WO2012010124A1 - Vorrichtung zur reduzierung von strahllärm - Google Patents

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    • F05D2270/64—Hydraulic actuators

Definitions

  • the invention relates to a device for reducing jet noise generated by a nozzle, in particular by a gas turbine nozzle, which comprises oscillating ring segments arranged on the nozzle inner wall and distributed on the circumference.
  • Nozzle flows generally have a two-part construction. This results from the fact that in general the fluid exiting a nozzle, for example combustion gases, has a different velocity than the fluid surrounding the nozzle, in particular ambient air, so that a boundary layer in the form of an annular conical shear layer forms accordingly around a tighter core flow sets.
  • This shear layer has the properties of a free anisotropic turbulent flow, the separation of which from the core flow is the reason for a significant noise of gas turbine engines. As the distance from the nozzle exit increases, the diameter of the core flow decreases until the free jet has fully developed.
  • a generic device for reducing the nozzle noise is known from DE 10 2008 025 826 AI, are arranged in the axially or radially movable edge elements on the nozzle inner side, which are oscillatingly movable. These serve to oscillate the nozzle cross-section, so that the change in cross-section is accompanied by an influence on the turbulence in the boundary-layer flow.
  • the oscillatingly movable edge elements influence the turbulent nozzle flow, in particular that part of the nozzle flow which flows in the boundary or shear layer.
  • pressure fluctuations which are apt to cause an overlap with the pressure fluctuations in the turbulent boundary or shear layer, which can lead to a substantial reduction or even extinction of the pressure fluctuations.
  • CONFIRMATION COPY l Reduction or extinction of the pressure fluctuations inevitably results in a significantly reduced noise. Furthermore, not only a quenching but also a shift of the acoustic energy can be effected in a less critical for the radiation into the environment frequency range, which also leads to a noise reduction in the environment. In addition, it is possible to influence the directional characteristic of the radiated sound by correspondingly phased control of the edge elements.
  • the object of the invention is therefore to provide a generic device that allows a reduction of jet noise, is built purely mechanically, structurally simple and at the same time is less susceptible to operation and also the ruling in the nozzle area high gas temperatures can be exposed to long term.
  • this object is achieved in that for generating the oscillating movement of the ring segments a radially outside the nozzle arranged, rotatable actuating ring is provided, the inner contour has a sinoidal contour and the ring segments comprise outwardly directed actuation supports whose free ends on the sinoidal Run inside contour of the actuating ring.
  • This training has the advantage that an effective noise reduction without additional electrical energy and thus Bonded mass (eg amplifier) can be reached and no structurally complex control devices are needed.
  • Bonded mass eg amplifier
  • the device is structurally simple and temperature fluctuations or high temperatures have little effect.
  • the device according to the invention also does not result in a noticeable power loss of the engine.
  • the system is very robust against harsh environmental conditions, especially high temperatures.
  • the number of maxima (or minima) of the sinusoidal contour of the actuating ring corresponds to the number of ring segments, so that the confirmation posts each lie on adjacent areas of the sinoidal contour, for example on the maxima or in the minima.
  • the actuating ring is pneumatically driven. This is preferably done by means of a turbine wheel, which can either be driven by the gas jet or by the surrounding air flow (bypass flow). Alternatively, it is possible to hydraulically drive the actuating ring.
  • FIG. 1 a shows a schematic longitudinal section through a nozzle region with ring segments in a first position
  • FIG. 1b shows a schematic longitudinal section through a nozzle region with ring segments in a second position
  • Figure 2 is a schematic axial view of the actuating ring
  • Figure 3 two schematic Axialans Chten the device, left corresponding to the position according to Figure la and right according to the position of Figure lb.
  • FIGS. 1a and 1b a nozzle 10 of a gas turbine engine is shown in each case in a schematic longitudinal section.
  • the nozzle 10 comprises a nozzle outer wall 12 and a nozzle inner wall 14, and the arrow 16 shows the gas flow direction in the nozzle 10.
  • a plurality of ring segments 18 are arranged, whose respective upstream ends are fixed in the region 20 hinged to the nozzle inner wall 14 and can be pivoted in the radial direction about the pivot axes 20 inwardly.
  • the ring segments 18 are shown in a first position, in which these rest substantially on the nozzle inner wall 14 and thus the cross section of the nozzle 10 is largely unchanged.
  • the ring segments 18 are shown in their respective radially inner end position, whereby the flow cross-section of the nozzle 10 is narrower. In operation, the ring segments 18 will oscillate between the end positions illustrated in FIGS. 1a and 1b.
  • the oscillation frequency depends on the frequency range of the noise vibrations and the size of the nozzle and is preferably in the range of 10 to 400 Hz.
  • the pivoting range of the ring segments 18 is shown greatly enlarged for reasons of representability in all figures, in reality, this pivoting range of the ring segments 18 is in the range of a few degrees.
  • the ring segments 18 have radially outwardly directed actuating supports 22, which can be seen better in FIG.
  • the free ends of the actuation supports 22 run on the sinoidal nenkontur 26 of an actuating ring 24.
  • This actuating ring 24 is shown enlarged in Figure 2 in an axial view.
  • the sinusoidal inner contour 26 of the actuating ring 24 has in the illustrated embodiment, eight inner and outer reversal points or minima and maxima and is particularly suitable for driving the same number - ie eight - ring segments 18 ( Figure 3).
  • r denotes the mean radius and d denotes the stroke range of the oscillation movement generated by the actuating ring 24, which is transmitted to the actuating supports 22 during the rotation of the sinoidal contour during the rotation thereof.
  • the ratio d / r is in the range of about 0.3 - 2%.
  • the oscillation angle of the ring segments 18 depends on the one hand on the size of the stroke d but also on the distance of the actuation supports 22 from the articulation points 20.
  • ⁇ is the wavelength of the sinoidal contour.
  • the oscillation frequency f of the ring segments is given by the number of revolutions ü of the operating ring 24 according to the following equation
  • the circumferential distance 1 x ⁇ x r / n between the ring segments is ⁇ , where n is the number of ring segments 18. It is also possible to choose this distance 1 different from ⁇ , whereby special phase relationships between the movement of the individual ring segments 18 can be achieved.
  • the actuating ring 24 is preferably hydraulically or pneumatically rotated, so that the actuating posts 22 along the sinusoidal corrugated inner contour 26 of the actuating ring 24 move sinusoidally along and thus transmit this oscillating motion to the ring segments 18.
  • the nozzle cross section changes in an oscillating manner with the speed specified by the rotational speed of the actuating ring 24.
  • An amendment is made tion of the nozzle cross section in the range of a few millimeters.
  • actuating posts 22 are preferably guided via air bearings on the inner contour 26 of the actuating ring 24.
  • sliding or rolling bearings are applicable.
  • spring members may be provided to move the ring segments 18 to a rest position, particularly to force them outwardly toward the nozzle inner wall 14 when the engine is not in operation.
  • the device according to the invention can preferably be operated without a closed loop.
  • a control is based on the speed of the engine.
  • an air inlet valve of a drive turbine for the actuating ring 24 is preferably used on the basis of the rotational speed, possibly also taking into account operating conditions such as "takeoff”, “cruise”, “approach” for driving the actuating ring 24.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Reduzierung von durch eine Gasturbinendüse (10) erzeugtem Strahllärm, die an der Düseninnenwand (14) angeordnete, am ümfang verteilte oszillierbare Ringsegmente (18) umfasst, wobei zur Erzeugung der oszillierenden Bewegung der Ringsegmente (18) ein radial außerhalb der Düse (10) angeordneter, drehbarer Betätigungsring vorgesehen ist, dessen Innenseite eine sinoidale Kontur aufweist und die Ringsegmente nach außen gerichtete Betätigungsstützen (22) umfassen, deren freie Enden auf der sinoidalen Innenkontur des Betätigungsrings laufen. Dies hat den Vorteil, dass eine wirksame Lärmreduzierung ohne zusätzliche elektrische Energie und damit verbundene Masse erreichbar ist und keine baulich aufwändigen Regeleinrichtungen benötigt werden.

Description

Vorrichtung zur Reduzierung von Strahllärm
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung von durch eine Düse, insbesondere durch eine Gasturbinendüse, erzeugtem Strahllärm, die an der Düseninnenwand angeordnete, am Umfang verteilte oszillierende Ringsegmente umfasst.
Düsenströmungen weisen im allgemeinen einen zweigeteilten Aufbau auf. Dies resultiert aus der Tatsache, dass im allgemeinen das aus einer Düse austretende Fluid, beispielsweise Verbrennungsgase, eine andere Geschwindigkeit als das die Düse umgebende Fluid, insbesondere Umgebungsluft , besitzt, so dass sich dementsprechend eine Grenzschicht in Form einer ringförmigen konischen Scherschicht bildet, welche sich um eine engere Kernströmung legt . Diese Scherschicht besitzt die Eigenschaften einer freien anisotropischen turbulenten Strömung, deren Ablösung von der Kernströmung der Grund für eine erhebliche Geräuschentwicklung von Gasturbinendtriebwerken darstellt. Im zunehmenden Abstand vom Düsenausgang nimmt der Durchmesser der Kernströmung ab, bis sich der Freistrahl vollständig entwickelt hat.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Reduzierung des Düsenlärmes ist aus der DE 10 2008 025 826 AI bekannt, bei der axial oder radial bewegbare Randelemente auf der Düseninnenseite angeordnet sind, die oszillierend bewegbar sind. Diese dienen dazu, den Düsenquerschnitt oszillierend zu verändern, so dass mit der Querschnittsveränderung eine Beeinflussung der Turbulenz in der GrenzSchichtStrömung einhergeht. Durch die oszillierend bewegbaren Randelemente erfolgt eine Beeinflussung der turbulenten Düsenströmung, insbesondere desjenigen Teils der Düsenströmung, der in der Grenz- oder Scherschicht strömt. Somit ist es möglich, Druckschwankungen zu erzeugen, welche geeignet sind, eine Überlagerung mit den Druckschwankungen in der turbulenten Grenz- oder Scherschicht hervorzurufen, was zu einer weitgehenden Reduzierung oder sogar Auslöschung der Druckschwankungen führen kann. Aus einer solchen
BESTÄTIGUNGSKOPIE l Reduzierung bzw. Auslöschung der Druckschwankungen resultiert zwangsläufig eine deutlich verminderte Geräuschentwicklung. Ferner kann nicht nur eine Auslöschung sondern auch eine Verschiebung der akustischen Energie in einen für die Abstrah- lung in die Umgebung weniger kritischen Frequenzbereich bewirkt werden, was ebenfalls zu einer Geräuschreduzierung in der Umgebung führt. Ausserdem ist durch entsprechend phasengesteuerte Ansteuerung der Randelemente eine Beeinflussung der Richtcharachteristik des abgestrahlten Schalls möglich.
Angesicht der im Düsenbereich herrschenden hohen Temperaturen ist die technische Gestaltung einer derartigen Vorrichtung zur Strahllärmreduzierung jedoch schwierig zu realisieren. Ansätze mit elektronischer Betätigung, beispielsweise über Piezoeinrichtungen, sind daher problematisch.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Vorrichtung bereit zu stellen, die eine Reduzierung von Strahllärm ermöglicht, rein mechanisch aufgebaut ist, baulich einfach und gleichzeitig im Betrieb wenig anfällig ist und auch den im Düsenbereich herrschenden hohen Gastemperaturen langfristig ausgesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Erzeugung der oszillierende Bewegung der Ringsegmente ein radial außerhalb der Düse angeordneter, drehbarer Betätigungs- ring vorgesehen ist, dessen Innenkontur eine sinoidale Kontur aufweist und die Ringsegmente nach außen gerichtete Betätigungsstützen umfassen, deren freie Enden auf der sinoidalen Innenkontur des Betätigungsrings laufen.
Sofern im Rahmen dieser Anmeldung von „sinoidal" die Rede ist, wird darunter eine Kontur verstanden, die der Sinuskurve entspricht oder ähnelt. Es umfasst ausdrücklich auch Konturen, die von der reinen Sinusfunktion abweichen. Vorzugsweise entspricht die Kurve jedoch der reinen Sinusfunktion.
Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass eine wirksame Lärmreduzierung ohne zusätzliche elektrische Energie und damit ver- bundene Masse (z.B. Verstärker) erreichbar ist und keine baulich aufwändigen Regeleinrichtungen benötigt werden. Die Einrichtung ist baulich einfach gestaltet und Temperaturschwankungen oder hohe Temperaturen haben geringe Auswirkungen.
Ferner wird kein merklicher Verlust von Massestrom durch das Triebwerk bzw. einen Bypass produziert, wie dies beispielsweise bei Vorrichtungen der Fall ist, die zur Geräuschreduzierung Gasströme injizieren (sog. micro jet injection) . Daher hat die erfindungsgemäße Vorrichtung auch keinen merklichen Leistungsverlust des Triebwerks zur Folge. Darüber hinaus ist das System sehr robust gegenüber aggressiven Umgebungsbedingungen, insbesondere hohen Temperaturen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung entspricht die Anzahl der Maxima (bzw. Minima) der Sinuskontur des Betätigungsrings der Anzahl der Ringsegmente, so dass die Bestätigungsstützen jeweils auf nebeneinander liegenden Bereichen der sinoidalen Kontur, beispielsweise auf den Maxima bzw. in den Minima liegen.
Gemäß noch einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Betätigungsring pneumatisch antreibbar. Vorzugsweise geschieht dies mittels eines Turbinenrades, das entweder vom Gasstrahl angetrieben werden kann oder vom umgebenden Luft- strom (Bypass -Strom) . Alternativ ist es möglich, den Betätigungsring hydraulisch anzutreiben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Dabei zeigt:
Figur la: einen schematischen Längsschnitt durch einen Düsenbereich mit Ringsegmenten in einer ersten Stellung;
Figur 1b: einen schematischen Längsschnitt durch einen Düsenbereich mit Ringsegmenten in einer zweiten Stellung; Figur 2: eine schematische Axialansicht des Betätigungsrings;
Figur 3: zwei schematische Axialans chten der Vorrichtung, links entsprechend der Stellung gemäß Figur la und rechts gemäß der Stellung von Figur lb.
In den Figuren 1a und lb ist eine Düse 10 eines Gasturbinentriebwerks jeweils in einem schematischen Längsschnitt dargestellt. Die Düse 10 umfasst eine Düsenaußenwand 12 und eine Düseninnenwand 14 und mit dem Pfeil 16 ist die Gasströmungs- richtung in der Düse 10 dargestellt. In der Düse 10 sind über dem Umfang verteilt mehrere Ringsegmente 18 angeordnet, deren jeweils stromaufwärtige Enden im Bereich 20 gelenkig an der Düseninnenwand 14 befestigt sind und sich in radialer Richtung um die Schwenkachsen 20 nach innen verschwenken lassen. In Figur la sind die Ringsegmente 18 in einer ersten Stellung dargestellt, bei der diese im wesentlichen an der Düseninnenwand 14 anliegen und somit der Querschnitt der Düse 10 weitgehend unverändert ist. In Figur lb sind die Ringsegmente 18 in ihrer jeweils radial inneren Endstellung dargestellt, wodurch der Strömungsquerschnitt der Düse 10 enger ist. Im Betrieb werden die Ringsegmente 18 zwischen den in den Figuren la und lb dargestellten Endstellungen oszillieren. Die Oszillationsfrequenz hängt dabei vom Frequenzbereich der Lärmschwingungen und von der Größe der Düse ab und liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 400 Hz.
Der Schwenkbereich der Ringsegmente 18 ist aus Gründen der Darstellbarkeit in allen Figuren stark vergrößert dargestellt, in Wirklichkeit liegt dieser Schwenkbereich der Ringsegmente 18 im Bereich weniger Grad.
Um diese oszillierende Bewegung zu erzeugen, weisen die Ringsegmente 18 nach radial außen gerichtete Betätigungsstützen 22 auf, die besser in Figur 3 zu erkennen sind. Die freien Enden der Betätigungsstützen 22 laufen auf der sinoidalen In- nenkontur 26 eines Betätungsrings 24. Dieser Betätigungsring 24 ist in Figur 2 vergrößert in einer axialen Ansicht dargestellt. Die sinusförmige Innenkontur 26 des Betätigungsrings 24 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel acht innere und äußere Umkehrpunkte bzw. Minima und Maxima auf und eignet sich insbesondere zum Antrieb der gleichen Anzahl - also acht - Ringsegmenten 18 (Figur 3) . In Figur 2 ist mit r der mittlere Radius und mit d der Hubbereich der durch den Betätigungsring 24 erzeugten Oszillationsbewegung bezeichnet, der bei der Rotation desselben auf die Betätigungsstützen 22 beim Ablaufen der sinoidalen Kontur übertragen wird. Das Verhältnis d/r liegt im Bereich von ca. 0,3 - 2%.
Der Schwingungswinkel der Ringsegmente 18 hängt zum einen von der Größe des Hubes d ab aber auch von der Entfernung der Betätigungsstützen 22 von den Anlenkpunkten 20. Mit λ ist die Wellenlänge der sinoidalen Kontur bezeichnet. Die Oszillationsfrequenz f der Ringsegmente ergibt sich aus der Umdrehungszahl ü des Betätungsrings 24 gemäß folgender Gleichung
Figure imgf000007_0001
Allgemein ist die Umfangsentfernung 1 x π x r/n zwischen den Ringsegmenten gleich λ, wobei n die Anzahl der Ringsegmente 18 ist. Es ist auch möglich diese Entfernung 1 abweichend von λ zu wählen, wodurch besondere Phasenbeziehungen zwischen der Bewegung der einzelnen Ringsegmente 18 erzielbar sind.
Im Betrieb wird der Betätigungsring 24 vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch in Rotation versetzt, so dass sich die Betätigungsstützen 22 entlang der sinusförmig gewellten Innenkontur 26 des Betätigungsrings 24 sinusförmig entlang bewegen und damit diese oszillierende Bewegung auf die Ringsegmente 18 übertragen. Im Ergebnis ändert sich der Düsenquerschnitt oszillierend mit der durch die Drehzahl des Betätigungsrings 24 vorgegebenen Drehzahl. Dabei erfolgt eine Ände- rung des Düsenquerschnitts im Bereich von wenigen Millimetern .
Die freien Enden der Betätigungsstützen 22 werden bevorzugt über Luftlager auf der Innenkontur 26 des Betätigungsrings 24 geführt. Alternativ sind Gleit- oder Wälzlager anwendbar. Auch können (nicht dargestellte) Federelemente vorgesehen werden, um die Ringsegmente 18 in eine Ruhestellung zu bewegen, insbesondere um diese nach außen zur Düseninnenwand 14 hin zu drücken, wenn das Triebwerk nicht im Betrieb ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorzugsweise ohne geschlossenen Regelkreis betrieben werden. Vorzugsweise erfolgt eine Steuerung anhand der Drehzahl des Triebwerkes . Dazu wird vorzugsweise ein Lufteinlassventil einer Antriebsturbine für den Betätigungsring 24 anhand der Drehzahl, gegebenenfalls zusätzlich unter Berücksichtigung von Betriebszuständen wie „takeoff", „cruise", „approach" zur Ansteuerung des Betätigungsrings 24 verwendet werden.
Alternativ ist es auch möglich, einen oder mehrere Sensoren vorzusehen, welche die auftretenden Schallsignale erfassen und eine gezielte Ansteuerung des Betätigungsrings 24 im geschlossenen Regelkreis bewirken.

Claims

Ansprüche
Vorrichtung zur Reduzierung von durch eine Düse (10) , insbesondere durch eine Gasturbinendüse, erzeugtem Strahllärm, die an der Düseninnenwand (14) angeordnete, am Umfang verteilte oszillierbare Ringsegmente (18) um- fasst, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der oszillierenden Bewegung der Ringsegmente (18) ein radial außerhalb der Düse (10) angeordneter, drehbarer Betätigungsring (24) vorgesehen ist, dessen Innenseite (26) eine sinoidale Kontur aufweist und die Ringsegmente (18) nach außen gerichtete Betätigungsstützen (22) umfassen, deren freie Enden auf der sinoidalen Innenkontur (26) des Betätigungsrings (24) laufen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Erhebungen bzw. Senken der sinoidalen Kontur (22) des Betätigungsrings (24) der Anzahl an Ringsegmenten (18) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsring (24) pneumatisch antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsring (18) mittels eines Turbinenrades antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad vom Gasstrahl antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad vom umgebenden Luftstrom antreibbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsring (24) hydraulisch antreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringsegmente mit einer Frequenz von 10 bis 400 Hz oszillierbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Betätigungsrings (24) als Funktion der Triebwerksdrehzahl einstellbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verhältnis des Oszillationshubbereichs d zum mittleren Radius r des Oszillationsbereichs zwischen 0,3 und 2% liegt.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2737019A (en) * 1953-08-14 1956-03-06 Louis S Billman Variable area convergent-divergent diffuser
US3780827A (en) * 1972-12-19 1973-12-25 Nasa Gas turbine exhaust nozzle
US20020061110A1 (en) * 2000-11-20 2002-05-23 National Aerospace Laboratory Of Japan Actively-controlled sound absorption panel system using movement-controlled reflective plate
US20020125340A1 (en) * 2001-03-03 2002-09-12 Birch Nigel T. Gas turbine engine exhaust nozzle
WO2006055217A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-26 The Boeing Company Shape changing structure in a jet engine nacelle nozzle and corresponding jet engine and operating method
EP1703114A1 (de) * 2005-03-15 2006-09-20 Rolls-Royce plc Triebwerkslärm
EP1878877A2 (de) * 2006-07-15 2008-01-16 Rolls-Royce plc Aktuator aus Formgedächtnismaterial
DE102008025826A1 (de) 2008-05-29 2009-12-10 Eads Deutschland Gmbh Aktive Maßnahmen an Düsenkonturen und Düsenkanten zur Reduzierung von Strahllärm

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0608093D0 (en) * 2006-04-25 2006-05-31 Short Brothers Plc Variable area exhaust nozzle
FR2934875B1 (fr) * 2008-08-06 2010-08-13 Aircelle Sa Nacelle de turboreacteur a chevrons mobiles.

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2737019A (en) * 1953-08-14 1956-03-06 Louis S Billman Variable area convergent-divergent diffuser
US3780827A (en) * 1972-12-19 1973-12-25 Nasa Gas turbine exhaust nozzle
US20020061110A1 (en) * 2000-11-20 2002-05-23 National Aerospace Laboratory Of Japan Actively-controlled sound absorption panel system using movement-controlled reflective plate
US20020125340A1 (en) * 2001-03-03 2002-09-12 Birch Nigel T. Gas turbine engine exhaust nozzle
WO2006055217A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-26 The Boeing Company Shape changing structure in a jet engine nacelle nozzle and corresponding jet engine and operating method
EP1703114A1 (de) * 2005-03-15 2006-09-20 Rolls-Royce plc Triebwerkslärm
EP1878877A2 (de) * 2006-07-15 2008-01-16 Rolls-Royce plc Aktuator aus Formgedächtnismaterial
DE102008025826A1 (de) 2008-05-29 2009-12-10 Eads Deutschland Gmbh Aktive Maßnahmen an Düsenkonturen und Düsenkanten zur Reduzierung von Strahllärm

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