JPS61268598A - 航空用ガスタ−ビンエンジンのプロペラ・モジユ−ル - Google Patents

航空用ガスタ−ビンエンジンのプロペラ・モジユ−ル

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JPS61268598A
JPS61268598A JP61084007A JP8400786A JPS61268598A JP S61268598 A JPS61268598 A JP S61268598A JP 61084007 A JP61084007 A JP 61084007A JP 8400786 A JP8400786 A JP 8400786A JP S61268598 A JPS61268598 A JP S61268598A
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Japan
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propeller
blade propeller
blade
gear
rotatably mounted
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ウィリアム・バトラー・ライト
アディスン・チャールズ・マギル
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Rolls Royce PLC
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Rolls Royce PLC
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Publication date
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Publication of JPH0533200B2 publication Critical patent/JPH0533200B2/ja
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/306Blade pitch-changing mechanisms specially adapted for contrarotating propellers

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は航空用ガスタービンエンジンのためのプロペラ
・モジュールに関し、特に2重反転プロペラを含むプロ
ペラ・モジュールに関する。
それぞれ牽引式または推進式として知られる、ガスター
ビンエンジンの上流または下流に配置される2重反転プ
ロペラを有する型式の航空用ガスタービンエンジンのた
めのプロペラ・モジュールは、今日では、プロペラを反
転させるための差動減速ギヤボックスを必要とする。プ
ロペラはさらに翼のピッチ(節)を制呻するための機構
も必要とする。
これらの要求のため、プロペラ・モジュール、ひいては
航空用ガスタービンエンジンの全長が延び、これがさら
にプロペラ・モジュールを担持するために航空用ガスタ
ービンエンジンの重量増加につながる。
本発明は、軸方向長さが短かくなり、重量が軽減された
差動減速ギヤボックスにより駆動される2重反転プロペ
ラを有する型式のプロペラ・モジュールを与えることを
目的とする。
よって、本発明は航空用ガスタービンエンジンのための
、下記の要素を含むプロペラ・モジュールを与える。す
なわち、差動減速ギヤボックスを駆動しガスタービンエ
ンジンのパワータービンから延在する同心軸により駆動
されガスタービンエンジンに固定された片持ち構造を通
して同心状に延在するようにされている延長軸と、差動
減速ギヤボックスにより反転駆動される第1の多翼プロ
ペラおよび同心の第2の多翼プロペラと、を有し、差動
減速ギヤボックスは第1および第2の多翼プロ啄うと同
心にかつ両者の軸方向中間に配置され、片持ち構造は第
1の多翼プロペラの・・プの中を同心状に延在するよう
にされ、第1の多翼プロペラは片持ち構造上に回転自在
に取付けられ、第2の多翼プロペラは第1の多翼プロペ
ラのハブに回転自在に取付けられている。
差動減速ギヤボックスは延長軸に係合するようにされた
太陽歯車とキャリヤ内に回転自在に取付けられた駆動用
遊星歯車とを含み、遊星歯車は環形歯車を駆動し、キャ
リヤは片持ち構造に同心状に回転自在に取付けられて第
2の多翼プロペラを駆動するようにされており、環形歯
車は第2の多翼プロペラとは逆の回転方向に第1の多翼
プロペラを駆動する。
第1および第2のピッチ変更装置がそれぞれ第1および
第2の多翼プロペラに設けられ、第1および第2のピッ
チ変更装置は差動減速ギヤボックスのキャリヤ上に取付
けられている。
第1のピッチ変更装置は、減速歯車に回転自在に取付け
られた第1のピッチ変更歯車と、片持ち構造に回転自在
に取付けられた遊び歯車と、第1の多翼プロペラのハブ
の中に同心状に配置され回転自在に取付けられた第1の
ト9ラムと、を含み、第1のドラムは第1の多翼プロペ
ラの翼を回転させるようにされた第1の循還式ボールね
じ/カーットを有し、第1のピッチ変更歯車は遊び歯車
および第1ト9ラムを駆動し、さらに第1のピッチ変更
装置は、第1ドラムと第1の多翼プロペラの間に相対的
回転を生じて第1の多翼プロペラの翼のピッチを変更す
るために第1のピッチ変更歯車と減速歯車の間に相対的
回転を生ずるようにされたピッチ変更パワー・ユニット
を含むことができる。
遊び歯車は第1ドラムとボールねじを第1の多翼プロペ
ラと共に回転させるために第1の循還式ボールねじの回
転方向を反転するようにされることができる。
第2のピッチ変更装置は、キャリヤに回転自在に取付け
られた第2のピッチ変更歯車と、第2の多翼プロペラの
−・ブの中に同心に配置され回転自在に取付けられた第
2のドラムと、を含み、第2の多翼プロペラの翼を回転
するようにされた第2の循還式ボールねじ/ナツトを第
20ト3ラムが有し、第2のピッチ変更歯車は第2ドラ
ムを駆動し、さらに第2のピッチ変更装置は、第2ドラ
ムと第2の多翼プロペラの間に相対的回転を生じて第2
の多翼プロペラの翼のピッチを変更するために第2のピ
ッチ変更歯車の回転を生ずるようにされたピッチ変更パ
ワー・ユニットを含むことができる。
本発明はさらに、流れの順序に圧縮機、燃焼益鳥タービ
ンおよびパワー・タービンを含む航空用ガスタービンエ
ンジンであって、タービンは圧縮機を駆動するようにさ
れ、パワー・タービンは軸および延長軸を介して差動減
速ギヤボックスを駆動するようにされており、延長軸は
ガスタービンエンジンに固定された片持ち構造を通して
同心状に延在し、さらに差動減速ギヤボックスにより逆
回転方向に駆動されるようにされている第1の多翼プロ
ペラおよび同心の第2の多翼プロペラを含み、差動減速
ギヤボックスは第1および第2の多翼プロペラに対して
同心にかつ両者の軸方向中間に配置されており、片持ち
構造は第1の多翼プロペラのハブの中に同心状に延在し
、第1の多翼プロペラは片持ち構造上に回転自在に取付
けられており、第2の多翼プロペラは第1の多翼プロペ
ラのノ・ブに回転自在に取付けられている、ガスタービ
ンエンジンをも与える。
第1および第2の多翼プロペラは圧縮機の上流に配置さ
れ、片持ち構造は第1の多翼プロ投うのハブの中に同心
状に上流方向に延在しておシ、第2の多翼プロペラは第
1の多翼プロペラの上流に配置されることができる。
第1および第2の多翼プロペラはパワータービンの下流
に配置され、片持ち構造は第1の多翼プロペラのハブの
中に同心状に下流方向に延在し、第2の多翼プロペラは
第1の多翼プロペラの下流に配置されることができる。
以下に添付図面を参照しつつ本発明をよシ詳細に記載す
る。
ターボプロペラ式の航空用ガスタービンエンジン10が
第1図に示され、本例では牽引型ターボプロペラ式航空
用ガスタービンエンジンである。
航空用カスタービンエンジンlOはコア崇エンジン12
とプロペラ・モジュール60を含む。コア・エンジン1
2は流れの順に、環形入口14、スワンネック・ダクト
16に続く圧縮機18、燃焼器20、タービン22、パ
ワータービン24、および排気ノズル26を含む。空気
は入口14から入シスワンネック・ダクト16にそって
圧縮機18に流れ、そコテ空気が圧縮された後で燃焼系
20に供給される。
燃料は燃焼系20内に噴射され、圧縮空気の中で燃焼さ
れて高温ガスを発生し、このガスがタービン22および
パワータービン24を駆動した後、排気ノズル26から
流出する。タービン22は軸28を介して圧縮機を駆動
し、パワータービン24は軸30を介してプロペラ・モ
ジュール60を駆動スる。
プロペラ・モジュール60は、パワータービン24から
延在する軸30に同心状に下流端が固定され、差動減速
ギヤボックスに上流端が係合している延長軸32を含む
。航空用ガスタービンエンジン10の荷重担持構造から
軸方向に上流に延在し該構造に固定される片持ち構造3
6の中に延長軸32が軸方向に延在する。差動減速ギヤ
ボックス34は第1の多翼プロペラ38および同心の第
2の多翼プロペラ40を反対回転方向に駆動する。第1
の多翼プロペラ38は翼を担持するハブ42を有し、第
2の多翼プロペラ40は同様に翼を担持するー・プ゛4
4を有する。片持ち構造36は第1の多翼プロ啄う38
のハブ42の中に軸方向に延在するようにされ、第1の
多翼プロペラ38は軸方向に隔置された軸受46.48
によって片持ち構造36上に回転自在に取付けられるよ
うに配置される。
第2の多翼プロペラ40は軸受50により第1の多翼プ
ロペラ38のハブ42上に回転自在に取付けられるよう
に配置される。
第1および第2の多翼プロペラ38.40には、ピッチ
変更パワー・ユニット56により作動されるピッチ変更
装置52.54も設けられる。差動減速ギヤボックス3
4は第1および第2の多翼プロペラと同心状に両者の軸
方向中間に配置される。
第2図は推進型ターボプロペラ式航空用ガスターヒンエ
ンジン100ヲ示シ、コア・エンジン102およびプロ
ペラ・モジュール60ヲ含tr。コア・エンジン102
は流れの順に、入口104、圧縮機106、燃焼系10
8、タービン110、パワータービン112.および排
気ノズル114を含む。タービン110は軸116を介
して圧縮機106を駆動し、パワータービン112は軸
118を介してプロペラ・モジュール60を駆動する。
本例では、プロペラ・モジュール60は第1図のプロペ
ラ・モジュール60と同一であシ、同等部品には同一番
号が付せられている。唯一の相違ハ、プロペラ・モジュ
ール60がコア・エンジン100の下流端に配置され、
軸30が下流方向に延在し、延長軸32に同心状に固定
されていることである。航空用ガスタービンエンジンl
OOの荷重担持構造から軸方向に下流方向に延在して該
構造に固定される片持ち構造124を通して延長軸32
が同心状に延在する。片持ち構造124は第1の多翼プ
ロペラ38のハブ42の中に同心状に延在し、第1の多
翼プロペラ38は軸方向に隔置される軸受46.48に
よって片持ち構造124上に回転自在に取付けられるよ
うに配置される。
プロペラ・モジュール60は第3図乃至第6図に、よシ
詳細に示される。第1および第2の多翼プロペラ38.
40のピッチ変更装置52.54はそれぞれ軸受86.
88および軸受90.92によって・・プ42.44の
中に同心状に配置され回転自在に取付けられた第1およ
び第2のドラム62,64を含む。第1および第2のト
9ラム62,64はそれぞれ第1および第2の循還式ボ
ールねじ/ナツト66.68を有する。ナラ) 66.
68は各プロペラ翼に1個ずつの、複数の円周方向に配
置された等間隔のアーム70,72を有し、アームは多
翼プロペラの枢動付根部分74.76に固定される。枢
動付根部分74,76は玉軸受82,84によってハブ
42.44にある窓78,80の中に回転自在に取付け
られて、プロペラ翼のピッチを変更し得るようにプロペ
ラ翼を回転し得るようになっている。
ハブ42.44と第1および第2のト9ラム6464と
の間の相対的回転によりプロイラ翼のピッチを変える。
すなわち、相対的回転はナツト66.68を循還式ボー
ルねじ上で回転させ、それによりアーム70,72が枢
動付根部分74.76を軸受82.84上で回転させる
第1および第2のト9ラム62,64は第6図に示すよ
うにピッチ変更パワーユニット56および差動減速ギヤ
ボックス34の中のいま一つのピッチ変更機構によりハ
プ42.44に対して回転させられる。
第1の多翼プロ啄う38のハブ42は円筒体96.94
を有し、それらを介してハブ42は軸受46.48によ
り片持ち構造124に回転自在に取付けられる。
差動減速ギヤボックス34は延長軸32に係合して駆動
されるようにされた太陽歯車130を含む。
太陽歯車130はキャリヤ132に回転自在に取付けら
れた遊星歯車140を駆動する。キャリヤ132は延長
軸32および太陽歯車130と同心であシ、第1の多翼
プロペラ38の・・プを通して同心状に延在する一体の
円筒体134を有する。円筒体134も軸受136.1
38によって片持ち構造124の中に同心状に延在して
回転自在に取付けられるようになっている。遊星歯車1
40は第1の多翼プロペラ38のハブ42に固定される
環形歯車142を駆動し、キャリヤ132は第2の多翼
プロペラ40のハブ44を駆動する。キャリヤ132お
よび環形歯車142は遊星歯車140により逆回転方向
に駆動されて、第1および第2の多翼プロペラ38.4
0を逆回転方向に駆動する。
ピッチ変更パワーユニット56は太陽歯車144を駆動
するように配置され、太陽歯車144はスピンド0ル1
48によりキャリヤ132に回転自在に取付けられた遊
星歯車146を、駆動するように配置される。遊星歯車
146は第2の多翼プロペラ40のピッチを変えるため
にドラム64を駆動するように配置される。
ピッチ変更パワーユニット56はまた太陽歯車150を
駆動するようにも配置され、太陽歯車150はスピンド
0ル156によりキャリャ132に回転自在に取付けら
れた遊星歯車152を駆動するように配置される。第2
の遊星歯車154がスピンドル156によりキャリャ1
32上に回転自在に堰付けられ、遊星歯車154は2重
太陽歯車158に係合するように配置される。2重太陽
歯車158はスピンドル164により片持ち構造124
に回転自在に取付けられた遊び歯車160,162を駆
動するように配置される。遊び歯車162は第1プロペ
ラ38のピッチを変えるために第1 ト”ラム62を駆
動するように配置される。
前述のように、運転時には環形歯車142および第1多
翼プロペラ38のハブ42はキャリヤ132および第2
多翼プロペラ40の7・ブ44に対して逆回転方向に駆
動される。第1ドラム62は第17%ブと同じ方向およ
び回転速度で回転し、第2ドラム64は第2/・ブと同
じ方向および回転速度で回転するように、第1および第
2の1ラム62.64がそれぞれの歯車系を介してピッ
チ変更パワーユニット56により駆動されるように配置
される。これを達成するために、2重太陽歯車158お
よび太陽歯車150はキャリヤ132と同じ方向に回転
する。
固定の片持ち構造124.$回転自在に取付けられた歯
車160,162はキャリヤ132とは逆の、従って第
1ハブ42とは同じ回転方向に第1ドラム62を駆動す
る。太陽歯車144は太陽歯車150とは反対の方向に
回転し、キャリヤ132に回転自在に取付けられた歯車
146は第2のト9ラム64をキャリヤ132および第
2ハブ44と同じ方向に駆動する。
多翼プロペラのピッチを変更するために、ドラムとそれ
ぞれのプロペラ・ハブの間に相対的回転を生ずるように
、太陽歯車144.150がピッチ変更パワーユニット
56により回転させられる。いったんピッチが選択され
ると、ドラムとそれぞれのプロペラ・ハブとの間には相
対的回転はない。
両プロペラの翼のピッチを納または粗の何れかのピッチ
設定に変えると、太陽歯車144.150は互いに反対
の方向に回転する。
各プロペラ翼間の円周方向の中間にドラム62.64の
循還式ボールねじ上に配置されるピッチ固定ねじ166
.168をプロペラに設けることもできる。正常の作動
時には、ピッチ固定ねじはナラ)66.68の背後に小
さな既定隙間をもっている。
ピッチ変更機構が故障すると、ナツト66.68がピッ
チ固定ねじ166.168に衝接して摩擦により固定さ
れることにより、翼が細ピッチに向うのを防止する。
専用の滑油ポンプおよび排油ポンプ、空冷式滑油冷却器
ならびに高圧フィルタを有し、プロペラ・モジュールの
取外し中には触れられない別個の自蔵式潤滑系統をプロ
ペラ・モジュールに設けることもできる。これはコア・
エンジンからの油による汚染の危険を防ぐことにもなる
ピッチ変更・署ワーユニット56は太陽歯車144.1
50を、駆動するいま一つの減速歯車を駆動する電気式
または電気油圧式ユニットとすることもできる。
片持ち構造124と歯車160.162を担持する協働
する固定構造170との間に噛合結合がなされるような
位置にプロペラ・モジュールを同心的に軸方向に動かす
ことによって、片持ち構造124を第1プロ深うのハブ
に係合させることもできる。
プロペラ・モジュール60は軸受46の半径方向外方の
ボルト止めフランジ172によりコア・エンジンに固定
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるプロペラ・モジュールを有する航
空用ガスタービンエンジンの部分切断図、第2図は本発
明によるプロペラ・モジュールを有する代替航空用ガス
タービンエンジンの部分切断図、 第3図は第2図のプロペラ・モジュールの拡大縦断面図
、 第4図は第3図における第1のプロペラの拡大縦断面図
、 第5図は第3図における第2のプロペラの拡大縦断面図
、 第6図は第3図における差動減速ギヤボックスおよびピ
ッチ変更装置の拡大縦断面図。 18・・・圧縮機 32・・・延長軸 34・・・減速
ギヤボックス 36・・・片持ち構造 38・・・第1
多翼プロイラ 40・・・第2多翼プロペラ 42・・
・ハブ52・・・第1ピッチ変更装置 54・・・第2
ピッチ変更装置 56・・・ピッチ変更パワーユニット
62・・・第1 ト”ラム 64・・・第2ト9ラム6
6・・・第1循還式ボールねじ/ナツト68・・・第2
循還式ボールねじ/ナツト112・・・パワータービン
 124・・・片持ち構造132・・・キャリヤ  1
40・・・過昇歯車146・・・第2ピッチ変更歯車 152.154・・・第1ピッチ変更歯車特許出願人 
 ロールス・ロイス・リミテッド(外5名)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)減速ギヤボックスを駆動し航空用ガスタービンエ
    ンジンのパワータービンから延在する同心軸により駆動
    されるように配置され、該航空用ガスタービンエンジン
    に固定される片持ち構造を通して同心状に延在するよう
    に配置されている延長軸と、前記減速ギヤボックスによ
    り逆回転方向に駆動されるように配置されている第1の
    多翼プロペラおよび同心の第2の多翼プロペラと、を有
    し、前記減速ギヤボックスは前記第1および第2の多翼
    プロペラと同心にかつ両者の軸方向中間に配置され、前
    記片持ち構造は前記第1の多翼プロペラのハブの中に同
    心状に延在するように配置され、前記第1の多翼プロペ
    ラは前記片持ち構造上に回転自在に取付けられるように
    配置され、前記第2の多翼プロペラは前記第1の多翼プ
    ロペラのハブ上に回転自在に取付けられ、前記減速ギヤ
    ボックスは前記延長軸により駆動されるように配置され
    た太陽歯車とキャリヤ内に回転自在に取付けられた駆動
    用遊星歯車を含んでおり、前記キャリヤは前記片持ち構
    造内に同心状に回転自在に取付けられて前記第2の多翼
    プロペラを駆動するように配置されており、前記遊星歯
    車は環形歯車を駆動し、前記環形歯車は前記第2の多翼
    プロペラに対して逆回転方向に前記第1の多翼プロペラ
    を駆動し、さらに前記第1および第2の多翼プロペラの
    ための第1および第2のピッチ変更装置を有する、航空
    用ガスタービンエンジンのためのプロペラ・モジュール
    であつて、前記第1および第2のピッチ変更装置52、
    54が前記ギヤボックス34のキャリヤ132上に取付
    けられていることを特徴とするプロペラ・モジュール。
  2. (2)前記第1のピッチ変更装置52は遊星歯車140
    上に回転自在に取付けられた第1ピッチ変更歯車152
    、154を含み、遊び歯車160、162が前記片持ち
    構造36上に回転自在に取付けられ、第1ドラム62が
    前記第1多翼プロペラ38のハブ42の中に同心状に配
    置されて回転自在に取付けられ、該第1ドラム62は前
    記第1多翼プロペラ38の翼を回転させるように配置さ
    れた第1の循還式ボールねじ/ナット66を有し、前記
    第1ピッチ変更歯車152、154は前記遊び歯車16
    0、162および前記第1ドラム62を駆動し、ピッチ
    変更パワーユニット56が前記第1ドラム62と前記第
    1多翼プロペラ38の間の相対回転を生じて前記第1多
    翼プロペラ38の翼のピッチを変更するために前記第1
    ピッチ変更歯車152、154と前記遊星歯車の間に相
    対回転を生ずるようにされていること、を特徴とする特
    許請求の範囲第(1)項に記載の、航空用ガスタービン
    エンジンのためのプロペラ・モジュール。
  3. (3)前記遊び歯車160、162は前記第1ドラム6
    2および第1循還式ボールねじを前記第1の多翼プロペ
    ラ38と共に回転させるために前記第1ドラム62の回
    転方向を反転するようにされていることを特徴とする、
    特許請求の範囲第(2)項に記載の、航空用ガスタービ
    ンエンジンのためのプロペラ・モジュール。
  4. (4)前記第2のピッチ変更装置54は前記キャリヤ1
    32上に回転自在に取付けられた第2ピッチ変更歯車1
    46を含み、第2ドラム64が前記第2多翼プロペラ4
    0のハブ44に同心状に配置されて回転自在に取付けら
    れ、該第2ドラム64は前記第2多翼プロペラ40の翼
    を回転するようにされた第2の循還式ボールねじ/ナッ
    ト68を有し、前記ピッチ変更パワーユニットが前記第
    2ドラム64と前記第2多翼プロペラ40の間の相対的
    回転を生じて前記第2多翼プロペラ40の翼のピッチを
    変更するために前記第2ピッチ変更歯車146の回転を
    生ずるようにされていること、を特徴とする特許請求の
    範囲第(1)項から第(3)項までのいづれか1項に記
    載の、航空用ガスタービンエンジンのためのプロペラ・
    モジュール。
  5. (5)圧縮機と、燃焼器と、タービンと、パワータービ
    ンと、を有し、該タービンは該圧縮機を駆動するように
    配置され、該パワータービンは軸および延長軸を介して
    減速ギヤボックスを駆動するように配置され、該延最軸
    は航空用ガスタービンエンジンに固定された片持ち構造
    を通して同心状に延在し、第1の多翼プロペラと同心の
    第2の多翼プロペラが前記減速ギヤボックスにより逆回
    転方向に駆動されるように配置され、前記減速ギヤボッ
    クスが前記第1および第2の多翼プロペラに対して同心
    状にかつ両者の軸方向の中間に配置されており、前記片
    持ち構造は前記第1多翼プロペラのハブの中に延在し、
    前記第1多翼プロペラは前記片持ち構造上に回転自在に
    取付けられ、前記第2多翼プロペラは前記第1多翼プロ
    ペラのハブ上に回転自在に取付けられ、前記減速ギヤボ
    ックスは、前記延長軸により駆動されキャリヤ内に回転
    自在に取付けられた遊星歯車を駆動するように配置され
    た太陽歯車を含み、該遊星歯車は環形歯車(内歯車)を
    駆動し、該キャリヤは、前記片持ち構造に同心状に回転
    自在に取付けられ前記第2多翼プロペラを駆動するよう
    に、配置されており、前記環形歯車は前記第2多翼プロ
    ペラに対して逆回転方向に前記第1多翼プロペラを駆動
    し、さらに前記第1および第2の多翼プロペラのための
    第1および第2のピッチ変更装置を有する航空用ガスタ
    ービンエンジンであつて、前記第1および第2のピッチ
    変更装置52、54が前記減速ギヤボックス34の前記
    キャリヤ132上に取付けられていることを特徴とする
    航空用ガスタービンエンジン。
  6. (6)前記第1および第2の多翼プロペラ38、40は
    前記圧縮機18の上流に配置され、前記片持ち構造36
    は前記第1多翼プロペラ38のハブ42の中に同心状に
    上流方向に延在し、前記第2多翼プロペラ40は前記第
    1多翼プロペラ38の上流に配置されていることを特徴
    とする特許請求の範囲第(5)項に記載の航空用ガスタ
    ービンエンジン。
  7. (7)前記第1および第2の多翼プロペラ38、40は
    前記パワータービン112の下流に配置され、前記片持
    ち構造124は前記第1多翼プロペラ38のハブの中に
    同心状に下流方向に延在し、前記第2多翼プロペラ40
    は前記第1多翼プロペラ38の下流に配置されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(5)項に記載の航空
    用ガスタービンエンジン。
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