JPH06280614A - 一体のエンジン吸気口音響バレル - Google Patents
一体のエンジン吸気口音響バレルInfo
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- JPH06280614A JPH06280614A JP5305514A JP30551493A JPH06280614A JP H06280614 A JPH06280614 A JP H06280614A JP 5305514 A JP5305514 A JP 5305514A JP 30551493 A JP30551493 A JP 30551493A JP H06280614 A JPH06280614 A JP H06280614A
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- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D33/00—Arrangement in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
- B64D33/02—Arrangement in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for of combustion air intakes
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
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- F02K1/78—Other construction of jet pipes
- F02K1/82—Jet pipe walls, e.g. liners
- F02K1/827—Sound absorbing structures or liners
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】音響特性、強度、重量、コストの要求が従来の
ものに較べて、より満たされた航空機用エンジン吸気口
音響バレルの構造及び製法を得る。 【構成】バレルを、孔を有する透過性の内側表面シー
ト、ハニカム・コア、及び固形状の表面シートで形成
し、夫々を一片の形状で形成し、その結果多くとも1つ
の幅の狭い前後方向の結合部を有するか、或いは結合部
の全く無いものにでき、また取付け部分も一緒に形成で
きる。このため音響のモードへの影響はなく、ライナの
効果を保ち続け、その重量を減らしバレルの全有効音響
領域を増し、そしてその耐久性を増すことができる。
ものに較べて、より満たされた航空機用エンジン吸気口
音響バレルの構造及び製法を得る。 【構成】バレルを、孔を有する透過性の内側表面シー
ト、ハニカム・コア、及び固形状の表面シートで形成
し、夫々を一片の形状で形成し、その結果多くとも1つ
の幅の狭い前後方向の結合部を有するか、或いは結合部
の全く無いものにでき、また取付け部分も一緒に形成で
きる。このため音響のモードへの影響はなく、ライナの
効果を保ち続け、その重量を減らしバレルの全有効音響
領域を増し、そしてその耐久性を増すことができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ジェット航空
機のターボ・ファン・エンジンによって発生される主な
振動数を減衰させるように設計されたエンジン吸気口音
響バレルに関する。
機のターボ・ファン・エンジンによって発生される主な
振動数を減衰させるように設計されたエンジン吸気口音
響バレルに関する。
【0002】
【従来の技術】ジェット航空機のエンジン・ナセルの吸
気口は単純な構造であるように見えるが、それは実際は
動力発生性能のための精巧な付加物を具備している。吸
気口の内側表面は空気力学的理由によってできる限り平
滑に作られなければならない一方で、音響的考慮によっ
て通気道表面の背後に限定された深さの非連続的な多孔
通気道表面の要求が生じる。結果として、現在の最新式
の構造は、ハニカム・コアによって作られ得るような多
数の凹部を通気道表面の背後に備えている。しかし最適
な音響的減衰のための必要とされるコアの奥行は、稼働
中に受ける空気力学及び慣性の負荷の全てに耐えるサン
ドイッチ型のバレル構成のために要求される最適なコア
の奥行とは必ずしも等しくない。
気口は単純な構造であるように見えるが、それは実際は
動力発生性能のための精巧な付加物を具備している。吸
気口の内側表面は空気力学的理由によってできる限り平
滑に作られなければならない一方で、音響的考慮によっ
て通気道表面の背後に限定された深さの非連続的な多孔
通気道表面の要求が生じる。結果として、現在の最新式
の構造は、ハニカム・コアによって作られ得るような多
数の凹部を通気道表面の背後に備えている。しかし最適
な音響的減衰のための必要とされるコアの奥行は、稼働
中に受ける空気力学及び慣性の負荷の全てに耐えるサン
ドイッチ型のバレル構成のために要求される最適なコア
の奥行とは必ずしも等しくない。
【0003】グラファイト・エポキシ・クロス及び/或
いはテープのような進んだ合成材から作られるものを有
する現在の吸気口音響バレルは、一緒に締付けられるか
或いは接合されてほぼ円筒形となる2つ或いは3つの湾
曲したセグメントから構成される。セグメントは、透過
性の内側の表面シートの、吸気口通気道表面から始まっ
て、ハニカム・コアと、固形体で不透過性の裏側の表面
シートとから構成され、前後の方向に通っている結合線
に沿って一緒に締付けられる。その様な設計に含まれる
結合線は通常、不透過性ではない構造的取付け材料から
作られ、幾つかの欠点を有しており、中でも結合線は全
有効音響領域を減らしている。更に、結合線の存在は、
ファンによって生成される音響モードを、減衰するのが
難しく従ってライナの効果を低める、より低いオーダー
のモードに変える。結合線の他の欠点は、バレルの構造
物重量の増加と、結合線での応力集中を含む。
いはテープのような進んだ合成材から作られるものを有
する現在の吸気口音響バレルは、一緒に締付けられるか
或いは接合されてほぼ円筒形となる2つ或いは3つの湾
曲したセグメントから構成される。セグメントは、透過
性の内側の表面シートの、吸気口通気道表面から始まっ
て、ハニカム・コアと、固形体で不透過性の裏側の表面
シートとから構成され、前後の方向に通っている結合線
に沿って一緒に締付けられる。その様な設計に含まれる
結合線は通常、不透過性ではない構造的取付け材料から
作られ、幾つかの欠点を有しており、中でも結合線は全
有効音響領域を減らしている。更に、結合線の存在は、
ファンによって生成される音響モードを、減衰するのが
難しく従ってライナの効果を低める、より低いオーダー
のモードに変える。結合線の他の欠点は、バレルの構造
物重量の増加と、結合線での応力集中を含む。
【0004】複合音響ジェット・エンジン・ライナの例
は、米国特許第 5,025,888号明細書、 5,014,815号明細
書、及び 4,969,535号明細書、及び米国特許出願第07/6
11,633号明細書、第07/670,917号明細書で開示され、夫
々はここで参考として加えられる。
は、米国特許第 5,025,888号明細書、 5,014,815号明細
書、及び 4,969,535号明細書、及び米国特許出願第07/6
11,633号明細書、第07/670,917号明細書で開示され、夫
々はここで参考として加えられる。
【0005】図1(a)に略図で示されるバレルは、上で記
された特許及び特許明細書で開示された型の現在の製品
のバレル1である。バレル1は120゜毎に結合部2を
具備する。バレル1のコア構成3は、結合部の領域内で
は図1(b)に示されるような一般的なファイバ補強複合構
造である、接合ストラップ7と内部縁沿い支持体(inta
racoastal support )8とを使って2つの部分5及び6
の結合を容易にするように形成された表面シート4でテ
ーパされるか或いは段を付けられることができる。代り
に、コア構成は、図1(c)に示されるように、結合ストラ
ップ14と15、及び内部縁沿い支持体16に加えて、構造的
重畳体9、高密度化コア10、構造的コア結合部11、オプ
ションのコア結合部12によって取付けが容易にされて、
簡単に急俊に、終端されることができる。現在のバレル
のこの例は、金属構造に於てより一般的である。図1(b)
及び1(c)の両方で結合によって無駄にされた全領域は矢
印18によって示される。
された特許及び特許明細書で開示された型の現在の製品
のバレル1である。バレル1は120゜毎に結合部2を
具備する。バレル1のコア構成3は、結合部の領域内で
は図1(b)に示されるような一般的なファイバ補強複合構
造である、接合ストラップ7と内部縁沿い支持体(inta
racoastal support )8とを使って2つの部分5及び6
の結合を容易にするように形成された表面シート4でテ
ーパされるか或いは段を付けられることができる。代り
に、コア構成は、図1(c)に示されるように、結合ストラ
ップ14と15、及び内部縁沿い支持体16に加えて、構造的
重畳体9、高密度化コア10、構造的コア結合部11、オプ
ションのコア結合部12によって取付けが容易にされて、
簡単に急俊に、終端されることができる。現在のバレル
のこの例は、金属構造に於てより一般的である。図1(b)
及び1(c)の両方で結合によって無駄にされた全領域は矢
印18によって示される。
【0006】このように、2つ或いは3つ(それより多
いこともあり得る)のほぼ同一寸法で湾曲構造のサンド
イッチのパネル・セグメントから作られる従来の吸気口
音響バレルは、普通、個別の締め具で結合線に沿って一
緒に締め付けられて、ほぼ円筒型を作る。このセグメン
ト構造は、各セグメント、それ自身が、吸気口の通気道
表面、即ち上で述べられた孔を有する透過性の表面シー
トから始まって、恐らくはハニカム・コアの形のコア
と、固形体の即ち孔を有さない裏側の表面シートとの、
湾曲したサンドイッチ・プレートとして面及び曲げ荷重
に耐えるように設計されることを想定している。
いこともあり得る)のほぼ同一寸法で湾曲構造のサンド
イッチのパネル・セグメントから作られる従来の吸気口
音響バレルは、普通、個別の締め具で結合線に沿って一
緒に締め付けられて、ほぼ円筒型を作る。このセグメン
ト構造は、各セグメント、それ自身が、吸気口の通気道
表面、即ち上で述べられた孔を有する透過性の表面シー
トから始まって、恐らくはハニカム・コアの形のコア
と、固形体の即ち孔を有さない裏側の表面シートとの、
湾曲したサンドイッチ・プレートとして面及び曲げ荷重
に耐えるように設計されることを想定している。
【0007】サンドイッチ・プレートは、前後の方向に
通っている結合線に沿って一緒に締付けられ、パネルと
パネルとの境界の結合線の構造はサンドイッチの内側領
域よりも当然丈夫である。湾曲面の領域でかなり均一に
分配される面内の及び曲げの荷重は、パネルを互いに、
または場合によっては内部縁沿いのものかリングか或い
は取り付け固着物のような囲い構造に連結する個々の締
付け具の別々になった荷重パスを通って伝達されなけれ
ばならない。
通っている結合線に沿って一緒に締付けられ、パネルと
パネルとの境界の結合線の構造はサンドイッチの内側領
域よりも当然丈夫である。湾曲面の領域でかなり均一に
分配される面内の及び曲げの荷重は、パネルを互いに、
または場合によっては内部縁沿いのものかリングか或い
は取り付け固着物のような囲い構造に連結する個々の締
付け具の別々になった荷重パスを通って伝達されなけれ
ばならない。
【0008】金属製で、従来の形状である進んだ合成サ
ンドイッチ設計は、全ての必要な曲げ剛性が内側及び外
側の表面シートを特異な曲げでサンドイッチ構成として
働かせることによって造り出されるべきであることと、
表面シート間のコア材料はほぼ全ての剪断荷重に耐える
べきであるという構造哲理に忠実である。他の環境の下
では、これは普通、非常に効果的な構成を提供する。し
かし、音響バレルの場合、ステンレス鋼の編上げワイ
ヤ、或いは類似の細かい多くの孔を有する材料のような
別の材料で何れかの側部上に被覆されて音響効果を高め
ることができる通気道の表面近くの孔のあいた表面シー
ト23は、2つの役割を果たす。それは、音響減衰用の調
整されたヘルムホルツ共鳴器の要素として、更に加えて
色々な曲げの荷重に耐えるサンドイッチ構成の表面シー
トとして働く。
ンドイッチ設計は、全ての必要な曲げ剛性が内側及び外
側の表面シートを特異な曲げでサンドイッチ構成として
働かせることによって造り出されるべきであることと、
表面シート間のコア材料はほぼ全ての剪断荷重に耐える
べきであるという構造哲理に忠実である。他の環境の下
では、これは普通、非常に効果的な構成を提供する。し
かし、音響バレルの場合、ステンレス鋼の編上げワイ
ヤ、或いは類似の細かい多くの孔を有する材料のような
別の材料で何れかの側部上に被覆されて音響効果を高め
ることができる通気道の表面近くの孔のあいた表面シー
ト23は、2つの役割を果たす。それは、音響減衰用の調
整されたヘルムホルツ共鳴器の要素として、更に加えて
色々な曲げの荷重に耐えるサンドイッチ構成の表面シー
トとして働く。
【0009】通気道の表面シートは、音響効果のために
多孔性でなければならないので、その厚さ方向の直接的
な引張り或いは特異な曲げによる面荷重に抵抗するため
のその断面面積は著しく縮小される。その結果、多孔性
の表面シートの厚さは、最大の音響効果に最適であり得
るものとは対立する可能性のある構造的要求を満たすよ
うに寸法を決められなければならない。特に、多孔性の
表面シートの厚さは、各穴の周りの応力集中のために穴
から取出された材料の量を置き替えることだけに必要と
されるものよりももっと多くされなければならない。必
要とされる余分な厚さもまた音響効果を下げる傾向があ
る。なぜならばそれは、空けられた穴の中に含まれる空
気塊を振動させる動力に関連する“質量リアクタンス”
と呼ばれる多孔体の音響特性を増加させるからである。
音響効果はこの現象に敏感であるので、構造上の必要条
件に譲歩することなしに音響的考慮に基いて表面シート
の厚さを決めることが好ましいであろう。一般的に薄い
多孔性表面シートが好ましい。
多孔性でなければならないので、その厚さ方向の直接的
な引張り或いは特異な曲げによる面荷重に抵抗するため
のその断面面積は著しく縮小される。その結果、多孔性
の表面シートの厚さは、最大の音響効果に最適であり得
るものとは対立する可能性のある構造的要求を満たすよ
うに寸法を決められなければならない。特に、多孔性の
表面シートの厚さは、各穴の周りの応力集中のために穴
から取出された材料の量を置き替えることだけに必要と
されるものよりももっと多くされなければならない。必
要とされる余分な厚さもまた音響効果を下げる傾向があ
る。なぜならばそれは、空けられた穴の中に含まれる空
気塊を振動させる動力に関連する“質量リアクタンス”
と呼ばれる多孔体の音響特性を増加させるからである。
音響効果はこの現象に敏感であるので、構造上の必要条
件に譲歩することなしに音響的考慮に基いて表面シート
の厚さを決めることが好ましいであろう。一般的に薄い
多孔性表面シートが好ましい。
【0010】本発明の好ましい実施例は、他方では、モ
ノコック構造により近く現在の技術に較べて著しい利点
を提供する代りの設計哲理を使っている。一体のモノコ
ックの基本的な特徴は、主荷重が一体の連続構造の殻に
よって支えられるということである。コア及び透過性の
表面シートは歪み適合性のおかげで幾つかの内部荷重に
耐えるが、ここで説明されたようなモノコックの或いは
リング強化バレルが採り入れられる場合はそれらのこと
はほぼ寄生的であると考えられる。
ノコック構造により近く現在の技術に較べて著しい利点
を提供する代りの設計哲理を使っている。一体のモノコ
ックの基本的な特徴は、主荷重が一体の連続構造の殻に
よって支えられるということである。コア及び透過性の
表面シートは歪み適合性のおかげで幾つかの内部荷重に
耐えるが、ここで説明されたようなモノコックの或いは
リング強化バレルが採り入れられる場合はそれらのこと
はほぼ寄生的であると考えられる。
【0011】下記でより詳細に説明されるであろう本発
明の好ましい形態は、全ての個々の、特に前後方向の、
継ぎ目と結合部を不要にする。或る吸気口構造は微細多
孔性の通気道の層の使用を必要とするが、他の騒音減衰
システムは別々に孔を有する通気道の表皮の使用のみを
要求し得る。通常、この選択はエンジンの騒音特性に精
通したエンジン製造者によって決定される。何れの場合
に於ても、本発明の好ましい形状は、特に音響減衰シス
テム、そして全体的には全構造システムに関連した構造
及び材料の均一性を必要とする。
明の好ましい形態は、全ての個々の、特に前後方向の、
継ぎ目と結合部を不要にする。或る吸気口構造は微細多
孔性の通気道の層の使用を必要とするが、他の騒音減衰
システムは別々に孔を有する通気道の表皮の使用のみを
要求し得る。通常、この選択はエンジンの騒音特性に精
通したエンジン製造者によって決定される。何れの場合
に於ても、本発明の好ましい形状は、特に音響減衰シス
テム、そして全体的には全構造システムに関連した構造
及び材料の均一性を必要とする。
【0012】これは、表面シートの多孔性が、或る制御
され予め決定された方法で全領域上で変化し得ない、或
いはコアの厚さ及びセルの寸法がどこでも一定であるこ
とを意味するものではない。事実、制御された可変性は
或る場合に於て望ましいであろう。しかし剛い壁の領域
の存在、即ち音響的に処理された領域から音響的に処理
されていない領域への突然の変化、特に結合領域内に見
られるような処理されていない剛い壁の領域の前後のス
トリップは、システムが微細多孔性の表面シートの幾つ
かの形状を具備しようとしまいと避けられる。剛い壁の
ストリップ(結合部)の存在は、最近の予知できない方
法でエンンジンによって生成される音を変え、基本的に
希望の周波数で騒音エネルギーを減衰するように調整さ
れたライナ効果を少なくする。
され予め決定された方法で全領域上で変化し得ない、或
いはコアの厚さ及びセルの寸法がどこでも一定であるこ
とを意味するものではない。事実、制御された可変性は
或る場合に於て望ましいであろう。しかし剛い壁の領域
の存在、即ち音響的に処理された領域から音響的に処理
されていない領域への突然の変化、特に結合領域内に見
られるような処理されていない剛い壁の領域の前後のス
トリップは、システムが微細多孔性の表面シートの幾つ
かの形状を具備しようとしまいと避けられる。剛い壁の
ストリップ(結合部)の存在は、最近の予知できない方
法でエンンジンによって生成される音を変え、基本的に
希望の周波数で騒音エネルギーを減衰するように調整さ
れたライナ効果を少なくする。
【0013】航空機構造の部品の数を減らす複合材料技
術の長所は、例えば米国特許第 4,826,106号明細書に説
明されたもののように認識されてきているが、特に航空
機のエンジン・ナセルに応用されるような設計の音響的
長所は評価されていない。例えば米国特許第 4,826,106
号明細書は、一体構成でジェット・エンジンのカウリン
グ組立内の取付けの形成を提案している。しかしこの特
許に於て、“一体”という言葉は“慎重に配置された黒
鉛/エポキシの一方向テープの層”を使ってカウリング
の色々な部分を形成して、一体の、継ぎ目の無い、しか
し前後方向の結合部の削除はしない、構造を形成するこ
とを示している。
術の長所は、例えば米国特許第 4,826,106号明細書に説
明されたもののように認識されてきているが、特に航空
機のエンジン・ナセルに応用されるような設計の音響的
長所は評価されていない。例えば米国特許第 4,826,106
号明細書は、一体構成でジェット・エンジンのカウリン
グ組立内の取付けの形成を提案している。しかしこの特
許に於て、“一体”という言葉は“慎重に配置された黒
鉛/エポキシの一方向テープの層”を使ってカウリング
の色々な部分を形成して、一体の、継ぎ目の無い、しか
し前後方向の結合部の削除はしない、構造を形成するこ
とを示している。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】孔を有する透過性の内
側表面シートと、コア構造と、固形体の表面シートとか
ら形成され、少なくとも次の長所:全有効音響領域の増
加と、音響モード内容が変化しないことと、構造的重量
の減少と、結合部を全体的に削除することによって結合
連結部での応力集中の減少とを有する改良型の音響ライ
ナ・ジェット・エンジン吸気口音響バレルを提供するこ
とが本発明の主な目的である。
側表面シートと、コア構造と、固形体の表面シートとか
ら形成され、少なくとも次の長所:全有効音響領域の増
加と、音響モード内容が変化しないことと、構造的重量
の減少と、結合部を全体的に削除することによって結合
連結部での応力集中の減少とを有する改良型の音響ライ
ナ・ジェット・エンジン吸気口音響バレルを提供するこ
とが本発明の主な目的である。
【0015】孔を有する透過性の内側表面シートと、ハ
ニカム・コア構造と、固形体の表面シートとから形成さ
れ、形成された吸気口バレルは、全有効音響領域の増加
と、変更されない音響モードの内容と、少なくなった構
造重量と、結合連結部での応力集中の削除とを有する音
響ライナ・ジェット・エンジン・バレルを作る方法を提
供することが本発明の第2の主な目的である。
ニカム・コア構造と、固形体の表面シートとから形成さ
れ、形成された吸気口バレルは、全有効音響領域の増加
と、変更されない音響モードの内容と、少なくなった構
造重量と、結合連結部での応力集中の削除とを有する音
響ライナ・ジェット・エンジン・バレルを作る方法を提
供することが本発明の第2の主な目的である。
【0016】
【課題を解決するための手段及び作用】これらの目的
は、バレルの内側に面して孔を有する表面シートと、普
通のハニカム・コアの形状であるコア構造と、孔を有さ
ない裏側の表面シートとを有し、その夫々は、完成した
製品で結合部が全く形成されないか、或いは精々一つの
狭い前から後への結合部だけが形成されるような一体の
形状で形成される一片の複合体の音響バレルを提供する
ことによって達成される。本発明の結合部無しの実施例
は、夫々の表面シート層を形成する構成材料を重ね合わ
せることによって、及び繋ぎ部に隙間即ち切れ目が結合
部に存在しないようにコア構造の夫々の端部を結合する
ことによって作られる。
は、バレルの内側に面して孔を有する表面シートと、普
通のハニカム・コアの形状であるコア構造と、孔を有さ
ない裏側の表面シートとを有し、その夫々は、完成した
製品で結合部が全く形成されないか、或いは精々一つの
狭い前から後への結合部だけが形成されるような一体の
形状で形成される一片の複合体の音響バレルを提供する
ことによって達成される。本発明の結合部無しの実施例
は、夫々の表面シート層を形成する構成材料を重ね合わ
せることによって、及び繋ぎ部に隙間即ち切れ目が結合
部に存在しないようにコア構造の夫々の端部を結合する
ことによって作られる。
【0017】本発明の方法は、本発明の1つの好ましい
実施例に於て、コア形状の周りに少なくとも360゜で
連続する一体の黒鉛/エポキシのクロスを巻き付け、ク
ロスの端部がその形状の上でかなりの間隔をあけて配置
されるようにし、そして黒鉛/エポキシ材料をキュアし
て表面シート構造を形成することによって完了する。コ
ア構造、好ましくはハニカム・コアは、例えば、コアが
一体構成となり、その後では表面シート内の完成したコ
アを形成するまで接着剤或いは機械的連結なしに、コア
構造の端部を一緒に押し付けることによって結合部なし
に形成され、そしてこの2つの層が網状組織によって一
緒に接着される。残りの不透過性の表面シート層も予め
形成されて、接着剤によってコアに固定されることがで
きるか、或いは表面シート材料の粘性に応じて、コアと
の共同キュアによって構造に付加されることができる。
実施例に於て、コア形状の周りに少なくとも360゜で
連続する一体の黒鉛/エポキシのクロスを巻き付け、ク
ロスの端部がその形状の上でかなりの間隔をあけて配置
されるようにし、そして黒鉛/エポキシ材料をキュアし
て表面シート構造を形成することによって完了する。コ
ア構造、好ましくはハニカム・コアは、例えば、コアが
一体構成となり、その後では表面シート内の完成したコ
アを形成するまで接着剤或いは機械的連結なしに、コア
構造の端部を一緒に押し付けることによって結合部なし
に形成され、そしてこの2つの層が網状組織によって一
緒に接着される。残りの不透過性の表面シート層も予め
形成されて、接着剤によってコアに固定されることがで
きるか、或いは表面シート材料の粘性に応じて、コアと
の共同キュアによって構造に付加されることができる。
【0018】本発明の特に有益な実施例に於て、アイテ
ム20、21、22、26、及び27によって、図示されるよう
な、また図3及び4に示されるような通常は別々の細か
い部品の形で提供される孔を有さない裏張りの表面シー
トが作り上げられて、吸気口バレルの構造的構成要素を
形成し、構造の総重量を少なくする。
ム20、21、22、26、及び27によって、図示されるよう
な、また図3及び4に示されるような通常は別々の細か
い部品の形で提供される孔を有さない裏張りの表面シー
トが作り上げられて、吸気口バレルの構造的構成要素を
形成し、構造の総重量を少なくする。
【0019】好ましい実施例によって例示される本発明
の目的は、音波が侵す側の孔を有する及び/或いは微細
多孔性の表面シートの音響及び構造の態様に於て、如何
なる不均一性或いは不連続性をもできる限り小さくする
ことと、更に加えて周囲の方向で多孔性の相関体(corr
elator)及び多孔性でない/孔を有さない裏張りシート
の連続性を維持することである。この構造は、1)一定
の幾何学的形状及び孔を有する表面シート、コアの奥
行、等に本来備わっている基本的に調整された音響イン
ピーダンスによってより良い騒音減衰を可能にするエン
ジンによって生成される音響モードの純粋度の保持、
2)全有効音響領域の増加、及び3)吸気口バレルの構
造的特徴の改良に役立つ。
の目的は、音波が侵す側の孔を有する及び/或いは微細
多孔性の表面シートの音響及び構造の態様に於て、如何
なる不均一性或いは不連続性をもできる限り小さくする
ことと、更に加えて周囲の方向で多孔性の相関体(corr
elator)及び多孔性でない/孔を有さない裏張りシート
の連続性を維持することである。この構造は、1)一定
の幾何学的形状及び孔を有する表面シート、コアの奥
行、等に本来備わっている基本的に調整された音響イン
ピーダンスによってより良い騒音減衰を可能にするエン
ジンによって生成される音響モードの純粋度の保持、
2)全有効音響領域の増加、及び3)吸気口バレルの構
造的特徴の改良に役立つ。
【0020】
【実施例】本発明の好ましい実施例によると、バレルの
長手方向に向いた断面から見て、音響ライナ吸気口バレ
ルは、図1(a)、1(b)、及び1(c)に示される
ような結合部を持つ3つの部品よりも、むしろ連続する
1つの部品として形成される。この一片の音響ライナ吸
気口バレルの設計は図2(a)及び図2(b)に略図で
示される。基本的に、図2(a)及び図2(b)に示さ
れるライナ吸気口バレルは、図2(a)に示されるよう
に、連続する一片のライナを作り、ライナの両方の結合
端部を結合部21で一緒にするか、或いは色々な技術を使
って、図2(b)で示されるような結合部が全く無い完
成品にすることによって形成される。
長手方向に向いた断面から見て、音響ライナ吸気口バレ
ルは、図1(a)、1(b)、及び1(c)に示される
ような結合部を持つ3つの部品よりも、むしろ連続する
1つの部品として形成される。この一片の音響ライナ吸
気口バレルの設計は図2(a)及び図2(b)に略図で
示される。基本的に、図2(a)及び図2(b)に示さ
れるライナ吸気口バレルは、図2(a)に示されるよう
に、連続する一片のライナを作り、ライナの両方の結合
端部を結合部21で一緒にするか、或いは色々な技術を使
って、図2(b)で示されるような結合部が全く無い完
成品にすることによって形成される。
【0021】図2(a)の一片ライナ18は、ほぼシリン
ダ型であり、図3及び4にもっと詳細が示されるよう
に、この構造が周囲の方向で360゜の角度に亘って連
続していることを除いて従来の方法で作られる、孔を有
する及び/或いは微細多孔性の表面シート23と、ハニカ
ム・コア24と、固形体の裏張り表面シート25とを具備す
る。図2(a)の結合部領域19は、生成された結合部が
できる限り幅が狭く、その結果図2(b)に示されるよ
うな結合部の無い限界に近付くように形成される。
ダ型であり、図3及び4にもっと詳細が示されるよう
に、この構造が周囲の方向で360゜の角度に亘って連
続していることを除いて従来の方法で作られる、孔を有
する及び/或いは微細多孔性の表面シート23と、ハニカ
ム・コア24と、固形体の裏張り表面シート25とを具備す
る。図2(a)の結合部領域19は、生成された結合部が
できる限り幅が狭く、その結果図2(b)に示されるよ
うな結合部の無い限界に近付くように形成される。
【0022】一つの結合部を作る好ましい方法は、米国
特許第 4,826,106号明細書で教示された方法とは異な
り、それは飛行機のエンジンの後部へ向うカウリングよ
りもエンジン吸気口バレルのためのものであり、且つ夫
々180゜未満の部分を形成する代りに、このバレルは
360゜の角度に亘って延在する一片で形成される。材
料は、米国特許第 4,826,106号明細書で記述されたもの
と同じであり得るが、他の適切な複合の或いは金属の材
料が、当業者には見出だされ、そしてそれらは本発明の
範囲内に含まれることを意図される。
特許第 4,826,106号明細書で教示された方法とは異な
り、それは飛行機のエンジンの後部へ向うカウリングよ
りもエンジン吸気口バレルのためのものであり、且つ夫
々180゜未満の部分を形成する代りに、このバレルは
360゜の角度に亘って延在する一片で形成される。材
料は、米国特許第 4,826,106号明細書で記述されたもの
と同じであり得るが、他の適切な複合の或いは金属の材
料が、当業者には見出だされ、そしてそれらは本発明の
範囲内に含まれることを意図される。
【0023】実際には、別々の微細多孔性の層の具備を
要求しない実施例の構造は、内側から外側に向って、多
孔性の層状組織23、接着層(図示されていない)、ハニ
カム・コア24、接着層(図示されていない)、孔を有さ
ない、連続した、裏張り表面シート25から構成されるで
あろう。コアの内側及び外側の接着層は別々の層として
組立てに採り入れられ得るか、或いは制御された状況の
下で、コアと何れかの表面シートとの間の接着は、隣接
する層状組織からの樹脂で行われることができる。
要求しない実施例の構造は、内側から外側に向って、多
孔性の層状組織23、接着層(図示されていない)、ハニ
カム・コア24、接着層(図示されていない)、孔を有さ
ない、連続した、裏張り表面シート25から構成されるで
あろう。コアの内側及び外側の接着層は別々の層として
組立てに採り入れられ得るか、或いは制御された状況の
下で、コアと何れかの表面シートとの間の接着は、隣接
する層状組織からの樹脂で行われることができる。
【0024】微細多孔性の表面シートが要求されるなら
ば、それは通気道の(第1の)層としてか、或いは通気
道の孔空き物の直ぐ下にかの何れかで組入れられること
ができる。何れの場合に於いても、(例えば編み上げメ
ッシュから作られることができ、且つライナの所望の音
響特性を獲得するのに使用される)微細多孔性の層がシ
ートの形状でのみ入手可能であるならば、その端部は、
材料の物理的及び機械的特性の不連続性、即ち結合部を
もたらすように周囲で結合されなければならない。これ
は、コストのために受け入れられなければならないこと
ができる実際的な譲歩であるが、追加のコストで、この
層に於てさえ結合部の必要を無くすために採用されるこ
とができる円筒の形状に編む方法もある。
ば、それは通気道の(第1の)層としてか、或いは通気
道の孔空き物の直ぐ下にかの何れかで組入れられること
ができる。何れの場合に於いても、(例えば編み上げメ
ッシュから作られることができ、且つライナの所望の音
響特性を獲得するのに使用される)微細多孔性の層がシ
ートの形状でのみ入手可能であるならば、その端部は、
材料の物理的及び機械的特性の不連続性、即ち結合部を
もたらすように周囲で結合されなければならない。これ
は、コストのために受け入れられなければならないこと
ができる実際的な譲歩であるが、追加のコストで、この
層に於てさえ結合部の必要を無くすために採用されるこ
とができる円筒の形状に編む方法もある。
【0025】孔を有する表面シートは、黒鉛/エポキ
シ、黒鉛/ビスマルイミド(bismalyimide)、ガラス/
エポキシ、或いは当業者が思いつき得る他の材料のよう
なファイバで強化された層状組織であり得る。穴は個々
のキュア工程で層状組織にモールド成形される得るか或
いはコア及び/或いは固形体の裏張り表面シートを含む
共同キュア/接着作業の間に表面シートにモールド成形
され得る。構造の1つの形状は、何等かの種類の溶接に
よって周囲が繋がって作られ、続いてマグナフォーンミ
ング(magnaforming)或いは他の類似の工程によってほ
ぼ円筒型に形成される金属の多孔性の表面シートを使用
し得る。表面シートの継ぎ目を無くすために、表面シー
トは、例えば、キュアする前に360゜よりも大きい角
度まで或る形の周りに表面シート材料を巻き付けること
いよって作られることができる。コア構造は、ハニカム
の端部に圧力を加え、そして継ぎ目が明確でなくなるま
でそれらを一緒に押し付けることによって形成されるこ
とができる。
シ、黒鉛/ビスマルイミド(bismalyimide)、ガラス/
エポキシ、或いは当業者が思いつき得る他の材料のよう
なファイバで強化された層状組織であり得る。穴は個々
のキュア工程で層状組織にモールド成形される得るか或
いはコア及び/或いは固形体の裏張り表面シートを含む
共同キュア/接着作業の間に表面シートにモールド成形
され得る。構造の1つの形状は、何等かの種類の溶接に
よって周囲が繋がって作られ、続いてマグナフォーンミ
ング(magnaforming)或いは他の類似の工程によってほ
ぼ円筒型に形成される金属の多孔性の表面シートを使用
し得る。表面シートの継ぎ目を無くすために、表面シー
トは、例えば、キュアする前に360゜よりも大きい角
度まで或る形の周りに表面シート材料を巻き付けること
いよって作られることができる。コア構造は、ハニカム
の端部に圧力を加え、そして継ぎ目が明確でなくなるま
でそれらを一緒に押し付けることによって形成されるこ
とができる。
【0026】図3及び5(b)に示される、本発明の好まし
い実施例に於て、一体の取付け部は、例えば米国特許第
4,826,106号明細書で説明されるように、黒鉛のヤーン
を織る或いは編んでプレフォームを作ることによって提
供される。そしてこれらのプレフォームは、エポキシ或
いは他の樹脂で含浸され、その結果それらは乾いていな
いバレル組立てに容易に且つ速く付加され、音響のサン
ドイッチと同時にキュアされて、分離した個別の取付具
を必要としない結合部のない連続構造のものを作ること
ができる。これによってより軽い重量、より耐久性のあ
る構造になる。これらは、エンジン・フレーム30がバレ
ルの後方端部に取付けられる一体型エンジン装着フラン
ジ20と、防火壁リング・フレーム取付けフランジ21と、
前方端部へのL.E.リング・フレーム取付けフランジ
22とを具備する。図3及び5(b)は、孔を有する表面シー
ト25、ハニカム・コア24、及び孔のない表面シート23も
示す。図3及び5(b)のバレル構造は、一つの結合部を有
するか或いは全く結合部を有さないかの何れかであり得
る。構造の一部は切取られてコア24を見せている。
い実施例に於て、一体の取付け部は、例えば米国特許第
4,826,106号明細書で説明されるように、黒鉛のヤーン
を織る或いは編んでプレフォームを作ることによって提
供される。そしてこれらのプレフォームは、エポキシ或
いは他の樹脂で含浸され、その結果それらは乾いていな
いバレル組立てに容易に且つ速く付加され、音響のサン
ドイッチと同時にキュアされて、分離した個別の取付具
を必要としない結合部のない連続構造のものを作ること
ができる。これによってより軽い重量、より耐久性のあ
る構造になる。これらは、エンジン・フレーム30がバレ
ルの後方端部に取付けられる一体型エンジン装着フラン
ジ20と、防火壁リング・フレーム取付けフランジ21と、
前方端部へのL.E.リング・フレーム取付けフランジ
22とを具備する。図3及び5(b)は、孔を有する表面シー
ト25、ハニカム・コア24、及び孔のない表面シート23も
示す。図3及び5(b)のバレル構造は、一つの結合部を有
するか或いは全く結合部を有さないかの何れかであり得
る。構造の一部は切取られてコア24を見せている。
【0027】別の好ましい実施例に於て、図4及び5(c)
に示されるように、取付けフランジを組立てることによ
って防火壁リング・フレームとL.E.リング・フレー
ムとを加えて、図5(a)及び5(b)で示される防火壁リング
29' 及びL.E.リング28'で従来のリング構造28及び2
9を置き換えることが可能である。その結果図5(a)に示
される一体型でない取付け部31乃至35を持つ最新の技術
の構造である音響吸気口バレルに較べて、防氷装置を具
備するバレルの重量は音響領域が増大してさえもコスト
と同様に少なくなる。
に示されるように、取付けフランジを組立てることによ
って防火壁リング・フレームとL.E.リング・フレー
ムとを加えて、図5(a)及び5(b)で示される防火壁リング
29' 及びL.E.リング28'で従来のリング構造28及び2
9を置き換えることが可能である。その結果図5(a)に示
される一体型でない取付け部31乃至35を持つ最新の技術
の構造である音響吸気口バレルに較べて、防氷装置を具
備するバレルの重量は音響領域が増大してさえもコスト
と同様に少なくなる。
【0028】このように本発明の特定の好ましい実施例
は詳細に説明されたが、それにも関わらず本発明は上記
の説明によって限定されずに、むしろ添付の請求の範囲
に従ってのみ解釈されることが意図される。
は詳細に説明されたが、それにも関わらず本発明は上記
の説明によって限定されずに、むしろ添付の請求の範囲
に従ってのみ解釈されることが意図される。
【図1】(a)は、120゜毎に結合部を有する従来の
音響ライナ吸気口バレルの略断面端面部図であり、
(b)及び(c)は、図1(a)のバレルの通常の構造
の結合部の1つの領域の拡大断面図。
音響ライナ吸気口バレルの略断面端面部図であり、
(b)及び(c)は、図1(a)のバレルの通常の構造
の結合部の1つの領域の拡大断面図。
【図2】(a)は、本発明の第1の好ましい実施例の原
理に従って作られた一片の単一結合部の音響ライナ吸気
口バレルの略断面端面図であり、(b)は、本発明の第
2の好ましい実施例の原理に従って作られた一片の結合
部の無い音響ライナ吸気口バレルの略断面端面図であ
る。
理に従って作られた一片の単一結合部の音響ライナ吸気
口バレルの略断面端面図であり、(b)は、本発明の第
2の好ましい実施例の原理に従って作られた一片の結合
部の無い音響ライナ吸気口バレルの略断面端面図であ
る。
【図3】図2(a)及び図2(b)に示される原理を具
現した第1の型の完成バレル組立ての部分的に切取られ
た斜視図。
現した第1の型の完成バレル組立ての部分的に切取られ
た斜視図。
【図4】図3の変形実施例の吸気口バレル組立ての部分
的に切取られた斜視図。
的に切取られた斜視図。
【図5】(a)は、最新の技術の音響ライナを持つ従来
のジェット・エンジン・ナセル構造の側断面図であり、
(b)は図3のバレル組立ての側断面図であり、(c)
は図4のバレル組立ての側断面図である。
のジェット・エンジン・ナセル構造の側断面図であり、
(b)は図3のバレル組立ての側断面図であり、(c)
は図4のバレル組立ての側断面図である。
1…バレル、2、21…結合部、3,10,11,12,24…コア、
4、23、25…表面シート、5, 6…部分、7,14,15…ス
トラップ、8,16 …支持体、9…重畳体、18…矢印、19
…領域、20…フランジ、28、29…リング構造、30…フレ
ーム、31,32,33,34,35…取付け部。
4、23、25…表面シート、5, 6…部分、7,14,15…ス
トラップ、8,16 …支持体、9…重畳体、18…矢印、19
…領域、20…フランジ、28、29…リング構造、30…フレ
ーム、31,32,33,34,35…取付け部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ・エー・パレンテ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 11771、 オイスター・ベイ、ハーバー・ロード 40
Claims (12)
- 【請求項1】 形状がほぼ円筒型で、前方端部と後方端
部とを有するエンジン吸気口音響バレルであり、通気道
側から外側に向って、 一片の内側表面シート(23)と;一片のコア構造(24)
と;一片の孔のない裏張り表面シート(25);とによっ
て特徴付けられ、 前記内側及び裏張りの表面シートと前記コア構造とは、
前記前方端部から前記後方端部へ延在している多くとも
1つの結合部(21)を有する音響バレル。 - 【請求項2】 前記内側表面シートが多孔性か或いは微
細多孔性であることで特徴付けられる、請求項1記載の
エンジン吸気口音響バレル。 - 【請求項3】 内側表面シートの通気道側に配置され、
多くとも1つの結合部を有する微細多孔性のスクリーン
の層によって更に特徴付けられる、請求項2記載のエン
ジン吸気口音響バレル。 - 【請求項4】 前記コア構造及び/或いは前記孔のない
裏張りの表面シートが結合部が無いことによって特徴付
けられる、請求項1記載のエンジン吸気口音響バレル。 - 【請求項5】 前記内側及び裏張りの表面シートが黒鉛
/エポキシであり、前記コア構造がハニカム型のコアで
あることによって特徴付けられる、請求項1記載のエン
ジン吸気口音響バレル。 - 【請求項6】 前記孔の無い裏張りの表面シートが、一
体のエンジン装着フランジ(20)及び/或いは一体の防
火壁リング・フランジ(21)及び/或いは一体のL.
E.リング取付けフランジ(22)及び/或いは一体の防
火壁リング(29' )及び/或いは一体のL.E.リング
(28' )を具備することによって特徴付けられる、請求
項1記載のエンジン吸気口音響バレル。 - 【請求項7】 (a)多くとも1つの結合部を有
するほぼ円筒型の一片の孔の無い裏張りの表面シート
(25)を形成することと; (b)多くとも1つの結合部を有するほぼ円筒型の一片
のコア構造(24)を形成することと; (c)多くとも1つの結合部を有するほぼ円筒型の一片
の内側の表面シート(23)を形成すること;とのステッ
プによって特徴付けられる、エンジン吸気口音響バレル
を作る方法。 - 【請求項8】 表面シートが、キュアする前に黒鉛/エ
ポキシのクロスを或る型の周りに360゜よりも大きい
角度まで巻くことによって形成されることを特徴とする
請求項7記載の方法。 - 【請求項9】 前記コア構造がハニカム構造の端部に継
ぎ目が明確でなくなるまでそれらを一緒に押し付けるよ
うに圧力を加えることによって形成されることを特徴と
する請求項7記載の方法。 - 【請求項10】 コア構造を孔の無い裏張り表面シート
内へ挿入すること、及びコア構造と裏張り表面シートと
を一緒に接着することのステップ及び/或いは多孔性内
側表面シートをコア構造内に挿入すること、及び多孔性
内側表面シートとコア構造とを一緒に接着することのス
テップによって更に特徴付けられる請求項7記載の方
法。 - 【請求項11】 表面シートとコア構造とを一緒にキュ
アするステップによって更に特徴付けられる請求項7記
載の方法。 - 【請求項12】 ステップ(a)が、黒鉛のヤーンを黒
鉛のプレフォームに織る或いは編み、そして一体の一緒
にキュアされる組立て内に含ませるために樹脂を含浸さ
せることによって、一体型エンジン装着体、防火壁のリ
ング、及びL.E.リングの取付けフランジ(20、21、
22)、或いは一体の防火壁及びL.E.リング(29' 、
28' )を形成するステップを具備することを特徴とする
請求項7記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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