JP2017120086A - ガスタービンエンジン構成要素のための吸音ライナー - Google Patents

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Abstract

１自由度の吸音ライナー（１１８）は、有孔のフェースシート（２０２）と、有孔のフェースシート（２０２）に概ね平行で反対側に配置しそれらの間に厚さを規定する実質的に無孔のバックシート（２０４）と、有孔及び無孔のバックシートとの間に配置された接触する隣接共鳴キャビティ（２０６）の吸音コア層（２００）とを含む。吸音コア層は、その中に第１内部容積を有する第１共鳴セル（４００）と、第１内部容積とは異なる、第２内部容積をその中に有する第２共鳴セル（４０２）とを含む。セル隔壁（４０４）は、有孔のフェースシートと無孔のバックシートとの間に延びて、第２共鳴セル（４０２）から第１共鳴セル（４００）を分離しシールする。厚さ方向に、そして、有孔のフェースシート（２０２）および実質的に無孔のバックシート（２０４）と概ね平行な平面に垂直に、第１内部容積は、セル隔壁（４０４）を越えて第２内部容積に重なる。
【選択図】図１

Description

本開示の分野は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジン構成要素のための吸音ライナーに関する。
航空機エンジン騒音は、人口が多い地域および騒音が規制された環境において重大な問題である。騒音は、一般に、航空機の様々な音源の機構からの貢献からなっており、ファン騒音は、典型的に離陸時および着陸時の主要な構成要素である。ファン騒音は、航空機エンジンのファンで発生し、エンジン吸気ダクトを通って伝搬し、その後、外部環境に発せられる。吸音ライナーは、エンジンダクトを通って伝播するファン騒音を減衰させるために、エンジンのケーシングの内壁に付けられることが知られている。エンジンのための典型的な吸音ライナーは、１自由度（ＳＤＯＦ）ライナー、または時々、２重自由度（ＤＤＯＦ）ライナーとして参照される２自由度（２ＤＯＦ）ライナーのいずれか一方である。
１自由度ライナーは、それ自体、高周波数騒音の透過をほぼ通さない中実バッキングプレートによって背部に付けられた、ハニカムセルのようなセルのセパレータの単一層によって背部に付けられた有孔のフェーシングシートで形成される。一方、２自由度ライナーは、有孔のフェーシングシートと中実バッキングプレートとの間の２つのセルの層で形成され、２つのセルの層は、有孔の隔壁シートによって分離される。１自由度ライナーおよび２自由度ライナーの両方の吸音性能は、吸音共鳴に利用可能なセルの内部容積を制御するそれぞれのハニカム層のセルの深さに強く依存している。２自由度ライナーの追加層は、１自由度ライナーよりも少なくとも１つの他のメイン周波数の騒音を抑制できるようにする。しかしながら、２自由度ライナーの追加層は、ライナーの重量およびライナーを製作するためのコストを大幅に増加させる。
少なくともいくつかの既知の１自由度ハニカム吸音ライナーは、有孔のフェーシングシートからの可変深さを有するために、コア層の内部に個々のセルを形成し、それによって同一の１自由度層の内部に異なる共鳴キャビティ容積を作り出すことによって、１自由度構造体において２自由度ライナーの複数周波数の利点を得ようと試みる。しかしながら、この可変深さ構造体は、大きなキャビティ容積に対応する長い個々のセルの深さを収容するために、厚いコア層を必要とする。さらに、可変深さセルのいくつかは、短い長さを有するので、コア層の全体重量も増加させる、短いセルの底部とバッキングプレートとの間のかなりの量の中実材料のままにされている。
米国特許出願公開第２０１５／００４４４１３号明細書
１つの態様では、１自由度（ＳＤＯＦ）吸音ライナーは、有孔のフェースシートと、前記有孔のフェースシートに概ね平行であり、前記有孔のフェースシートの反対側に配置する実質的に無孔のバックシートと、前記有孔のフェースシートと前記無孔のバックシートとの間に配置された接触する隣接共鳴キャビティの吸音コア層とを含む。有孔のフェースシートと実質的に無孔のバックシートとの間の距離は、吸音コア層の厚さを規定する。吸音コア層は、その中に第１内部容積を有する第１共鳴セルと、その中に第２内部容積を有する第２共鳴セルとを含む。第１内部容積は、第２内部容積と異なる。セル隔壁は、有孔のフェースシートと無孔のバックシートとの間に延びて、第２共鳴セルから第１共鳴セルを分離してシールする。厚さ方向に、そして有孔のフェースシートおよび実質的に無孔のバックシートと概ね平行な平面に垂直に、第１内部容積は、セル隔壁を越えて第２内部容積に重なる。
別の態様では、吸音ハニカム構造体は、六角形の格子形成時に配置された接触する隣接共鳴キャビティからなる少なくとも１つのヘプタッド（ｈｅｐｔａｄ）を含む。ヘプタッドは、第１反対側チューブ端部から第２反対側チューブ端部までの、中央チューブ軸線の周りに均等に配置された６つの側壁を有する中央六角形チューブを含む。６つの側壁は、第１反対側チューブ端部の第１中央六角形底部開口と、第２反対側チューブ端部の第２中央六角形底部開口とを規定する。ヘプタッドは、さらに、中央チューブ軸線の周りに、中央六角形チューブを径方向に取り囲む６つの隣接六角形チューブを含む。６つの隣接六角形チューブのそれぞれは、第１反対側チューブ端部から第２反対側チューブ端部に延び、第１反対側チューブ端部の第１隣接六角形底部開口と、第２反対側チューブ端部の第２隣接六角形底部開口とを含む。第１中央六角形底部開口は、第２中央六角形底部開口に概ね平行である。第１隣接六角形底部開口は、第２隣接六角形底部開口に概ね平行である。第２中央六角形底部開口は、第１中央六角形底部開口よりも大きい。
さらなる別の態様では、ガスタービンエンジンは、動力タービンによって動力が供給される周方向に間隔をあけて配置された複数のファンブレードを有するファンアセンブリと、ファンアセンブリを取り囲むファンケーシングと、ファンアセンブリとファンケーシングとの間に配置された吸音ライナーとを含む。吸音ライナーは、ファンアセンブリに面する有孔のフェースシートと、有孔のフェースシートに概ね平行であり有孔のフェースシートの反対側に配置する実質的に無孔のバックシートと、有孔のフェースシートと無孔のバックシートとの間に配置された接触する隣接共鳴キャビティの吸音コア層とを含む。有孔のフェースシートと実質的に無孔のバックシートとの間の距離は、吸音コア層の厚さを規定する。吸音コア層は、その中に第１内部容積を有する第１共鳴セルと、その中に第２内部容積を有する第２共鳴セルとを含む。第１内部容積は、第２内部容積と異なる。セル隔壁は、有孔のフェースシートと無孔のバックシートとの間に延びて、第２共鳴セルから第１共鳴セルを分離してシールする。有孔のフェースシートおよび実質的に無孔のバックシートと概ね平行な平面に垂直な方向では、第１内部容積は、セル隔壁を越えて第２内部容積に重なる。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、同様の符号が図面全体を通して同様の部分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明が読まれたときに、より良好に理解されるようになる。
本開示の例示の実施形態にかかるガスタービンエンジンの斜視部分断面図である。 図１に示された吸音ライナーの等角部分断面図である。 図１から図２に示された吸音ライナーのハニカム構造体の斜視図である。 図３に示されたヘプタッドハニカム構造体の頂部斜視図である。 図４に示されたヘプタッドの底部斜視図である。 図４の６−６線に沿って見たヘプタッドの断面図である。 代替の配置に従う、図６からの２つの隣接ヘプタッドの断面図である。 本開示の１つの実施形態に従う、図４から図６に示されたヘプタッドの頂部平面図である。 本開示の代替の実施形態に従う、図４から図５、および図７に示されたヘプタッドの頂部平面図である。
別段の指示がない限り、ここで提供された図面は、この開示の実施形態の特徴を示すことを意図していない。これらの特徴は、この開示の１つ以上の実施形態を含む様々なシステムで適用可能であると考えられている。そのようなものとして、図面は、ここで開示された実施形態の実施に必要とされる、当業者によって知られたすべての従来の特徴を含むことを意図していない。
以下の明細書および特許請求の範囲では、以下の意味を有するように規定されるものとする複数の用語に対して、参照が行われる。
別の方法で文脈が明確に述べられていない場合、単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、複数形への言及を含む。
「任意の」または「任意に」は、その後に説明される結果または状況が生じてもよい、または生じなくてもよいということ、および結果が生じる場合および結果が生じない場合を説明が含むということを意味する。
明細書および特許請求の範囲の全体にわたってここで使用されるような近似用語は、関連する基本的な機能の変更を生じることなく、許容範囲で変更することができるいかなる定量的な表現を修飾するためにも利用してもよい。結果的に、「約」、「およそ」、および「ほぼ」のような単数または複数の用語によって修飾された値は、特定された正確な値に限定されるべきではない。少なくともいくつかの例では、近似用語は、値を測定するための機器の精度に対応してもよい。ここで、そして明細書および特許請求の範囲の全体にわたって、範囲の限定は、組み合わせてもよい、および／または置換してもよい。文脈または用語に対して特段の指示がない限り、このような範囲は、特定され、その中に含まれるすべての下位範囲を含む。さらに、周知の要素、装置、構成要素、方法、プロセスステップなどは、本発明を不明瞭にすることを回避するために、詳細に説明されなくてもよい。
タービンエンジンの騒音を減衰させるシステムがここで説明される。説明および特許請求の範囲の特徴は、ターボジェット、ターボファン、ターボプロペラ、ターボシャフト、ラムジェット、ロケットジェット、パルスジェット、タービン、ガスタービン、蒸気タービン、市販エンジン、コーポレートエンジン（ｃｏｒｐｏｒａｔｅ ｅｎｇｉｎｅ）、軍用エンジン、船舶用エンジンなどを含む様々なクラスのエンジンに適用してもよい。ここで使用されるとき、「タービンエンジン」は、航空機エンジンに加えて、航空機エンジン以外のエンジンを含む。
様々な図の全体にわたって同一の参照符号が同一の要素を意味する図面を参照すると、図１は、本開示の例示の実施形態に従う、斜視部分断面図におけるターボファンエンジン１００の全体の配向性を示す。例示の実施形態では、ターボファンエンジン１００は、飛行時に（図示されていない）航空機に動力を供給するための高速バイパスターボファンジェットエンジンで具現化される。ターボファンエンジン１００は、典型的に、適切な装着によって、航空機の（図示されていない）翼、胴体、または尾部に取り付けられる。
ターボファンエンジン１００は、動力タービン１０８によって動力が供給される周方向に間隔をあけて配置された複数のファンブレード１０６を含むファンロータ１０４を取り囲むナセルまたはファンケーシング１０２を含む。ナセル１０２は、長手軸方向中心線１１６に沿って、ファンロータ１０４を通って下流に流れる周囲入口空気流１１４を受け入れるダクト内壁１１２を有するファンダクト１１０を規定する。吸音ライナー１１８は、ダクト内壁１１２に沿って配置されている。例示の実施形態では、吸音ライナー１１８は、ファンブレード１０６の上流でダクト内壁に沿って配置されている。さらに、または代案として、吸音ライナー１１８は、環状の構造体であり、騒音抑制が適切である、または高周波数の騒音を遮断して抑制することができる、ファンブレード１０６の下流の、および／またはターボファンエンジン１００の内部のナセル１０２または他の構成要素の非回転部分、ダクト、またはケーシングに沿ったダクト内壁１１２に配置される。
ここで使用されるとき、「上流」および「下流」という用語は、一般に、外気入口およびエンジンの後部のエンジン排気口に対するジェットエンジンの位置に言及する。例えば、入口ファンは、燃焼チャンバの上流に存在する。同様に、「前」および「後」という用語は、一般に、外気入口およびエンジン排気ノズルに対する位置に言及する。
運転時、ファンロータ１０４は、ファンナセル１０２の内部で回転し、ブレード通過周波数で主に別々の音調の騒音を発生させて増大させる。航空機の離陸中、ファンロータ１０４のファンブレード１０６が遷音速および超音速の速度運転に達したとき、騒音は、ファンロータ１０４のファンブレード１０６から発生して、ファンダクト１１０から周囲環境に伝搬される。例示の実施形態では、吸音ライナー１１８は、ブレード通過周波数（ＢＰＦ）およびブレード通過周波数の高調波で共鳴する騒音を抑制する働きをする。吸音ライナー１１８は、音波を吸収しそれによってファンダクト１１０から発せられる音波のレベルを低下させるように構成されている。
図２は、例示の実施形態に従って、空気流１１４に近接して配置された、図１に示された吸音ライナー１１８の一部分の等角部分断面図である。吸音ライナー１１８は、有孔のフェースシート２０２によって頂部に付けられ、無孔のバックシート２０４によって背部に付けられたコア層２００を含む。図３に最も良く見られるように、コア層２００は、複数の分割された横方向に隣接する六角形のセルまたはキャビティ２０６で形成されたセルのハニカム構造体を有する。例示の実施形態では、個々のセル２０６は、時々中空の六角形のプリズムとして言及される六角形チューブとして成形され、それぞれは、横方向の長方形の１つの小平面または壁２０８を隣接セル２０６と共有する。横方向の長方形の壁２０８は、壁２０８が分割するそれぞれの六角形のプリズム構造体の（図示されておらず、図６に対して下で説明される）ｃ軸に平行に整列する。
フェースシート２０２は、コア層２００の内側側面２１０に取り付けられ、バックシート２０４は、コア層２００の外側側面２１２に取り付けられる。この例示の実施形態では、「内側」および「外側」という用語は、図１に示された長手軸方向中心線１１６に対するそれぞれの層の配向性に言及する。フェースシート２０２およびバックシート２０４は、接着によって、例えば、熱、音、電気及び／又は溶接プロセスによって、コア層２００に取り付けることができる。吸音ライナー１１８は、図１に示された、バックシート２０４をダクト内壁１１２に取り付けることによって、従来の取付手段によって、ターボファンエンジン１００の内部に固定されている。
フェースシート２０２は、ワイヤメッシュ、有孔のシート、または織布若しくは非織布の繊維材料のような有孔の材料で形成されている。コア層２００は、型で作られるか、または３Ｄ印刷のような積み重ねの製造プロセスによって製造されている。所望の周波数または周波数範囲の騒音を減衰させるための吸音ライナー１１８の能力は、キャビティ２０６の深さおよびその中に含まれた常在容積を含む複数のパラメータの関数である、その吸音インピーダンス（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）に依存している。
図３は、図１から図２に示されるように、吸音ライナー１１８のコア層２００のハニカム構造体の斜視図である。説明のために、フェースシート２０２は、図３に示された視野から取り除かれている。さらなる説明のために、７つの隣接セル２０６からなる個々のヘプタッド３００は、二点鎖線の円で太線にされて示されている。ヘプタッド３００は、横方向に互いにほぼ平行に配置された７つの接触する隣接常在キャビティ（ｒｅｓｉｄｅｎｔ ｃａｖｉｔｙ）で形成されている。図３に示されるように、コア層２００の内側側面２１０は、内側側面２１０がフェースシート２０２に固定して接合する平面に概ね整列する正六角形開口２１４のモザイク細工によって、六角形の格子を形成する。
図４は、図３に示されたヘプタッド３００の頂部斜視図である。単一のヘプタッド３００は、説明のために示されており、限定することは意図されていない。ヘプタッド３００は、６つの隣接六角形チューブ４０２によって径方向に囲まれた中央六角形チューブ４００を含む。中央六角形チューブ４００は、中央六角形チューブ４００の（図示されておらず、図６に対して下で説明される）中心軸線の周りに均等に配置された６つの中央側壁４０４を含む。中央側壁４０４のそれぞれは、第１チューブ端部４０６から第２反対側チューブ端部４０８に横方向に延びている。例示の実施形態では、第１チューブ端部４０６は、図２から図３に示された内側側面２１０と整列し、図２に示された吸音ライナー１１８を形成する際にフェースシート２０２に取り付ける。第１チューブ端部４０６で６つの中央側壁４０４を一緒に接合することにより、中央六角形チューブ４００の第１中央六角形底部開口４１０を規定する。
隣接六角形チューブ４０２のそれぞれは、同様に、第１チューブ端部４０６から第２反対側チューブ端部４０８に横方向に延び、第１チューブ端部４０６で隣接側壁４１２を一緒に接合することにより、第１隣接六角形底部開口４１４を規定する。ヘプタッド３００のこの例示の実施形態によれば、それぞれの隣接六角形チューブ４０２に対して、隣接六角形チューブ４０２の隣接側壁４１２の１つは、中央六角形チューブ４００の中央側壁４０４の１つである。すなわち、それぞれの隣接六角形チューブ４０２は、中央六角形チューブ４００と共同で、１つの側壁すなわち中央側壁４０４を共有する。例示の実施形態では、第１中央六角形底部開口４１０および第１隣接六角形底部開口４１４は、両方とも、ほぼ同一のサイズの正六角形であり、第１中央六角形底部開口４１０と第１隣接六角形底部開口４１４の配列は、図８および図９に示され、さらに下で説明されるような、六角形の格子を形成する。
再び図４を参照すると、例示の実施形態では、中央側壁４０４は、単一の多角形ではないが、代わりに、第１長方形壁部分４１６、および、第１長方形壁部分４１６から離れて、第１長方形壁部分４１６よりも、（図４で符号が付されておらず、図６に対して下で説明される）中央六角形チューブ４００の中心軸線Ｃから径方向Ｒに長い距離に配置された第２長方形壁部分４１８を含む。例示の実施形態では、第１および第２長方形壁部分４１６，４１８は、中央六角形チューブ４００の中心軸線と概ね平行であり、中心軸線に概ね垂直であり、かつ第１底部開口４１０，４１４と平行な方向に延びる径方向棚４２０によって接合されている。したがって、径方向棚４２０は、中央側壁４０４の折り曲げ部分を形成する。例示の実施形態によれば、径方向棚４２０は、台形の形を形成する。
上で説明された例示の実施形態では、それぞれの中央側壁４０４は、２つの長方形壁部分４１６，４１８を含む。代替の実施形態によれば、それぞれの中央側壁４０４は、中央六角形チューブ４００が中空の階段状の六角形のピラミッドを形成するように、３つ以上の別々の長方形壁部分を含むことができ、隣接する別々の長方形壁部分からなるそれぞれのペアは、単独の径方向棚によって連結されている。この代替の実施形態によれば、積み重ねの製造プロセスを使用して製造されたとき、中心軸線方向における別々の長方形壁部分の高さは、中央側壁４０４が六角形のピラミッドの仮想の台形の形を形成して、第１チューブ端部４０６から第２反対側チューブ端部４０８に広くなるように、積み重ねの製造プロセスによって許容される低さにすることができる。
図５は、図３および図４に示されたヘプタッド３００の底部斜視図である。底部斜視図を見ると、中央側壁４０４の６つのそれぞれの第２長方形壁部分４１８を第２チューブ端部４０８で一緒に接合することにより、中央六角形チューブ４００の第２中央六角形底部開口５００を規定する。同様に、第２チューブ端部４０８で共通の第２長方形壁部分４１８と一緒に隣接側壁４１２を接合することにより、第２隣接六角形底部開口５０２を規定する。例示の実施形態では、第２中央六角形底部開口５００は、第１中央六角形底部開口４１０よりも広い面積を有する正六角形である。対照的に、第２隣接六角形底部開口５０２は、第１隣接六角形底部開口４１４よりも狭い面積を有する凸の不規則な六角形である。
運転時、中央六角形チューブ４００の（符号が付されていない）内部の中空容積は、拡張されたキャビティの内部容積に対応する周波数に少なくとも部分的に調整された共鳴吸音キャビティを形成する。図６に対してさらに説明されるように、したがって、中心軸線Ｃを見た図を参照すると、拡張されたキャビティは、径方向棚４２０の下の第１隣接六角形底部開口４１４に延びて横たわる第２チューブ端部４０８に近接した容積の追加部分を含む。
図６は、図４の６−６線に沿って見たヘプタッド３００の断面図である。図６は、第２中央六角形底部開口５００の幅、したがってその面積も、径方向Ｒに見たとき、第１中央六角形底部開口４１０の幅および面積よりも広いことを示す。したがって、反対は、第１隣接六角形底部開口４１４の幅および面積が第２隣接六角形底部開口５０２の幅および面積よりも広い隣接六角形チューブ４０２に対して示されている。対照的に、それぞれの隣接六角形チューブは、軸線方向Ｃに見たとき、第１チューブ端部４０６と第２チューブ端部４０８との間の軸線方向距離の全体に及ぶ第１全体深さｄ2を有する（独立して符号が付されていない）第１面積、および第１チューブ端部４０６と径方向棚４２０との間の軸線方向距離に及ぶ第２部分深さｄ1を有する（符号が付されていない）第２面積を含む。
図６の断面図に示された例示の実施形態によれば、第１中央六角形底部開口４１０および第１隣接六角形底部開口４１４は、第１チューブ端部４０６に沿って整列し、第２中央六角形底部開口５００および第２隣接六角形底部開口５０２は、第２チューブ端部４０８に沿って整列している。さらに、第１中央六角形底部開口４１０は、第２中央六角形底部開口５００に概ね平行であり、第１隣接六角形底部開口４１４は、第２隣接六角形底部開口５０２に概ね平行である。
この例示の構造によって、中央六角形チューブ４００の内部容積は、少なくとも２つの異なる騒音抑制周波数のそれぞれに対応する２つのそれぞれの内部容積を有する個々の隣接六角形チューブ４０２の内部容積よりも大きい。さらに、中心軸線方向Ｃに見たときに径方向棚４２０を越えて重なるように２つのそれぞれの容積を構成することによって、ヘプタッド３００は、１自由度ライナー構造体における、図２および図３に示されたコア層２００の全体深さを効果的に利用する。しかしながら、ヘプタッド３００の１自由度ライナー構造体は、２自由度ライナーによって必要とされる追加のコア層を必要とすることなく、そして、従来の可変深さの１自由度ライナーで見られるような小さな容積のセルの下に、使用されない中実層材料を残すことなく、２自由度ライナーの複数の周波数抑制の特徴を実現する。図７から図９に対して下で説明されるように、追加の吸音抑制周波数は、コア層２００全体にわたって個々のヘプタッド３００を互いに近接して配置することによって実現することができる。
図７は、代替の配置に従う、図６からの２つの隣接ヘプタッド３００の断面図である。図７のヘプタッド３００は、２つの隣接ヘプタッド３００が、図９に対して下でさらに説明されるように、共同で隣接六角形チューブ４０２（Ａ）を共有するように重なることができるように互いに当接して個々のヘプタッド３００をコア層２００の内部に分布させることができる点を除いて、図６のヘプタッド３００と同一である。図７に示されるように、２つの隣接ヘプタッド３００間に共同で共有された隣接六角形チューブ４０２（Ａ）は、隣接六角形チューブ４０２（Ａ）の同一の内部容積の内部に２つの径方向棚４２０を含む。
この代替の実施形態では、たった１つの隣接六角形チューブ４０２（Ａ）は、それぞれの内部容積の内部にたった１つの径方向棚４２０を含む反対側の隣接六角形チューブ４０２（Ｂ）と、２つの個々のヘプタッド３００との間に共同で共有される。この代替の構造によれば、少なくとも３つの独立した容積は、同一の１自由度コア層２００で互いに近接したヘプタッド３００の不均等な分布、したがって、少なくとも３つの異なるメイン吸音抑制周波数によっても実現される。コア層２００全体にわたるヘプタッド３００の別のおよび不均等な間隔の分布は、個々のヘプタッド３００間に、１つ以上の正六角形チューブ、すなわち、その中に径方向棚を有しない六角形チューブをさらに設置し、それによって、同一の１自由度コア層２００に対して少なくとも第４の異なる抑制周波数を実現することができる。
図８は、図４から図６に示された例示のヘプタッド３００の均一なモザイク細工８００の頂部平面図である。すべての個々のヘプタッド３００が、共通の隣接六角形チューブ４０２を共有することなく、別のヘプタッド３００に当接するように、モザイク細工８００は、第１中央六角形底部開口４１０および第１隣接六角形底部開口４１４からなる六角形の格子における個々のヘプタッド３００の均等な分布を示す。この均等な分布では、すべての六角形チューブ４０２は、その内部容積の内部にたった１つの径方向棚４２０を実現する。
図９は、図４から図５、および図７に示された代替のヘプタッド３００のモザイク細工９００の頂部平面図である。モザイク細工９００は、上で説明されたモザイク細工８００の均等な分布と同様の、第１中央六角形底部開口４１０および第１隣接六角形底部開口４１４からなる六角形の格子における個々のヘプタッド３００の均等な分布を示す。しかしながら、モザイク細工９００では、それぞれのヘプタッド３００が少なくとも隣接六角形チューブ４０２、例えば、別のヘプタッド３００と共同で、図７に示された隣接六角形チューブ４０２（Ａ）を共有するように、すべての個々のヘプタッド３００は、別のヘプタッド３００に当接している。この均等な分布では、すべての六角形チューブ４０２は、内部容積の内部に、２つの径方向棚４２０のみを実現する。別の代替の実施形態では、１つの棚および２つの棚の両方の隣接六角形チューブが、同一の１自由度コア層２００の内部で実現することができるように、個々のヘプタッド３００は、図７に示されるように、不規則に互い違いにすることができる。
概ね六角形の形の接触する隣接セルが、限定する意味ではなく例として表されることが前述の説明および関連図から理解される。他の多角形または非多角形の形は、隣接セルに利用されて、隣接セルが重なる容積を有しその中に規定された容積によって２つ以上の異なる吸音抑制周波数を実現する、ここで説明された１自由度吸音ライナーの範囲内にさらに入ってもよい。例えば、上で説明された７つのセルのヘプタッドの実施形態に対して、ヘプタッドの中央セルを取り囲む隣接セルは、有孔のフェースシートとバックシートとの間の異なる高さに配置されたそれぞれの径方向棚を含み、それによって１つのヘプタッドに対して最大７つの独立した吸音抑制周波数を規定してもよい。代案として、４つのセルの長方形の実施形態では、３つの隣接コーナーのセルは、３つの隣接容積の下で拡張する第４のコーナーのセルの容積に重なり、それによって２〜４の独立した吸音抑制周波数を規定するそれぞれの径方向棚を含んでもよい。長方形の実施形態の別の代替例では、１つの中央の正方形のセルは、９つのセルのモザイクの格子の中で８つの隣接セルに囲まれ、それによって１つの１自由度吸音ライナーにおいて、３〜９の独立した吸音抑制周波数を規定することができる。
本開示の様々な実施形態の個別の特徴は、いくつかの図面に示されて他の図面に示されていなくてもよいが、これは、単なる便宜のためである。本開示の原理に従って、図面のいかなる特徴も、他の図面のいかなる特徴とも組み合わせて参照してもよいし、および／または請求してもよい。
記載されたこの説明は、ベストモードを含み、いかなる当業者も実施形態を実施できるようにする実施形態を開示するための例を使用し、いかなる装置またはシステムを作成して使用すること、およびいかなる組み込まれた方法を実行することも含む。本開示の特許を受けることができる範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に想到する他の例を含んでもよい。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言に対してごくわずかな差を有する同等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内に入ることが意図されている。
［実施態様１］
有孔のフェースシート（２０２）と、
前記有孔のフェースシート（２０２）に概ね平行であり、前記有孔のフェースシート（２０２）の反対側に配置する実質的に無孔のバックシート（２０４）と、
前記有孔のフェースシート（２０２）と前記無孔のバックシート（２０４）との間に配置された接触する隣接共鳴キャビティ（２０６）の吸音コア層（２００）であって、前記吸音コア層（２００）の厚さが、前記有孔のフェースシート（２０２）と前記実質的に無孔のバックシート（２０４）との間の距離として規定された吸音コア層（２００）であって、
その中に第１内部容積を有する第１共鳴セル（４００）、およびその中に第２内部容積を有する第２共鳴セル（４０２）であって、前記第１内部容積が前記第２内部容積と異なる第１共鳴セル（４００）および第２共鳴セル（４０２）と、
前記有孔のフェースシート（２０２）と前記無孔のバックシート（２０４）との間に延びるセル隔壁（４０４）であって、前記第２共鳴セル（４０２）から前記第１共鳴セル（４００）を分離してシールするセル隔壁（４０４）と
を備え、
厚さ方向に、そして前記有孔のフェースシート（２０２）および前記実質的に無孔のバックシート（２０４）と概ね平行な平面に垂直に、前記第１内部容積は、前記セル隔壁（４０４）を越えて前記第２内部容積に重なる、吸音コア層（２００）と
を備える、１自由度（ＳＤＯＦ）の吸音ライナー（１１８）。
［実施態様２］
前記セル隔壁（４０４）は、概ね平行な平面に沿った折り曲げ部分を含む、実施態様１に記載の吸音ライナー（１１８）。
［実施態様３］
前記第１共鳴セル（４００）は、第１セル深さ（ｄ2）および第２セル深さ（ｄ1）を含み、前記第１セル深さ（ｄ2）は、前記吸音コア層（２００）の厚さにほぼ等しく、前記第２セル深さ（ｄ1）は、前記隔壁折り曲げ部分と前記実質的に無孔のバックシート（２０４）との間の距離に等しい、実施態様２に記載の吸音ライナー（１１８）。
［実施態様４］
前記第１内部容積は前記第２内部容積よりも大きい、実施態様３に記載の吸音ライナー（１１８）。
［実施態様５］
六角形の格子形成時に互いにほぼ平行に配置された接触する隣接共鳴キャビティ（２０６）からなる少なくとも１つのヘプタッド（ｈｅｐｔａｄ）３００を備える吸音ハニカム構造体であって、前記少なくとも１つのヘプタッド（３００）は、
中央チューブ軸線（Ｃ）の周りに均等に配置された６つの側壁（４１２）を備える中央六角形チューブ（４００）であって、前記６つの側壁（４１２）が、それぞれ、第１反対側チューブ端部（ｆｉｒｓｔ ｏｐｐｓｉｎｇ ｔｕｂｅ ｅｎｄ）（４０６）から第２反対側チューブ端部（ｓｅｃｏｎｄ ｏｐｐｓｉｎｇ ｔｕｂｅ ｅｎｄ）（４０８）に前記中央チューブ軸線（Ｃ）に沿って延び、前記第１反対側チューブ端部（４０６）に配置された第１中央六角形底部開口（４１０）と、前記第２反対側チューブ端部（４０８）に配置された第２中央六角形底部開口（５００）とを規定する、中央六角形チューブ（４００）と、
前記中央チューブ軸線（Ｃ）の周りに前記中央六角形チューブ（４００）を径方向（Ｒ）に取り囲む６つの隣接六角形チューブ（４０２）であって、それぞれが、前記第１反対側チューブ端部（４０６）から前記第２反対側チューブ端部（４０８）に延び、前記第１反対側チューブ端部（４０６）に配置された第１隣接六角形底部開口（４１４）と、前記第２反対側チューブ端部（４０８）に配置された第２隣接六角形底部開口（５０２）とを含む、６つの隣接六角形チューブ（４０２）と、
を含み、
前記第１中央六角形底部開口（４１０）が、前記第２中央六角形底部開口（５００）に概ね平行であり、
前記第１隣接六角形底部開口（４１４）が、前記第２隣接六角形底部開口（５０２）に概ね平行であり、
前記第２中央六角形底部開口（５００）が、前記第１中央六角形底部開口（４１０）よりも大きい、吸音ハニカム構造体。
［実施態様６］
前記６つの側壁（４１２）のそれぞれは、前記６つの隣接六角形チューブ（４０２）のそれぞれの１つと共同で共有される、実施態様５に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様７］
前記６つの側壁（４１２）は、それぞれ、第１長方形壁部分（４１６）と第２長方形壁部分（４１８）とを含み、前記第２長方形壁部分（４１８）は、前記第１長方形壁部分（４１６）よりも前記中央チューブ軸線（Ｃ）からの長い径方向（Ｒ）の距離に配置されている、実施態様６に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様８］
前記６つの側壁（４１２）のそれぞれは、前記第１長方形壁部分（４１６）と前記第２長方形壁部分（４１８）とを連結する径方向棚（４２０）をさらに備える、実施態様７に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様９］
前記少なくとも１つのヘプタッド（３００）は、第１ヘプタッド（３００）と、前記六角形の格子形成時に前記第１ヘプタッド（３００）に隣接して配置された第２ヘプタッド（３００）とを含む、実施態様８に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１０］
前記第１ヘプタッド（３００）は、前記第２ヘプタッド（３００）と共同で、前記６つの隣接六角形チューブ（４０２）の１つを共有する、実施態様９に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１１］
前記６つの隣接六角形チューブ（４０２）の前記共同の１つは、それぞれ、２つの独立した中央六角形チューブ（４００）の少なくとも２つの独立した径方向棚（４２０）を含む、実施態様１０に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１２］
前記中央六角形チューブ（４００）は、中央内部容積を含み、前記それぞれの隣接六角形チューブ（４０２）は、隣接内部容積を含み、前記中央内部容積は、前記隣接内部容積よりも大きい、実施態様８に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１３］
前記中央内部容積は、第１抑制周波数に対応する、実施態様１２に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１４］
前記隣接内部容積は、前記第１抑制周波数と異なる第２抑制周波数に対応する、実施態様１３に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１５］
前記中央内部容積および前記隣接内部容積は、前記中央チューブ軸線方向（Ｃ）に、前記径方向棚（４２０）を越えて重なる、実施態様１２に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１６］
前記第１中央六角形底部開口（４１０）および前記第１隣接六角形底部開口（４１４）は、正六角形の形を含む、実施態様５に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１７］
前記第１中央六角形底部開口（４１０）は、前記第１隣接六角形底部開口（４１４）とほぼ同一の寸法を有する、実施態様１３に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１８］
前記第１隣接六角形底部開口（４１４）は、前記第２隣接六角形底部開口（５０２）よりも大きい、実施態様５に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様１９］
前記第２隣接六角形底部開口（５０２）は、不規則な凸の六角形の形を含む、実施態様５に記載の吸音ハニカム構造体。
［実施態様２０］
動力タービン（１０８）によって動力が供給される周方向に間隔をあけて配置された複数のファンブレード（１０６）を含むファンアセンブリと、
前記ファンアセンブリを取り囲むファンケーシング（１０２）と、
前記ファンアセンブリと前記ファンケーシング（１０２）との間に配置され、前記ファンアセンブリに面する有孔のフェースシート（２０２）と、前記有孔のフェースシート（２０２）に概ね平行であり、前記有孔のフェースシート（２０２）の反対側に配置する実質的に無孔のバックシート（２０４）と、前記有孔のフェースシート（２０２）と前記無孔のバックシート（２０４）との間に配置された接触する隣接共鳴キャビティ（２０６）の吸音コア層（２００）とを備え、厚さが、前記有孔のフェースシート（２０２）と前記実質的に無孔のバックシート（２０４）との間の距離として規定され吸音ライナー（１１８）であって、前記吸音コア層（２００）が、
その中に第１内部容積を有する第１共鳴セル（４００）、およびその中に第２内部容積を有する第２共鳴セル（４０２）であって、前記第１内部容積が前記第２内部容積と異なる、第１共鳴セル（４００）および第２共鳴セル（４０２）と、
前記有孔のフェースシート（２０２）と前記無孔のバックシート（２０４）との間に延びるセル隔壁（４０４）であって、前記第２共鳴セル（４０２）から前記第１共鳴セル（４００）を分離してシールするセル隔壁（４０４）と
を備え、
前記有孔のフェースシート（２０２）および前記実質的に無孔のバックシート（２０４）と概ね平行な平面に垂直な方向に、前記第１内部容積は、前記セル隔壁（４０４）を越えて前記第２内部容積に重なる、吸音ライナー（１１８）と
を備える、ガスタービンエンジン（１００）。
１００ ターボファンエンジン
１０２ ファンケーシング、ファンナセル
１０４ ファンロータ
１０６ ファンブレード
１０８ 動力タービン
１１０ ファンダクト
１１２ ダクト内壁
１１４ 周囲入口空気流
１１６ 長手軸方向中心線
１１８ 吸音ライナー
２００ １自由度コア層
２０２ 有孔のフェースシート
２０４ 無孔のバックシート
２０６ 隣接セル、キャビティ
２０８ 長方形の壁
２１０ 内側側面
２１２ 外側側面
２１４ 正六角形開口
３００ 隣接ヘプタッド
４００ 中央六角形チューブ
４０２ 隣接六角形チューブ
４０４ 中央側壁
４０６ 第１チューブ端部
４０８ 第２反対側チューブ端部
４１０ 第１中央六角形底部開口
４１２ 隣接側壁
４１４ 第１隣接六角形底部開口
４１６ 第１長方形壁部分
４１８ 第２長方形壁部分
４２０ 径方向棚
５００ 第２中央六角形底部開口
５０２ 第２隣接六角形底部開口
８００ モザイク細工
９００ モザイク細工
Ｃ 中心軸線方向
Ｒ 径方向
ｄ2 第１全体深さ
ｄ1 第２部分深さ

Claims (10)

  1. 有孔のフェースシート（２０２）と、
    前記有孔のフェースシート（２０２）に概ね平行であり、前記有孔のフェースシート（２０２）の反対側に配置する実質的に無孔のバックシート（２０４）と、
    前記有孔のフェースシート（２０２）と前記無孔のバックシート（２０４）との間に配置された接触する隣接共鳴キャビティ（２０６）の吸音コア層（２００）であって、前記吸音コア層（２００）の厚さが、前記有孔のフェースシート（２０２）と前記実質的に無孔のバックシート（２０４）との間の距離として規定された吸音コア層（２００）であって、
    その中に第１内部容積を有する第１共鳴セル（４００）、およびその中に第２内部容積を有する第２共鳴セル（４０２）であって、前記第１内部容積が前記第２内部容積と異なる第１共鳴セル（４００）および第２共鳴セル（４０２）と、
    前記有孔のフェースシート（２０２）と前記無孔のバックシート（２０４）との間に延びるセル隔壁（４０４）であって、前記第２共鳴セル（４０２）から前記第１共鳴セル（４００）を分離してシールするセル隔壁（４０４）と
    を備え、
    厚さ方向に、そして前記有孔のフェースシート（２０２）および前記実質的に無孔のバックシート（２０４）と概ね平行な平面に垂直に、前記第１内部容積は、前記セル隔壁（４０４）を越えて前記第２内部容積に重なる、吸音コア層（２００）と
    を備える、１自由度（ＳＤＯＦ）の吸音ライナー（１１８）。
  2. 前記セル隔壁（４０４）は、概ね平行な平面に沿った折り曲げ部分を含む、請求項１に記載の吸音ライナー（１１８）。
  3. 前記第１共鳴セル（４００）は、第１セル深さ（ｄ2）および第２セル深さ（ｄ1）を含み、前記第１セル深さ（ｄ2）は、前記吸音コア層（２００）の厚さにほぼ等しく、前記第２セル深さ（ｄ1）は、前記隔壁折り曲げ部分と前記実質的に無孔のバックシート（２０４）との間の距離に等しい、請求項２に記載の吸音ライナー（１１８）。
  4. 前記第１内部容積は前記第２内部容積よりも大きい、請求項３に記載の吸音ライナー（１１８）。
  5. 六角形の格子形成時に互いにほぼ平行に配置された接触する隣接共鳴キャビティ（２０６）からなる少なくとも１つのヘプタッド（ｈｅｐｔａｄ）３００を備える吸音ハニカム構造体であって、前記少なくとも１つのヘプタッド（３００）は、
    中央チューブ軸線（Ｃ）の周りに均等に配置された６つの側壁（４１２）を備える中央六角形チューブ（４００）であって、前記６つの側壁（４１２）が、それぞれ、第１反対側チューブ端部（ｆｉｒｓｔ ｏｐｐｓｉｎｇ ｔｕｂｅ ｅｎｄ）（４０６）から第２反対側チューブ端部（ｓｅｃｏｎｄ ｏｐｐｓｉｎｇ ｔｕｂｅ ｅｎｄ）（４０８）に前記中央チューブ軸線（Ｃ）に沿って延び、前記第１反対側チューブ端部（４０６）に配置された第１中央六角形底部開口（４１０）と、前記第２反対側チューブ端部（４０８）に配置された第２中央六角形底部開口（５００）とを規定する、中央六角形チューブ（４００）と、
    前記中央チューブ軸線（Ｃ）の周りに前記中央六角形チューブ（４００）を径方向（Ｒ）に取り囲む６つの隣接六角形チューブ（４０２）であって、それぞれが、前記第１反対側チューブ端部（４０６）から前記第２反対側チューブ端部（４０８）に延び、前記第１反対側チューブ端部（４０６）に配置された第１隣接六角形底部開口（４１４）と、前記第２反対側チューブ端部（４０８）に配置された第２隣接六角形底部開口（５０２）とを含む、６つの隣接六角形チューブ（４０２）と、
    を含み、
    前記第１中央六角形底部開口（４１０）が、前記第２中央六角形底部開口（５００）に概ね平行であり、
    前記第１隣接六角形底部開口（４１４）が、前記第２隣接六角形底部開口（５０２）に概ね平行であり、
    前記第２中央六角形底部開口（５００）が、前記第１中央六角形底部開口（４１０）よりも大きい、吸音ハニカム構造体。
  6. 前記６つの側壁（４１２）のそれぞれは、前記６つの隣接六角形チューブ（４０２）のそれぞれの１つと共同で共有される、請求項５に記載の吸音ハニカム構造体。
  7. 前記６つの側壁（４１２）は、それぞれ、第１長方形壁部分（４１６）と第２長方形壁部分（４１８）とを含み、前記第２長方形壁部分（４１８）は、前記第１長方形壁部分（４１６）よりも前記中央チューブ軸線（Ｃ）からの長い径方向（Ｒ）の距離に配置されている、請求項６に記載の吸音ハニカム構造体。
  8. 前記６つの側壁（４１２）のそれぞれは、前記第１長方形壁部分（４１６）と前記第２長方形壁部分（４１８）とを連結する径方向棚（４２０）をさらに備える、請求項７に記載の吸音ハニカム構造体。
  9. 前記少なくとも１つのヘプタッド（３００）は、第１ヘプタッド（３００）と、前記六角形の格子形成時に前記第１ヘプタッド（３００）に隣接して配置された第２ヘプタッド（３００）とを含む、請求項８に記載の吸音ハニカム構造体。
  10. 前記第１ヘプタッド（３００）は、前記第２ヘプタッド（３００）と共同で、前記６つの隣接六角形チューブ（４０２）の１つを共有する、請求項９に記載の吸音ハニカム構造体。
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