JP7535966B2 - ガスタービン発電機 - Google Patents

Description

本発明は、ガスタービン発電機に関するものである。

従来、航空機等の機体に搭載された圧縮機やタービンに発電機を接続し、この発電機からの電力を用いて複数のプロペラを駆動するガスタービン発電機の技術が種々提案されている。

例えば特許文献１には、複数のガスタービンエンジンと、ガスタービンエンジンの運転により発電する発電機と、プロペラの電動機に電力を供給するバッテリと、を備えるマルチ型ガスタービン発電機の構成が開示されている。ガスタービンエンジンとバッテリのいずれかを作動させることにより、ガスタービンエンジンから生成された電力が電動機を作動させる。特許文献１に記載の技術によれば、ガスタービンエンジンとバッテリとを組み合わせたハイブリッドタイプのガスタービン発電機とすることで、ガスタービンエンジンの故障等の種々の状況に対応できるとされている。

米国特許第９４９３２４５号明細書

ところで、このようなハイブリッドタイプのガスタービン発電機においては、例えば飛行中の外気による外乱等により、プロペラの負荷が変動する場合がある。また、ホバリング時の姿勢制御を行う際にも変動負荷が生じる場合がある。従来、これらの変動負荷に迅速に追従するため、バッテリの電力を用いて変動負荷分に対応している。このため、従来技術にあっては、変動負荷に対応する十分な量の電力を蓄えるためにバッテリを大型化する必要がある。その結果、バッテリの重量が重くなるおそれがあった。
特に、複数のガスタービンエンジンを有する特許文献１に記載の技術にあっては、複数のガスタービンエンジンそれぞれが発電機を有するため、バッテリ全体の重量がさらに重くなるおそれがあった。

そこで、本発明は、従来技術と比較してバッテリを小さくし、バッテリに係る重量の軽量化を図ることができるガスタービン発電機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係るガスタービン発電機（例えば、第１実施形態におけるガスタービン発電機１）は、発電機に接続されて前記発電機を駆動するとともに、前記発電機で発電される電力によって駆動される複数のロータ（例えば、第１実施形態におけるロータ１２）を備えたハイブリッド推進システムを有する航空機（例えば、第１実施形態における航空機１０）の機体に搭載されるガスタービン発電機において、第一圧縮機（例えば、第１実施形態における第一圧縮機２１）、前記第一圧縮機と一体回転する第一タービン（例えば、第１実施形態における第一タービン２２）、前記第一圧縮機と前記第一タービンとを接続する第一回転軸（例えば、第１実施形態における第一回転軸２３）、及び前記第一回転軸に接続されるとともに前記第一圧縮機と前記第一タービンとの間に配置される第一発電機（例えば、第１実施形態における第一発電機２４）を有する第一ガスタービン要素（例えば、第１実施形態における第一ガスタービン要素２）と、第二圧縮機（例えば、第１実施形態における第二圧縮機３１）、前記第二圧縮機と一体回転する第二タービン（例えば、第１実施形態における第二タービン３２）、前記第二圧縮機と前記第二タービンとを接続する第二回転軸（例えば、第１実施形態における第二回転軸３３）、及び前記第二回転軸に接続されるとともに前記第二圧縮機と前記第二タービンとの間に配置される第二発電機（例えば、第１実施形態における第二発電機３４）を有する第二ガスタービン要素（例えば、第１実施形態における第二ガスタービン要素３）と、前記第一ガスタービン要素及び前記第二ガスタービン要素にそれぞれ接続される単一の燃焼器（例えば、第１実施形態における燃焼器４）と、前記第一圧縮機と前記燃焼器とを接続し、前記第一圧縮機により圧縮された空気を前記燃焼器の吸気口（例えば、第１実施形態における吸気口４０）へ流通させる第一供給管（例えば、第１実施形態における第一供給管５１）と、前記第二圧縮機と前記燃焼器とを接続し、前記第二圧縮機により圧縮された空気を前記燃焼器の前記吸気口へ流入させる第二供給管（例えば、第１実施形態における第二供給管５２）と、前記燃焼器と前記第一タービンとを接続し、前記燃焼器から排出された空気を前記第一タービンへ流通させる第一排出管（例えば、第１実施形態における第一排出管５３）と、前記燃焼器と前記第二タービンとを接続し、前記燃焼器から排出された空気を前記第二タービンへ流通させる第二排出管（例えば、第１実施形態における第二排出管５４）と、前記第一回転軸及び前記第二回転軸の少なくとも一方に接続されるフライホイール（例えば、第１実施形態におけるフライホイール７）と、を備え、前記フライホイールは、前記第一ガスタービン要素及び前記第二ガスタービン要素のうち前記フライホイールが接続されたガスタービン要素において発生するトルク変動を吸収することを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明に係るガスタービン発電機は、前記第一回転軸に接続され、前記第一ガスタービン要素において発生するトルク変動を吸収する第一フライホイール（例えば、第１実施形態における第一フライホイール７１）と、前記第二回転軸に接続され、前記第二ガスタービン要素において発生するトルク変動を吸収する第二フライホイール（例えば、第１実施形態における第二フライホイール７２）と、を備えることを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明に係るガスタービン発電機は、前記第一回転軸に設けられ、前記第一フライホイールと前記第一回転軸とを接続する接続状態及び前記第一フライホイールと前記第一回転軸との接続を解除する非接続状態を切り替える第一クラッチ（例えば、第１実施形態における第一クラッチ７３）と、前記第二回転軸に設けられ、前記第二フライホイールと前記第二回転軸とを接続する接続状態及び前記第二フライホイールと前記第二回転軸との接続を解除する非接続状態を切り替える第二クラッチ（例えば、第１実施形態における第二クラッチ７４）と、を備え、エンジン始動時には前記第一クラッチ及び前記第二クラッチを前記非接続状態とすることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明に係るガスタービン発電機は、前記第一フライホイール及び前記第二フライホイールは、慣性モーメントの大きさが変化する可変フライホイール（例えば、第２実施形態における第一フライホイール２７１）であることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明に係るガスタービン発電機は、前記第一供給管に設けられ、前記第一供給管内の空気の流通を遮断可能な第一開閉弁（例えば、第１実施形態における第一開閉弁６１）と、前記第二供給管に設けられ、前記第二供給管内の空気の流通を遮断可能な第二開閉弁（例えば、第１実施形態における第二開閉弁６２）と、前記第一排出管に設けられ、前記第一排出管内の空気の流通を遮断可能な第三開閉弁（例えば、第１実施形態における第三開閉弁６３）と、前記第二排出管に設けられ、前記第二排出管内の空気の流通を遮断可能な第四開閉弁（例えば、第１実施形態における第四開閉弁６４）と、を備え、前記航空機は、前記第一ガスタービン要素及び前記第二ガスタービン要素に対する要求出力が所定値より大きい第一運転モード（例えば、第１実施形態における第一運転モードＭ１）と、要求出力が前記所定値より小さい第二運転モード（例えば、第１実施形態における第二運転モードＭ２）と、に切り替え可能であり、前記第二運転モードにおいて、前記第一ガスタービン要素及び前記第二ガスタービン要素の一方の動作を停止するとともに、前記停止されたガスタービン要素に接続される供給管及び排出管に設けられる開閉弁を閉じることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明に係るガスタービン発電機は、前記航空機の飛行状態に応じて基本負荷（例えば、第１実施形態における基本負荷８１）が設定されており、前記基本負荷に対する出力は、前記第一発電機及び前記第二発電機の発電電力が担い、前記基本負荷に対しての差分である変動負荷（例えば、第１実施形態における変動負荷８２）に対する出力は、前記フライホイールの慣性モーメントに基づく発電電力が担うことを特徴としている。

本発明の請求項１に記載のガスタービン発電機によれば、ガスタービン発電機は、２個のガスタービン要素と単一の燃焼器とを備えるマルチ型のガスタービン発電機である。複数のガスタービン要素が単一の燃焼器に接続されているので、複数のガスタービン要素に対応して複数の燃焼器を有する従来技術と比較して、部品点数を削減できる。これにより、ガスタービン発電機全体の重量の増加を抑制することができる。また、ガスタービン発電機の軽量化により、燃費を向上するとともにバッテリからの無駄な燃料損失を削減できる。よって、バッテリを小さくできる。
ガスタービン発電機は、フライホイールを有する。フライホイールは、回転軸に接続され、接続されたガスタービン要素において発生するトルク変動（変動負荷）を吸収する。フライホイールは、回転軸とともに回転することにより、慣性モーメントを発生させる。このため、フライホイールの慣性モーメントに基づく発電電力を利用して、航空機に生じた種々の変動負荷を吸収できる。これにより、バッテリからの発電電力を利用して変動負荷を吸収する従来技術と比較して、変動負荷に対応するためのバッテリからの無駄な電力消費を抑制できる。よって、バッテリの容量を従来よりも小さくすることができる。その結果、バッテリを小型化及び軽量化するとともに、バッテリに係るコストの増加も抑制できる。特に複数のガスタービン要素を備えるマルチ型ガスタービン発電機において、従来よりもバッテリ全体に係る軽量化を実現できる。
したがって、従来技術と比較してバッテリを小さくし、バッテリに係る重量の軽量化を図ることができるガスタービン発電機を提供できる。

本発明の請求項２に記載のガスタービン発電機によれば、ガスタービン発電機は、第一フライホイール及び第二フライホイールを有する。第一フライホイールは、第一回転軸に接続され、第一ガスタービン要素において発生するトルク変動（変動負荷）を吸収する。
第二フライホイールは、第二回転軸に接続され、第二ガスタービン要素において発生するトルク変動（変動負荷）を吸収する。このように複数のガスタービン要素に対してそれぞれフライホイールが設けられるので、複数のガスタービン要素における変動負荷を効果的に吸収できる。また、例えば一方のガスタービン要素を停止させた場合であっても、動作中のガスタービン要素に設けられたフライホイールにより変動負荷を吸収できる。よって、特にマルチ型ガスタービン発電機において、種々の状況に対応可能なガスタービン発電機とすることができる。

本発明の請求項３に記載のガスタービン発電機によれば、第一回転軸には第一クラッチが設けられ、第二回転軸には第二クラッチが設けられる。各クラッチは、フライホイールと回転軸とを接続する接続状態と、フライホイールと回転軸との接続を解除する非接続状態と、を切り替え可能である。クラッチにより、各回転軸に対してフライホイールの接触及び非接触を切り替えることができるので、航空機の飛行状態等に応じてフライホイールの慣性モーメントを有効に利用できる。よって、ガスタービン発電機の汎用性を向上できる。また、エンジン始動時には、各クラッチを非接続状態とする。クラッチを非接続状態とすることにより、各回転軸における慣性モーメントが小さくなるので、ガスタービンエンジンを加速させ易くすることができる。よって、エンジン始動に係る時間を短縮できる。

本発明の請求項４に記載のガスタービン発電機によれば、第一フライホイール及び第二フライホイールは、慣性モーメントの大きさが変化する可変フライホイールである。これにより、変動負荷の大きさや変動負荷が生じる時間の長さに応じて慣性モーメントの大きさを変化させることができる。よって、航空機に生じる変動負荷に対してより正確に対応できる。さらに、慣性モーメントの大きさを最適化することによりガスタービン発電機の効率を向上し、より一層バッテリの無駄な電力消費を抑制できる。

本発明の請求項５に記載のガスタービン発電機によれば、第一供給管、第二供給管、第一排出管及び第二排出管には、それぞれ第一開閉弁、第二開閉弁、第三開閉弁及び第四開閉弁が設けられる。航空機は、要求出力が大きい第一運転モードと要求出力が小さい第二運転モードとに切り替え可能となっている。これにより、例えば航空機の離着陸時などの高負荷時と、巡航時などの低負荷時と、の複数の運転モードにおいてそれぞれ最適な形態でガスタービン発電機を使用することができる。よって、従来技術と比較してガスタービン発電機の燃費を向上できる。
特に低負荷時に対応する第二運転モードでは、２個のガスタービン要素のうち一方のガスタービン要素を停止させる。このとき、停止されたガスタービン要素に接続される各配管に設けられる開閉弁を閉じる。これにより、例えば航空機が巡航する場合等の低負荷時に第二運転モードに切り替えることで、バッテリの過剰な電力生成を抑制できる。よって、バッテリを小型化及び軽量化することができる。

本発明の請求項６に記載のガスタービン発電機によれば、航空機の飛行状態に応じて基本負荷が設定されている。基本負荷に対する出力は、前記第一発電機及び前記第二発電機の発電電力が担う。基本負荷に対しての差分である変動負荷に対する出力は、フライホイールの慣性モーメントに基づく発電電力が担う。これにより、変動負荷をフライホイールのみによって吸収できるので、バッテリが不要となる。よって、バッテリレスのガスタービン発電機とすることができる。これによりガスタービン発電機のさらなる軽量化を図ることができる。

第１実施形態に係るガスタービン発電機を搭載した航空機の外観図。 第１実施形態に係るガスタービン発電機の概略構成図。 第１実施形態に係る航空機の変動負荷を示すグラフ。 第２実施形態に係るガスタービン発電機における可変フライホイールの構成を示す概略構成図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るガスタービン発電機１を搭載した航空機１０の外観図である。
航空機１０は、例えば、機体１１と、複数のロータ１２Ａ～１２Ｄと、複数の電動機１４Ａ～１４Ｄと、取り付け部材１６Ａ～１６Ｄと、ガスタービン発電機１と、を備える。以下、複数のロータ１２Ａ～１２Ｄを互いに区別しない場合は、ロータ１２と称し、複数の電動機１４Ａ～１４Ｄを互いに区別しない場合は、電動機１４と称する。
航空機１０は、詳しくは後述する発電機２４，３４で発電される電力によって駆動される複数のロータを備えたハイブリッド推進システムを有する。

ロータ１２Ａは、取り付け部材１６Ａを介して機体１１に取り付けられている。ロータ１２Ａの基部（回転軸）には、電動機１４Ａが取り付けられている。電動機１４Ａは、ロータ１２Ａを駆動させる。電動機１４Ａは、例えばブラシレスＤＣモータである。ロータ１２Ａは、航空機１０が水平姿勢である場合に、重力方向と平行な軸線周りに回転するブレードの固定翼である。ロータ１２Ｂ～１２Ｄ、取り付け部材１６Ｂ～１６Ｄ、および電動機１４Ｂ～１４Ｄについても、上記と同様の機能構成を有するため説明を省略する。

制御信号に応じてロータ１２が回転することで、航空機１０は、所望の飛行状態で飛行する。制御信号は、操作者の操作または自動操縦における指示に基づく航空機１０を制御するための信号である。例えば、ロータ１２Ａとロータ１２Ｄとが第１方向（例えば時計方向）に回転し、ロータ１２Ｂとロータ１２Ｃとが第２方向（例えば反時計方向）に回転することで航空機１０が飛行する。また、上記のロータ１２の他に、不図示の姿勢保持用あるいは水平推進用の補助ロータ等が設けられてもよい。

図２は、第１実施形態に係るガスタービン発電機１の概略構成図である。図２は、複数の運転モードのうち第一運転モードＭ１におけるガスタービン発電機１の動作を説明するための図である。
ガスタービン発電機１は、航空機１０の内部に搭載されている。ガスタービン発電機１は、航空機のロータ１２Ａ～１２Ｄ（図１参照）を駆動させる動力源となる電力を発電する。ガスタービン発電機１は、いわゆるガスタービンエンジンからなる。ガスタービン発電機１は、第一ガスタービン要素２と、第二ガスタービン要素３と、単一の燃焼器４と、複数の配管５と、複数の開閉弁６と、フライホイール７と、を備える。

（ガスタービン要素）
第一ガスタービン要素２は、第一圧縮機２１と、第一タービン２２と、第一回転軸２３と、第一発電機２４と、を有する。第一圧縮機２１は、航空機１０の機体１１に設けられた不図示の通風孔から吸入される吸入空気を圧縮する。第一タービン２２は、第一圧縮機２１と接続されて第一圧縮機２１と一体回転する。第一回転軸２３は、第一圧縮機２１と第一タービン２２とを連結している。第一回転軸２３は、例えば機体１１の前後方向に沿って延びている。第一回転軸２３の前端部に第一圧縮機２１が接続されている。第一回転軸２３の後端部に第一タービン２２が接続されている。

第一発電機２４は、第一回転軸２３の軸方向において、第一圧縮機２１と第一タービン２２との間に配置されている。第一発電機２４は、第一回転軸２３と同軸上に設けられるとともに、減速機構等を介して第一回転軸２３に接続されている。第一発電機２４は、第一タービン２２の駆動によって電力（交流電力）を発電する。第一発電機２４で発電された交流電力は不図示のパワードライブユニット（ＰＤＵ）のコンバータで直流電力に変換され、バッテリ１７に貯留される。さらにバッテリ１７からの放電電力がインバータ１８を介して電動機１４に供給されることにより、電動機１４が駆動する。

第二ガスタービン要素３は、第一ガスタービン要素２に対して、例えば機体１１の左右方向に並んで設けられている。第二ガスタービン要素３の構成は、第一ガスタービン要素２の構成と同等である。つまり、第二ガスタービン要素３は、第二圧縮機３１と、第二タービン３２と、第二回転軸３３と、第二発電機３４と、を有する。第二圧縮機３１は、機体１１に設けられた通風孔（不図示）から吸入される吸入空気を圧縮する。第二タービン３２は、第二圧縮機３１と接続されて第二圧縮機３１と一体回転する。第二回転軸３３は、第二圧縮機３１と第二タービン３２とを連結している。

第二発電機３４は、第二回転軸３３の軸方向において、第二圧縮機３１と第二タービン３２との間に配置されている。第二発電機３４は、第二回転軸３３と同軸上に設けられるとともに、減速機構等を介して第二回転軸３３に接続されている。第二発電機３４は、第二タービン３２の駆動によって電力（交流電力）を発電する。第二発電機３４で発電された交流電力は不図示のパワードライブユニット（ＰＤＵ）のコンバータで直流電力に変換され、バッテリ１７に貯留される。なお、本実施形態において、第一発電機２４及び第二発電機３４は共通のバッテリ１７に接続されて電力を貯蓄するが、第一発電機２４及び第二発電機３４がそれぞれ異なるバッテリに接続されてそれぞれのバッテリに電力を貯蓄する構成であってもよい。

（燃焼器）
燃焼器４は、２個のガスタービン要素（第一ガスタービン要素２及び第二ガスタービン要素３）に対して１個設けられる。燃焼器４は、第一ガスタービン要素２及び第二ガスタービン要素３の並び方向（機体１１の左右方向）において、第一ガスタービン要素２と第二ガスタービン要素３との間に配置されている。燃焼器４は、機体１１の前後方向において、各圧縮機２１，３１と各タービン２２，３２との間に位置している。燃焼器４は、第一ガスタービン要素２及び第二ガスタービン要素３にそれぞれ接続される。燃焼器４には、第一圧縮機２１及び第二圧縮機３１の少なくとも一方からの圧縮空気が流入する。

（複数の配管）
複数の配管５は、第一供給管５１と、第二供給管５２と、第一排出管５３と、第二排出管５４と、を有する。第一供給管５１は、第一圧縮機２１と燃焼器４の吸気口４０とを接続する。第一供給管５１は、第一圧縮機２１により圧縮された空気を燃焼器４へ向けて流通させる。第二供給管５２は、第二圧縮機３１と燃焼器４の吸気口４０とを接続する。第二供給管５２は、第二圧縮機３１により圧縮された空気を燃焼器４へ向けて流通させる。第一供給管５１と第二供給管５２とは、互いに内部の空気が混ざることなく独立して形成されている。

第一排出管５３は、燃焼器４の排気口４１と第一タービン２２とを接続している。第一排出管５３は、燃焼器４から排出された空気を第一タービン２２へ向けて流通させる。第二排出管５４は、燃焼器４の排気口４１と第二タービン３２とを接続している。第二排出管５４は、燃焼器４から排出された空気を第二タービン３２へ向けて流通させる。第一排出管５３と第二排出管５４とは、互いに内部の空気が混ざることなく独立して形成されている。

（複数の開閉弁）
複数の開閉弁６は、第一開閉弁６１と、第二開閉弁６２と、第三開閉弁６３と、第四開閉弁６４と、を有する。第一開閉弁６１は、第一供給管５１に設けられ、第一供給管５１内の空気の流通を許可又は遮断するように切り替え可能となっている。第二開閉弁６２は、第二供給管５２に設けられ、第二供給管５２内の空気の流通を許可又は遮断するように切り替え可能となっている。第三開閉弁６３は、第一排出管５３に設けられ、第一排出管５３内の空気の流通を許可又は遮断するように切り替え可能となっている。第四開閉弁６４は、第二排出管５４に設けられ、第二排出管５４内の空気の流通を許可又は遮断するように切り替え可能となっている。各開閉弁は、例えば通電のオン／オフの切り替えによって弁を開閉する電磁弁等である。

（フライホイール）
フライホイール７は、第一回転軸２３及び第二回転軸３３の少なくとも一方に接続され、接続されたガスタービン要素において発生するトルク変動を吸収する。本実施形態において、フライホイール７は、第一フライホイール７１と、第二フライホイール７２と、を有する。

第一フライホイール７１は、第一回転軸２３に接続され、第一ガスタービン要素２において発生するトルク変動を吸収する。第一フライホイール７１は、第一回転軸２３と同軸の円板状に形成されている。第一フライホイール７１は、第一回転軸２３の端部に設けられている。具体的に、本実施形態の第一フライホイール７１は、第一圧縮機２１よりも第一タービン２２とは反対側に突出した第一回転軸２３の端部に設けられている。換言すれば、第一フライホイール７１は、第一圧縮機２１に対して第一タービン２２と反対側に設けられている。

第一フライホイール７１と第一圧縮機２１の間には、第一クラッチ７３が設けられている。第一クラッチ７３は、第一回転軸２３上に設けられている。第一クラッチ７３は、第一フライホイール７１と第一回転軸２３とが接続される接続状態と、第一フライホイール７１と第一回転軸２３との接続が解除される非接続状態と、を切り替える。第一クラッチ７３は、例えば電磁クラッチである。電磁クラッチがＯＮとされることにより、第一フライホイール７１と第一回転軸２３とが接続される（接続状態）。電磁クラッチがＯＦＦとされることにより、第一フライホイール７１と第一回転軸２３との接続が解除され、第一フライホイール７１は第一回転軸２３に対して空転する状態となる（非接続状態）。

第二フライホイール７２は、第二回転軸３３に接続され、第二ガスタービン要素３において発生するトルク変動を吸収する。第二フライホイール７２は、第二回転軸３３と同軸の円板状に形成されている。第二ホイールの構成は、第一ホイールの構成と同等となっている。第二フライホイール７２は、第二回転軸３３の端部に設けられている。具体的に、本実施形態の第二フライホイール７２は、第二圧縮機３１よりも第二タービン３２とは反対側に突出した第二回転軸３３の端部に設けられている。換言すれば、第二フライホイール７２は、第二圧縮機３１に対して第二タービン３２と反対側に設けられている。

第二フライホイール７２と第二圧縮機３１の間には、第二クラッチ７４が設けられている。第二クラッチ７４は、第二回転軸３３上に設けられている。第二クラッチ７４は、第二フライホイール７２と第二回転軸３３とが接続される接続状態と、第二フライホイール７２と第二回転軸３３との接続が解除される非接続状態と、を切り替える。第二クラッチ７４は、例えば電磁クラッチである。電磁クラッチがＯＮとされることにより、第二フライホイール７２と第二回転軸３３とが接続される（接続状態）。電磁クラッチがＯＦＦとされることにより、第二フライホイール７２と第一回転軸２３との接続が解除され、第二フライホイール７２は第二回転軸３３に対して空転する状態となる（非接続状態）。

図３は、第１実施形態に係る航空機１０の変動負荷８２を示すグラフである。
図３に示すように、ガスタービン発電機１を搭載する航空機１０には、航空機１０の飛行状態に応じて基本負荷８１が設定されている。基本負荷８１は、例えば航空機１０が巡航や離着陸、ホバリング等の各種動作を行う際にガスタービン発電機１にかかる負荷である。例えば航空機１０が離着陸する際の基本負荷８１は、航空機１０が巡航する際の基本負荷８１より大きい。

ここで、航空機１０が実際に飛行する際、基本負荷８１に加え、外気等の外乱によりプロペラには短周期で振動する変動負荷８２が作用する場合がある。或いは、ホバリング時の姿勢制御を行う際にも変動負荷８２が作用する場合がある。変動負荷８２は、基本負荷８１に対しての差分である。

図２及び図３に示すように、本実施形態において、基本負荷８１に対する出力は、第一発電機２４及び第二発電機３４の発電電力が担う。一方、変動負荷８２に対する出力は、第一フライホイール７１及び第二フライホイール７２の慣性モーメントに基づく発電電力が担う。よって、第一クラッチ７３により第一フライホイール７１と第一回転軸２３とが接続状態となることにより、第一フライホイール７１の慣性モーメントを利用して変動負荷８２が吸収される。同様に、第二クラッチ７４により第二フライホイール７２と第二回転軸３３とが接続状態となることにより、第二フライホイール７２の慣性モーメントを利用して変動負荷８２が吸収される。

なお、本実施形態では、各発電機により発電された電力がバッテリ１７に充電され、バッテリ１７からインバータ１８を介してロータ（プロペラ）に電力が供給される構成としたが、バッテリ１７を省略してもよい。すなわち、第一フライホイール７１及び第二フライホイール７２により変動負荷８２を全て吸収可能であれば、変動負荷８２を吸収するためのバッテリ１７は設けなくてもよい。

また、本実施形態において、エンジンが停止した状態からエンジンを始動する際には、第一クラッチ７３及び第二クラッチ７４を非接続状態となるように制御する。つまり、エンジン始動時には、第一フライホイール７１及び第二フライホイール７２は、第一回転軸２３及び第二回転軸３３に対してそれぞれ接続されていない。

（ガスタービン発電機における運転モード）
次に、ガスタービン発電機１における運転モードについて説明する。上述の複数の開閉弁６は、不図示の制御部によりそれぞれ独立に開閉可能に制御される。制御部は、例えば電気的な方法により各開閉弁６に信号を送信する。複数の開閉弁６は、それぞれ受信した信号により開状態又は閉状態に切り替えられる。制御部は、航空機１０の状態情報やパイロットからの操作情報等に基づいて、航空機１０が所定の運転モードであることを特定し、特定された運転モードの種類に応じて所定の組み合わせで各開閉弁６を開閉させる。本実施形態において、制御部は、少なくとも第一運転モードＭ１と第二運転モードＭ２との２個の運転モードを特定可能である。

以下に、各運転モードにおけるガスタービン発電機１の動作について説明する。
始めに、第一運転モードＭ１におけるガスタービン発電機１の動作を説明する。第一運転モードＭ１は、第一ガスタービン要素２及び第二ガスタービン要素３に対する要求出力が所定値より大きい場合の運転モードである。要求出力とは、航空機１０が制御信号に応じた飛行状態に移行するため、または飛行状態を維持するために必要な電力である。図３に示すように、第一運転モードＭ１は、例えば航空機１０が離着陸を行うなどの高負荷時に対応する運転モードである。

図２に示すように、第一運転モードＭ１において、制御部は、第一開閉弁６１、第二開閉弁６２、第三開閉弁６３及び第四開閉弁６４を開く。つまり、第一供給管５１、第二供給管５２、第一排出管５３及び第二排出管５４の全ての配管５内に流体（空気又は燃焼ガス）が流通可能となっている。

第一圧縮機２１は、外気を吸入して圧縮する。第一圧縮機２１により圧縮された空気は、第一供給管５１を流通して燃焼器４へ流入する。第二圧縮機３１は、外気を吸入して圧縮する。第二圧縮機３１により圧縮された空気は、第二供給管５２を流通して燃焼器４へ流入する。これにより、燃焼器４には、第一圧縮機２１及び第二圧縮機３１のそれぞれから圧縮空気が流入するので、燃焼器４に要求された出力を発生するのに十分な流量の空気が供給される。

燃焼器４から排出された燃焼ガスの約半分は、第一排出管５３を流通して第一タービン２２に供給され、第一タービン２２を回転させる。その後、燃焼ガスは第一タービン２２から外部へ排出される。燃焼器４から排出された燃焼ガスの残りの半分は、第二排出管５４を流通して第二タービン３２に供給され、第二タービン３２を回転させる。その後、燃焼ガスは第二タービン３２から外部へ排出される。第一タービン２２及び第二タービン３２が回転することにより、第一発電機２４及び第二発電機３４が回転駆動され、電力を発電する。

次に、第二運転モードＭ２におけるガスタービン発電機１の動作について説明する。第二運転モードＭ２は、出力値が所定値よりも小さい運転モードである。
第二運転モードＭ２において、制御部は、第一ガスタービン要素２及び第二ガスタービン要素３のうち一方の動作を停止するとともに、停止されたガスタービン要素に接続される供給管及び排出管に設けられる開閉弁６をそれぞれ閉じる。ここでは、第二ガスタービン要素３の動作を停止した場合について説明する。制御部は、停止された第二ガスタービン要素３に接続される第二供給管５２及び第二排出管５４に設けられる開閉弁６を閉じる。具体的に、制御部は、第一開閉弁６１及び第三開閉弁６３を開くとともに、第二開閉弁６２及び第四開閉弁６４を閉じる。これにより、制御部は、第二ガスタービン要素３の動作を停止させ、かつ第一ガスタービン要素２を動作させる。

第二運転モードＭ２において、第一圧縮機２１は、外気を吸入して圧縮する。第一圧縮機２１により圧縮された空気は、第一供給管５１を流通して燃焼器４へ流入する。燃焼器４から排出された燃焼ガスは、第一排出管５３を流通して第一タービン２２に供給され、第一タービン２２を回転させる。その後、燃焼ガスは第一タービン２２から外部へ排出される。

（作用、効果）
次に、上述のガスタービン発電機１の作用、効果について説明する。
本実施形態のガスタービン発電機１によれば、ガスタービン発電機１は、２個のガスタービン要素と単一の燃焼器４とを備えるマルチ型のガスタービン発電機１である。複数のガスタービン要素２，３が単一の燃焼器４に接続されているので、複数のガスタービン要素２，３に対応して複数の燃焼器を有する従来技術と比較して、部品点数を削減できる。これにより、ガスタービン発電機１全体の重量の増加を抑制することができる。また、ガスタービン発電機１の軽量化により、燃費を向上するとともにバッテリ１７からの無駄な燃料損失を削減できる。よって、バッテリ１７を小さくできる。

ガスタービン発電機１は、フライホイール７を有する。フライホイール７は、回転軸に接続され、接続されたガスタービン要素において発生するトルク変動（変動負荷８２）を吸収する。フライホイール７は、回転軸とともに回転することにより、慣性モーメントを発生させる。このため、フライホイール７の慣性モーメントに基づく発電電力を利用して、航空機１０に生じた種々の変動負荷８２を吸収できる。これにより、バッテリ１７からの発電電力を利用して変動負荷８２を吸収する従来技術と比較して、変動負荷８２に対応するためのバッテリ１７からの無駄な電力消費を抑制できる。よって、バッテリ１７の容量を従来よりも小さくすることができる。その結果、バッテリ１７を小型化及び軽量化するとともに、バッテリ１７に係るコストの増加も抑制できる。特に複数のガスタービン要素を備えるマルチ型ガスタービン発電機１において、従来よりもバッテリ１７全体に係る軽量化を実現できる。
したがって、従来技術と比較してバッテリ１７を小さくし、バッテリ１７に係る重量の軽量化を図ることができるガスタービン発電機１を提供できる。

ガスタービン発電機１は、第一フライホイール７１及び第二フライホイール７２を有する。第一フライホイール７１は、第一回転軸２３に接続され、第一ガスタービン要素２において発生するトルク変動（変動負荷８２）を吸収する。
第二フライホイール７２は、第二回転軸３３に接続され、第二ガスタービン要素３において発生するトルク変動（変動負荷８２）を吸収する。このように複数のガスタービン要素２，３に対してそれぞれフライホイール７が設けられるので、複数のガスタービン要素２，３における変動負荷８２を効果的に吸収できる。また、例えば一方のガスタービン要素（本実施形態では第二ガスタービン要素３）を停止させた場合であっても、動作中の第一ガスタービン要素２に設けられたフライホイール７により変動負荷８２を吸収できる。よって、特にマルチ型ガスタービン発電機１において、種々の状況に対応可能なガスタービン発電機１とすることができる。

第一回転軸２３には第一クラッチ７３が設けられ、第二回転軸３３には第二クラッチ７４が設けられる。各クラッチ７３，７４は、フライホイール７と回転軸とを接続する接続状態と、フライホイール７と回転軸との接続を解除する非接続状態と、を切り替え可能である。クラッチ７３，７４により、各回転軸２３，３３に対してフライホイール７の接触及び非接触を切り替えることができるので、航空機１０の飛行状態等に応じてフライホイール７の慣性モーメントを有効に利用できる。よって、ガスタービン発電機１の汎用性を向上できる。また、エンジン始動時には、各クラッチ７３，７４を非接続状態とする。クラッチ７３，７４を非接続状態とすることにより、各回転軸２３，３３における慣性モーメントが小さくなるので、ガスタービンエンジンを加速させ易くすることができる。よって、エンジン始動に係る時間を短縮できる。

第一供給管５１、第二供給管５２、第一排出管５３及び第二排出管５４には、それぞれ第一開閉弁６１、第二開閉弁６２、第三開閉弁６３及び第四開閉弁６４が設けられる。航空機１０は、要求出力が大きい第一運転モードＭ１と要求出力が小さい第二運転モードＭ２とに切り替え可能となっている。これにより、例えば航空機１０の離着陸時などの高負荷時と、巡航時などの低負荷時と、の複数の運転モードにおいてそれぞれ最適な形態でガスタービン発電機１を使用することができる。よって、従来技術と比較してガスタービン発電機１の燃費を向上できる。
特に低負荷時に対応する第二運転モードＭ２では、２個のガスタービン要素２，３のうち一方のガスタービン要素（本実施形態では第二ガスタービン要素３）を停止させる。このとき、停止された第二ガスタービン要素３に接続される各配管５に設けられる開閉弁６を閉じる。これにより、例えば航空機１０が巡航する場合等の低負荷時に第二運転モードＭ２に切り替えることで、バッテリ１７の過剰な電力生成を抑制できる。よって、バッテリ１７を小型化及び軽量化することができる。

航空機１０の飛行状態に応じて基本負荷８１が設定されている。基本負荷８１に対する出力は、前記第一発電機２４及び前記第二発電機３４の発電電力が担う。基本負荷８１に対しての差分である変動負荷８２に対する出力は、フライホイール７の慣性モーメントに基づく発電電力が担う。これにより、変動負荷８２をフライホイール７のみによって吸収できるので、バッテリ１７が不要となる。よって、バッテリレスのガスタービン発電機１とすることができる。これによりガスタービン発電機１のさらなる軽量化を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係るガスタービン発電機１における可変フライホイールの構成を示す概略構成図である。以下の説明において、上述した第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。本実施形態では、フライホイール７が可変フライホイールである点において上述した第１実施形態と相違している。

第２実施形態において、第一フライホイール２７１及び第二フライホイール７２は、慣性モーメントの大きさが変化する可変フライホイールである。第一フライホイール２７１及び第二フライホイール７２は同等の構成とされているため、以下では第一フライホイール２７１について説明し、第二フライホイール７２についての説明を省略する。以下、第一フライホイール２７１を単にフライホイール２７１という場合がある。

フライホイール２７１は、インナフライホイール２７５と、アウタフライホイール２７６と、を有する。インナフライホイール２７５及びアウタフライホイール２７６は、第一圧縮機２１に対して第一タービン２２と反対側に設けられている。
インナフライホイール２７５は、比較的慣性モーメントが小さいフライホイールである。インナフライホイール２７５は、第一圧縮機２１よりも第一タービン２２とは反対側に突出した第一回転軸２３に設けられている。インナフライホイール２７５は、第一回転軸２３と同軸の円板状に形成されている。インナフライホイール２７５は、インナ側クラッチ２７７を介して第一回転軸２３に接続されている。

インナ側クラッチ２７７は、インナフライホイール２７５と第一圧縮機２１との間に設けられている。インナ側クラッチ２７７は、第一回転軸２３上に設けられている。インナ側クラッチ２７７は、インナフライホイール２７５と第一回転軸２３とが接続される接続状態と、インナフライホイール２７５と第一回転軸２３との接続が解除される非接続状態と、を切り替える。

アウタフライホイール２７６は、インナフライホイール２７５と比較して慣性モーメントが大きいフライホイールである。アウタフライホイール２７６は、インナフライホイール２７５に対して第一圧縮機２１と反対側に設けられている。アウタフライホイール２７６は、第一回転軸２３と同軸の筒状に形成されている。アウタフライホイール２７６は、アウタ側クラッチ２７８を介して第一回転軸２３に接続されている。

具体的に、アウタフライホイール２７６は、底部２８５と、側部２８６と、を有する一方が開口した有底筒状に形成されている。底部２８５は、第一回転軸２３と直交するとともに第一回転軸２３と同軸な円板状に形成されている。底部２８５は、第一回転軸２３の軸方向においてインナフライホイール２７５と間隔をあけて設けられている。側部２８６は、底部２８５の外周部から第一回転軸２３の軸方向におけるインナフライホイール２７５側に向かって延びている。側部２８６は、第一回転軸２３と同軸な環状に形成されている。側部２８６の内周面には、ベアリング２７９が挿入されている。ベアリング２７９の内側には、インナフライホイール２７５が取り付けられている。つまり、アウタフライホイール２７６の内側にインナフライホイール２７５が配置されている。ベアリング２７９を介してアウタフライホイール２７６の内周面とインナフライホイール２７５の外周面とが相対回転自在に接続されている。

アウタ側クラッチ２７８は、アウタフライホイール２７６の底部２８５とインナフライホイール２７５との間に設けられている。アウタ側クラッチ２７８は、第一回転軸２３上に設けられている。アウタ側クラッチ２７８は、アウタフライホイール２７６と第一回転軸２３とが接続される接続状態と、アウタフライホイール２７６と第一回転軸２３との接続が解除される非接続状態と、を切り替える。本実施形態において、アウタ側クラッチ２７８及びインナ側クラッチ２７７は同軸上に配置され、かつ第一圧縮機２１から近い順にインナ側クラッチ２７７、アウタ側クラッチ２７８の順で配置される。このため、アウタフライホイール２７６を第一回転軸２３と接続させるためには、インナ側クラッチ２７７及びアウタ側クラッチ２７８の両方を接続状態とする必要がある。

例えば変動負荷８２が小さい場合やエンジン始動時の初期には、インナ側クラッチ２７７をＯＮとし、アウタ側クラッチ２７８をＯＦＦとする。これにより、インナフライホイール２７５のみが第一回転軸２３と接続される。
一方、例えば変動負荷８２が大きい場合やエンジンが定常運転となった場合には、インナ側クラッチ２７７及びアウタ側クラッチ２７８をＯＮとする。これにより、インナフライホイール２７５及びアウタフライホイール２７６の両方が第一回転軸２３と接続される。よって、インナフライホイール２７５のみが第一回転軸２３と接続される場合と比較して大きな慣性モーメントが得られる。

第２実施形態によれば、第一フライホイール２７１及び第二フライホイール７２は、慣性モーメントの大きさが変化する可変フライホイールである。これにより、変動負荷８２の大きさや変動負荷８２が生じる時間の長さに応じて慣性モーメントの大きさを変化させることができる。よって、航空機１０に生じる変動負荷８２に対してより正確に対応できる。さらに、慣性モーメントの大きさを最適化することによりガスタービン発電機１の効率を向上し、より一層バッテリ１７の無駄な電力消費を抑制できる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。本実施形態では、１個のガスタービン要素に対して１個の燃焼器が設けられるノーマル側ガスタービン発電機に本発明を適用した点において上述した第１実施形態と相違している。

第３実施形態において、ガスタービン発電機は、１個のガスタービン要素と、１個のガスタービンエンジンに対して１個の燃焼器と、フライホイールと、を備えるノーマル型ガスタービン発電機である。
ガスタービン要素は、圧縮機と、タービンと、回転軸と、発電機と、を有する。第３実施形態におけるガスタービン要素の圧縮機、タービン、回転軸及び発電機の構成は、第１実施形態の第一ガスタービン要素２における第一圧縮機２１、第一タービン２２、第一回転軸２３及び第一発電機２４の構成と同等であるため、説明を省略する。

燃焼器は、圧縮機及びタービンに接続されている。圧縮機で圧縮された空は、燃焼器に流入する。燃焼器から排出された燃焼ガスは、タービンに供給されてタービンを回転させた後、タービンから外部へ排出される。

フライホイールは、ガスタービン要素の回転軸に接続され、ガスタービン発電機で発生するトルク変動を吸収する。フライホイールは、例えば回転軸と同軸の円板状に形成されている。フライホイールは、例えば圧縮機よりも第一タービンとは反対側に突出した回転軸の端部に設けられている。換言すれば、フライホイールは、圧縮機に対してタービンと反対側に設けられている。

フライホイールと圧縮機の間には、電磁クラッチが設けられている。電磁クラッチは、回転軸上に設けられている。電磁クラッチは、フライホイールと回転軸とが接続される接続状態と、フライホイールと回転軸との接続が解除される非接続状態と、を切り替える。電磁クラッチがＯＮとされることにより、フライホイールと回転軸とが接続される（接続状態）。電磁クラッチがＯＦＦとされることにより、フライホイールと回転軸との接続が解除され、フライホイールは回転軸に対して空転する状態となる（非接続状態）。

図３に示すように、第３実施形態のノーマル型ガスタービン発電機を搭載する航空機１０には、航空機１０の飛行状態に応じて基本負荷８１が設定されている。基本負荷８１は、例えば航空機１０が巡航や離着陸、ホバリング等の各種動作を行う際にガスタービン発電機にかかる負荷である。航空機１０が実際に飛行する際、基本負荷８１に加え、外気等の外乱によりプロペラには短周期で振動する変動負荷８２が作用する場合がある。或いは、ホバリング時の姿勢制御を行う際にも変動負荷８２が作用する場合がある。変動負荷８２は、基本負荷８１に対しての差分である。

第３実施形態において、基本負荷８１に対する出力は、発電機の発電電力が担う。一方、変動負荷８２に対する出力は、フライホイールの慣性モーメントに基づく発電電力が担う。よって、電磁クラッチによりフライホイールと回転軸とが接続状態となることにより、フライホイールの慣性モーメントを利用して変動負荷が吸収される。

第３実施形態によれば、単一のガスタービン要素及び燃焼器を備えたノーマル型ガスタービン発電機に適用した場合であっても、上述したマルチ型ガスタービン発電機１と同等の作用効果を得ることができる。すなわち、フライホイールを用いて変動負荷８２を吸収することにより、バッテリの消費電力を抑え、バッテリの容量を従来よりも小さくすることができる。その結果、バッテリを小型化及び軽量化できる。
したがって、従来技術と比較してバッテリを小さくし、バッテリに係る重量の軽量化を図ることができるガスタービン発電機を提供できる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の第１実施形態では、第二運転モードＭ２として第二ガスタービン要素３の動作を停止した場合について説明したが、これに限られない。第二運転モードＭ２において、第一ガスタービン要素２の動作を停止し、かつ第二ガスタービン要素３を動作させてもよい。この場合、制御部は、第二開閉弁６２及び第四開閉弁６４を開くとともに、第一開閉弁６１及び第三開閉弁６３を閉じる。

第１実施形態において、ガスタービン発電機１は、３個以上の複数のガスタービン要素を有してもよい。
フライホイール７は、各タービン２２，３２に対して各圧縮機２１，３１とは反対側に突出した回転軸２３，３３の端部に設けられていてもよい。換言すれば、フライホイール７は、タービン２２，３２に対して圧縮機２１，３１と反対側に設けられてもよい。また、フライホイール７は、例えば回転軸２３，３３の軸方向において圧縮機２１，３１とタービン２２，３２との間に設けられていてもよい。

第２実施形態において、インナ側クラッチ２７７はなくてもよい。この場合、インナフライホイール２７５は常に第一回転軸２３と一体回転するので、エンジン始動に影響を与えないように比較的小さな慣性モーメントを有するものとすることが好ましい。
可変クラッチの構成は上述の実施形態に限定されない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１ ガスタービン発電機
２ 第一ガスタービン要素
３ 第二ガスタービン要素
４ 燃焼器
７ フライホイール
１０ 航空機
１２ ロータ
２１ 第一圧縮機
２２ 第一タービン
２３ 第一回転軸
２４ 第一発電機
３１ 第二圧縮機
３２ 第二タービン
３３ 第二回転軸
３４ 第二発電機
４０ 吸気口
５１ 第一供給管
５２ 第二供給管
５３ 第一排出管
５４ 第二排出管
６１ 第一開閉弁
６２ 第二開閉弁
６３ 第三開閉弁
６４ 第四開閉弁
７１，２７１ 第一フライホイール
７２ 第二フライホイール
７３ 第一クラッチ
７４ 第二クラッチ
８１ 基本負荷
８２ 変動負荷
Ｍ１ 第一運転モード
Ｍ２ 第二運転モード

Claims (6)

1. 発電機に接続されて前記発電機を駆動するとともに、前記発電機で発電される電力によって駆動される複数のロータを備えたハイブリッド推進システムを有する航空機の機体に搭載されるガスタービン発電機において、
   第一圧縮機、前記第一圧縮機と一体回転する第一タービン、前記第一圧縮機と前記第一タービンとを接続する第一回転軸、及び前記第一回転軸に接続されるとともに前記第一圧縮機と前記第一タービンとの間に配置される第一発電機を有する第一ガスタービン要素と、
   第二圧縮機、前記第二圧縮機と一体回転する第二タービン、前記第二圧縮機と前記第二タービンとを接続する第二回転軸、及び前記第二回転軸に接続されるとともに前記第二圧縮機と前記第二タービンとの間に配置される第二発電機を有する第二ガスタービン要素と、
   前記第一ガスタービン要素及び前記第二ガスタービン要素にそれぞれ接続される単一の燃焼器と、
   前記第一圧縮機と前記燃焼器とを接続し、前記第一圧縮機により圧縮された空気を前記燃焼器の吸気口へ流通させる第一供給管と、
   前記第二圧縮機と前記燃焼器とを接続し、前記第二圧縮機により圧縮された空気を前記燃焼器の前記吸気口へ流入させる第二供給管と、
   前記燃焼器と前記第一タービンとを接続し、前記燃焼器から排出された空気を前記第一タービンへ流通させる第一排出管と、
   前記燃焼器と前記第二タービンとを接続し、前記燃焼器から排出された空気を前記第二タービンへ流通させる第二排出管と、
   前記第一回転軸及び前記第二回転軸の少なくとも一方に接続されるフライホイールと、
   を備え、
   前記フライホイールは、前記第一ガスタービン要素及び前記第二ガスタービン要素のうち前記フライホイールが接続されたガスタービン要素において発生するトルク変動を吸収することを特徴とするガスタービン発電機。
2. 前記第一回転軸に接続され、前記第一ガスタービン要素において発生するトルク変動を吸収する第一フライホイールと、
   前記第二回転軸に接続され、前記第二ガスタービン要素において発生するトルク変動を吸収する第二フライホイールと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン発電機。
3. 前記第一回転軸に設けられ、前記第一フライホイールと前記第一回転軸とを接続する接続状態及び前記第一フライホイールと前記第一回転軸との接続を解除する非接続状態を切り替える第一クラッチと、
   前記第二回転軸に設けられ、前記第二フライホイールと前記第二回転軸とを接続する接続状態及び前記第二フライホイールと前記第二回転軸との接続を解除する非接続状態を切り替える第二クラッチと、
   を備え、
   エンジン始動時には前記第一クラッチ及び前記第二クラッチを前記非接続状態とすることを特徴とする請求項２に記載のガスタービン発電機。
4. 前記第一フライホイール及び前記第二フライホイールは、慣性モーメントの大きさが変化する可変フライホイールであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のガスタービン発電機。
5. 前記第一供給管に設けられ、前記第一供給管内の空気の流通を遮断可能な第一開閉弁と、
   前記第二供給管に設けられ、前記第二供給管内の空気の流通を遮断可能な第二開閉弁と、
   前記第一排出管に設けられ、前記第一排出管内の空気の流通を遮断可能な第三開閉弁と、
   前記第二排出管に設けられ、前記第二排出管内の空気の流通を遮断可能な第四開閉弁と、
   を備え、
   前記航空機は、前記第一ガスタービン要素及び前記第二ガスタービン要素に対する要求出力が所定値より大きい第一運転モードと、要求出力が前記所定値より小さい第二運転モードと、に切り替え可能であり、
   前記第二運転モードにおいて、前記第一ガスタービン要素及び前記第二ガスタービン要素の一方の動作を停止するとともに、前記停止されたガスタービン要素に接続される供給管及び排出管に設けられる開閉弁を閉じることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスタービン発電機。
6. 前記航空機の飛行状態に応じて基本負荷が設定されており、
   前記基本負荷に対する出力は、前記第一発電機及び前記第二発電機の発電電力が担い、
   前記基本負荷に対しての差分である変動負荷に対する出力は、前記フライホイールの慣性モーメントに基づく発電電力が担うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガスタービン発電機。

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