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音響試験設備及びこれに用いられるジェットノズル

国内特許コード P04A006932
整理番号 K0000950
掲載日 2005年3月18日
出願番号 特願2001-252744
公開番号 特開2003-066970
登録番号 特許第3603088号
出願日 平成13年8月23日(2001.8.23)
公開日 平成15年3月5日(2003.3.5)
登録日 平成16年10月8日(2004.10.8)
発明者
  • 三枝 博
  • 上田 匡
出願人
  • 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
  • 川崎重工業株式会社
発明の名称 音響試験設備及びこれに用いられるジェットノズル
発明の概要 【課題】 音響試験設備において、音響変換器でカバーできない高周波数域の音を、大パワーでしかも自動制御して発生させることができるように改善した音響試験設備及びこれに用いられるジェットノズルを提供する。
【解決手段】 拡散音場が作られ供試体2が置かれる反響室1と、反響室1に高周波成分の音圧スペクトルを発生させる音響変換器4と、音響変換器4に圧縮空気を供給する空気圧発生装置5と、反響室1に噴出する圧縮空気流量を制御して反響室内1に発生させる高周波成分の音圧スペクトルを制御する音響制御装置9とより成る音響試験設備において、空気圧発生装置5から音響変換器4に供給される圧縮空気を分岐路にて分岐して反響室内1にジェット流として噴出させる高圧空気噴出装置19を設けると共に、高圧空気噴出装置19への圧縮空気の分岐路の途中に音響制御装置9の計算機10からの制御信号により開度が制御される調圧弁20を設ける。
従来技術、競合技術の概要


例えば、ロケットの打ち上げや飛しょう時には、エンジンや機体の周囲から強音響が発生し、搭載されている人工衛星などに影響を与える。そこで、予め地上で、実際に近い音響環境を作り出し、人工衛星などが音響に耐えられるか、どんな振動が起きるかを調べる為に、音響試験設備が使用される。



音響試験設備の概要を図14によって説明すると、1は拡散音場が作られ人工衛星などの供試体2が置かれる反響室で、この反響室1内に供試体2を載置したり、棟内移動する搬入台車3が配されている。4は反響室1内に高周波成分の音圧スペクトルを発生させる音響変換器、5は音響変換器4へ圧縮空気供給路6を通して圧縮空気を供給する空気圧発生装置で、電動機7とそれにより駆動される圧縮機8とから成る。9は反響室1内の音圧スペクトルレベルを制御する音響制御装置で、計算機10とそれにより制御される信号発生器11とから成り、反響室1内に設置したマイクロフォン12から音圧信号を計算機10に取り入れ、この音圧信号に基いて信号発生器11を制御して信号を発生させ、この信号を増幅器13で増幅して音響変換器4へ駆動信号として送り、音響変換器4の空気室14からホーン15へ噴出する圧縮空気流量を制御し、反響室1内に発生させる高周波成分の音圧スペクトルを制御するようになっている。



前記空気室14からホーン15へ噴出する圧縮空気流量を制御する音響変換器4は、図15に示すようにホーン15の基端に固定スリット16が設けられ、この固定スリット16に対向して空気室14内に可動スリット17が上下動可能に設けられ、前記増幅器13からの駆動信号としての電気信号により可動スリット17が上下動せしめられ、固定スリット16の開口面積を変化させ、そのスリット16から圧縮空気を噴出し、音響を発生させるものである。図16は、tで電気信号V=Vの時、可動スリット17が最大限上昇して固定スリット16と一致し、固定スリット16が全開して圧縮空気流量が最大限となった状態を示す。図17は、tで電気信号V=V=0の時、可動スリット17が下降し、固定スリット16が半分閉じられて圧縮空気流量が半減した状態を示す。図18は、tで電気信号V=Vの時、可動スリット17が最大限下降し、固定スリットが16が全閉せしめられて圧縮空気流量が僅かな漏洩だけとなった状態を示す。



ところで、前記音響試験設備の音源として使用されている音響変換器4で制御できる高周波数域は最大1.25KHzであり、音響試験で必要とする10KHzまでの周波数成分は、1.25KHzまでの高周波として発生する音の成り行きに任せるしかなく、高周波数域の音響スペクトルに対しては目標音圧スペクトルレベルの許容範囲を広げて試験を実施していた。従って、10KHzまでの周波数成分を発生させる必要がある音響試験の精度は良好とは言えなかった。

産業上の利用分野


本発明は、航空機、ロケット等の音響試験設備及びこれに用いられるジェットノズルに関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】拡散音場が作られ供試体が置かれる反響室と、該反響室に高周波成分の音圧スペクトルを発生させる音響変換器と、該音響変換器に圧縮空気を供給する空気圧発生装置と、反響室の音圧を計算機に取り入れこれに基いて信号発生器を制御して信号を発生させ、この信号を増幅して前記音響変換器に駆動信号として送り、反響室に噴出する圧縮空気流量を制御して反響室内に発生させる高周波成分の音圧スペクトルを制御する音響制御装置とより成る音響試験設備において、前記空気発生装置から音響変換器に供給される圧縮空気を分岐路にて分岐して反響室内にジェット流として噴出させる高圧空気噴出装置を設けると共に、該高圧空気噴出装置への圧縮空気の分岐路の途中に前記音響制御装置の計算機からの制御信号により開度が制御される調圧弁を設けて成ることを特徴とする音響試験設備。
【請求項2】請求項1記載の音響試験設備における高圧空気噴出装置に用いられるものであって、反響室内にあって圧縮空気が供給される分岐路の先端に設けられ、圧縮空気を反響室内に噴出する直前に絞り込むように構成されていることを特徴とするジェットノズル。
【請求項3】請求項2記載のジェットノズルが、クランク型に2段に曲げられていることを特徴とするジェットノズル。
【請求項4】請求項2記載のジェットノズルが、L型に曲げられ、先端開口近傍の内側にスポイラーが設けられているものであることを特徴とするジェットノズル。
【請求項5】請求項2記載のジェットノズルが、一方に先細のノズル本体を配し、これに対向して他方に制止板を配して噴出するジェット流の障害となるようにしたものであることを特徴とするジェットノズル。
【請求項6】請求項2記載のジェットノズルが、相対向して先細のノズル本体を装着して噴出するジェット流を衝突させるようにしたものであることを特徴とするジェットノズル。
【請求項7】請求項5または6に記載のジェットノズルにおいて、先細のノズル本体が、口径が変えられるように、及び対向するものとの間隔が変えられるように各種サイズのものが用意されていることを特徴とするジェットノズル。
【請求項8】請求項3記載のジェットノズルにおいて、ノズル出口の断面積が、ノズル出口付近に設けられアクチュエータにより動作するシャッタで変更可能になされていることを特徴とするジェットノズル。
【請求項9】請求項4記載のジェットノズルにおいて、ノズル出口の断面積が、スポイラーと背中合せに設けられアクチュエータにより動作するシャッタで変更可能になされていることを特徴とするジェットノズル。
【請求項10】請求項5又は6記載のジェットノズルにおいて、ノズル本体の出口の断面積が、ノズル本体出口付近に設けられアクチュエータにより動作するシャッタで変更可能になされていることを特徴とするジェットノズル。
【請求項11】請求項5又は6のいずれかに記載のジェットノズルにおいて、先細のノズル本体がスライド可能になされ、この先細のノズル本体がアクチュエータにより進退せしめられ対向するものとの間隔が変更可能になされていることを特徴とするジェットノズル。
【請求項12】請求項11記載のジェットノズルにおいて、ノズル本体の先端部にスライド可能に接続されたパイプの先細出口の断面積が、アクチュエータにより動作するシャッタで変更可能になされていることを特徴とするジェットノズル。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2001252744thum.jpg
出願権利状態 登録
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