JPS62298624A

JPS62298624A - 空気流入制御装置

Info

Publication number: JPS62298624A
Application number: JP62113409A
Authority: JP
Inventors: アルリッチ・ウォルター・ギャンツ; ポール・カール・トップネス
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1987-12-25
Also published as: US4691561A; EP0249253A3; EP0249253A2; DE3763757D1; EP0249253B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明［技術分野〕この発明は、ターボファン航空機エンジンの静止騒音テ
ストとともに用いられる装置に関するものである。特に
、この発明は、空気がターボファンエンジンの吸込口に
入り込むとき、空気の流入ひずみや乱流を減する装置に
関するものである。

［背景技術］流入制御装置（ＩＣＤｓ）は、エンジンが静止地上テス
トを受けるとき、ターボファンエンジンの吸込み口内へ
の飛行中の空気流入状態をシミュレートするために用い
られる。たとえば、エンジンの騒音特性の地上テスト研
究中において、飛行中の流入状態をシミュレートするこ
とが望ましい。

ｌＣＤ５の必要性と、ｌＣＤ５が吸込み空気流に影響を
及ぼす挙動に関係する徹底的な議論が、１９８１年３月
３１日に発行された米国特許第４゜２５８．８２３号に
見られ得る。

いくつかの型のｌＣＤ５が航空機産業の様々な会社によ
って作られてきた。典型的には、これらのｌＣＤ５は、
部分球の形状を有する流入制御表面を利用するものであ
り、その部分球の側壁は、アルミニウムハニカム、金属
スクリーン、および穴あきプレートを含む様々な材料か
ら構成されるものである。これらのｌＣＤ５のほとんど
は、エンジン入口境界層の縁においてひずみを減するこ
とに、一般に不成功に終わっている。そのようなひずみ
は、たとえば、エンジン地上テスト中における望ましく
ないファン音調の騒音を引き起こすかもしれなく、その
騒音はエンジンの実際の飛行中の使用においては存在し
ないであろう。したがって、エンジン騒音特性の研究に
おいて不正確さを引き起こすかもしれない。さらに、以
前のｌＣＤ５は、ＩＣＤを通して伝える音圧領域を部分
的に反射したり、ばらまいたりする、内部の固体構造の
部材や角部をしばしば有している。このことが、ＩＣＤ
を通してエンジンから前方に伝えている音圧領域におけ
るひずみの問題となる。

エンジン入口付近のＩＣＤ隔壁表面からの音反射もまた
、音響」二の問題を引き起こすことが知られている。

この発明の目的は、静＋）−地上テスト中における、空
気流がターボファンエンジンの吸込み入口に入り込むと
き、その空気流の流入乱流またはひずみを減する流入制
御装置を提供することにある。この発明は、上述のひず
みの問題を最小にし、技術上皿にイｊ在しているＩＣＤ
に改良を加えたＩＣＤを提供するものである。

［発明の開示］本発明は、ターボファン航空機エンジン、または静止地
上テストのために組立てられるエンジンモデルの吸込み
口内における流入ひずみや乱流を減する空気流入制御装
置（ＩＣＤ）を提供する。

この発明に従って組立てられるＩＣＤは、球の中に円形
の開口部を限定するために、一端で頭端が切り取られる
中空球から一般に作られる。球の壁は、空気に対して透
過性であり、たとえば、ワイヤスクリーン材からなる内
面層、穴あき金属シートからなる外面層、および内面層
と外面層との中間に挟まれたハニカム材からなる層とか
らなっていてもよい。

円形のベルマウスが球内の開口部を閉じる。これは、ベ
ルマウスの外方半径方向の縁を開口部の縁に連結する円
形のリング部材によってなされる。

ベルマウスは、円形の引込んだ部分を有し、その部分に
は吸音材からなる裏張りが収められている。

吸音材は穴あき材のシートによって覆われる。この穴あ
き材は、球の内方へ突出する円錐形の表面を形成する。

ベルマウスの中心部に位置しているのはハイライト部分
とスロート部分とであり、それは、流れが球の半径方向
からターボファンエンジンの入口の軸線方向へと向きを
変えるとき、その流れに対して固体表面を提供する。ハ
イライト部分とスロート部分は、円錐形表面と吸込み表
面との間に連続的で滑らかな結合を形成する。

好ましい形としては、球は、複数個の湾曲した多角形の
部分からなる多面体構造である。その多角形の部分は、
球の側壁が実質上滑らかで連続的な構造を有するように
、お互い接着結合される。

［発明を実施するための最良の態様］今、図を参照して、まず第１図を参照すると、この発明
の好ましい実施例に従って組立てられた流入制御装置（
ＩＣＤ）が、１０で示される。ｌＣＤｌ０は、片側で頭
端が切取られる、はぼ球状の部分あるいは球１２を含む
。頭端が切取られた部分は、球１２の内部に円形の開口
部１３を与える。ｌＣＤｌ０のベルマウス部分あるいは
ベルマウス１４は、エンジン１８の静止テストのだめの
エンジン入口３６へ載せられて示される。

金策２図を参照して、球１２は何らかの適当な手段によ
ってベルマウス１４へ連結される。しかしながら、好ま
しい形としては、円形リング部材２０はその球の円形開
口部１３へ連結される。リング部材２０はベルマウス１
４の外方半径方向の縁２２に補足的に連なるように形作
られる。球１２は、複数個の固着部材２４によってベル
マウスに接した位置で支持されてもよく、その固着部材
はリング部材２０に連結され、リング部材のまわりにほ
ぼ等距離の間隔を保っている。

ベルマウス１４は鋳造され、アルミニウム合金または他
の適当な材料から工作される。例として、ガラスファイ
バも適しているであろう。ベルマウス１４は、ベルマウ
スの外方半径方向の縁２２をスロート部分３５を有する
ハイライト部分２８へ連結している、円形の引込んだ部
分２６を存している。この引込んだ部分２６内に収めら
れるものは、吸音材３０の層である。吸音材３０はガラ
スファイバまたは他の適当な材料から作られてもよい。

吸音材３０を覆うものは、穴あき金属シート３２の薄い
層である。

ベルマウスの引込んだ部分２６、吸音材３０および金属
シート３２を結合した構造は、円錐形の形をしたベルマ
ウス表面３３を与え、その表面は球１２の内方へ突出す
る。この表面３３は、球の円形開口部１３の内側からハ
イライトおよびスロート部分２８．３５の縁３４に向か
って実質上連続的であり、ＩＣＤによる音響ひずみを最
小にするのに役立つ。

ハイライトおよびスロート部分２８．３５はエンジンの
吸込み口３６へ連なっており、球の内側からエンジン１
８に向かってずっと連続的で滑らかな吸込み表面を与え
る。この（ｈ造は入口境界層における歪の成長を最小に
する。

今第３図を参照して、球１２の一般的な多面体構造が示
されている。球１２は１ｊ２１＆個の多角形の部分３８
．４０．４２．４４．４６．４８から作られ、その多角
形の部分は空気に対して透過性を有し、接盾物質によっ
てお互いそれらの縁において接合される。その部分３８
．４０，４２．４４、４６．４８のこのような接合部は
、実質上滑らかで連続的な棟側壁を与えるので、空気が
その側壁を通してベルマウスのハイライト部分２８内へ
流れるとき、空気をひずませ得るような縁や角部を除去
する。

第４図−第６図は、各多角形部分３８．４０．４２．４
４．４６．４８の一般的な空気透過性の構造を示してい
る。各部分は、ワイヤスクリーン材からなる内面シート
５０、穴あき金属シートからなる外面シート５２、およ
び内面シートと外面シートの中間に配置されまたは挟ま
れたハニカム材からなる層５４とを有している。各多角
形部分３８．４０．４２．４４．４６．４８は、まず、
ハニカム材５４を内面および外面シート５０５５２へ接
合することによって作られ、それからこれらの接合され
た材料を、第４図に示されるように、その半径が球１２
の半径に相当する、湾曲したディスクに形作る。ディス
ク５６は、一点鎖線５８によって示されるように面取り
され、第５図に示されるように完成された多角形部分６
０になる。

縁６２．６４．６６（と示されていない２つの縁）は、
上述のような接着物質（これも示されていない）で覆わ
れるので、多角形部分６０は、球１２を組立てるために
第１図−第３図で示されるように隣接した部分で接合さ
れ得る。

上記に提示されたｌＣＤ１２に関する記述は、本発明を
説明する目的で与えられる。上記実施例は、いかなる意
味においても本発明の特許保護を規定および／または限
定する目的に用いられるべきものではない。むしろ、特
許保護は特許請求の範囲によってのみ決定されるべきも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例に従って組立てられ
たＩＣＤの図であり、ＩＣＤの中空球の部分がＩＣＤの
ベルマウス部分に連結されようとしているところを示し
ている。第２図は、第１図で示されるＩＣＤの側横断面図であり
、球部分がベルマウス部分に連結されている。第３図は、第１図と第２図で示される球部分の正面図で
あり、その球の多面体構造を一般に示している。第４図は、湾曲したディスクの図であり、第１図、第２
図および第３図で示されるＩＣＤの球部分を組立てるた
めに用いられる多面形部分にそのディスクを作るために
、面取り線がディスク上に印をつけられて示されている
。第５図は、第４図で示される面取りされたディスクの図
である。第６図は、第１図、第２図および第３図で示されるＩＣ
Ｄの球部分の側壁の、第３図の６−６線に沿う横断面図
である。図において、１０は空気流入制御装置（ＩＣＤ）、１２
は中空球、１３は円形の開口部、１４はベルマウス、１
８はエンジン、２２はベルマウス１４の外方半径方向の
縁部、２６は引込んだ部分、２８はハイライト部分、３
０は吸音材、３２は穴あき金属シート、３３は円錐形の
ベルマウス表面、３６はエンジン吸込み口である。なお、各図中間−？１号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ジェットエンジンなどの吸込み口内への、擬似飛
行における空気流入条件をシミュレートするための空気
流入制御装置であって、その球内に円形の開口部を規定するように頭端が切取ら
れた中空球を備え、前記球の側壁はそこを通過する空気
流に対して透過性を有するもので、さらに、前記開口部を閉じる円形のベルマウスを備え、前記ベル
マウスは、引込んだ部分と、その引込んだ部分で受止め
られる吸音材と、その吸音材を覆う穴あき材の層とを含
むもので、前記引込んだ部分と前記吸音材と前記穴あけ
材とが、内方に突出する表面をともに形成しており、そ
の突出する表面は、ベルマウスの外方半径方向の縁付近
から、ベルマウスの中央ハイライト部分へ向かってほぼ
円錐形のテーパ部を有し、前記ハイライト部分が、前記
球の内側から前記ジェットエンジンへ向かう空気入口を
与えるもので、その中で、前記ハイライト部分と前記エ
ンジンの吸込み口とが、前記球の内側から前記エンジン
へ向かって滑らかで連続的な吸込み口を形成するように
、前記ハイライト部分が前記エンジンの吸込み口へ連な
っている、空気流入制御装置。
（２）前記球の側壁は、スクリーン材の内面層と、穴あ
きシートの外面層と、前記内面層と前記外面層の中間に
配置されたハニカム材の中央層とを備えるものである、
特許請求の範囲第１項記載の空気流入制御装置。
（３）前記球の側壁は、複数個の湾曲した多角形部分を
備え、前記多角形部分が、実質上、滑らかで連続的な球
側壁を形成するようにともに結合されている、特許請求
の範囲第２項記載の空気流入制御装置。
（４）前記多角形部分の各々は、その部分の隣接縁をと
もに接着結合することによって隣り合う多角形部分に結
合されている、特許請求の範囲第３項記載の空気流入制
御装置。
（５）前記吸音材は、前記ベルマウスの前記引込んだ部
分で受止められるガラスファイバの裏張りを備える、特
許請求の範囲第４項記載の空気流入制御装置。
（６）前記球の前記円形開口部の縁に連結される円形リ
ング部材を含み、前記ベルマウスの外方半径方向の縁は
、前記リング部材に連ならせ、前記ベルマウスを前記円
形開口部へ連結させるために形作られている、特許請求
の範囲第５項記載の空気流入制御装置。
（７）前記球の側壁は、複数個の湾曲した多角形部分を
備え、前記多角形部分が、実質上、滑らかで連続的な球
側壁を形成するようにともに結合されている、特許請求
の範囲第１項記載の空気流入制御装置。
（８）前記多角形部分の各々は、その部分の隣接縁をと
もに接着結合することによって隣り合う多角形部分に結
合されている、特許請求の範囲第７項記載の空気流入制
御装置。
（９）前記吸音材は、前記ベルマウスの前記引込んだ部
分で受止められるガラスファイバの裏張りを備える、特
許請求の範囲第１項記載の空気流入制御装置。
（１０）前記球の前記円形開口部の縁に連結される円形
リング部材を含み、前記ベルマウスの外方半径方向の縁
は、前記リング部材に連ならせ、前記ベルマウスを前記
円形開口部へ連結させるために形作られている、特許請
求の範囲第９項記載の空気流入制御装置。