キャビティ内の平面波の音響伝播に有利に働く。
【0071】
カスケード８０は、装置７０が取り付けられるターボ機械１の軸線方向ＤＡにおいて、第１の軸線方向端部８１０および第２の軸線方向端部８１２を備える。図３および図４に示すように、カスケード８０の第２の軸線方向端部８１２は、ナセル２の下流部分２２に固定されており、ナセル２の上流部分２１に対して移動可能である。
【0072】
ターボ機械１のナセル２の上流部分２１に収容された逆推力装置７０は、パネルリングを形成するように組み立てられた複数のケーシング７１を備える。リングは、円筒形基部または多角形基部を有することができ、ケーシング７１は、ターボ機械１の軸線方向ＤＡおよび周方向ＤＣを含む曲面、または軸線方向ＤＡおよび周方向ＤＣに接する方向を含む直線平面のいずれかにそれぞれ延在している。
【0073】
図示の実施形態では、ケーシング７１は、説明およびラベルを容易にするために湾曲しており、軸線方向ＤＡおよび周方向ＤＣを含む湾曲平面内に主に延在している。
【0074】
各ケーシング７１は、回転軸線から離れる半径方向ＤＲにおいて連続的に、穿孔壁７２と、多孔質界面７７と、カスケード８０を収容するように構成されたハウジング７５と、音響反射壁７３とを含む。多孔質界面７７は、ケーシング７１の内側の穿孔壁７２に接着され、ハウジング７５は、多孔質界面７７と音響反射壁７３との間において半径方向ＤＲに延在している。
【0075】
ケーシング７１はまた、ハウジング７５と連通する開口部７６を備え、開口部は、ナセル２の下流部分２２に面するケーシング７１の軸線方向端部において半径方向ＤＲおよび周方向ＤＣを含む平面内に延在している。
【0076】
逆推力装置が非作動であるとき、逆推力装置７０は、カスケード８０がケーシング７１のハウジング７５内に配置される図３に示す第１の位置にある。
【0077】
逆推力装置が作動されると、逆推力装置７０は、カスケード８０がナセルの下流部分２２と並進してケーシング７１から軸線方向ＤＡに引き出され、ハウジング７５を少なくとも部分的に自由にする、図４に示す第２の位置にある。
【0078】
図３および図４の逆推力装置７０の穿孔壁７２の半径方向ＤＲにおける正面図である図６に示すように、穿孔壁は、複数のオリフィス７２２と、オリフィスを有しない第１の壁ストリップ７２４と、オリフィスを有さず且つ第１の壁ストリップ７２４に直交する第２の壁ストリップ７２６とを含む。
【0079】
装置７０がターボ機械１に取り付けられると、第１の壁ストリップ７２４は、周方向ＤＣに延在し、第２の壁ストリップ７２６は、軸線方向ＤＡに延在する。
【0080】
したがって、壁ストリップ７２４および７２６は、オリフィス７２３のマトリックス群を分離し、各群７２８は、カスケード８０の単一のキャビティ８４と流体連通している。
【0081】
穿孔壁７２は、装置７０が第１の位置にあるときに、第１の壁ストリップ７２４が第１の仕切８２と位置合わせされ、第２の壁ストリップ７２６が第２の仕切８３と位置合わせされ、したがって、キャビティ８４の封止を最適化するように構成されている。
【0082】
さらに、多孔質界面７７は、多孔質材料のいくつかの層から形成され、並進中のハウジング７５内のカスケード８０の摺動をさらに容易にしながら、より良好な封止を確実にすることによって移動可能なカスケード８０と穿孔壁７２との間の界面を改善するために、０．２ｍｍ～２ｍｍの間に含まれる半径方向ＤＲにおける厚さＥを有する。
【0083】
したがって、逆推力装置７０が図３に示すようにその第１の位置にあるとき、第１のキャビティ８４は、音響反射壁７３ならびに第１および第２の仕切８２および８３に起因して、共振キャビティまたは音響処理セルを形成する。
【0084】
さらに、図５に示すように、ケーシング７１は、軸線方向ＤＡおよび周方向ＤＣを含む平面内に矩形形状を有する封止スパン８８を備えることができる。封止スパン８８は、逆推力装置カスケード８０と多孔質界面７７との間の多孔質界面７７に取り付けられている。封止スパン８８は、装置７０が第一の位置にあるときにカスケード８０の第１および第２の仕切８２および８３に沿って延在し、多孔質界面７７との封止接続部を形成するように多孔質界面７７上に形成されている。
【0085】
それぞれ逆推力装置が非作動の位置および逆推力装置が作動される位置における、本発明の第２の実施形態にかかる航空機のターボ機械に取り付けられたカスケード型逆推力装置７０の軸線方向および半径方向を含む平面における概略断面図が図７および図８に示されている。
【0086】
【0087】
第２の実施形態は、カスケード８０がターボ機械１のナセル２の上流部分２１に固定され、ケーシング７１がナセル２の下流部分２２に作製される点で、第１の実施形態とは異なる。
【0088】
ケーシング７１は、ハウジング７５と連通する開口部７６を備え、開口部は、ナセル２の上流部分２１に面するケーシング７１の軸線方向端部において半径方向ＤＲおよび周方向ＤＣを含む平面内に延在している。
【0089】
逆推力装置が非作動であるとき、逆推力装置７０は、カスケード８０がケーシング７１のハウジング７５内に配置される図７に示す第１の位置にある。
【0090】
逆推力装置が作動されると、逆推力装置７０は、カスケード８０がケーシング７１から軸線方向ＤＡに引き出され、ケーシング７１がナセル２の下流部分２１と並進して、ハウジング７５を少なくとも部分的に自由にする、図８に示す第２の位置にある。
【0091】
それぞれ逆推力装置が非作動の位置および逆推力装置が作動される位置における、本発明の第３の実施形態にかかる航空機のターボ機械１に取り付けられたカスケード型逆推力装置の軸線方向ＤＡおよび半径方向ＤＲを含む平面における概略断面図が図９および図１０に示されている。
【0092】
第１の実施形態に関して、図９および図１０に示す第３の実施形態では、ターボ機械１は、図２Ａおよび図２Ｂに記載の動作にしたがって動作することができる逆推力装置装置７０を備える。ターボ機械１は、軸線方向ＤＡ、半径方向ＤＲ、および周方向ＤＣを画定する軸線Ｘの周りに軸対称性を有するナセル２を備える。
【0093】
第３の実施形態は、ケーシング７１がまた、外壁７１２と、音響反射壁７３と協働する圧縮ばね７８と、装置７０がその第１の位置から外れたときに音響反射壁７３をカスケード８０から係合解除するように構成されたアクチュエータ７９とを備える点で、第１の実施形態とは異なる。
【0094】
ケーシング７１の外壁７１２は、ケーシング７１の半径方向外側の端部に配置されている。圧縮ばね７８は、外壁７１２と音響反射壁７３との間に取り付けられ、装置７０が第１の位置にあるときに音響反射壁７３の全体をカスケード８０に強制的に押し付ける半径方向内側の力を及ぼし、したがってより良好な封止を確実にし、音響処理を最適化する。「内側」および「外側」という用語は、ここでは半径方向ＤＲに関して使用される。
【0095】
アクチュエータ７９は、カスケード８０の第１および第２の仕切８２および８３を越えて半径方向外側に延在するように、カスケード８０のフレーム８１の軸線方向端部８１０から半径方向に突出するカスケード８０の第１の軸線方向端部８１０上の第１の傾斜面７９２を備える。
【0096】
音響反射壁７３は、第１の軸線方向端部７３２と、第１の軸線方向端部７３２の反対側の第２の軸線方向端部７３４とを備える。第１の軸線方向端部７３２は、ナセル２の上流部分２１に面する一方で、第２の軸線方向端部７３４は、ナセル２の下流部分２２に面する。換言すれば、第１の軸線方向端部７３２は、音響反射壁７３の上流端部に対応し、第２の軸線方向端部７３４は、下流端部に対応する。
【0097】
アクチュエータ７９は、音響反射壁７３の第２の軸線方向端部７３２に第２の傾斜面７９３を備える。第２の傾斜面７９３は、装置７０が第１の位置にあるときに第１の傾斜面７９２と協働して、音響反射壁７３がカスケード８０に対して半径方向ＤＲに支持されることを可能にする。第１の傾斜面７９２および第２の傾斜面７９３は、互いに平行であり、それぞれ第１の平面、すなわち軸線方向ＤＡおよび周方向ＤＣを含む平面に対して４５°の角度を形成する。
【0098】
第２の傾斜面７９３はまた、第１の傾斜面７９３と協働して、装置７０がその第１の位置から引き出されるときにカスケード８０がハウジング７５から引き出されることを可能にする。アクチュエータ７９は、カスケード８０の全体、より具体的には第１の傾斜面７９２が音響反射壁７３の下方を通過することができ、したがってハウジング７５からのカスケード８０の引き出しを可能にするまで、ばね７８の圧縮および音響反射壁７３の半径方向ＤＲにおける外側への移動を引き起こす。
【0099】
それぞれ逆推力装置が非作動の位置および逆推力装置が作動される位置における、本発明の第４の実施形態にかかる航空機のターボ機械１に取り付けられたカスケード型逆推力装置の軸線方向ＤＡおよび半径方向ＤＲを含む平面における概略断面図が図１１および図１２に示されている。
【0100】
【0101】
第４の実施形態では、下流端にアクチュエータ７９が位置されている。第１の傾斜面７９２は、カスケード８０のフレーム８１の第２の軸線方向端部８１２にあり、アクチュエータ７９の第２の傾斜面７９３は、第２の軸線方向端部７３４に配置されている。
【0102】
したがって、本発明は、ナセルの外側のターボ機械の上流の空気流を再配向することと、逆推力装置が作動されたときにカスケードを通るヘッド損失を最小にすることと、逆推力装置が非作動のときに吸音の有効性を最大にすることとの双方を可能にするカスケード型逆推力装置を提供する。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】