(57)【要約】機体部内の各フレーム空所を、密に嵌め込まれる発泡体部で埋める吸音システム。質量バリア層が、発泡体部を覆って多数のフレーム部材に接着される。質量バリア層は、多数のフレーム部材にわたって接着された連続した層で、機体フレーム空所をシールし、質量―空気―質量の原理を利用して、発泡体部の周囲にある側路からの漏れを低減する。
2008524075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の機体フレーム部材の間にある空所を埋める発泡体部と、
前記多数の機体フレーム部材に取付けられて、前記発泡体部を少なくとも部分的に囲む質量バリア層と、
を備える機体部の吸音システム。
【請求項２】
前記発泡体部が、ポリイミド発泡体を含むことを特徴とする、請求項１に記載の吸音システム。
【請求項３】
前記質量バリア部分が、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に記載の吸音システム。
【請求項４】
前記発泡体部が、前記空所を完全に埋めることを特徴とする、請求項１に記載の吸音システム。
【請求項５】
前記発泡体部が、前記空所内に密に嵌まることを特徴とする、請求項１に記載の吸音システム。
【請求項６】
前記発泡体部が、多数のフレーム部材の間に密に嵌ることを特徴とする、請求項１に記載の吸音システム。
【請求項７】
空所を規定する多数のフレーム部材を有する機体構成要素と、
前記多数のフレーム部材に密に嵌る発泡体部と、
前記多数のフレーム部材に取付けられた質量バリア層と、
を備える機体部。
【請求項８】
前記発泡体部が、ポリイミド発泡体を含むことを特徴とする、請求項７に記載の機体部。
【請求項９】
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７に記載の機体部。
【請求項１０】
前記発泡体部が、前記空所を完全に埋めることを特徴とする、請求項７に記載の機体部。
【請求項１１】
前記気体構成要素が窓領域を含み、前記発泡体部が前記窓領域を囲んでいることを特徴とする、請求項７に記載の機体部。
【請求項１２】
前記質量バリア層が、多数の前記発泡体部を覆う連続した層であることを特徴とする、請求項７に記載の機体部。
【請求項１３】
前記質量バリア層が、前記発泡体部と前記多数のフレーム部材とに接着されることを特徴とする、請求項７に記載の機体部。
【請求項１４】
空所を画定する多数のフレーム部材を有する機体構成要素と、
前記多数のフレーム部材に取付けられた外板であって、この外板を貫通する窓領域を画定する外板と、
前記窓領域に取付けられた発泡体部と、
前記発泡体部に取付けられた質量バリア層と、
を備える機体部。
【請求項１５】
前記質量バリア層が、前記発泡体部と前記多数のフレーム部材とに接着されることを特徴とする、請求項１４に記載の機体部。
【請求項１６】
前記発泡体部が、前記多数のフレーム部材に密に嵌めこまれることを特徴とする、請求項１４に記載の機体部。
【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に関し、詳しくは、航空機内部の騒音レベルを低減するために、機体のサブ構成要素内に取付けられる軽量の吸音システムに関する。
【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までの範囲であり、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の各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人の間の会話の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、様々な周知の吸音システムが提供されている。航空機内部の騒音レベルの主な決定因子は、振動励振に対する機体の応答であるとして、周知の吸音システムの１つでは、吸音詰物を緩く詰めた袋を機体のフレーム部材間に掛ける。このような詰物は比較的に重く、また、詰物の周囲にある側路からの音漏れが、航空機トランスミッションギアの騒音特性の大きな振幅や複合的周波数構造と組み合わされるので、不都合なことに、回転翼機内で最少の騒音減衰しか提供しない。
【０００７】
従って、機体内に設置することができる、航空機キャビン内の騒音を低減する軽くて効果的な吸音システムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による吸音システムは、機体部内の機体フレーム部材の間にある空所を、密に嵌めこまれる発泡体部で埋める。各発泡体部は、各空所内に密に嵌り、「圧入」されて、フレームの空所を完全に埋める。質量バリア層は、発泡体部を覆って、多数のフレーム部材に接着される。質量バリア層は、多数のフレーム部材にわたって接着された連続した層で、機体フレーム部材の各空所をシールし、質量―空気―質量の原理を利用して、発泡体の周囲にある側路からの漏れを低減する。
【０００９】
従って、本発明は、機体内に設置することができ、航空機キャビン内の騒音を低減する軽くて効果的な吸音システムを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。開示した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。
【００１１】
図２を参照すると、回転翼機のキャビン内の機体部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。多数のフレーム部材２６は、複数のフレーム空所３２を画定する。フレーム空所３２は、フレーム部材２６によって規定される奥行きで外板２８に隣接した空間である。
【００１２】
図３を参照すると、本発明による吸音システム３１は、各フレーム空所３２を発泡体部３４で埋める。発泡体部３４は、難燃性およびポッセの音響特性を有する軽量なＤｅｇｕｓｓａ  ＡＧ  Ｓｏｌｉｍｉｄｅ  ＴＡ‐３０１ポリイミド発泡体などのポリイミド発泡体であることが好ましい。Ｓｏｌｉｍｉｄｅ発泡体は、軍用に広く用いられ、ＭＩＬ‐Ｔ‐２４７０８としても知られている。
【００１３】
各発泡体部３４は、フレーム空所３２内に密に嵌る、つまり「圧入」されている。発泡体部３４は、各フレーム空所３２を完全に埋めるように成形されている。各発泡体部３４が、個別の空所より大きめに成形されて、空所３２を囲む多数のフレーム部材２６の間の空所３２に圧入されることが、特に好ましい。フレーム空所３２内に密に嵌る、つまり「圧入」されることで、従来の航空機の遮音を超える顕著な優位性が得られることが見出された。
【００１４】
図４を参照すると、各フレーム空所３２が、発泡体部３４で埋められた後、質量バリア層３６が、発泡体部３４を覆って、多数のフレーム部材３２に接着される。質量バリア層３６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る。質量バリア層３６は、米国カリフォルニア州リバーサイド所在のＤｕｒａｃｏａｔ  Ｃｏｒｐ．社製のＤＵＲＡＳＯＮＩＣ等の、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）ビニルの単一層であることが好ましい。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３６は、シリコンやゴムシート材などの様々な代替の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。
【００１５】
質量バリア層３６は、多数のフレーム部材２６にわたって接着される連続した層で、機体フレーム空所３２をシールし、質量―空気―質量の原理を利用して、発泡体部３４の周囲にある側路からの漏れを低減する（図５）。窓領域３０の周りに取付けられた発泡体部３４は、質量バリア層３６を接着する際に、限界位置を決めるものとして働く。
【００１６】
図６Ａ，６Ｂを参照すると、本発明に従って作られた吸音システム３１の効果が、グラフで示されている。残響室に設置した機体部と、無響室に設置した機体部と、に関して、概念を検証する試験を行った。機体部に騒音および振動励振を与えることで、飛行中に遭遇する条件を再現し、ベアフレームからキャビン領域へ広がる騒音レベルを判定する測定を行った。機体部が、窓開口部の周りのみで吸音システム３１を設けられると、試験の結果（図６Ａ）は、本発明により窓領域の周りで漏れる音量が、約８ｄＢＡだけ騒音レベルを低減されることを示している。試験の結果（図６Ｂ）は、機体部全体に吸音システム３１が設けられると、本発明により最小限の重量増加で機体部に備えつけられた質量バリア層からの音量が、約７．３ｄＢＡだけ騒音レベルを低減されることを示している。
【００１７】
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。
【００１８】
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、請求の範囲内で別の方法により実践することができる。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】
【００１９】
【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概略斜視図。
【図２】本発明による吸音システムと共に用いる機体部の平面図。
【図３】機体パネル内のフレームの空所を完全に埋める発泡体部を有する機体部の平面図。
【図４】質量バリア層を発泡体部を覆って機体パネルに接着した機体部の平面図。
【図５】図４の線５−５に関する図４の機体部の断面図。
【図６Ａ】窓開口部の隣での、本発明による吸音システムによって提供された音響低減を表すグラフ。
【図６Ｂ】本発明による機体部全体にわたる吸音システムによって提供された音響低減を表すグラフ。
【図１】
2008524075.tif 000003
【図２】
2008524075.tif 000004
【図３】
2008524075.tif 000005
【図４】
2008524075.tif 000006
【図５】
2008524075.tif 000007
【図６Ａ】
2008524075.tif 000008
【図６Ｂ】
2008524075.tif 000009
【国際調査報告】
2008524075.tif 000010