JPH05221384A - プロペラ放射音の能動型消音装置 - Google Patents
プロペラ放射音の能動型消音装置Info
- Publication number
- JPH05221384A JPH05221384A JP4028258A JP2825892A JPH05221384A JP H05221384 A JPH05221384 A JP H05221384A JP 4028258 A JP4028258 A JP 4028258A JP 2825892 A JP2825892 A JP 2825892A JP H05221384 A JPH05221384 A JP H05221384A
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- JP
- Japan
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- sound
- propeller
- sound wave
- ship
- hydrophone
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自船の水中音を広帯域に亘って減音し、さら
には自船の音とは異なった波形に変換する。 【構成】 プロペラ音等の船体外部の音を集音するため
のハイドロフォンシステム部（ハイドロフォン１-1，１
-2，１-3）と、集音された音を音波解析し逆位相乃至異
種波形の音波を作成する音波解析・作成システム部（音
波解析装置３、音波作成装置４）と、作成された音波を
水中に発振する水中音発振システム部（スピ−カ２-1、
スピ−カ２-2）とを備えていることを特徴としている。
には自船の音とは異なった波形に変換する。 【構成】 プロペラ音等の船体外部の音を集音するため
のハイドロフォンシステム部（ハイドロフォン１-1，１
-2，１-3）と、集音された音を音波解析し逆位相乃至異
種波形の音波を作成する音波解析・作成システム部（音
波解析装置３、音波作成装置４）と、作成された音波を
水中に発振する水中音発振システム部（スピ−カ２-1、
スピ−カ２-2）とを備えていることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自船のプロペラ音等を
能動的に減音したり音波変形させたりするようにしたプ
ロペラ放射音の能動型消音装置に関するものである。
能動的に減音したり音波変形させたりするようにしたプ
ロペラ放射音の能動型消音装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、船舶のプロペラ音を消音あるいは
減音するための能動型消音装置（アクティブノイズキャ
ンセラ−）として、プレ−リ−装置が知られている。プ
レ−リ−装置は、図９に示されるように、プロペラ翼１
４の先端部に空気吹出孔１５を設け、プロペラシャフト
１６内の空気供給パイプ１７を通して送られてきた圧縮
空気を空気吹出孔１５から吹き出させ、吹き出された空
気の流れ１８でプロペラキャビテ−ションを覆うことに
よりプロペラ放射音を減じようとするものである。
減音するための能動型消音装置（アクティブノイズキャ
ンセラ−）として、プレ−リ−装置が知られている。プ
レ−リ−装置は、図９に示されるように、プロペラ翼１
４の先端部に空気吹出孔１５を設け、プロペラシャフト
１６内の空気供給パイプ１７を通して送られてきた圧縮
空気を空気吹出孔１５から吹き出させ、吹き出された空
気の流れ１８でプロペラキャビテ−ションを覆うことに
よりプロペラ放射音を減じようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プレ−リ−装
置は、プロペラの１翼毎に数ミリφの孔１５を数十個設
け、且つプロペラ内部に空気道を設けなければならない
ため、十分な強度を確保する上で翼厚が厚くなり、その
ためプロペラ効率面では不利が生じていた。さらに、空
気吹出孔１５から吹出き出される泡の共振周波数の音に
対しては減衰効果が大きいが、他の周波数帯域の音に対
しては吹き出された泡によるマスキング効果のみとなり
さほどの減衰効果は期待できない、プロペラ変動水圧に
よる外板振動に起因する水中音への対応ができない、等
の欠点があった。
置は、プロペラの１翼毎に数ミリφの孔１５を数十個設
け、且つプロペラ内部に空気道を設けなければならない
ため、十分な強度を確保する上で翼厚が厚くなり、その
ためプロペラ効率面では不利が生じていた。さらに、空
気吹出孔１５から吹出き出される泡の共振周波数の音に
対しては減衰効果が大きいが、他の周波数帯域の音に対
しては吹き出された泡によるマスキング効果のみとなり
さほどの減衰効果は期待できない、プロペラ変動水圧に
よる外板振動に起因する水中音への対応ができない、等
の欠点があった。
【０００４】本発明の目的は、プロペラ音、外板振動に
よる水中音を含めて水中に於ける対象音を広帯域に亘っ
て減音でき、さらには自船の音とは異なった波形の音波
を発振できる新規なプロペラ放射音の能動型消音装置を
提供することにある。
よる水中音を含めて水中に於ける対象音を広帯域に亘っ
て減音でき、さらには自船の音とは異なった波形の音波
を発振できる新規なプロペラ放射音の能動型消音装置を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のプロペラ放射音の能動型消音装置は、プロペラ
音等の船体外部の音を集音するためのハイドロフォンシ
ステム部と、集音された音を音波解析し逆位相乃至異種
波形の音波を作成する音波解析・作成システム部と、作
成された音波を水中に発振する水中音発振システム部と
を備えて構成されるものである。
本発明のプロペラ放射音の能動型消音装置は、プロペラ
音等の船体外部の音を集音するためのハイドロフォンシ
ステム部と、集音された音を音波解析し逆位相乃至異種
波形の音波を作成する音波解析・作成システム部と、作
成された音波を水中に発振する水中音発振システム部と
を備えて構成されるものである。
【０００６】
【作用】自船より発せられた水中音はハイドロフォンシ
ステム部で集音されたのち、音波解析・作成システム部
で音波解析される。音波解析・作成システム部は、上記
水中音の減音が目的の場合には、音波解析により判明し
た上記水中音の成分毎に逆位相の音波を作成し、自船の
音とは異なった音波の発振が目的の場合には、音波解析
の結果に基き自船の音を異なった音に変える異種波形の
音波を作成する。そして水中音発振システム部は、音波
解析・作成システム部によって作成された波形の音波を
水中に発振する。この発振された音波により、自船の音
は、逆位相の音波により打ち消されて減音され、あるい
は異種波形の音波と合成されて自船の音とは異なった音
に変えられる。このように本発明のプロペラ放射音の能
動型消音装置は、自船より発せられた水中音を自船で作
成した別の音波で打ち消し、あるいは音波変形するの
で、上述したプレ−リ−装置のようにプロペラ効率面で
の不利は生じない。また、自船音を減音するための上記
逆位相音波は、実際に集音した自船音を音波解析するこ
とにより作成されるので、プロペラ音、外板振動による
水中音を含めて水中に於ける対象音を広帯域に亘って減
音することができる（図４参照）。
ステム部で集音されたのち、音波解析・作成システム部
で音波解析される。音波解析・作成システム部は、上記
水中音の減音が目的の場合には、音波解析により判明し
た上記水中音の成分毎に逆位相の音波を作成し、自船の
音とは異なった音波の発振が目的の場合には、音波解析
の結果に基き自船の音を異なった音に変える異種波形の
音波を作成する。そして水中音発振システム部は、音波
解析・作成システム部によって作成された波形の音波を
水中に発振する。この発振された音波により、自船の音
は、逆位相の音波により打ち消されて減音され、あるい
は異種波形の音波と合成されて自船の音とは異なった音
に変えられる。このように本発明のプロペラ放射音の能
動型消音装置は、自船より発せられた水中音を自船で作
成した別の音波で打ち消し、あるいは音波変形するの
で、上述したプレ−リ−装置のようにプロペラ効率面で
の不利は生じない。また、自船音を減音するための上記
逆位相音波は、実際に集音した自船音を音波解析するこ
とにより作成されるので、プロペラ音、外板振動による
水中音を含めて水中に於ける対象音を広帯域に亘って減
音することができる（図４参照）。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【０００８】図１に示されるプロペラ放射音の能動型消
音装置は、３つのハイドロフォン１-1，１-2，１-3から
なるハイドロフォンシステム部と、２つのスピ−カ２-
1，２-2からなる水中音発振システム部と、音波解析装
置３および音波作成装置４からなる音波解析・作成シス
テム部とで構成されている。ハイドロフォンシステム部
を構成する第１のハイドロフォン１-1は船舶５の後部に
設けられた推進用プロペラ６の直上に位置させて、船体
外板１０の内側に、第２のハイドロフォン１-2はプロペ
ラ６の直後に位置させて、舵７を支承している舵支材８
の内側に、第３のハイドロフォン１-3は船首下部に設け
られたソナ−ド−ム９内の後部に、それぞれ設けられて
いる。水中音発振システム部の一方のスピ−カ２-1は第
１のハイドロフォン１-1の近傍に、他方のスピ−カ２-2
は上記第２のハイドロフォン１-2の近傍にそれぞれ併設
されている。これら第１，第２のハイドロフォン１-1，
１-2および両スピ−カ２-1，２-2の指向性はプロペラ６
へ向けて、ソナ−ド−ム９内に設けられた第３のハイド
ロフォン１-3の指向性は船体後方へ向けて設定されてい
る。音波解析装置３および音波作成装置４は操舵室に設
けられている。上記３個のハイドロフォン１-1，１-2，
１-3の出力は音波解析装置３に、音波解析装置３の出力
は音波作成装置４に、音波作成装置４の出力は上記２つ
のスピ−カ２-1，２-2にそれぞれ接続されている。な
お、上記ソナ−ド−ム９内は、遮音壁１１によってハイ
ドロフォン室とソナ−室とに区画されている。
音装置は、３つのハイドロフォン１-1，１-2，１-3から
なるハイドロフォンシステム部と、２つのスピ−カ２-
1，２-2からなる水中音発振システム部と、音波解析装
置３および音波作成装置４からなる音波解析・作成シス
テム部とで構成されている。ハイドロフォンシステム部
を構成する第１のハイドロフォン１-1は船舶５の後部に
設けられた推進用プロペラ６の直上に位置させて、船体
外板１０の内側に、第２のハイドロフォン１-2はプロペ
ラ６の直後に位置させて、舵７を支承している舵支材８
の内側に、第３のハイドロフォン１-3は船首下部に設け
られたソナ−ド−ム９内の後部に、それぞれ設けられて
いる。水中音発振システム部の一方のスピ−カ２-1は第
１のハイドロフォン１-1の近傍に、他方のスピ−カ２-2
は上記第２のハイドロフォン１-2の近傍にそれぞれ併設
されている。これら第１，第２のハイドロフォン１-1，
１-2および両スピ−カ２-1，２-2の指向性はプロペラ６
へ向けて、ソナ−ド−ム９内に設けられた第３のハイド
ロフォン１-3の指向性は船体後方へ向けて設定されてい
る。音波解析装置３および音波作成装置４は操舵室に設
けられている。上記３個のハイドロフォン１-1，１-2，
１-3の出力は音波解析装置３に、音波解析装置３の出力
は音波作成装置４に、音波作成装置４の出力は上記２つ
のスピ−カ２-1，２-2にそれぞれ接続されている。な
お、上記ソナ−ド−ム９内は、遮音壁１１によってハイ
ドロフォン室とソナ−室とに区画されている。
【０００９】上記の如く構成された本実施例の能動型消
音装置は、図２に示されるフロ−チャ−トに従って作動
する。自船より水中に放射された音はハイドロフォンシ
ステム部で集音される（ステップ 1）。このとき、プロ
ペラ音は主に上記第１および第２のハイドロフォン１-
1，１-2によって集音され、プロペラ変動水圧による外
板振動に起因する放射音は主に第３のハイドロフォン１
-3によって集音される。集音されたプロペラ音は音波解
析装置３において周波数分析される（ステップ ２）。
音波作成装置４は、水中音の減音が目的の場合には、音
波解析装置３の周波数分析により判明した上記水中音の
成分毎に同振幅・逆位相の音波を作成し（ステップ ３
→4 ）、自船の音とは異なった音波の発振が目的の場合
には、分析された自船音と目標音とを比較し（ステップ
5）、自船の音を目標音に変える異種波形の音波を作成
する（ステップ 6→7 ）。音波作成装置４で作成された
音波は水中音発振システム部を構成する２つのスピ−カ
２-1，２-2よりプロペラ６へ向けて発振される（ステッ
プ 8）。発振された音波により、自船の音は、逆位相の
音波により打ち消されて減音され、あるいは異種波形の
音波と合成されて目標音に変えられる。上記第３のハイ
ドロフォン１-3は主としてフィ−ドバック用として機能
し、また、第２のハイドロフォン１-2は減音された音お
よび変換音のフィ−ドバック用としても機能し、これら
によって集音された音は音波解析装置３にフィ−ドバッ
クされる（ステップ 9）。フィ−ドバック音は音波解析
装置３において周波数分析され、音波作成装置４はその
分析結果に基き、フィ−ドバック音を減少させるよう
に、あるは上記目標音に近付けるように作成音を調整す
る。このようなフィ−ドバック機能を有する本実施例の
能動型消音装置は、自船の音を広い帯域に亘って確実に
減音（好ましくは消音）し、あるいは目標音に変換する
ことができる。
音装置は、図２に示されるフロ−チャ−トに従って作動
する。自船より水中に放射された音はハイドロフォンシ
ステム部で集音される（ステップ 1）。このとき、プロ
ペラ音は主に上記第１および第２のハイドロフォン１-
1，１-2によって集音され、プロペラ変動水圧による外
板振動に起因する放射音は主に第３のハイドロフォン１
-3によって集音される。集音されたプロペラ音は音波解
析装置３において周波数分析される（ステップ ２）。
音波作成装置４は、水中音の減音が目的の場合には、音
波解析装置３の周波数分析により判明した上記水中音の
成分毎に同振幅・逆位相の音波を作成し（ステップ ３
→4 ）、自船の音とは異なった音波の発振が目的の場合
には、分析された自船音と目標音とを比較し（ステップ
5）、自船の音を目標音に変える異種波形の音波を作成
する（ステップ 6→7 ）。音波作成装置４で作成された
音波は水中音発振システム部を構成する２つのスピ−カ
２-1，２-2よりプロペラ６へ向けて発振される（ステッ
プ 8）。発振された音波により、自船の音は、逆位相の
音波により打ち消されて減音され、あるいは異種波形の
音波と合成されて目標音に変えられる。上記第３のハイ
ドロフォン１-3は主としてフィ−ドバック用として機能
し、また、第２のハイドロフォン１-2は減音された音お
よび変換音のフィ−ドバック用としても機能し、これら
によって集音された音は音波解析装置３にフィ−ドバッ
クされる（ステップ 9）。フィ−ドバック音は音波解析
装置３において周波数分析され、音波作成装置４はその
分析結果に基き、フィ−ドバック音を減少させるよう
に、あるは上記目標音に近付けるように作成音を調整す
る。このようなフィ−ドバック機能を有する本実施例の
能動型消音装置は、自船の音を広い帯域に亘って確実に
減音（好ましくは消音）し、あるいは目標音に変換する
ことができる。
【００１０】次に、本実施例の能動型消音装置により自
船音を消音する際の原理について、図３の波形図を用い
説明する。はハイドロフォンシステム部で集音された
自船音のドミナントな原波形であり、これを音波解析装
置３において周波数分析した結果得られた成分波形が
，である。この場合、音波作成装置４は、の成分
を打ち消すための逆位相波形′の音波と，の成分を
打ち消すための逆位相波形′の音波をそれぞれ作成す
る。これら成分毎に作成された逆位相波形′，′の
音波が発振されることにより、自船音はその各成分，
毎に打ち消されてに示す如く消音される。なお、自
船音を異なった音に変換する際には、自船音とは成分の
全く異なる音波を発振するようにしてもよいが、自船音
の特徴的な成分のみを打ち消す逆位相の音波を発振する
ようにしてもよい。
船音を消音する際の原理について、図３の波形図を用い
説明する。はハイドロフォンシステム部で集音された
自船音のドミナントな原波形であり、これを音波解析装
置３において周波数分析した結果得られた成分波形が
，である。この場合、音波作成装置４は、の成分
を打ち消すための逆位相波形′の音波と，の成分を
打ち消すための逆位相波形′の音波をそれぞれ作成す
る。これら成分毎に作成された逆位相波形′，′の
音波が発振されることにより、自船音はその各成分，
毎に打ち消されてに示す如く消音される。なお、自
船音を異なった音に変換する際には、自船音とは成分の
全く異なる音波を発振するようにしてもよいが、自船音
の特徴的な成分のみを打ち消す逆位相の音波を発振する
ようにしてもよい。
【００１１】この能動型消音装置は３次元音場に適用さ
れるため、ハイドロフォン、スピ−カの設置は可能な限
り多くしておいたほうがよい。そこで、これらの設置箇
所ないし設置形態として適当と思われる例を図５〜８に
開示しておく。図５はプロペラ６前方の船体外板にもハ
イドロフォン１-4、スピ−カ２-3を設置した例、図６は
プロペラ６のシャフトブラケット１２にもハイドロフォ
ン１-5、スピ−カ２-4を設置した例、図７はスケグ１３
にもハイドロフォン１-6、スピ−カ２-5，２-6を設置し
た例（ハイドロフォン１-6は F/B用にも使用）、図８は
船底・船側にもハイドロフォン１-7，１-8をそれぞれ設
置した例（ F/B用）である。
れるため、ハイドロフォン、スピ−カの設置は可能な限
り多くしておいたほうがよい。そこで、これらの設置箇
所ないし設置形態として適当と思われる例を図５〜８に
開示しておく。図５はプロペラ６前方の船体外板にもハ
イドロフォン１-4、スピ−カ２-3を設置した例、図６は
プロペラ６のシャフトブラケット１２にもハイドロフォ
ン１-5、スピ−カ２-4を設置した例、図７はスケグ１３
にもハイドロフォン１-6、スピ−カ２-5，２-6を設置し
た例（ハイドロフォン１-6は F/B用にも使用）、図８は
船底・船側にもハイドロフォン１-7，１-8をそれぞれ設
置した例（ F/B用）である。
【００１２】
【発明の効果】以上要するに本発明のプロペラ放射音の
能動型消音装置によれば、次の如き優れた効果が発揮で
きる。
能動型消音装置によれば、次の如き優れた効果が発揮で
きる。
【００１３】(1) 自船より発せられた水中音を自船で作
成した別の音波で打ち消し、あるいは音波変形するの
で、プロペラ効率面での不利は生じない。
成した別の音波で打ち消し、あるいは音波変形するの
で、プロペラ効率面での不利は生じない。
【００１４】(2) 自船音を減音するための逆位相音波
は、実際に集音した自船音を音波解析することにより作
成されるので、プロペラ音、外板振動による水中音を含
めて水中に於ける対象音を広帯域に亘って減音すること
ができる。
は、実際に集音した自船音を音波解析することにより作
成されるので、プロペラ音、外板振動による水中音を含
めて水中に於ける対象音を広帯域に亘って減音すること
ができる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図２】本実施例のプロペラ放射音の能動型消音装置が
作動する際のフロ−チャ−トを示す図である。
作動する際のフロ−チャ−トを示す図である。
【図３】本実施例のプロペラ放射音の能動型消音装置に
より自船の水中放射音が消音される原理を示す一連の波
形図である。
より自船の水中放射音が消音される原理を示す一連の波
形図である。
【図４】本発明のプロペラ放射音の能動型消音装置と従
来装置（プレ−リ−装置）の減音特性を対比させて示し
た図である。
来装置（プレ−リ−装置）の減音特性を対比させて示し
た図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す概略図であり、(b)
は(a) のA-A 矢視図である。
は(a) のA-A 矢視図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図９】従来装置（プレ−リ−装置）を示す図であり、
(a) は正面図、(b) は側面図である。
(a) は正面図、(b) は側面図である。
１-1〜１-8 ハイドロフォンシステム部を構成するハイ
ドロフォン ２-1〜２-6 水中音発振システム部を構成するスピ−カ ３ 音波解析・作成システム部を構成する音波解析装置 ４ 音波解析・作成システム部を構成する音波作成装置 ５ 船舶 ６ プロペラ ７ 舵 ８ 舵支材 ９ ソナ−ド−ム １０ 船体外板 １１ 遮音壁 １２ シャフトブラケット １３ スケグ（ｓｋｅｇ）＝踵
ドロフォン ２-1〜２-6 水中音発振システム部を構成するスピ−カ ３ 音波解析・作成システム部を構成する音波解析装置 ４ 音波解析・作成システム部を構成する音波作成装置 ５ 船舶 ６ プロペラ ７ 舵 ８ 舵支材 ９ ソナ−ド−ム １０ 船体外板 １１ 遮音壁 １２ シャフトブラケット １３ スケグ（ｓｋｅｇ）＝踵
Claims (1)
- 【請求項１】 プロペラ音等の船体外部の音を集音する
ためのハイドロフォンシステム部と、集音された音を音
波解析し逆位相乃至異種波形の音波を作成する音波解析
・作成システム部と、作成された音波を水中に発振する
水中音発振システム部とを備えていることを特徴とする
プロペラ放射音の能動型消音装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028258A JPH05221384A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | プロペラ放射音の能動型消音装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4028258A JPH05221384A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | プロペラ放射音の能動型消音装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221384A true JPH05221384A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=12243547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4028258A Pending JPH05221384A (ja) | 1992-02-14 | 1992-02-14 | プロペラ放射音の能動型消音装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05221384A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160020030A (ko) * | 2014-08-12 | 2016-02-23 | 대우조선해양 주식회사 | 잠수함의 소음 처리 시스템 및 방법 |
| CN106796780A (zh) * | 2014-09-23 | 2017-05-31 | 亚马逊技术股份有限公司 | 交通工具噪声控制和通信 |
-
1992
- 1992-02-14 JP JP4028258A patent/JPH05221384A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160020030A (ko) * | 2014-08-12 | 2016-02-23 | 대우조선해양 주식회사 | 잠수함의 소음 처리 시스템 및 방법 |
| CN106796780A (zh) * | 2014-09-23 | 2017-05-31 | 亚马逊技术股份有限公司 | 交通工具噪声控制和通信 |
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