プロペラを電子エンジン制御と協調させるためのシステムおよび方法

本明細書で説明する様々な態様は、プロペラ組立体に基づいて航空機エンジンの性能を調整するように、プロペラ組立体をエンジンに取り付けること、あるいは、航空機、航空機エンジン、またはエンジンコントローラモジュールを構成することに関する。

現代のターボプロップエンジン航空機は、航空機のエンジンに取り付けられた1つまたは複数のプロペラを含むことができる。航空機エンジンは、2つ以上のタイプのプロペラを受け取り作動させるように構成することができる。エンジンコントローラシステムは、取り付けられたプロペラのタイプに基づいて航空機エンジンを作動させるように構成することができ、また、選ばれたプロペラのタイプの特定のプロペラ特性を使用するように調整することができる。

米国特許第5706649号公報

一態様では、プロペラを電子エンジンコントローラモジュールと協調させるためのシステムは、電子エンジンコントローラモジュールを有するエンジンと、プロペラシャフトにハブで取り付けられたプロペラであって、プロペラシャフトがエンジン内に受け取られるように配置された、プロペラと、エンジンに取り付けられ、電子エンジンコントローラモジュールに接続されたセンサであって、プロペラシャフトがエンジン内に受け取られ、プロペラがエンジンによって回転させられるとき、プロペラの少なくとも1つの特有のパラメータを検知して、少なくとも1つの特有のパラメータを示す信号を電子エンジンコントローラモジュールに送信するように構成されたセンサとを含む。電子エンジンコントローラモジュールは、プロペラを識別して、信号に基づいてエンジンの性能をプロペラに合わせて調整するように構成される。

別の態様では、プロペラを電子エンジンコントローラモジュールと協調させるための方法は、プロペラシャフトにハブで取り付けられたプロペラをエンジンによって受け取り、プロペラシャフトまたはハブのうちの少なくとも1つの特有のパラメータを有するステップと、較正モードでエンジンを作動させるステップと、作動中、エンジンに取り付けられたセンサによって、プロペラシャフトまたはハブのうちの少なくとも1つの特有のパラメータを検知するステップと、エンジンコントローラモジュールによって、特有のパラメータの検知するステップに基づいてプロペラを識別するステップと、エンジンの少なくとも1つの性能特性を調整するステップとを含む。エンジンの少なくとも1つの性能特性を調整するステップは、プロペラをエンジンと協調させる。

さらに別の態様では、機械は、電子コントローラモジュールと、プロペラシャフトにハブで取り付けられたプロペラであって、プロペラシャフトが機械内に受け取られた、プロペラと、機械に取り付けられ、電子コントローラモジュールに接続されたセンサであって、プロペラシャフトが機械に対して回転させられるとき、プロペラの少なくとも1つの特有のパラメータを検知して、少なくとも1つの特有のパラメータを示す信号を電子コントローラモジュールに送信するように構成されたセンサとを含む。電子コントローラモジュールは、プロペラを識別して、信号に基づいて機械の性能をプロペラに合わせて調整するように構成される。

本明細書で説明する様々な態様による、翼、エンジン、およびプロペラを有する航空機の例示的な概略上面図である。

本明細書で説明する様々な態様による、エンジンおよびプロペラ組立体の概略側面図で、それらを図1の航空機が含むことができる。

本明細書で説明する様々な態様による、図2の線III−IIIに沿うプロペラ組立体の概略透視図である。

本明細書で説明する様々な態様による、プロペラを図2のエンジンコントローラモジュールと協調させる方法を示す例示的なフロー図である。

本開示の実施形態は、プロペラ組立体が果たす機能にかかわらず、プロペラ組立体を取り付ける、調整する、選択する、または整備するために、いかなる環境、装置、または方法においても実施することができる。非限定的な例として、このようなプロペラ組立体は、航空機、船舶、風力タービンなどに利用することができる。したがって、本明細書の残りの部分はこのような環境に焦点を合わせる。

図1は、胴体12、および胴体12から外向きに延在する翼14を有する航空機10を示す。航空機10は、航空機10に結合した少なくとも1つのターボプロップ航空機エンジン16を含むことができ、両側の翼14と結合した一組のエンジン16として示されている。エンジン16は一組のプロペラ組立体17を含むことができ、プロペラ組立体17は、エンジン16と結合し、プロペラブレード18および回転可能なハブ組立体19を含む。エンジン16は、プロペラ組立体17がプロペラ組立体回転軸20の周りを回転22するのを駆動する。プロペラブレード18はさらに、プロペラブレード18の回転22が航空機10に対して推力(矢印24として示す)を発生するように構成することができる、すなわち、プロペラ組立体回転軸20に対して角度を付けることができる。2つのターボプロップエンジン16を有する航空機10を示したが、本開示の実施形態は、任意の数のエンジン16、プロペラ組立体17、またはプロペラブレード18、あるいは航空機に対して任意の配置のエンジン16、組立体17、またはブレード18を含むことができる。本開示の実施形態はさらに、限定するものではないが、ピストンベースの燃焼エンジン、または電気駆動エンジンを含む様々なタイプの航空機エンジン16に適用することができる。さらに、プロペラ組立体17またはプロペラブレード18の回転22は、本開示の実施形態を理解するために示されている。本開示の実施形態は、プロペラ組立体17またはプロペラブレード18の代替の回転22の方向、あるいは一組のエンジン16がプロペラブレード18を同じ方向または反対方向に回転させる実施形態を含むことができる。

図2は、プロペラ組立体17およびエンジン16の概略断面図を示す。図示のように、プロペラ組立体17は、ピッチ変更シリンダ26、ハブバックプレート28、プロペラ伝達チューブまたはベータチューブ30、およびプロペラシャフト32を有するプロペラハブ19を含むことができる。本開示は、ベータチューブ30とプロペラシャフト32とを組み合わせた、結合した、または一体化した実施形態を含むことができる。あるいは、ベータチューブ30はプロペラシャフト32の副構成部品とすることができる、またはその逆とすることができる。例示した図は、ハブ19、ハブバックプレート28、ベータチューブ30、およびプロペラシャフト32がどのようにプロペラ組立体回転軸20の周りを一緒に回転するかを示している。また、図示のように、ベータチューブ30または伝達チューブの少なくとも一部分を受け取る大きさの、任意選択でそれに合わせられるプロペラシャフト32をエンジン16は含むことができる。

エンジン16はギヤボックス34を任意選択で含むことができ、また、エンジン16は、プロペラシャフト32に任意選択でギヤボックス34によって、あるいはプロペラ組立体17またはプロペラシャフト32に直接回転運動の駆動力を与えるように配置または構成することができる。このように、エンジン16またはギヤボックス34の動作は駆動力を与えて、プロペラ組立体回転軸20の周りにプロペラ組立体17を回転させる。エンジン16またはギヤボックス34はさらに、ベータチューブ30の後端38を受け取るように配置され、そのような大きさの空間または空洞36を画定する。エンジン16またはギヤボックス34は、例えば、空洞36の外周など、空洞36に近接して配置された変換器40などの第1のセンサを含むことができ、第1のセンサは、空洞36、変換器40、ギヤボックス34、またはエンジン16に対するベータチューブ30の後端38の位置または深さを検出、検知、または測定するように構成される。

図示の実施形態では、空洞36の長さに沿って軸方向に間隔を空けた例示的な一組の深さ位置42は、エンジン16またはプロペラ組立体17の作動中の、空洞36、変換器40、またはエンジン16に対するベータチューブ30の後端38の利用可能な、知られた、または所定の深さ位置を示す。説明を簡潔にするために4つの深さ位置42を示しているが、深さ位置42の組は、空洞36の軸方向長さに沿って、これより多いまたは少ない離散的な位置、あるいは非離散的な位置を含むことができる。変換器40はさらに、ベータチューブ30の後端38の位置または深さを示す信号を発生するように構成することができる。1つの例示的な構成では、変換器40はベータ変換器を含むことができる。ベータチューブ30の後端38の位置または深さは、本明細書で使用するとき、取り付けられた挿入位置または深さ、「静止」または中立位置または深さ、あるいはプロペラブレード18のピッチとともに変化する位置または深さを含むことができる。変換器40の実施形態は、ベータチューブ30の後端38の位置または深さの変化を示す信号、位置または深さを示す絶対値、あるいは変化と絶対値との組合せを発生するように構成することができる。

本明細書で使用するとき、「半径方向の(radial)」または「半径方向に(radially)」という用語は、回転軸からの相対的な距離を示し、一方、「軸方向の(axial)」または「軸方向に(axially)」という用語は、回転軸に沿った、または回転軸に平行な長さまたは位置を示す。例えば、プロペラ組立体17は、長手方向または軸方向に、プロペラ組立体回転軸20に沿って延在し、一方、プロペラブレード18は、プロペラ組立体回転軸20の周りを半径方向に離間して、または一列になって配置され、プロペラ組立体回転軸20の周りを回転する。

ハブバックプレート28は、軸方向にハブ19とエンジン16との間に配置され、ハブバックプレート28と組立体17とが一緒に回転するようにプロペラ組立体17と結合される。ハブバックプレート28は、ハブバックプレート28の共通の半径、または共通の周囲の周りに半径方向に固定して配置された一組のターゲット44を含むことができる。プロペラ組立体17が回転軸20の周りを回転すると、ハブバックプレート28およびターゲットの組44もまた回転する。エンジン16に取り付けられ、ハブバックプレート28に対して、あるいはターゲットの組44の共通の半径、または共通の周囲に対して配置されたターゲットセンサ46などの第2のセンサをエンジン16は含むことができる。このようにして、プロペラ組立体17が回転すると、ターゲットの組44がターゲットセンサ46に対して回転し、その結果、ターゲットセンサ46は、ターゲットの組44を検知、測定、読取、または識別することができる、あるいはターゲットの組44がターゲットセンサ46に対して通過するのを検知、測定、読取、または識別することができる。

1つの例示的な構成では、ターゲットの組44は、磁石、または透磁性材料を含むことができ、ターゲットセンサ46は、磁気ピックアップ装置、すなわち、ターゲットセンサ46に対して所定の範囲内の磁場または磁束を検知することができる、または検知するように構成された装置を含むことができる。本開示の実施形態は、ターゲットの組44、およびターゲットの組44を検知、測定、読取、または識別するように構成された、または選択されたターゲットセンサ46のさらなる例を含むことができる。

プロペラブレード18は、プロペラシャフト32と結合された第1の部分41でハブ19と結合され、第1の部分の回転軸43の周りを回転することができる。プロペラブレード18はさらに、第1の部分41に対して固定された第2の部分45でハブ19と回転可能に結合され、プロペラブレードピッチ回転軸47の周りを回転することができる。本開示の実施形態は、第1の部分の回転軸43がプロペラブレードピッチ回転軸47からずれている構成を含むことができる。ベータチューブ30は、エンジン16またはハブ19、およびピッチ変更シリンダ26に対して、プロペラ組立体の回転軸20に沿って軸方向に動くことができる。ベータチューブ30の軸方向の動きの方向の例は、矢印49で示されている。ベータチューブ30の軸方向の動き49は、ベータチューブ30の後端38の動きと一致することは理解されるであろう。ベータチューブ30の軸方向の動き49は、理解するために示しているに過ぎない。動きの矢印49の長さおよび大きさは、軸方向の動きの1つの非限定的な例に過ぎない。

ベータチューブ30がプロペラ組立体の回転軸20に沿って軸方向に動く49と、それに対応してプロペラブレード18の第1の部分41が軸方向に動き、それは、第1の部分41が第1の部分の回転軸43の周りに回転することを含む。プロペラブレード18の第1の部分41は第2の部分45に対して固定されているので、第1の部分の回転軸43をピッチ回転軸47に対してずらした構成によってさらに、プロペラブレード18が、ブレード18の第2の部分45でピッチ回転軸47の周りを回転することになる。このようにして、回転軸43、47をずらした構成、およびベータチューブ30の軸方向の動き49が、プロペラブレード18の有効ピッチをハブ19またはピッチ変更シリンダ26に対して動作可能に制御することができる。

図示の実施形態はまた、電子エンジンコントローラモジュール48を含む。エンジンコントローラモジュール48はさらに、プロセッサ50およびメモリ52を含むことができる。図示のように、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、エンジン16、ターゲットセンサ46、変換器40、またはこれらを組み合わせたもののうちの少なくとも1つと通信可能に結合することができる。このように、本明細書で説明したように、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、エンジン16の有効な動作を制御し、ターゲットの組44がターゲットセンサ46を通過することを示す信号を受信し、あるいは空洞36、変換器40、またはエンジン16に対するベータチューブ30の後端38の位置または深さを示す信号を受信することをそれぞれ行うように構成することができる。エンジンコントローラモジュール48は、プロペラ組立体17およびエンジン16から離れているように概略的に示されている。しかしながら、本開示は、エンジンコントローラモジュール48を、例えば、エンジン16、別の制御システム、フライトコンピュータまたは航空機のコンピュータ、あるいはエンジン16に近接して配置された、または離れて配置された制御モジュールの中に組み込む非限定的な実施形態を含むことができる。

プロペラ組立体17をエンジン16と協調させるなど、エンエンジン16、プロペラ組立体17、またはこれらを組み合わせたものを設定する、または作動させるための一組の運転制御プロファイルまたはプログラムを、エンジンコントローラモジュール48のメモリ52は記憶することができる。メモリ52は、ランダムアクセスメモリ(RAM:random access memory)、読み出し専用メモリ(ROM:read−only memory)、フラッシュメモリ、あるいは、ディスク、DVD、CD−ROMなどの1つまたは複数の様々なタイプの可搬の電子メモリ、あるいは、これらのタイプのメモリの任意の適切な組合せを含むことができる。エンジンコントローラモジュール48は、メモリ52と動作可能に結合することができ、その結果、エンジンコントローラモジュール48およびメモリ52のうちの1つが、前述の構成部品の作動を制御するための実行可能な命令セット、またはそれらを作動させる方法を有するコンピュータプログラムのすべて、または一部分を含むことができる。プログラムは、機械実行可能な命令またはデータ構造を担持または記憶するための機械読み取り可能な媒体を含むことができるコンピュータプログラム製品を含むことができる。このような機械読み取り可能な媒体は、汎用または専用のコンピュータ、あるいはプロセッサを有する他の機械によってアクセスすることができる利用可能な任意の媒体とすることができる。概して、このようなコンピュータプログラムは、特定のタスクを実行する、または特定の抽象データ型を実施する技術的効果を有するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、アルゴリズムなどを含むことができる。

機械実行可能な命令、関連するデータ構造、およびプログラムは、本明細書で開示するような情報の交換を実行するためのプログラムコードの例を表している。機械実行可能な命令は、例えば、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、エンジンコントローラモジュール48、または専用処理機械に特定の機能、または一群の機能を実行させる命令およびデータを含むことができる。実行時、これらの機能は、プロセッサ50によって実行することができる一組の実行可能な命令を含むコンピュータプログラムに変換することができる。

異なるプロペラブレード18またはプロペラ組立体17の組を使用する、利用する、これらに提供する、またはこれらと協調するように航空機エンジン16を構成することができる。このように、交換可能なプロペラブレード18またはプロペラ組立体17とともに動作するようにエンジン16を構成する、または協調させることができる。例えば、異なるプロペラ組立体17が、限定するものではないが最大または最小ピッチ角、プロペラ速度、またはプロペラの位相関係などの作動特性を含む異なる特性を含むことができる。個々のまたは選ばれたプロペラ組立体17の特性は変わり得るので、エンジン16またはエンジンコントローラモジュール48は、エンジン16の能力を選ばれたプロペラ組立体17と協調させるように構成することができる。本開示の実施形態は、エンジンコントローラモジュール48がプロペラブレード18またはプロペラ組立体17を識別し、エンジン16の少なくとも1つの性能特性を調整することができるように、プロペラ組立体17の少なくとも1つのプロペラブレード18をエンジン16またはエンジンコントローラモジュール48と協調させるためのシステムおよび方法を含む。エンジン16の少なくとも1つの性能特性を調整することによって、エンジンは、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17に動作可能に、かつ効果的にマッチングして、協調して、設定されて、較正させて、またはカスタマイズされて作動する。つまり、本開示の実施形態は、エンジン16またはエンジンコントローラモジュール48が、どのようなプロペラブレード18またはプロペラ組立体17が取り付けられているかを判定することができる、気付く、または気付くことができる、あるいは「知る」システムおよび方法を含む。

ロペラ組立体17をエンジン16に最初に取り付ける際、プロペラ組立体17、プロペラブレード18、ハブ19、ピッチ変更シリンダ26、ベータチューブ30、プロペラシャフト32、またはこれらを組み合わせたものが、エンジン16内およびエンジン16上に取り付けられる。次いで、エンジン16またはエンジンコントローラモジュール48は、初期セットアップ動作、実行可能プログラム、方法、またはプロセスを作動させることができる。初期セットアップ動作の例には、限定するものではないが、ベータチューブ30を軸方向に動かして49、プロペラブレードを最大ピッチ角、および最小ピッチ角となるようすることを含むことができる。初期セットアップ動作のさらなる例には、限定するものではないが、プロペラ組立体17を、例えば、駆動力を与えるエンジン16またはギヤボックス34によって、あるいは、駆動力を与える外部力によって、プロペラ組立体の回転軸20の周りに少なくとも部分的に回転させることを含むことができる。

初期セットアップ動作がベータチューブ30を軸方向に動かす49ことを含む本開示の第1の実施形態では、変換器40は、プロペラ組立体17の少なくとも1つの特有のパラメータを測定する、または検知するために使用することができる。例えば、変換器40は、ベータチューブ30の後端38の深さ位置42などの特有のパラメータを測定または検知し、少なくとも1つの特有のパラメータを表す信号をエンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50に送信することができる。1つの非限定的な例では、変換器40は、プロペラブレード18の最大ピッチ角または最小ピッチ角に相当する後端38を受け取ることができる空洞36内の最大深さを測定または検知することができる。別の非限定的な例では、変換器40は、プロペラブレード18の最大ピッチ角または最小ピッチ角のうちの他方に相当する後端38を受け取ることができる空洞内の最小深さを測定または検知することができる。本開示の第1の実施形態はさらに、限定するものではないが、最大深さ、最小深さ、それらの間の一組の深さ、深さの変化、またはこれらを組み合わせたものを含む一組の深さ位置42を測定または検知する変換器40を含むことができる。

次いで、第1の実施形態は、測定または検知されたプロペラ組立体17の特有のパラメータ、または特有のパラメータの組を、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50に提供する。ここで、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、特有のパラメータまたは特有のパラメータの組に基づいて、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17を識別するように構成される。次いで、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17の識別に基づいて、エンジン16の動作または性能を効果的にマッチングさせる、協調させる、設定する、較正する、またはカスタマイズするように構成することができる。例えば、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、深さ測定値などの少なくとも1つの特有のパラメータを、メモリ52内に記憶されたルックアップテーブルと比較することによって、プロペラ組立体17のプロペラブレード18を判定または識別することができる。ここで、ルックアップテーブルは多数の特有のプロペラブレード18または特有のプロペラ組立体17を含む。あるいは、ルックアップテーブルは、エンジンコントローラモジュール48から取り除かれたメモリ、またはエンジンコントローラモジュール48から離れたメモリ内に記憶することができ、さらに、例えば、電子ネットワークを経由して、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50によってアクセス可能なメモリ内に記憶することができる。例えば、ルックアップテーブルは、航空機から離れたメモリ52内に置くことができる。

初期セットアップ動作がプロペラブレード18またはプロペラ組立体17の回転運動を含む、本開示の第2の実施形態では、ターゲットセンサ46は、ターゲットセンサ46に対して回転する、またはターゲットセンサ46を通過するときのターゲットの組44などのプロペラ組立体17の少なくとも1つの特有のパラメータを測定または検知するように使用することができる。例えば、ターゲットセンサ46は、1つのターゲット44、あるいは、一連の、または一組のターゲット44が回転して通過することなどの特有のパラメータを測定または検知し、少なくとも1つの特有のパラメータを表す信号をエンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50に送信することができる。

1つの非限定的な例では、ターゲットセンサ46は、パルス列などの指示信号の連続を測定または検知することができる。ここで、これらのインジケーションの連続または信号を、特有のプロペラブレード18またはプロペラ組立体17と合わせ、マッチングさせ、または協調させ、または対応させることができる。このように、特有に編成また配置されたターゲットの組44がターゲットセンサ46に対して通過することが、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17をコード化することと対応し得るように、ターゲットの組44をハブバックプレート28の周りに特有に編成また配置することができる。

次いで、第2の実施形態は、測定または検知されたプロペラ組立体17の特有のパラメータ、または特有のパラメータの組を、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50に提供する。ここで、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、特有のパラメータまたは特有のパラメータの組に基づいて、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17を識別するように構成される。次いで、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17の識別に基づいて、エンジン16の動作または性能を効果的にマッチングさせる、協調させる、設定する、較正する、またはカスタマイズするように構成することができる。

図3は、プロペラ組立体17の前方から後方に見た第2の実施形態の概略透視図である。ここで、プロペラブレード18は、理解しやすくするために外形を点線で示されている。図示のように、ハブバックプレート28の共通の半径、または共通の周囲の周りに特有に配置されたターゲットの組44は、ハブバックプレート28とともにターゲットセンサ46に対して回転する。

エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、ターゲットの組44の配置、またはパルス列などの少なくとも1つの特有なパラメータを、メモリ52内に記憶されたルックアップテーブルと比較することによって、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17を判定または識別することができる。ここで、ルックアップテーブルは多数の特有のプロペラブレード18または特有のプロペラ組立体17を含む。前述したように、ルックアップテーブルは、エンジンコントローラモジュール48から取り除かれたメモリ、またはエンジンコントローラモジュール48から離れたメモリ内に記憶することができ、さらに、例えば、電子ネットワークを経由して、または航空機から離れて、エンジンコントローラモジュールよってアクセス可能なメモリ内に記憶することができる。

第2の実施形態は、例えば、ターゲットの組44を所定のパターンで編成また配置して、知られたプロペラブレード18、または知られたプロペラ組立体17と対応させることができる、さらなる非限定的な構成を含むことができる。この例示的な実施形態では、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、所定のパターンを、対応するルックアップテーブル入力とマッチングさせることによって、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17を判定または識別することができる。

第2の実施形態の別の非限定的な構成では、ターゲットの組44を、コード化されたパターンに編成または配置することができ、そのコード化されたパターンは、ターゲットセンサ46によって検知されて、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50に与えられたとき、処理または計算されてプロペラブレード18またはプロペラ組立体17を、ルックアップテーブルを使用しないで判定または識別することができる。例えば、ターゲットの組44は、プロセッサ50によって実行されるようにバイナリー命令セットをコード化することができる、あるいは、通し番号または型番などのプロペラブレード18またはプロペラ組立体17のテキストベースの指標をコード化することができる。さらなる例は、単なるパルス列を超えるコード化されたメッセージまたは通信指標を含むことができる。

さらに、ターゲットの組44を、寸法、形状、長さなどによって独立的に構成または選択することができ、その結果、独立的に構成または選択されたターゲット44が通過すると、ターゲット44は、ターゲットセンサ46によって異なる測定値または検知値を発生し、その結果、ターゲット44が変わると発生する信号が変わり、それによって、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17の利用できるコード化のタイプ、スタイル、または方法が拡がる。

ターゲットの組44の配置はまた、コード化の「開始」を示すように指標ターゲット44またはターゲットのサブセット44を含むことができる。さらに、コード化されたターゲットの組44は、ハブバックプレート28の半径または周囲にわたって複製または繰り返されて、例えば、コード化されたパターンまたはメッセージを正しく検知、測定、または「読み込み」する可能性を改善または増大させることができる、あるいは、プロペラ組立体17の回転バランスをとるための十分なカウンタウエイトとすることができる。本開示の別の非限定的な実施形態では、ハブバックプレート28は、プロペラ組立体17の「読み込み可能」なターゲットの組44の回転バランスをとるための十分なカウンタウエイトとするように配置された、読み込みできない、測定できない、すなわち「ダミー」のターゲットを含むことができる。本開示の実施形態はさらに、プロペラ組立体の回転軸20の周りを所定の速度など、知られた、または所定の方法でプロペラ組立体17を回転させて、ターゲットセンサ46によってターゲットの組44を正確に検知または測定することを可能にする、または確実にする初期セットアップ動作を含むことができる。本開示のさらに別の非限定的な実施形態では、ターゲットの組44を、1つまたは複数のプロペラブレード18に選択的に、または特有に配置することができる。ここでは、ターゲットセンサ46は、ターゲットの組44が回転するとき、それらを検知するように配置されている。本開示のさらに別の非限定的な実施形態では、ターゲット44のサブセットを、ターゲットの標準の列に対して特有に配置または選択的に配置することができる。ここでは、ターゲットの標準の列はプロペラブレード18またはプロペラ組立体17を識別することに関係していない。同様に、ターゲットの標準の列のサブセットを選択的に取り除くことに加えて、ターゲットのサブセット44を、ターゲットの標準の列に対して特有に配置または選択的に配置して、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17のコード化を可能にすることができる。

前述の第1の実施形態、第2の実施形態、またはこれらを組み合わせたものを使用するかどうかにかかわらず、エンジンコントローラモジュール48またはプロセッサ50は、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17を識別して、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17に基づいてエンジン16の性能を調整するように構成される。

図4は、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17をエンジンコントローラモジュール48またはエンジン16と協調させる方法100を示すフロー図を示す。方法100は、102において、ベータチューブ30またはプロペラシャフト32にハブ19で取り付けられたプロペラを航空機エンジン16によって受け取り、ベータチューブ30、プロペラシャフト32、またはハブ19のうちの少なくとも1つの特有のパラメータを有するステップで始まる。次いで、方法100は、104において、例えば、較正モードで航空機エンジン16を作動させるステップに進む。次いで、方法100は、作動中、航空機エンジン16に取り付けられたセンサによって、ベータチューブ30、プロペラシャフト32、またはハブ19のうちの少なくとも1つの特有のパラメータを検知することができる。次に、方法100は、108において、エンジンコントローラモジュール48によって、特有のパラメータを検知するステップに基づいてプロペラを識別する。最後に、方法100は、110において、航空機エンジン16の少なくとも1つの性能特性を調整する。ここで、本明細書で説明したように、この調整するステップが、プロペラを航空機エンジン16に協調させる。

本方法の部分は異なる論理順序で進めることができ、追加または介入部分を含めることができ、あるいは、本方法の記述部分を複数の部分に分割することができ、あるいは、本方法の記述部分を、記述した方法を損なわないで省略することができることは理解されるので、図示の順序は、単に例示する目的のためであり、方法100を何ら限定することを意味していない。

上記の図に示したものに加えて、多くの他の可能な実施形態および構成が、本開示によって考えられる。例えば、本開示の実施形態は、初期セットアップを含まない期間に、上記の方法を実施する、または本システムを作動させることを含むことができる。初期セットアップを含まない期間の非限定的な例は、整備期間、連続回転期間、断続回転期間、通常エンジン起動期間、プロペラブレードピッチ較正期間後、またはこれらの組み合わさった期間を含むことができる。さらに、本開示の実施形態は、エンジンまたはエンジンコントローラモジュールのデフォルト設定または調整を含むことができる。ここでは、例えば、本方法またはシステムがプロペラブレードまたはプロペラ組立体を識別することができないとき、本方法またはシステムは、警告またはエラーを表示すること、あるいは、エンジンコントローラモジュールをデフォルトで一般的なプロペラ構成にすることを可能にすることを含む。この一般的なプロペラ構成は、すべての知られている、または知られていないプロペラのタイプまたは構成に対して適切または安全な構成を含むことができる。

本明細書で開示した実施形態は、プロペラブレード18またはプロペラ組立体17をエンジン16またはエンジンコントローラモジュール48と協調させるためのシステムおよび方法を提供する。上記で説明した実施形態の技術的効果によって、航空機エンジンに取り付けられたプロペラのタイプを識別して、性能特性をプロペラに合うように調整することによってエンジンを自動的に構成することができる。実現できる1つの利点は、本開示の要素によって、プロペラを自動的に識別し、そのプロペラに専用のエンジンまたはエンジンコントロールモジュールを構成することができることである。自動的な識別および調整は、ユーザが同様の操作を行うことによって生じるエラーを防ぐ、または減じることができる。

上記で説明した実施形態の別の利点は、複数の実施形態が同様の識別および調整を行うことができて、航空機の飛行を操作する前に、確実に、プロペラ、エンジン、またはエンジンコントローラモジュールを一致させる、検証する、または確認するように複数の冗長性を与えることができることである。プロペラとエンジンの組合せを適切に使用することを確実にするために、冗長性の改善とともに自動的に識別して調整することが、整備時間または飛行しない時間の削減、およびプロペラとエンジンとの組合せの信頼性の改善をもたらすことができる。飛行しない時間の削減、および信頼性の改善は、競合優位性をもたらすことができる。

新しいプロペラまたはエンジンが、新しい装置に対応するユーザマニュアルが再発行または再生されることなく市場に導入されたとき、上記で説明した実施形態のさらに別の利点は、新しいプロペラまたはエンジンをメモリまたは実行可能なプログラムに組み入れることができるアップグレード可能なシステムを与える。上記で説明した実施形態の別の利益は、エンジンとプロペラの組合せに対して性能を正確に調整することができ、航空機の全体性能を向上させる(例えば、燃料消費を低減させる、エンジン応力を低減させる、燃料航続距離を延ばす)ことができることである。さらに、プロペラを識別できない場合ですら、本システムおよび方法は、それでもなお、すべての知られている、および知られていないプロペラに対して、デフォルトで適切または安全な所定の、または知られている構成にするように、エンジンまたはエンジンコントローラモジュールを調整することができる。

まだ説明していない範囲で、様々な実施形態の異なる特徴および構造を、望むように互いを組み合わせて使用することができる。実施形態のすべてに1つの特徴を示すことができないのは、それが不可能であると解釈するのではなく、説明を簡潔にするためになされたことを意図する。したがって、異なる実施形態の様々な特徴を望むように混ぜて、また合わせて、明記されていようと、されてなかろうと、新しい実施形態を形成することができる。さらに、「一組」の様々な要素が記載されたが、「一組」は、ただ1つの要素を含む任意の数の各要素を含むことができることは理解されよう。この開示は、本明細書で説明した特徴を組み合わせることまたは置き換えることを包含する。さらに、上記の図で示されたものに加えて、多くの他の可能な実施形態および構成が、本開示によって考えられることは理解されよう。

本明細書では、最良の態様を含めて、例を用いて本発明の実施形態を開示し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本発明の実施形態を実施できるようにしている。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。 [実施態様1] プロペラ(18)を電子エンジンコントローラモジュール(48)と協調させるためのシステムであって、 電子エンジンコントローラモジュール(48)を有するエンジン(16)と、 プロペラシャフト(32)にハブ(19)で取り付けられたプロペラ(18)であって、前記プロペラシャフト(32)が前記エンジン(16)内に受け取られるように配置された、プロペラ(18)と、 前記エンジン(16)に取り付けられ、前記電子エンジンコントローラモジュール(48)に接続されたセンサであって、前記プロペラシャフト(32)が前記エンジン(16)内に受け取られ、前記プロペラ(18)が前記エンジン(16)によって回転させられるとき、前記プロペラ(18)の少なくとも1つの特有のパラメータを検知して、前記少なくとも1つの特有のパラメータを示す信号を前記電子エンジンコントローラモジュール(48)に送信するように構成されたセンサと を備え、 前記電子エンジンコントローラモジュール(48)が、前記プロペラ(18)を識別して、前記信号に基づいて前記エンジン(16)の性能を前記プロペラ(18)に合わせて調整するように構成された、システム。 [実施態様2] 前記センサが、少なくとも1つの磁気ピックアップ装置(46)を含み、前記少なくとも1つの特有のパラメータが、前記プロペラ(18)に特有に配置され、前記プロペラ(18)が回転すると前記少なくとも1つの磁気ピックアップ装置(46)の範囲内に入るターゲット(44)を含む、実施態様1に記載のシステム。 [実施態様3] 前記ターゲットが、前記プロペラ(18)の1つまたは複数のブレードにターゲット(44)を選択的に置くこと、前記ハブ(19)のバックプレート(28)にターゲット(44)を選択的に置くこと、あるいは標準のターゲットの列からターゲット(44)を取り除く、または標準のターゲットの列にターゲット(44)を加えることによって特有に配置された、実施態様2に記載のシステム。 [実施態様4] 前記プロペラ(18)が回転すると、前記ターゲットが、前記磁気ピックアップ装置(46)内に前記プロペラ(18)に特有なパルス列を発生させる、実施態様2に記載のシステム。 [実施態様5] 整備、連続回転、断続回転のうちの1つの間、通常エンジン起動中、または前記プロペラ(18)のブレードピッチ較正後、前記プロペラ(18)を識別する、実施態様2に記載のシステム。 [実施態様6] 前記センサが、前記エンジン(16)内で前記プロペラシャフト(32)に対して固定された少なくとも1つの変換器(40)を含み、前記少なくとも1つの特有のパラメータが、前記エンジン(16)内の前記シャフト(32)の位置を含む、実施態様1に記載のシステム。 [実施態様7] 前記位置が、前記少なくとも1つの変換器(40)が検出する取付け挿入深さ、または前記少なくとも1つの変換器(40)が検出する、ブレードピッチの変化とともに変化する取付け挿入深さのうちの少なくとも1つを含む、実施態様6に記載のシステム。 [実施態様8] 前記電子エンジンコントローラモジュール(48)が、前記少なくとも1つの特有のパラメータをルックアップテーブルと比較して前記プロペラ(18)を識別し、前記ルックアップテーブルが多数の特有のプロペラ(18)を含む、実施態様6に記載のシステム。 [実施態様9] 前記電子エンジンコントローラモジュール(48)が前記プロペラ(18)を識別できない場合、前記電子エンジンコントローラがすべてのプロペラ(18)に対してデフォルトで安全な一般的な構成にする、実施態様1に記載のシステム。 [実施態様10] プロペラ(18)を電子エンジンコントローラモジュール(48)と協調させるための方法であって、 プロペラシャフト(32)にハブ(19)で取り付けられたプロペラ(18)をエンジン(16)内に受け取るステップであって、前記プロペラシャフト(32)または前記ハブ(19)のうちの少なくとも1つが特有のパラメータを有する、ステップと、 較正モードで前記エンジン(16)を作動させるステップと、 前記作動中、前記エンジン(16)に取り付けられたセンサによって、前記プロペラシャフト(32)または前記ハブ(19)のうちの前記少なくとも1つの前記特有のパラメータを検知するステップと、 前記エンジンコントローラモジュール(48)によって、前記特有のパラメータの前記検知するステップに基づいて前記プロペラ(18)を識別するステップと、 前記プロペラ(18)を前記エンジン(16)と協調させるように前記エンジン(16)の少なくとも1つの性能特性を調整するステップと を含む方法。 [実施態様11] 前記検知するステップが、ブレードピッチの変化に関係する、前期プロペラシャフト(32)の取付け挿入深さ、または取付け挿入深さの範囲のうちの少なくとも1つを検知するステップを含む、実施態様10に記載の方法。 [実施態様12] 前記検知するステップが、前期ハブ(19)に配置された一組のターゲット(44)を検知するステップを含み、前記較正モードで前記エンジン(16)を作動させる前記ステップが、前記ターゲット(44)の組をターゲットセンサ(46)に対して回転させる、実施態様10に記載の方法。 [実施態様13] 前記識別するステップが、前記特有のパラメータをルックアップテーブルと比較して、前記プロペラ(18)を識別するステップを含み、前記ルックアップテーブルが多数の特有のプロペラ(18)を含む、実施態様10に記載の方法。 [実施態様14] 機械であって、 電子コントローラモジュール(48)と、 プロペラシャフト(32)にハブ(19)で取り付けられたプロペラ(18)であって、前記プロペラシャフト(32)が前記機械内に受け取られた、プロペラ(18)と、 前記機械に取り付けられ、前記電子コントローラモジュール(48)に接続されたセンサであって、前記プロペラシャフト(32)が前記機械に対して回転させられるとき、前記プロペラ(18)の少なくとも1つの特有のパラメータを検知して、前記少なくとも1つの特有のパラメータを示す信号を前記電子コントローラモジュール(48)に送信するように構成されたセンサと を備え、 前記電子コントローラモジュール(48)が、前記プロペラ(18)を識別して、前記信号に基づいて前記機械の性能を前記プロペラ(18)に合わせて調整するように構成された、機械。 [実施態様15] 前記センサが、少なくとも1つの磁気ピックアップ装置(46)を含み、前記少なくとも1つの特有のパラメータが、前記プロペラ(18)に特有に配置され、前記プロペラ(18)が回転すると前記少なくとも1つの磁気ピックアップ装置(46)の範囲内に入るターゲット(44)を含む、実施態様14に記載の機械。 [実施態様16] 前記ターゲットが、前記プロペラ(18)の1つまたは複数のブレードにターゲット(44)を選択的に置くこと、前記ハブ(19)のバックプレート(28)にターゲット(44)を選択的に置くこと、あるいは標準のターゲットの列からターゲット(44)を取り除く、または標準のターゲットの列にターゲット(44)を加えることによって特有に配置された、実施態様15に記載の機械。 [実施態様17] 前記電子コントローラモジュール(48)が、前記少なくとも1つの特有のパラメータをルックアップテーブルと比較して前記プロペラ(18)を識別し、前記ルックアップテーブルが多数の特有のプロペラ(18)を含む、実施態様15に記載の機械。 [実施態様18] 整備、連続回転、断続回転のうちの1つの間、通常起動中、または前記プロペラ(18)のブレードピッチ較正後、前記プロペラ(18)を識別する、実施態様15に記載の機械。 [実施態様19] 前記センサが、前記機械内で前記シャフト(32)に対して固定された少なくとも1つの変換器(40)を含み、前記少なくとも1つの特有のパラメータが、前記機械内の前記シャフト(32)の位置を含む、実施態様14に記載の機械。 [実施態様20] 前記機械が、モータ、発電機、またはエンジン(16)のうちの1つである、実施態様14に記載の機械。

10 航空機 12 胴体 14 翼 16 ターボプロップエンジン 17 プロペラ組立体 18 プロペラブレード 19 ハブ 20 回転軸 22 回転 24 推力 26 ピッチ変更シリンダ 28 ハブバックプレート 30 ベータチューブ 32 プロペラシャフト 34 ギヤボックス 36 空洞 38 後端 40 変換器 41 第1の部分 42 深さ位置の組 43 第1の部分の回転軸 44 ターゲットの組 45 第2の部分 46 ターゲットセンサ 47 プロペラブレードピッチ回転軸 48 エンジンコントローラモジュール 49 矢印 50 プロセッサ 52 メモリ 100 方法 102 受け取るステップ 104 作動させるステップ 106 検知するステップ 108 識別するステップ 110 調整するステップ