JPH09512608A - 航空機ファンの容体構造固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 織られたファイバを有する多重となった耐衝撃性織布（２２）が、等グリッド支持構造体（２０）を取り囲んでいる。カフ部分（３８）は、主要部分（３０）よりも短い縦糸を有しているとともに、エポキシ樹脂によって含浸されている。ブレードが損傷する事故の際には、上記織布は後ろ側へと運動して行かないように外周により固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】 航空機ファンの容体構造固定方法 技術分野 本発明は、ターボファンガスタービンエンジンの複数のブレードを収容する構 造体に関し、より詳細には、上記構造体に耐衝撃性の織布を固定する方法に関す る。 発明の背景 航空機のターボファンエンジンは、その前部に大きなファンを有している。こ れらは、約４０００ｒｐｍという高速で回転している。 鳥、あられ、地上から飛び込む物体等、外部物体が上記ファンブレードに衝突 する。このため、上記ファンブレードは断片を発生させることになる。これらの 断片は、７ｋｇ程度、かつ、約９３０ｍ／ｓの速度で運動する場合もある。上記 ブレード断片は本質的に確保して、そのケーシングを保持する必要がある。 典型的な容体構造としては、エマイルJ.プレモント(Emile J．Premont)に付与 された米国特許第４，４９０，０９２号、題名“容体構造体”を挙げることがで きる。この構造体は、“ｃ”形状のスティフナーを内側シートと外側シートとの 間に有している。この構造は、上記ファンを取り囲んでおり、かつ、耐衝撃性織 布の織られたＫＥＶＬＡＲ（登録商標）（デュポン社(DuPont Corporation)の登 録商標である）の重ね合わされた層を有している。この織布は、張力を 加えながら織られており、上記支持構造体を通過してくるブレード断片をその弾 性により保護するようになっている。 上記米国特許第４，４９０，０９２号の図１０から図１５までには、上記支持 構造体を通過し、上記耐衝撃性織布に捕獲されるブレード断片の一般的な痕跡に ついて開示されている。上記ブレード断片は、後方成分を有していて、上記耐衝 撃性織布を引きずりながら後方へと運動する。上記耐衝撃性織布は、開口部を覆 っている前側の織布とともに下流側へと引っ張られて行く。このような上記織布 は、このような故障事態の間に上記ロータによって流路内に引き込まれる。上記 織布と上記ブレードとの相互作用は、さらに損傷を発生させることになる。 このようなことは、従来は、上記ロータから上記布を充分に遠ざけて配置させ るようにする、大きなハニカム構造体を形成することによって避けられるように なっていた。しかしながらこのようにするには、直径を大きくしなければならな かった。これとは別のアプローチとしては、上記織布をその場所に保持するよう な機械的な取り付け手段を使用することであるが、このようにするとそこに応力 が集中し、上記織布が裂けてしまうことになっていた。 発明の開示 上記ファンブレードを取り囲む円筒形のケースは、その主要部の長さにわたっ て延びた大径の容体部分を有している。この容体は、上記ケースの前部のネック 部分の径が小さくされている。 上記大径の容体部分と上記小径の固定部分の双方は、耐衝撃性ファ イバを織った多重層で取り囲まれている。この織布は、縦ヤーンが上記ケースの 周方向に延びるようにされている。 上記小径部分を取り囲んでいる重なり合った部分での上記縦ヤーンは、カフを 形成しており、同一の張力に置かれている場合には、上記大径部分を取り囲んで いる重なり合った部分の上記縦ヤーンよりも短い縦ヤーンにより形成されている 。このようにして、使用できる上記織布の織り方が決められている。 上記ネック部分における上記織布部分は、その周囲にわたって硬化したエポキ シ樹脂により充填されているが、これは、表面コーティングとしてではなく、む しろ上記全ての層について行われているものである。 上記大径部と小径部の間の段差は、上記小径部の径の２％よりも大きくとるこ とが好ましい。 図面の簡単な説明 図１は、ガスタービンエンジンターボファンの等角投影図である。 図２は、上記ケーシングと耐衝撃性織布との上記ファンブレードに対する関係 を示す、上記ケーシングを通した断面図である。 図３は、上記耐衝撃性織布の関係を示した等グリッド支持構造体(isogrid sup port structure)前部端断面を示した図である。 好適な態様の開示 図１には、上記航空機用ターボファンガスタービンエンジン１０が、その前端 部に複数の回転ブレード１２を有していることが示さ れている。ケース１４は、約２．４ｍの直径であり、上記複数のブレードを取り 囲んでいるとともに、複数のストルート１６によって支持されている。上記ケー スは、等グリッド構造体２０を有しており、これにはアルミニウム金属シートプ レート１８が取り付けられている。これはさらに、ＫＥＶＬＡＲ織布といった耐 衝撃性の織られた織布２２によって多重に取り囲まれている。上記ケーシングは 、また、その径方向内側面に磨耗性ストリップ２４と、消音のためのハニカム２ ６と、を有している。 上記ケーシングは、インレット空気流カウル（図示せず）を取り付けるための のフランジ２８を前部端に有している。 図２は、ファンブレード１２に沿って示したケーシング１４の断面である。 上記ケーシングの長さ方向への主要部分３０にわたって延びている大きな方の 径３２は、２．９４１ｍとなっている。織られた耐衝撃性織布の多重層２２は、 それを取り囲んだ固定構造体を形成しており、上記織られた織布が１４０層程度 とされている。上記小径ネック部分３４は、上記ケースの前部端に配置されてい るとともに、その径３６は、２．８７７ｍとなっている。上記直径、すなわち、 上記主要部分の周囲は、ともに上記ネック部分よりも２．２２％だけ大きい。耐 衝撃性織布のカフ部分３８は、上記ケースの小径部分に接触するように形成され ている。 用いる織布の織り方については、上記前部端に用いられる部分は、それよりも 後方の上記縦ヤーンよりも２．１７％だけ短い縦ヤーンのものを用いるように特 定することができる。このような織布は、 曲がったマンドレル上で上記織布を織ることによって製造される。上記織布は、 クオーカータウン、ペンシルバニア州、(Quakertown，PA)のファブリックディベ ロップメント社(Fabric Development Inc.)から得ることができる。従って、上 記縦ヤーンは、上記織布が等しい応力に置かれている場合には、その前部端にお いては２％以上短くされている。言い換えれば、上記織布に張力を加えない場合 には、これらのヤーンは短いままであるとともに、上記ケーシングへの織布とし て用いられる際の張力がどのように増加しても依然として短いままとなるように されている。 上記ケーシングに上記織布を装着する際には、均一な張力が上記形状のマンド レルを用いて加えられている。エポキシ樹脂は、上記織布に塗布されるが、この 含浸は、上記カフ部分３８の多重となった織布の全体の厚さにわたるようにして 施される。このようにして施された樹脂は硬化される。 上記カフ部に隣接した段差４０は、周方向に延びたフランジ４２によって製造 されており、このフランジ４２は、前面の外側コーナー４４が０．２５ｍｍより も大きな径、約０．２７７ｍｍの径を有している。これは、鋭いエッジを形成し ているものの、上記織布を切断する程度ではないようにされている。上記フラン ジにはアンダーカット４６が配設されており、このアンダーカット４６は、必要 な強度を得るための厚さとされているとともに、重量を軽減するためのものであ る。上記織布と接しているその広い方の面は、上記織布への負荷を分散させて、 加えられる応力を低下させている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エクフェルドト，グラント アメリカ合衆国，コネチカット 06415, コルチェスター，ミル ヒル ロード 131

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 回転する複数のファンブレードを備えたターボファンエンジン用の航空機 用ファン容体システムであって、この容体システムは、 前記ファンブレードを取り囲んでいる円筒状ケースと、 前記ケース長さの主要部分にわたって延びている大径容体部分と、 前記ケースの前部端での小径ネック固定部分と、 前記ケースの前記容体部分と前記固定部分の双方を取り囲んでいる耐衝撃性織 布の多重に重ねられた層と、を有していて、 前記織布は、前記ケースの周方向に延びた縦ヤーンを有しており、かつ、 前記固定部分を取り囲む前記重ね合わされた部分の縦ヤーンは、前記容体部分 を取り囲んでいる重ね合わされた部分の縦ヤーンよりも均等な応力の下では短く されていることを特徴とする航空機用ファン容体システム。 ２． 前記ネック部分の前記織布は、少なくともその周方向の一部が硬化された エポキシ樹脂により含浸されていることを特徴とする請求項１に記載の容体シス テム。 ３． 前記大径容体部分と前記小径ネック部分の間の段差は、前記小径ネック部 分の径の２％よりも大きくされていることを特徴とする請求項１に記載の容体シ ステム。 ４． 周方向に延び、かつ、０．２５ｍｍよりも大きな径の前面外側コーナーを 有しているフランジによって形成された段差を有していることを特徴とする請求 項３に記載の容体システム。 ５． 前記ネック部分の織布部分は、少なくとも周方向、かつ、前記多重層の全 厚さにわたって硬化したエポキシ樹脂により含浸されていることを特徴とする請 求項１に記載の容体システム。 ６． 前記大径容体部分と前記小径ネック部分の間の段差は、前記小径ネック部 分の２％よりも大きくされていることを特徴とする請求項４に記載の容体システ ム。 ７． 前記大径容体部分と前記小径ネック部分の間の段差は、前記小径ネック部 分の２％よりも大きくされていることを特徴とする請求項５に記載の容体システ ム。 ８． 周方向に延び、かつ、０．２５ｍｍよりも大きな径の前面外側コーナーを 有しているフランジによって形成された段差を有していることを特徴とする請求 項６に記載の容体システム。 ９． 周方向に延び、かつ、０．２５ｍｍよりも大きな径の前面外側コーナーを 有しているフランジにより形成された段差を有していることを特徴とする請求項 ７に記載の容体システム。