(57)【要約】吸音トリムパネルが、複合コア、分離層、質量バリア層、を含む。質量バリア層が、柔軟領域の柔軟性を保持しつつ分離層を介して複合コアに接触することを確実にすることにより、従来の構造よりも大きなダンピングを実現する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合コアと、
前記複合コアに隣接する分離層と、
前記複合コアに接着されて前記嵩高性の高い分離層を少なくとも部分的に囲む質量バリア層と、
を備える、吸音トリムパネル。
【請求項２】
前記複合コアが、ケブラー材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音トリムパネル。
【請求項３】
前記複合コアが、ファイバガラス材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音トリムパネル。
【請求項４】
前記複合コアが、炭素繊維材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音トリムパネル。
【請求項５】
前記分離層が、嵩高性の高いノーメックスフェルトを含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音トリムパネル。
【請求項６】
前記質量バリア層が、硫酸バリウム粉末で質量荷重を与えられたビニルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音トリムパネル。
【請求項７】
前記質量バリア層が、前記複合コアに接着されて、前記複合コアと前記質量バリア層との間に前記分離層を挟むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音トリムパネル。
【請求項８】
前記質量バリア層部分が、前記複合コアに接着される多数の接着領域と、前記多数の接着領域の間にある柔軟領域と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音トリムパネル。
【請求項９】
前記柔軟領域が、前記複合コアからは離れ、前記分離層には接していることを特徴とする、請求項８に記載の吸音トリムパネル。
【請求項１０】
多数のフレーム部材と、
前記多数のフレーム部材に接着された外板と、
前記多数のフレーム部材に接着された内部骨格構造部と、
前記内部骨格構造部に接着可能な内装トリムパネルと、
を備え、前記内装トリムパネルは、
複合コアと、
前記複合コアに隣接する分離層と、
前記複合コアに接着されて前記嵩高性の高い分離層を少なくとも部分的に囲み、かつ、前記複合コアに接着された多数の接着領域と、前記多数の接着領域の間にある柔軟領域と、を含む質量バリア層と、
を備えてなり、この内装トリムパネルが、前記接着領域に隣接する前記内部骨格構造部に接着されていることを特徴とする、機体部。
【請求項１１】
前記柔軟領域が、前記複合コアから離れていることを特徴とする、請求項１０に記載の機体部。
【請求項１２】
前記柔軟領域が、前記複合コアからは離れ、前記分離層とは接していることを特徴とする、請求項１０に記載の機体部。
【請求項１３】
（１）多数の接着領域でトリムパネルの嵩高性の高い分離層を少なくとも部分的に囲むために、質量バリア層を複合コアに接着するステップと、
（２）前記多数の接着領域の間にある柔軟領域で、前記質量バリア層を前記嵩高性の高い分離層に接触したままに保持するステップと、
を含む、航空機キャビン内でトリムパネルを用いる吸音方法。
【請求項１４】
前記ステップ（２）が、前記質量バリア層が柔軟領域の柔軟性を保持しつつ、前記嵩高性の高い分離層を介して前記複合コアに接触することを確実にすることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機キャビンの騒音低減処理に関し、より詳しくは、航空機内部の騒音レベルを低減する、軽量吸音トリムパネルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
騒音は、さまざまな騒音源から航空機キャビンに広がる。最も一般的な騒音源は、機内または機外に取付けられた、トランスミッション、エンジン、または回転翼システム等の動的構成要素である。キャビンの他の騒音源は、航空機の様々な胴体構成要素を通る空気流である。これらの構成要素は、航空機内で振動を発生させ、この振動は、機体を通って伝搬し、キャビン内に広がる。
【０００３】
回転翼機のキャビンにおいて騒音が特に問題となる理由は、回転翼システムおよびトランスミッションシステムが、かなりの量の振動を機体構造に直接的に生み出すからである。この問題は、回転翼機においては、回転翼機の動的構成要素がキャビンの上に直接取付けられているので、固定翼機においてよりも顕著である。
【０００４】
ヘリコプタキャビンの主な騒音問題は、メイントランスミッションからくるギアの高周波の甲高い騒音に囲まれていることである。この結果、一般に約３５０Ｈｚから約４０００Ｈｚまでのキャビンの騒音振動が生じる。対比的に、主回転翼と尾部回転翼との騒音源からの騒音振動は、２０Ｈｚから１２５Ｈｚの範囲であり、人間の耳の感度によって、最大４０＋ｄＢまで減衰される。
【０００５】
航空機キャビンの内部は、航空機の内部騒音を、市場の競争原理によって予め決められた一定のレベルより低く維持するように通常は設計される。例えば、エグゼクティブ輸送用回転翼機は、一般に、環境制御システム（ファン、換気、冷房／暖房システム）を止めた状態で、約７５ｄＢ  ＳＩＬ４の設計平均騒音レベル制限を提供する。ＳＩＬ４（会話妨害レベル４）の騒音測定基準は、５００Ｈｚ，１０００Ｈｚ，２０００Ｈｚ，４０００Ｈｚのオクターブバンド音圧レベルの算術平均である。この騒音測定基準は、２人の間の会話を妨害する程度により、定常騒音を格付けする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
キャビン内の騒音レベルを所望のＳＩＬ４値未満に低減するために、様々な従来型の吸音システムが提供されている。現在のダンピング方法の１つは、航空機キャビン内に内装トリムパネルを取付けることを含む。詳細には、内装トリムパネルは、ケブラー外板、ノーメックスハニカムコア層、ポリマー防振／ダンピング層、もう１層のノーメックスハニカムコア層、およびケブラー外板を含む。
【０００７】
このような内装トリムパネルダンピングシステムは、重い割には提供するダンピング特性が僅少で、製造が比較的難しくて製造コストがかかる。
【０００８】
従って、ダンピングを与えるだけでなく、音響透過損失特性を高め、吸音を向上させ、振動を防振／分離し、かつ、高熱／溶落ち保護を向上させる、軽くて効果的な吸音トリムパネルシステムを提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による吸音トリムパネルは、複合コア、分離層、および質量バリア層を含む。複合コアは、航空機キャビンにいる乗客から見える外側表面の美観を決める。分離層は、ノーメックスフェルトなどの嵩高性の高い分離材である。質量バリア層は、複合コアに取付けられて、分離層を少なくとも部分的に囲む。質量バリア層は、硫酸バリウム粉末で質量荷重を与えられたビニルで製造される。質量バリア層が、柔軟領域の柔軟性を保持しつつ分離層を介して複合コアに接触することを確実にすることにより、従来の構造よりも大きな制振減衰（ダンピング）を達成する。本発明のダンピングは、不利となる過度の重量や製造コストを増やすことなく達成される。
【００１０】
吸音トリムパネルは、構造から生まれる振動がキャビン内に騒音として伝わるのを最小にするため振動ダンピングを向上させ、音響減衰を向上させ、吸音を向上させ、構造から生まれる振動が二次的な接触を介してキャビン内に騒音として伝わるのを最小にするために振動の分離を向上させ、難燃性かつ低吸湿性の材料を組み込んで高熱／溶落ち保護を増強する。
【００１１】
従って、本発明はダンピングを与えるだけでなく、音響透過損失特性を高め、吸音を向上させ、振動を防振／分離し、かつ、高熱／溶落ち保護を向上させる、軽くて効果的な吸音トリムパネルシステムを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、主回転翼アセンブリ１２を有する回転翼機１０の概略を示す。航空機１０は機体１４を含み、機体１４には、反トルク回転翼１８の取付け部となる尾部１６が延在する。主回転翼アセンブリ１２は、１つまたは複数のエンジン２２によって（２０で概略を示す）トランスミッションを介して駆動される。開示の実施形態においては、特定のヘリコプタの構成を示すが、ターボプロップ、ティルトロータ、ティルトウイング形式の航空機などの他の航空機も、本発明から恩恵を受ける。
【００１３】
図２を参照すると、機体部２４は、外板２８を支持する多数のフレーム部材２６を含む。機体部２４は、航空機１０の外側構造であり、１つまたは複数の窓領域３０を含むことができる。窓領域３０は、一般に外板２８を貫いて多数のフレーム部材２６の間に配置される。多数のフレーム部材２６は、一般に直線的なパターンに配置されるが、本発明と共に種々の配置が用いられ得る。
【００１４】
多数のフレーム部材２６は、内部骨格構造部３４を支持する多数の内部骨格取付け部３２を含む（図３）。内部骨格取付け部３２は、内部骨格構造部３４が、定位置に必ず「かちっとはまる」ように内部骨格構造部３４に配置された対応する受け部３８を受けるポスト３６を含むことが好ましい。内部骨格構造部３４は、複合材料で製造されていることが好ましい。内部骨格構造部３４は、直角掛けファスナ等のファスナを介して、多数の吸音トリムパネル４０（図４）の支持および接着に使われる。
【００１５】
図５を参照すると、吸音トリムパネル４０は、複合コア４２、分離層４４、および質量バリア層４６を含む。
【００１６】
複合コア４２は、航空機キャビンにいる乗客から見える外側表面Ｓの美観を決める（図４にも図示）。試験の結果、ファイバガラス、ケブラー、および炭素繊維の間にある重量、強度、および音響減衰の差は、コアの選択に大きな影響を与えないことが明らかになった。しかし外板の選択は、ダンピングを行うように試みる場合には重要であった。材料の剛性が、共振ダンピングに重要な役目をするので、ファイバガラスコアに適用したとき、得られるダンピングが向上し、ダンピングに適用する重量が減った。
【００１７】
分離層４４は、ノーメックスフェルトなどの嵩高性の高い分離材であることが好ましい。分離層４４は、複合コア４２に隣接して配置される。分離層４４は、複合コア４２に接着されることが好ましい（図６Ｂにも図示）。
【００１８】
質量バリア層４６は、複合コア４２に取付けられて、分離層を少なくとも部分的に囲む。質量バリア層４６は、質量を増加させるために、硫酸バリウム粉末または類似の緻密材で質量荷重を与えられ、約１／１６インチ（約１．６ミリメートル）から約１／４インチ（約６．４ミリメートル）までの厚さを有するバージン（高品質）ビニルで作られていることが好ましい。ビニルは、柔軟性、固有の高い制振特性、および比較的高い密度を有するため、好ましい材料であるが、質量バリア層４６は、シリコンやゴムシート材などの様々な代替材料から作られ得る。使用される材料は、柔軟性、最低限の剛性、相対的に高い表面密度、耐火性、炎に晒されたときの低レベルの有毒煙霧放出、および費用などに基づいて選択される。
【００１９】
質量バリア層４６は接着領域４８を含み、この接着領域４８は、複合コア４２と、分離層４４に隣接する柔軟領域５０と、に接着される（図６Ｃにも図示）。柔軟領域５０は、複合コア４２にほぼ平行で、これらの間に分離層４４を挟む。質量バリア層４６が、柔軟領域５０の柔軟性を保持しつつ分離層４４を介して複合コアに接触することを確実にすることにより、従来の構造よりも大きなダンピングを実現する。本発明のダンピングは、不利となる過度の重量や製造コストを増やすことなく達成される。
【００２０】
接着領域４８は、ファスナＦを通すことができる堅い領域を提供して、吸音トリムパネル４０を内部骨格構造部３４に取り外し可能に固定する（図５）。
【００２１】
図７Ａ，７Ｂを参照すると、本発明によって製造されたトリムパネルの効果が、グラフで示されている。図７Ａは、現在の内装パネルと、本発明によって製造されたパネルと、の共振応答の比較である。図７Ｂは、裸の内装パネルと、本発明によって製造されたトリムパネルと、の音響減衰の比較である。
【００２２】
特定のステップの流れが示され、記述され、権利の請求がなされるが、特に示されていない限り、ステップは任意の順序で行われても、分割されても、組み合わされてもよいことを理解されたい。また、その場合でも、本発明から恩恵を受ける。
【００２３】
これまでの記述は、例示的なものであり、制限による範囲の画定のためではない。上述の教示を考慮して本発明の多くの修正および変更が可能である。本発明の好ましい実施形態を記述したが、本発明の範囲内で一定の修正が生じることを当業者は理解するであろう。従って、本発明は、請求の範囲内で上述した以外で実践することもできる。このため、本発明の特許請求の範囲および内容を決定するために請求項を検討されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明と共に用いる例示的な回転翼機の実施形態の斜視図。
【図２】本発明の吸音トリムパネルと共に用いる機体部の平面図。
【図３】多数のフレーム部材と接着された内部骨格構造部とを有する機体部の平面図。
【図４】本発明の吸音トリムパネルが接着された内部骨格構造部の平面図。
【図５】本発明の吸音トリムパネルの断面図。
【図６Ａ】図５の吸音トリムパネルの第１層の斜視図。
【図６Ｂ】図５の吸音トリムパネルの第１層、第２層の斜視図。
【図６Ｃ】図５の吸音トリムパネルの第１層、第２層、第３層の斜視図。
【図７Ａ】現在の内装パネルと、本発明に従って製造されたパネルと、の共振応答の比較。
【図７Ｂ】裸の内装パネルと、本発明に従って製造されたパネルと、の音響減衰の比較。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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