KR20170140247A - 자동적으로 작동되는 센트럴라이저를 구비한 항공기용 터보 샤프트 엔진 - Google Patents

Abstract

자동적으로 작동되는 센트럴라이저를 구비한 항공기용 터보 샤프트 엔진
본 발명은 감속 기어박스(10)에 기계적으로 연결될 수 있거나/감속 기어박스(10)로부터 기계적으로 분리될 수 있게 구성된 동력축(8)에 설치된 자유 터빈(7)과 가스 발생기(6)가 배치되어 있는 케이싱(5)을 포함하는 터보 샤프트 엔진에 관한 것으로서, 상기 터보 샤프트 엔진이 상기 동력축(8)에 대한 지지부를 형성하고 상기 동력축(8)과 상기 감속 기어박스(10) 사이의 기계적인 분리에 대응하는 능동 위치로 알려진 위치와, 상기 동력축(8)으로부터 떨어져 있고 상기 동력축(8)과 상기 감속 기어박스(10) 사이의 기계적인 연결에 대응하는 수동 위치로 알려진 위치 사이에서 이동가능한 적어도 하나의 센트럴라이저(12)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동적으로 작동되는 센트럴라이저를 구비한 항공기용 터보 샤프트 엔진

본 발명은 항공기용 터보 샤프트 엔진, 특히 복수의 지지부 중의 하나가 감속 기어박스로 이동되는 자유 터빈을 포함하는 터보 샤프트 엔진에 관한 것이다.

터보 샤프트 엔진은, 알려진 방식으로, 동력축으로 알려진 샤프트에 설치된 자유 터빈과 가스 발생기를 포함하고 있다. 이 동력축은 감속 기어박스에 기계적으로 연결될 수 있도록 구성되어 있다. 이 감속 기어박스는, 예를 들면, 헬리콥터의 경우에 있어서, 헬리콥터의 회전날개에 연결된 동력 전달 기어박스이다. 자유 터빈의 동력축과 감속 기어박스가 기계적으로 연결되어 있으면, 동력축의 동력이 동력 전달 기어박스로 전달되고, 이것은 헬리콥터의 회전날개를 회전하도록 구동시킬 수 있다.

자유 터빈의 동력축은 가스 발생기에 의해 발생된 가스를 수용하고 가스의 압력을 감소시키는 자유 터빈에 의해 회전하도록 구동되고, 이것은 수용된 가스의 운동 에너지를 동력축에 의해 회복된 기계적인 에너지로 변환시킬 수 있다.

따라서 동력축은 두 개의 단부, 즉, 감속 기어박스에 연결되도록 구성되어 있는 동력 단부(power end)로 알려진 단부와, 통상적으로 자유 터빈의 블레이드를 떠받치는 자유 단부로 알려진 반대쪽 단부를 포함하고 있다.

추가적으로, 현 추세는 감속 기어박스에 직접 설치될 수 있는 터보 샤프트 엔진을 설계하는 것이다. 통합될 수 있는 이러한 종류의 터보 샤프트 엔진은 감속 기어박스에 직접 장착될 수 있고 이 감속 기어박스에 의해 유지될 수 있도록 구성되어 있다. 따라서 동력축과 감속 기어박스 사이의 기계적인 연결은 내장형(embedded) 연결이다. 이러한 내장(embedding)은 수직으로, 수평으로 또는 경사지게 될 수 있다. 이 기능은 항공기의 전체 구동렬(drive train)에 대한 크기를 상당히 줄일 수 있게 한다. 통합될 수 있는 터보 샤프트 엔진은 또한, 예를 들면, 터보 샤프트 엔진에 대한 정비 작업을 위해, 감속 기어박스로부터 쉽게 분리될 수 있는 장점도 가지고 있다.

이와 관련하여, 본 발명은 동력축의 동력 단부에 대한 지지부를 감속 기어박스로 직접 이동시킬 수 있다. 이러한 특정 배치는 터보 샤프트 엔진과 감속 기어박스에 의해 형성된 구동렬의 축방향 길이를 최소화되게 한다. 추가적으로, 터보 샤프트 엔진과 감속 기어박스 사이의 이러한 연결은 트랜스미션 시스템: 짐발(gimbal)과 "플렉터(flector)" 또는 "벤딕스(Bendix)"식 시스템의 생략에 의해 단순화된다.

감속 기어박스에서의 동력축의 동력 단부에 대한 지지부의 이러한 배치로부터 초래되는 기술적인 문제점들 중의 하나는 동력축이 감속 기어박스에 설치되어 있지 않으면 동력축이 자신의 동력 지지부에 의해 더 이상 유지되지 않는다는 것이다. 따라서, 터빈 엔진이 감속 기어박스에 설치되어 있지 않은 모든 상황에서는 - 예를 들면, 터보 샤프트 엔진을 제조 또는 정비 장소로부터 터보 샤프트 엔진을 항공기에 설치하는 장소로 운반하는 동안, 터보 샤프트 엔진을 보관하는 동안 등과 같은 경우에는 - 터보 샤프트 엔진의 로울링 베어링과 밀봉 시스템이 동력축의 반경방향의 진동(oscillation)에 의해 손상될 위험이 있다. 예를 들면, 동력축의 반경방향의 진동이 탄소 링 또는 립 시일을 가지고 있는 다이내믹 시일(dynamic-seal) 형태의 밀봉 시스템에 손상을 발생시킬 수 있다. 이러한 동력축이 자신의 동력 지지부에 의해 유지되지 않는 구성은, 예를 들면, 유지되지 않은 동력축과 반경방향 접촉상태로 있는 미로식 톱니(labyrinth tooth) 사이의 접촉을 통하여, 에어 시스템(air system)에 의해 제공된 미로식 시일(labyrinth seal)의 경우에, 회전자-고정자 접촉을 초래할 수도 있다.

본 발명은, 본 발명의 적어도 하나의 실시례에서, 종래 기술의 터보 샤프트 엔진이 직면한 기술적인 문제점들 중의 적어도 몇 가지를 극복하는 터보 샤프트 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시례에서, 감속 기어박스에 설치될 수 있고, 터보 샤프트 엔진이 감속 기어박스로부터 기계적으로 분리되어 있는 때를 포함하여, 터보 샤프트 엔진의 밀봉 시스템 및/또는 로울링 베어링에 손상을 입을 개연성이 낮은 터보 샤프트 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 적어도 하나의 실시례에서, 터보 샤프트 엔진이 감속 기어박스로부터 기계적으로 분리되어 있는 때를 포함하여, 동력축의 동력 단부의 지지부를 유지될 수 있게 하는 내장가능한 터보 샤프트 엔진을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 적어도 하나의 실시례에서, 항공기, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 터보 샤프트 엔진을 구비한 헬리콥터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해서, 본 발명은 감속 기어박스에 기계적으로 연결될 수 있거나/감속 기어박스로부터 기계적으로 분리될 수 있게 구성된 동력축에 설치된 자유 터빈과 가스 발생기가 배치되어 있는 케이싱을 포함하는 터보 샤프트 엔진에 관한 것이다.

본 발명에 따른 터보 샤프트 엔진은, 상기 동력축에 대한 지지부를 형성하고 상기 동력축과 상기 감속 기어박스 사이의 기계적인 분리에 대응하는 능동 위치로 알려진 위치와, 상기 동력축으로부터 떨어져 있고 상기 동력축과 상기 감속 기어박스 사이의 기계적인 연결에 대응하는 수동 위치로 알려진 위치 사이에서 이동가능한 적어도 하나의 센트럴라이저(centralizer)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따른 터보 샤프트 엔진은 능동 위치에 배치되도록 되어 있는 이동가능한 센트럴라이저를 구비하고 있고, 능동 위치에서는 이동가능한 센트럴라이저가 동력축에 대한 지지부를 형성하고, 이것은 터보 샤프트 엔진이 감속 기어박스로부터 분리될 때 터보 샤프트 엔진이 동력축을 자체 유지할 수 있게 한다. 추가적으로, 동력축이 감속 기어박스에 기계적으로 연결되면, 이동가능한 센트럴라이저가 수동 위치에 있고, 수동 위치에서는 상기 동력축을 어떠한 기계적인 제한으로부터 풀어주기 위해서 이동가능한 센트럴라이저가 상기 동력축으로 반경방향으로 떨어져 있다.

따라서, 본 발명에 따른 터보 샤프트 엔진은 특히 감속 기어박스에 설치될 수 있는 터보 샤프트 엔진을 형성하려고 한다.

따라서, 이러한 종류의 내장가능한 터보 샤프트 엔진은 능동 위치와 수동 위치 사이에서 이동가능한 적어도 하나의 센트럴라이저를 포함하고, 상기 능동 위치에서는 상기 터보 샤프트 엔진이 상기 감속 기어박스로부터 분리되면 센트럴라이저가 상기 동력축에 대한 지지부를 형성하고, 그리고 상기 능동 위치는 상기 동력축과 상기 감속 기어박스 사이의 기계적인 분리에 대응하고, 상기 수동 위치에서는 상기 터보 샤프트 엔진이 상기 감속 기어박스에 설치되면 센트럴라이저가 상기 동력축으로부터 떨어지고, 그리고 상기 수동 위치는 상기 동력축과 상기 감속 기어박스 사이의 기계적인 연결에 대응한다.

따라서, 터보 샤프트 엔진이 감속 기어박스에 설치되어 있지 않은 모든 상황에서는 - 터보 샤프트 엔진의 보관, 터보 샤프트 엔진의 설치/분리, 터보 샤프트 엔진의 운반 등의 상황에서는 - 능동 위치에 있으며 동력축에 대한 지지부를 형성하는 이동가능한 센트럴라이저에 의해 자유 터빈의 동력축이 제자리에 유지된다.

실제로, 상기 동력축은 자신의 단부들의 각각의 근처에 적어도 하나의 지지부를 포함한다. 감속 기어박스의 근처에 있는 단부는 동력 단부로 알려져 있으며 다른 단부는 자유 단부로 알려져 있다. 자유 단부에 대한 지지부는 터보 샤프트 엔진의 케이싱에 위치된 베어링 하우징에 의해 형성된다. 동력 단부에 대한 지지부는 능동 위치에서의 이동가능한 센트럴라이저에 의해 형성된다. 감속 기어박스에 일단 설치되면, 상기 지지부는 감속 기어박스에 의해 직접 형성되고, 능동 위치에서의 이동가능한 센트럴라이저에 의해 형성된 지지부를 대신한다.

유리하게는 그리고 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 이동가능한 센트럴라이저 - 바람직하게는 각각의 이동가능한 센트럴라이저 - 가 상기 동력축을 상기 감속 기어박스에 연결시키는 동안 상기 능동 위치로부터 상기 수동 위치로 자동적으로 이동할 수 있고, 상기 동력축을 상기 감속 기어박스로부터 분리시키는 동안 상기 수동 위치로부터 상기 능동 위치로 자동적으로 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

이 바람직한 변형예에 따르면, 수동 위치로부터 능동 위치로의 이동이 자동적이고 감속 기어박스와 동력축의 기계적인 분리에 수반되고, 능동 위치로부터 수동 위치로의 이동이 자동적이고 터보 샤프트 엔진을 감속 기어박스에 설치하는 것에 수반된다.

능동 위치로부터 수동 위치로의 이동과 수동 위치로부터 능동 위치로의 이동이 자동적이기 때문에, 이동가능한 센트럴라이저가 설치되어 있지 않은 터보 샤프트 엔진과 비교하여 터보 샤프트 엔진을 감속 기어박스에 설치하는 것, 또는 터보 샤프트 엔진을 감속 기어박스로부터 분리시키는 것에 있어서 경계(vigilance)를 덜 요한다. 이것은, 터보 샤프트 엔진을 분리하는 동안 동력축에 대한 지지부를 형성하는 이동가능한 센트럴라이저가 자동적으로 자신의 자리를 잡고, 터보 샤프트 엔진이 감속 기어박스에 설치되면 이동가능한 센트럴라이저가 자동적으로 동력축을 풀어주기 때문이다. 따라서 터보 샤프트 엔진의 설치/분리 작업 동안 오퍼레이터가 본 발명의 이 변형예에 따른 터보 샤프트 엔진을 조종하는 것은 매우 쉽다.

유리하게는 그리고 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 이동가능한 센트럴라이저 - 바람직하게는 각각의 이동가능한 센트럴라이저 - 가 상기 동력축의 축선과 평행한 축선을 가지고 있고, 상기 케이싱의 원뿔형 부분상에서의 가이드 램프의 미끄럼이동이 상기 이동가능한 센트럴라이저를 상기 동력축에 대하여 변위시키도록 상기 케이싱의 원뿔형 부분과 동일한 형상으로 되어 있는 원뿔형 가이드 램프(conical guide ramp)를 포함하고 있다.

이 변형예에 따르면, 이동가능한 센트럴라이저가 터보 샤프트 엔진의 케이싱의 원뿔형 부분과 동일한 형상으로 된 원뿔형 가이드 램프를 포함하고 있다. 이 가이드 램프의 축선은 동력축의 축선과 평행하고, 상기 가이드 램프의 경사면은 동력축의 축선에 대해서 기울어져 있다. 따라서, 케이싱의 원뿔형 부분상에서의 이동가능한 센트럴라이저의 미끄럼이동이, 케이싱의 원뿔형 부분에 대한 이동가능한 센트럴라이저의 변위의 방향에 따라서, 능동 위치로부터 수동 위치로, 반대로 수동 위치로부터 능동 위치로, 동력축에 대하여 이동가능한 센트럴라이저의 변위를 초래한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 터보 샤프트 엔진이 상기 케이싱과 이동가능한 센트럴라이저의 사이에서 상기 동력축에 수직으로 설치된 적어도 하나의 스프링과, 상기 케이싱과 상기 이동가능한 센트럴라이저의 사이에 뻗어 있는 적어도 하나의 축방향 스프링을 포함하고 있고, 상기 스프링들은 상기 케이싱에 대해 고정되어 있으며 상기 이동가능한 센트럴라이저에 대해 미끄럼이동가능하도록 설치되고 있고, 상기 케이싱의 상기 원뿔형 부분상에서의 상기 가이드 램프의 상기 케이싱쪽으로의 자발적인 미끄럼이동에 저항하는 합력을 작용시킬 수 있도록 구성되어 있다.

다른 변형예에 따르면, 이들 스프링이 다른 동등한 탄성 수단으로 대체된다.

다른 변형예에 따르면, 상기 스프링 또는 탄성 수단이 동력축의 축선에 대해 기울어져 있다.

이러한 상이한 변형예에 따르면, 스프링(또는 동등한 탄성 수단)이 상기 원뿔형 부분상에서의 상기 가이드 램프의 상기 케이싱쪽으로의 자발적인 미끄럼이동에 저항한다. 다시 말해서, 외부적인 제한이 없으면, 센트럴라이저의 원뿔형 가이드 램프가 케이싱의 원뿔형 부분과 접촉하지 않는다. 외부적인 제한이 없으면, 동력축에 대한 지지부를 형성할 수 있도록, 스프링이 이동가능한 센트럴라이저를 동력축쪽으로 밀어낸다. 스프링이 이동가능한 센트럴라이저를 따라서 미끄럼이동가능하게 그리고 케이싱에 대하여 고정되게 설치되어 있기 때문에, 각각의 스프링은 이동가능한 센트럴라이저의 변위를 수직 방향으로 제한하지 않고 이동가능한 센트럴라이저를 바람직한 방향으로 변위시킨다. 상기 변위들의 결합이 가이드 램프를 따르는 변위를 형성한다.

역으로, 외력이 케이싱쪽으로 센트럴라이저에 작용되면, 가이드 램프는 케이싱의 원뿔형 부분상에서 미끄럼이동하여 동력축으로부터 멀어지게 반경방향으로 이동한다.

그런 목적을 위해서, 유리하게는 그리고 본 발명에 따르면, 이동가능한 센트럴라이저가 감속 기어박스의 지지면의 맞은편의 상기 동력축의 축선에 수직인 평면으로 뻗어 있는 정지부(stop)를 가지고 있어서, 상기 동력축과 상기 감속 기어박스 사이의 기계적인 연결이, 상기 스프링들의 압축을 통하여, 상기 센트럴라이저를 상기 케이싱의 상기 원뿔형 부분상에서, 상기 센트럴라이저가 동력축에 대한 지지부를 형성하는 상기 능동 위치로부터, 상기 센트럴라이저가 동력축으로부터 떨어져 있는 상기 수동 위치로 미끄럼이동시키는 상기 지지면과 상기 정지부 사이의 기계적인 접촉을 발생시킨다.

이 변형예에 따르면, 터보 샤프트 엔진을 감속 기어박스에 설치하는 것으로부터 초래되는 감속 기어박스의 지지면과 이동가능한 센트럴라이저의 정지부 사이의 접촉이, 자동적으로 케이싱의 원뿔형 부분상에서의 센트럴라이저의 미끄럼이동을 초래하고 그 결과 이동가능한 센트럴라이저를 동력축으로부터 떨어지게 한다. 이렇게 하여 이동가능한 센트럴라이저는 자동적으로 수동 위치로 이동한다. 역으로, 터보 샤프트 엔진이 감속 기어박스로부터 분리되는 즉시, 센트럴라이저의 정지부는 감속 기어박스에 의해서 더 이상 제한되지 않으므로, 스프링이 센트럴라이저를 동력축쪽으로 밀어내고, 이렇게 하여 동력축에 대한 지지부를 형성한다.

유리하게는 그리고 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 이동가능한 센트럴라이저 - 바람직하게는 각각의 이동가능한 센트럴라이저 - 가 능동 위치에서 상기 동력축을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 상기 동력축과 접촉하는 오목한 면을 가지고 있다.

다른 변형예에 따르면, 적어도 하나의 이동가능한 센트럴라이저가 과 접촉하는 볼록한 면을 가지고 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 터보 샤프트 엔진이 상기 동력축의 둘레에 배치된 적어도 두 개의 이동가능한 센트럴라이저를 포함하고 있다.

본 발명은 또한, 항공기, 특히, 본 발명에 따른 적어도 하나의 터보 샤프트 엔진을 포함하는 헬리콥터에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 상기한 또는 아래에 기술된 특징들의 전부 또는 일부를 결합한 것을 특징으로 하는 터보 샤프트 엔진과 터보 샤프트 엔진을 구비한 항공기에 관한 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 단지 비제한적인 설명으로 주어진 아래의 설명을 판독하고 첨부된 도면을 참고하면 명확해질 것이다.
- 도 1은 감속 기어박스에 설치된 터보 샤프트 엔진의 개략적인 단면도이고;
- 도 2는 센트럴라이저가 수동 위치에 있는 본 발명의 한 실시례에 따른 터보 샤프트 엔진의 세부사항의 개략적인 단면도이고;
- 도 3은 센트럴라이저가 능동 위치에 있는 본 발명의 한 실시례에 따른 터보 샤프트 엔진의 세부사항의 개략적인 단면도이고;
- 도 4는 두 개의 이동가능한 센트럴라이저를 구비한 본 발명의 한 실시례에 따른 터보 샤프트 엔진의 세부사항의 개략적인 단면도이고;
- 도 5는 세 개의 이동가능한 센트럴라이저를 구비한 본 발명의 한 실시례에 따른 터보 샤프트 엔진의 세부사항의 개략적인 단면도이다.

예시와 명확성을 기하기 위해, 상기 도면은 엄격하게 일정한 비율로 또는 안분 비례로 도시되어 있지 않다. 도면에 관한 아래의 상세한 설명의 전체에 있어서, 달리 표시되어 있는 경우를 제외하면, 터보 샤프트 엔진의 각각의 요소는 터보 샤프트 엔진이 감속 기어박스에 수평으로 설치되어 있는 상태에 있을 경우에 배치되어 있는 것으로 기술되어 있다. 이러한 배치는, 특히, 도 1에 도시되어 있다. 또한, "축방향"이라는 용어는 터보 샤프트 엔진의 중심 축선 X'X을 따라 놓인 위치에 관한 것이다. "반경방향"이라는 용어는 이 중심 축선과 수직인 위치에 관한 것이다. 마지막으로, 상이한 도면에 있는 요소들이 동일한 참고 부호를 가지는 경우, 이들 요소는 동일하다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 터보 샤프트 엔진은 가스 발생기(6)와 자유 터빈(7)이 설치되어 있는 케이싱(5)을 포함하고 있다. 자유 터빈(7)은 동력축(8)과 일체로 되어 있다. 도시된 실시례에 따르면, 자유 터빈(7)을 떠받치며 터보 샤프트 엔진을 감속 기어박스(10)에 연결되게 하는 동력축(8)은, 동력축의 동력 단부(9)가 가스 발생기측에 있도록 가스 발생기의 샤프트의 내부를 통과한다. 가스 발생기(6) 및 가스 발생기의 작동은 당업자에게 잘 알려져 있으므로 상세하게 기술하지 않는다. 본 발명은 또한 터보 샤프트 엔진에 적용되고, 터보 샤프트 엔진의 동력축이 가스 발생기를 가로지르지 않으므로 동력축의 동력 단부는 가스 발생기의 반대쪽에 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

동력축(8)은 터보 샤프트 엔진의 축선 X'X 방향으로 뻗어 있다. 추가적으로 동력축(8)은 헬리콥터의 동력 전달 기어박스와 같은 감속 기어박스(10)에 연결될 수 있도록 구성되어 있다. 동력축(8)과 감속 기어박스(10) 사이의 기계적인 연결은 도면에 상세하게 도시되어 있지 않다. 감속 기어박스(10)는, 예를 들면, 동력 단부(9)의 근처에서 동력축(8)과 일체로 된 피니언과 맞물리도록 되어 있는 구동 피니언(20)을 구비한 제1 단(stage)을 포함하고 있다.

본 발명에 따른 터보 샤프트 엔진은 이동가능한 센트럴라이저(12)를 더 포함하고 있다. 상기 센트럴라이저(12)는 케이싱(5)에 의해 지탱되어 있으며, 동력축(8)에 대한 지지부를 형성하는 능동 위치로 알려진 위치로부터 동력축(8)으로부터 떨어져 있는 수동 위치로 알려진 위치까지 이동할 수 있다.

도 2는 센트럴라이저(12)가 수동 위치에 있는 것을 나타내고 있고 도 3은 센트럴라이저(12)가 능동 위치에 있는 것을 나타내고 있다.

센트럴라이저(12)는, 능동 위치가 동력축(8)과 감속 기어박스(10) 사이의 분리에 대응하고 수동 위치가 동력축(8)과 감속 기어박스(10) 사이의 기계적인 연결에 대응하도록 구성되어 있으며 케이싱(5)에 설치되어 있다.

이를 위해서, 이동가능한 센트럴라이저(12)는 동력축(8)의 축선 X'X와 평행한 축선을 가진 원뿔형 가이드 램프(13)를 포함하고 있다. 이 가이드 램프(13)는, 케이싱(5)쪽으로 이동가능한 센트럴라이저(12)에 작용된, 축선 X'X와 평행한 축선을 가진, 힘(F)이 동력축(8)으로부터 반경방향으로 떨어진 이동가능한 센트럴라이저(12)의 변위를 초래할 수 있도록 케이싱(5)의 원뿔형 부분(14)과 동일한 형상으로 되어 있다. 이 반경방향 변위는 가이드 램프(13)가 케이싱(5)의 원뿔형 부분(14)에서 미끄럼이동하는 것을 통하여 얻어진다.

축선 X'X와 평행한 축선을 가진 이 힘(F)은 감속 기어박스(10)의 요소, 예를 들면, 감속 기어박스(10)의 구동 피니언(20)의 고정자(21)와, 축선 X'X에 수직인 평면으로 뻗어 있는 이동가능한 센트럴라이저(12)의 정지부(15) 사이의 접촉에 의해서 발생된다. 감속 기어박스(10)의 구동 피니언(20)의 고정자(21)와 이동가능한 센트럴라이저(12)의 정지부(15) 사이의 이러한 접촉은 터보 샤프트 엔진를 감속 기어박스에 내장시키는 것으로부터 초래된다. 다시 말해서, 터보 샤프트 엔진가 감속 기어박스에 설치되면, 고정자(21)와 정지부(15) 사이의 접촉이 자동적으로 일어나고, 이로 인해 축선 X'X의 힘(F)이 발생하게 하고, 그 결과 이동가능한 센트럴라이저(12)가 동력축(8)으로부터 반경방향으로 떨어져 있는 수동 위치쪽으로 변위되게 된다.

상기 터보 샤프트 엔진은 또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바람직한 실시례에 따르면, 케이싱(5)의 축방향 부분(51)과 이동가능한 센트럴라이저(12)의 사이에 설치된 반경방향 스프링(16)과, 케이싱(5)의 반경방향 부분(52)과 이동가능한 센트럴라이저(12)의 사이에 설치된 축방향 스프링(17)을 포함하고 있다. 도면에 도시된 실시례에 따르면, 케이싱(5)의 반경방향 부분(52)은 케이싱(5)의 원뿔형 부분(14)의 연장부이다. 각각의 스프링은 상기 케이싱에 대하여 고정되어 있는 말단부와 상기 이동가능한 센트럴라이저에 대해 미끄럼이동가능한 다른 말단부를 가지고 있다.

따라서 이들 스프링은 케이싱(5)의 원뿔형 부분(13)상에서의 이동가능한 센트럴라이저(12)의 케이싱(5)의 원뿔형 부분(13)쪽으로의 자발적인 미끄럼이동에 저항하는 합력을 형성시킬 수 있다.

도 2에서, 스프링(16, 17)은 힘(F)의 작용에 의해 압축되어 있다. 그 결과 이동가능한 센트럴라이저(12)는 동력축(8)으로부터 반경방향으로 떨어져 있으며 동력축(8)과의 기계적인 상호작용이 없는 자신의 수동 위치로 변위되어 있다. 이 위치에서는, 동력축(8)의 동력 단부(9)에 대한 지지부가 감속 기어박스(10)에 의해 직접 형성된다. 특히, 동력축(8)의 중심 맞춤이 감속 기어박스(10)의 구동 피니언(20)과 동력축(8)의 동력 단부(9) 사이의 접촉에 의해 직접 이루어진다. the 동력축. 피니언(20)과 동력축(8) 사이의 접촉은 도 2에서 참고번호 22로 도식적으로 표시되어 있다.

도 3에서는, 터보 샤프트 엔진이 감속 기어박스(10)로부터 분리되어 있다. 이 상황에서는, 힘(F)이 사라진 상태이므로, 스프링(16, 17)이 이동가능한 센트럴라이저(12)를 케이싱(5)으로부터 되밀기 위해서 이완될 수 있다. 그 결과 이동가능한 센트럴라이저(12)은 동력축(8)과 접촉 상태로 있는 자신의 능동 위치에 있다. 이러한 접촉은 이동가능한 센트럴라이저(12)의 접촉면(18)과 동력축(8)의 중심 맞춤 자리(11)에서 이루어진다. 센트럴라이저(12)의 접촉면(18)이 동력축(8)의 중심 맞춤 자리(11)와 접촉되면, 이동가능한 센트럴라이저(12)가 동력축(8)에 대한 지지 지지부를 형성한다. 도 3에서는, 이동가능한 센트럴라이저(12)가 중심 맞춤 자리(11)에 강력하게 맞닿아 있고, 이것은 동력축(8)에 대해서 지지부가 형성될 수 있게 한다. 이와 같이 동력축(8)은 자체유지(self-held) 된다. 이것은 이동가능한 센트럴라이저(12)의 능동 위치를 수반한다.

바람직한 실시례에 따르면, 센트럴라이저(12)의 접촉면(18)은 센트럴라이저가 능동 위치에서 상기 동력축(8)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 오목하다. 이것은 능동 위치에서 이동가능한 센트럴라이저(12)에 의한 동력축(8)의 유지를 향상시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바람직한 실시례에 따르면, 터보 샤프트 엔진이 동력축(8)의 둘레에, 서로 정반대로 배치된, 두 개의 이동가능한 센트럴라이저(42, 43)를 포함하고 있다. 이동가능한 센트럴라이저(42, 43)의 각각은, 예를 들면, 도 2 및 도 3과 관련하여 기술한 것과 같은 센트럴라이저이다.

도 5에 도시된 다른 실시례에 따르면, 터보 샤프트 엔진이 터보 샤프트 엔진의 자유 터빈의 동력축(8)의 둘레에 균등하게 분포된 세 개의 이동가능한 센트럴라이저(44, 45, 46)를 포함하고 있다. 도 5에 도시된 실시례에 따르면, 각각의 센트럴라이저는, 이 실시례에서는 오목한 것이 아니라 볼록한, 센트럴라이저(12)의 접촉면(18)을 제외하고는, 도 2 및 도 3과 관련하여 기술한 것과 동일하다.

도면에 도시되어 있지 않은 다른 실시례에 따르면, 터보 샤프트 엔진이 오목한 센트럴라이저와 볼록한 센트럴라이저 양자 모두를 포함할 수 있다.

도면에 도시되어 있지 않은 다른 실시례에 따르면, 터보 샤프트 엔진이 동력축의 둘레에 배치된 세 개의 이동가능한 센트럴라이저보다 많은 이동가능한 센트럴라이저를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 터보 샤프트 엔진을 포함하는 헬리콥터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 터보 샤프트 엔진의 이동가능한 센트럴라이저가 바람직하게는 (피스톤을 가지거나 회전자를 가진) 내연기관의 동력축에 설치될 수 있다는 것도 주의해야 한다.

이것은 가스 터빈을 항공기(고정익 항공기)의 터보프롭 엔진의 프로펠러 감속 기어(propeller reduction gear)에 연결시키는데 사용될 수도 있다.

Claims (8)

1. 감속 기어박스(10)에 기계적으로 연결될 수 있거나/감속 기어박스(10)로부터 기계적으로 분리될 수 있게 구성된 동력축(8)에 설치된 자유 터빈(7)과 가스 발생기(6)가 배치되어 있는 케이싱(5)을 포함하는 터보 샤프트 엔진에 있어서,
   상기 터보 샤프트 엔진이 상기 동력축(8)에 대한 지지부를 형성하고 상기 동력축(8)과 상기 감속 기어박스(10) 사이의 기계적인 분리에 대응하는 능동 위치로 알려진 위치와, 상기 동력축(8)으로부터 떨어져 있고 상기 동력축(8)과 상기 감속 기어박스(10) 사이의 기계적인 연결에 대응하는 수동 위치로 알려진 위치 사이에서 이동가능한 적어도 하나의 센트럴라이저(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 샤프트 엔진.
2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 이동가능한 센트럴라이저(12)가, 상기 동력축(8)을 상기 감속 기어박스(10)에 연결시키는 동안 상기 능동 위치로부터 상기 수동 위치로 자동적으로 이동할 수 있고, 상기 동력축(8)을 상기 감속 기어박스(10)로부터 분리시키는 동안 상기 수동 위치로부터 상기 능동 위치로 자동적으로 이동할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 터보 샤프트 엔진.
3. 제2항에 있어서, 적어도 하나의 이동가능한 센트럴라이저(12)가, 상기 동력축의 축선(X'X)과 평행한 축선을 가지고 있고, 상기 케이싱(5)의 원뿔형 부분(14)상에서의 가이드 램프(13)의 미끄럼이동이 상기 이동가능한 센트럴라이저(12)를 상기 동력축(8)에 대하여 변위시키도록 상기 케이싱(5)의 원뿔형 부분(14)과 동일한 형상으로 되어 있는 원뿔형 가이드 램프(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 샤프트 엔진.
4. 제3항에 있어서, 상기 케이싱(5)과 이동가능한 센트럴라이저(12)의 사이에서 상기 동력축(8)에 수직으로 설치된 적어도 하나의 반경방향 스프링(16)과, 상기 케이싱(5)과 상기 이동가능한 센트럴라이저(12)의 사이에 뻗어 있는 적어도 하나의 축방향 스프링(17)을 포함하고 있고, 상기 스프링(16, 17)이 상기 케이싱에 대해 고정되어 있으며 상기 이동가능한 센트럴라이저에 대해 미끄럼이동가능하도록 설치되고 있고, 상기 케이싱(5)의 상기 원뿔형 부분(14)상에서의 상기 가이드 램프(13)의 상기 케이싱(5)쪽으로의 자발적인 미끄럼이동에 저항하는 합력을 작용시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 터보 샤프트 엔진.
5. 제4항에 있어서, 적어도 하나의 이동가능한 센트럴라이저(12)가 감속 기어박스(10)의 지지면의 맞은편의 상기 동력축(8)의 축선(X'X)에 수직인 평면으로 뻗어 있는 정지부(15)를 가지고 있어서, 상기 동력축(8)과 상기 감속 기어박스(10) 사이의 기계적인 연결이, 상기 스프링(16, 18)의 압축을 통하여, 상기 센트럴라이저(12)를 상기 케이싱(5)의 상기 원뿔형 부분(14)상에서, 동력축(8)에 대한 지지부를 형성하는 상기 능동 위치로부터, 동력축(8)으로부터 떨어져 있는 상기 수동 위치로 미끄럼이동시키는 상기 지지면과 상기 정지부(15) 사이의 기계적인 접촉을 발생시키는 것을 특징으로 하는 터보 샤프트 엔진.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 이동가능한 센트럴라이저(12)가 능동 위치에서 상기 동력축(8)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 상기 동력축(8)과 접촉하는 오목한 접촉면(18)을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 터보 샤프트 엔진.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동력축(8)의 둘레에 배치된 적어도 두 개의 이동가능한 센트럴라이저(42, 43; 44, 45, 46)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보 샤프트 엔진.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 터보 샤프트 엔진을 포함하는 것을 특징으로 하는 헬리콥터.

Images