(57)【要約】【課題】ターボジェットエンジンから発生する排気ガスによる騒音を、エンジン排気管と、このエンジン排気管の後側に設けられたミキサエジェクタとを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置において、上記ジェットエンジンをジェット機の翼に取り付けた場合でも、エジェクタインテークを通って外側に出た騒音の放射量を減少させる消音装置を提供する。【解決手段】ターボジェットエンジン１から発生する排気ガスによる騒音を、エンジン排気管９と、ミキサエジェクタ１３とを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置３において、エジェクタインテークＥＪ１を通って外側に出た騒音が、上記ジェットエンジン１が取り付けられるジェット機の翼または胴体で反射して放射されることを防ぐために、上記エンジン排気管９を覆うように上記エンジン排気管９の外壁の少なくとも一部が吸音材１５で覆われている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボジェットエンジンまたは低バイパスターボジェットエンジンから発生する排気ガスによる騒音を、上記ジェットエンジン後部の排気ガス排出孔後端に設けられた筒状のエンジン排気管と、このエンジン排気管の後側に設けられたミキサエジェクタとを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置において、
上記エンジン排気管と上記ミキサエジェクタとの間に設けられたエジェクタインテークを通って外側に出た騒音が、上記ジェットエンジンが取り付けられるジェット機の翼または胴体で反射して放射されることを防ぐために、上記エンジン排気管を覆うように上記エンジン排気管の外壁の少なくとも一部が吸音材で覆われていることを特徴とするジェットエンジンの消音装置。
【請求項２】
ターボジェットエンジンまたは低バイパスターボジェットエンジンから発生する排気ガスによる騒音を、上記ジェットエンジン後部の排気ガス排出孔後端に設けられた筒状のエンジン排気管と、このエンジン排気管の後側に設けられたミキサエジェクタとを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置において、
上記エンジン排気管と上記ミキサエジェクタとの間に設けられたエジェクタインテークを通って外側に出た騒音が、上記ジェットエンジンが取り付けられるジェット機の翼または胴体で反射して放射されることを防ぐために、上記翼または上記胴体の表面の一部であって、上記ジェットエンジンが設けられている部位に対応した一部が、吸音材で覆われていることを特徴とするジェットエンジンの消音装置。
【請求項３】
請求項２に記載のジェットエンジンの消音装置において、
上記翼または上記胴体表面の空気の流れに対する抵抗を少なくするために、上記吸音材が設けられている上記翼または上記胴体の表面と、上記消音部材が設けられていない上記翼または上記胴体の表面との境界が、滑らかに形成されていることを特徴とするジェットエンジンの消音装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のジェットエンジンの消音装置において、
上記吸音材は、ハニカム型吸音材またはバルク型吸音材を用いて構成されていることを特徴とするジェットエンジンの消音装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のジェットエンジンの消音装置において、
上記吸音材は、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数の騒音を主に吸収するように構成されていることを特徴とするジェットエンジンの消音装置。
【請求項６】
請求項５に記載のジェットエンジンの消音装置において、
上記吸音材は板状に形成され、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数の騒音を主に吸収するために、上記吸音材の厚さが、上記１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数に対応する波長の約１／４に形成されていることを特徴とするジェットエンジンの消音装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジェットエンジンの消音装置に係り、特に、超音速飛行が可能なジェット機に取り付けられるジェットエンジンの消音装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超音速飛行が可能なジェット機に使用されるターボジェットエンジンまたは低バイパスターボジェットエンジンから発生する排気ガスによる騒音、特に上記ジェット機が離着陸するときに発生する騒音を、上記ジェットエンジン後部の排気ガス排出孔後端に設けられた筒状のエンジン排気管と、このエンジン排気管の後端部に設けられたローブミキサと、このローブミキサの後側に設けられたミキサエジェクタとを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置が知られている（たとえば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２６４３４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のジェットエンジンの消音装置では、消音効果を一層高めるために、たとえば、上記エンジン排気管の内壁に沿って環状の吸音材を設けてあるが、上記従来のジェットエンジンの消音装置を備えたジェットエンジンを、ジェット機のたとえば主翼にパイロン等を介して実際に取り付けた場合、上記エンジン排気管と上記ミキサエジェクタとの間に設けられたエジェクタインテークを通って外側に出た騒音が、上記主翼で反射して、特にジェット機の前方に放射され、騒音が低減されないという問題がある。
【０００５】
ここで、従来の消音装置を備えたジェットエンジンを単独で運転した場合の騒音と、上記ジェットエンジンを主翼に取り付けて（図２で示すように取り付けて）運転した場合の騒音とを、図５、図６、図７を用いて説明する。
【０００６】
図５は、従来の消音装置を備えたジェットエンジンの騒音を、計測位置を変えて測定した結果を示す。
【０００７】
図５の横軸は、ジェットエンジン（たとえばエジェクタインテークＥＪ１；図２参照）に対する騒音測定（計測）位置の角度を示し、縦軸は、騒音の強さを示す。そして、たとえば、横軸の指向性角度が、「０°」である場合は、ジェットエンジンの真前で騒音を測定し、横軸の指向性角度が、「９０°」である場合は、ジェットエンジンの真横で騒音を測定し、横軸の指向性角度が、「１８０°」である場合は、ジェットエンジンの真後で騒音を測定したことになる。
【０００８】
図５に一点鎖線で示すグラフは、ジェットエンジンを単独で運転した場合の騒音を示す。また、図５に実線で示すグラフは、上記ジェットエンジンを主翼の下側に取り付けてジェットエンジンを運転し、主翼の直下の位置で（主翼から所定の距離だけ離れた直下の位置で）騒音を測定した場合を示す。さらに、図５に破線で示すグラフは、上記ジェットエンジンを主翼の下側に取り付けてジェットエンジンを運転し、主翼の側方の位置で（主翼から所定の距離だけ離れた側方の位置で）騒音を測定した場合を示す。
【０００９】
図５から理解されるように、ジェットエンジンの前側で測定した騒音の値（破線で示す騒音の値が）が、一点鎖線や実線で示すグラフに比べて大きくなっている。この前側での値が大きくなっている理由は、上記ジェットエンジンの運転中に上記エジェクタインテークからジェットエンジンの外側に漏れた音が、上記主翼で反射して前方に放射されるからである。
【００１０】
実線で示すグラフが、一点鎖線で示すグラフとほぼ同じ値になっている理由は、主翼の直下の位置では、上記ジェットエンジンの運転中に上記エジェクタインテークからジェットエンジンの外側に漏れて上記主翼で反射された音が、上記ジェットエンジンの存在によって、測定位置まで届きにくいからである。
【００１１】
また、図６は、従来の消音装置を備えたジェットエンジンの騒音の周波数分布を、上記ジェットエンジンの前側の所定の位置で測定した場合を示し、図７は、従来の消音装置を備えたジェットエンジンの騒音の周波数分布を、上記ジェットエンジンの後側の所定の位置で測定した場合を示す。
【００１２】
図６、図７の横軸は周波数、縦軸は騒音の強さを示す。さらに、上記ジェットエンジンを主翼の下側に取り付けた状態では、上記各所定の位置は、上記主翼の下方の位置である。
【００１３】
図７では、ジェットエンジンを単独で運転した場合の騒音（一点鎖線で示すグラフ）と、上記ジェットエンジンを主翼に取り付けて運転した場合の騒音（破線で示すグラフ）とで、その大きさにあまり差がないが、図６では、上記エジェクタインテークを通って外側に出た騒音が主翼で反射して前側に放射されるので、上記ジェットエンジンを主翼に取り付けて運転した場合（破線で示すグラフ）のほうが、ジェットエンジンを単独で運転した場合（一点鎖線で示すグラフ）よりも、人に対して特に耳障りな周波数範囲である１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの間で騒音が大きくなっている。
【００１４】
なお、上記エジェクタインテークからジェットエンジンの外側に漏れた音が、上記主翼で反射されにくいようにするため、図２に示すジェットエンジンの取り付け位置を、後側に移すことが考えられるが、このように後側に移すと、ジェット機が離陸するときに、ミキサエジェクタの後端が滑走路に接触しやすくなる。
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ターボジェットエンジンまたは低バイパスターボジェットエンジンから発生する排気ガスによる騒音を、上記ジェットエンジン後部の排気ガス排出孔後端に設けられた筒状のエンジン排気管と、このエンジン排気管の後側に設けられたミキサエジェクタとを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置において、上記ジェットエンジンをジェット機の翼に取り付けた場合でも、上記エンジン排気管と上記ミキサエジェクタとの間に設けられたエジェクタインテークを通って外側に出た騒音の放射量を減少させることができるジェットエンジンの消音装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ターボジェットエンジンまたは低バイパスターボジェットエンジンから発生する排気ガスによる騒音を、上記ジェットエンジン後部の排気ガス排出孔後端に設けられた筒状のエンジン排気管と、このエンジン排気管の後側に設けられたミキサエジェクタとを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置において、上記エンジン排気管と上記ミキサエジェクタとの間に設けられたエジェクタインテークを通って外側に出た騒音が、上記ジェットエンジンが取り付けられるジェット機の翼または胴体で反射して放射されることを防ぐために、上記エンジン排気管を覆うように上記エンジン排気管の外壁の少なくとも一部が吸音材で覆われているジェットエンジンの消音装置である。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、ターボジェットエンジンまたは低バイパスターボジェットエンジンから発生する排気ガスによる騒音を、上記ジェットエンジン後部の排気ガス排出孔後端に設けられた筒状のエンジン排気管と、このエンジン排気管の後側に設けられたミキサエジェクタとを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置において、上記エンジン排気管と上記ミキサエジェクタとの間に設けられたエジェクタインテークを通って外側に出た騒音が、上記ジェットエンジンが取り付けられるジェット機の翼または胴体で反射して放射されることを防ぐために、上記翼または上記胴体の表面の一部であって、上記ジェットエンジンが設けられている部位に対応した一部が、吸音材で覆われているジェットエンジンの消音装置である。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のジェットエンジンの消音装置において、上記翼または上記胴体表面の空気の流れに対する抵抗を少なくするために、上記吸音材が設けられている上記翼または上記胴体の表面と、上記消音部材が設けられていない上記翼または上記胴体の表面との境界が、滑らかに形成されているジェットエンジンの消音装置である。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のジェットエンジンの消音装置において、上記吸音材は、ハニカム型吸音材またはバルク型吸音材を用いて構成されているジェットエンジンの消音装置である。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のジェットエンジンの消音装置において、上記吸音材は、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数の騒音を主に吸収するように構成されているジェットエンジンの消音装置である。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のジェットエンジンの消音装置において、上記吸音材は板状に形成され、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数の騒音を主に吸収するために、上記吸音材の厚さが、上記１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数に対応する波長の約１／４に形成されているジェットエンジンの消音装置である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る消音装置３が設けられたジェットエンジン１を、超音速飛行が可能なジェット機ＡＰ１の主翼５に取り付けた状態を示す図であり、上記ジェット機ＡＰ１を下側から眺めた図である。
【００２３】
図２は、消音装置３が設けられたジェットエンジン１を、ジェット機ＡＰ１の主翼５に取り付けた状態を示す図であり、上記ジェット機ＡＰ１の側方から眺めた図である。
【００２４】
消音装置３が設けられたジェットエンジン１は、たとえば、パイロン（図示せず）を介して、主翼５の下部であって、主翼５の後端部側に設けられている。なお、上記ジェットエンジン１の消音装置３の後端部側が、上記主翼５の後端部から後方に突出している。
【００２５】
また、ジェットエンジン１は、ジェット機ＡＰ１を超音速飛行させるために、ターボジェットエンジンまたは低バイパスターボジェットエンジンを構成しており、ジェットエンジン１の前側には、圧縮機、燃焼室、タービンを備えたターボマシナリ部７が形成されている。そして、上記ターボマシナリ７が稼動（運転）しているとき上記ターボマシナリ７の後部７Ａから排気ガス（燃焼ガス）が出てくるようになっている。
【００２６】
消音装置３は、ジェットエンジン１から発生する（ターボマシナリ７の後部７Ａから出てくる）排気ガスによる騒音を、上記ジェットエンジン１後部の排気ガス排出孔後端（ターボマシナリ７の後部７Ａ）に設けられたほぼ円筒状のエンジン排気管９と、このエンジン排気管９の後端部に設けられたローブミキサ１１と、このローブミキサ１１の後側に設けられたほぼ円筒状のミキサエジェクタ１３とを用いて、減少させることができるようになっている。
【００２７】
ここで、エンジン排気管９、ローブミキサ１１、ミキサエジェクタ１３について詳しく説明する。
【００２８】
図３は、エンジン排気管９、ローブミキサ１１の概略構成を示す断面図である。
【００２９】
エンジン排気管９は、ほぼ円筒状に形成されており、ターボマシナリ７の排気孔後端部をさらに後側に延伸したように形成されている。また、上記エンジン排気管９を覆うように上記エンジン排気管９の外壁に筒状の吸音材１５が設けられている。そして、ターボマシナリ７の運転時に上記エンジン排気管９内で発生した騒音を、上記吸音材１５で吸収し、上記エンジン排気管９の外部に漏れる騒音を極力少なくしている。
【００３０】
図４は、ローブミキサ１１の形態を示す斜視図である。
【００３１】
ローブミキサ１１は、エンジン排気管９の長手方向の中心軸を中心として、上記エンジン排気管９の後端部で、上記エンジン排気管９の円周方向に離隔し、ほぼ等分配された位置に設けられた複数の外気導入溝１１Ａを備える。これらの各外気導入溝１１Ａを設けたことによって、ターボマシナリ７の運転時に排出される排気ガスと、後述するエジェクタインテークＥＪ１から導入された外気（空気）とが、ミキサエジェクタ１３内で効率良く混合され、ジェットエンジン１の運転時における騒音を減少させることができるようになっている。
【００３２】
また、図２に示すように、ミキサエジェクタ１３は、図示しない連結部材によって、たとえば、エンジン排気管９に支持されているが、上記エンジン排気管９とミキサエジェクタ１３との間には、上述したように、ローブミキサ１１を用いて、上記ミキサエジェクタ１３内に外気を導入するためのエジェクタインテークＥＪ１が形成されている。
【００３３】
上記吸音材１５は、たとえば、ハニカム型吸音材またはバルク型吸音材を用いて構成されており、さらに、上記吸音材１５は、人にとって耳障りな１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数の騒音を主に吸収するように構成されている。また、円筒状の上記吸音材１５は、たとえば板状の部材を曲げて形成することにより円筒状に構成され、１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数の騒音を主に吸収するために、上記板状部の板の厚さが、たとえば１ｋＨｚ〜４ｋＨｚの振動数に対応する波長の約１／４に形成されている。
【００３４】
なお、上記吸音材１５として、ハニカム型吸音材を採用した場合、ハニカム部の各孔が上記厚さ方向に延伸するように、上記吸音材１５は、上記エンジン排気管９に取り付けられている。
【００３５】
上述のように、吸音材１５をエンジン排気管９の外部に設けたことによって、ジェットエンジン１の運転中にエジェクタインテークＥＪ１から上記ジェットエンジン１の外部に出て主翼５で反射した音が、上記吸音材１５で吸収されやすくなり、ジェットエンジン１をジェット機ＡＰ１の主翼５に取り付けた場合でも、エジェクタインテークＥＪ１を通って外側に出た騒音の放射量（特に、ジェット機ＡＰ１の前方への放射量）を減少させることができる。
【００３６】
なお、上記吸音材１５をエンジン排気管９の外部の全周に必ずしも設ける必要はなく、エジェクタインテークＥＪ１を通って外側に出た騒音が、上記ジェットエンジン１が取り付けられるジェット機ＡＰ１の主翼５で反射して放射されることを防ぐために、上記エンジン排気管９の外壁の少なくとも一部（たとえば、主翼５をのぞめる面）に吸音材１５を設けるようにしてもよい。
【００３７】
また、吸音材１５をエンジン排気管９の外部の全周に設けるように構成すれば、上記主翼５で反射された音だけでなく、エンジン排気管９から発生する騒音の放射量も減少させることができる。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係るジェットエンジンの消音装置について説明する。
【００３９】
第２の実施形態に係るジェットエンジンの消音装置では、上記第１の実施形態に係る消音装置３に代えてまたは加えて、図２に示すエジェクタインテークＥＪ１を通って外側に出た騒音が、上記ジェットエンジン１が取り付けられるジェット機ＡＰ１の主翼５（図１参照）で反射して放射されることを防ぐために、上記主翼５の表面の一部であって、上記ジェットエンジン１が設けられている部位に対応した一部を、吸音材で覆うように構成された消音装置を備えている。
【００４０】
そして、第２の実施形態に係る消音装置によっても、第１の実施形態に係る消音装置３とほぼ同様な効果を得ることができる。さらに、第１の実施形態に係る消音装置３と、第２の実施形態に係る消音装置とを併用すれば、消音効果を一層高めることができる。
【００４１】
また、上記第２の実施形態に係る消音装置を形成する場合、上記主翼５表面の空気の流れに対する抵抗を少なくするために、上記吸音材が設けられている上記主翼５の表面と、上記消音部材が設けられていない上記主翼５の表面との境界を、滑らかに形成するように、たとえば、上記吸音材が設けられている上記主翼５の表面と、上記消音部材が設けられていない上記主翼５の表面とがほぼフラットになるように、してもよい。
【００４２】
さらに、ジェットエンジン１を主翼５以外の箇所（たとえば、ジェット機ＡＰ１の胴体）に取り付けた場合、上記ジェットエンジン１の取り付け位置に応じた上記胴体の部分（一部）に消音材を設けてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、ターボジェットエンジンまたは低バイパスターボジェットエンジンから発生する排気ガスによる騒音を、上記ジェットエンジン後部の排気ガス排出孔後端に設けられた筒状のエンジン排気管と、このエンジン排気管の後側に設けられたミキサエジェクタとを用いて、少なくすることができるジェットエンジンの消音装置において、上記ジェットエンジンをジェット機の翼に取り付けた場合でも、上記エンジン排気管と上記ミキサエジェクタとの間に設けられたエジェクタインテークを通って外側に出た騒音の放射量を減少させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る消音装置が設けられたジェットエンジンを、超音速飛行が可能なジェット機の主翼に取り付けた状態を示す図であり、上記ジェット機を下側から眺めた図である。
【図２】消音装置が設けられたジェットエンジンを、ジェット機の主翼に取り付けた状態を示す図であり、上記ジェット機の側方から眺めた図である。
【図３】エンジン排気管、ローブミキサの概略構成を示す断面図である。
【図４】ローブミキサの形態を示す斜視図である。
【図５】消音装置を備えたジェットエンジンを単独で運転した場合の騒音と、上記ジェットエンジンを主翼に取り付けて運転した場合の騒音とを示す図である。
【図６】消音装置を備えたジェットエンジンを単独で運転した場合の騒音と、上記ジェットエンジンを主翼に取り付けて運転した場合の騒音とを示す図である。
【図７】消音装置を備えたジェットエンジンを単独で運転した場合の騒音と、上記ジェットエンジンを主翼に取り付けて運転した場合の騒音とを示す図である。
【符号の説明】
１  ジェットエンジン
３  消音装置
５  主翼
９  エンジン排気管
１１  ローブミキサ
１３  ミキサエジェクタ
１５  消音材
ＥＪ１  エジェクタインテーク
【図１】
2004278414.tif 000003
【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６】
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【図７】
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