JP2015528080A - 能動音響開口部を有する構造体 - Google Patents

Abstract

音響開口部を通過するノイズ含有媒体の速度の変化に応じて変化する開口面積を画定する音響開口部を有する隔壁を含む音響構造体。隔壁は、固定部分と１つ又は複数の可動フラッパ部分とを含み、固定部分及び／又はフラッパ部分は、隔壁を貫通する音響開口部を画定する表面を含む。音響開口部は、音響開口部を通過するノイズ含有媒体の速度の変化に応じた可動フラッパの運動に起因して変化する開口面積を有する。もたらされる隔壁は、比較的低い非線形係数（ＮＬＦ）を有する。

Description

本発明は、全体的には、ノイズを減衰させるために使用される音響構造体に関する。より具体的には、本発明は、ノイズ減衰のための比較的低い非線形係数（ＮＬＦ：non-linearity factor）を提供するために音響構造体で使用するための音響隔壁材料を提供することを目的とする。

特定のソースによって生成された過剰なノイズに対処する最善の方法が、ソースでノイズを処理することであることは、広く認識されている。これは、典型的には、音響ダンピング構造（音響処理）をノイズ源の構造に加えることによって達成される。１つの具体的な問題のあるノイズ源は、大部分の旅客機で使用されるジェット・エンジンである。音響処理は、典型的には、エンジン入口、ナセル、及び排気構造に組み込まれる。これらの音響処理は、エンジンによって生成された音エネルギーに対する音響インピーダンスを作成する数百万の孔を有する比較的薄い音響材料又はグリッドを含む音響共振器を含む。

ハニカムは、比較的強く、軽量であるので、航空機及び航空宇宙機で使用するための一般的な材料である。エンジン・ナセルなどの音響用途のために、ハニカム・セルが、エンジンから離れて位置する端部で音響的に閉じられ、エンジンに最も近く位置する端部で多孔質カバーによって覆われるように、音響材料がハニカム構造に加えられる。このような音響材料によるハニカム・セルの閉鎖は、ノイズの減衰、ダンプニング、又は抑制を提供する音響共振器を作成する。また、通常は、共振器に追加のノイズ減衰特性を提供するために、ハニカム・セルの内部に音響隔壁が配置される。

音響隔壁及び他の音響構造を形成するために使用される材料は、典型的には、材料の音響特性の本質的な部分である多数の孔を含む。孔は、典型的には、機械的に、又はレーザを使用することによって穿孔される。一旦形成されると、孔の断面積は、一定のままである。ノイズ圧力及びガス速度の変化に応じて隔壁の孔のサイズ及び／又は形状を能動的に変更することができないことは、エンジンから放出される空気又はガスの速度がエンジン速度及び場所とともに変化するジェット・エンジンなどのノイズ源に関していくつかの問題を提起する。

非線形係数（ＮＬＦ）は、流速の範囲にわたってノイズを減衰させる隔壁の能力の標準尺度である。ＮＬＦは、典型的には、低流量（例えば、２０ｃｍ／秒）及び高流量（例えば、２００ｃｍ／秒）での隔壁の流動抵抗を測定することによって決定される。高流量抵抗に対する低流量抵抗の比は、ＮＬＦである。ＮＬＦは、できるだけ１に近いことが望ましい。１のＮＬＦは、隔壁を通る空気又はガスの流速が上昇する際に、隔壁材料の流動抵抗及び音ダンプニング能力が一定のままであることを意味する。

一般的な隔壁材料は、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ：polyetheretherketone）などの特定のポリマーの織られたモノフィラメントから作られた布である。これらのタイプの織布隔壁は、典型的には２未満である比較的低いＮＬＦを有する傾向がある。しかしながら、そのような織られたモノフィラメントＰＥＥＫ隔壁は、比較的高価である。

米国特許出願第１３／４６６，２３２号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００３７４４９Ａ１号明細書

より安価な孔付き隔壁材料は、約４以上のＮＬＦを有する傾向がある。孔付き隔壁と同じ隔壁材料から作られているが、隔壁のＮＬＦが織られたモノフィラメント隔壁材料に匹敵するように開口部が形成され、配向された、比較的安価な隔壁を提供することが望ましいであろう。

本発明によれば、隔壁に形成された孔が、隔壁を通過する空気又は他のノイズ含有媒体の圧力及び／又は速度の変化に応じて能動的に変化することができる断面積を有する場合、比較的低いＮＬＦを有する隔壁層又は膜が可能であることが発見されている。断面積のこの能動的な変化は、隔壁開口部の一部として可動タブ又はフラッパを設けることによって達成される。タブ又はフラッパは、開口部を通って流れる媒体の速度の変化に応じて自動的に曲がることが発見されている。フラッパの運動は、断面積が媒体速度の上昇に伴って増加するように、孔の断面積を変化させる。媒体の流速に依存する断面積のこの変化は、固定された開口部を含む標準的な隔壁材料で得られ得るＮＬＦよりも実質的に低いＮＬＦを有する隔壁材料を提供することが発見されている。

本発明によれば、音響開口部を通過するノイズ含有媒体の速度の変化に応じて変化する開口面積を画定する音響開口部を有する隔壁を含む音響構造が提供される。隔壁は、固定部分と、１つ又は複数の可動フラッパ部分とを含み、固定部分及び／又はフラッパ部分は、隔壁を貫通する音響開口部を画定する表面を含む。音響開口部は、音響開口部を通過する空気又は他のノイズ含有媒体の速度の変化に応じた可動フラッパの運動に起因して変化する開口面積を有する。

本発明の特徴として、可動フラッパ部分は、隔壁の固定部分とフラッパ部分との間の移行を画定する隔壁の折り線によって、隔壁の固定部分にヒンジ結合される。音響減衰要件及び他の設計考慮事項に応じて、開口部は、複数のフラッパ部分を含むことができ、又は、開口部は、単一のフラッパ部分を含むことができる。

本発明は、低いＮＬＦが望まれる比較的低コストの音ダンプニング隔壁材料を提供するために特に適している。そのような低ＮＬＦ材料は、ソース内の特定の場所から放出されるノイズ含有媒体の速度が動作中に変化する、及び／又は、媒体の速度がソース内の異なる場所で変化するジェット・エンジン又は他のノイズ源からのノイズを弱めるのに有用である。

本発明の上記で説明した及び他の多くの特徴及び付随する利点は、添付の図面と併せてなされたとき、以下の詳細な説明の参照によってよりよく理解されるようになるであろう。

本発明による可変音響開口部を有する隔壁材料を含む例示的なハニカム音響構造体を示す図である。 ２つのフラッパ部分を含む本発明による単一の隔壁開口部を示す詳細図である。開口部は、開口部の表面積が最小である静止又は低流量位置で示されている。 開口部の表面積が図２に示す静止位置の開口部と比較してより大きい開放又は高流量位置でフラッパ部分が示されていることを除いて、図２に示すものと同じ隔壁開口部の詳細図である。 フラッパが静止又は低流量位置にあるときの隔壁の本体の平面に対するフラッパ部分の位置を示す図２の側面図である。 フラッパが開放又は高流量位置にあるときの隔壁の本体の平面に対するフラッパ部分の位置を示す図３の側面図である。 ５つのフラッパ部分と、正五角形を形成する折り線とを含む例示的な隔壁開口部の上面図である。 ノイズ含有媒体の上昇した流速に応じて開口部の表面積が増加した、より開いた位置でフラッパ部分が示されている、図６に示すものと同じ例示的な隔壁の上面図である。 １つのフラッパ部分を含む例示的な隔壁開口部の上面図である。 ８つのフラッパ部分と、正八角形を形成する折り線とを含む例示的な隔壁開口部の上面図である。８つのフラッパ部分は、隔壁開口部の表面積が最小である静止又は閉鎖位置で示されている。 ７つのフラッパ部分と、正七角形を形成する折り線とを含む例示的な隔壁開口部の上面図である。７つのフラッパ部分は、静止又は閉鎖位置と全開位置との間の位置で示されている。 ３つのフラッパ部分と、正三角形を形成する折り線とを含む例示的な隔壁開口部の上面図である。３つのフラッパ部分は、静止又は閉鎖位置と全開位置との間の位置で示されている。 本発明による隔壁材料を含む例示的なハニカム音響構造体を示す分解図であり、音響ハニカムは、固体下地シートと多孔質表面シートとの間に挟まれている。 ジェット・エンジンなどのノイズ源の周囲に位置するエンジン・ナセルの一部の位置を示す概略図である。 固定開口部を有する隔壁と、本発明による能動可変開口部を有する隔壁との間の非線形係数（ＮＬＦ）の比較を示すグラフである。

本発明による例示的な音響構造体が、図１、１２、及び１３で１０に概略的に示されている。音響構造体１０は、ノイズ源の最も近くに配置される第１のエッジ１４と、第２のエッジ１６とを有するハニカム１２を含む。ハニカム１０は、複数のセル２０を画定するように、２つのエッジ１４及び１６の間に延在する壁１８を含む。セル２０の各々は、２つのエッジ１４及び１６の間の距離に等しい深さ（コアの厚さとも呼ばれる）を有する。各セルは、また、セル壁１８に対して垂直に測定された断面積を有する。ハニカムは、金属、セラミック、及び複合材料を含む、ハニカム・パネルを作成するのに使用される従来の材料のいずれかから作成されてよい。

本発明によれば、可変開口部を有する隔壁２２が、セル２０内に配置される。隔壁２２は、セル２０のすべてではないにしても大部分の中に配置されることが好ましいが、必ずしも必要ではない。特定の状況では、所望の音響効果を生じさせるために、いくつかのセルのみに隔壁を挿入することが望ましい可能性がある。代替的には、２つ以上の隔壁を単一のセルに挿入することが望ましい可能性がある。

好ましい実施例では、可変開口部は、ハニカム構造体１２内の隔壁２２に配置される。しかしながら、ノイズの減衰が必要とされる幅広い種類の他のタイプの音響構造体に可変開口部を配置することが可能である。例えば、本発明は、２０１２年５月８日に出願された特許文献１に記載のタイプの低周波ライナーのセルの間に可変チャネル又は開口部を形成するために用いられ得る。本発明は、また、フラッパが、所望の音響ダンプニングを維持するために、通常動作の間は、閉じられたまま、又は部分的に閉じられたままであり、水汚染が存在するときは、音響構造体から水汚染を除去する迅速且つ効率的な方法を提供するために、開けられたままである、音響構造体の「排水」セクションで使用され得る。可変開口隔壁は、また、有孔シートと組み合わせて使用され得る。

標準的な音響材料のいずれかが、本発明による隔壁を形成するために使用され得る。これらの音響材料は、典型的には、隔壁材料を形成するためにドリル穿孔又は他の方法で穿孔された材料の比較的薄いシートとして提供される。音響材料のシートは、金属、セラミック、又はプラスチックであってよい。フラッパ部分が、以下に説明するように、ノイズ含有媒体の流速の変化に応じて曲がり、故障なく折り線又は曲げ線に沿って繰り返し屈曲することができるように、隔壁材料は、十分に可撓性であることが好ましい。ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン・クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ：polyethylene chlorotrifluoroethylene）、エチレン・テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ：ethylene tetrafluoroethylene）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）、ポリフェニレン・サルファイド（ＰＰＳ：polyphenylenesulfide）、ポリフルオロエチレン・プロピレン（ＦＥＰ：polyfluoroethylene propylene）、ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド６（ナイロン、６ＰＡ６）、及びポリアミド１２（ナイロン１２、ＰＡ１２）から作成された隔壁材料は、ほんの一例である。フラッパ部分の繰り返しの屈曲又は移動に耐える材料の能力を改善するために、繊維補強材が隔壁材料に加えられてよい。

隔壁を作成するための典型的な手順では、材料を貫通する多数の孔を設けるために、隔壁材料のシートは、機械的に、又はレーザ穿孔される。これらの孔は、一旦孔が形成されると変化され得ない一定の直径又は形状を有する。本発明によれば、しかしながら、孔又は開口部は、開口部のサイズ（表面積）が隔壁を通過するノイズ含有媒体の速度の変化に応じて自動的に変化することができる隔壁材料に形成される。「ノイズ含有媒体」という用語は、ノイズを運ぶ空気若しくは他のガス又は液体を含むことが意図される。本発明の隔壁開口部は、特に、ジェット・エンジンから放出される可変速度の空気及びガス中のノイズを減衰させるために非常に適している。したがって、開口部を利用する隔壁は、以下に説明するように、ジェット・エンジン用のナセルで特に有用である。

例証的な目的のための単一の開口部を含む例示的な隔壁２２の小さい部分が、図２〜図５に示されている。隔壁２２は、固定部分２４と、可動フラッパ部分２６及び２８とを備える。フラッパ部分２６は、エッジ３０、３２、及び３４を含む。フラッパ部分２８は、エッジ３６、３８、及び４０を含む。フラッパ部分２６及び２８のエッジは、隔壁２２を貫通する音響開口部４２を画定する。図２及び図４では、フラッパ部分２６及び２８は、開口部４２の断面積が最小である静止又は閉鎖位置で示されている。この位置では、フラッパ部分２６及び２８は、図４に示すように、隔壁２２の固定部分２４と実質的に同一平面上にある。比較的低速のノイズ含有媒体が、矢印４４によって表されるように隔壁を通過するとき、フラッパ部分２６及び２８は、閉鎖又は静止位置にとどまる。しかしながら、図５の矢印４６によって示されるように、ノイズ含有媒体の速度が上昇すると、フラッパ部分２６及び２８は、媒体の上昇した速度に応答して、開口部４２のサイズ又は表面積が増加するように、自動的に移動する。

図２〜図５に示すようなフラッパ部分の運動を提供するために、隔壁２２のフラッパ部分２６及び２８と固定部分２４との間の任意の数のヒンジ又は接続構成が可能である。フラッパ部分２６及び２８は、それぞれ、折り線４８及び５０によって隔壁２２の固定部分２４にヒンジ結合されることが好ましい。折り線４８及び５０は、隔壁２２の固定部分２４とフラッパ部分２６及び２８との間の移行を提供する。折り線４８及び５０は、また、フラッパ部分２６及び２８が、隔壁２２の固定部分２４の平面に対して実質的に垂直な位置まで移動するとき、開口部４２の可能な最大の表面積を決定する。

２つのフラッパ部分を含む隔壁の音響開口部が、例証的な目的のみのために図２〜図５に示されている。本発明による可変表面積開口部は、任意の数のフラッパ部分を含むことができ、任意の数のフラッパ部分によって画定され得る。例えば、図６及び図７では、隔壁５４に可変表面積音響開口部５２を形成するために、５つのフラッパ部分５６は、折り線５８に沿って曲がる。図６に示すように、フラッパ部分５６は、ノイズ含有媒体の速度が比較的低く、開口部５２の表面積又はサイズが相応して比較的小さい低速位置にある。図７では、フラッパ部分５６は、ノイズ含有媒体の速度が比較的高い流速に上昇し、開口部５２のサイズが、ノイズ含有媒体の流速の上昇に応じて能動的且つ自動的に増大した高速位置に示されている。

能動可変音響開口部６０を含む別の例示的な隔壁５９が、図８に示されている。開口部６０は、ヒンジ線又は折り線６４の周りに可動である１つのフラッパ部分６２を含む。開口部６０は、隔壁の固定部分６７の表面６６、並びにフラッパ部分６２のエッジ６８及び７０によって形成される。可能な最小の開口部サイズは、フラッパ部分６２が隔壁固定部分６７と同一平面にあるときに達成される。可能な最大の開口部サイズは、フラッパ部分６２が隔壁固定部分６７に対して実質的に垂直であるときに達成される。最大開口部サイズは、表面６６及び折り線又はヒンジ線６４によって画定される。フラッパ部分６２は、開口部６０を通って流れるノイズ含有媒体の速度の変化に応じて、最大開口部サイズ位置と最小開口部サイズ位置との間を移動する。

能動可変音響開口部７４を含む別の例示的な隔壁７２が、図９に示されている。開口部７４は、ヒンジ線又は折り線７８の周りに可動である８つのフラッパ部分７６を含む。フラッパ部分７６は、フラッパ部分７６が隔壁７２の固定部分と同一平面にあるので可能な最小の開口部サイズが達成される閉鎖又は静止位置に示されている。可能な最大の開口部サイズは、フラッパ部分７６が、隔壁７２の固定部分に対して実質的に垂直になるように曲げられたときに達成される。最大開口部サイズは、正八角形状の開口部を形成する折り線又はヒンジ線７８によって画定される。フラッパ部分７６は、開口部７４を通って流れるノイズ含有媒体の速度の変化に応じて、最大開口部サイズ位置と最小開口部サイズ位置との間を移動する。

フラッパ部分が互いに独立して曲がることに留意すべきである。ほとんどの状況で、フラッパ部分７６は、開口部７４を通って流れるノイズ含有媒体の速度の変化に応じて、均一に曲がる。これらの状況では、フラッパ部分７６は、ノイズ含有媒体の特定の速度に関して、隔壁の固定部分に対してほぼ同じ角度にすべて曲げられることになる。しかしながら、フラッパ部分７６は、また、曲げに対するフラッパ部分の抵抗の意図的又は非意図的な変動により、不均一に曲がることができる。これらの状況では、フラッパ部分７６は、ノイズ含有媒体の任意の所与の速度に関して、隔壁７２の固定部分に対して異なる角度で曲げられてよい。例えば、任意の所与の音響開口部のフラッパ部分は、ノイズ含有媒体の同じ速度によって異なる角度に曲げられるように、異なるサイズ及び／又は形状に形成されてよい。

能動可変音響開口部８２を含む別の例示的な隔壁８０が、図１０に示されている。開口部８２は、ヒンジ線又は折り線８６の周りに可動である７つのフラッパ部分８４を含む。フラッパ部分８４は、フラッパ部分８４が隔壁８０の固定部分と同一平面にあるので可能な最小の開口部サイズが達成される閉鎖又は静止位置から部分的に曲げられた位置に示されている。可能な最大の開口部サイズは、フラッパ部分８４が、隔壁８０の固定部分に対して実質的に垂直になるように曲げられたときに達成される。最大開口部サイズは、正七角形開口部を形成する折り線又はヒンジ線８６によって画定される。フラッパ部分８４は、開口部８２を通って流れるノイズ含有媒体の速度の変化に応じて、最大開口部サイズ位置と最小開口部サイズ位置との間を移動する。

能動可変音響開口部９２を含む別の例示的な隔壁９０が、図１１に示されている。開口部９２は、ヒンジ線又は折り線９６の周りに可動である３つのフラッパ部分９４を含む。フラッパ部分９４は、フラッパ部分９４が隔壁９０の固定部分と同一平面にあるので可能な最小の開口部サイズが達成される閉鎖又は静止位置から部分的に曲げられた位置に示されている。可能な最大の開口部サイズは、フラッパ部分９４が、隔壁９０の固定部分に対して実質的に垂直になるように曲げられたときに達成される。最大開口部サイズは、正三角形開口部を形成する折り線又はヒンジ線９６によって画定される。フラッパ部分９４は、開口部８２を通って流れるノイズ含有媒体の速度の変化に応じて、最大開口部サイズ位置と最小開口部サイズ位置との間を移動する。

本発明による能動可変開口部を有する隔壁を形成するために、幅広い種類の異なる隔壁材料が使用され得る。ポリエーテル・エーテル・ケトン（ＰＥＥＫ）は、ジェット・エンジン・ナセル、及び、高温で、且つ幅広い種類の環境条件で動作するように設計された他の音響構造を作成するのに広く使用されてきた好ましい隔壁材料である。ＰＥＥＫは、アモルファス又は結晶相のいずれかであるシートを形成するために処理され得る結晶性熱可塑性である。フィルムは、典型的には、０．０２５４〜０．３０４８ｍｍ（０．００１〜０．０１２インチ）の厚さを有する。結晶性ＰＥＥＫフィルムと比較すると、アモルファスＰＥＥＫフィルムは、より透明で、熱成形がより容易である。結晶性ＰＥＥＫフィルムは、３０％〜３５％程度の結晶化度を達成するために十分な時間、アモルファスＰＥＥＫのガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度までアモルファスＰＥＥＫフィルムを加熱することによって形成される。結晶性ＰＥＥＫフィルムは、アモルファス・フィルムよりも優れた耐化学性及び耐摩耗性（ｗｅａｒ ｐｒｏｐｅｒｔｙ）を有する。結晶性ＰＥＥＫフィルムは、また、アモルファス・フィルムよりも可撓性が低く、より大きい跳ね返り（ｂｏｕｎｃｅ−ｂａｃｋ）を有する。跳ね返りは、折り畳まれたフィルムがその元の折り畳まれる前の（平坦な）形状に戻る方に発揮する力又はバイアスである。

結晶性及びアモルファスＰＥＥＫフィルムの両方は、フラッパ部分を設計する際に２つの材料の間の可撓性及び跳ね返りの違いを考慮すれば、隔壁材料として使用され得る。一般的には、より薄い結晶性フィルムによって提供されるのと同じ曲げに対する耐性を有するフラッパ部分を提供するために、アモルファスＰＥＥＫのより厚いフィルムが必要とされる。例えば、０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）厚の結晶性ＰＥＥＫのフィルムが、特定の音響開口部構成のためのフラッパ部分の所望の運動を提供するために必要な可撓性を有すると判断された場合、同じ程度の可撓性又は曲げに対する耐性を達成するために、０．０７６２ｍｍ（０．００３インチ）厚以上のアモルファス・フィルムを使用することを検討する必要があることになる。

明確な折り線を設けるために、隔壁材料は、図４及び図５の４８及び５０に示すように、折り線に沿ってくぼみを設けるように、エンボス加工又は他の方法で形成され得る。エンボス加工線又はくぼみは、最大開口部サイズが正確に制御されるように、フラッパ部分が明確な折り線に沿って曲がるのを確実にするのを助ける。能動可変音響開口部の最小の表面積又は孔のサイズは、所望の音響特性に応じて変化することになる。フラッパ部分の曲げによってもたらされる表面積又は孔のサイズの増大は、また、所望の音響特性に応じて変化することになる。折り線によって画定される能動可変音響開口部の最大の表面積又は孔のサイズは、また、所望の音響特性に応じて変化することになる。隔壁材料に形成される開口部の数は、最小及び最大の孔のサイズ、並びに所望の音響特性に応じて変化することになる。孔の数及び孔のサイズは、個々の音響用途に必要なレイリー値及び非線形係数（ＮＬＦ）をもたらすように選択されることが好ましい。

開口部及びフラッパ部分は、微細加工、及び、所与の開口部のための所望のフラッパ部分を提供する任意の他のプロセスによって、隔壁材料に形成され得る。開口部表面及びフラッパ部分は、様々なフラッパ構成を有する複数の開口部を形成するために、隔壁材料を正確に切断することができるレーザを使用して形成されることが好ましい。

本発明による能動可変音響開口部を含む隔壁材料は、好ましくは、ジェット・エンジン用のナセルなどの最終的な音響構造体を提供するために、図１２に示すように、典型的には固体シート８１と多孔質シート８２との間に挟まれた音響構造１０を提供するために、ハニカム１２のセル内に挿入された隔壁２２を作成するために使用される。ナセルの一部の簡略化された図が、図１３に示されており、図１３では、ジェット・エンジンは、９１で表され、可変速度ノイズ含有媒体は、矢印９３によって表されている。

本発明による隔壁材料は、切断又は他の方法で個々の隔壁又は隔壁キャップに形成されてよく、個々の隔壁又は隔壁キャップは、隔壁材料をハニカム・セル内に挿入し、接着するための従来の技術のいずれかにしたがって、適切なハニカム構造体内に挿入され、接着されてよい。例えば、音響構造体を提供するために、ハニカム内に挿入され、接着される隔壁キャップを形成するために音響隔壁材料を使用するための例示的な技術に関する、公開された特許文献２及びそこで引用された特許を参照されたい。本発明の隔壁材料は、ハニカムのセル又は他の音響構造体に挿入された個々の隔壁又は隔壁キャップの形成に限定されない。例えば、隔壁が２つのハニカム構造体の整列から生じるハニカム・セル内に形成されるように、隔壁材料のシートは、整列された２つのハニカム構造体の間に挟まれてよい。

本発明の特徴として、ノイズ含有媒体の流速又は流量の増大に応じた音響開口部のサイズの自動的な増大をもたらすためにフラッパ部分を使用することは、同じ開口面積率（ＰＯＡ：ｐｅｒｃｅｎｔ ｏｐｅｎ ａｒｅａ）を有する固定開口部を有する隔壁材料と比較して、ＮＬＦの実質的な減少をもたらすことが発見された。ＰＯＡは、隔壁の開口部又は孔の表面積と、隔壁の総面積との間の比である。隔壁の音響流れ抵抗、又は、センチメートル、グラム、及び秒で測定される「レイリー」（ｃｇｓレイリー）は、隔壁シートのＰＯＡ及び厚さに依存する。例えば、比較的多数の開口部及び比較的高いＰＯＡを有する隔壁は、典型的には、同じ厚さ及び開口部サイズを有するが、比較的より低いＰＯＡをもたらす比較的より少ない孔を有する隔壁と比較して、比較的低い音響流れ抵抗を有することになる。

図１４は、ノイズ含有媒体の種々の流量又は流速での、例示的な固定開口部隔壁及び例示的な可変開口部隔壁の予想される音響流れ抵抗を比較するグラフである。固定隔壁及び可変隔壁は、同じ材料から作られているが、可変開口部隔壁の初期ＰＯＡは、固定開口部隔壁のＰＯＡよりも低い。本発明による可変開口部隔壁のＰＯＡは、流量又は流速の増大に応じて自動的に上昇する。低ノイズ含有媒体流量（２０ｃｍ／秒）では、より高いＰＯＡを有する固定開口部隔壁は、約２０ｃｇｓ／レイリーの比較的低い流れ抵抗を有する。流量が高いレベル（２００ｃｍ／秒）に増大すると、固定開口部隔壁の流れ抵抗は、１２０ｃｇｓ／レイリーを超えて増大する。結果として生じるＮＬＦ（２００／２０）は、比較的高い約６である。対照的に、より低いＰＯＡを有する可変開口部隔壁は、約６０ｃｇｓ／レイリーの初期のより高い低流れ抵抗を有する。しかしながら、ノイズ含有媒体の流量が高いとき、流れ抵抗は、約９０ｃｇｓ／レイリーまで上昇するだけである。したがって、ＮＬＦ（２００／２０）は、１．０に等しいＮＬＦの最適な目標に比較的近い、わずか１．５である。本発明の能動可変隔壁開口部は、実質的に低減したＮＬＦを有する音響隔壁を提供する、固定隔壁開口部のための単純で効率的な代替物を提供する。

このように本発明の例示的な実施例を説明してきたが、開示の範囲内が単なる例示であり、様々な他の代替、適応、及び変更が本発明の範囲内で行われてよいことは、当業者によって留意されるべきである。したがって、本発明は、上記で説明した実施例に限定されず、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (20)

1. 音響開口部を通過するノイズ含有媒体の速度の変化に応じて変化する開口面積を画定する前記音響開口部を有する隔壁を備える音響構造体であって、前記音響構造体が、
   固定部分と１つ又は複数の可動フラッパ部分とを備える隔壁を備え、前記固定部分及び／又は前記フラッパ部分が、前記隔壁を貫通する音響開口部を画定する表面を備え、前記音響開口部が、前記音響開口部を通過する前記ノイズ含有媒体の速度の変化に応じた前記可動フラッパ部分の運動に起因して変化する開口面積を有する、音響構造体。
2. 前記可動フラッパ部分が、前記隔壁の前記固定部分と前記フラッパ部分との間の移行を画定する前記隔壁の折り線によって、前記固定部分にヒンジ結合された、請求項１に記載の音響構造体。
3. 前記隔壁が、複数の前記音響開口部を備える、請求項１に記載の音響構造体。
4. 前記音響開口部が、複数の可動フラッパ部分の表面によって画定された、請求項１に記載の音響構造体。
5. 前記音響開口部が、複数の可動フラッパ部分によって画定された、請求項２に記載の音響構造体。
6. 前記音響開口部が、少なくとも３つのフラッパ部分を備え、前記折り線が、正多角形を形成する、請求項６に記載の音響構造体。
7. 前記音響構造体が、前記隔壁が配置されたセルを有するハニカムを備える、請求項１に記載の音響構造体。
8. 請求項７に記載の音響構造体を備えるジェット・エンジン・ナセル。
9. 音響開口部を通過するノイズ含有媒体の速度の変化に応じて変化する開口面積を画定する前記音響開口部を有する隔壁を備える音響構造体を作成するための方法であって、
   隔壁を設けるステップと、
   前記隔壁を貫通する音響開口部を形成するステップと
   を含み、前記音響開口部が、前記隔壁の固定部分及び／又は１つ若しくは複数の可動フラッパ部分の表面によって画定され、前記音響開口部が、前記音響開口部を通過する前記ノイズ含有媒体の速度の変化に応じた前記可動フラッパ部分の運動に起因して変化する開口面積を有する、音響構造体を作成するための方法。
10. 前記可動フラッパ部分が、前記隔壁の前記固定部分と前記フラッパ部分との間の移行を画定する前記隔壁の折り線によって、前記固定部分にヒンジ結合された、請求項９に記載の音響構造体を作成するための方法。
11. 複数の前記音響開口部が前記隔壁に形成された、請求項９に記載の音響構造体を作成するための方法。
12. 前記音響開口部が、複数の前記可動フラッパ部分の表面によって画定された、請求項９に記載の音響構造体を作成するための方法。
13. 前記音響開口部が、複数の前記可動フラッパ部分の表面によって画定された、請求項１０に記載の音響構造体を作成するための方法。
14. 前記音響開口部が、少なくとも３つのフラッパ部分を備え、前記折り線が、正多角形を形成する、請求項１３に記載の音響構造体を作成するための方法。
15. 音響ハニカム構造を形成するために、前記隔壁をハニカムのセル内に固定する追加のステップを含む、請求項９に記載の音響構造体を作成するための方法。
16. ジェット・エンジン・ナセルを作成するための方法であって、前記ジェット・エンジン・ナセルの少なくとも一部を形成するために、請求項１５に記載の前記音響ハニカム構造を使用するステップを含む、ジェット・エンジン・ナセルを作成するための方法。
17. ソースからのノイズを減衰させる方法であって、前記ソースから放出されるノイズ含有媒体の速度が可変であり、前記方法が、前記ノイズソースの近くに音響構造体を配置するステップを含み、前記音響構造体が、音響開口部を通過する前記ノイズ含有媒体の速度の変化に応じて変化する開口面積を画定する前記音響開口部を有する隔壁を備え、前記音響構造体が、
    固定部分と１つ又は複数の可動フラッパ部分とを備える隔壁を備え、前記固定部分及び／又は前記フラッパ部分が、前記隔壁を貫通する音響開口部を画定する表面を備え、前記音響開口部が、前記音響開口部を通過する前記ノイズ含有媒体の速度の変化に応じた前記可動フラッパの運動に起因して変化する開口面積を有する、ソースからのノイズを減衰させる方法。
18. 前記音響構造体が、音響ハニカムを提供するために前記隔壁が配置されたセルを有するハニカムを備える、請求項１７に記載のソースからのノイズを減衰させる方法。
19. 前記音響ハニカムが、ジェット・エンジン用のナセルの少なくとも一部を形成する、請求項１に記載のソースからのノイズを減衰させる方法。
20. ソースからのノイズを減衰させる方法であって、前記ソースから放出されるノイズ含有媒体の速度が可変であり、前記方法が、前記ノイズソースの近くに音響構造体を配置するステップを含み、前記音響構造体が、前記ソースから放出される空気及びノイズの速度の変化に応じて変化しない一定の開口面積を各々が有する複数の音響開口部を有する隔壁を備え、改善点が、各開口部の前記開口面積が、前記音響開口部を通過するノイズ含有媒体の速度の変化に直接応答する可動フラッパ部分の運動に起因して変化するように、前記音響開口部の１つ又は複数に１つ又は複数の前記可動フラッパ部分を形成するステップを含む、ソースからのノイズを減衰させる方法。