JP6495280B2 - 内部隔壁を有するハニカムを備えた雑音吸収構造体 - Google Patents

Description

本発明は一般に特定の音源から発する雑音を減衰させるのに使用される音響構造体に関する。より詳しくは、本発明は、航空機のエンジンによって発生される低周波数の雑音など相対的に低周波数の雑音を含む広範囲の雑音周波数を減衰させることができる相対的に薄い音響構造体を提供することを対象とする。

具体的な音源によって発生された過剰な雑音を扱う最良のやり方は、雑音を音源において処理することであると広く認識されている。これは典型的には雑音源の構造体に音響制動構造体（音響処理材）を追加することによって達成される。１つの特に問題のある雑音源は、ほとんどの旅客機に使用されているジェットエンジンである。音響処理材は、エンジン吸気口、ナセル及び排気構造体内に通常組み込まれる。これらの音響処理材は、エンジンによって発生された音響エネルギーに対して音響インピーダンスを生じる数百万の穴を有する相対的に薄い吸音材又は格子を内蔵する音響共振器を含む。

ハニカムは、相対的に頑丈であり軽量であるので、航空機及び航空宇宙機用に評判が良い材料である。エンジンのナセルなどの音響用途には、ハニカムセルがエンジンから離れて配置された端部において音響的に閉じられ、エンジンに最も近く配置された端部において多孔質被覆で覆われるように、吸音材がハニカム構造に追加される。このように、ハニカムセルを吸音材で閉じると、雑音の減衰、制動又は抑制をもたらす音響共振器が生じる。共振器にさらに雑音減衰特性を与えるために音響隔壁がハニカムセルの内部内にも通常配置される。

音響技術者が直面する基本的な問題は、ナセルをできるだけ薄く、軽量にし、それでもジェットエンジンによって発生された雑音全体にわたる音波周波数の十分な抑制又は制動を提供することである。この基本的な設計問題は、より新しいモデルの大型ジェットエンジンの傾向がより低い周波数においてさらに雑音を生じるということによって複雑になっている。新しいエンジン設計は、より遅い速度においてより多くのバイパス空気を生じる、より少ないファンの羽根を使用する傾向がある。これは結果として、より低い周波数を有するエンジン雑音の発生となる。

所与のハニカムセル又は共振器によって制動される雑音の特定の周波数は、セルの深さに直接関連する。概して、十分な制動又は抑制を与えるために、雑音の周波数が低減するにつれて、セルの深さが増大しなければならない。２．５４ｃｍ（１インチ）以下程度のセルの深さを有する相対的に薄いナセルは、ジェットエンジンによって発生されたより高い周波数範囲を吸収するのに十分である。しかし、より新しいジェットエンジンによって発生されるより低い周波数を吸収するために、より深い音響セル又は共振器が必要とされる。

より低い周波数のジェット雑音を吸収する問題を解決する１つのやり方は、単純により深いセルを有するナセルを構築することである。しかし、これは結果として、できるだけ薄くて軽量であるナセルを提供するという設計目標に反する、ナセルのサイズ及び重量の増大となる。さらに、低周波数の雑音を吸収するのに必要なナセルの重量及びサイズの増大は、特に、ナセルのサイズ及び重量が大きな工学設計考察である、より大型の航空機エンジンには許容できないことである。

別のやり方は、組み合わせたセルの有効な音響的深さを増大させるために隣接したセルを互いに音響的に接続することが関与する。このやり方は、より低い周波数の吸収をもたらさない。しかし、単一の音響セルを形成する複数のセルの組合せにより、利用可能な音響セルの数が、任意の所与の構造において低減する。低周波数の吸音を増大させるためのセルの音響相互接続は、米国特許出願第１３／４６６，２３２号に詳細に記載されている。

米国特許出願第１３／４６６，２３２号 米国特許出願第１３／９６４，６２９号 米国特許第７，４３４，６５９号 米国特許第７，５１０，０５２号 米国特許第７，８５４，２９８号 米国特許第７，４３４，６５９号 米国特許第７，５１０，０５２号 米国特許第７，８５４，２９８号

現在、音響構造体が、ナセル音響構造体の厚さ又は重量を増大させずに、より広い範囲の雑音周波数を抑制することができる、エンジンのナセル及び他の音響構造体を設計することが必要とされている。

さらに、音響構造体によって制動される雑音周波数範囲全体内のいくつかの具体的な雑音周波数範囲を対象とし、具体的に制動することができる音響構造体を設計することが現在必要とされている。

本発明によれば、ナセル又は他の種類の音響構造体の音響範囲を増大させることができ、具体的な周波数範囲を、多区分隔壁を使用することによって制動するための対象とすることができることが分かった。多区分隔壁は、音響セル内を垂直に延びて、異なる音響制動特性を有する様々な区分の隔壁を提供する。そのような三次元区分隔壁の使用により、人が共振器の有効な音響的長さを増大させることが可能になるだけでなく、共振器の全音響範囲内のいくつかの具体的な雑音周波数を対象にすることが可能になることが分かった。

本発明は、概して、音響構造体を対象とし、特に、航空機エンジン用ナセルを対象とする。本発明による音響構造体は、雑音源に最も近く配置された第１の縁部と、雑音源から離れて配置された第２の縁部とを有するハニカムを含む。ハニカムは、複数の音響セルを含み、音響セルの各々は、ハニカムの第１の縁部と第２の縁部との間を延びる複数の側壁を有する。ハニカムの第１の縁部と音響障壁との間の距離に等しい深さを有する音響共振器を形成するために、音響障壁が各音響セルの第２の縁部に配置される。

本発明の特徴として、多区分音響隔壁が音響共振器内に配置される。多区分隔壁は、ハニカムの第１の縁部に最も近く配置された隔壁頂部と、ハニカムの第２の縁部に最も近く配置された隔壁底部とを含む。多区分隔壁は、隔壁頂部と隔壁底部との間のセル内を垂直に延びる隔壁側壁をさらに含む。隔壁側壁は、少なくとも前記隔壁頂部に最も近く配置された第１の隔壁区分と、前記隔壁底部に最も近く配置された第２の隔壁区分とに分割される。第１の隔壁区分によって提供される音響制動は、前記第２の隔壁区分によって提供される音響制動とは異なる。

隔壁側壁の第１の区分は、固体であるとき、音導波管を形成する。音導波管は、音響セルを２つの音響室に分割する。２つの室は、セルの共振器長の有効な増大をもたらす。共振器セルの有効長は、固体区分を短くする又は長くすることによって変えることができる。その結果、ナセル内のセルの厚さ又は数を増大させずに、より低い雑音周波数を吸収することができるナセル又は他の音響構造体を製作することができる。

本発明の別の特徴として、様々な具体的な雑音周波数範囲が単一の音響隔壁によって制動される非常に様々な制動プロファイルを提供するために、垂直に延びる隔壁側壁の様々な区分は、固体であることができ、穿孔することができ又はメッシュ材料で製作することができる。隔壁区分の相対的なサイズ及び形状は、具体的に対象とする雑音周波数範囲のさらにもっと正確な制動を提供するように変更することもできる。

ハニカムセルの非常に様々な有効な音響的長さ及び具体的な音響制動特性は三次元隔壁の様々な区分に使用される材料の種類並びに様々な区分の長さ、位置、サイズ及び形状を単純に変えることによって本発明により達成することができる。本発明は、音響セルがすべて同じ有効な音響的長さを有し、二次元隔壁の使用により、制動され得る具体的な周波数範囲の数が限定される従来の音響ハニカムに比べて顕著な利点を提供する。

ハニカムの厚さを増大させずにハニカムセルを音響的に延ばす能力は、ハニカムをできるだけ薄くし、しかも低周波数のジェットエンジン雑音を制動することができる音響共振器を提供することが望ましいジェットエンジンのナセルに特に有用である。さらに、本発明による三次元多区分隔壁の使用により、人は特に問題があり得る特定のジェットエンジンによって発生される様々な具体的な周波数範囲を対象にし、減衰させることが可能になる。

本発明の上記の及び他の多くの特徴及び付随する利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されることになろう。

本発明による例示的な音響構造体であって、固体及び多孔質の表面板をハニカムに接着する前の音響構造体を示す図である。 本発明による、単一の例示的な音響セルを示す図である。 隔壁の第１の区分が固体（音響的に不浸透性の）材料で製作されるとき形成される内部及び外部音響室を示す図２の断面図である。 音響ハニカムの４つのセル内の４つの異なる三次元隔壁構成を示す概略的側面図である。 図４の上面図である。 本発明による、隔壁が三次元区分の隔壁を形成するために音響セルに挿入される前の例示的な隔壁の上面図である。 雑音源に隣接した本発明による例示的な音響構造体の一部分を示す概略図である。

本発明による例示的な音響構造体の一部分の部分的分解図を図１の１０に示す。音響構造体１０は、多孔質表面板１４と固体音響障壁表面板１６との間に挟まれた音響ハニカム１２を含む。組み立てられた音響構造体１０の一部分を図７に示すが、その場合、音響構造体１０は、矢印２０によって表される雑音を発生している雑音源１８に隣接して配置される。

本発明の音響構造体は、非常に様々な雑音源からの雑音を制動するのに使用することができるが、音響構造体は、航空機エンジン、特に民間航空機に使用される大型エンジンによって発生された雑音を制動するのに特に好適である。したがって、図５の１０に示す音響構造体は、典型的には、ターボファンジェットエンジン１８の中核を囲むナセルの一部である。

ハニカム１２は、雑音源１８に最も近く配置される第１の縁部１５と、雑音源１８から離れて配置される第２の縁部１７とを含む。ハニカムの側壁は、第１の縁部と第２の縁部との間を延びて、各々が側壁と直角に測定される断面積を有する複数のセル２２を形成する。各セルを音響共振器に製作するために、音響障壁が、各セルの第２の縁部１７において又は各セルの第２の縁部１７の近くに配置される。音響障壁をハニカムセルに挿入し、第２の縁部１７から離れて移動させてもよいが、典型的な手順は、音響障壁板１６をハニカムの第２の縁部１７上に設置して、セルのすべてを覆うことである。したがって、セル（音響共振器）のすべての深さは、第１の縁部１５と音響障壁１６との間の距離に等しい。

図１に示すように、音響ハニカム１２は、多くの相互接続されたセル２２からなる。便宜的に、多孔質表面板１４なしの単一のセル２２を図２及び図３に示す。本発明によれば、円錐形の多区分音響隔壁３０がセル側壁３２と音響障壁１６とによって形成された音響共振器内に配置される。多区分隔壁３０は第１の隔壁区分３４と第２の隔壁区分３６とを含む。追加の隔壁区分３８が第１の隔壁区分と第２の隔壁区分との間に配置される。所望であれば、１つより多い追加の隔壁区分を、第１の隔壁区分と第２の隔壁区分との間に配置することができる。

第１の隔壁区分３４は、音響隔壁を製作するのに使用される材料のいずれかで製作してもよい。しかし、隔壁区分３４は、音波に対して不浸透性にするためにプラスチックで被覆された、プラスチックフィルムやメッシュなどの固体材料で製作することが望ましい。固体隔壁区分３４は、円錐台導管の形をした導波管として機能する。固体隔壁区分３４は、内部及び外部表面４２及び４４をそれぞれ有する側壁４０を含む。固体隔壁区分３４は、入口４６と出口４８とを含む。

固体隔壁区分３４は、セル２２を内部音波チャネル又は室５０と、外部音波室５２とに分割する。内部音波室５０は、隔壁区分３４の内部表面４２と、隔壁入口４６と、第１の隔壁区分出口４８と、入口４６とセルの第１の縁部１５との間を延びるセル側壁の部分とによって画定される。外部音波室５２は、隔壁区分３４の外部表面４４と、セル側壁３２と、音響障壁１６と、隔壁区分出口４８とによって画定される。

第２の隔壁区分３６も、音響隔壁を製作するのに使用される材料のいずれかで製作することができる。この例示的な実施例において、第２の隔壁区分３６は、円錐の形をした、単繊維織物の隔壁材料などの音響メッシュである。第２の隔壁区分３６は、第１の隔壁区分３４と同じように導波管として働かない。その代わりに、第２の隔壁区分内のメッシュは、雑音音波がメッシュを通過するとき雑音音波を制動し又は減衰させ、深さが可変である二次的な音響共振器を提供する。

追加の隔壁区分３８も、音響隔壁を製作するのに使用される材料のいずれかで製作することができる。この例示的な実施例において、追加の隔壁区分３８は、音波が穿孔を通過することを可能にする十分な穿孔を有する有孔プラスチックフィルムである。追加の隔壁区分３８は、第２の隔壁区分３６のように、第１の隔壁区分３４と同じように導波管として働かず、むしろ、音響共振器として働く。第２の隔壁区分３６に使用されるメッシュは、メッシュの雑音制動（音響抵抗）特性が追加の隔壁区分３８に使用される有孔薄膜又は薄板とは異なるように選択される。

図３に示すように、共振器（矢印５４）に入る音は、内部音波室５０中を移動し、第１の隔壁区分出口４８を通過して２つの他の隔壁区分３６及び３８並びに外部音波室５２中に進む。音波５４が矢印５６で示すように外部音波室５２の画定表面によって反射される。反射された音波５６は、２つの隔壁区分３６及び３８並びに固体隔壁出口４８を通って出て内部音波室５０中に戻る。

固体の第１の隔壁区分３４などの音導波管の使用により、入射音波の経路が、それらの有効移動経路が音響共振器の深さより大きくなるように制御される。これにより、音波の有効移動経路の増大が、内部及び外部音波室のサイズ及び形状によって制御され、制限される。２つの音波室のサイズ及び形状は、次いで、多区分隔壁の導波管の固体区分のサイズ、形状及び位置によって求められる。セル２２の有効な音響的長さは、固体の第１の隔壁区分３４をさらにセル内まで延びるようにすることによって増大させることができる。

例示的な多区分隔壁３０は、音響導波管として機能する固体の第１の区分３４と、第２のメッシュ区分３６と、穿孔された追加の中間区分３８とを含む。したがって、多区分隔壁３０は、３つの異なるレベルの雑音導波及び制動を提供する。同時係属の米国特許出願第１３／９６４，６２９号は、固体の第１の区分３４と同じように音響導波管が音響室内に設置される音響室の詳細を記載している。この同時係属の出願の内容は、参照により、本明細書に取り込まれる。

本発明による、非常に様々な多区分音響隔壁のサイズ、形状及び構成が可能である。４つの例示的な多区分隔壁を図４及び図５の６０、６２、６４及び６６に示す。多区分隔壁６０は、第１の固体薄膜区分７０と、メッシュ隔壁材料で製作された球状の第２の区分７２とを含む。多区分隔壁６０は、７４と７６とに示す２つの追加の隔壁区分をさらに含む。隔壁区分７４は、有孔薄膜又は薄板であり、隔壁区分７６は、区分７２に使用されるメッシュよりも粗い隔壁メッシュ材料である。多区分隔壁６０は、音響セルの音響的深さを増大させるために第１の区分７０において導波を提供し、一方、残りの３つの隔壁区分は、３つの異なる制動値を隔壁に提供する。例示的な実施例において、様々な区分の隔壁材料が、区分７４のｃｇｓ Ｒａｙｌ値（１立方メートル当たり１ダイン秒）が（１２００〜１４００Ｈｚ）において８０ｃｇｓ Ｒとなり、区分７６及び７２では、それぞれｃｇｓ Ｒａｙｌ値が６０ｃｇｓ Ｒ（１４００〜１６００Ｈｚ）及び５０ｃｇｓ Ｒ（１６００〜１８００Ｈｚ）となるように、選択される。

例示的な多区分隔壁６２は固体導波管区分を含まない。その代わりに、隔壁６２は４つの音響制動区分８０、８２、８４及び８６を含む。区分８０は、１０００〜１２００Ｈｚの周波数に対するｃｇｓ Ｒａｙｌ値が１００である有孔薄膜から構成される。区分８２は、ｃｇｓ Ｒａｙｌ値が８０（１２００〜１４００Ｈｚ）である有孔薄膜から構成される。区分８４及び８６は、Ｒａｙｌ値がそれぞれ６０ｃｇｓ Ｒ（１４００〜１６００Ｈｚ）及び５０ｃｇｓ Ｒ（１６００〜１８００Ｈｚ）である音響メッシュから構成される。

形状が円錐又は円錐台である多区分隔壁は、唯一の可能な隔壁形状である。隔壁は異なる導波及び／又は制動特性を有する区分に分割され、且つ隔壁は音響セル内を垂直に延びなければならないことだけが重要である。例えば、本発明による三次元及び多区分隔壁は、円筒の形状又は他の管形状であり得る。

例示的な円筒状多区分隔壁を６４に示す。円筒状隔壁６４は固体区分９０と有孔区分９２とを含む。円筒状隔壁６４は、セル側壁に接着された有孔又はメッシュ中央部分９５ａと固体周辺又は肩部分９５ｂとを含む隔壁９４によりハニカム側壁に取り付けられる。隔壁区分９０は、セルの有効な音響的長さを増大させる導波管として働き、一方、有孔区分９２は音響共振器を実現する。追加のメッシュ隔壁材料が、９６に示すように、円筒状隔壁６４の底部に配置されて、追加の雑音減衰をもたらしてもよい。

別の例示的な円筒状多区分隔壁を６６に示す。この円筒状隔壁は、第１の隔壁区分９８と第２の隔壁区分１００とを含む。第１の隔壁区分９８は有孔薄板からなり、第２の隔壁区分１００は音響メッシュ材料から構成される。円筒状隔壁６６は、セル側壁に接着されたメッシュ隔壁材料１０２によってセル側壁に取り付けられる。メッシュ隔壁材料１０４を円筒状多要素隔壁の底部に配置して、円筒状隔壁をセル側壁にしっかりとさらに固定し、並びに雑音制動をさらにもたらしてもよい。

多区分隔壁の様々な区分を製作するのに使用される材料のサイズ、形状、位置、構成及び種類は、広範囲の音響導波及び制動特性を達成するために、変えることができる。同じ種類の多区分隔壁を相対的に大きな群の音響セル内の同じ位置に設置してもよい。或いは、人は音響構造体内の様々な位置において様々な異なる多区分隔壁を混合し、適合させて、非常に様々な音響特性を有する音響構造体を得ることができる。

１つ又は複数の従来の二次元隔壁を音響セル内に含めることによって追加の音響制動及び減衰をもたらすことができる。また、複数の二次元音響隔壁を多区分隔壁の内側、多区分隔壁より上及び／又は下に含めることも可能である。

多区分音響隔壁の様々な非固体区分は、織り繊維と有孔薄板とを含む、雑音減衰をもたらすのに使用される標準吸音材のいずれかで製作することができる。メッシュ区分には、織り繊維の音響隔壁材料の使用が好ましい。これらのメッシュの種類の吸音材は、具体的に雑音減衰をもたらすように設計される目の粗いメッシュ生地の相対的に薄い薄板として通常提供される。吸音材は、単繊維ファイバで織った目の粗いメッシュ生地であることが好ましい。ファイバは、ガラス、炭素、セラミック、又はポリマーから構成してもよい。ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフルオロエチレンプロピレーン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）（ＦＥＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド６（ナイロン６、ＰＡ６）及びポリアミド１２（ナイロン１２、ＰＡ１２）で製作された単繊維ポリマーファイバーは、ほんの数例である。ＰＥＥＫで製作された目の粗いメッシュ生地は、ジェットエンジン用ナセルなどの高温用途に好ましい。例示的な隔壁メッシュ材料は、米国特許第７，４３４，６５９号、第７，５１０，０５２号及び第７，８５４，２９８号にさらに記載されており、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。多区分隔壁の有孔区分に使用される隔壁材料は、好ましくは、上記のプラスチックのいずれかで製作されるプラスチック薄板をレーザで穴開けすることによって製作される。

多区分隔壁の固体区分は、多区分隔壁を製作するのに使用される他の隔壁材料に適合することを条件に非常に様々な材料で製作してもよい。多区分隔壁の音響抵抗区分の製作用の上記の同じ種類の材料が固体区分を製作するのにも使用されることが好ましい。固体側壁は、好ましくは、多区分隔壁の固体区分を横断する最小限の音響伝送があるように音響的に不浸透性の材料で製作される。固体側壁の使用により、確実に、音響セルに入る音波のすべてが、内部音波室を完全に通って移動してから外部音波室に入らなければならない。

多区分隔壁の入口端部は、好ましくは、音響セル側壁に一致する形状にされる。例えば、六角形の断面を有する音響セルに使用される多区分隔壁は、セルの六角形に一致する入口端部を有する。これにより、多要素隔壁が音響セルの側壁にしっかりと接着されることが可能になる。多区分隔壁の入口は、熱接合を含む周知の接着技法を使用して音響セル側壁に接着してもよい。ハニカム側壁に接着させるための表面積の増大を得るために、フランジが多区分隔壁の頂部の一部として含まれてもよい。

参照により内容が本明細書に取り込まれる、米国特許第７，４３４，６５９号、第７，５１０，０５２号及び第７，８５４，２９８号における上記の二次元音響隔壁と同じように、多区分隔壁は、製作され、音響セルに挿入され、所定位置に接着され得る。主な相違は、従来の音響隔壁が実質的に平面であるのに対して、本多区分隔壁が三次元であり、セル内を垂直に延びることである。

多区分三次元隔壁３０を形成するためにハニカムセル２２に挿入され得る例示的な二次元隔壁を図６の３０ａに示す。隔壁３０ａが、第１の区分を固体にし、音波に対して不浸透性にするために、第１の区分３４ａがプラスチックで被覆されている音響メッシュ材料で製作される。第２の区分３６ａは、音響メッシュとして残るようには処理されない。追加の区分３８ａは、固体にするためにプラスチックで被覆され、次いで、この区分に穿孔を設けるためにレーザで穴開けされる。二次元隔壁は、図２及び図３に示すように、三次元及び多区分隔壁３０を形成するようにハニカムセルに挿入される。二次元隔壁が音響セルに挿入され、所望の三次元形状に形成された後、多区分隔壁は、適切な接着剤を使用して所定位置に接着される。

多区分隔壁は、上記のように、様々な区分を形成するために単一片のメッシュ材料を処理することによって形成されてもよい。しかし、まず様々な区分を形成し、次いで、それらを所望の構成で互いに接着することによって多区分隔壁を製造することが可能である。結果として得られる三次元隔壁が、多区分隔壁の音響特性に悪影響を与えないように区分間の境界において互いに接続される区分を含むことを条件として、他の製造工程が可能である。製造工程の組合せも可能である。例えば、図４に示す多区分隔壁６０は、まず区分７０、７４及び７６を、区分７０を固体にし、区分７４を穿孔するように処理された単一片の音響メッシュから形成することによって製作することができる。処理されたメッシュの片は、次いで、最終の球状メッシュ区分７２を円錐台隔壁の底部に接着して、円錐台形に形成される。完成した、終端が球状の円錐形隔壁が、次いで、音響セルに挿入され、セル側壁に接着される。

多区分隔壁の頂部の周辺は、音響セルの断面形状に一致しなくてよい。頂部の周辺は、より小さい断面積及び／又は異なる形状を有してもよい。これらの場合、肩部又は接続片が隔壁頂部の周辺とセル側壁との間に設けられる。肩部は、好ましくは、音波のすべてが隔壁入口を通るように向けられるように遮音材料で製作される。所望であれば、肩部又は接続片は、メッシュ又は有孔隔壁材料などの音響透過材料で製作することができる。例えば、隔壁の頂部の上にも延びるメッシュ肩部を介してセル側壁に取り付けられている図４の円筒状隔壁６６を参照されたい。

ハニカムセルを製作するのに使用される材料は、金属、セラミック及び複合材料を含む音響構造体に典型的に使用されるもののうちのいずれかであり得る。例示的な金属は、アルミニウムとアルミニウム合金とを含む。例示的な複合材料は、繊維ガラス、ノーメックス及びグラファイト又はセラミックファイバと適切なマトリックス樹脂との様々な組合せを含む。相対的に高い温度（約１４９℃〜２０４℃（３００°Ｆ〜４００°Ｆ））に耐えることができるマトリックス樹脂が好ましい。固体表面板１６を製作するのに使用される材料も、ハニカム構造を製作するのに使用される同じ材料の種類を典型的に含む音響構造体に一般に使用される固体表面板材料のうちのいずれかであり得る。多孔質の表面板１４を製作するのに使用される材料も、構造内の細孔又は穿孔がジェットエンジン又は他の音源からの音波が音響セル又は共振器中に入ることが可能になるくらいに十分であることを条件に、そのような多孔質構造に一般に使用される材料のいずれかであり得る。

ジェットエンジンのナセルには、ハニカムセルは、典型的には、断面積が約０．６〜３．２平方ｃｍ（０．１〜０．５平方インチ）の間であり、深さが約２．５４〜５．０８ｃｍ（１．０〜２．０インチ）の間である。多区分隔壁を部分的固体側壁に使用することにより、厚さが厚さの範囲の上端にあるナセルによって提供される同じ低周波数の雑音減衰又は抑制をもたらすハニカムセルの深さが厚さの範囲の下端にあるナセルを人が製作することが可能になる。

ある一定の厚さであるナセルを選択し、共振器の厚さを増大させずに、又は利用可能な音響セルの数を低減せずに、有効共振器長を増大させる能力は、人がナセルをできるだけ薄く及び軽量にすることが可能になり、一方で、それでも最新のジェットエンジン設計によって発生される相対的により低い周波数の雑音を制動することができるので、顕著な利点である。さらに、セル（三次元隔壁）内を垂直に延びる多区分隔壁の使用により、人が雑音源、特にジェットエンジンによって発生された音声周波数の上端及び下端の両方における複数の具体的な周波数範囲を対象にし、制動することが可能になる。

前に述べたように、ハニカムの第２の縁部１７を塞いで、音響共振器を形成するために、固体表面板１６を音響障壁として使用することが好ましい。この状況において、音響障壁は、すべて、ハニカムの第２の縁部に沿って配置される。セルの音響的深さは、所望であれば、表面板の代わりに個々の障壁を使用することによって変えることができる。個々の障壁は、所望の音響共振器の深さを得るためにセル内の所定の位置に挿入され、接着される。

このようにして、本発明の例示的な実施例を説明してきたが、開示内は例示的だけであり、様々な他の代替、改変及び変更を本発明の範囲内で加えることができることを当業者は留意されたい。したがって、本発明は、上記の実施例によって限定されず、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (20)

1. 音源から発生された雑音を低減するための音響構造体であって、
   前記音源に最も近く配置される第１の縁部と、第２の縁部とを備えるハニカムであって、前記ハニカムが、前記第１の縁部と前記第２の縁部との間を延びる複数のハニカム側壁を備え、前記ハニカム側壁が、複数のセルを画定し、前記セルの各々が、前記ハニカム側壁に対して直角に測定される断面積を有する、前記ハニカムと、
   音響共振器を形成するために前記ハニカムの前記第２の縁部に又は前記セルのうちの少なくとも１つ内に配置される音響障壁であって、前記音響共振器の深さが、前記ハニカムの前記第１の縁部と前記音響障壁との間の距離に等しい、前記音響障壁と、
   前記音響共振器内に配置された音導波管であって、当該音導波管は、音波に対して不浸透性にする固体側壁であり、当該固体側壁は、内部表面と外部表面を有し、前記固体側壁は、導波管入口をなす入口端部と導波管出口をなす出口端部とを含み、前記導波管入口は、前記導波管出口よりも前記ハニカムの前記第１の縁部の方が近く、前記音導波管は、前記ハニカムの前記セルを、内部音波室と、外部音波室とに分割し、前記内部音波室は、前記音導波管の内部表面と、導波管入口と、導波管出口と、前記導波管入口と前記ハニカムの第１の縁部との間を延びる前記セルの側壁の部分とによって画定され、前記外部音波室は、前記固体側壁の外部表面と、前記音響障壁と、前記導波管出口と、前記ハニカム側壁とによって画定された、前記音導波管と、
   前記導波管出口に取り付けられた第１の音響隔壁であって、前記第１の音響隔壁が、前記導波管出口に取り付けられた頂部と前記ハニカムの前記第２の縁部に最も近く配置された底部とを有し、前記第１の音響隔壁が、前記頂部と前記底部との間を延びる隔壁側壁を備え、前記第１の音響隔壁が、遮音壁を含み、当該遮音壁は、前記音導波管に接した第１の隔壁吸音材を提供するために前記第１の音響隔壁の前記頂部と前記底部との間を延びると共に音響制動値を有する、前記第１の音響隔壁と、
   前記第１の音響隔壁の前記底部に取り付けられた第２の音響隔壁であって、前記第１の音響隔壁の前記底部に取り付けられた頂部と前記ハニカムの前記第２の縁部に最も近く配置された底部とを有し、前記第２の音響隔壁が、前記頂部と前記底部との間を延びる隔壁側壁を備え、前記第２の音響隔壁が遮音壁を含み、当該遮音壁は、前記第２の音響隔壁の前記頂部と前記底部との間を延びると共に音響制動値を有し、前記第１の音響隔壁の前記遮音壁の前記音響制動値は、前記第２の音響隔壁の前記遮音壁の前記音響制動値とは異なる、前記第２の音響隔壁と、
   を備える、音響構造体。
2. 前記音導波管を円錐台形状に形成するために、前記導波管入口は前記導波管出口よりも大きい、請求項１に記載の音響構造体。
3. 前記第１の音響隔壁の形状を円錐台形状に形成するために、前記第１の音響隔壁の前記頂部は、前記第１の音響隔壁の前記底部よりも大きい、請求項２に記載の音響構造体。
4. 前記第２の音響隔壁が、球の形状をした、請求項１に記載の音響構造体。
5. 前記第２の音響隔壁が、円錐の形状をした、請求項１に記載の音響構造体。
6. 前記第１の音響隔壁の前記遮音壁が、有孔側壁である、請求項１に記載の音響構造体。
7. 前記第２の音響隔壁の前記遮音壁が、メッシュである、請求項６に記載の音響構造体。
8. 前記第１の音響隔壁の前記遮音壁の前記音響制動値が、前記第２の音響隔壁の前記遮音壁の前記音響制動値よりも大きい、請求項１に記載の音響構造体。
9. 請求項１に記載の音響構造体を備えるエンジンのナセル。
10. 請求項９に記載のナセルを備える飛行機。
11. 音源から発生された雑音を低減するための音響構造体を製作するための方法であって、
    前記音源に最も近く配置される第１の縁部と、第２の縁部とを備えるハニカムを設けるステップであって、前記ハニカムが、前記第１の縁部と前記第２の縁部との間を延びる複数のハニカム側壁を備え、前記ハニカム側壁が、複数のセルを画定し、前記セルの各々が、前記ハニカム側壁に対して直角に測定される断面積を有する、前記ハニカムを設けるステップと、
    音響共振器を形成するために前記ハニカムの前記第２の縁部に又は前記セルの少なくとも１つ内に音響障壁を配置するステップであって、前記音響共振器の深さが、前記ハニカムの前記第１の縁部と前記音響障壁との間の距離に等しい、前記音響障壁を配置するステップと、
    前記音響共振器内に音導波管を配置するステップであって、当該音導波管は、音波に対して不浸透性にする固体側壁であり、当該固体側壁は、内部表面と外部表面を有し、前記固体側壁は、導波管入口をなす入口端部と導波管出口をなす出口端部とを含み、前記導波管入口は、前記導波管出口よりも前記ハニカムの前記第１の縁部の方が近く、前記音導波管は、前記ハニカムの前記セルを、内部音波室と、外部音波室とに分割し、前記内部音波室は、前記音導波管の内部表面と、導波管入口と、導波管出口と、前記導波管入口と前記ハニカムの第１の縁部との間を延びる前記セルの側壁の部分とによって画定され、前記外部音波室は、前記固体側壁の外部表面と、前記音響障壁と、前記導波管出口と、前記ハニカム側壁とによって画定される、前記音導波管を配置するステップと、
    前記導波管出口に第１の音響隔壁を配置するステップであって、前記第１の音響隔壁が、前記導波管出口に取り付けられた頂部と前記ハニカムの前記第２の縁部に最も近く配置された底部とを有し、前記第１の音響隔壁が、前記頂部と前記底部との間を延びる隔壁側壁を備え、前記第１の音響隔壁が遮音壁を含み、当該遮音壁は、前記音導波管に接した第１の隔壁吸音材を提供するために前記第１の音響隔壁の前記頂部と前記底部との間を延びると共に音響制動値を有する、前記第１の音響隔壁を配置するステップと、
    前記第１の音響隔壁の前記底部に第２の音響隔壁を配置するステップであって、前記第１の音響隔壁の前記底部に取り付けられた頂部と前記ハニカムの前記第２の縁部に最も近く配置された底部とを有し、前記第２の音響隔壁が、前記頂部と前記底部との間を延びる隔壁側壁を備え、前記第２の音響隔壁が遮音壁を含み、当該遮音壁は、前記第２の音響隔壁の前記頂部と前記底部との間を延びると共に音響制動値を有し、前記第１の音響隔壁の前記遮音壁の前記音響制動値は、前記第２の音響隔壁の前記遮音壁の前記音響制動値とは異なる、前記第２の音響隔壁を配置するステップと、
    を備える、音響構造体を製作するための方法。
12. 前記音導波管を円錐台形状に形成するために、前記導波管入口は前記導波管出口よりも大きい、請求項１１に記載の音響構造体を製作するための方法。
13. 前記第１の音響隔壁の形状を円錐台形状に形成するために、前記第１の音響隔壁の前記頂部は、前記第１の音響隔壁の前記底部よりも大きい、請求項１２に記載の音響構造体を製作するための方法。
14. 前記第２の音響隔壁が、球の形状をした、請求項１１に記載の音響構造体を製作するための方法。
15. 前記第２の音響隔壁が、円錐の形状をした、請求項１１に記載の音響構造体を製作するための方法。
16. 前記第１の音響隔壁の前記遮音壁が、有孔側壁である、請求項１１に記載の音響構造体を製作するための方法。
17. 前記第２の音響隔壁の前記遮音壁が、メッシュである、請求項１６に記載の音響構造体を製作するための方法。
18. 前記音響構造体が、ジェットエンジン用ナセルである、請求項１１に記載の音響構造体を製作するための方法。
19. 前記第１の音響隔壁の前記遮音壁の前記音響制動値が、前記第２の音響隔壁の前記遮音壁の前記音響制動値よりも大きい、請求項１１に記載の音響構造体を製作するための方法。
20. 少なくとも部分的に雑音の音源を請求項１に記載の音響構造体で囲むステップを含む、前記雑音の音源から発生された雑音を低減するための方法。

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