Акустическая панель
Изобретение относится к акустике. Акустическая панель для летательного аппарата содержит звукопоглощающий лист, множество полостей, звукопоглощающий лист имеет первую поверхность, вторую поверхность напротив первой поверхности и торцевую поверхность, соединяющую первую и вторую поверхности, первый лист проходит, по меньшей мере, поверх участка первой поверхности и поверх торцевой поверхности, а второй лист проходит поверх второй поверхности и торцевой поверхности, при этом первый и второй листы соединяются так, что сила растяжения может передаваться между ними. При этом панель является изогнутой, так что первая поверхность является радиально внешней поверхностью, а вторая поверхность является радиально внутренней поверхностью, причем торцевая поверхность имеет кольцевую или дугообразную форму, и при этом первый участок листа и второй участок листа формируют единый непрерывный лист. Технический результат - уменьшение вероятности расслоения звукопоглощающего листа, имеющего два слоя, разделенных перегородкой, и, как следствие, повышение надежности конструкции. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится к акустической панели и обечайке воздухозаборника, включающей в себя такую акустическую панель.
Уровень техники
Существует желание изолировать звуки в одном отсеке летательного аппарата от других отсеков летательного аппарата и/или внешней стороны летательного аппарата. Это является особенно важным для гондолы летательного аппарата, где шум, создаваемый двигателем и воздушным потоком на впуске в двигатель, должен сдерживаться или быть ослаблен для того, чтобы избегать чрезмерного шумового загрязнения.
Существующие акустические панели часто подразумевают звукопоглощающий лист, расположенный между двумя листами, внутренним и внешним листом, при этом один из этих листов имеет отверстия, чтобы предоставлять возможность звуку поступать в замкнутую панель, но эта компоновка часто ведет к трудности в уплотнении акустической панели по отношению к соседним панелям, вследствие абразивной природы звукопоглощающих листов. Дополнительно, если звукопоглощающий лист, имеющий более одного слоя, должен быть использован, может быть полезным прочно удерживать множество слоев звукопоглощающего листа вместе.
Настоящее изобретение может улучшать возможность изготовления и надежность.
Сущность изобретения
Первый аспект изобретения предоставляет акустическую панель для летательного аппарата, содержащую: звукопоглощающий лист, содержащий множество полостей, звукопоглощающий лист имеет первую поверхность, вторую поверхность, противоположную первой поверхности, и торцевую поверхность, соединяющую первую и вторую поверхности, первый лист проходит, по меньшей мере, поверх участка первой поверхности и поверх торцевой поверхности, а второй лист проходит поверх второй поверхности и торцевой поверхности, при этом первый и второй листы соединяются так, что сила растяжения может передаваться между ними.
С такой компоновкой компоновка для соединения первого и второго листов предоставляет возможность удерживать звукопоглощающий лист в сжатии, и, таким образом, шанс отделения звукопоглощающего листа или другого повреждения звукопоглощающего листа вследствие растягивающих напряжений, формируемых в нем, уменьшается.
Первый и второй листы могут предотвращать растяжение звукопоглощающего листа в направлении толщины звукопоглощающего листа. Первая и вторая поверхности звукопоглощающего листа могут, таким образом, быть предохранены от дальнейшего отдаления друг от друга.
Дополнительно, при наличии участка листа, проходящего поверх края звукопоглощающего листа, существует перспектива улучшенного уплотнения между акустической панелью и соседней панелью, деталью или компонентом.
Звукопоглощающий лист может содержать два слоя звукопоглощающих листов, каждый содержит множество полостей, два звукопоглощающих листа отделяются перегородкой. Предусматривая два отдельных слоя звукопоглощающих листов, акустическая панель может поглощать звук в большем диапазоне частот и может, тем самым, обеспечивать улучшенную звукоизоляцию.
Звукопоглощающие листы могут быть ячеистыми листами, такими как сотовые листы, или в случае единственного листа, единственный звукопоглощающий лист может быть ячеистым листом, таким как сотовый лист. Посредством использования ячеистого листа отдельные ячейки могут действовать в качестве резонаторов Гельмгольца и, тем самым, поглощать звук на отдельных частотах.
Первый лист и второй лист могут формировать единый непрерывный лист. Посредством использования единого листа, чтобы покрывать участки первой и второй поверхностей звукопоглощающего листа и торцевую поверхность звукопоглощающего листа, единообразная сила растяжения может быть приложена к листу, так что звукопоглощающий лист имеет единообразное сжимающее напряжение. Может также быть предоставлена более простая общая компоновка, улучшающая использование производства.
Акустическая панель может дополнительно содержать третий лист, отдельный или дискретный от первого и второго листов, проходящий поверх участка первой поверхности звукопоглощающего листа и поверх участка первого листа, участок первого листа проходит поверх, по меньшей мере, участка первой поверхности звукопоглощающего листа. Посредством использования третьего листа акустическая панель может быть более легко произведена, и единственный непрерывный лист может иметь C-образную форму, в которую звукопоглощающий лист может проскальзывать, и третий лист может быть наложен на звукопоглощающий лист и участок единого непрерывного листа, проходящий поверх первой поверхности звукопоглощающего листа. Вообще, это может предоставлять более легко изготавливаемую акустическую панель, поскольку звукопоглощающий лист может более легко проскальзывать на место.
Первый лист и второй лист могут перекрываться на торцевой поверхности звукопоглощающего листа. Эта компоновка предоставляет альтернативный возможный способ изготовления, в котором первый и второй листы могут быть применены к звукопоглощающему листу в одно и то же время, означая, что звукопоглощающий лист не должен скользить поверх листа.
Первый и/или второй листы могут содержать смотровое отверстие, через которое торцевая поверхность звукопоглощающего листа является видимой. Предоставление смотрового отверстия может предоставлять возможность человеку, изготавливающему акустическую панель, гарантировать, что звукопоглощающий лист правильно размещается, и может предоставлять возможность осмотра звукопоглощающего листа для обнаружения повреждения.
Акустическая панель может дополнительно содержать уплотнение или другую закрывающую деталь, присоединенную к первому и/или второму листу, когда соответствующий лист проходит поверх торцевой поверхности звукопоглощающего листа, уплотнение выполняется с возможностью прилегать к соседней панели. Посредством присоединения уплотнения непосредственно к листу, проходящему поверх торцевой поверхности, целесообразные и неабразивные качества листа на торцевой поверхности могут быть полностью использованы, как противоположность присоединению уплотнения к соседней панели.
Панель может быть изогнута, так что первая поверхность является радиально внешней поверхностью, а вторая поверхность является радиально внутренней поверхностью, торцевая поверхность имеет кольцевую или дугообразную форму. Это может улучшать пригодность акустической панели для использования на гондоле летательного аппарата или фюзеляже, следуя естественной форме этих частей.
Второй лист может быть воздухопроницаемым в месте, где он проходит поверх второй поверхности. Это может улучшать функцию звукопоглощающего листа, в частности, когда существуют открытые ячейки в звукопоглощающем листе, выполненные с возможностью действовать в качестве резонаторов Гельмгольца.
Торцевая поверхность листа может быть по существу ортогональной первой и второй поверхностям. Это может предоставлять возможность более легкой подгонки листа к существующим соседним панелям.
Панель может быть подходящей для использования в обечайке воздухозаборника гондолы летательного аппарата или другой конструкции летательного аппарата, где требуется ослабление шума, такой как фюзеляж.
Первый, второй и третий листы могут быть композитными листами или могут быть металлическими, например, алюминиевыми.
Согласно второму аспекту изобретения, предоставляется обечайка воздухозаборника для гондолы летательного аппарата, содержащая акустическую панель согласно первому аспекту изобретения.
Такая обечайка воздухозаборника может иметь улучшенную звукоизоляцию и может иметь акустические панели, менее подверженные износу или повреждению.
Торцевая поверхность звукопоглощающего листа может быть размещена в хвостовой части обечайки воздухозаборника. Это может предоставлять возможность подгонки акустической панели в существующие формы гондол летательных аппаратов.
Обечайка воздухозаборника может дополнительно содержать уплотнение, выполненное с возможностью прилегать к акустической панели в хвостовой части панели.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления изобретения будут теперь описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 показывает обечайку воздухозаборника;
Фиг. 2 показывает поперечное сечение акустической панели согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 3 показывает поперечное сечение акустической панели на фиг. 1, размещенной в гондоле летательного аппарата;
Фиг. 4 показывает второй вариант осуществления акустической панели согласно изобретению;
Фиг. 5 показывает поперечное сечение третьего варианта осуществления панели летательного аппарата согласно изобретению; и
Фиг. 6a, 6b и 6c показывают последовательные этапы в изготовлении акустической панели согласно вариантам осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 показывает гондолу 10 летательного аппарата, внешний вид гондолы формируется из трех основных частей: воздухозаборника 12, кожуха 14 винта и реверсора 16 тяги. Целью воздухозаборника 12, который может называться обечайкой воздухозаборника, является направление воздушного потока внутрь винта и внутрь двигателя и создание аэродинамически гладкой поверхности для воздушного потока поверх внешней стороны гондолы 10 летательного аппарата. Воздушный поток внутрь обечайки 12 воздухозаборника создает значительное количество шума, и, таким образом, обечайка 12 воздухозаборника должна функционировать, чтобы ослаблять шум и предотвращать чрезмерное шумовое загрязнение снаружи летательного аппарата.
Фиг. 2 показывает поперечное сечение варианта осуществления акустической панели 100 для использования в обечайке воздухозаборника. Акустическая панель 100 имеет звукопоглощающий лист 102, который может быть сотовым листом или другим материалом низкой плотности, таким как ячеистый пеноматериал или губка. Звукопоглощающий лист 102 имеет три поверхности, показанные на фиг. 2, верхнюю, первую поверхность 102a, нижнюю, вторую поверхность 102b и торцевую поверхность 102c.
Слой 104 композитного материала (см. фиг. 2), который может называться также листом, проходит поверх участка первой поверхности 102a, участка второй поверхности 102b и поверх торцевой поверхности 102c. Лист 104, следовательно, формирует C-образную форму и покрывает, по меньшей мере, участок всех трех вышеперечисленных поверхностей звукопоглощающего листа 102.
Лист 104 может считаться содержащим три участка, первый участок 104a, проходящий поверх, по меньшей мере, участка первой поверхности 102a, второй участок 104b, проходящий поверх, по меньшей мере, участка второй поверхности 102b, и третий участок 104c, проходящий поверх торцевой поверхности 102c. Каждый соответствующий участок 104a, 104b, 104c листа 104 может лежать поверх и прилегать к соответствующей поверхности 102a, 102b, 102c звукопоглощающего листа 102. Лист 104 может быть присоединен к звукопоглощающему листу 102 по всей своей длине посредством клея или может быть присоединен поверх только участка своей длины.
Дополнительный лист 108 проходит поверх верхней, первой поверхности звукопоглощающего листа 102 и перекрывает, по меньшей мере, первый участок 104a листа 104. Дополнительный лист 108 может называться ступенчатым или коленчатым листом. В контексте гондолы, поверхность акустической панели 100, сформированной из первого участка 104a листа 104 и, необязательно, дополнительного листа 108, может быть радиально внешней поверхностью, а вторая поверхность акустической панели 100, противоположная первой поверхности, вторая поверхность акустической панели 100 формируется из второго участка 104b листа 104, может быть радиально внутренней поверхностью.
Второй участок 104b листа 104, или, по меньшей мере, участок второго участка 104b, может содержать перфорационные отверстия или другие вентиляционные отверстия 106 для предоставления возможности жидкостного сообщения между внутренней стороной гондолы и звукопоглощающим листом 102. В случае, когда звукопоглощающий лист формируется из сотового материала, ячейки сот могут быть выровнены так, что они являются открытыми для второй поверхности акустической панели 100. Вентиляционные отверстия 106 могут предоставлять возможность ячейкам сот функционировать в качестве резонаторов Гельмгольца.
Акустическая панель 100 также содержит уплотнение 110, приклеенное к листу 104, когда лист перекрывает торцевую поверхность 102c звукопоглощающего листа 102. Уплотнение может необязательно быть P-образным уплотнением, но может быть другой формой или другим типом закрывающей детали.
Лист 104 может рассматриваться как первый и второй лист, которые могут формировать непрерывный лист, и дополнительно, коленчатый, лист 108 может рассматриваться в качестве третьего листа.
Когда лист 104 рассматривается в качестве первого листа и второго листа, первый и второй лист могут рассматриваться как проходящие поверх участка торцевой поверхности звукопоглощающего листа, и единый непрерывный лист может рассматриваться как два листа, которые соединяются таким образом, что сила растяжения может передаваться между двумя листами. Альтернативно, два листа могут быть склеены вместе или иметь чередующиеся слои, которые соединяются таким образом, что сила растяжения может передаваться между ними.
Фиг. 3 показывает акустическую панель 100, подогнанную к кожуху 200 винта через фланец 114, имеющий болтовое отверстие 116, для прикрепления болтом акустической панели 100 к соответствующему фланцу 214 кожуха 200 винта. Кожух 200 винта может иметь соответствующую панель 216 кожуха винта.
Звукопоглощающий лист 102 на фиг. 3 имеет два сотовых участка: первый сотовый участок 121 и второй сотовый участок 122, разделенные перегородкой 103. Перегородка 103 может быть воздухопроницаемой. Звукопоглощающий лист 102, имеющий два сотовых участка, разделенных перегородкой, может называться листом с 2 степенями свободы, поскольку два различных сотовых участка могут иметь одинаковые или различные размеры ячеек сот и, тем самым, могут поглощать звуки на различных частотах.
Звукопоглощающие листы с 2 степенями свободы могут извлекать выгоду из предоставления листа, проходящего вокруг звукопоглощающего листа, поскольку он может предохранять звукопоглощающий лист от подвергания воздействию сил растяжения в направлении по толщине, т.е., от первой поверхности 102a ко второй поверхности 102b. Это может улучшать надежность акустической панели 100 посредством удерживания отдельных слоев звукопоглощающего листа прочно вместе.
На фиг. 3 может также быть видно, что уплотнение 110 по существу уплотняет зазор между акустической панелью 100 и панелью 216 кожуха винта.
Фиг. 4 показывает альтернативный вариант осуществления для акустической панели 100. В этом варианте осуществления существуют два перекрывающихся листа на торцевой поверхности 102c звукопоглощающего листа 102. Этот вариант осуществления имеет первый лист 104, который проходит поверх первой поверхности 102a и поверх, по меньшей мере, участка торцевой поверхности 102c, второй лист 105, который проходит поверх второй поверхности 102b и поверх, по меньшей мере, участка торцевой поверхности 102c, перекрывающий первый лист 104 в области, где первый лист 104 проходит поверх торцевой поверхности 102c. Первый и второй листы 104, 105 могут быть совместно вулканизированы или могут быть склеены вместе таким образом, чтобы переносить растягивающую нагрузку между собой.
Альтернативно, первый лист 104 может перекрывать второй лист 105, так что второй лист 105 находится между первым листом 104 и торцевой поверхностью 102c, и акустическая панель может все еще быть изготовлена и функционировать по существу таким же образом.
Фиг. 5 показывает дополнительный альтернативный вариант осуществления, в котором отдельные слои 115 первого и второго листов 104, 105, которые являются композитными листами, могут чередоваться на торцевой поверхности 102c акустического листа 102. Первый и второй листы 10, 105 могут, таким образом, быть соединены для того, чтобы переносить растягивающую нагрузку между собой.
Фиг. 6a показывает звукопоглощающий лист 102, проскальзывающий на место, в направлении, указанном стрелкой A, так что торцевая поверхность 102c может прилегать и состыковываться с третьим участком 104c листа 104. C-образная форма, сформированная посредством первого, второго и третьего участков 104a, 104b, 104c листа 104, показана и сформирована, чтобы плотно состыковываться с соответствующими первой, второй и торцевой поверхностями 102a, 102b, 102c звукопоглощающего листа 102, соответственно.
Лист 104 имеет смотровые отверстия 120, размещенные так, что производитель может наблюдать, правильно ли звукопоглощающий лист 102 посажен в лист 104, и/или специалист по техническому обслуживанию может производить осмотр, подвергся ли звукопоглощающий лист 102 повреждению во время эксплуатации. Смотровые отверстия 120 могут быть выровнены с перегородкой 103, так что любое ухудшение или повреждение перегородки 103 или между слоями звукопоглощающего листа 102, такое как между первым и вторым сотовым участком 121, 122, может быть видно через смотровое отверстие 120.
В то время как смотровые отверстия 120 показаны только совместно с единым непрерывным листом 104, проходящим поверх торцевой поверхности 102c звукопоглощающего листа 102, будет понятно, что варианты осуществления на фиг. 4 и 5 могут также содержать смотровые отверстия, и что смотровые отверстия могут быть сформированы также посредством перекрывающихся или чередующихся листов.
Фиг. 6b показывает звукопоглощающий лист 102, вставленный на место и прилегающий к поверхности 102c. Смотровые отверстия 120 могут быть выстроены в этой позиции таким образом, что инженер может проверять прилегание звукопоглощающего листа 102 к листу 104.
Фиг. 6c показывает звукопоглощающий лист 102, подогнанный внутрь листа 104, после того как коленчатый лист 108 был приложен. Лист 104 и коленчатый лист 108 могут быть присоединены к звукопоглощающему листу 102 болтами или клеем.
Хотя изобретение было описано выше со ссылкой на один или более предпочтительных вариантов осуществления, будет понятно, что различные изменения или модификации могут быть выполнены без отступления от рамок изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения.
1. Изогнутая акустическая панель для летательного аппарата, содержащая:
звукопоглощающий лист, содержащий два слоя звукопоглощающих листов, каждый из которых содержит множество полостей, причем два звукопоглощающих листа отделены перегородкой, звукопоглощающий лист имеет первую поверхность, вторую поверхность, противоположную первой поверхности, и торцевую поверхность, соединяющую первую и вторую поверхности,
первый участок листа, проходящий поверх по меньшей мере участка первой поверхности и поверх по меньшей мере участка торцевой поверхности, и
второй участок листа, проходящий поверх по меньшей мере участка второй поверхности и по меньшей мере участка торцевой поверхности,
при этом первый и второй участки листа соединены так, что между ними может передаваться сила растяжения,
при этом панель является изогнутой, так что первая поверхность является радиально внешней поверхностью, а вторая поверхность является радиально внутренней поверхностью, причем торцевая поверхность имеет кольцевую или дугообразную форму, и
при этом первый участок листа и второй участок листа формируют единый непрерывный лист.
2. Акустическая панель по п. 1, при этом звукопоглощающий(ие) лист(ы) является/являются сотовым(и) листом(ами).
3. Акустическая панель по п. 1, дополнительно содержащая третий участок листа, отдельный от первого и второго участков листа, проходящий поверх участка радиально внешней поверхности звукопоглощающего листа и поверх участка первого участка листа, причем участок первого участка листа проходит по меньшей мере поверх участка радиально внешней поверхности звукопоглощающего листа.
4. Акустическая панель по любому предшествующему пункту, при этом первый и/или второй участки листа содержат смотровое отверстие, через которое является видимой торцевая поверхность звукопоглощающего листа.
5. Акустическая панель по любому предшествующему пункту, дополнительно содержащая уплотнение, присоединенное к первому и/или второму участку листа, где соответствующий участок листа проходит поверх торцевой поверхности звукопоглощающего листа, причем уплотнение выполнено с возможностью прилегания к соседней панели.
6. Акустическая панель по любому предшествующему пункту, при этом второй участок листа является воздухопроницаемым в местоположении, где он проходит поверх второй поверхности.
7. Акустическая панель по любому предшествующему пункту, при этом торцевая поверхность является по существу ортогональной радиально внутренней и радиально внешней поверхностям.
8. Акустическая панель по любому предшествующему пункту, при этом панель подходит для использования в обечайке воздухозаборника гондолы летательного аппарата.
9. Обечайка воздухозаборника для гондолы летательного аппарата, содержащая акустическую панель по любому предшествующему пункту.
10. Обечайка воздухозаборника по п. 9, при этом торцевая поверхность звукопоглощающего листа размещается в хвостовой части обечайки воздухозаборника.
11. Обечайка воздухозаборника по п. 9 или 10, дополнительно содержащая уплотнение, выполненное с возможностью прилегания к акустической панели в хвостовой части панели.
