(57)【要約】【課題】本発明の目的は、航空機の航空力学表面を形成し、その表面を少なくとも一つの音波が伝播軸２４に沿って伝播する、反射層２８、少なくとも一つのセル状構造３０及び音響抵抗構造３２を備える音響パネルであって、その音響パネルの特性の少なくとも一つが上記の少なくとも一つの音波の伝播軸２４に沿って変動する前記パネルのインピーダンスに影響する音響パネルにおいて、区域Ｃで上記の少なくとも一つの音波の伝播軸２４に沿って並置された一定の音響インピーダンスを有する少なくとも一つの第一の区域Ａを備え、その区域Ｃの位置で、インピーダンスに影響する音響パネルの特性の少なくとも一つが、上記の少なくとも一つの音波の伝播軸に沿って漸進的に変動し、前記特性は一つの区域から他の区域で突然変動することのない値を示すことを特徴とする音響パネルである。【選択図】図４
2010526231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の航空力学表面を形成し、その表面を少なくとも一つの音波が伝播軸（２４）に沿って伝播する、反射層（２８）、少なくとも一つのセル状構造（３０）及び音響抵抗構造（３２）を備える音響パネルであって、その音響パネルの特性の少なくとも一つが前記の少なくとも一つの音波の伝播軸（２４）に沿って変動する該パネルのインピーダンスに影響する音響パネルにおいて、区域Ｃで前記の少なくとも一つの音波の伝播軸（２４）に沿って並置された一定の音響インピーダンスを有する少なくとも一つの第一の区域Ａを備え、その区域Ｃの位置で、インピーダンスに影響する音響パネルの特性の少なくとも一つが、前記の少なくとも一つの音波の伝播軸に沿って漸進的に変動し、該特性は一つの区域から他の区域で突然変動することのない値を示すことを特徴とする音響パネル。
【請求項２】
前記インピーダンスに影響する音響パネルの全ての特性が、前記伝播軸（２４）に垂直な平面内でほぼ一定であることを特徴とする請求項１に記載の音響パネル。
【請求項３】
前記音響パネルの変動する特性が、表面開口率であることを特徴とする請求項１または２に記載の音響パネル。
【請求項４】
前記音響パネルは、同時に変動する二つの特性、速度ゼロの流れへの抵抗Ｒ０及び非線形ファクタＮＬＦを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の音響パネル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つの記載の音響パネルによって被覆された導管を備える航空機ナセルであって、反射層（２８）、少なくとも一つのセル状構造（３０）及び音響抵抗構造（３２）を備える該音響パネルは、前記導管の航空力学表面を形成し、その表面を少なくとも一つの音波が伝播軸（２４）に沿って伝播し、その音響パネルの特性の少なくとも一つが前記の少なくとも一つの音波の伝播軸（２４）に沿って変動する該パネルのインピーダンスに影響する航空機ナセルにおいて、区域Ｃで前記の少なくとも一つの音波の伝播軸（２４）に沿って並置された一定の音響インピーダンスを有する少なくとも一つの第一の区域Ａを備え、その区域Ｃの位置で、インピーダンスに影響する音響パネルの特性の少なくとも一つが、前記の少なくとも一つの音波の伝播軸に沿って漸進的に変動し、該特性は一つの区域から他の区域で突然変動することのない値を示すことを特徴とする航空機ナセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つの音響特性が可変の音響パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空港の近隣での騒音影響を制限するため、国際規格は、音の発生に関して、次第に厳しくなっている。
【０００３】
壁の位置で、特に、ヘルムホルツ（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ）共鳴器の原理を使用して、音響エネルギーの一部分を吸収することを目的とする被覆材を使用して、航空機によって発生する騒音、及び、特に航空機の推進装置によって発生する騒音を減少させる技術が開発された。公知のように、音響パネルとも呼ばれるこの吸音処理被覆材は、外側から内側に向けて、音響抵抗構造、セル状構造及び反射層を備える。構造または層とは、一つまたは複数の、種類の同じまたは異なる層を意味する。音響抵抗構造とは、その構造を通過する音響エネルギーを部分的に熱に変換して、消散させる役割を備える多孔質構造である。その構造は、音波を通過させることができる、いわゆる開いた区域と、音波を通過させないが、該層の機械抵抗を保証するための、いわゆる閉じた、または、充填された、別の区域を備える。この音響抵抗層は、主に、ＴＳＯ（Ｔａｕｘ  ｄｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｏｕｖｅｒｔｅ）とも呼ぶ、表面開口率によって特徴付けられる。
【０００４】
より複雑な音響抵抗層、例えば、空気流と接触する位置に、金属組織または炭素帯、または、より一般的には、でこぼこを備える音響抵抗層の場合、その音響抵抗層のその他の特徴、特に、その速度ゼロの流に対する抵抗（Ｒ０（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ａ  ｌ’ｅｃｏｕｌｅｍｅｎｔ  ａ  ｖｉｔｅｓｓｅ  ｎｕｌｌｅ）とも呼ぶ）、その非線形ファクタ（ＮＬＦ（Ｆａｃｔｅｕｒ  ｄｅ  ｎｏｎ  ｌｉｎｅａｒｉｔｅ）とも呼ぶ）を調節することができる。
【０００５】
音響パネルの一実施例は、特に、本出願人の名における特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】フランス特許出願第２８２６１６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
音響パネルは、その壁の正常なインピーダンスによって特徴付けることができる局地化された反応を備える要素である。このインピーダンスは、多数の特徴によって変化し、特に、音響パネルの特徴、例えば、セル状構造、または、特に音響抵抗層構造の空洞の高さによって変化する（主に、ＴＳＯ、Ｒ０、ＮＬＦ）。このインピーダンスは、また、パネルの表面を流れる空気流に関係する特徴及び音に関する特徴、特に、音響波の周波数及びその振幅によって変化する。
【０００８】
一用途によると、音響パネルは、推進装置の壁、特に、内部に動力装置がほぼ同心に配置されたナセルの壁を被覆することに使用できる。
【０００９】
ナセルは、前部に空気取り入れ口を備える導管を画成する内壁を備え、一次流と呼ばれる、入ってくる空気流の第一の部分が動力装置を通過して、燃焼に関与し、二次流と呼ばれる空気流の第二の部分は蛇腹によって押され、ナセルの内壁と動力装置の外壁とによって画成された環状導管内を流れ、様々な管が同一の縦方向の軸を有する。
【００１０】
推進装置によって放出される騒音を減衰させるために、ナセルの内壁は、空気取り入れ口から二次導管の後方まで延びている音響パネルによって被覆される。一般的に、音響パネルは、好ましくは継ぎ合わされた複数の部分から形成されている。
【００１１】
所定のナセル及び動力装置について、音響パネルの特性、さらに詳しく言えば、音響抵抗層の特性、特に、ＴＳＯ、Ｒ０、ＮＬＦは、問題とする推進装置によって放出される騒音の減衰を最大限にするために、関係する周波数及びモータ回転数に最適なインピーダンスを得られるように決定される。
【００１２】
そのようにして、推進装置では、すなわち、所定のナセル及び動力装置では、音響パネルの特性、さらに詳しく言えば、音響抵抗構造の特性、特に、ＴＳＯ、Ｒ０、ＮＬＦは、ナセルの円周上で、縦方向に沿って、一定である。
【００１３】
この解決法は、上記ナセルの導管全体に沿って騒音の減衰を最適化することができないので、満足できるものではない。
【００１４】
本発明は、また、音波の伝播に沿って騒音の減衰を最適化することができる音響パネルを提案して、従来技術の欠点を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そのため、本発明は、航空機の航空力学表面を形成し、その表面を少なくとも一つの音波が伝播軸に沿って伝播する、反射層、少なくとも一つのセル状構造及び音響抵抗構造を備える音響パネルであって、その音響パネルの特性の少なくとも一つが上記の少なくとも一つの音波の伝播軸に沿って変動する該パネルのインピーダンスに影響する音響パネルにおいて、区域Ｃで上記の少なくとも一つの音波の伝播軸に沿って並置された一定の音響インピーダンスを有する少なくとも一つの第一の区域Ａを備え、その区域Ｃの位置で、インピーダンスに影響する音響パネルの特性の少なくとも一つが、上記の少なくとも一つの音波の伝播軸に沿って漸進的に変動し、該特性は一つの区域から他の区域で突然変動することのない値を示すことを特徴とする音響パネルを目的とする。
【００１６】
本発明のその他の特徴及び利点は、下記の添付図面を参照して行う以下の説明から明らかになるであろう。ただし、それらの説明は、例として示されるに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、航空機の推進装置の斜視図である。
【図２】図２は、航空機の推進装置の断面図である。
【図３】図３は、音響減衰パネルの横断面図である。
【図４】図４は、本発明による音響抵抗構造の表面開口率の変動を示す上方から見た図である。
【図５】図５は、本発明による音響抵抗構造の速度ゼロでの流れに対する抵抗Ｒ０及び非線形ファクタＮＬＦを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、ここでは、航空機の推進装置に利用して、説明する。しかしながら、本発明は、音響処理が実施される航空機の他の区域、例えば、翼前縁、または、モータに近接した、もしくは、モータ羽根に近接した他のいずれの区域でも、様々な区域にも適用できる。
【実施例】
【００１９】
図１には、支柱１２を介して翼に接続される航空機の推進装置１０を示した。しかし、この推進装置は、航空機の他の区域にも接続することができる。
【００２０】
この推進装置は、ナセル１４を備えており、その内部には、送風装置１８を駆動する動力装置１６がほぼ同心に配置されている。
【００２１】
ナセル１４は、前部１２に空気取り入れ口２２を備える導管を画成する内壁２０を備え、一次流と呼ばれる、入ってくる空気流の第一の部分が動力装置を通過して、燃焼に関与し、二次流と呼ばれる空気流の第二の部分は蛇腹によって押され、ナセルの内壁２０と動力装置の外壁とによって画成された環状導管内を流れ、様々な管が同一の縦方向の軸２４を有する。
【００２２】
以下の記載では、航空力学面とは、空気流と接触する航空機のジャケットを意味する。
【００２３】
騒音衝撃を制限するために、特に、ヘルムホルツ（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ）共鳴器の原理を使用して、音響エネルギーの一部分を吸収することを目的とする被覆材２６が、特に航空力学面の位置に備えられる。公知のように、この音響パネルとも呼ばれる音響被覆材は、図３に示したように、内側から外側に向かって、反射層２８、少なくとも一つのセル状構造３０及び音響抵抗構造３２を備える。
【００２４】
別の実施例では、音響被覆材２６は、隔壁と呼ばれる音響抵抗構造によって分離された、複数のセル状構造を備えることがある。
【００２５】
音響被覆材は、ナセルの内壁２０上に、好ましくは、前部から延びており、翼前縁またナセルの空気取り入れ口のへりを被覆して、ナセルの後方の出口まで延びている。
【００２６】
一実施態様によると、反射層２８は、シートメタル、または、樹脂製の型に浸された、織られた繊維または不織繊維の少なくとも一つの層によって構成された皮膜の形態を示すことがある。
【００２７】
セル状構造３０は、金属または複合材料製の蜂の巣状構造の形態であることがあり、例えば、「ニーダ  ノメックス（Ｎｉｄａ  Ｎｏｍｅｘ）」の名称で市販されている蜂の巣状構造である。別の実施例では、セル状構造は、他の手段、例えば、その端部に各々開口したセルを画成するように交差する帯の組み合わせによって、得ることができる。
【００２８】
反射層２８及びセル状構造３０は、当業者には公知であるので、詳細には説明しない。
【００２９】
音響抵抗構造３２は、多孔質構造であり、通過する音波の音響エネルギーを部分的に熱に変換することによって、消散の役割を示す。その構造は、また、音波を通過させることのできる、いわゆる開いた区域と、音波を通過させないが、該層の機械抵抗を保証するためのいわゆる閉じたまた充填された別の区域を備える。この音響抵抗構造３２は、主に、ＴＳＯとも呼ばれる表面開口率によって特徴付けられる。
【００３０】
より複雑な音響抵抗構造３２、例えば、金属組織または炭素ベルトまたは、より一般的には、航空力学面の位置にでこぼこを備える構造の場合、音響抵抗層の別の音響特徴を調節することができ、特に、Ｒ０とも呼ばれるその速度０の流れに対する抵抗、ＮＬＦとも呼ばれるその非線形ファクタを調節することができる。
【００３１】
一実施態様によると、音響抵抗層３２は、少なくとも一つの織られた繊維または不織繊維の層の形態をとることができ、その繊維は、好ましくは樹脂で覆われており、それによって、繊維の方向での応力の回収を確実にする。
【００３２】
別の実施態様によると、音響抵抗層３２は、例えば、ワイヤーメッシュ（Ｗｉｒｅｍｅｓｈ）のような金属または非金属組織の形態の、少なくとも一つの多孔質層及び少なくとも一つの構造層、例えば、楕円形の孔またはミクロ孔を備えるシートメタルまたは複合材料を備える。
【００３３】
一般的に、ナセルの内壁２０は、継ぎ合わされた、複数の音響パネルによって被覆されている。以下の記載では、音響パネルとは、一つまたは複数の継ぎ合わされた音響パネルを意味する。
【００３４】
しかしながら、本発明は、記載した実施態様に限定されるものではなく、音響抵抗構造を実現するために他の解決法を考案することもできる。
【００３５】
機能的な観点から、音響パネルは、音波に対して、局地的な反応を示し、その反応はその壁の正常なインピーダンスによって特徴付けることができる。このインピーダンスは、音響パネルのいくつかの特性、特に、ＴＳＯ、Ｒ０、ＮＬＦ及びセル状構造の高さ、空気流のいくつかの特性、特に流の速度、及び音波のいくつかの特性、特にその周波数及びその振幅の関数である。
【００３６】
公知のように、音響パネルまたはパネルの一部分の特性は、推進装置によって放出される騒音を最大限減衰するために、問題のモータの周波数及び定格で最適なインピーダンスになるように決定される。
【００３７】
ナセルの場合、音波は、縦方向の軸２４に沿って、より一般的には、空気流の流れの方向に対応する最適な方向に沿って伝播する。以下の記載では、音波とは、一つまたはより一般的には、複数の音波を意味する。
【００３８】
管内、特に、二次管内を音波が伝播する間、音響抵抗構造をかすめる流れの空気力学的状態及び音波の振幅は、特に音響被覆材による音響エネルギーの吸収によって、ナセルの縦方向の軸線２４に沿って変動する。
【００３９】
本発明によると、インピーダンスに影響する音響パネルの特性の少なくとも一つは、音波の伝播軸に沿って、さらに正確には、ナセルの縦方向の軸線２４に沿って変動し、それによって、空気流及び／または音波に関係する特性の展開によるインピーダンスの変動に局地的に対抗することができる。
【００４０】
そのように、音波の伝播軸に沿って、インピーダンスに影響する音響パネルの特性は展開し、それによって、最適な局地的インピーダンスを、及び、さらに詳しく言えば、抵抗に対応するインピーダンスの実際の部分を保持することができ、それによって、最大の減衰を得ることができる。
【００４１】
本発明の別の特徴によると、インピーダンスに影響する音響パネルの少なくとも一つの特性は、音波の伝播軸に沿った突然の変動はなく、連続的に変動する。実際、インピーダンスの突然の変動は、回折を生じさせ、及び／または様相構造を捻じ曲げることがあり、それによって、音響処理があまり効果的でなくなることに本出願人は注目した。
【００４２】
本発明のまた別の特徴によると、インピーダンスに影響する音響パネルの少なくとも一つの特性及び、好ましくは、全ての特徴は、伝播軸に垂直な平面内でほぼ一定である。ナセルの場合、縦方向の軸線に垂直な同一平面内に位置する地点全体について、インピーダンスに影響する音響パネルの特性は一定であり、したがって、回転対称性を破ることはない。
【００４３】
一実施態様によると、インピーダンスに影響する音響パネルの少なくとも一つの特性は、区域Ａ、例えば、ナセルの空気取り入れ口では一定であり、数値Ｖ１であり、区域Ｃ、例えば、ナセルの後部では一定であり、数値Ｖ２であり、区域Ａ及びＣを隔てる区域Ｂでは変動することがあり、連続的に数値Ｖ１から数値Ｖ２になる。
【００４４】
第一の実施態様によると、音響パネルは、縦方向の軸線２４に沿って連続的に変動する表面開口率ＴＳＯ（Ｔａｕｘ  ｄｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｏｕｖｅｒｔｅ）を示す。例として、図４に示したように、開口部は、縦方向の軸線２４にほぼ平行な第一の列３６に沿って配置された開口部３４によって形成される。回転対称性を破らないように、開口部３４は、また、縦方向の軸線２４にほぼ垂直な第二の列３８に沿って配置されている。ＴＳＯの連続的な変動は、第二の列３８の間隔を徐々に離したり、近づけることによって実現される。別の実施例では、第二の列３８の間隔を一定に保持して、孔の直径を徐々に第二の列ごとに大きくすることができる。
【００４５】
したがって、図４に図示したように、ＴＳＯの数値は、区域Ａで、特に空気取り入れ口で、一定であり、ＴＳＯ１であり、また、区域Ｃで、特にナセルの後部で一定であり、ＴＳＯ２であり、中間区域Ｂでは、数値ＴＳＯ１から数値ＴＳＯ２まで、連続的且つ漸進的に変動する。
【００４６】
また別の実施態様によると、音響パネルは、音波の伝播軸に沿って連続的に変動するＲ０を備える。実際、音波の振幅及び速度が減少するにつれて、ナセル２４の縦方向の軸線に一致する音波の伝播軸に沿って漸進的にＲ０を大きくして、これらの変動を補正することができる。好ましくは、空気流速度及び／または音波に関係する特性の展開によるインピーダンスの変動を補正するために、速度ゼロの流れに対する抵抗Ｒ０を変動させることを選択すると、音響パネルの非線形ファクタＮＬＦは、音波の伝播軸に沿って、すなわち、ナセルの場合、縦方向の軸線２４に沿って、同時に漸進的に変動し、図５に図示したように、Ｒ０の変動によって誘導されたＮＬＦの変動を考慮することができる。
【００４７】
反対に、音響パネルは、音波の伝播軸に沿って連続的に変動するＮＬＦを備えることがある。この場合、速度ゼロの流れへの抵抗Ｒ０は、音波の伝播軸に沿って、すなわち、ナセルの場合縦方向の軸線２４に沿って、同時に漸進的に変動し、ＮＬＦの変動によって誘導されたＲ０の変動を考慮することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０    推進装置
１４    ナセル
１６    動力装置
２４    伝播軸
２８    反射層
３０    セル状構造
３２    音響抵抗層
【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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【国際調査報告】
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2010526231.tif 000009
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