JPH0520569B2 - - Google Patents
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- JPH0520569B2 JPH0520569B2 JP60181585A JP18158585A JPH0520569B2 JP H0520569 B2 JPH0520569 B2 JP H0520569B2 JP 60181585 A JP60181585 A JP 60181585A JP 18158585 A JP18158585 A JP 18158585A JP H0520569 B2 JPH0520569 B2 JP H0520569B2
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- JP
- Japan
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- nacelle
- leakage
- air
- signal
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、タービン形式動力装置を動力源とす
る航空機用のナセルに係り、一層詳細には、ナセ
ル内の空気漏洩を測定し且つ追跡するための手段
に係る。
る航空機用のナセルに係り、一層詳細には、ナセ
ル内の空気漏洩を測定し且つ追跡するための手段
に係る。
発明の背景
周知のように、動力装置及びナセル内の多くの
ダクト、フランジ、継手及び連結により惹起され
る空気漏洩は航空機への抗力の源を生じ、エンジ
ンの仕事に損失を生じ、従つてまた燃料経済性を
低下させる。明らかに、燃料費は高いので、この
漏洩を知り、スラスト・スペシフイツク・フーエ
ル・コンサンプシヨン（TSFC）の損失に関する
計算を行い得ることが非常に重要になる。このこ
とは航空機オペレータに、漏洩の問題を除去する
ため航空機の運航を休止するのが得策か、TSFC
の損失に起因する燃料費の増加にもかかわらず運
航を継続するのが得策かの判断を可能にする。従
つて、ナセルからの漏洩を追跡し、TSFCの損失
に関する計算を行い且つ漏洩の源を知ることがで
きれば、上記の判断のために有利であることは明
らかである。
ダクト、フランジ、継手及び連結により惹起され
る空気漏洩は航空機への抗力の源を生じ、エンジ
ンの仕事に損失を生じ、従つてまた燃料経済性を
低下させる。明らかに、燃料費は高いので、この
漏洩を知り、スラスト・スペシフイツク・フーエ
ル・コンサンプシヨン（TSFC）の損失に関する
計算を行い得ることが非常に重要になる。このこ
とは航空機オペレータに、漏洩の問題を除去する
ため航空機の運航を休止するのが得策か、TSFC
の損失に起因する燃料費の増加にもかかわらず運
航を継続するのが得策かの判断を可能にする。従
つて、ナセルからの漏洩を追跡し、TSFCの損失
に関する計算を行い且つ漏洩の源を知ることがで
きれば、上記の判断のために有利であることは明
らかである。
本願発明者は、ナセルの内部とナセルの外部
（周囲）との間の圧力差を測定し、その値とナセ
ル内への流入空気の既知の量との比を計算するこ
とにより航空機のナセルからの漏洩を追跡し得る
ことを見出した。こうして本願発明者は、漏洩オ
リフイスの漏洩面積及び漏洩吐出係数が未知であ
るにもかかわらず代表的な漏洩値を得ることがで
きた。地上または航空機内で典型的に利用可能な
汎用または専用計算機の使用により、この値は連
続的に追跡され、またTSFC損失の値に変換さ
れ、もしくは保守手順を確立する標準として使用
され得る。ナセル内の空気の温度を測定すること
により、漏洩が低温の源から生じているのか、高
温の源から生じているかを知ることができる。す
なわち、温度が高いほうの源からの漏洩が温度が
低いほうの源からの漏洩よりもTSFC値に大きな
影響を及ぼすとすれば、温度データはTSFC値に
影響する。
（周囲）との間の圧力差を測定し、その値とナセ
ル内への流入空気の既知の量との比を計算するこ
とにより航空機のナセルからの漏洩を追跡し得る
ことを見出した。こうして本願発明者は、漏洩オ
リフイスの漏洩面積及び漏洩吐出係数が未知であ
るにもかかわらず代表的な漏洩値を得ることがで
きた。地上または航空機内で典型的に利用可能な
汎用または専用計算機の使用により、この値は連
続的に追跡され、またTSFC損失の値に変換さ
れ、もしくは保守手順を確立する標準として使用
され得る。ナセル内の空気の温度を測定すること
により、漏洩が低温の源から生じているのか、高
温の源から生じているかを知ることができる。す
なわち、温度が高いほうの源からの漏洩が温度が
低いほうの源からの漏洩よりもTSFC値に大きな
影響を及ぼすとすれば、温度データはTSFC値に
影響する。
設備によつては、監視された温度及び圧力を機
上の飛行データ記録計に記録し、このデータを地
上または機上の適当な計算機に与えて必要な計算
を行うことが意図される。
上の飛行データ記録計に記録し、このデータを地
上または機上の適当な計算機に与えて必要な計算
を行うことが意図される。
発明の開示
本発明の目的は、航空機用としてナセルからの
漏洩を追跡し、且つTSFEの損失に関する計算を
行う手段を提供することである。本発明の特徴
は、所与の空気流がナセルに供給される時及び供
給されない時にナセルの外側の空気圧力とその内
側の空気圧力との間の圧力差を測定することであ
る。
漏洩を追跡し、且つTSFEの損失に関する計算を
行う手段を提供することである。本発明の特徴
は、所与の空気流がナセルに供給される時及び供
給されない時にナセルの外側の空気圧力とその内
側の空気圧力との間の圧力差を測定することであ
る。
本発明の他の特徴は、漏洩の源の決定を助ける
ために温度センサを含んでいることである。
ために温度センサを含んでいることである。
本発明の他の特徴及び利点は以下にその好まし
い実施例を図面により詳細に説明するなかで一層
明らかになろう。
い実施例を図面により詳細に説明するなかで一層
明らかになろう。
発明を実施するための最良の形態
本発明を、フアン／ジエツト形式動力装置と共
に使用されるの好ましい実施例について説明する
が、当業者に明らかなように、本発明は、ナセル
内に収容される任意の形式の動力装置に応用可能
である。また、説明されるシステムは、本願の譲
受人と同一の譲受人に譲渡された1978年１付24日
付米国特許第4069662号明細書に開示されている
ようなエンジンケースの外側に空気を流す形式の
能動的間隙制御（ACC）が行われる場合に都合
良く応用されるが、このことは本発明を実施する
のに必要な要素ではない。
に使用されるの好ましい実施例について説明する
が、当業者に明らかなように、本発明は、ナセル
内に収容される任意の形式の動力装置に応用可能
である。また、説明されるシステムは、本願の譲
受人と同一の譲受人に譲渡された1978年１付24日
付米国特許第4069662号明細書に開示されている
ようなエンジンケースの外側に空気を流す形式の
能動的間隙制御（ACC）が行われる場合に都合
良く応用されるが、このことは本発明を実施する
のに必要な要素ではない。
第１図からわかるように、タービン形式動力装
置（フアン／ジエツト）１０は全体として参照符
号１２を付されているナセル内に収容されてい
る。図示されているようなフアン形式エンジンで
は、バイパスダクト１４は典型的に、フアン空気
を機外へ導くためのナセルにより形成されてい
る。上記のように、この実施例は能動的間隙制御
を取入れており、その詳細については前記米国特
許第4069662号明細書を参照されたい。ここでは、
フアン吐出空気は吐出ダクト１４からマニホルド
１６内へブリードされてスプレイバー１６及び１
８へ供給されていることに言及するだけで十分で
あろう。スプレイバーは、回転ブレード（圧縮機
および（または）タービン）の先端間隙を制御す
るためエンジンケースを収縮させるべく空気をエ
ンジンケース上に流す。この空気は後方へ流れて
エンジン吐出空気と共に吐出し、もしくはナセル
内の他の漏洩と同様にナセルの表皮を通つて漏洩
する。これらの漏洩経路は、現在使用されている
ナセルにこれらの漏洩の問題があるとは有名であ
るので、ここには図示されていない。
置（フアン／ジエツト）１０は全体として参照符
号１２を付されているナセル内に収容されてい
る。図示されているようなフアン形式エンジンで
は、バイパスダクト１４は典型的に、フアン空気
を機外へ導くためのナセルにより形成されてい
る。上記のように、この実施例は能動的間隙制御
を取入れており、その詳細については前記米国特
許第4069662号明細書を参照されたい。ここでは、
フアン吐出空気は吐出ダクト１４からマニホルド
１６内へブリードされてスプレイバー１６及び１
８へ供給されていることに言及するだけで十分で
あろう。スプレイバーは、回転ブレード（圧縮機
および（または）タービン）の先端間隙を制御す
るためエンジンケースを収縮させるべく空気をエ
ンジンケース上に流す。この空気は後方へ流れて
エンジン吐出空気と共に吐出し、もしくはナセル
内の他の漏洩と同様にナセルの表皮を通つて漏洩
する。これらの漏洩経路は、現在使用されている
ナセルにこれらの漏洩の問題があるとは有名であ
るので、ここには図示されていない。
本発明は、この漏洩を測定し且つ追跡し、また
このような漏洩をどの時点で修理すべきか示す情
報を与えるための計算を行うのに用いられる。さ
らに、本発明は、このような漏洩の源を知るため
に温度を検出することを意図している。
このような漏洩をどの時点で修理すべきか示す情
報を与えるための計算を行うのに用いられる。さ
らに、本発明は、このような漏洩の源を知るため
に温度を検出することを意図している。
本発明によれば、全体として参照符号２０を付
されている適当な圧力差トランスデユーサが、適
当な圧力タツプ及び導管２２を経てナセルの内部
の圧力を検出し且つ適当な圧力タツプ及び導管２
４を経てナセルの外部の圧力を検出して、これら
の圧力の差を示す出力信号を生ずる。この出力信
号は飛行データ記録計に記録され、または直接に
計算機に与えられる。計算機は、その値を計算
し、ナセル内へ所与の空気流が注入される時に得
られるべき圧力差信号の値と比較する専用または
汎用計算機であつてよい。
されている適当な圧力差トランスデユーサが、適
当な圧力タツプ及び導管２２を経てナセルの内部
の圧力を検出し且つ適当な圧力タツプ及び導管２
４を経てナセルの外部の圧力を検出して、これら
の圧力の差を示す出力信号を生ずる。この出力信
号は飛行データ記録計に記録され、または直接に
計算機に与えられる。計算機は、その値を計算
し、ナセル内へ所与の空気流が注入される時に得
られるべき圧力差信号の値と比較する専用または
汎用計算機であつてよい。
明らかに、前記米国特許第4069662号明細書に
記載されている形式の能動的間隙制御が行われる
設備では、この空気はスプレイバーを通じて空気
を流すことにより得られる。既知の空気流注入の
前後に圧力差を測定する目的は下記の説明から明
らかになろう。
記載されている形式の能動的間隙制御が行われる
設備では、この空気はスプレイバーを通じて空気
を流すことにより得られる。既知の空気流注入の
前後に圧力差を測定する目的は下記の説明から明
らかになろう。
漏洩開口の面積は少なからず且つ連続的に変化
するので、また吐出係数は都合良く知られていな
いので、本発明による計算はこれらの未知量を、
所与の空気流がナセル内へ注入されている時の値
とこの空気流が遮断されている時の値との比を形
成することにより求める。これらの比を形成する
ことにより、漏洩に注意すべき時点を知るのに十
分な精度で漏洩がTSFCに関して計算される。こ
れらの比を求めるために必要な計算は下記の例を
考察することにより最も良く理解されよう。
するので、また吐出係数は都合良く知られていな
いので、本発明による計算はこれらの未知量を、
所与の空気流がナセル内へ注入されている時の値
とこの空気流が遮断されている時の値との比を形
成することにより求める。これらの比を形成する
ことにより、漏洩に注意すべき時点を知るのに十
分な精度で漏洩がTSFCに関して計算される。こ
れらの比を求めるために必要な計算は下記の例を
考察することにより最も良く理解されよう。
この例では下記の記号が使用される。
Ｐ＝圧力
Pc＝ナセルの内側の圧力
Pa＝ナセルの外側（又は周囲）の圧力
Ｗ＝空気流lb／ｓ
Ｔ＝温度
Ａ＝全漏洩面積
PSIA＝絶対ポンド毎平方インチ
CD＝機外への漏洩の吐出係数
下記の測定を仮定する。
Pc＝4.0 PSIA（0.28Kg／cm2）
Pa＝3.5 PSIA（0.25Kg／cm2）
圧力比を計算する（航空機計装は圧力差信号を
比信号に変換するのに適している）。
比信号に変換するのに適している）。
Pc／Pa＝4.0／3.5＝1.143
第２図に示されている周知の等エントロピー曲
線から下式が得られる。
線から下式が得られる。
Ｗ・√／（Ａ・PC・CD）＝0.36
流量1.0lb／ｓ（0.45Kg／ｓ）（WACC）
にターンオンされる時に能動的間隙制御（ACC）
を仮定する（他の手段が所与の空気量を流すのに
利用され得る）。
を仮定する（他の手段が所与の空気量を流すのに
利用され得る）。
Pc′を（ACCがターンオンされた後に）
4.25PSIA（0.299Kg／cm2）と仮定する。
4.25PSIA（0.299Kg／cm2）と仮定する。
圧力比を下記のように計算する。
Pc′／Pa＝4.25／3.5＝1.214
第２図の等エントロピー曲線から下式が得られ
る。
る。
W′・√／（Ａ・Pc′）＝0.41
空気流量パラメータＷ・√／（Ａ・Ｐ・CD）
の比は ｛Ｗ・√／（Ａ・Pc・CD）｝／｛W′・√／
（Ａ・Pc′・CD）｝＝（Ｗ・√／Pc）／（W′・√
Ｔ／Pc′）＝0.36／0.41＝0.878＝Ｒ 面積値は吐出係数と相殺する。Pc，Pc′，Ｔ及
びT′が測定される。
の比は ｛Ｗ・√／（Ａ・Pc・CD）｝／｛W′・√／
（Ａ・Pc′・CD）｝＝（Ｗ・√／Pc）／（W′・√
Ｔ／Pc′）＝0.36／0.41＝0.878＝Ｒ 面積値は吐出係数と相殺する。Pc，Pc′，Ｔ及
びT′が測定される。
W′＝Ｗ＋（1.0lb／ｓ）
（＝Ｗ＋（0.45Kg／ｓ））
＝Ｗ＋WACC
であるので、
Ｗ＝Ｒ（W′・√／Pc′）／（Pc／√）
Ｗ＝WACC［｛（Pc′・√）
／（Ｒ・Pc・√）−１］-1
となる。
漏洩流量（Ｗ）について解くと、
Ｗ＝１［（１／0.878）−１］-1
＝7.197lb／ｓ（3.265Kg／ｓ）
となる（この例の目的にとつて小さい圧力及び温
度変化は無視している）。
度変化は無視している）。
検出された温度は300°と仮定する。
この温度は正規の400°の温度（漏洩なし）と比
較して、35000フイート（10500ｍ）の高度を示
す。これは正規以下であり、漏洩はフアン空気か
らである。
較して、35000フイート（10500ｍ）の高度を示
す。これは正規以下であり、漏洩はフアン空気か
らである。
以上に於ては本発明を特定の好ましい実施例に
ついて説明してきたが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて
種々の実施例が可能であることは当業者にとつて
明らかであろう。
ついて説明してきたが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて
種々の実施例が可能であることは当業者にとつて
明らかであろう。
第１図は本発明の実施例を部分的に断面図で、
また部分的に概要図で示す図である。第２図は等
エントロピー流れ曲線のグラフである。 １０……タービン形式動力装置、１２……ナセ
ル、１４……バイパスダクト、１６……マニホル
ド、１８……スプレイバー、２０……圧力差トラ
ンスデユーサ、２２，２４……圧力タツプ及び導
管。
また部分的に概要図で示す図である。第２図は等
エントロピー流れ曲線のグラフである。 １０……タービン形式動力装置、１２……ナセ
ル、１４……バイパスダクト、１６……マニホル
ド、１８……スプレイバー、２０……圧力差トラ
ンスデユーサ、２２，２４……圧力タツプ及び導
管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 空気漏洩を免れないガスタービン動力装置を
収容しているナセルからの空気漏洩を監視する方
法に於て、 ａ 第一の信号及び第二の信号を発生するため、
静穏状態と所定の量の空気がナセル内へ注入さ
れている状態との双方で前記ナセルの内側の圧
力を検出する過程と、 ｂ 第三の信号を発生するため、前記ナセルの外
側の圧力を検出する過程と、 ｃ 第四の信号及び第五の信号を得るため、前記
第一及び第三の信号の比ならびに前記第二及び
第三の信号の比を計算する過程と、 ｄ 前記ｃの過程で計算された比から、ナセル内
に生ずる流れの形式に適した予め選定された等
エントロピー流れ曲線により、前記ナセルに流
入する圧縮性流体及び前記ナセルから流出する
圧縮性流体の等エントロピー関係から定まる流
れパラメータを計算する過程と、 ｅ 第四の信号及び第五の信号の比から静的流れ
式により、ナセル内に存在している漏洩の量を
計算する過程と を含んでいることを特徴とするナセルからの空気
漏洩の監視方法。 ２ 航空機に動力を与える動力装置を収容してい
るナセルからの空気漏洩の量を監視する装置に於
て、静穏状態と所定の量の空気がナセル内へ供給
されている状態との双方で前記ナセルの内側及び
外側の圧力を検出して、前記状態の各々で前記圧
力の比を示す第一の信号及び第二の信号を発生す
るための手段と、前記信号の各々に対する空気流
れパラメータを選定し且つ静的流れ式内で前記値
の比をとることにより既知の等エントロピー曲線
から漏洩の量を計算するための手段と、前記漏洩
が所与の値を越える時点を示すべく前記の計算さ
れた値に応答する手段とを含んでいることを特徴
とするナセルからの空気漏洩の監視装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US655123 | 1984-09-26 | ||
| US06/655,123 US4621520A (en) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | Leakage detection and tracking system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6183457A JPS6183457A (ja) | 1986-04-28 |
| JPH0520569B2 true JPH0520569B2 (ja) | 1993-03-19 |
Family
ID=24627625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60181585A Granted JPS6183457A (ja) | 1984-09-26 | 1985-08-19 | ナセルからの空気漏洩の監視方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4621520A (ja) |
| EP (1) | EP0177433B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6183457A (ja) |
| DE (2) | DE177433T1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3344046B2 (ja) * | 1993-12-22 | 2002-11-11 | 豊田合成株式会社 | リーク量検出装置 |
| AUPQ726600A0 (en) | 2000-05-03 | 2000-05-25 | Structural Monitoring Systems Ltd | System and method for continuous monitoring of the structural integrity of a component or structure |
| AUPQ788000A0 (en) | 2000-05-30 | 2000-06-22 | Structural Monitoring Systems Ltd | Apparatus and method for measurement of the permeability of materials |
| AUPQ823500A0 (en) | 2000-06-19 | 2000-07-13 | Structural Monitoring Systems Ltd | Apparatus for condition monitoring the integrity of fasteners and fastened joints |
| AUPR260301A0 (en) | 2001-01-18 | 2001-02-15 | Structural Monitoring Systems Ltd | Method and apparatus for remote continuous condition monitoring of a structure |
| US7500383B2 (en) | 2001-07-13 | 2009-03-10 | Structural Monitoring Systems, Ltd. | Method and apparatus for monitoring the integrity of components and structures |
| JP4770201B2 (ja) * | 2005-03-08 | 2011-09-14 | パナソニック株式会社 | 電気集塵ユニット |
| JP2006224054A (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気集塵ユニット |
| US8562289B2 (en) * | 2010-02-26 | 2013-10-22 | Ge Aviation Systems, Llc | Method and system for a leakage controlled fan housing |
| US9458855B2 (en) * | 2010-12-30 | 2016-10-04 | Rolls-Royce North American Technologies Inc. | Compressor tip clearance control and gas turbine engine |
| US11300365B2 (en) * | 2018-06-19 | 2022-04-12 | General Electric Company | Heat exchanger and leak detection system |
| US11846568B2 (en) * | 2021-06-09 | 2023-12-19 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Leak detection for pressurized fluid systems |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3593567A (en) * | 1969-06-09 | 1971-07-20 | Ezra D Hartley | Leak checker |
| US3673855A (en) * | 1971-03-10 | 1972-07-04 | Lockheed Aircraft Corp | Leakage flow monitor |
| US3918291A (en) * | 1973-03-05 | 1975-11-11 | Sterer Engineering & Mfg Co | Method and apparatus for testing leakage rate |
| JPS5566730A (en) * | 1978-10-30 | 1980-05-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Micro leakage detector for pipeline |
| US4363236A (en) * | 1980-04-28 | 1982-12-14 | Meyers Harry W | Method and apparatus for detecting leaks in a structure |
| DE8023502U1 (de) * | 1980-09-03 | 1981-01-22 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Transportables dichtheitspruefgeraet |
-
1984
- 1984-09-26 US US06/655,123 patent/US4621520A/en not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-08-01 DE DE198585630121T patent/DE177433T1/de active Pending
- 1985-08-01 DE DE8585630121T patent/DE3573475D1/de not_active Expired
- 1985-08-01 EP EP85630121A patent/EP0177433B1/en not_active Expired
- 1985-08-19 JP JP60181585A patent/JPS6183457A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0177433B1 (en) | 1989-10-04 |
| US4621520A (en) | 1986-11-11 |
| EP0177433A3 (en) | 1987-09-16 |
| DE177433T1 (de) | 1986-07-24 |
| JPS6183457A (ja) | 1986-04-28 |
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