JP2014234822A - ガスタービンエンジン - Google Patents
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Abstract
Description
式2:PQhpt=(Ahpt×Vhpt 2)
ここで、Alptは、低圧タービンセクションの出口(例えば、符号401)における低圧タービンセクションの面積であり、Vlptは、低圧タービンセクションの速度であり、Ahptは、高圧タービンセクションの出口(例えば、符号400)における高圧タービンセクションの面積であり、Vhptは、高圧タービンセクションの速度である。
上記の設計により形成される1つのタービンの実施例においては、低圧タービンセクションおよび高圧タービンセクションの面積は、それぞれ、557.9in2(3599.3cm2)および90.67in2(584.97cm2)である。さらに、低圧タービンセクションおよび高圧タービンセクションの速度は、それぞれ、10179rpmおよび24346rpmである。したがって、上記の式1および式2を用いて、低圧タービンセクションおよび高圧タービンセクションの性能量は、
式1:PQltp=(Alpt×Vlpt 2)=(557.9in2)(10179rpm)2=57805157673.9in2rpm2(=(3599.3cm2)(10179rpm)2=372931000000cm2rpm2)
式2:PQhpt=(Ahpt×Vhpt 2)=(90.67in2)(24346rpm)2=53742622009.72in2rpm2(=(584.97cm2)(24346rpm)2=346728000000cm2rpm2)
となり、上記の式3を用いて、高圧タービンセクションに対する低圧タービンセクションの比は、
比=PQltp/PQhpt=57805157673.9in2rpm2/53742622009.72in2rpm2=1.075
となる。
Claims (20)
- ファンを駆動するファンシャフトと、
前記ファンシャフトを支持するフレームと、
前記ファンシャフトを駆動する複数の歯車と、
前記複数の歯車を少なくとも部分的に支持する、前記フレームよりも小さい剛性を有した可撓性支持部と、
前記複数の歯車に駆動入力を提供する第1のタービンセクションと、
第2のタービンセクションと、
を備え、
前記第1のタービンセクションは、第1の出口点において第1の出口面積を有するとともに、第1の速度で回転し、
前記第2のタービンセクションは、第2の出口点において第2の出口面積を有するとともに、前記第1の速度よりも高速の第2の速度で回転し、
第1の性能量が、前記第1の速度の二乗と前記第1の出口面積との積として定義され、
第2の性能量が、前記第2の速度の二乗および前記第2の出口面積の積として定義され、
前記第2の性能量に対する前記第1の性能量の比は、約0.5〜約1.5であることを特徴とするガスタービンエンジン。 - 前記比は、約0.8以上であることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 前記第1のタービンセクションは、少なくとも3つの段を備えることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 前記第1のタービンセクションは、6つまでの段を備えることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 前記第2のタービンセクションは、2つ以下の段を備えることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 前記第1のタービンセクション前後の圧力比は、約5対1よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 高圧タービンおよび低圧タービンの双方を有したタービンセクションの体積に対する前記ガスタービンエンジンによって提供される推力の比をさらに備え、この比は、約1.5lbf/inch3(0.407N/cm3)以上であり、かつ約5.5lbf/inch3(1.493N/cm3)以下であることを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 前記フレームは、フレーム横方向剛性およびフレーム横断方向剛性を備え、前記可撓性支持部は、可撓性支持部横断方向剛性および可撓性支持部横方向剛性を備え、前記可撓性支持部横方向剛性は、前記フレーム横方向剛性よりも小さく、前記可撓性支持部横断方向剛性は、前記フレーム横断方向剛性よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のガスタービンエンジン。
- 可撓性カップリングが、前記第1のタービンセクションによって駆動される前記複数の歯車の少なくとも1つを接続することを特徴とする請求項8に記載のガスタービンエンジン。
- 前記可撓性カップリングは、可撓性カップリング横方向剛性および可撓性カップリング横断方向剛性を備え、前記可撓性カップリング横方向剛性は、前記フレーム横方向剛性よりも小さく、前記可撓性カップリング横断方向剛性は、前記フレーム横断方向剛性よりも小さいことを特徴とする請求項9に記載のガスタービンエンジン。
- 前記複数の歯車は、歯車噛合部を備え、該歯車噛合部は、歯車噛合部横方向剛性および歯車噛合部横断方向剛性を画定し、前記歯車噛合部横方向剛性は、前記可撓性支持部横方向剛性よりも大きく、前記歯車噛合部横断方向剛性は、前記可撓性支持部横断方向剛性よりも大きいことを特徴とする請求項8に記載のガスタービンエンジン。
- ファンを駆動するファンシャフトと、
前記ファンシャフトを支持するフレームと、
前記ファンシャフトを駆動する複数の歯車と、
前記複数の歯車を少なくとも部分的に支持する、前記フレームよりも小さい剛性を有した可撓性支持部と、
高圧タービンと、
前記複数の歯車の1つを駆動するように構成された低圧タービンと、
を備え、
前記高圧タービンおよび前記低圧タービンの双方を有したタービンセクションの体積に対するガスタービンエンジンによって提供される推力の比が、約1.5lbf/inch3(0.407N/cm3)以上であり、かつ約5.5lbf/inch3(1.493N/cm3)以下であることを特徴とするガスタービンエンジン。 - 前記比は、約2.0以上であることを特徴とする請求項12に記載のガスタービンエンジン。
- 前記比は、約4.0以上であることを特徴とする請求項13に記載のガスタービンエンジン。
- 前記推力は、均一の海面離陸静止推力であることを特徴とする請求項12に記載のガスタービンエンジン。
- 前記フレームは、フレーム横方向剛性およびフレーム横断方向剛性を備え、前記可撓性支持部は、可撓性支持部横断方向剛性および可撓性支持部横方向剛性を備え、前記可撓性支持部横方向剛性は、前記フレーム横方向剛性よりも小さく、前記可撓性支持部横断方向剛性は、前記フレーム横断方向剛性よりも小さいことを特徴とする請求項12に記載のガスタービンエンジン。
- 可撓性カップリングが、前記低圧タービンによって駆動される前記複数の歯車の少なくとも1つを接続することを特徴とする請求項16に記載のガスタービンエンジン。
- 前記可撓性カップリングは、可撓性カップリング横方向剛性および可撓性カップリング横断方向剛性を備え、前記可撓性カップリング横方向剛性は、前記フレーム横方向剛性よりも小さく、前記可撓性カップリング横断方向剛性は、前記フレーム横断方向剛性よりも小さいことを特徴とする請求項17に記載のガスタービンエンジン。
- 前記複数の歯車は、歯車噛合部を備え、該歯車噛合部は、歯車噛合部横方向剛性および歯車噛合部横断方向剛性を画定し、前記歯車噛合部横方向剛性は、前記可撓性支持部横方向剛性よりも大きく、前記歯車噛合部横断方向剛性は、前記可撓性支持部横断方向剛性よりも大きいことを特徴とする請求項16に記載のガスタービンエンジン。
- ファンシャフトと、
前記ファンシャフトを支持する、フレーム横方向剛性およびフレーム横断方向剛性の少なくとも一方を画定するフレームと、
前記ファンシャフトを駆動する歯車装置と、
前記歯車装置を少なくとも部分的に支持する、前記フレーム横方向剛性に対する可撓性支持部横方向剛性と、前記フレーム横断方向剛性に対する可撓性支持部横断方向剛性との少なくとも一方を画定する可撓性支持部と、
前記フレーム横方向剛性に対する入力カップリング横方向剛性と、前記フレーム横断方向剛性に対する入力カップリング横断方向剛性との少なくとも一方を画定する、前記歯車装置への入力カップリングと、
を備えたガスタービンエンジン。
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