JPS5925098B2 - 航空機の排気騒音減少装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、航空機、特にレシプロエンジンを搭載した小
型航空機の排気騒音減少装置に関する。

レシプロエンジンを搭載した小型航空機の騒音の主成分
は、プロペラ騒音とエンジン排気音であり、その騒音低
減対策は、プロペラ直径短縮などによるプロペラ騒音低
減対策と、消音器などによるエンジン排気音低減対策に
分けられる。

いままでの小型レシプロ機では、エンジン排気音よりプ
ロペラ騒音の方が大きいが、最近では、プロペラ回転数
をエンジン回転数より低くするギヤドライブ型が増加し
つつあり、エンジン排気騒音が優勢になってきている。

ところで、エンジン排気騒音の周波数成分は、エンジン
回転数に比例した成分が主であり、そのため低帯域性を
有している。

本発明は、この点に着目し、エン−ジン排気騒音のエン
ジン回転数に比例した周波数成分を共鳴箱を用いて減衰
させ、排気騒音を低下させようとするものである。

このため、本発明では、エンジン回転数を変化させるた
めのエンジン速度制御装置に連動する調節装置によって
、共鳴箱の共鳴周波数を変化させる構成がとられる。

以下、図面について本発明の実施例につき説明する。

第１図において、１は航空機のエンジンであって、例え
ば水平対向６気筒からなり、その各シリンダ２および２
′（背後にあるため見えない）内には、ターボチャージ
ャ３、インジェクタ４および給気管５、および５′（同
様に見えない）を経て給気がなされる。

各シリンダ２，２′からの排気ガスは、排気管６および
６′（同様に見えない）を経てターボチャージャ３の入
力部で合流し駆動用タービン７にエネルギを与えた後、
さらにその下流に連なる排気筒６ａを経て外気に放出さ
れる。

本発明を適用する航空機は、プロペラ９０回転数をエン
ジン１０回転数より低くするギヤダウン型であって、エ
ンジン１の出力軸とプロペラ軸１０との間に減速機１１
を備えている。

公知のように、エンジン１はガバナー１３によって速度
制御される。

ガバナー１３には、エンジンコントロールシステムの一
部全構成するコント−ロールケープル１４を一端に連結
したピッチコントロールレバー１５か軸１６によって支
持されており、コントロールケーブル１４の押し引きに
よって軸１６が回動することによりピンチ制御が行なわ
れ、エンジン回転数が変化する。

本発明による排気騒音減少装置は、第１図に全体的に符
号１８で示す。

排気騒音減少装置１８は、排気管６ａに沿って設けた共
鳴箱１９を備えており、排気管６ａと共鳴箱１９は、第
２図に示すように固定板２０，２１によって一体化され
ている。

共鳴箱１９の内部はコック２３の内部の小孔２４を介し
て連通自在にされている。

第３図に示すように、コック２３は、その小孔２４によ
って構成されるオリフィスの断面寸法を変化させる調節
手段として、通孔２５を有する回転部材２６を備えてい
る。

同図において、回転部材２６を反時計方向に回転させる
と、排気管６ａと共鳴箱１９を連通させるオリフィスの
断面寸法は増大して、最終的には小孔２４または通孔２
５の断面寸法に等しくなり、回転部材２６を時計方向に
回転させると、オリフィスの断面寸法は減少する。

本発明に、よれば、オリフィスの断面寸法は、エンジン
１の速度制御装置に連動して変化させられるようになっ
ている。

図示の実施例では、第１図に示すように、速度制御装置
の要部を構成するガバナー１３のピッチコントロールレ
バー１５の、ケーブル１４の連結端と反対側の端にコン
トロールケーブル２８の一端が連結され、このケーブル
２８の他端がコック２３の操作機構２９に連結されてい
る。

コック操作機構２９は、第２図に示すように、コック２
３の回転部材２６の操作ステム３０の端部に偏心的に取
りつけだプーリー３１を備え、このプーリー３１に前記
コントロールケーブル２８の他端が第３図に示すように
巻きつけられ、２８ａに示す位置でプーリー３１に回転
自由な状態で固定されている。

プーリー３１は操作ステム３０をいずれかの方向に回転
させ、これにより、コンク２３の回転部材２６が回転し
てオリフィスの断面寸法を増減させる。

ガバナー１３のピンチコントロールレバー１５の回転を
生起させるコントロールケーブル１４のストローク、換
言すれば、レバー１５の回転により変位させられるコン
トロールケーブル２８のストロークは、エンジン１０回
転数に対し完全にリニアーな関係にはない。

また、コックの回転部材２６の回転と共鳴箱の共鳴周波
数も、リニアーな関係にはない。

したがって、コントロールケーブル２８のストロークに
比例した量の回転をコックの回転部材２６に与えたので
は、エンジン回転数に比例して共鳴箱の共鳴周波数を変
化させることができない。

このため、コック回転体２６の操作ステム３０に対して
偏心したプーリー３１を用いて最も好ましい同調関係を
得るようにしている。

なお、偏心量が調節可能なようにプーリー３１を構成し
てその都度の特性に合せるようにするのが好ましいが、
これに代って種々の偏心量をもつプーリーを用意してお
くこともできる。

共鳴消音器の共鳴周波数ｆ ｐ （Ｈｚ ）は、によっ
て表わされる。

ここで、Ｃは音速（ｍ、／ ｓ ｅ ｃ ）、 ａ は共鳴消音器のオリフィスの半径例）（第３図参照
） ｄ はオリフィスの高さ例）（第３図参照）■ は共鳴
消音器を構成する共鳴箱の体積（ｍｏ）、である。

しだがって、上式から、オリフィスの半径ａ、すなわち
断面寸法を大きくすれば共鳴周波数ｆｐは大となり、オ
リフィスの断面寸法を小さくすれば共鳴周波数ｆ、も小
さくなる。

よって、前述の実施例では、コック２３の回転部材２６
の回転によって共鳴箱１９の共鳴周波数を変化させるこ
とができる。

いずれにしても、エンジン速度制御装置に連動して共鳴
箱のオリフィスの断面積調節装置を自動的に操作するこ
とによって、エンジン排気音中の、エンジン回転数に比
例した周波数成分を減衰させることができ、いかなるエ
ンジン回転速度においてもエンジン排気音を低減させる
ことが可能となる。

なお、計算によれば、小型機に本発明の排気騒音減少装
置を装着した場合の重量増加分は補強などを含めて約２
ｋｇであり、これは、自動車で汎用されている複合排気
管の重量に比し約５分の１にすぎない。

まだ、本装置は小形に構成できるので、エンジンカウリ
ング内に収納でき、したがって、その設置による空気抵
抗の増加はなく、空力性能の低下は回避できる。

また、本発明の排気騒音減少装置は、多数の孔の代りに
内部に回転部材を有する１個のコックを用いて排気管と
共鳴箱を連通させるオリフィスを形成するので、構造が
簡単であるばかりでなく、共鳴箱の共鳴周波数の連続的
な調節が容易かつ確実になされ、またコントロールケー
ブルとプーリーの使用により連動機構が安価なものとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の航空機排気１騒音減少装置を示す側面
図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３図は第２図
の■−■線断面図である。 １・・・エンジン、２・・・シリンダ、３・・・ターボ
チャージャ、５・・・給気管、６・・・排気管、７・・
・タービン、６ａ・・・排気筒、１３・・・ガバナー、
１４・・・コントロール）ｙ−−７”ル、１５・・・ピ
ンチコントロールレバー、１８・・・排気騒音減少装置
、１９・・・共鳴箱、２３・・・コック、２４・・・小
孔、２５・・・通孔、２６・・・回転部材、２８・・・
コントロールケーブル、３０・・・操作ステム、３１・
・・プーリー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンの排気管と、この排気管に隣接して設けた
   共鳴箱と、排気管内部と共鳴箱の内部を連通させるｄ＋
   Ｌを有する１個のコックと、前記小孔に連通自在の通孔
   を有し、小孔と通孔により構成されるオリフィスの断面
   寸法を回転により連続的に変化させるコック内の回転部
   材と、エンジン速度によって変るエンジン排気騒音の主
   周波数と共鳴箱の共鳴周波数を一致させるように、エン
   ジンの速度制御カバメーを前記回転部材に連係させる連
   動装置とを有し、この連動装置は、前記速度制御力バナ
   ーに一端が連結されたコントロールケーブルと、前記回
   転部材と共に回転するように該回転部材に連結されかつ
   コントロールケーブルの他端に周縁部で連結された偏心
   プーリーとから構成されている航空機の排気騒音減少装
   置。