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補助駆動装置は、ガスタービンエンジンの一部を構成するギアボックスです。[1]エンジンのコアの一部ではありませんが、発電機、燃料および潤滑油用のポンプ、エアコンプレッサー、油圧ポンプ、エンジンスターターなど、エンジンまたはエンジンが搭載された航空機の動作に不可欠な補助装置を駆動します。大型エンジンの補助駆動装置は、400～500馬力に対応します。[2]
コンポーネント
補助駆動装置の動力は、エンジンのタービン部とコンプレッサー部を連結する中央シャフトから供給されます。このためには、外部ギアボックスを駆動する ラジアルドライブシャフト[3]またはタワーシャフト[4]に駆動装置を連結する内部ギアボックスが必要です。
内装ギアボックス
内部ギアボックスの設計は、熱とドライブシャフトを接続するスペースの少なさにより複雑になります。通常、内部ギアボックスはコンプレッサー出口と燃焼器の間に配置されます。ターボプロップ機や遠心コンプレッサーを備えた設計では、コンプレッサーの前に配置されることがあります。
2軸設計の場合、補助駆動装置は高圧軸[4] 、つまり2つの同心軸のうち外側の短い方から取り出されます。エンジン始動時、この軸はより速く回転数に達します。駆動装置と補助ギアボックスを2つに分割し、各エンジン軸から1つずつ駆動して、負荷を分散させることもできます。スターター駆動装置を含むエンジンに不可欠なシステムは高圧軸に配置され、航空機システムは低圧軸に配置されます。[3]高圧軸は低圧軸よりも高速で回転するため、補助装置の配置に影響を及ぼす可能性があります。
熱膨張を考慮すると、主軸からの駆動は次の3つの方法のいずれかで行われる。[3]
- メインシャフト上のベベルギアによる直接駆動。 [5]
- スタブ シャフト ドライブでは、管状のスタブ シャフトがメイン シャフトに取り付けられ、スプラインによって駆動されます。このスタブ シャフトには、ラジアル シャフトを駆動するベベル ギアが搭載されています。
- アイドラー シャフト ドライブでは、細いシャフトがメイン シャフトと平行に走ります。このシャフトは平歯車によって駆動され、次にベベル ギアをメイン ギアボックスに駆動します。
ラジアルドライブシャフト
エンジンコアの上下のノーズコーンから個別の補助駆動装置が取り出されます。
ドライブシャフトと内部ギアボックスの限られたスペースを最大限に活用するために、ドライブシャフトは高速で回転し、直径を小さくすることができます。[3]これにより、空気の流れの乱れと、それを囲む中空フェアリングのサイズが小さくなります。
ドライブシャフトを1本の直線経路に配置することが不可能な場合は、2つのセクションに分けて配置し、中間ギアボックスで連結することができます。[6]これは、大口径ファンを備えた高バイパスターボファンで最も一般的に必要とされます。
外部ギアボックス
エンジンをナセル内に収納するのは複雑な作業です。アクセサリ ドライブは通常、湾曲したケーシングとして配置され、さまざまなアクセサリがエンジンの近くに取り付けられます。ケーシングは 1 組の軽合金鋳物です。アクセサリごとに、機械加工された個別の取り付けパッドが用意されています。
ケーシング内の駆動は、平歯車列によって行われます。アクセサリは、ドライブシャフト入口の両側に、速度の降順で配置されています。ギアは通常、ローラーベアリングで動作する平歯車です。アクセサリ間の間隔を広げるために、ギア間にはアイドラーギアがよく使用されます。ヘリカルギアは、より滑らかな動作を実現するため、高トルク駆動（通常はスターター）に使用されることがあります。ただし、ヘリカルギアはエンドスラストも生成するため、それをサポートするより複雑なスラストベアリングが必要になります。[7]
補助駆動装置とそのギアの複雑さは非常に大きく、ウェスティングハウスJ40エンジン用の駆動ギアボックスを製造していたアヴコ・ライカミング社の広告で擬人化イラストレーターのボリス・アルツィバシェフがテーマとして使用した。[8]
空気抜き
一部のエンジンでは、ブリードエアは機械式シャフトドライブだけでなく、補機類への動力供給にも利用される。[5]ブリードエアは、キャビンの空気を加圧するため、または他の部品への冷却空気の供給（過熱を避けるため、低圧タッピングまたは2軸エンジンのLPコンプレッサーから取り出す）など、圧縮空気源が特に必要な場合に特に有用である。ブリードエアの重要な用途の1つは、多発エンジン航空機における他のエンジンの同時始動である。[9]
アクセサリー
駆動可能なアクセサリーには以下のものがある: [10]
- 燃料ポンプ
- 燃料ポンプは、低圧、高圧、アフターバーナーポンプ、速度感応式ガバナーなど、いくつかある場合があります。
- 発電機（通常はエンジンシステム用と航空機用に1台ずつ）
- 一定周波数のAC発電機を維持するための定速ドライブ
- 潤滑油ポンプ
- 油圧ポンプ
- 高圧空気圧縮機（足回り駆動等）
- 低圧エアコンプレッサー（キャビンエアコン）は、エンジンコンプレッサーのブリードエアを利用して供給されません。
- エンジンスターター
- タコメーターセンサードライブ
- 補助ギアボックス ドライブ。一部の設置で必要になる可能性のある追加のギアボックスに接続します。
遠心オイルブリーザー用の追加設備が提供され、駆動潤滑油を船外ブリーザー通気孔から分離します。また、地上メンテナンス中にエンジンを手動で回転させるためのアクセスもあります。
参照
参考文献
ウィキメディア・コモンズには、アクセサリ・ドライブに関連するメディアがあります。
- ^ 「エンジン用語集: A」。GE Aviation。2012年2月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ロールスロイス、ジェットエンジン、65ページ。
- ^ abcd ロールスロイス、ジェットエンジン、67ページ。
- ^ プラット・アンド・ホイットニー、航空機用ガスタービンエンジン、pp. 3–45
- ^ ab 「アクセサリシステム」。航空機動力プラント入門。2015年3月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ロールスロイス、ジェットエンジン、69ページ。
- ^ ロールスロイス、ジェットエンジン、70ページ。
- ^ 「ジェットエンジンはどのようにして「神経」で動くのか」1953年2月。
- ^ ロールスロイス、ジェットエンジン、124、126ページ。
- ^ ロールスロイス、ジェットエンジン、pp. 70–71
文献
- Pratt & Whitney (1988 年 8 月)。航空機用ガスタービンエンジンとその動作。United Technologies Corporation。pp . 3-45–3-47。P&W 182408。