(57)【要約】  推進システムは、タービンエンジンと、エンジンに当接した高温側の面シート、及び、ノイズ減衰開口がある低温側の面シートを有するＳＰＦ／ＤＢ内部壁を含む、エンジンナセルとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノリス型の超塑性成形／拡散接合サンドイッチ構造体であって、第１の面シート（３２０）と第２の面シート（３１０）との間に挟持されたコア（３３０）を備え、前記コアは複数のセル（３３２）を含み、前記第１の面シート（３２０）は、ノイズ及び空気が前記セル（３３２）内に入ることを可能にするための複数の開口（３２２）を有する、構造体。
【請求項２】
更に、
タービンジェットエンジン（１１０）と、
エンジンナセル（１４０）とを備え、前記モノリス型超塑性成形／拡散接合サンドイッチ構造体は、前記エンジンのコア（１２２）に当接した前記第２の面シート（３１０）と、ノイズ減衰を可能にするよう構成された前記第１の面シート（３２０）の前記複数の開口（３２２）とを有する、内部壁（１３２）を備える、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
更に、
ファンダクト（１３０）を備え、前記モノリス型超塑性成形／拡散接合サンドイッチ構造体は、内部壁（１３２）と、ノイズ減衰を可能にするよう構成された、前記第１の面シート（３２０）の前記複数の開口（３２２）とを備える、請求項１又は２に記載の構造体。
【請求項４】
前記コア（３３０）は、前記第１の面シート（３２０）と前記第２の面シート（３１０）との間の有孔隔壁（３３４）、前記隔壁（３３４）と前記第２の面シート（３１０）との間の第１の複数のセル（３３２）、及び、前記隔壁（３３４）と前記第１の面シート（３２０）との間の第２の複数のセル（３３２）を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項５】
有孔隔壁（３３４）は、複数の周波数におけるノイズ減衰のための追加的な自由度を提供するために、前記第１の面シート（３２０）又は前記第２の面シート（３１０）の方向にずれている、請求項１から４のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項６】
前記複数のセル（３３２）はピラミッド型である、請求項１から５のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項７】
前記モノリス型超塑性成形／拡散接合サンドイッチ構造体はエンジンナセル（１４０）の内部壁（１３２）として構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項８】
前記モノリス型超塑性成形／拡散接合サンドイッチ構造体はプラグノズル（１２４）として構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項９】
前記第２の面シート（３１０）は、前記第１の面シート（３２０）よりも良好な耐熱性を有する材料で作製される、請求項１から８のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１０】
前記内部壁（１３２）は、結合された複数のモノリス型超塑性成形／拡散接合構造体を含む、請求項２から９のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１１】
前記内部壁（１３２）は、前記第１の面シート（３２０）と前記第２の面シート（３１０）との間のサンドイッチコア（３３０）を更に有し、複数のノイズ減衰開口（３２２）は、空気が前記コア（３３０）に流入することを可能にするよう配設される、請求項２から１０のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１２】
前記コア（３３０）は複数のセル（３３２）を含み、前記セル（３３２）と前記第１の面シート（３２０）における前記複数の開口（３２２）とがノイズ減衰共振器を形成する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１３】
前記第１の面シート（３２０）及び前記第２の面シート（３１０）は、前記面シート（３１０及び３２０）におけるマークオフを低減するために、前記コア（３３０）の形成に使用される材料と比較して減じられた超塑性特性を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１４】
前記複数のセル（３３２）の壁は、ノイズ減衰のための２つの追加的な自由度を提供するために穿孔されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１５】
エンジンナセル（１４０）は前記ファンダクト（１３０）を備える、請求項３に記載の構造体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
エンジンナセルは、エンジン気流の流入及び排気を制御し、整備を容易にし、かつ、高バイパスターボファンエンジンによって生成されるノイズを抑制するために、使用される。ナセルは、面シートとハニカムコアとの複合サンドイッチ構造体で作られた、音響ライナを含みうる。面シートはノイズ減衰のために穿孔されている。ナセルは更に、音響ライナとエンジンのコアとの間に、セラミック及び金属の材料で作製された断熱ブランケットを含みうる。断熱ブランケットは、サンドイッチ構造体をエンジン熱から保護する。
【０００２】
断熱ブランケットは、重量を付与し、整備を必要とし、かつ、ナセルのコストを増大させるが、直接的に構造上の利点を提供するものではない。更に、断熱ブランケットは多大な空間を占め、その空間が、ファンダクトの直径を増大させうる。また、断熱ブランケットにより、大量の気流の経路内に滑らかではない表面が配置され、それによって抗力が増大する。航空機重量及び抗力の増大は、燃料効率にとって有害である。
【０００３】
ノイズ減衰能力を備えた高温音響ライナに対する必要性が存在する。典型的なガスタービンエンジンの形状、及びナセルの性能ニーズにより、複雑な（例えば二重輪郭の）表面に適合する音響ライナに対する、更なる必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００４】
本書の実施形態により、推進システムは、タービンジェットエンジンと、エンジンのコアに当接した高温側の面シート、及び、ノイズ減衰開口がある低温側の面シートを有する超塑性成形／拡散接合（ＳＰＦ／ＤＢ）内部壁を含む、エンジンナセルとを備える。
【０００５】
本書の別の実施形態により、ファンダクトは、内部壁を形成し、かつノイズを抑制するよう構成された複数の開口を有する面シートを含む、ＳＰＦ／ＤＢサンドイッチ構造体を備える。
【０００６】
本書の別の実施形態により、モノリス型ＳＰＦ／ＤＢサンドイッチ構造体は、第１と第２の面シートの間に挟持されたコアを備える。コアは複数のセルを含む。第１の面シートは、ノイズ及び空気がセル内に入ることを可能にするための複数の開口を有する。
【０００７】
本開示の更なる態様により、内部壁は湾曲を有する。
【０００８】
本開示のまた更なる態様により、エンジンはターボファンエンジンを含む。
【０００９】
これらの特徴および機能は、様々な実施形態において単独で達成されてよく、又は、他の実施形態において組み合わされうる。実施態様の更なる詳細は、下記の説明及び図面を参照することで理解可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】タービンエンジンとナセルとを含む推進システムを示す図である。
【図２】内部壁を含むファンダクトを示す図であり、内部壁は、超塑性成形され拡散接合されたセルを備えたサンドイッチコアを含む。
【図３】種々のサイズ及び構成のセルを有するＳＰＦ／ＤＢサンドイッチコアのうちの１つを示す図である。
【図４】種々のサイズ及び構成のセルを有するＳＰＦ／ＤＢサンドイッチコアのうちの１つを示す図である。
【図５】種々のサイズ及び構成のセルを有するＳＰＦ／ＤＢサンドイッチコアのうちの１つを示す図である。
【図６】種々のサイズ及び構成のセルを有するＳＰＦ／ＤＢサンドイッチコアのうちの１つを示す図である。
【図７】ＳＰＦ／ＤＢ構造体を製造する方法を示す図である。
【図８】ＳＰＦ／ＤＢ構造体のコアシートのための溶着パターンを示す図である。
【図９Ａ】パックが拡張してＳＰＦ／ＤＢ構造体になることを示す図である。
【図９Ｂ】パックが拡張してＳＰＦ／ＤＢ構造体になることを示す図である。
【図９Ｃ】パックが拡張してＳＰＦ／ＤＢ構造体になることを示す図である。
【図９Ｄ】パックが拡張してＳＰＦ／ＤＢ構造体になることを示す図である。
【図１０】複数のＳＰＦ／ＤＢ構造体からナセル内部壁を形成する方法を示す図である。
【図１１】複雑な形状を有するＳＰＦ／ＤＢ構造体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
航空機の翼１００の下方の支柱又はパイロン１０５に装着された推進システム１１０を示す、図１を参照する。推進システム１１０はタービンジェットエンジンを含む。いくつかの実施形態では、ジェットエンジンはターボファンエンジン１２０でありうる。典型的なターボファンエンジン１２０は、ダクテッドファン１２１、及び、ファン１２１を駆動するためのエンジンコア（又はガスジェネレータ）１２２を含む。ファン１２１は、エンジンコア１２２を通じて吸気の一部分を動かし（コア流）、エンジンコア１２２を迂回するファンダクト１３０を通じて、吸気の別の部分を動かす（バイパス流又はファン流）。コア流は、プラグノズル１２４のようなノズルによって加速される。低温のバイパス流と高温のコア流との組み合わせを排出することによって、推力が生成される。コア流に対するバイパス流の質量流量比率は、バイパス比と称される。
【００１２】
推進システム１１０は更に、ダクテッドファン及びエンジンコア１２２をカバーするためのカウリングを含む、ナセル１４０を含む。カウリングは、カーボンエポキシ又はアルミニウムのような低温可能材料を使用して、軽量構造物で作製されうる。カウリングは、ファンダクト及び関連機構のための空力フェアリングとしての役割を果たす。図１の実施形態では、カウリングは、エンジン吸気口カウル１４２、ファンカウル１４４及びコアカウル１４６を含む。
【００１３】
加えて、図２を参照する。ナセル１４０は更に、逆推力装置（ｔｈｒｕｓｔ  ｒｅｖｅｒｓｅｒ）としても知られているファンダクト１３０を含む。ファンダクト１３０は、エンジンコア１２２からバイパス流を分離する、内部壁１３２を有する。内部壁１３２は、流れ圧力負荷並びに他のナセル負荷に反応するための構造能力を包含する。内部壁１３２はまた、コア流のためのコアダクトとして、及びエンジンコア１２２のためのカウリングとして、機能しうる。エンジンコアのカウリングとしては、内部壁１３２は、重要な構造能力と、耐熱性及びとそれに関連した温度勾配と、ノイズ減衰と、エンジン防火と、エンジンとそのシステム及び構成要素へのアクセスとの、組み合わせを提供する。内部壁１３２は、熱を、バイパス流へと導くことによってエンジンコア１２２から逸らす。
【００１４】
分岐器１３５によって、内部壁１３２はコアカウル１４６に取り付けられる。いくつかの実施形態では、分岐器１３４は内部壁１３２と一体化されうる。他の実施形態では、分岐器１３４は内部壁１３２に結合され（例えば機械的に固定され）うる。いくつかの実施形態では、コアカウル１４６はファンダクト１３０と一体化されてよく、他の実施形態では、コアカウル１４６はファンダクト１３０から分離されうる。
【００１５】
ナセル１３０は更に、航空機の前進運動とは逆の推力を提供するために、バイパス流の一部分または大部分の方向を外向きかつ前方へと変える、逆推力装置デフレクタ（ｔｈｒｕｓｔ  ｒｅｖｅｒｓｅｒ  ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）１３６を含む。デフレクタ１３６の一部分は、バイパス流を遮断するドアとの連結によって、内部壁１３２に取り付けられうる。
【００１６】
上記の機能に加え、内部壁１３２は、エンジンコア１２２のタービン構成要素によって生成されうるエンジンノイズ、並びに、バイパス気流の中に入り込むファンノイズを抑制する。長尺ダクト（つまり、ファン流ノズルの出口面を越えて延在する部分を有するファンダクト）を有するナセルについては、ファン流ノズルの出口面を越えて延在する部分に関してのノイズ抑制は任意である。
【００１７】
ナセル１３０の内部壁１３２は、ノイズを抑制するよう設計されている一又は複数のＳＰＦ／ＤＢ構造体を含む。いくつかの実施形態では、内部壁１３２は、単一のモノリス型ＳＰＦ／ＤＢ構造体によって形成されうる。他の実施形態では、内部壁は、溶接されているか、別の方法で結合されている、複数のモノリス型ＳＰＦ／ＤＢ構造体を含みうる。
【００１８】
超塑性成形（ＳＰＦ）とは概して、材料がその通常のプラスチック変形の限界を超えて超塑性変形されるプロセスを表す。超塑性成形は、限定された温度及びひずみ速度の範囲内で超塑性特性を示す決まった材料を用いて、実行することが可能である。
【００１９】
拡散接合（ＤＢ）とは概して、熱及び圧力を使用して部材を結合し、結合された部材の材料間に固体合着を形成するプロセスを表す。拡散接合による結合は、結合されつつある母材の融点を下回る温度で生じる。個々の母材間の合着は、完全に結合されるまで互いの間で金属微小構造を完全に融合及び拡散させるに十分な圧力負荷を用いて、生成される。
【００２０】
各ＳＰＤ／ＤＢ構造体は、拡散接合可能かつ超塑性成形可能な材料で作製される。かかる材料の例は、チタニウム、チタニウムアルミナイド、セラミック、ガラス、セラミック金属複合材、ステンレス鋼、アルミニウム、インコネル、及び他の超合金のグレード及び合金を含むが、それらだけに限定されるわけではない。
【００２１】
加えて、図３を参照する。内部壁１３２の各ＳＰＦ／ＤＢ構造体３００は、エンジンコア１２２に当接した高温側の面シート３１０、ファンダクトの内表面を形成する低温側の面シート３２０、及び、面シート３１０と３２０との間のサンドイッチコア３３０を有する。高温側の面シート３１０は、低温側の面シート３２０よりも良好な耐熱性を有する材料で作製される。コア３３０は、面シート３１０と３２０との間の空洞を形成する複数のセル３３２を含む。コア３３０は、面シート３１０及び３２０におけるマークオフ（ｍａｒｋ−ｏｆｆ）を低減するために、高温側の面シート３１０及び低温側の面シート３２０の形成に使用される材料と比較して、より卓越した超塑性特性を有する材料で作製されうる。
【００２２】
低温側の面シート３２０は、ノイズ減衰開口３２２を有する。ノイズ減衰開口３２２は、パイパス空気がコア３３０のセル３３２に流入することを可能にするよう配設される。開口３２２及びセル３３２は、エンジンノイズを減衰させる共振器を形成する。
【００２３】
エンジンノイズの減衰は、セルの高さ、長さ及び幅、シートの厚み、開口のサイズ、形状及び間隔、並びに低温側の面シート３２０の特定の開放区域パーセント（ＰＯＡ）の選択によって、調整されうる。周波数減衰は、開口３２２のサイズと、開口３２２を有する面シート３２０の厚みと、開口下の空洞の深さとの間の機能的関連性に基づく。減衰はまた、開口３２２のパターンに基づく。これらの変数の相違が、構造体３００のノイズ減衰の効率に影響を与えることになる。ＳＰＦ／ＤＢ構造体３００は、可能な限り広範なジェットエンジンノイズ周波数を減衰するよう調整されうる。
【００２４】
ノイズ減衰は受動的である。受動的な減衰は、異相音を創出して所望の周波数をキャンセルするために、能動的なモニタリング／フィードバックシステムを必要としない。ゆえに、ＳＰＦ／ＤＢ内部壁１３２は、ノイズ減衰システムの重量及び整備なくしてノイズ減衰を実行しつつ、構造強度と耐熱性とを提供する。
【００２５】
ＳＰＦ／ＤＢ内部壁１３２は、ハニカム構造体よりも良好な耐食性及び熱的保護を提供する。ＳＰＦ／ＤＢ内部壁は、そのずっと優れた高温性能により、ハニカム構造体よりも良好な構造強度及び疲労性能を有し、損傷に対する耐性も勝っている。
【００２６】
ＳＰＦ／ＤＢ内部壁１３２は、エンジン熱からの保護のための断熱ブランケットを必要としない。断熱ブランケットがなくなることによって、ナセル１３０は、ハニカム構造体よりも軽量になり、少ない抗力で空気が通過するためのより滑らかな表面を有する。
【００２７】
断熱ブランケットがなくなることによって、ナセル１３０は、従来型のナセルよりも小型化する。この小型化したナセルは、地上高（及び着陸ギア長さ）を増大させることなく、（より少ない燃料燃焼で）より高いバイパス比を有する大型のエンジンの使用を可能にし、及び／又は、より多くの設備及び付属品をナセル１３０内に詰め込むことを可能にする。
【００２８】
ＳＰＦ／ＤＢ構造体のモノリス型構造体は、結果として、ハニカム熱シールド構造体よりも長い耐用年数をもたらす。ハニカム熱シールドの耐用期間は、その断熱ブランケットの完全性に依拠する。ブランケットが損傷するか、又は適切に位置付けられていない場合、耐用年数は短くなりうる。本書のモノリス型ＳＰＦ／ＤＢ構造体は、これらの問題に直面することがない。本書のＳＰＦ／ＤＢ構造体の耐用期間は、航空機の耐用期間に近づくか、又はそれを超過することが予期される。
【００２９】
更に、本書のモノリス型ＳＰＦ／ＤＢ構造体は、ハニカム熱シールドと同じ整備を必要としない。結果として、整備コストが実質的に低減される。
【００３０】
本書のＳＰＦ／ＤＢ構造体は、複雑な形状に形成されうる。例えば、ＳＰＦ／ＤＢ構造体は、周縁複合物の、円錐形の、円筒形の、単一次元の又は複数次元の湾曲を、有する形状に形成されうる。加えて、分岐器が一体的に形成されうる。複雑な形状を有するＳＰＦ／ＤＢ構造体１１１０の一例を、図１１に示している。
【００３１】
ノイズ減衰開口３２２は、いかなる特定の幾何形状にも限定されない。開口の幾何形状の例は、孔、長円孔、楕円孔、溝及び切り欠きを含む。
【００３２】
コア３３０のセル３３２は、いかなる特定の幾何形状にも限定されない。いくつかの異なる幾何形状について、以後の段落で説明する。
【００３３】
加えて、図４を参照する。いくつかの実施形態では、コア３３０は、面シート３１０と３２０との間に有孔隔壁（ｓｅｐｔｕｍ）３３４も含みうる。複数の高温側セル３３２が隔壁３３４と高温側の面シート３１０との間にあり、複数の低温側セル３３２が隔壁３３４と低温側の面シート３２０との間にある。
【００３４】
有孔隔壁３３４は、鉛直直立壁構造体に対して９０度面外である、半透過性の表面を提供する。隔壁３３４は、ノイズキャンセル方式で、音波を反射し、かつ選択的に透過させる。
【００３５】
隔壁３３４は、中央平面に、又は一方の面シートの方に他方の面シートよりも近くなるように若干ずれて、位置付けられる。一例ではあるが、隔壁３３４は中心から２０％ずらされうる。隔壁３３４をずらすことにより、隔壁３３４の一方の側のセルが隔壁３３４の他方の側のセルとは異なるサイズを有することから、ノイズ減衰のための追加的な自由度が提供される。
【００３６】
隔壁３３４は別の利点も提供する。それは、張力ダイヤフラムを提供して、内部壁１３２の構造強度及び剛性を増大させる。
【００３７】
セル３３２は、いかなる特定の形状にも限定されない。いくつかの実施形態では、セル３３２は、図３に示すように三角形でありうる。図４は、隔壁４２０及び四角形又は長方形のセル４３０を含むコア４１０を示している。
【００３８】
図５及び図６は、隔壁５２０及びピラミッド型のセル５３０を含むコア５１０を示している。ピラミッド型のセル５３０の基部は、隔壁５２０に接して形成される。各四面体がセルを画定する。
【００３９】
ピラミッド型のセル５３０の壁は、ノイズ減衰のための２つの追加的な自由度を提供するために、開口５３２が穿孔されうる。ゆえに、ピラミッド型のセル５３０を有するＳＰＦ／ＤＢ構造体５１０は、４つの異なる周波数帯域を抑制するよう調整されうる。追加的な自由度に加えて、ピラミッド型のセル５３０は、例えば四角形のセル４３０よりも大きな剛性を提供する。
【００４０】
図５及び図６に示すセル５３０は、３つの面を有する。しかし、他の実施形態では、ピラミッド型のセルは、４つ、５つ、６つ、７つ、又は８つの面を有しうる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、セルは細長いチャネルに置き換えられうる。いくつかの実施形態では、セルは、特定の周波数を減衰させるために、種々のサイズ及び構成に形成されうる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、ノイズ減衰特性を更に向上させるために、追加的なノイズ減衰材料がセル内に取り付けられるか、又は注入されうる。例えば、軽量泡状物質がセル内に注入されうる。
【００４３】
ＳＰＦ／ＤＢ構造体を製造する方法を示す、図７を参照する。この特定の例では、ＳＰＦ／ＤＢ構造体のコアは、隔壁及びピラミッド型のセルを有することになる。
【００４４】
ブロック７１０において、チタニウムシートが適当なサイズに切断される。ピラミッド型のセルについて、第１シートが低温側の面シート用に切断され、第２シートが高温側の面シート用に切断され、５つの追加的なシートがコア用に切断される。コアは、隔壁、高温側コア、低温側コア、高温側ピラミッドセル、及び低温側ピラミッドセル用のシートを含む。
【００４５】
ベータ合金は作動液のような腐食を促進する汚染物質に対する高温耐酸化性を提供することから、いくつかの実施形態では、低温側の面シート用にチタニウムのベータ合金が使用されうる。チタニウムのアルファベータ合金が、コアシート用に使用されうる。細粒アルファベータ合金は、低温において、標準粒合金よりも良好なＳＰＦ特性及び拡散接合特性を有する。いくつかの実施形態では、隔壁は、細粒アルファベータ合金の代わりに、市販の純チタニウムで作製されうる。６−２−４−２のようなアルファベータチタニウム合金は、高温強度がより良好であり、エンジンコアに隣接して使用されるに好適であることから、高温側の面シート用に使用されうる。
【００４６】
ブロック７２０において、隔壁及びセルのシートが穿孔される。低温側の面シートに開口が形成される。
【００４７】
ブロック７３０において、コア、隔壁及びセルのシートが溶着されて、コアアセンブリを形成する。例えば、図８に示すグリッドパターンが使用されうる。ピラミッド型のセルの基部は、コアにおける全てのシートを通じて延在する、離間した第１溶着ナゲット８１０の組によって形成され、ピラミッド型のセルの頂上部は、セルシートとそれに隣り合ったコアシートとの間に延在する第２溶着ナゲット８２０の組によって形成されることになる。
【００４８】
シートの隣り合った表面が部分的に接合されることを防止するために、溶着に加えて、又は溶着の代わりに、絶縁材料がシート間に選択的に提供されうる。
【００４９】
ブロック７４０において、コアアセンブリ上に面シートが組み付けられるブロック７５０において、面シートは溶着され、全てのコア及び面シートの外縁部が密閉されて、パックを形成する。パックの外縁部の近辺に連続的な溶着が形成されうる。
【００５０】
ブロック７６０において、パック上に面シート及びコアシートのガスラインが取り付けられる。これらのコアシートガスラインは、ＳＰＦ／ＤＢ成形中にコアの内側に第１圧力Ｐ１が印加されることを可能にし、面シートガスラインは、ＳＰＦ／ＤＢ成形中にコアの外側に第２圧力Ｐ２が印加されることを可能にする。
【００５１】
ブロック７７０において、パックが成形デバイスに搬入される。例えば、図９Ａは、油圧拘束プレス機の高温成形型９１０及び９２０を示している。型９１０及び９２０は型空洞９３０を画定する。パック９４０は型空洞９３０内に配置される。パック９４０は、低温側と高温側の面シート９４１及び９４７、低温側と高温側のコアシート９４２及び９４６、低温側と高温側のセルシート９４３及び９４５、並びに、隔壁シート９４４を含む。
【００５２】
図９Ａは、コアにおける全てのシート９４２から９４６を通じて延在している第１溶着ナゲット８１０の各々も示している。第２溶着ナゲット８２０の各々は、セルシートとそれに隣り合ったコアシートとの間に延在する。
【００５３】
ブロック７８０において、ＳＰＦ／ＤＢ成形が実行される。絶縁材料で処理されていない、シートの隣り合った部分が拡散接合によって結合されるように、パックは加熱され、圧縮される。その後、パックを膨張させるためにシート間に加圧ガスが注入され、それによって、パックを超塑性成形して型空洞の表面により画定された構成にする。
【００５４】
図９Ｂに示すように、コア内側の圧力Ｐ１はコア外側の圧力よりも大きい。面シート９４１及び９４７は、型９１０及び９２０に押しつけられ、それによって、構造体の外郭を形成する。セルシート９４３及び９４５は、第１溶着ナゲット８１０以外において、超塑性的に拡張を開始する。溶着された材料の微小構造は、それが非超塑性になるまでに変化する。第１溶着ナゲット８１０の間の隙間は、成形プロセスにおいてコア構造体のセル間でガス圧の均衡を保つための換気孔を提供する。
【００５５】
図９Ｃに示すように、コアの中の圧力Ｐ１は、Ｐ１＞＞Ｐ２となるように増大する。コアシート９４２及び９４６は、面シート９４１及び９４７に押しつけられ、面シート９４１及び９４７に拡散接合される。コアシート９４２及び９４６はまた、それら自体に重なり、拡散接合して、長方形の壁を形成する。セルシート９４３及び９４５は、外向きに拡張し続ける。隔壁シート９４４の位置は、合金の相対的超塑性、並びにコアシート９４２及び９４６の厚みによって制御される。例えば、コアシート９４２と９４６との間の厚みの相違により、薄いコアシート９４２は、厚いコアシート９４６よりも迅速に成形されることになる。結果として、隔壁シート９４４は中央平面位置からずれる。
【００５６】
図９Ｄに示すように、ＳＰＦ／ＤＢ構造体は、完全に成形され、全ての内表面に拡散接合される。コアシート９４２及び９４６は長方形のセルを形成し、セルシート９４３及び９４５はピラミッド型のセルを形成する。溶着ナゲット８１０及び８２０は、ＳＰＦ／ＤＢ成形後にも、それらの成形前形状を保持する。
【００５７】
パックは、冷却された後に成形デバイスから除去される。隔壁シート９４４の同一の側の近接したセルと、隔壁シート９４４の反対側のセルとは、溶着ナゲット間の材料の拡張によって創出された開口か、又はシート９４３から９４５における穿孔のいずれかによって、流体接続される。この流体接続は、ＳＰＦ／ＤＢ成形中のガス膨張を可能にする。加えて、これらの開口及び穿孔は、低温側の面シートの開口に同様の機能を実行する。つまり、低温側の面シートの開口は、セルがノイズ減衰共振器として機能することを可能にする。ゆえに、これらの開口及び穿孔は、ノイズ減衰を向上させる追加的な自由度を提供する。
【００５８】
複数のＳＰＦ／ＤＢ構造体からナセル内部壁を形成する方法を示す、図１０を参照する。ブロック１０１０において、複数のＳＰＦ／ＤＢ構造体が成形される。ブロック１０２０において、ＳＰＦ／ＤＢ構造体は、結合されて（溶着される、固定される等）、内部壁の完全な断面を形成する。結合された構造体の長さは、エンジンコアをカバーしうるか、又は、エンジンコアを超えて延在しうる。
【００５９】
本書のＳＰＦ／ＤＢ構造体は、エンジンナセルに限定されない。他の航空宇宙応用は、ジェットエンジンのノズルプラグ及び予備動力源（Ａｕｘｉｌｉａｒｙ  Ｐｏｗｅｒ  Ｕｎｉｔ）の尾管を含むが、それらだけに限定されるわけではない。
【００６０】
本書のＳＰＦ／ＤＢ構造体は、航空宇宙応用に限定されない。例えば、ＳＰＦ／ＤＢ構造体は、自動車、列車、トラック、高性能排気のオートバイ、レーシングカー、ボート、船舶、発電タービン、ロケットエンジンノズルのための、熱シールド及びノイズ減衰器として使用されうる。面シートにおける開口は概して、減衰されるべき音の主たる発生源に向けて配向される。
【図１】
2016532045.tif 000003
【図３】
2016532045.tif 000004
【図４】
2016532045.tif 000005
【図５】
2016532045.tif 000006
【図６】
2016532045.tif 000007
【図７】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図２】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月13日(2016.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノリス型の超塑性成形／拡散接合サンドイッチ構造体であって、第１の面シート（３２０）と第２の面シート（３１０）との間に挟持されたコア（３３０）を備え、前記コアは複数のセル（３３２）を含み、前記第１の面シート（３２０）は、ノイズ及び空気が前記セル（３３２）内に入ることを可能にするための複数の開口（３２２）を有する、構造体。
【請求項２】
前記第２の面シート（３１０）は、タービンジェットエンジン（１１０）のコア（１２２）側に配置される、請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
前記コア（３３０）は、前記第１の面シート（３２０）と前記第２の面シート（３１０）との間の有孔隔壁（３３４）、前記隔壁（３３４）と前記第２の面シート（３１０）との間の第１の複数のセル（３３２）、及び、前記隔壁（３３４）と前記第１の面シート（３２０）との間の第２の複数のセル（３３２）を含む、請求項１または２に記載の構造体。
【請求項４】
有孔隔壁（３３４）は、複数の周波数におけるノイズ減衰のための追加的な自由度を提供するために、前記第１の面シート（３２０）又は前記第２の面シート（３１０）の方向にずれている、請求項１から３のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項５】
前記複数のセル（３３２）はピラミッド型である、請求項１から４のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項６】
前記モノリス型超塑性成形／拡散接合サンドイッチ構造体はエンジンナセル（１４０）の内部壁（１３２）として構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項７】
前記第２の面シート（３１０）は、前記第１の面シート（３２０）よりも良好な耐熱性を有する材料で作製される、請求項１から６のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項８】
前記コア（３３０）は複数のセル（３３２）を含み、前記セル（３３２）と前記第１の面シート（３２０）における前記複数の開口（３２２）とがノイズ減衰共振器を形成する、請求項１から７のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項９】
前記第１の面シート（３２０）及び前記第２の面シート（３１０）は、前記面シート（３１０及び３２０）におけるマークオフを低減するために、前記コア（３３０）の形成に使用される材料と比較して減じられた超塑性特性を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の構造体。
【請求項１０】
前記複数のセル（３３２）の壁は、ノイズ減衰のための２つの追加的な自由度を提供するために穿孔されている、請求項１から９のいずれか一項に記載の構造体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
複数のＳＰＦ／ＤＢ構造体からナセル内部壁を形成する方法を示す、図１０を参照する。ブロック１０１０において、複数のＳＰＦ／ＤＢ構造体が成形される。ブロック１０２０において、ＳＰＦ／ＤＢ構造体は、結合されて（溶着される、固定される等）、内部壁の完全な断面を形成する。結合された構造体の長さは、エンジンコアをカバーしうるか、又は、エンジンコアを超えて延在しうる。
さらに、本開示は、次の条項による実施形態を含んでいる。
（条項１）
タービンジェットエンジンと、
前記エンジンのコアに接触した高温側の面シートおよびノイズ減衰開口を有する低温側の面シートを有するＳＰＦ／ＤＢ内部壁を含むエンジンナセルと、を備える推進システム。
（条項２）
前記エンジンは、タービンエンジンである、条項１のシステム。
（条項３）
前記高温側の面シートは、低温側の面シートより良い耐熱性を有する材料により作製される、条項１のシステム。
（条項４）
前記内部壁は、湾曲を有する、条項１のシステム。
（条項５）
前記内部壁は、結合された複数のモノリス型ＳＰＦ／ＤＢ構造体を含む、条項１のシステム。
（条項６）
前記内部壁は、前記面シートの間のサンドイッチコアをさらに有し、前記ノイズ減衰開口は、空気がコアに流入することを可能にするように配置される、条項１のシステム。
（条項７）
前記コアは、複数のセルを含み、前記セルと前記面シートの前記開口はノイズ減衰共振器を形成する、条項６のシステム。
（条項８）
前記高温側の面シートと前記低温側の面シートは、前記面シートにおけるマークオフを低減するために、前記コアの形成に使用される材料と比較して低減された超塑性特性を有する、条項６のシステム。
（条項９）
前記コアは、前記高温側の面シートと前記低温側の面シートとの間の有孔隔壁と、前記隔壁と前記高温側の面シートの間の第１の複数のセルと、前記隔壁と前記低温側の間の第２の複数のセルと、を含む、条項６のシステム。
（条項１０）
前記隔壁は、複数の周波数におけるノイズ減衰のための追加的な自由度を提供するために、前記面シートに対してずれている、条項９のシステム。
（条項１１）
前記セルは、ピラミッド型である、条項９のシステム。
（条項１２）
ノイズ減衰のための２つの追加的な自由度を提供するために、前記セルの壁は、穿孔されている、条項１１のシステム。
（条項１３）
内部壁を形成し、ノイズを抑制するように構成された複数の開口を有する面シートを含む、ＳＰＦ／ＤＢサンドイッチ構造体を備えるファンダクト。
（条項１４）
条項１３のダクトを備えたエンジンナセル。
（条項１５）
第１および第２の面シートの間にサンドイッチされたコアを備え、前記コアは、複数のセルを含み、前記第１の面シートは、ノイズおよび空気が前記セルに流入することを可能にする複数の開口を有する、モノリス型ＳＰＦ／ＤＢサンドイッチ構造体。
（条項１６）
前記コアは、有孔隔壁を含む、条項１５の構造体。
（条項１７）
前記隔壁は、前記面シートの一つに向けてずれている、条項１６の構造体。
（条項１８）
前記セルは、ピラミッド型である、条項１５の構造体。
（条項１９）
前記サンドイッチ構造体は、エンジンナセル内部壁として構成されている、条項１５の構造体。
（条項２０）
前記サンドイッチ構造体は、プラグノズルとして構成されている、条項１５の構造体。
【国際調査報告】
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