JPH10278895A - 航空機エンジン試験施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 航空機エンジン試験において、低出力時にエ
ンジンストールを起こさないように空気の円滑な流れを
確保しつつ、防音機能も十分に発揮させることができ
る、航空機エンジン試験施設を提供する。 【解決手段】 左右の側方壁１１、１１と屋根１２とを
有する建屋１０を備え、その建屋１０は、内部に航空機
Ａを搬出入する開放部１３と、その開放部１３と反対側
に位置する空気取り入れのための開口部１４を有する航
空機エンジン試験施設であって、建屋１０の外側に、エ
ンジン試験時の騒音が空気取り入れのための開口部１４
から外部に伝搬するのを防ぐ防音塀２０を配置し、その
防音塀２０の少なくとも一部に、防音塀２０の外側から
防音塀を乗り越えて開口部１４に向かう空気を整流する
整流機構３０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機エンジン試
験施設に関し、特に、エンジンを航空機に取り付けたま
まで試運転（ランナップテスト）を行えるように、エン
ジンストールを起こさないための空力的条件を確保しつ
つ、空港周辺の環境に対する防音性能の向上を図った航
空機エンジン試験施設に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機のエンジン整備の一環として、そ
の試運転が行われるが、それは、航空機エンジン試験施
設中で一般に行われている。

【０００３】従来の航空機地上エンジンテスト用消音装
置（ノイズサプレッサー）の外観図を図８に示すが、こ
のノイズサプレッサーは、中央エンジン用消音ダクト１
や外側エンジン用消音ダクト２を、テストするエンジン
３の直後に配置し、排気側の騒音源を図のように消音ダ
クトで覆うことによって後方に伝搬する騒音を低減し、
側方へ伝搬する騒音に対しては側方に配置した隔壁（防
音塀）４によって低減していた。

【０００４】ところで、航空機のエンジン試験施設は、
その具備すべき性能として、空力面、騒音面及び運用面
を考慮したものが求められる。しかしながら、従来のノ
イズサプレッサーは、まず空力面で問題点を抱えてい
た。航空機Ａのジェットエンジン３は、安定した吸気が
行われないとエンジンストール（不完全燃焼によるエン
ジン停止）を起こしてしまうが、上述のものは以下のよ
うな問題があるために、正面からの風５以外の横風及び
尾翼方向からの風がある範囲６ではテスト不能に陥って
しまい、結果として年間稼働率の低下を招いていた。 （１） 機首に向けて吹く一方向の風向きには使用でき
るが、尾翼に向けて吹く風の時には使用できない。 （２） エンジン３の排気を消音ダクト２で覆う構造の
ため、ほとんどの空気が吸気口からエンジンに吸入さ
れ、エンジンをバイパスして後方にながれる空気流が少
なくなって、エンジン吸気口前の風速分布の変動値（平
均流速との偏差値）が大きいものになってしまう。 （３） 航空機Ａの向きに対して、横風６の状況下にお
いては、遮音の目的で設置してある隔壁４の形状から、
必然的にその端部において境界層の気流の剥離が生じや
すくなる。 （４） 上記境界層剥離やエンジンの吸気流と排気流と
の間に渦が発生し、この渦がエンジンに混入し、エンジ
ンストールを起こす。 （５） 隔壁４を乗り越えた横風６によって発生する乱
れ・渦ｂをエンジンへ吸気流ｃとして混入し、エンジン
ストールを起こす（図９参照）。

【０００５】また、騒音面においては、 （１） 消音対策として後方や側方の音に対してはかな
りの対策を講じているものの前方への騒音に対しては配
慮されていない。 （２） 上方へ伝搬する騒音に対しては隔壁の上部から
迂回してエンジン側方に伝搬する騒音についての配慮が
なされておらず、隔壁からの距離が遠くなるほど減音効
果が低くなる。 （３） 夜間等に気温の逆転現象が生じた場合や上空に
おける急激な風速変化等による異常伝搬が発生した場合
には、上方に伝搬する音が屈折し遠く離れた場所まで届
くため、隔壁による遮音では減音効果が期待できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本出願の発明
者等は、こうした問題の根本的解決策として、防音のた
めの左右の側方壁と屋根とを有する建屋を備え、その建
屋内に航空機を格納した状態で試験を行う建屋式の試験
施設を考えた。その場合、建屋には、図７に示すように
航空機Ａを内部に搬出入する開放部７と、エンジン試験
に必要な空気ａを取り入れる開口部８とを設ける。

【０００７】ところが、このように屋根を有する建屋式
の試験施設の遮音性能について考察してみると、左右の
側方壁９、９及び屋根部分は十分な防音又は消音構造に
できるので問題ないが、航空機Ａの前後方向は、エンジ
ン試験の空気取り入れと排出のために開口となり、そこ
から騒音が直接外部に伝搬してしまう問題が残されてい
る。

【０００８】勿論、この開口部分を閉じればその分、遮
音性能を高めることができる。しかし、特に空気取り入
れのための開口部８は、ジェットエンジンのように多量
の空気を必要とするエンジン試験には不可欠な部分であ
り、これを閉塞することはできない。

【０００９】開口部８を部分的に閉じる方法や、開口部
８の大きさを小さくする方法なども考えられる。しか
し、エンジン出力が低い条件下では、気流が円滑に流れ
ないとエンジンストールを起こしてしまうため、この開
口部８の大きさも十分に確保しなければならない。しか
も、この開口部８の外から建屋内に流入する空気の流れ
も円滑で、過大な乱流等が発生しないように配慮する必
要もある。

【００１０】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、建屋と防音塀とを組み合わせることによっ
て、エンジン試験のための空気の円滑な流れを確保しつ
つ、防音機能も十分に発揮させることができる、建屋式
の航空機エンジン試験施設を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、側方壁と屋根とを有する建屋から成
り、該建屋は、航空機を内部に搬出入する開放部と、該
開放部の反対側に位置する空気取り入れ用の開口部とを
有する航空機エンジン試験施設であって、開口部の外側
に、エンジン試験時の騒音が外部に伝搬するのを防ぐ防
音塀を配置し、該防音塀の少なくとも一部に、防音塀の
外側から防音塀を乗り越えて開口部に向かう空気を整流
する整流機構を設けた構成とした。ここで、防音塀は、
開口部から離れた位置に配置し、開口部の正面に位置す
る正面壁部分と、該正面壁部分の両側から建屋側へ向か
って延びる左右の側壁部分から成り、正面壁部分に整流
機構を設けた構成とするのが好適である。また、整流機
構は、防音塀の内面側に設けられ、防音塀の上端から開
口部に向かって下り勾配に傾斜する傾斜面を含む構成と
することもできる。その場合、傾斜面を吸音面に構成す
るのが大変好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付の図１ないし図６を参照して説明する。
図１は、本実施の形態に係る航空機エンジン試験施設の
概略斜視図であり、図２はその中央部分の縦断面図、図
３、図４及び図５はそれぞれ異なる実施の形態を示す防
音塀の断面図、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は吸音面の
構造例を示す断面図である。

【００１３】これらの図から理解できるように、本実施
の形態による航空機エンジン試験施設は、内部に航空機
を格納可能な大きさの建屋１０と、その建屋１０の外側
に配置した防音塀２０とを備える。建屋１０は、左右の
側方壁１１、１１と、屋根１２とを有する。この建屋１
０は、航空機を搬出入する開放部１３と、その開放部１
３の反対側に位置する空気取り入れ用の開口部１４とを
有する。

【００１４】建屋１０の外側に配置した防音塀２０は、
エンジン試験時の騒音が空気取り入れ用の開口部１４か
ら外部に伝搬するのを防ぐためのもので、その開口部１
４の高さよりも高くしてある。さらに、この防音塀２０
は、図１及び図２に示すように、建屋１０の開口部１４
から離れた位置に配置してあり、その開口部１４の正面
に位置する正面壁部分２１と、その正面壁部分２１の両
側から建屋１０側へ向かって延びる左右の側壁部分２
２、２２とを有する。これにより、防音塀２０を、平面
視において全体としてコ字形に形成し、開口部１４を囲
むように構成している。

【００１５】この防音塀２０は、開口部１４にできるだ
け近ずけて高く設置するほど、その防音効果は良くな
る。しかし、あまりに近づけて高く設置した場合、施工
費や構造強度などの点で不都合が生じるだけでなく、開
口部１４へ向かう空気の流れが円滑でなくなり、しか
も、乱流を発生させやすくなる。したがって、これらの
点を考慮してその高さや、建屋１０からの距離を決定し
ている。建屋１０からの距離に関しては、大きいほど開
口部１４付近での乱流が生じにくくなるが、逆に防音効
果が低下する。

【００１６】そこで、本実施の形態では、そうした相関
関係に配慮して、防音塀２０におけるその正面壁部分２
１に、図３〜図５に示すような空気の整流機構３０を設
ける考え方を採用している。この整流機構３０は、防音
塀２０自体に、その防音塀２０の外側から防音塀２０を
乗り越えて開口部１４に向かう空気の流れが円滑になる
ように整流する機能を持たせるために設けたものであ
る。

【００１７】この考え方からすれば、整流機構３０には
種々の構成を採用することができるが、図３に示す例で
は、防音塀２０を、斜辺が内側（開口部１４側）になる
断面直角三角形状とし、防音塀２０の上端２０ａから開
口部１４に向かって（下方に向かって）下り勾配に傾斜
する傾斜面３１を有する構成としている。即ち、この例
では、防音塀２０の本体部分２０Ｈに加えて、その内面
側に断面直角三角形状の補助部材３２を設け、その補助
部材３２の傾斜面３１部分で整流機構３０を構成してい
る。

【００１８】このように傾斜面３１を設けた場合、防音
塀２０の上端２０ａを乗り越えて開口部１４に向かう空
気の流れはその傾斜面３１に沿って流れるため、例えば
傾斜面３１を設けない鉛直な内壁面とした場合に比べて
乱流が生じにくい構造とすることができる。

【００１９】したがって、エンジン試験時においてその
出力が低く、発生騒音のレベルが低い条件では、傾斜面
３１の作用により、図中矢印で示すように気流の流れを
スムーズにすることで、エンジンストールを防止するこ
とができる。また、エンジン出力が高くなり、発生騒音
が高くなった条件では、防音塀２０で建屋１０の開口部
１４を囲むように配置しているため、防音機能を十分に
発揮する。さらに、防音塀２０の外側から建屋１０の開
口部１４に向かう空気は、その防音塀２０の上端を乗り
越えてから開口部１４へ向かうことになるが、防音塀２
０自体は開口部１４から十分に離れているので、開口部
１４から建屋１０内へ流れ込む空気量も十分に確保され
る。

【００２０】以上の結果、航空機のエンジン試験を円滑
に実施でき、しかも、騒音伝搬を有効に防止することが
できる。

【００２１】この防音塀２０の構成材料については、防
音性能の高いものであれば特別に限定されないが、例え
ばプレキャストコンクリート製、金属製、木製、樹脂
製、あるいはそれらを組み合わせて構成することができ
る。ただ、傾斜面３１を構成する補助部材３２に関して
は軽量で安価な材料を使用するのが望ましい。しかし、
この補助部材３２に防音塀２０の内側から補強も兼ねさ
せる構成とする場合にはそれに対応可能な材料を用いれ
ば良い。この補助部材３２は本体部２０Ｈと一体でも別
体としても構わない。

【００２２】整流機構３０としては、例えば図４に示す
ように緩和曲面となる傾斜面３１ａに形成することによ
って、整流作用をさらに有効に発揮させる構成とするこ
ともできる。

【００２３】また、整流機構３０として、図５に示す構
成を採用するのも大変好適である。即ち、この実施の形
態では、防音塀２０の内面側において、その防音塀２０
の上端２０ａから開口部１４に向かって下り勾配に傾斜
する傾斜面３１ｂを形成するための傾斜版３３を設け、
これによって、整流機構３０を構成したものである。

【００２４】さらに、この実施の形態では、傾斜版３３
の表面である傾斜面３１ｂを吸音面に構成している。吸
音面にするための構成としては、図６（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）にそれぞれ示している。図６（ａ）では、傾斜版
３３の表面側を穴開き板３３ａで構成し、裏面側を合板
や金属板等の板材３３ｂで構成し、間にグラスウール等
の吸音材３３ｃを装填した構造としている。

【００２５】図６（ｂ）では、穴開き板３３ａの代わり
に、スリット板３３ｓを用いた例を示している。また、
図６（ｃ）では、穴開き板３３ａに代えて、パンチング
メタル板３３ｐを用いた例を示している。

【００２６】傾斜版３３をこのような構造とすることに
より、その傾斜面３１ｂによる整流作用に加えて、吸音
効果も発揮するので、騒音防止効果をさらに高めること
ができる。また、この傾斜版３３の構造強度を十分にし
ておくことにより、防音塀２０の本体部分２０Ｈの補強
材（ブレース材）としての機能も発揮させることができ
る。

【００２７】なお、上記実施の形態においては、整流機
構３０を正面壁部分２１に設けた例を示したが、さらに
側壁部分２２に対しても設けることができる。さらに、
整流機構３０を必ずしも正面壁部分２１全体について設
ける必要はなく、エンジンストールを起こさない範囲で
部分的に設けても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、航空機
を格納可能な建屋と、その建屋の外側に配置した防音塀
とを含み、建屋は、航空機を搬出入する開放部と、その
開放部と反対側に位置する空気取り入れ用の開口部とを
有し、防音塀は、建屋から離れた位置において開口部を
囲むことにより、エンジン試験時の騒音が開口部から外
部に伝搬するのを防ぐ形態であり、しかも、その防音塀
の少なくとも一部に、防音塀の外側から防音塀を乗り越
えて開口部に向かう空気を整流する整流機構を設けた構
成としたので、エンジン試験のための空気の円滑な流れ
を確保しつつ、防音機能も十分に発揮させることができ
る。

【００２９】また、防音塀は、建屋の開口部の正面に位
置する正面壁部分と、その正面壁部分の両側から建屋側
へ向かって延びる左右の側壁部分とを有し、正面壁部分
に整流機構を設けた構成とすることによって、開口部へ
向かう空気の円滑な流れと防音効果の両方を極めて効率
よく発揮させることができる他、両側の側壁部分の存在
によって、防音塀の設置安定性を図りやすい構造とする
ことができる。

【００３０】また、整流機構は、防音塀の内面側に設け
られ、防音塀の上端から開口部に向かって下り勾配に傾
斜する傾斜面を含む構成とすることによって、空気の流
れを比較的簡易な方法で効率よく整流することができ、
しかも、補強効果も併せて図ることができる。

【００３１】さらに、傾斜面を吸音面に構成することに
よって、防音効果をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による航空機エンジン試験施設全体の
概略斜視図

【図２】 本発明による航空機エンジン試験施設の中央
部分の縦断面図

【図３】 本発明による防音塀の縦断面図

【図４】 本発明の他の実施の形態を示す防音塀の縦断
面図

【図５】 本発明のさらに実施の形態を示す防音塀の縦
断面図

【図６】 本発明による防音塀の傾斜版の部分断面図

【図７】 従来の航空機エンジン試験施設の側方壁部分
示す平断面図

【図８】 従来の航空機地上エンジンテスト用消音装置
を示す斜視図

【図９】 従来装置の横風の流線図

【符号の説明】

１０ 建屋 １１、１２ 側方壁 １３ 解放部 １４ 開口部 ２０ 防音塀 ２１ 正面壁部分 ２２ 側壁部分 ３０ 整流機構 ３１、３１ａ、３１ｂ 傾斜面 ３２、３３ 補助部材 ３３ 傾斜版 ３３ａ 穴開き板 ３３ｂ 板材 ３３ｃ 吸音材 ３３ｓ スリット板 ３３ｐ パンチングメタル板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側方壁と屋根とを有する建屋から成り、
   該建屋は、航空機を内部に搬出入する開放部と、該開放
   部の反対側に位置する空気取り入れ用の開口部とを有す
   る航空機エンジン試験施設であって、前記開口部の外側
   に、エンジン試験時の騒音が外部に伝搬するのを防ぐ防
   音塀を配置し、該防音塀の少なくとも一部に、防音塀の
   外側から防音塀を乗り越えて前記開口部に向かう空気を
   整流する整流機構を設けたことを特徴とする、航空機エ
   ンジン試験施設。
2. 【請求項２】 防音塀は、開口部から離れた位置に配置
   し、開口部の正面に位置する正面壁部分と、該正面壁部
   分の両側から建屋側へ向かって延びる左右の側壁部分か
   ら成り、前記正面壁部分に整流機構を設けてあることを
   特徴とする、請求項１に記載の航空機エンジン試験施
   設。
3. 【請求項３】 整流機構は、防音塀の内面側に設けら
   れ、防音塀の上端から開口部に向かって下り勾配に傾斜
   する傾斜面を含むことを特徴とする、請求項１又は２に
   記載の航空機エンジン試験施設。
4. 【請求項４】 傾斜面を吸音面に構成したことを特徴と
   する、請求項３に記載の航空機エンジン試験施設。