JP2005147146A - 航空機胴体の上部の機尾部分に固定されるよう構成されたターボジェット - Google Patents

Abstract

【課題】航空機の胴体機尾部分の上部位置に据え付けられたターボジェットに関する問題の解決方法を提供する。
【解決手段】本発明によるターボジェットは、少なくとも１つのコートハンガー２８、１２８、２８’、１２８’を用いて、航空機の胴体１の機尾部分の上部部分に固定するよう構成されたターボジェットであり、ターボジェット１０は、ファン１１と、前部ケーシング１２と、機尾ケーシング１８と、前部ケーシング１２の周辺に配置されたアクセサリ２２、２３、２４、２５とを備え、前部ケーシング１２は、コートハンガー２８、２８’の取付け点３１、３２、３３、３１’、３２’、３３’を備える。取付け点は、ターボジェット１０を航空機胴体１のどちらの側にも据付けできるように配置され、アクセサリ２２、２３、２４、２５は、どちら側に据付けするかに関係なく、胴体１の外部からアクセス可能なように、ケーシングに配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、航空機胴体の上部の機尾部分に固定されるよう構成されたターボジェットに関する。

航空機メーカは、空港近辺の住民を悩ます騒音の問題に強い関心を払っている。航空機メーカは、主としてターボジェットのファンおよびノズルからの放射騒音を最小にすることを望んでいる。

米国特許第６１９９７９５号は、航空機の機尾部分近くの胴体の上部に取り付けられた、ターボジェットアセンブリを提案している。ファンからの騒音の一部は胴体で反射され、ノズルからの騒音の一部は、テールフィンの垂直または水平安定板にいずれかにより反射される。さらに、航空機胴体の前部は、ターボジェットの入力側で遮蔽物として作用し、ターボジェットに損傷を与える可能性のある侵入物体を制限する。さらに、ターボジェットを支持しない翼は、ターボジェットに加えられる荷重から解放され、このことは多数の空力的利点を有する。

この場合に、ターボジェットの据付けおよび取付けの問題が発生する。米国特許第４０４４９７３号は、通常「コートハンガー」と呼ばれ、かつ胴体の取付けビームに固定される部分を備える取付け装置を記載し、コートハンガーは、ターボジェットケーシングに固定されたターボジェットへの取付け手段を有する。従来は、各ターボジェットは、２つの前記装置を用いて胴体に固定され、一方の装置は前部ケーシングに、他方の装置は機尾ケーシングにある。

２台のターボジェットは、胴体の両側に、したがってケーシングの周辺部周りの異なる部分を通して、固定される。各ケーシングの周辺部周りにターボジェットの作動に必要なさまざまな装置、詳細にはアクセサリギヤボックス（ＡＧＢ）、オイルタンク、コンピュータ、および燃料制御ユニットが存在する。これらの装置は、本記載においては、以後アクセサリと称される。これらのアクセサリの１つは、アクセサリギヤボックスであり、このギヤボックスは、ターボジェットに使用される従来の装置であって、単一ボックスの形状である。このギヤボックスは、詳細には、ターボジェットおよび航空機用の発電機、燃料およびオイルポンプ、スタータ、ならびに動力取出し点を介してエンジンシャフトにより機械的に駆動されるさまざまなアクセサリを含む。

２台のターボジェットを航空機の機尾胴体の上部部分に取り付けるには、さまざまな問題が発生する。

第１の問題は、製造および生産コストの問題である。ターボジェットを胴体の両側に配置するため、左側および右側ターボジェットは、これらが同一側に固定されない理由から同一ではない。したがって、ターボジェットを製造するために、２つの生産ラインが必要となる。さまざまなアクセサリは、明らかに、ターボジェットの同一側に配置されることができる。言い換えると、いったんターボジェットが据え付けられると、アクセサリは胴体の異なる位置にあるが、このとき別の問題が発生する。

先ず第１に、航空機の地上でのメンテナンスの観点から、ターボジェットのアクセサリは、胴体の外側から、歩行用通路またはフォークリフトトラックを介して、作業者が胴体上を歩くことなくアクセスできなければならないため、このような状態があってはならない。

次に、安全性の点から、一方のターボジェットのロータの１つの翼車が破壊した場合、さまざまなターボジェットアクセサリは、破片が他方のタービンのアクセサリに達しないように、配置される必要がある。

胴体に側方向に設置される構成のターボジェットは、米国特許第４０４９７３号に記載されるとおり、ターボジェットの底部にアクセサリギヤボックスを備える。これらの構造体は、コートハンガーの取付け点が、ターボジェットの両側に形成できるように配置され、この結果、ターボジェットを、航空機胴体の右側または左側に区別なく据え付けできる。ただし、これらのターボジェットにおいては、アクセサリギヤボックスは、航空機のどちら側にターボジェットが取り付けられているかに関係なくアクセスできるが、多くの他のアクセサリ、および詳細には、ハーネス、航空機の空気吸込口、コンピュータ、オイルタンク、および燃料制御ユニットは、ポッドが開いている側に据え付けられ、このポッドは、２台のターボジェットについて異なる構成を必要とする。
米国特許第６１９９７９５号明細書 米国特許第４０４４９７３号明細書

本発明は、航空機の胴体機尾部分の上部位置に据え付けられたターボジェットに関する、これらの問題のすべてに共通の解決方法を提供するものである。

これを達成するために、本発明は、少なくとも１つのコートハンガーを用いて、航空機の胴体の機尾部分の上部位置に固定されるよう構成されたターボジェットに関するものであり、ターボジェットは、ファンと、前部ケーシングと、機尾ケーシングと、前部ケーシングの周辺に配置されたアクセサリとを有し、前部ケーシングは、コートハンガーの取付け点を備えるターボジェットであって、取付け点は、ターボジェットを航空機胴体のどちらの側にも区別なく組み立てられることができるように配置され、アクセサリは、ターボジェットをどちら側に据付けするかに関係なく胴体の外部からアクセス可能なように、ケーシングに配置され、前部ケーシングへのコートハンガーの取付け点は、ターボジェットの中心線を含む垂直面の両側に配分され、コートハンガーは、ハンガー取付けアームから航空機の方に片寄って固定されるように構成されており、アクセサリは、垂直面に近接して置かれ、かつ前部ケーシングの上部に配置される少なくとも１つのオイルタンク、燃料制御ユニットまたはコンピュータ、および前部ケーシングの下部に配置されるアクセサリギヤボックスを含む、ことを特徴とする。

「航空機胴体の外部から」の表現は、ターボジェットが胴体の右側に据え付けられている場合は、ターボジェットの右側からを意味し、ターボジェットが胴体の左側に据え付けられている場合は、ターボジェットの左側からを意味する。左および右は、ターボジェット内の空気流の方向を基準として、言い換えると航空機の正面に向かう方向を基準として用いられる側を意味する。

本発明によれば、垂直面の一方側または他方側に配置された取付け点を用いて、ターボジェットをコートハンガーに固定することにより、同一ターボジェットを、航空機胴体の両側に固定できる。したがって、２台のエンジン間に簡単な並進移動がなされ、アクセサリは、アクセサリの位置により胴体の外部からアクセスできる状態を維持する。コートハンガーのビームを通過する素子だけ、すなわち航空機の空気吸入ダクト、燃料移送パイプ、およびいくつかのハーネスは、ターボジェットの同一位置に存在しない。しかしながら、ターボジェットが航空機胴体の上部に据え付けられるために、部材のターボジェットの対応する装置への取付け点は、ターボジェットの底部、したがって各ターボジェットの同一位置に配置が可能になり、この点で、取付け点が右または左のどちらかであった、米国特許第４０４４９７３号に記載された解決方法と異なる。

ロータの１つの翼車が破壊する場合における安全性の問題の理由から、好ましくは、米国特許第４０４４９７３号に開示される構造と類似の構造を用いることにより、ターボジェットを航空機胴体の側面位置に配置することで、ターボジェットが相互に真正面に対向しないようにするか、またはアクセサリギヤボックスを除くアクセサリを、ターボジェットの側のターボジェットが取り付けられている側に応じて、一方側または他方側に配置する必要がある。本発明は、これらの制約を回避し、ターボジェットを胴体の上部に取り付けるだけでなく、ターボジェットを左側または右側のどちらに取り付けるかに関係なく、同一ターボジェットを実現できる。

有利には、機尾ケーシングもまた、垂直面の両側に配分されたコートハンガー取付け点を備える。

この場合、コートハンガーの配置を妨害するものがないため、機尾ケーシングに取り付けるためのコートハンガーは従来通りである。

本発明によるターボジェットの好ましい実施形態においては、ターボジェットは、２つの部分に分離できるファンカバーを備えており、一方の部分は蝶番式で上方に開き、他方の部分は蝶番式で下方に開くことにより、ターボジェットが取り付けられている側のアクセサリにアクセス可能にしている。

この場合、蝶番式で下方に開く部分は、好ましくは、２つの部分に分かれて蝶番式に動く。

本発明は、また航空機に関し、この航空機は、胴体と、本発明による２台のターボジェットとを備え、ターボジェットは、前部ケーシングに固定されるコートハンガーおよび機尾ケーシングに固定されるコートハンガーを用いて、胴体上部の両側に固定される。

本発明によるターボジェットの好ましい実施形態の添付図面を参照した以下の説明を読むことにより、本発明は十分に理解されるであろう。

図１は、航空機胴体１の上部の機尾部分に据え付けられた２台のターボジェット１０を示す。図２は、図１の右側ターボジェット１０を左側面から見た図である。左および右の意味は、本明細書の前文に規定されたとおり、ターボジェット内の空気流の方向を基準として用いられる側面と理解されるものである。下流側および上流側の表現もまた、この空気流れを基準として用いられる。

ターボジェット１０は、前部ケーシング１２で囲まれるファン１１を備え、このファンはファンカバー１３、１３’で保護されている。ファン１１の下流側では、ターボジェットは、コンプレッサ１４、燃焼室１５、タービン１６、およびノズル１７を順に備える。アームにより所定の位置に保持される機尾ケーシング１８は、タービン１６の下流側に置かれる。

さらに詳細には、前部ケーシング１２は、保持ケーシングおよび中間ケーシングに分割され、保持ケーシングは、ファン１１を囲み、中間ケーシングは、案内翼１９および支持アーム２０を囲む。しかしながら、前部ケーシング１２の構造は、これ以上詳しく説明しないものとし、以後の説明においては、前部ケーシング１２を簡単に、全体アセンブリと呼ぶ。

前部ケーシング１２の周辺には、アクセサリ、すなわちこの場合には、オイルタンク２２、燃料制御ユニット２３、コンピュータ２４、およびアクセサリギヤボックス２５が存在する。

ターボジェット１０は、軸２１の方向に沿って配置される。本発明によるターボジェット１０の好ましい実施形態においては、オイルタンク２２、燃料制御ユニット２３、およびコンピュータ２４は、左から右の順番に、前部ケーシング１２の上部に、ターボジェット１０の軸２１を含む垂直面２６に近接して、案内翼１９の位置に長手方向に配置される。さらに詳細には、これらは、垂直面２６に可能な限り近接して配置され、また、ターボジェット１０が航空機胴体の右側または左側にあるかどうかに関係なく、対向するターボジェットのロータの１つの翼車が破壊する場合、可能な最少の衝撃表面積を有するように配置される。

アクセサリギヤボックス２５は、前部ケーシング１２の底部に、垂直面２６に近接して、案内翼１９の位置の下流側に長手方向に配置される。アクセサリギヤボックス２５は、詳細には、ターボジェットおよび航空機用の発電機、燃料およびオイルポンプ、スタータ、ならびに動力取出し点を用いてターボジェットシャフトにより機械的に駆動されるさまざまなアクセサリを含む。同様に、ギヤボックスは、対向するターボジェットのロータの１つの翼車が破壊する場合、最少の衝撃表面積を有するように配置される。

前部ケーシング１２は、コートハンガー２８、２８’に対する取付け手段を備える。各コートハンガー２８、２８’は、金属部品の形状であり、コートハンガーに固定されるケーシング１２の部分に嵌合するように構成されており、ケーシング１２の右側（コートハンガー２８’）または左側（コートハンガー２８）のどちらかに固定される。各コートハンガー２８、２８’は、アームすなわちビーム３０、３０’への取付けプレート２９、２９’を備え、アーム３０、３０’は、航空機の胴体１の左側（アーム３０’）または右側（アーム３０）のどちらかに固定される。

コートハンガー２８をケーシング１２に取り付ける手段は、取付け点３１、３２、３３、３１’、３２’、３３’を含むが、これらは従来技術のより知られており、これらの構造の詳細は、本発明の理解に必須ではないため、本明細書では詳細に説明しない。これらの取付け点３１、３２、３３、３１’、３２’、３３’は、垂直面２６の両側に、詳細にはこの垂直面まわりに対称的に配置される。したがって、３つの取付け点３１、３２、３３、は、前部ケーシング１２の左側に沿って配置され、別の３つの取付け点３１’、３２’、３３’は、前部ケーシング１２の右側に沿って、垂直面２６に対称的に配置される。したがって、コートハンガー２８は、取付け点３１、３２、３３を介してケーシング１２の左部分に固定されることができ、コートハンガー２８’は、取付け点３１’、３２’、３３’を用いてケーシング１２の右側に固定されることができる。

垂直面２６の両側に配置される取付け点３１、３２、３３、３１’、３２’、３３’は、アクセサリギヤボックス２５の両側に置かれる。各コートハンガー２８、２８’は、胴体にターボジェットを連結するアーム３０、３０’から、ターボジェット１０に片寄って（言い換えると片持ちで）固定され、言い換えると、各コートハンガー２８、２８’は、この支持アーム３０、３０’の片側だけに、アクセサリギヤボックス２５の対向側に延びる。実際に、このアクセサリギヤボックスは、同一面またはコートハンガー２８、２８’の平面に近接する面にまで延び、コートハンガーをその位置に固定できなくなる。したがって、航空機胴体の右側に固定されるコートハンガー２８は、航空機胴体にコートハンガーを連結するアーム３０から左上方の方向に延び、一方、左側のコートハンガー２８’は右上方の方向に延びる。この場合、各コートハンガー２８、２８’は、一方側または他方側で、アクセサリギヤボックス２５に近接して配置される。

取付け点３１、３２、３３、３１’、３２’、３３’に作用する応力は、ターボジェット１０が上部に据え付けられるため、圧縮応力である。したがって、これらの取付け点は、コートハンガー２８、２８’の片持ち梁効果を考慮して配置および構成される。

取付け点３１、３２、３３、３１’、３２’、３３’の対称的配置により、同一ターボジェット１０を、航空機胴体１の左側または右側に区別なく据え付けできる。これを達成するために必要なことは、この目的の取付け点（（３１、３２、３３）、（３１’、３２’、３３’））を用いて、ターボジェットをコートハンガー２８、２８’に固定することだけである。

製造の観点から、これは、胴体１の左または右のどちらにも据え付け可能な、単一種類のターボジェット１０を製造するだけでよいことを意味する。

ターボジェット１０のアクセサリへのアクセスに関しては、オイルタンク２２、燃料制御ユニット２３、およびコンピュータ２４については、ターボジェット１０の上部に、垂直面２６に近接して配置され、アクセサリギヤボックス２５についてはターボジェット１０の底部に配置されることは、ターボジェット１０の左側または右側から区別なくアクセサリにアクセスできることを意味する。これらのアクセスは、アクセサリが垂直面２６に近接している場合、ターボジェット１０の左側または右側への据付けにほとんど応じない。

ファンカバー１３、１３’は、ターボジェット１０の配置に応じて異なる。ファンカバーは、ターボジェット１０上に、ターボジェットのアクセサリ２２、２３、２４、２５に胴体１の外部からアクセス可能なように配置される。

図３を参照すると、ターボジェット１０が航空機の左側に配置される場合、ファンカバー１３’は、航空機の左側から自由にアクセスするように開くことができ、一方、ターボジェット１０が航空機の右側に配置される場合、ファンカバー１３は、航空機の右側から自由にアクセスするように開くことができるように配置される。

各ファンカバー１３、１３’は、２つの部分（１３１、１３２）、（１３１’、１３２’）に分割して開かれる。一方の部分１３１、１３１’は、蝶番式でターボジェット１０の上方に開き、他方の部分１３２、１３２’は、蝶番式でターボジェット１０の下方に開く。蝶番式で下方に開く部分１３２、１３２’は、蝶番１３３、１３３’のまわりに２つの部分（１３２ａ、１３２ｂ）、（１３２’ａ、１３２’ｂ）で連節される。この方法では、ファンカバー１３、１３’の２つの部分（１３１、１３２）、（１３１’、１３２’）の蝶番により上方へ開いている開き角度、したがってターボジェット１０に対するアクセス空間は、蝶番が無い場合に比べて大きい。アクセサリ２２、２３、２４、２５は全体として、ターボジェットの位置に関係なく容易にアクセスできる。

さらに、再度記すが、一方のターボジェット１０のアクセサリ２２、２３、２４、２５は、他方のターボジェット１０に対して、他方のターボジェット１０のロータの１つの翼車が破壊した場合、両者が相互に影響を与えないか、または影響し難いように配置される。

既に述べたとおり、ターボジェット１０は、最初に、航空機の胴体１の前部ケーシング１２に固定され、次に機尾ケーシング１８に固定される。機尾ケーシングについては、アームにより胴体１に固定されるコートハンガー１２８、１２８’すなわち取付け具が、ケーシング１８に、例えばタービン１６の位置に固定される。この位置では、前述のとおり、ケーシング１８は、垂直面２６に対して対称的にケーシング１８上に配分された取付け点を備える。したがって、同一ターボジェット１０を、この目的の取付け点を用いて、胴体１の両側の機尾ケーシング１８に区別なく固定できる。

２つの推力伝達連結棒（４０、４１）、（４０’、４１’）は、一端をコートハンガー１２８、１２８’に固定され、他端をターボジェットの上流側でターボジェット１０に固定され、これにより推力が、前部ケーシング１２に連結されたアーム（３０、３０’）を介して（コートハンガー１２８、１２８’に連結されたアームを介してではなく）航空機に伝達される。これらの推力伝達連結棒（４０、４１）、（４０’、４１’）は、従来技術により知られており、本明細書では詳しく説明しないものとする。

前部ケーシング１２の取付け点３１、３２、３３、３１’、３２’、３３’、または機尾ケーシング１８の取付け点は、３部分からなるグループ（３１、３２、３３）、（３１’、３２’、３３’）に機能的にまとめられ、各グループは、ターボジェット１０の１つの側にコートハンガー２８、２８’を取り付ける機能を有する。本発明のターボジェットの好ましい実施形態においては、他の２つの取付け点（３１、３３）、（３１’、３３’）の間に配置された取付け点３２、３２’は、コートハンガー２８、２８’の取付けには直接使用されず、これらは、「待機」取付け点と呼ばれ、他方の２つの取付け点の故障に備えるために提供されている。これら待機取付け点３２、３２’は、削除されるか、または同一機能を実行する素子、例えば二重連結棒などに置き換えられることができる。

なお、蝶番式に下方に開くカバー１３、１３’の部分１３２、１３２’は、２部分より多い連節、例えば３連節部分として、アクセス空間をさらに広げることもできる。

最後に、エンジンが停止した際の重力による装置へのオイル残留を防止するため、オイルタンク２２にアンチサイフォンデバイスを統合しても良い。

本発明の好ましい実施形態による、航空機の胴体上に据え付けられた２台のターボジェットの正面図である。 図１の右側ターボジェットの左側面図である。 図１の２台のターボジェットの、ファンカバーが開いた状態の正面図である。

符号の説明

１ 胴体
１０ ターボジェット
１１ ファン
１２ 前部ケーシング
１３、１３’ ファンカバー
１４ コンプレッサ
１５ 燃焼室
１６ タービン
１７ ノズル
１８ 機尾ケーシング
１９ 案内翼
２０ 支持アーム
２１ 軸
２２ オイルタンク
２３ 燃料制御ユニット
２４ コンピュータ
２５ アクセサリギヤボックス
２６ 垂直面
２８、１２８、２８’、１２８’ コートハンガー
２９、２９’ 取付けプレート
３０、３０’ アーム
３１、３２、３３、３１’、３２’、３３’ 取付け点
４０、４１、４０’、４１’ 推力伝達連結棒
１３１、１３２、１３１’、１３２’ ファンカバーの２つの部分
１３２ａ、１３２ｂ、１３２’ａ、１３２’ｂ ファンカバーの蝶番式の２つの部分

Claims (9)

1. 少なくとも１つのコートハンガー（（２８、１２８）、（２８’、１２８’））を用いて、航空機の胴体（１）の機尾部分の上部位置に固定されるよう構成されたターボジェットであり、ターボジェット（１０）が、ファン（１１）と、前部ケーシング（１２）と、機尾ケーシング（１８）と、前部ケーシング（１２）の周辺に配置されたアクセサリ（２２、２３、２４、２５）とを有し、前部ケーシング（１２）が、コートハンガー（２８、２８’）の取付け点（（３１、３２、３３）、（３１’、３２’、３３’））を備えるターボジェットであって、取付け点が、ターボジェット（１０）を航空機胴体（１）のどちらの側にも区別なく取り付けできるように配置され、アクセサリ（２２、２３、２４、２５）が、ターボジェットをどちら側に据え付けするかに関係なく胴体（１）の外部からアクセス可能なように、ケーシングに配置され、前部ケーシング（１２）へのコートハンガー（２８、２８’）の取付け点（（３１、３２、３３）、（３１’、３２’、３３’））が、ターボジェットの中心線を含む垂直面（２６）の両側に配分され、コートハンガー（２８、２８’）が、ハンガー取付けアームから航空機に片持ちで固定されるように構成され、アクセサリ（２２、２３、２４、２５）が、垂直面（２６）に近接して置かれ、かつ前部ケーシング（１２）の上部に配置される少なくとも１つのオイルタンク（２２）、燃料制御ユニット（２３）またはコンピュータ（２４）、および前部ケーシング（１２）の下部に配置されるアクセサリギヤボックス（２５）を含むことを特徴とする、ターボジェット。
2. 前部ケーシング（１２）へのコートハンガー（２８、２８’）の取付け点（（３１、３２、３３）、（３１’、３２’、３３’））が、垂直面（２６）まわりに対称的に配分されている、請求項１に記載のターボジェット。
3. 前部ケーシング（１２）が、垂直面（２６）の両側に２つの取付け点（（３１、３３）、（３１’、３３’））と、他の２つの取付け点（（３１、３３）、（３１’、３３’））の間に配置された待機取付け点（３２、３２’）とを備えている、請求項１または２に記載のターボジェット。
4. 取付け点（（３１、３２、３３）、（３１’、３２’、３３’））が、アクセサリギヤボックス（２５）の両側に配分されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のターボジェット。
5. さらに、機尾ケーシング（１８）が、垂直面（２６）の両側に配分されたコートハンガー取付け点（１２８、１２８’）を備えている、請求項１から４のいずれか一項に記載のターボジェット。
6. 機尾ケーシング（１８）へのコートハンガー取付け点（１２８、１２８’）が、垂直面（２６）まわりに対称的に配分されている、請求項５に記載のターボジェット。
7. ２つの部分（１３１、１３２）、（１３１’、１３２’）に分割されることができるファンカバー（１３、１３’）を備え、一方の部分（１３１、１３１’）は蝶番式でターボジェット１０の上方に開き、他方の部分（１３２、１３２’）は蝶番式でターボジェット１０の下方に開くことにより、ターボジェットが取り付けられている側のアクセサリ（２２、２３、２４、２５）にアクセス可能にしている、請求項１から６のいずれか一項に記載のターボジェット。
8. 蝶番式で下方に開くことができる部分（１３２、１３２’）が、蝶番式の２つの部分（（１３２ａ、１３２ｂ）、（１３２’ａ、１３２’ｂ））を有する、請求項７に記載のターボジェット。
9. 胴体（１）と、前部ケーシング（１２）に固定されたコートハンガー（２８、２８’）と機尾ケーシング（１８）に固定されたコートハンガー（１２８、１２８’）とを用いて、胴体（１）上部の両側に固定された、請求項１から８のいずれかに記載の２台のターボジェット（１０）と、を備えている航空機。

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