JP2007024039A - ライナアッセンブリおよびフェイスシートパネルアッセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】音響処理効率を低下させることなく、衝撃に対して脆弱なライナ領域に耐損傷性の音響能動的なパネルを付与する。
【解決手段】ファンケースは、耐損傷性の音響能動的なパネルを有するライナを備える。ファンブレード１７後方の音響パネル２４は、衝撃から保護するように設定された全厚２８を有し、かつ所望の音響特性をもたらすとともに音響エネルギーを騒音吸収パネルに伝えるのに十分な密度で配設された複数の開口部２６を備える。開口部２６は、流路壁部３６から深さ３４に亘って延びる第１の部分３１を備え、第１の部分３１の第１の直径は、深さ３４に亘って一定である。深さ３４は、第１の直径よりも小さいか、同じ大きさである。また、開口部２６は、第２の直径を有する第２の部分３３を備え、第２の直径は、第１の直径より大きい。第２の直径は、深さ３４から騒音吸収パネルに向かって増大しており、可変領域を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダクト用の音響ライナに関し、特に、ダクトにおける衝撃を受けやすい領域の音響パネルに関する。

従来の航空機のタービンエンジンおよびターボファンエンジンは、ダクト内で回転する複数のファンブレードを備える。ダクトは、一般的にファンケースとして知られている。ファンケースは、ファンブレードおよび航空機を保護する保護カバーとして機能する。さらに、ファンケースにより、空気流がタービンエンジンに導かれる。ファンケースの内側面は、ファンケースに接触する物体による衝撃に耐え得る構造を有するとともに、エンジンから発生する騒音を低減させる音響特性構造を有する。

音響特性構造の配置は、氷などの異物による衝撃から保護されるケースの領域に限定されている。騒音吸収層は、複数の開口部を有するフェイス層により覆われている。フェイス層は、通常、騒音吸収層上に設けられる金属または複合材料からなる薄いシートである。騒音シグナル（すなわち、圧力の乱れ）は、フェイス層の開口部を通って騒音吸収層に流入する。騒音吸収層により、圧力の乱れが消散し、騒音の総量が減少する。しかし、フェイス層の開口部により、構造が弱まるとともに、ファンブレード前方などの保護領域におけるノイズ吸収構造の使用が制限されてしまう。

このため、異物の衝撃を受けやすいライナアッセンブリの領域は、硬化されかつ十分に支持された堅固な表面から形成される。しかし、堅固な表面を用いることにより、ライナアッセンブリ内の音響処理の効率および設置場所が限定されてしまう。

したがって、異物による損傷に対して脆弱なライナアッセンブリの領域に利用可能である耐損傷性の音響能動的なパネルを開発することが望ましい。

本発明による例示的なファンケースアッセンブリは、耐損傷性の音響能動的なパネルを有するライナアッセンブリを備える。

ライナアッセンブリは、ファンケースアッセンブリ内で生じる音響エネルギーを消散する騒音吸収層を備える。騒音吸収層は、フェイスシートに覆われている。フェイスシートは、下層に位置する騒音吸収構造に音響エネルギーを伝える複数の開口部を備える。所望の騒音緩和特性をもたらすように、フェイスシートの厚さは、複数の開口部の直径よりも小さいか、あるいは同じ大きさである。薄いフェイスシートは、異物による高速の衝撃に対して脆弱であるため、異物による高速の衝撃を受けやすいライナアッセンブリの領域には使用されない。

耐損傷性の音響パネルは、異物による高速の衝撃に耐え得る厚さを有するとともに、かつ第１の直径を備えた少なくとも１つの開口部を有する。流路壁部を起点とする第１の直径は、下層の騒音吸収構造に隣接する第２の直径より小さい。開口部は、騒音吸収構造に向かって増大する可変の直径を有している。第１の直径の部分は、流路壁部から騒音吸収層に向かってある深さで延びる。所望の音響特性を実現するため、前記深さは、開口部と厚さとの所望の比をもたらすように第１の直径を超えない大きさである。

第２の直径は、第１の直径より大きい。第２の直径と第１の直径との差を示す値は、開口部に流入する音響エネルギーに対して、実質的に制限のないオープンな通路をもたらすように決定される。第２の直径は、騒音吸収構造を通る音響エネルギーに対する制限を減少させるように大きくなっている。

したがって、本発明のライナアッセンブリにより、衝撃および異物による損傷を保護する所望の強度を実現する音響能動的なパネルが提供される。

図１を参照すると、ファンケースアッセンブリ１０は、ライナアッセンブリ１２を備える。ライナアッセンブリ１２は、ファンケースアッセンブリ１０内で生じる音響エネルギーを消散させる騒音吸収パネル１４を備える。本発明は、ファンケースアッセンブリ１０を例にとって説明しているが、音響処理を有する他のダクト構造であっても本開示から利点を得ることができるであろう。

騒音吸収層は、音響ハニカム騒音吸収パネル１４を備えており、開口部を備えたフェイスシート１６を有する流路壁部３６に覆われている。流路壁部３６に沿ってファンケースアッセンブリ１０を通る流れは、ファンブレード１７の前方から流入する。フェイスシート１６は、通常、ファンブレード１７の前方に設けられる。フェイスシート１６の後方でかつファンブレード１７に隣接して、摩耗性（アブレイダブル）ストリップ（ａｂｒａｄａｂｌｅ ｓｔｒｉｐ）１８が配設されている。さらに、摩耗性ストリップ１８およびファンブレード１７の後方には、音響パネル２４が設けられている。

フェイスシート１６は、該シートの下層をなす騒音吸収パネル１４に音響エネルギーを伝える複数の開口部１５を備える。所望の騒音緩和特性をもたらすように、フェイスシート１６の厚さは、少なくともいくつかの複数の開口部１５の幅よりも小さいか、あるいは該幅と同じ大きさである。しかし、複数の開口部１５は、フェイスシート１６の耐衝撃性を低減させるような密度で設けられている。したがって、フェイスシート１６は、ライナアッセンブリ１２における異物による高速の衝撃を受けやすい領域には使用されない。所望の音響特性を付与するフェイスシート１６の形態および厚さは、高速の衝撃による損傷からの保護を目的とした使用には適していない。

ファンブレード１７の後方の領域は、高速の衝撃を受けやすい。ファンブレード１７が摩耗性ストリップ１８に近接して回転するため、摩耗性ストリップ１８後方の流路壁部３６は、ファンブレード１７により高速化した異物による衝撃に耐えなければならない。そのため、音響パネルフェイスシート２４の厚さは、フェイスシート１６より厚くなっている。

音響パネルフェイスシート２４を弱め、耐衝撃性を低下させるようなサイズおよび密度で音響パネル２４の開口部を形成することはできない。また、開口部の深さを、開口部の直径より大きくすることはできないが、それでもなお、所望の音響特性を実現しなければならない。パネルが薄い場合には、開口部の直径を開口部の深さよりも大きくすることは容易であるが、パネルが厚い場合には、開口部の直径を開口部の深さよりも大きくすることはできない。つまり、必要な音響特性をもたらす開口部を用いると、パネルが脆弱になってしまい、衝撃保護を目的としてパネルを用いることができなくなるため、前述のような要求の不一致により、衝撃を受けやすい領域に音響処理を用いることができないでいた。

本発明の音響パネル２４は、第１の部分を有する少なくとも１つの開口部２６を備え、第１の部分は、流路壁部３６を起点とする最大幅と、深さと、を備える。開口部２６は、円形もしくは非円形とでき、円形の場合は最大幅が直径となり、非円形の場合は、また最長の寸法が最大幅を超えない。第１の部分の深さは、最大幅を超えない。最大幅は、音響パネル２４の面に対して平行となる平面に沿って測定したものである。また、開口部２６は、最小幅を備えた第２の部分を有しており、前記最小幅は、前記最大幅より大きいか、あるいは前記最大幅と同じ大きさである。第２の部分は、前記深さから下層の騒音吸収パネル１４に向かって延びる。したがって、開口部２６は、騒音吸収パネル１４に向かって増加する可変断面積を備えている。

図２および図３を参照すると、音響パネル２４は、所望の音響特性をもたらすとともに音響エネルギーを下層の騒音吸収パネル１４に伝えるのに十分な密度で配設された複数の開口部２６を備える。開口部２６は、円形の開口部として図示、記載されているが、最大幅を有するあらゆる形状であっても本発明の意図する範囲内に含まれる。

騒音吸収パネル１４は、複数のキャビティ３８を備え、各キャビティは、少なくとも１つの開口部２６と連通している。開口部２６は、深さ３４に亘って流路壁部３６から騒音吸収パネル１４に向かって延びる第１の部分３１を備える。深さ３４は、第１の部分３１の第１の直径３０よりも小さいか、あるいは第１の直径３０と同じ大きさである。第１の直径３０は、第１の部分３１に設けられた最大の直径である。本実施例における第１の直径３０は、深さ３４に亘って一定である。最大直径３０と深さ３４との比は、１対１を超えない。すなわち、深さ３４は、第１の部分３１の第１の直径３０と実質的に同じであるか、あるいはそれ以下である。

開口部２６は、第２の直径３２を有する第２の部分３３を備え、第２の直径３２は、第１の部分３１の第１の直径３０より大きい。第２の直径３２は、第１の直径３０よりも大きい部分を少なくとも一部に備えるが、第１の直径３０より小さい部分は存在しない。図２および図３に示された例示的な第２の部分３３において、第２の直径３２は、深さ３４から騒音吸収パネル１４に隣接する面に向かって徐々に増大するように変化している。第１の直径３０とより大きい第２の直径３２との差の値は、開口部２６を通って発散する音響エネルギーに対して、実質的に制限のないオープンな通路をもたらすように決定される。

第２の部分３３は、騒音吸収パネル１４まで移動する音響エネルギーに対する制限を減少させる大きな第２の直径３２を備える。例示的な第２の部分３３は、面取り部を形成するとともに増大する第２の直径３２を備える。第２の直径３２は、音響パネル２４の厚さを問わず、パネル２４の残りの厚さ３５に亘って延びる。

音響パネル２４は、要求される衝撃保護をもたらすように設定された全厚２８を備える。一実施例においては、パネルの全厚２８は、約１／８インチ（約３．１７５ｍｍ）である。しかし、要求される他の厚さが本発明の意図する範囲内に含まれる。

図４を参照すると、他の例示的な開口部２５が図示されており、該開口部２５は、段階的に変化する直径を有する。第１の部分３１は、図３を基準とした第１の直径３０を備える。騒音吸収パネル１４に音響エネルギーを伝え、所望の音響特性をもたらすように、第１の部分３１の深さ３４は、第１の直径３０より小さいか、あるいは同じ大きさである。

開口部２５は、第２の直径３９を備えた第２の部分３７を有する。第２の直径３９は、深さ３４から騒音吸収パネル１４まで厚さ３５に亘って一定である。開口部２５の直径つまり最大幅は、図３のように次第に変化する代わりに、第２の直径３９が一定の状態で騒音吸収パネル１４に向かって増大している。

実施例における開口部２５，２６は、円形として図示、記載されているが、四角形、楕円形および多角形など他の形状であっても本発明の意図する範囲内に含まれる。さらに、開口部の外郭形状および騒音吸収パネル１４に向かって増大する領域は、図示、記載した実施例と異なっていてもよく、また、そのような他の実施例が本発明の意図する範囲内に含まれる。

したがって、本発明のライナアッセンブリ１２により、衝撃および異物による損傷を保護する所望の強度を実現する音響能動的なパネル２４が提供される。

本発明によるダクトおよびライナのアッセンブリの部分断面図。 衝撃からの保護を必要とする領域に用いる音響能動的なパネルの一部分の断面図。 一実施例における音響能動的なパネルの開口部の断面図。 他の実施例における音響能動的なパネルの開口部の断面図。

符号の説明

１０…ファンケースアッセンブリ
１２…ライナアッセンブリ
１４…騒音吸収パネル
１５，２５，２６…開口部
１６…フェイスシート
１７…ファンブレード
１８…摩耗性ストリップ
２４…音響パネル
２８…全厚
３０…第１の直径
３１…第１の部分
３２，３９…第２の直径
３３，３７…第２の部分
３４…深さ
３５…厚さ
３６…流路壁部
３８…キャビティ

Claims (14)

1. 騒音吸収パネルと、
   前記騒音吸収パネル層を覆うフェイスシートパネルと、
   前記フェイスシートパネルに画定された複数の開口部と、
   を備え、
   少なくともいくつかの前記複数の開口部は、
   最大幅および深さを有する第１の部分と、
   前記第１の部分の前記最大幅を下らない最小幅を有する第２の部分と、
   を備え、
   前記深さが、前記最大幅を超えないことを特徴とするダクト用ライナアッセンブリ。
2. 前記最大幅が、前記深さと実質的に同じ大きさであることを特徴とする請求項１に記載のライナアッセンブリ。
3. 前記フェイスシートパネルが、厚さを有し、前記深さが、前記厚さより小さいことを特徴とする請求項１に記載のライナアッセンブリ。
4. 前記第２の部分が、前記騒音吸収パネルに向かって増加する可変の直径を有することを特徴とする請求項１に記載のライナアッセンブリ。
5. 前記騒音吸収パネルの一部分を覆うように前記ダクト内に設けられた複数のフェイスシートパネルを備える請求項１に記載のライナアッセンブリ。
6. 前記最大幅および前記最小幅が、前記フェイスシートパネルの表面に対して平行である ことを特徴とする請求項１に記載のライナアッセンブリ。
7. 前記第１の部分および前記第２の部分が、実質的に円形であることを特徴とする請求項１に記載のライナアッセンブリ。
8. 前記第１の部分および前記第２の部分が、実質的に長方形であることを特徴とする請求項１に記載のライナアッセンブリ。
9. 騒音吸収パネルを覆うフェイスシートパネルアッセンブリであって、
   前記フェイスシートパネルアッセンブリが、前記騒音吸収パネルの層に音響エネルギーを伝える複数の開口部を備え、
   少なくともいくつかの前記複数の開口部は、
   前記フェイスシートパネルアッセンブリの第１の表面から第１の深さに亘って延びる第１の直径と、
   前記第１の深さから前記騒音吸収パネル層に向かって延びるとともに、前記第１の直径よりも大きい第２の直径と、
   を備え、
   前記第１の深さが、前記第１の直径より大きくないことを特徴とするフェイスシートパネルアッセンブリ。
10. 前記フェイスシートパネルアッセンブリが、厚さを備え、前記第１の深さが、前記厚さより小さいことを特徴とする請求項９に記載のフェイスシートパネルアッセンブリ。
11. 前記第１の深さが、実質的に前記第１の直径と同じ大きさであることを特徴とする請求項１０に記載のフェイスシートパネルアッセンブリ。
12. 前記第２の直径が、前記騒音吸収パネルに向かった方向に増大している直径を有することを特徴とする請求項９に記載のフェイスシートパネルアッセンブリ。
13. 前記第２の直径が、前記騒音吸収パネルに向かって増大した直径を有することを特徴とする請求項１２に記載のフェイスシートパネルアッセンブリ。
14. 前記第２の直径が、前記第１の深さと、前記騒音吸収パネル層に面する前記フェイスシートパネルアッセンブリの表面との間において一定であることを特徴とする請求項９に記載のフェイスシートパネルアッセンブリ。
    

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