JPH0672555B2 - ターボファンエンジンに固定されるプラグ型の騒音防止装置 - Google Patents
ターボファンエンジンに固定されるプラグ型の騒音防止装置Info
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- JPH0672555B2 JPH0672555B2 JP3500507A JP50050791A JPH0672555B2 JP H0672555 B2 JPH0672555 B2 JP H0672555B2 JP 3500507 A JP3500507 A JP 3500507A JP 50050791 A JP50050791 A JP 50050791A JP H0672555 B2 JPH0672555 B2 JP H0672555B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- central body
- noise
- exhaust
- engine
- shroud
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
- F02K1/78—Other construction of jet pipes
- F02K1/82—Jet pipe walls, e.g. liners
- F02K1/827—Sound absorbing structures or liners
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の概要 航空機用のジェットエンジンによって離陸及び着陸の際
に生ずる騒音は、世界の大部分の都市部においては深刻
な問題である。アメリカ合衆国におけるだけでも、約50
0万人の人々が空港の付近に居住したりあるいは空港の
付近で仕事をしており、航空機の騒音によって大きな影
響を受けている。多くの都市自治体が、航空機の騒音の
低減を要求する借置を講じている。
に生ずる騒音は、世界の大部分の都市部においては深刻
な問題である。アメリカ合衆国におけるだけでも、約50
0万人の人々が空港の付近に居住したりあるいは空港の
付近で仕事をしており、航空機の騒音によって大きな影
響を受けている。多くの都市自治体が、航空機の騒音の
低減を要求する借置を講じている。
騒音レベルを低下させるために、ターボファン及びター
ボジェット型の航空機用エンジンの設計に対して多くの
研究が行われている。ジェットエンジンに対する騒音低
減装置に関連する背景情報については、米国特許第3,71
0,890号、同第4,077,206号、同第4,117,671号及び同第
4,501,393号を参照することができる。今までに発行さ
れているこれらの米国特許は、騒音の大きさを減少させ
るための航空機用ジェットエンジンの改善の一般的な概
念に関するものであり、本明細書においてはこれら米国
特許を参照している。
ボジェット型の航空機用エンジンの設計に対して多くの
研究が行われている。ジェットエンジンに対する騒音低
減装置に関連する背景情報については、米国特許第3,71
0,890号、同第4,077,206号、同第4,117,671号及び同第
4,501,393号を参照することができる。今までに発行さ
れているこれらの米国特許は、騒音の大きさを減少させ
るための航空機用ジェットエンジンの改善の一般的な概
念に関するものであり、本明細書においてはこれら米国
特許を参照している。
航空機用のターボファンエンジンの騒音低下において有
益な結果を得ている従来開発されたある装置はフローミ
キサを使用しており、これらフローミキサの幾つかは、
マルチチャンネル又はマルチローブ式の反転流型のもの
である。騒音防止用のそのようなミキを使用する例は、
上で参照した米国特許第4,117,671号及び同第4,077,206
号に見られる。これらのフローミキサは、エンジンサイ
クル及びバイパス比に応じて、有効知覚騒音レベル（EP
NL;Effective Perceived Noise Level）において3.5乃
至4.5dBの範囲の騒音を減少させるものと考えられてい
る。この騒音低下は役立つものではあるが、ローバイパ
ス型のターボファンエンジンの騒音の総ての問題を解決
するには十分なものではなく、この理由によって、マル
チローブ混合ノズルの商業的な用途は制限されていた。
益な結果を得ている従来開発されたある装置はフローミ
キサを使用しており、これらフローミキサの幾つかは、
マルチチャンネル又はマルチローブ式の反転流型のもの
である。騒音防止用のそのようなミキを使用する例は、
上で参照した米国特許第4,117,671号及び同第4,077,206
号に見られる。これらのフローミキサは、エンジンサイ
クル及びバイパス比に応じて、有効知覚騒音レベル（EP
NL;Effective Perceived Noise Level）において3.5乃
至4.5dBの範囲の騒音を減少させるものと考えられてい
る。この騒音低下は役立つものではあるが、ローバイパ
ス型のターボファンエンジンの騒音の総ての問題を解決
するには十分なものではなく、この理由によって、マル
チローブ混合ノズルの商業的な用途は制限されていた。
本開示にいおては、固定プラグ及び臨界的に位置させた
吸音材と組み合わせたフローミキサのデザインを利用
し、ターボファンエンジンの騒音レベルを十分に減少さ
せている。本開示は、後方の排気端及び長手方向のエン
ジン軸線を有するターボファンエンジン用の騒音低減装
置に関する。騒音防止装置は、ターボファンエンジンの
排気端に取り付けられた管状の排気シュラウドを備え、
このシュラウドは内側の円周方向面を有している。上記
シュラウドの中でエンジンの排気端に隣接してフローミ
キサが設けられる。
吸音材と組み合わせたフローミキサのデザインを利用
し、ターボファンエンジンの騒音レベルを十分に減少さ
せている。本開示は、後方の排気端及び長手方向のエン
ジン軸線を有するターボファンエンジン用の騒音低減装
置に関する。騒音防止装置は、ターボファンエンジンの
排気端に取り付けられた管状の排気シュラウドを備え、
このシュラウドは内側の円周方向面を有している。上記
シュラウドの中でエンジンの排気端に隣接してフローミ
キサが設けられる。
排気シュラウドの中で該排気シュラウドと同心円状に支
持されるのは細長い中心体であり、この中心体は、排気
シュラウドの内側の断面積よりも小さな外側の断面積を
有しており、これにより、十分に減少した通路流れ高さ
を有する環状の面積を提供し、該通路流れ高さを介して
エンジンの推力発生排気ガスが通過する。シュラウド及
びプラグの壁部は、平行にすることができるが、また後
方に向かって互いに接近するようにすることもでき、こ
れにより、空気力学的及び音響的な要件を最も良く合致
させることができる。
持されるのは細長い中心体であり、この中心体は、排気
シュラウドの内側の断面積よりも小さな外側の断面積を
有しており、これにより、十分に減少した通路流れ高さ
を有する環状の面積を提供し、該通路流れ高さを介して
エンジンの推力発生排気ガスが通過する。シュラウド及
びプラグの壁部は、平行にすることができるが、また後
方に向かって互いに接近するようにすることもでき、こ
れにより、空気力学的及び音響的な要件を最も良く合致
させることができる。
中心体を受け入れるシュラウドの内側の円周領域の少な
くともかなりの部分に音響ライニングが取り付けられ
る。同様にして、排気シュラウドの中に収容される中心
体の外側面の領域の少なくともかなりの部分に音響ライ
ニングが取り付けられる。この構成により、推力を発生
するジェットエンジンの排気ガスが通過する減少した通
路高さの環状の領域の少なくともかなりの部分が、音響
ライニングによって包囲される。
くともかなりの部分に音響ライニングが取り付けられ
る。同様にして、排気シュラウドの中に収容される中心
体の外側面の領域の少なくともかなりの部分に音響ライ
ニングが取り付けられる。この構成により、推力を発生
するジェットエンジンの排気ガスが通過する減少した通
路高さの環状の領域の少なくともかなりの部分が、音響
ライニングによって包囲される。
好ましい実施例においては、中心体は、異なった機能を
有する種々のすなわち多数の部分から形成されるが、種
々の部分とは、エンジンのの排気端部に設けられ空気力
学的な損失を極力少なくするように特殊に設計された空
気力学的な形状の前方部分と、例えばほぼ円筒形状とす
ることができる中間部分と、空気力学的な形状の後方部
分である。中心体の中間部分の全部の内側面の少なくと
もかなりの部分に音響ライニングが固定され、これによ
り内部のプリエマージェンスノイズを吸収させる。
有する種々のすなわち多数の部分から形成されるが、種
々の部分とは、エンジンのの排気端部に設けられ空気力
学的な損失を極力少なくするように特殊に設計された空
気力学的な形状の前方部分と、例えばほぼ円筒形状とす
ることができる中間部分と、空気力学的な形状の後方部
分である。中心体の中間部分の全部の内側面の少なくと
もかなりの部分に音響ライニングが固定され、これによ
り内部のプリエマージェンスノイズを吸収させる。
更に好ましい実施例においては、上述のように種々の部
分から形成するのに加えて、中心体は、空気力学的な前
方部分及び円筒形状の部分に比較して増大された断面積
を有する空気力学的な後方部分を有する構成を備え、上
記増大された断面積は、排気シュラウドの後端部にほぼ
一致する。
分から形成するのに加えて、中心体は、空気力学的な前
方部分及び円筒形状の部分に比較して増大された断面積
を有する空気力学的な後方部分を有する構成を備え、上
記増大された断面積は、排気シュラウドの後端部にほぼ
一致する。
本発明の主要な原理は： （ａ）内部ミキサは、低周波数の排出ノズルジェットの
騒音を減少させ、かつその騒音をより高い周波数レベル
に移行させる。
騒音を減少させ、かつその騒音をより高い周波数レベル
に移行させる。
（ｂ）中心体は、エンジンの騒音が通過する減少された
高さの通路を提供する。この通路は、音吸収材料により
被覆される。より高い周波数の音は、減少された通路高
さのために、音吸収材料により、より効率的に吸収され
る。また、ミキサによって行われる音のより高い周波数
への移行により、このような移行を行わない場合に比べ
て、選択された音の減衰レベルを得るためにより短い中
心体を用いることが可能となる。
高さの通路を提供する。この通路は、音吸収材料により
被覆される。より高い周波数の音は、減少された通路高
さのために、音吸収材料により、より効率的に吸収され
る。また、ミキサによって行われる音のより高い周波数
への移行により、このような移行を行わない場合に比べ
て、選択された音の減衰レベルを得るためにより短い中
心体を用いることが可能となる。
以下の詳細な説明及び請求の範囲を添付の図面と共に参
照することにより、本発明はより良く理解されるであろ
う。
照することにより、本発明はより良く理解されるであろ
う。
図面の説明 図１は、本発明の原理を具体化する騒音防止装置を断面
で示す立面図であり、ターボファンエンジンの後方端に
固定され、騒音防止装置の重要な要素である、排気シュ
ラウド、フローミキサ、中心体及び音響ライニングを示
している。
で示す立面図であり、ターボファンエンジンの後方端に
固定され、騒音防止装置の重要な要素である、排気シュ
ラウド、フローミキサ、中心体及び音響ライニングを示
している。
図２は、図１の線２−２に沿って取った断面図であり、
排気シュラウドの中に中心体を支持する手段を示してい
る。
排気シュラウドの中に中心体を支持する手段を示してい
る。
図３は、図１の線３−３に沿って取った断面図であり、
本発明に採用されるフローミキサのある構成を詳細に示
している。
本発明に採用されるフローミキサのある構成を詳細に示
している。
図４は、截頭円錐形の中間部分を有する中心体の他の形
状を示す図３と同様の断面図である。
状を示す図３と同様の断面図である。
好ましい実施例の説明 最初に図面の図１を参照すると、断面で示す立面図が、
本発明の原理を実施するための好ましい実施例を示して
いる。ターボファンエンジンの後方部は、その全体を符
号10で示されており、エンジンの後端部は符号10Aで示
されている。本発明の原理によれば、そのようなエンジ
ンにより発生される騒音を減少させるために、ジェット
エンジンの後端部10Aには、前方端14及び後方端16を有
する管状の排気シュラウド12が取り付けられている。排
気シュラウドは、内側円周面18を備えている。
本発明の原理を実施するための好ましい実施例を示して
いる。ターボファンエンジンの後方部は、その全体を符
号10で示されており、エンジンの後端部は符号10Aで示
されている。本発明の原理によれば、そのようなエンジ
ンにより発生される騒音を減少させるために、ジェット
エンジンの後端部10Aには、前方端14及び後方端16を有
する管状の排気シュラウド12が取り付けられている。排
気シュラウドは、内側円周面18を備えている。
シュラウド12の中でエンジンの後端部10Aに隣接して支
持されているのは、マルチローブ型のフローミキサ20で
ある。フローミキサ20の基本的な機能は、コアガス及び
ファン空気を混合し、排気ジェットの騒音を低減させる
と共に、エンジン10により生ずるプリエマージェンス音
の周波数を増大させることである。符号20により指示し
たタイプのフローミキサの形状及び構造の例についての
背景情報に関しては、米国特許第4,077,208号及び同第
4,117,671号を参照することができる。
持されているのは、マルチローブ型のフローミキサ20で
ある。フローミキサ20の基本的な機能は、コアガス及び
ファン空気を混合し、排気ジェットの騒音を低減させる
と共に、エンジン10により生ずるプリエマージェンス音
の周波数を増大させることである。符号20により指示し
たタイプのフローミキサの形状及び構造の例についての
背景情報に関しては、米国特許第4,077,208号及び同第
4,117,671号を参照することができる。
フローミキサ20に用いるられるローブの数は変えること
ができ、また、フローミキサの構造の詳細特にローブの
数は、上述のようにジェットエンジンにより生ずる音の
周波数を増大させるという基本的かつ一般的な目的をも
って、騒音防止装置の設計の対象となるターボファンエ
ンジン10の特性によて決定される。フローミキサ20は、
ターボファンエンジン10の後端部に物理的に取り付ける
か、あるいは排気シュラウド12によって支持することが
できる。
ができ、また、フローミキサの構造の詳細特にローブの
数は、上述のようにジェットエンジンにより生ずる音の
周波数を増大させるという基本的かつ一般的な目的をも
って、騒音防止装置の設計の対象となるターボファンエ
ンジン10の特性によて決定される。フローミキサ20は、
ターボファンエンジン10の後端部に物理的に取り付ける
か、あるいは排気シュラウド12によって支持することが
できる。
排気シュラウド12の内側でフローミキサ20の後部に位置
しているのは、符号22でその全体を示された中心体であ
る。この中心体は、図２に示すように支材（ストラッ
ト）により支持されている。中心体は長手方向の軸線26
を有しており、該軸線は、ターボファンエンジン10の長
手方向の軸線28と一致してもあるいは一致しなくとも良
い。また、中心体22は、長手方向の軸線26に直交する方
向において取った総ての断面積の周囲で実質的に対称形
であるのが好ましい。
しているのは、符号22でその全体を示された中心体であ
る。この中心体は、図２に示すように支材（ストラッ
ト）により支持されている。中心体は長手方向の軸線26
を有しており、該軸線は、ターボファンエンジン10の長
手方向の軸線28と一致してもあるいは一致しなくとも良
い。また、中心体22は、長手方向の軸線26に直交する方
向において取った総ての断面積の周囲で実質的に対称形
であるのが好ましい。
中心体22は、多数の基本的な部分から形成することがで
きる。図示の実施例においては、中心体は、空気力学的
な形状の前方部分30と、円筒形ではなく円錐形とするこ
とのできる中央の細長い円筒形部分32と、空気力学的な
形状の後方部分34から形成されている。中心体22の基本
的な機能は、通路高さの低い環状の領域を提供すること
である。
きる。図示の実施例においては、中心体は、空気力学的
な形状の前方部分30と、円筒形ではなく円錐形とするこ
とのできる中央の細長い円筒形部分32と、空気力学的な
形状の後方部分34から形成されている。中心体22の基本
的な機能は、通路高さの低い環状の領域を提供すること
である。
本開示に極めて重要なことは、排気シュラウドの内がの
円周面18の少なくともかなりの部分に形成される音響ラ
イニング36を設けることである。
円周面18の少なくともかなりの部分に形成される音響ラ
イニング36を設けることである。
また、これに対応して重要なことは、中心体22の外側の
表面積の少なくともかなりの部分に形成される音響ライ
ニング38である。
表面積の少なくともかなりの部分に形成される音響ライ
ニング38である。
音響ライニング36、38は、穴空きの内側スキンに接合さ
れる商業的に入手可能な吸音ハニカム型のエクスパンド
メタルコアの形態であるのが好ましいが、音響ライニン
グは、穴空きのスクリーンを用いた装置から形成するこ
とができる。ハニカム材料の厚みは、抑制すべき卓越振
動数とともに変化し、一般には周波数範囲に応じて約7.
62mm乃至76.2mm（0.3インチ乃至３インチ）の厚みで変
化する。そのようなハニカム材料で形成した場合には、
隣接する六角形の寸法はであるのが好ましい。例えば約
7.62mm（0.3インチ）から76.2mm（３インチ）の深さ及
び／又は高さで、セルの寸法が例えば約6.35mm（1/4イ
ンチ）乃至19.1mm（3/4インチ）であるハニカム材料を
選定し、減衰させるべき騒音の卓越振動数に対して吸音
材を調整する。従って、特定のエンジンに対して本発明
の原理を含む装置を設計する際には、最も高い知覚音響
レベル音調補正（PNLT）を有する音周波数が、膨張ハニ
カム型の音響ライニングの深さを、セル寸法と組み合わ
せて、セル寸法と共に決定する。厚み及び寸法すなわち
吸音材の卓越振動数吸収特性を、環状の領域40の中の位
置毎に変化させ、音の周波数帯域を減衰させることがで
きる。
れる商業的に入手可能な吸音ハニカム型のエクスパンド
メタルコアの形態であるのが好ましいが、音響ライニン
グは、穴空きのスクリーンを用いた装置から形成するこ
とができる。ハニカム材料の厚みは、抑制すべき卓越振
動数とともに変化し、一般には周波数範囲に応じて約7.
62mm乃至76.2mm（0.3インチ乃至３インチ）の厚みで変
化する。そのようなハニカム材料で形成した場合には、
隣接する六角形の寸法はであるのが好ましい。例えば約
7.62mm（0.3インチ）から76.2mm（３インチ）の深さ及
び／又は高さで、セルの寸法が例えば約6.35mm（1/4イ
ンチ）乃至19.1mm（3/4インチ）であるハニカム材料を
選定し、減衰させるべき騒音の卓越振動数に対して吸音
材を調整する。従って、特定のエンジンに対して本発明
の原理を含む装置を設計する際には、最も高い知覚音響
レベル音調補正（PNLT）を有する音周波数が、膨張ハニ
カム型の音響ライニングの深さを、セル寸法と組み合わ
せて、セル寸法と共に決定する。厚み及び寸法すなわち
吸音材の卓越振動数吸収特性を、環状の領域40の中の位
置毎に変化させ、音の周波数帯域を減衰させることがで
きる。
音響ライニング36、38は金属から形成されており、この
金属は、一般には約93°Ｃ乃至677°Ｃ（200°Ｆ乃至12
0°Ｆ）であるターボファンエンジンの排気の用途に耐
え得るようなものが選択される。音響ライニングは、エ
ポキシ等によって、シュラウドの内周面18及び中心体22
の外周面に接合することができ、なた排気温度がエポキ
シを用いることを許容しない場合には、音響ライニング
材料は、ろう付け、溶接又は固定具により機械的に適所
に保持することができる。
金属は、一般には約93°Ｃ乃至677°Ｃ（200°Ｆ乃至12
0°Ｆ）であるターボファンエンジンの排気の用途に耐
え得るようなものが選択される。音響ライニングは、エ
ポキシ等によって、シュラウドの内周面18及び中心体22
の外周面に接合することができ、なた排気温度がエポキ
シを用いることを許容しない場合には、音響ライニング
材料は、ろう付け、溶接又は固定具により機械的に適所
に保持することができる。
中心体22を用いることによって、中心体の外側と排気シ
ュラウドの内周面18との間に、減少した通路高さの環状
の領域40が提供される。この環状の領域40は、予め選択
した通路高さ、すなわち中心体の外面と排気シュラウド
の内周面との間の間隔を提供する。両面に音響ライニン
グを有する環状の領域の長さに対する通路高さは、所望
の音響低下を達成するためには極めて重要である。一般
に、通路高さが大きくなればなる程、中心体上の及び排
気シュラウドの中の対向する音響ライニングの領域の必
要とされる長さは長くなる。装置が基本的には、高い周
波数の音の強さを低減するように設計されている場合に
は、環状の領域40の通路高さを可能な限り減少し、両側
部に音響ライニングを有する環状の領域の全長を短くす
ることができる。これに対応して、低減される音の周波
数が小さくなると、環状の領域40の通路高さをこれに応
じて低くし、音響ライニングされた領域の長さを短くす
ることができる。
ュラウドの内周面18との間に、減少した通路高さの環状
の領域40が提供される。この環状の領域40は、予め選択
した通路高さ、すなわち中心体の外面と排気シュラウド
の内周面との間の間隔を提供する。両面に音響ライニン
グを有する環状の領域の長さに対する通路高さは、所望
の音響低下を達成するためには極めて重要である。一般
に、通路高さが大きくなればなる程、中心体上の及び排
気シュラウドの中の対向する音響ライニングの領域の必
要とされる長さは長くなる。装置が基本的には、高い周
波数の音の強さを低減するように設計されている場合に
は、環状の領域40の通路高さを可能な限り減少し、両側
部に音響ライニングを有する環状の領域の全長を短くす
ることができる。これに対応して、低減される音の周波
数が小さくなると、環状の領域40の通路高さをこれに応
じて低くし、音響ライニングされた領域の長さを短くす
ることができる。
上述のように、フローミキサ20の基本的な機能は、ター
ボファンエンジン10により生ずる音の周波数を増加させ
ることであり、その理由は、高周波数の音は低い周波数
の音よりも減衰させ易いからである。中心体22と、及び
音響ライニングを施されかつ低い通路高さを有する環状
の領域40とに組み合わせてフローミキサ20を用いること
により、ジェットエンジンのEPHLを大幅に減少させる高
度に改善された手段を提供する。
ボファンエンジン10により生ずる音の周波数を増加させ
ることであり、その理由は、高周波数の音は低い周波数
の音よりも減衰させ易いからである。中心体22と、及び
音響ライニングを施されかつ低い通路高さを有する環状
の領域40とに組み合わせてフローミキサ20を用いること
により、ジェットエンジンのEPHLを大幅に減少させる高
度に改善された手段を提供する。
図示のような好ましい実施例においては、中心体の円筒
形部分32の断面積と、中心体の空気力学的な形状の前方
部分30の断面積とはほぼ同一であるが、中心体の後方部
分34の最大断面積はより大きい。この増大した断面積
は、排気ノズル全体を効率的にするために、排気シュラ
ウドの後端部16にほぼ一致する中心体の後方部分34で生
ずるようにするのが好ましい。このこと、環状の領域40
の断面積は、排気シュラウドの後端部16において最小と
なることを意味する。
形部分32の断面積と、中心体の空気力学的な形状の前方
部分30の断面積とはほぼ同一であるが、中心体の後方部
分34の最大断面積はより大きい。この増大した断面積
は、排気ノズル全体を効率的にするために、排気シュラ
ウドの後端部16にほぼ一致する中心体の後方部分34で生
ずるようにするのが好ましい。このこと、環状の領域40
の断面積は、排気シュラウドの後端部16において最小と
なることを意味する。
ここに開示する本発明の原理の応用について研究した結
果、排気シュラウド12、フローミキサ20、中心体22及び
音響ライニング36、38を用いることにより、同等の性能
を有する現在の他の設計に比較して比較的軽量で、抵抗
特性が低く、更にその見返りとしての推力低下が約１乃
至３％を超えない騒音防止装置が提供されることが判明
した。また、研究の結果、ここに開示する本発明の原理
を用いると、最大エンジン動力設定EPNLが約6.5乃至7.0
dBまで減少し、また低下（カットバック:cutback）動力
設定騒音レベルが4.0乃至6.0dBまで減少し、更に、アプ
ローチ動力設定ノズルが約１乃至2dBまで減少する計算
になることが判明した。
果、排気シュラウド12、フローミキサ20、中心体22及び
音響ライニング36、38を用いることにより、同等の性能
を有する現在の他の設計に比較して比較的軽量で、抵抗
特性が低く、更にその見返りとしての推力低下が約１乃
至３％を超えない騒音防止装置が提供されることが判明
した。また、研究の結果、ここに開示する本発明の原理
を用いると、最大エンジン動力設定EPNLが約6.5乃至7.0
dBまで減少し、また低下（カットバック:cutback）動力
設定騒音レベルが4.0乃至6.0dBまで減少し、更に、アプ
ローチ動力設定ノズルが約１乃至2dBまで減少する計算
になることが判明した。
図４は、変形した形態の中心体22Aを有する本発明の原
理の適用を示している。この中心体は上述のように、ス
トラット24によって排出シュラウドの中に支持されてお
り、その長手方向の軸線26Aはエンジンの長手方向の軸
線10と一致するのが好ましい。
理の適用を示している。この中心体は上述のように、ス
トラット24によって排出シュラウドの中に支持されてお
り、その長手方向の軸線26Aはエンジンの長手方向の軸
線10と一致するのが好ましい。
中心体22Aは、符号22、34及び34を参照して上に説明し
た如き空気力学的な形状の前方端30A及び空気力学的な
形状の後方部分34Aと、上記円筒形の中間部分32とは対
照的に截頭円錐形の外側形状を有して符号32Aで示され
た中間部分すなわち中央部分32Aとを有している。
た如き空気力学的な形状の前方端30A及び空気力学的な
形状の後方部分34Aと、上記円筒形の中間部分32とは対
照的に截頭円錐形の外側形状を有して符号32Aで示され
た中間部分すなわち中央部分32Aとを有している。
中央部分22Aの外側面の少なくともかなりの部分は、音
響ライニング材料によって覆われている。図４において
は、中心体の截頭円錐形の中間部分22Aの外側面のほぼ
全部が音響ライニング材料38Aによって覆われている。
響ライニング材料によって覆われている。図４において
は、中心体の截頭円錐形の中間部分22Aの外側面のほぼ
全部が音響ライニング材料38Aによって覆われている。
図４の実施例は、中心体の外側とシュラウドの内壁との
間の壁部が平行ではなくテーパ付きの環状の領域40Aを
提供している構成を示している。前方に向かって先細り
になっている円錐形の壁部を有する中心体22Aは、環状
の領域40Aの通路高さが、減衰すべきターボファンエン
ジン10の騒音の種々の周波数により改善された合致を示
すことを可能とする。
間の壁部が平行ではなくテーパ付きの環状の領域40Aを
提供している構成を示している。前方に向かって先細り
になっている円錐形の壁部を有する中心体22Aは、環状
の領域40Aの通路高さが、減衰すべきターボファンエン
ジン10の騒音の種々の周波数により改善された合致を示
すことを可能とする。
本開示の騒音防止装置の利点は可動部品を用いずに得ら
れ、従って、故障の可能性が低く、かつ維持管理（メン
テナンス）の必要性が低い利点があることは明らかであ
ろう。
れ、従って、故障の可能性が低く、かつ維持管理（メン
テナンス）の必要性が低い利点があることは明らかであ
ろう。
請求の範囲及び明細書は呈示された本発明を記載するも
のであり、請求の範囲において用いる用語の意味は、明
細書におけるそのような用語の用法の意味を引くもので
ある。従来技術において用いられる同一の用語は、本開
示において特に用いる用語よりも広い意味をもつかも知
れない。従来技術において用いられるそのような用語の
広い定義と本開示における用語のより特定の用法の間に
疑義が生じた場合には、常により特定の意味を意図する
ものである。
のであり、請求の範囲において用いる用語の意味は、明
細書におけるそのような用語の用法の意味を引くもので
ある。従来技術において用いられる同一の用語は、本開
示において特に用いる用語よりも広い意味をもつかも知
れない。従来技術において用いられるそのような用語の
広い定義と本開示における用語のより特定の用法の間に
疑義が生じた場合には、常により特定の意味を意図する
ものである。
本発明をある程度特定して説明したが、本開示の精神及
び範囲から逸脱することなく、構造の詳細及び要素の構
成に種々の変形を行うことができることは明らかであ
る。本発明は、例示の目的でここに述べた実施例に限定
されるものではなく、各要素に対して十分な範囲の均等
性を与えた上で、添付の１又は複数の請求の範囲によっ
てのみ制限されるべきものであることを理解する必要が
ある。
び範囲から逸脱することなく、構造の詳細及び要素の構
成に種々の変形を行うことができることは明らかであ
る。本発明は、例示の目的でここに述べた実施例に限定
されるものではなく、各要素に対して十分な範囲の均等
性を与えた上で、添付の１又は複数の請求の範囲によっ
てのみ制限されるべきものであることを理解する必要が
ある。
Claims (17)
- 【請求項１】後方の排気端部及び長手方向のエンジン軸
線を有するターボファンエンジンと共に使用される騒音
防止装置において、 内周面及び前方端並びに後方端を有し、前記エンジンの
排気端部に取り付けられる管状の排気シュラウドと、 前記排気シュラウドの中で支持され、前記排気シュラウ
ドの内側の断面積よりも小さな外側の断面積を有し、こ
れにより、エンジンの推力発生排気ガスが通過する所望
の通路高さを有する環状の領域を提供する細長い中心体
であって、前記エンジンの排気端部の方向に向かって空
気力学的な形状になされた前方部分、細長い中間部分、
及び空気力学的な形状の後方部分を具備し、前記中心体
の細長い中間部分が前記エンジンの方向に向かって先細
りになるほぼ截頭円錐型の外形を有する、前記中心体
と、 前記中心体を収容する前記シュラウドの領域における前
記内周面の少なくともかなりの部分に取り付けられ音響
ライニング及び中心体の前記細長く截頭円錐形の中間部
分の外側面の少なくともかなりの部分に取り付けられる
音響ライニングとを備え、エンジンの推力発生排気ガス
が通過する前記環状の領域の少なくとも一部が音響ライ
ニングにより包囲され、前記中心体の截頭円錐形の前記
中間部分が、前記排気シュラウドの中に前記環状の領域
の細長い部分を提供し、前記シュラウドと前記中心体の
間の間隔が連続的に変化して選択された周波数領域に対
する騒音防止を提供することを特徴とする騒音防止装
置。 - 【請求項２】請求項１の騒音防止装置において、 エンジンの後方の排気端部と前記中心体との間に設けら
れ、エンジンのガスを混合して内部騒音源の周波数を増
大させ、これにより、エンジンの騒音の周波数を、排気
シュラウドの中の音響ライニングを施された前記環状の
領域においてより効率的に減衰される周波数に変える、
混合ノズルを備えることを特徴とする騒音防止装置。 - 【請求項３】請求項１の騒音防止装置において、前記中
心体は、ジェットエンジンの長手方向の軸線にほぼ一致
する長手方向の軸線を有することを特徴とする騒音防止
装置。 - 【請求項４】請求項１の騒音防止装置において、前記中
心体は、該中心体の長手方向の軸線に直角な総ての断面
においてほぼ円形であり、かつ該中心体の両端部は空気
力学的な形状になされていることを特徴とする騒音防止
装置。 - 【請求項５】請求項１の騒音防止装置において、前記中
心体の外側面の少なくともかなりの部分が、吸音材によ
り被覆されたほぼ円筒形の中間部分であることを特徴と
する騒音防止装置。 - 【請求項６】請求項１の騒音防止装置において、前記中
心体の前記空気力学的な形状の後方部分の一部が、前記
中心体の中間部分の外径よりも大きな外径を有すること
を特徴とする騒音防止装置。 - 【請求項７】請求項１の騒音防止装置において、前記中
心体の中間部分の外径よりも大きな外径を有する前記中
心体の空気力学的な形状の後方部分の前記部分が、排気
ノズルを形成する前記排気シュラウドの後方端にほぼ一
致する平面内にあり、前記中心体の後方端の一部が、前
記排気シュラウドの後方端の後方へ伸長していることを
特徴とする騒音防止装置。 - 【請求項８】請求項１の騒音防止装置において、前記排
気シュラウド及び前記中心体に取り付けられた前記音響
ライニングの音減衰特性は、前記環状の領域ある部分か
ら他の部分まで変化し、これにより、選択された音の周
波数帯域が減衰するようになされたことを特徴とする騒
音防止装置。 - 【請求項９】排気端部及び長手方向のエンジン軸線を有
するターボファンエンジンと共に使用される騒音防止装
置において、 内周面及び前方端並びに後方端を有し、前記エンジンの
排気端部に取り付けられる管状の排気シュラウドと、 前記排気シュラウドの中で支持され、前記排気シュラウ
ドの内側の断面積よりも小さな外側の断面積を有し、こ
れにより、エンジンの推力発生排気ガスが通過する所望
の通路高さを有する環状の領域を提供する細長い中心体
と、 前記中心体を収容する前記シュラウドの領域における前
記内周面の少なくともかなりの部分に取り付けられた音
響ライニング及び前記中心体の前記外側面の少なくとも
かなりの部分に取り付けられる音響ライニングとを備
え、エンジンの推力発生排気ガスが通過する前記環状の
領域の少なくとも一部が音響的に被覆され、 更に、前記排気シュラウド及び前記中心体に取り付けら
れる前記音響ライニングが、前記環状の領域内のある点
から他の点まで、異なった音の周波数減衰特性を有し、
これにより、異なった音の周波数が前記環状の領域内の
異なった点で吸収され、従って、予め選択された音の周
波数帯域が減衰されるようになされたことを特徴とする
騒音防止装置。 - 【請求項１０】請求項９の騒音防止装置において、 エンジンの排気端部と前記中心体との間に設けられ、エ
ンジンのガスを混合して内部騒音源の周波数を増大さ
せ、これにより、エンジンの騒音の周波数を、排気シュ
ラウドの中の音響ライニングを施された前記環状の領域
においてより効率的に減衰される周波数に変える、混合
ノズルを備えることを特徴とする騒音防止装置。 - 【請求項１１】請求項９の騒音防止装置において、前記
中心体は、エンジンの長手方向の軸線にほぼ一致する長
手方向の軸線を有することを特徴とする騒音防止装置。 - 【請求項１２】請求項11の騒音防止装置において、前記
中心体は、該中心体の長手方向の軸線に直角な総ての断
面においてほぼ円形であり、かつ該中心体の両端部は空
気力学的な形状になされていることを特徴とする騒音防
止装置。 - 【請求項１３】請求項９の騒音防止装置において、前記
中心体は、エンジンの排気端部の方向に向かって空気力
学的な形状をした前方部分と、ほぼ円筒形の中間部分
と、空気力学的な形状の後方部分とを有することを特徴
とする騒音防止装置。 - 【請求項１４】請求項13の騒音防止装置において、前記
中心体の外側面の少なくともかなりの部分が、吸音材に
より被覆されたほぼ円筒形の中間部分であることを特徴
とする騒音防止装置。 - 【請求項１５】請求項13の騒音防止装置において、前記
中心体の前記空気力学的な形状の後方部分の一部が、前
記中心体のほぼ円筒形の中間部分の外径よりも大きな外
径を有することを特徴とする騒音防止装置。 - 【請求項１６】請求項15の騒音防止装置において、前記
中心体のほぼ円筒形の中間部分の外径よりも大きな外径
を有する前記中心体の空気力学的な形状の後方部分の前
記部分が、排気ノズルを形成する前記排気シュラウドの
後方端にほぼ一致する平面内にあることを特徴とする騒
音防止装置。 - 【請求項１７】請求項９の騒音防止装置において、前記
細長い中心体が、前記エンジンの排気端部の方向に向か
って空気力学的な形状になされた前方部分と、中間部分
と、空気力学的な形状の後方部分とを備え、前記中心体
の中間部分は、前記エンジンの方向に向かって先細りと
なるほぼ截頭円錐形の外形を有し、前記中心体の外側面
に取り付けられた前記音響ライニングは、前記截頭円錐
形の中間部分の少なくともかなりの部分に取り付けら
れ、従って、前記環状の領域の通路高さの寸法は、前記
中心体の中間部分の円錐型の形状により変化することを
特徴とする騒音防止装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US43236789A | 1989-11-06 | 1989-11-06 | |
| US432,367 | 1989-11-06 | ||
| PCT/US1990/006440 WO1991006750A1 (en) | 1989-11-06 | 1990-11-06 | Turbofan engine fixed plug noise suppressor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05500098A JPH05500098A (ja) | 1993-01-14 |
| JPH0672555B2 true JPH0672555B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=23715847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3500507A Expired - Lifetime JPH0672555B2 (ja) | 1989-11-06 | 1990-11-06 | ターボファンエンジンに固定されるプラグ型の騒音防止装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0591154B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0672555B2 (ja) |
| CA (1) | CA2071862C (ja) |
| DE (1) | DE69028122T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991006750A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9806683D0 (en) | 1998-03-27 | 1998-05-27 | Notetry Ltd | Cyclonic separation apparatus |
| FR2916737B1 (fr) * | 2007-06-01 | 2010-05-28 | Airbus France | Ensemble moteur pour aeronef a nacelle coulissante. |
| CN108894892A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-27 | 西北工业大学 | 花瓣型降噪尾喷管 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3750402A (en) * | 1963-08-07 | 1973-08-07 | Gen Electric | Mixed flow augmentation system |
| US4137992A (en) * | 1976-12-30 | 1979-02-06 | The Boeing Company | Turbojet engine nozzle for attenuating core and turbine noise |
| US4433751A (en) * | 1981-12-09 | 1984-02-28 | Pratt & Whitney Aircraft Of Canada Limited | Sound suppressor liner |
| US4645032A (en) * | 1985-09-05 | 1987-02-24 | The Garrett Corporation | Compact muffler apparatus and associated methods |
| US4696159A (en) * | 1986-08-04 | 1987-09-29 | United Technologies Corporation | Gas turbine outlet arrangement |
| US4909346A (en) * | 1989-06-27 | 1990-03-20 | Nordam | Jet engine noise suppression system |
-
1990
- 1990-11-06 EP EP90917721A patent/EP0591154B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-06 DE DE69028122T patent/DE69028122T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-06 WO PCT/US1990/006440 patent/WO1991006750A1/en active IP Right Grant
- 1990-11-06 CA CA002071862A patent/CA2071862C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-06 JP JP3500507A patent/JPH0672555B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0591154B1 (en) | 1996-08-14 |
| DE69028122T2 (de) | 1997-03-20 |
| WO1991006750A1 (en) | 1991-05-16 |
| JPH05500098A (ja) | 1993-01-14 |
| CA2071862C (en) | 1995-08-08 |
| DE69028122D1 (de) | 1996-09-19 |
| EP0591154A4 (en) | 1993-06-11 |
| EP0591154A1 (en) | 1994-04-13 |
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