JPH11152095A - 航空機の試験設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気ダクトを用いずに多機種の航空機に対し
て消音試験を行うことのできる航空機の試験設備を提供
するにある。 【解決手段】 航空機１ａの機体全部又はエンジン１ｂ
を含む一部を格納して試験を行う試験設備において、想
定される最大の航空機１ａのエンジン排気を有効に吸い
込むように考慮して設けられた排気口２ｄと、想定され
る最大の航空機１ａの水平尾翼に干渉しないように機体
入口から排気口２ｄに向かって傾斜して設けられた天井
２ｆと、天井２ｆに設けられた垂直尾翼との干渉を避け
るために設けられたスリット２ｇと、航空機１ａのエン
ジン後端位置から排気口に向かって傾斜して設けられた
側壁２ｈとを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機の試験設備
に関する。詳しくは、航空機の地上試運転を目的とする
多機種共用・無排気ダクト型機体用消音装置を提供する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の航空機機体用消音装置を図８に示
す。同図に示すように、この機体用消音装置２ａは、航
空機１ａを機体ごと試験室２ｂ内に格納して消音試験を
行うものである。

【０００３】即ち、試験室２ｂ内において、航空機１ａ
に取り付けられているエンジン１ｂの排気流下流側に排
気ダクト２ｉを設置し、これにより排気流を集め、排気
消音装置２ｃを経由し外へ排出していた。

【０００４】ここで、エンジン１ｂの試運転を実施する
場合、エンジン１ｂの諸性能を正確に検査するために
は、高温排気流を外部へ確実に排出することが非常に重
要なことである。従って、航空機１ａを格納した試験室
２ｂにおいては、エンジン吸気口よりも上流側に至るよ
うな再循環が生じるようなことは許されず、再循環を発
生させないために排気ダクト２ｉを使用していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その排
気ダクト２ｉの存在により、エンジン位置の異なる機種
の航空機を試運転する場合には、排気ダクト２ｉにより
確実に排気流を集め、試験室内で再循環を生じさせない
ような位置に移動しなければならない。航空機種が多様
化する今日では、この作業は非常に煩雑で多大な労力を
必要とする。本発明は、上記従来技術に鑑みてなされた
ものであり、排気ダクトを用いずに多機種の航空機に対
して消音試験を行うことのできる航空機の試験設備を提
供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１に係る航空機の試験設備は、航空機の機体
全部又はエンジンを含む一部を格納して試験を行う試験
設備において、想定される最大の航空機のエンジン排気
を有効に吸い込むように考慮して設けられた排気口と、
想定される最大の航空機の水平尾翼に干渉しないように
機体入口から排気口に向かって傾斜して設けられた天井
と、天井に設けられた垂直尾翼との干渉を避けるために
設けられたスリットと、航空機のエンジン後端位置から
排気口に向かって傾斜して設けられた側壁とを有するこ
とを特徴とする。

【０００７】上記課題を解決する本発明の請求項２に係
る航空機の試験設備は、請求項１において、排気口から
垂直尾翼後端まで設置された固定天井と、垂直尾翼との
干渉を避けるためにのスリットを有し且つ必要に応じて
固定天井と組み合わせて天井を構成する試験設備に対し
て可動な可動天井とを有することを特徴とする。

【０００８】上記課題を解決する本発明の請求項３に係
る航空機の試験設備は、請求項１において、垂直尾翼と
の干渉を避けるためのスリットを有して排気口から垂直
尾翼前端まで設置された固定天井と、必要に応じて固定
天井と組み合わせて天井を構成する試験設備に対して可
動な可動天井を有することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】〔実施例１〕本発明の第１の実施
例に係る航空機の試験設備を図１及び図２に示す。図１
は上記消音装置の平面図、図２は上記消音装置の断面図
及び側面図である。

【００１０】図１及び図２に示すように、この機体用消
音装置２ａは、航空機１ａを試験室２ｂ内に格納し、空
力特性を十分に維持したまま、排気ダクトを用いずに消
音試験を行うものである。即ち、エンジン１ｂを試運転
するときには、試験室２ｂ内において、航空機１ａの前
方に吸気消音装置を内蔵した扉２ｅを設置し、航空機１
ａの後方には航空機１ａを格納した試験室２ｂから排気
消音装置２ｃへと通じる排気口２ｄと排気消音装置２ｃ
を配置する。

【００１１】試験室２ｂの天井２ｆは吸気側から排気側
にかけて低くなるように傾斜をつけてある。通常、航空
機１ａには垂直尾翼１ｄがついているため、天井２ｆと
垂直尾翼１ｄが干渉する部分については、吸気側天井２
ｆの高さを保つ必要があり、そのために試論室２ｂの中
央にはスリット状空間２ｇを設けてある。

【００１２】試険室２ｂの側壁２ｈは、主翼１ｃの先端
下流側から排気口２ｄに向かって狭くなるように傾斜を
つけてある。排気口２ｄの大きさはその消音装置内で試
運転し得る全機種のエンジン位置に対応するよう設定す
る。

【００１３】上記構成を有する本実施例の航空機の試験
設備は、次のように使用する。先ず、航空機１ａを機体
用消音装置２ａの中に格納した後、吸気消音装置を内蔵
した扉２ｅを完全に閉めて航空機１ａを完全に収納す
る。

【００１４】これによって騒音源となる航空機１ａに取
り付けられているエンジン１ｂを完全に覆うことにな
り、騒音の伝播を最小限に押さえることが可能となる。
次に、航空機１ａの前方に位置する吸気消音装置を内蔵
した扉２ｅにより、エンジン１ｂが吸引する１次空気流
３ａとエンジン排気ジェット３ｃによって誘引される２
次空気流３ｂを供給すると同時に吸気のための開口から
漏れる騒音を低減する。

【００１５】吸気側から排気口２ｄにかけて傾斜をつけ
た天井２ｆと、主翼１ｃの先端直後から排気口２ｄにか
けて傾斜をつけた側壁２ｈとにより、航空機の大型化に
伴う試験室２ｂの大型化によってエンジン排気ジェット
３ｃによって誘引される２次空気流３ｂの発生範囲外の
よどみ空気層を極力無くすることができる。

【００１６】従来のように排気グクトが存在する場合に
はそのようなことを考慮しなくてもエンジン排気ジェッ
ト３ｃが確実に排気ダクトの中に集められてさえいれ
ば、高温排気流及び高温排気流の輻射熱により温められ
た空気流の再循環を防止できるが、排気ダクトが無い場
合、空気流れは自由に振る舞い、空気流の再循環に誘引
されて排気流れの再循環を引き起こす恐れがある。そこ
で、排気ダクトが無い本実施例では、２次空気流３ｂの
発生範囲外のよどみ空気層が再循環を起こす可能性を極
力無くすため、よどみ空気層を最小限にすることが重要
なポイントとなる。

【００１７】また、試験室２ｂを通過する空気の流れに
よって圧力損失が過大にならない程度に空気流路断面積
を小さくすることは、排気ダクトの主たる役目であるエ
ンジン排気ジェット３ｃとそれによって誘引される２次
空気流３ｂを混合し速度エネルギーを圧力エネルギーに
変換することにより外気への排出を確実に行なえるよう
にする機能を補うことが可能になる。

【００１８】再循環度合い及び流れの状況を、図３に示
す試験装置を用いて確認した。図３は、確認試験実施時
の試験装置の概略図である。図３に示すように、吸気側
エンジン模型４ａには配管を経由して流量調整弁４ｃと
ブローワ４ｅを接続し、エンジンの吸気を模擬した。

【００１９】同様に、排気側エンジン模型４ｂには配管
を経由して流量調整弁４ｃ、加熱器４ｄ及びブローワ４
ｅを接続し、エンジンの排気を模擬した。試験室内の多
数点で温度を計測し、約５０℃にまで加熱器４ｄで加熱
された排気流の混合度合いを確認し、再循環の有無を評
価した。その試験結果を図４に示す。

【００２０】図４に示すように、排気口２ｄの付近は排
気温の濃度が高いのに対し、エンジン周辺、特にエンジ
ンの吸気口の１次空気流に一切の排気流の混合が検出さ
れず、有害な再循環が存在しないことを確認できた。図
４は、試験室内再循環の度合いを確認した試験結果であ
り、温度をトレーサとした排気流の濃度をパーセント表
示している。

【００２１】また、可視化試験として機体用消音装置吸
気口から煙を注入して試験室全体の流況を観祭したり、
局所に煙を注入して局所的な流況観察を行なった。その
試験結果を図５に示す。図５に示すように、可視化試験
においても有害な再循環を示していないことが確認され
た。尚、上述した試験は、いずれもＢ７４７型機の♯１
エンジンを１００％出力、♯４エンジンを８０％出力で
運転している状態を模擬した。

【００２２】以上の試験結果から、本実施例によれば、
以下の効果が奏される。

【００２３】天井２ｆを低くすると同時に試験室側壁
２ｈも絞って、空気流れの下流に向かうほど試験室断面
積を少なくしていくことにより、エンジン排気ジェット
３ｃとそれによって誘引される２次空気流３ｂのミキシ
ング効果を促進し、全空気流量が排気消音装置２ｃを通
過する時点においてよりディストーションの少ない均一
な流れを実現することが可能になる。これは圧力的に全
空気流量をスムーズに外へ排出することへ寄与すると同
時に、排気口２ｄが大型化することによる排気側からの
空気の流入を防ぐことに大きく貢献する。排気側からの
空気の流入は直接的に試験室内再循環の発生度合いを左
右する。

【００２４】天井２ｆ及び排気口２ｄの高さを低く
し、よどみ空気層を減少させることにより試験室２ｂを
通過する全空気流量を下げることが可能になる。これに
より試験室内のデプレッション（負圧）の度合いを小さ
くすることが可能になり、上記均一度合いが万一十分で
なかった場合にも排気側からの空気の流入を最小限に抑
えることができる。

【００２５】試験室２ｂの内面には吸音材が貼り付け
られており、天井２ｆ、側壁２ｈを透過する雑音と吸排
気消音装置に進入する騒音を低減する。

【００２６】機体の後方に位置する排気消音装置２ｃ
は排気口２ｄまで集められた流れをスムーズに外気へ排
出すると同時に排気のために設けられた開口から漏れる
騒音を低減する。

【００２７】〔実施例２〕本発明の第２の実施例に係る
航空機の試験設備を図６に示す。図６は上記消音装置の
断面図及び側面図である。本実施例においても、基本的
な構成は実施例１と同様であり、異なる点は天井と吸気
消音装置の高さである。即ち、本実施例２はエンジンの
排気流とそれに誘引される２次空気流の混合を実施例１
の場合に比べて更に良くするため天井を低く設置してあ
る。

【００２８】排気口の高さは試運転し得る機体のエンジ
ン位置に合せて設定する必要があるため必要以上に低く
することは望ましくないが、吸気側の天井高さは機体と
天井の干渉を垂直尾翼以外で発生させない範囲で適宜設
定することができ、吸気消音装置の高さは天井高さに合
せる。機体の垂直尾翼が干渉しないよう設けてある天井
のスリット状空間は機体が定位置に設置された後に可動
式天井を可動範囲２ｊにおいて閉じ、可動式でない天井
を非可動範囲２ｋにおいてあらかじめ設置しておく。

【００２９】可動範囲２ｊと非可動範囲２ｋは試験し得
る全ての機種に対応可能な様に設定する。可動式天井は
電気・油圧・空気圧アクチュエータ等による水平方向
か、ホイスト吊下げなどによる鉛直方向に稼動させる。
本実施例においても、基本的な作用・効果は実施例１と
同様であり、排気の再循環を発生させずに排気ダクトを
不要とすることが出来る他、固定式天井に可動式天井を
併用したため、よどみ空気層の減少が図られている。

【００３０】〔実施例３〕本発明の第３の実施例に係る
航空機の試験設備を図７に示す。図７は、上記消音装置
の平面図である。本実施例においても、基本的な構成は
実施例１と同様であり、異なる点は吸気側の扉と天井、
側壁の一部を設置しない点にある。従って、本実施例で
は、吸気側の設備を設置しないことにより吸気側圧力損
失の低下、省スペース及びコストダウンが図れる。

【００３１】本実施例においても、基本的な作用・効果
は実施例１と同様であるが、騒音規制がそれほど厳しく
ない地域において、特に吸気側に関して雑音規制が厳し
くない地域においては有効な設置方法である。また、将
来騷音規制が厳しくなった時には吸気側を増設すること
により容易に消音性能を上げることが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、請求項１に係る本発明の航空機の試験設備に
よれば、航空機の機体全部又はエンジンを含む一部を格
納して試験を行う試験設備において、想定される最大の
航空機のエンジン排気を有効に吸い込むように考慮して
設けられた排気口と、想定される最大の航空機の水平尾
翼に干渉しないように機体入口から排気口に向かって傾
斜して設けられた天井と、天井に設けられた垂直尾翼と
の干渉を避けるために設けられたスリットと、航空機の
エンジン後端位置から排気口に向かって傾斜して設けら
れた側壁とを有するため、試険室内のよどみ空気を少な
くすることができると共にエンジン排気流とそれによっ
て誘引される２次空気流を排気ダクトを用いないで混合
させることができる。

【００３３】また、請求項２に係る本発明の航空機の試
験設備によれば、請求項１において、排気口から垂直尾
翼後端まで設置された固定天井と、垂直尾翼との干渉を
避けるためにのスリットを有し且つ必要に応じて固定天
井と組み合わせて天井を構成する試験設備に対して可動
な可動天井とを有するので、よどみ空気層をほぼ完全に
なくすることができ、前記航空機のエンジン排気ジェッ
トとそれによって誘引される２次空気流の混合度合いを
促進することができる。

【００３４】更に、請求項３に係る本発明の航空機の試
験設備によれば、請求項１において、垂直尾翼との干渉
を避けるためのスリットを有して排気口から垂直尾翼前
端まで設置された固定天井と、必要に応じて固定天井と
組み合わせて天井を構成する試験設備に対して可動な可
動天井を有するので、よどみ空気層をほぼ完全になくす
ることができ、前記航空機のエンジン排気ジェットとそ
れによって誘引される２次空気流の混合度合いを促進す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る航空機の試験設備
を一部破断して示す平面図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る航空機の試験設備
の断面図及びそれを一部破断して示す側面図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る試験装置の概略図
である。

【図４】試験室内再循環の度合いの試験結果を示す説明
図である。

【図５】試験室内流れ可視化の試験結果を示す説明図で
ある。

【図６】本発明の第２の実施例に係る航空機の試験設備
の断面図及びそれを一部破断して示す側面図である。

【図７】本発明の第３の実施例に係る航空機の試験設備
を一部破断して示す平面図である。

【図８】従来の航空機機体用消音装置を一部破断して示
す平面図及び側面図である。

【符号の説明】

１ａ 航空機 １ｂ エンジン １ｃ 主翼 ２ａ 機体用消音装置 ２ｂ 試験室 ２ｃ 排気消音装置 ２ｄ 排気口 ２ｅ 扉 ２ｆ 天井 ２ｇ スリット状空間 ２ｈ 側壁 ２ｉ 排気ダクト ２ｊ 可動範囲 ２ｋ 非可動範囲 ３ａ １次空気流 ３ｂ ２次空気流 ３ｃ 排気ジェット ４ａ 吸気側エンジン模型 ４ｂ 排気側エンジン模型 ４ｃ 流量調整弁 ４ｄ 加熱器 ４ｅ ブローワ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 航空機の機体全部又はエンジンを含む一
   部を格納して試験を行う試験設備において、想定される
   最大の航空機のエンジン排気を有効に吸い込むように考
   慮して設けられた排気口と、想定される最大の航空機の
   水平尾翼に干渉しないように機体入口から排気口に向か
   って傾斜して設けられた天井と、天井に設けられた垂直
   尾翼との干渉を避けるために設けられたスリットと、航
   空機のエンジン後端位置から排気口に向かって傾斜して
   設けられた側壁とを有することを特徴とする航空機の試
   験設備。
2. 【請求項２】 排気口から垂直尾翼後端まで設置された
   固定天井と、垂直尾翼との干渉を避けるためにのスリッ
   トを有し且つ必要に応じて固定天井と組み合わせて天井
   を構成する試験設備に対して可動な可動天井とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載の航空機の試験設備。
3. 【請求項３】 垂直尾翼との干渉を避けるためのスリッ
   トを有して排気口から垂直尾翼前端まで設置された固定
   天井と、必要に応じて固定天井と組み合わせて天井を構
   成する試験設備に対して可動な可動天井を有することを
   特徴とする請求項１記載の航空機の試験設備。