宇宙航空研究開発機構研究開発資料

JAXA Ｒesearch and Development Memorandum

YJ69 ターボジェットエンジンの屋外騒音試験

石井 達哉, 生沼 秀司, 長井 健一郎, 武田 克已  

宇宙航空研究開発機構研究開発資料

2009年2月

JAXA-RM-08-012宇宙航空研究開発機構研究開発資料

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ABSTRACT

Outdoor noise test of a jet engine is useful for noise reduction research because it provides an opportunity to demonstrate elemental technologies on severer and more practical conditions. The Clean Engine Project of JAXA (Japan Aerospace Exploraration Agency) focusing upon environmental factor such as NOx, CO2 and Noise emitted from future jet engines, has implemented noise reduction study by both computational approach and experimental one. In the experimantal sector, noise from jet, fan and so on is investigated with an engine demonstrator in outdoor environment as well as a scaled model in the anechoic facility. With the engine demonstrator, the YJ69 turbo-jet engine, we began fundamental measurement of noise level.

Noise reduction study of mechanical devices for jet noise is undegoing. This report reviews facility, test sites and test setup in the past tests.

Keywords: Jet Engine, Outdoor Noise Test, Jet Noise, Fan Noise, Noise Reduction, Clean Engine Project

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播に与える影響を考慮すると、風速への配慮は必要であ る。幸いなことに、現状ではエンジン始動条件に風速制 限が含まれるために、風速の影響は抑制される結果とな っている。

海岸に立地する他の留意点は塩と粉塵である。マイク ロホンカートリッジのダイヤフラム面に付着物が形成さ れると、音響データへの影響のみならず、センサの劣化 に繋がる。試験間隔が長くなると見込まれる場合には、

ダイヤフラム面を含むマイクロホンカートリッジ部分を ビニール等で養生するか、又はマイクロホンカートリッ ジを一時的に収容する必要が生じる。マイクロホンカー トリッジの他にも、ケーブルコネクタ、プリアンプ等の 機材の養生が必要であるし、全ての機材について使用後 の洗浄・乾燥は欠かせない。なお、水噴射試験の際には、

防水コーティングされ、かつ音響透過性に優れた専用グ リッドをマイクロホンカートリッジに被せている。

3.3. 屋内運転試験場

いわゆるテストセルと呼ばれる屋内運転設備は、調布 航空宇宙センター航空推進 6 号館に存在する。前述の

FJR710 エンジンのテストセルとして使用されていたも

のを改修して使用してきた。当該テストセルは吸気消音 器及び排気消音塔で外部と連通している。床を除くセル 内壁には吸音処理が施されているが、これはセル内を無 響状態とするためのものではなく、遮音のための補助的 な処理とされている。従って、セル内の騒音試験は、相 対的音圧レベルや周波数特性の把握といった予備的なも のに止まる。現在、新たに導入されるターボファンエン ジンのテストセルとするための改修工事が完了した段階 であって、今後は YJ69 エンジンの屋内試験は予定され ていない。

図 12-1 ．風向風速測定例（運転無含む）

図 12-2．暗騒音波形例（S169：2.7m/s）

図 12-3．暗騒音例（θ=30°）

図 12-4 ．暗騒音例（θ =130 °）

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図 16-1 は、各マイクロホンの騒音計測値のオーバーオ ール値を補間してその指向性を予測した上で、距離減衰 を適用してエンジン周囲のオーバーオールレベル分布を 予測した結果である。図中左がエンジン吸入側（陸側）、

右がエンジン排気側（海側）を示し、上半分が 90%レイ ティング、下半分が 50% レイティング（アイドル条件）

それぞれの結果を表す。オーバーオール値では、エンジ ン排気側（海側）の高音圧域が存在する傾向を示してい る。

図 16-2 には、 90% レイティングにおけるエンジン吸入 側（試験場陸側）から 30 度方向での 1/3 オクターブバン ド周波数特性を示す。エンジン吸入側（陸側）の放射音 は、広帯域音ではなく、特定の周波数成分が突出してお り、これがオーバーオールレベルを支配する。これは、

図 4 に示すごとくエンジン回転数×翼枚数に相当する特 定の周波数（翼通過周波数）の音が原因である。これに 対して、エンジン排気側（海側）の計測点では、図 16-3 に示されるようにジェット騒音が支配的であって、広帯 域周波数成分がオーバーオールレベルの形成に寄与して いる。その結果、 90 ％レイティングでは、吸入側に比べ てオーバーオールレベルに 10dB 以上の増加をもたらし ている。

ここで、実測データに基づいて、エンジン運転試験時 の試験場近隣の騒音影響を簡易予測する。使用した排気 ノズルは円形ノズル（ Conical ノズル）、回転数は最大 90%

までとし、高所架台のデータを用いる。試験場周辺の騒 音影響検討のため、まず音源のパワーレベルを決める。

半径 15m 地点のオーバーオール実測値 110(dBA) に距離 減衰の補正を行って、 142(dBA) と推定する。オーバーオ ール実測値には指向性（図 16-1～-3）に基づき、ジェッ ト騒音は主の陸側への寄与は極めて少ないと仮定する。

この仮定は、先の大樹町のエンジン前方 1km 地点 (N-3) の実測値との整合性からも裏付けられる。

遠方の計測点との間の距離減衰に加えて、長距離伝播 の他の要因は、

i) 大気による吸収減衰 Δ

_air

ii)地表面性状による吸収減衰 Δ

_ground

iii) 地表面形状による障壁等減衰 Δ

_wall

iv)気象影響による減衰 Δ

_weather

が考えられる。遠方の測定点のオーバーオールレベルに 上記要因を加えると、

R S

R

L R

L = − 20 log( ) − 10 log( 2 π ) − Δ

weather wall

ground air

R

= Δ + Δ + Δ + Δ

Δ

となる。

図 16-1.オーバーオールレベル予測

図 16-2. 前方側周波数特性例（ R=15m ）

図 16-3. 後方側周波数特性例（ R=15m ）