[go: up one dir, main page]

RU2596960C2 - Акустическая структура с увеличенным диапазоном подавления - Google Patents

Акустическая структура с увеличенным диапазоном подавления Download PDF

Info

Publication number
RU2596960C2
RU2596960C2 RU2014149135/12A RU2014149135A RU2596960C2 RU 2596960 C2 RU2596960 C2 RU 2596960C2 RU 2014149135/12 A RU2014149135/12 A RU 2014149135/12A RU 2014149135 A RU2014149135 A RU 2014149135A RU 2596960 C2 RU2596960 C2 RU 2596960C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acoustic
cell
barrier
honeycomb structure
edge
Prior art date
Application number
RU2014149135/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014149135A (ru
Inventor
Эрл ЭЙЛЕ
Original Assignee
Хексел Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хексел Корпорейшн filed Critical Хексел Корпорейшн
Publication of RU2014149135A publication Critical patent/RU2014149135A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2596960C2 publication Critical patent/RU2596960C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D29/00Power-plant nacelles, fairings or cowlings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/10Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
    • B32B3/12Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4957Sound device making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Полоса частот или акустический диапазон гондолы или акустической структуры другого типа увеличен за счет акустического соединения ячеек сотовой структуры друг с другом для формирования пар акустических ячеек, которые имеют эффективную акустическую или резонаторную длину, до двух раз превышающую акустическую длину отдельной ячейки. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится по существу к акустическим структурам, которые применяются для ослабления шума, который исходит от конкретного источника. Более конкретно, настоящее изобретение направлено на создание относительно тонких акустических структур, способных ослаблять шум в широком диапазоне частот, включая относительно низкочастотный шум, такой как низкочастотный шум, генерируемый двигателями летательного аппарата.
2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Общепризнано, что лучшим способом устранения чрезмерного шума, генерируемого конкретным источником, является воздействие на шум около этого источника. Это обычно заключается в добавлении акустических демпфирующих устройств (акустической облицовки) на структуру, являющуюся источником шума. Одним особенно проблематичным источником шума является реактивный двигатель, применяемый на большинстве пассажирских летательных аппаратов. Акустическая облицовка обычно устанавливается на впускные и выпускные структуры двигателя и на гондолу. Такая акустическая облицовка содержит акустические резонаторы, которые содержат относительно тонкие акустические материл или решетку, имеющую миллионы отверстий, которые создают акустический импеданс для звуковой энергии, генерируемой двигателем.
В летательных и аэрокосмических аппаратах получили распространение сотовые структуры, поскольку такой материал является относительно прочным и легким. Для решения акустических задач, например, в гондолах двигателей к сотовой структуре добавляют акустический материал, чтобы ячейки сотовой структуры были акустически закрыты на том конце, который обращен от двигателя, и покрыты пористым покрытием на том конце, который обращен к двигателю. Такое закрывание ячеек сотовой структуры акустическим материалом создает акустический резонатор, который обеспечивает ослабление, демпфирование или подавление шума. Внутри ячеек сотовой структуры обычно расположены акустические мембраны для создания резонатора с дополнительными свойствами шумоподавления.
Основная проблема, стоящая перед инженерами-акустиками, заключается в том, чтобы создать гондолу как можно более легкой и в то же время обеспечивающей адекватное подавление или демпфирование звуковых частот во всем диапазоне шума, генерируемого реактивным двигателем. Эта базовая конструкторская задача осложняется тем, что в новых моделях больших реактивных двигателей появилась тенденция к возникновению дополнительного шума на низких частотах. В новых конструкциях двигателей проявилась тенденция использовать меньшее количество лопаток вентилятора, которые пропускают большее количество воздуха при меньших частотах вращения. Это приводит к созданию двигателем шума с пониженной частотой.
Конкретные частоты шума, которые демпфируются данной ячейкой сотовой структуры или резонатором, непосредственно связаны с глубиной ячейки. По существу, с уменьшением частоты шума глубину ячейки нужно увеличивать, чтобы обеспечить адекватное демпфирование или подавление. Относительно тонкие гондолы с глубиной ячейки 1 дюйм (25,4 мм) или меньше адекватно поглощают более высокие частотные диапазоны, генерируемые реактивным двигателем. Однако для поглощения более низких частот, которые генерируются новыми реактивными двигателями, нужна глубина акустической ячейки или резонатора порядка 2,5 дюйма (63,5 мм) или более.
Одним из подходов к решению проблемы поглощения шума реактивного двигателя более низкой частоты является просто создание гондолы с более глубокими ячейками. Однако это приводит к увеличению размера и веса гондолы, что противоречит стоящей перед конструктором цели создания как можно более тонкой и легкой гондолы. Кроме того, увеличение веса и размера гондолы для поглощения низкочастотного шума может быть неприемлемым, особенно для больших авиационных двигателей, где размер и вес являются основным конструктивным параметром.
В настоящее время существует необходимость в конструировании гондолы двигателя и других акустических структур, способных подавлять шум в более широком диапазоне без увеличения толщины акустической структуры гондолы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению было обнаружено, что диапазон частот или акустический диапазон гондолы или акустической структуры другого типа можно увеличить путем акустического соединения ячеек сотовой структуры друг с другом для образования пар акустических ячеек, которые имеют эффективную акустическую или резонаторную длину, вдвое превышающую акустическую длину любой одной отдельно взятой ячейки. Такое увеличение эффективной длины резонатора позволяет получить гондолу или акустическую структуру, способную поглощать шум относительно низкой частоты без увеличения толщины или веса гондолы.
Настоящее изобретение направлено на создание акустических структур в целом и гондол для двигателей летательных аппаратов в частности. Эти акустические структуры по настоящему изобретению содержат сотовую структуру, которая имеет первый край, ближайший к источнику шума, и второй край, удаленный от источника шума. Сотовая структура содержит множество первых акустических ячеек, где каждая из первых акустических ячеек имеет общую стенку со второй акустической ячейкой. Каждая из первых акустических ячеек заканчивается первым акустическим барьером, который расположен на втором краю ячейки сотовой структуры или рядом с ней. Вторые акустические ячейки акустические ячейки заканчиваются вторым акустическим барьером, который также расположен на втором краю ячейки сотовой структуры или рядом с ней.
Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что в общей стенке между первой и второй акустическими ячейками расположен акустический канал для акустического соединения ячеек друг с другом. Акустический канал расположен между первым краем сотовой структуры и первым и вторым акустическими барьерами. Третий акустический барьер расположен во второй акустической ячейке для акустического окончания второй акустической ячейки у первого края сотовой структуры или между первым краем сотовой структуры и акустическим каналом. Соединение акустических ячеек и акустические барьеры создают первую зону шумоподавления, которая включает первую акустическую ячейку, а также часть второй акустической ячейки, расположенную между вторым акустическим барьером и третьим акустическим барьером. В результате первая зона шумоподавления или резонатор имеет эффективную акустическую длину, которая может вдвое превышать глубину сотовой структуры.
Еще одним отличительным признаком настоящего изобретения является то, что расположение третьего акустического барьера между первым краем сотовой структуры и акустическим каналом образует вторую зону шумоподавления, которая имеет длину, равную расстоянию между третьим акустическим барьером и первым краем сотовой структуры. В результате вторая зона шумоподавления или резонатор имеет эффективную акустическую длину, которая меньше глубины сотовой структуры.
Можно получить большое разнообразие эффективных акустических длин для первой и второй зон шумоподавления, просто меняя расстояние между третьим акустическим барьером и первым краем сотовой структуры для данной пары акустических ячеек. Настоящее изобретение дает существенное преимущество по сравнению с известными акустическими сотовыми структурами, в которых все акустические ячейки имеют одинаковую эффективную длину и единственным способом удлинения ячеек является увеличение толщины сотовой структуры.
Акустическое соединение ячеек друг с другом по настоящему изобретению создает зоны шумоподавления, которые могут иметь эффективные акустические длины от части толщины сотовой структуры до удвоенной толщины сотовой структуры или более. Возможность формировать акустические ячейки с длиной, которая меньше или больше толщины сотовой структуры обеспечивает существенное расширение полосы или диапазона частот, которые могут поглощаться акустической сотовой структурой. Дополнительно, возможность акустически удлинять ячейки сотовой структуры без увеличения толщины этой сотовой структуры особенно полезна для гондол реактивных двигателей, где необходимо изготовить сотовую структуру как можно более тонкой, в то же время создавая резонаторы, способные демпфировать низкочастотный шум двигателя.
Вышеописанные и многие другие признаки и сопутствующие им преимущества настоящего изобретения станут более понятными из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - иллюстративная акустическая структура по настоящему изобретению до того, как листы со сплошной и пористой стороной будут склеены в акустическую сотовую структуру.
Фиг. 2 - часть гондолы рядом с источником шума в двигателе.
Фиг. 3 - вид в перспективе участка акустической сотовой структуры, иллюстрирующий акустический канал между ячейками.
Фиг. 4 - схематический вид, иллюстрирующий акустические свойства первой и второй зон шумоподавления, которые образованы путем акустического соединения двух соседних акустических ячеек друг с другом.
Фиг. 5 - другая схема, иллюстрирующая акустические свойства первой и второй зон шумоподавления.
Фиг. 6 - упрощенный вид акустической сотовой структуры, на котором показана иллюстративная конструкция акустического соединения ячеек сотовой структуры друг с другом для демпфирования шума пониженной частоты.
Фиг. 7 - упрощенный вид акустической сотовой структуры, на котором показана альтернативная иллюстративная конструкция акустического соединения ячеек сотовой структуры друг с другом для демпфирования низкочастотного шума.
Фиг. 8 - другой упрощенный вид акустической сотовой структуры, на котором показана еще одна конфигурация соединения акустических ячеек друг с другом для повышения способности к демпфированию низкочастотного шума акустической структурой без увеличения толщины этой структуры.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 представлен частичный разнесенный вид части иллюстративной акустической структуры 10 по настоящему изобретению. Акустическая структура 10 содержит акустическую сотовую структуру 12, которая расположена между пористым лицевым листом 14 и сплошным лицевым листом 16, являющимся акустическим барьером. Собранная акустическая структура 10 показана на фиг. 2, где она расположена рядом с источником 18 шума, который генерирует шум, показанный стрелками 20. Хотя акустическая структура по настоящему изобретению может использоваться для демпфирования шума от самых разных источников, эта акустическая структура особенно хорошо подходит для демпфирования шума, генерируемого двигателями летательных аппаратов и, особенно, большими двигателями, применяемыми в коммерческой авиации. Соответственно, акустическая структура 10, показанная на фиг. 2, типично является частью гондолы, которая окружает газогенератор турбовентиляторного реактивного двигателя 18.
Как показано на фиг. 1-3, сотовая структура 12 содержит первый край 22, ближайший к источнику 18 шума, и второй край 24, который расположен дальше от источника 18 шума. Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что сотовая структура 12 содержит ячейки 28 и 30, которые соединены друг с другом акустическим каналом 26 для формирования пары акустически соединенных ячеек. Отдельные пары ячеек 28 и 30 имеют общую стенку, в которой сформирован акустический канал 26. Каждую ячейку 28 можно рассматривать как первую акустическую ячейку, которая образована стенками сотовой структуры, которые проходят между первым и вторым краями 22 и 24. Каждую ячейку 30 можно рассматривать как вторую акустическую ячейку, которая также образована стенками сотовой структуры, которые проходят между первым и вторым краями 22 и 24. Сплошной лицевой лист 16 служит первым акустическим барьером 32 для первых акустических ячеек и вторым акустическим барьером 34 для вторых акустических ячеек.
Несмотря на то что акустические барьеры 32 и 34 предпочтительно образованы одним сплошным лицевым листом, расположенным вдоль края 24 сотовой структуры 12, можно также сформировать первые и вторые акустические барьеры 32 и 34 индивидуальными сплошными вставками, которые смещены внутри ячеек сотовой структуры от края ячейки сотовой структуры. Положение таких индивидуальных вставок должно быть таким, чтобы акустический канал 26 находился между первым краем 22 сотовой структуры и первым и вторым акустическими барьерами 32 и 34.
Акустический канал может быть расположен в общей стенке ячеек в положении, отнесенном от второго края сотовой структуры. Однако предпочтительно, чтобы акустический канал был образован имеющими форму арки прорезями 26, как показано на фиг. 3, которые посажены на сплошной лицевой лист 16 для создания замкнутого акустического канала в форме арки. Такой акустический канал может иметь самые разные формы при условии, что отверстие в общей стенке будет достаточно большим, чтобы звуковые волны могли проходить по каналу от первой акустической ячейки 28 во вторую акустическую ячейку 30. Отверстия в форме арки или имеющие другой контур, относящиеся к типу, показанному позицией 26, являются предпочтительными, поскольку они уменьшают вероятность появления усталостных трещин в стенках ячеек.
Еще одним отличительным признаком настоящего изобретения является наличие третьего акустического барьера 36, который расположен во вторых акустических ячейках 30. Третьи акустические барьеры 36 могут быть расположены вдоль первого края 22 сотовой структуры. Однако предпочтительно, чтобы третьи акустические барьеры 36 были образованы отдельными сплошными вставками, которые смещены внутрь от первого края 22 сотовой структуры. Смещение акустического барьера 36 во второй акустической ячейке 30 обеспечивает дополнительное демпфирование звука, как будет описано ниже.
На фиг. 4 и 5 схематически показаны свойства акустического демпфирования, полученные благодаря спариванию друг с другом акустических ячеек 28 и 30 за счет акустического канала 26 согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 4, шум 20 входит в сотовую структуру через пористый лицевой лист 14. Звуковые волны, представленные стрелкой 21, движутся вниз через первую акустическую ячейку 28, пока не достигнут первого акустического барьера 32, откуда они направляются вбок в акустический канал 26. Второй акустический барьер 34 препятствует выходу звуковых волн, поэтому они направляются вновь вверх по второй акустической ячейке 30, пока не будут остановлены третьим акустическим барьером 36. Акустически соединенные ячейки образуют две зоны шумоподавления или резонатора, которые могут демпфировать или ослаблять шум с разными длинами волн. Первая зона шумоподавления образована первой акустической ячейкой 28 и той частью второй акустической ячейки 30, которая расположена под третьим акустическим барьером 36. Эффективная длина первой зоны шумоподавления или резонатора равна (h+h1). Вторая зона шумоподавления образована той частью второй акустической ячейки 30, которая расположена между третьим акустическим барьером 36 и первым краем сотовой структуры. Эффективная длина второй зоны шумоподавления равна (h-h1).
На фиг. 5 схематически показаны две зоны шумоподавления или два резонатора, расположенные рядом друг с другом, где первая зона шумоподавления показана позицией 38, а вторая зона шумоподавления показана позицией 40. Акустическое соединение двух ячеек друг с другом образует один резонатор 38, который имеет существенно большую глубину, чем другой резонатор 40. Соответственно, вместо акустической структуры, в которой все ячейки одинаковы, согласно настоящему изобретению предлагается существенное преимущество, заключающееся в наличии одного относительно длинного или глубокого акустического резонатора, способного демпфировать шум с относительно низкими частотами, и, одновременно, второго резонатора, способного демпфировать шум с относительно более высокими частотами.
Дополнительное демпфирование и ослабление частоты можно обеспечить, установив одну или более акустическую мембрану в одной или обеих соединенных акустических ячейках. Например, акустическая мембрана 42 установлена в первой акустической ячейке 28 для создания аттенюатора с двумя степенями свободы. Вторую акустическую мембрану 44 факультативно можно установить во второй акустической ячейке 30 для создания аттенюатора с тремя степенями свободы.
Акустическая мембрана может быть изготовлена из любых стандартных акустических материалов, применяемых для ослабления шума, включая тканые волокна и перфорированные листы. Предпочтительно применять акустические мембраны из тканых волокон. Акустические материалы, как правило, поставляются в форме относительно тонких листов сетчатой ткани, специально предназначенной для шумоподавления. Предпочтительно, чтобы акустические материалы были сетчатой тканью, сотканной из моноволоконных нитей. Волокна могут быть изготовлены из стекла, углерода, керамики и полимеров. Моноволоконные полимерные нити могут быть изготовлены из полиамида, сложного полиэфира, полиэтиленового хлоротрифторэтилена, этиленового хлортрифторэтилена, политетрафторэтилена, полипропиленсульфида, полифторэтиленпропилена, полиэфирэфиркетона, полиамида 6 (нейлон 6) и полиамида 12 (нейлон 12), которые являются лишь несколькими примерами. Сетчатая ткань из полиэфирэфиркетона является предпочтительной для применения в условиях высоких температур, например, в гондолах реактивных двигателей. Примеры мембран описаны в патентах США №№ 7,434,659; 7,510,052 и 7,854,298. Можно также использовать мембраны, изготовленные из пластиковых листов или пленки с лазерной перфорацией.
Существуют разные способы соединения соседних акустических ячеек друг с другом для формирования первой и второй зон шумоподавления. Некоторые примеры возможных конфигураций соединения ячеек показаны на фиг. 6, 7 и 8. На этих чертежах ячейки, обозначенные позицией 1, соответствуют первым акустическим ячейкам 28, а ячейки, обозначенные позицией 2, соответствуют вторым акустическим ячейкам 30. Акустические каналы, соединяющие две ячейки, показаны штрихами 3.
При необходимости все ячейки данной акустической структуры могут быть акустически соединены для формирования акустических пар или акустически соединенные пары ячеек могут быть разбросаны среди акустически не соединенных ячеек. В некоторых ситуациях желательно, чтобы акустически соединенные пары ячеек содержались только в образованных частях акустической структуры. Например, во многих акустических структурах, включая гондолы, общей практикой является создание отверстий в ячейках сотовой структуры, которые расположены в нижней части структуры, чтобы любая скопившаяся вода могла стекать из структуры. Дренажные отверстия соединяют большое количество ячеек сотовой структуры друг с другом, чтобы создать адекватные дренажные каналы для воды, позволяющие всей воде вытекать из структуры. Применение таких дренажных отверстий не соответствует настоящему изобретению, согласно которому эффективная длина акустических ячеек увеличена путем соединения двух акустических ячеек друг с другом.
Настоящее изобретение было описано в отношении акустического соединения только двух соседних ячеек. При необходимости можно акустически соединить друг с другом три или более акустические ячейки, используя акустические каналы и акустические барьеры так же, как было описано в отношении акустического соединения двух ячеек. Соединение более чем двух акустических ячеек друг с другом оправдано в тех ситуациях, когда сотовая структура является относительно тонкой и/или необходимо получить относительно длинный резонатор для демпфирования шума очень низкой частоты. Количество соединяемых друг с другом ячеек определяется требуемой толщиной сотовой структуры и частотным диапазоном, в котором требуется осуществлять ослабление или демпфирование.
Настоящее изобретение сфокусировано на соединении двух ячеек друг с другом, поскольку требования к размеру и частоте шума при демпфировании шума реактивного двигателя можно выполнить, используя гондолы, в которых сотовая структура выполнена с соединением двух ячеек. Например, низкочастотный диапазон шума, создаваемого большими коммерческими реактивными двигателями, составляет 500-2000 Гц. Было обнаружено, что сотовая структура толщиной 1-2 дюйма (25,4-50,8 мм) не обладает способностью демпфировать такой низкочастотный шум. Однако благодаря акустическому соединению ячеек друг с другом можно получить эффективную длину резонаторов, которая способна подавлять такой низкочастотный шум двигателя.
Материалы, используемые для изготовления сотовой структуры, могут быть любыми, обычно используемыми в акустических структурах, включая металлы, керамику и композитные материалы. К примерам металлов относятся алюминий и алюминиевые сплавы. К иллюстративным композитным материалам относятся стекловолокно, Номекс и различные комбинации графитовых или керамических волокон и подходящей смолой матрицы. Смолы матрицы, которые могут выдерживать относительно высокие температуры 300-400°F (приблизительно 150-205°С), являются предпочтительными. Материалы, из которых изготавливают сплошной лицевой лист 16, также могут быть любыми материалами сплошного лицевого листа, обычно используемыми для акустических структур, которые обычно относятся к тому же типу материала, который используется для изготовления сотовой структуры. Материалы, используемые для изготовления пористого листового листа 14, также могут быть любыми, обычно используемыми для получения таких пористых структур, при условии, что поры или перфорации в структуре достаточны для прохождения звуковых волн от реактивного двигателя или другого источника входить в акустические ячейки или резонаторы.
По существу ячейки сотовой структуры типично имеют площадь сечения от 0,05 кв. дюйма до 1 кв. дюйма (32,258-645,16 мм2) или более. Глубина ячеек (толщина сотовой структуры или толщина сердцевины) обычно составляет 0,25-3 дюйма (6,35-76,2 мм) или более. Для гондол реактивных двигателей ячейки сотовой структуры обычно имеют площадь сечения приблизительно 0,1-0,5 кв. дюйма (64,516-322,58 мм2) и глубину приблизительно 1,0-2,0 дюйма (25,4-50,8 мм). Примером преимущества настоящего изобретения является то, что ячейки сотовой структуры с глубиной в нижнем конце диапазона (1 дюйм, 25, 4 мм) могут обеспечивать такое же ослабление или подавление низкочастотного шума, что и гондолы толщиной в верхнем конце диапазона (2 дюйма, 50,8 мм). Например, если первый и второй акустические барьеры 32 и 34 расположены на втором краю 24 сотовой структуры, а третий акустический барьер 36 установлен на расстоянии 0,25 дюйма (6,35 мм) внутри второй акустической ячейки 30 в паре акустических ячеек 28, 30, то результирующая длина пары акустических ячеек будет равна 1,75 дюйма и 0,25 дюйма (44,45 мм и 6,35 мм).
Возможность взять гондолу образованной толщины и увеличить до двух раз эффективную длину резонатора является существенным преимуществом, поскольку это позволяет создать максимально тонкую и легкую гондолу, в то же время способную демпфировать шум относительно низкой частоты, создаваемый реактивным двигателем. Кроме того, участок 40 второй акустической ячейки в паре ячеек, которая не используется для увеличения эффективной акустической длины первой акустической ячейки, обеспечивает ослабление шума на других (более высоких) частотах. Это расширяет диапазон (полосу) частот, которые можно эффективно подавлять такой акустической структурой.
Как указано выше, предпочтительно, чтобы сплошной лицевой лист 16 использовался для закрывания второго края сотовой структуры. В такой ситуации первый и второй звуковые барьеры 32, 34 расположены вдоль второго края сотовой структуры. Согласно настоящему изобретению можно увеличить полосу или диапазон частот, которые можно подавлять, простым изменением положения третьего акустического барьера 36 внутри второй акустической ячейки 30 в каждой акустической паре 28 и 30. Дополнительное расширение диапазона подавления можно получить, акустически соединяя три или более ячейки друг с другом и комбинируя эти акустически соединенные ячейки с акустически спаренными ячейками в выбранных положениях на всей акустической структуре. Разумеется, можно создать акустические структуры, которые содержат единичные акустические ячейки, акустически спаренные ячейки и акустически соединенные тройки ячеек.
Другие варианты шумоподавления могут быть получены за счет изменения размера акустического канала 26 между спаренными акустическими ячейками 28 и 30. Размер акустического канала выбран на основе эффективной длины резонатора (первая зона шумоподавления) которая является результатом акустического канала между спаренными ячейками и на основе частоты подавляемого шума.
Следует отметить, что специалистам в данной области техники следует понимать, что выше были описаны лишь примеры, иллюстрирующие настоящее изобретение, и в рамках объема настоящего изобретения в него могут быть внесены различные изменения, альтернативы и адаптации. Соответственно, настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами и его объем определяется только приложенной формулой изобретения.

Claims (16)

1. Акустическая структура для уменьшения шума, генерируемого источником, содержащая:
сотовую структуру, содержащую первый край, ближайший к источнику, и второй край, при этом сотовая структура содержит первую акустическую ячейку, образованную множеством стенок, продолжающихся между первым и вторым краями, и вторую акустическую ячейку, образованную множеством стенок, также продолжающихся между первым и вторым краями сотовой структуры, причем первая акустическая ячейка и вторая акустическая ячейка имеют общую стенку;
первый акустический барьер для первой акустической ячейки;
второй акустический барьер для второй акустической ячейки;
поверхность в общей стенке, которая образует акустический канал между первой акустической ячейкой и второй акустической ячейкой, при этом акустический канал расположен между первым краем сотовой структуры и первым и вторым акустическими барьерами;
третий акустический барьер для второй акустической ячейки, причем акустический канал расположен между вторым акустическим барьером и третьим акустическим барьером для образования тем самым первой зоны шумоподавления, содержащей часть первой акустической ячейки, расположенную между первым краем и первым акустическим барьером, и часть второй акустической ячейки, расположенную между вторым акустическим барьером и третьим акустическим барьером, причем третий акустический барьер смещен от первого края сотовой структуры так, чтобы третий акустический барьер и часть второй акустической ячейки, расположенная между третьим акустическим барьером и первым краем, формировали вторую зону шумоподавления.
2. Структура по п. 1, в которой в стенке второй акустической ячейки, отличной от общей стенки, расположена поверхность, образующая дополнительный акустический канал между второй ячейкой и третьей акустической ячейкой, при этом дополнительный акустический канал расположен между третьим акустическим барьером и вторым акустическим барьером.
3. Структура по п. 2, в которой дополнительный акустический канал расположен между третьим акустическим барьером и вторым акустическим барьером.
4. Структура по п. 1, в которой первый акустический барьер и второй акустический барьер расположены у второго края сотовой структуры.
5. Структура по п. 1, в которой первый край сотовой структуры закрывает акустически пористый лист.
6. Структура по п. 1, в которой в первой и/или во второй акустической ячейке расположена по меньшей мере одна акустическая мембрана.
7. Структура по п. 6, в которой по меньшей мере одна акустическая мембрана расположена в первой акустической ячейке и во второй акустической ячейке.
8. Структура по п. 1, в которой акустическая структура является гондолой двигателя.
9. Самолет, содержащий акустическую структуру по п. 8.
10. Способ изготовления акустической структуры для уменьшения шума, генерируемого источником, включающий этапы, на которых:
обеспечивают сотовую структуру, содержащую первый край, ближайший к источнику, и второй край, при этом сотовая структура содержит первую акустическую ячейку, образованную множеством стенок, продолжающихся между первым и вторым краями, и вторую акустическую ячейку, образованную множеством стенок, также продолжающихся между первым и вторым краями сотовой структуры, причем первая акустическая ячейка и вторая акустическая ячейка имеют общую стенку;
обеспечивают первый акустический барьер для первой акустической ячейки;
обеспечивают второй акустический барьер для второй акустической ячейки;
формируют поверхность в общей стенке, которая образует акустический канал между первой акустической ячейкой и второй акустической ячейкой, при этом акустический канал расположен между первым краем сотовой структуры и первым и вторым акустическими барьерами;
обеспечивают третий акустический барьер для второй акустической ячейки, причем акустический канал расположен между вторым акустическим барьером и третьим акустическим барьером для образования тем самым первой зоны шумоподавления, содержащей часть первой акустической ячейки, расположенную между первым краем и первым акустическим барьером, и часть второй акустической ячейки, расположенную между вторым акустическим барьером и третьим акустическим барьером, при этом третий акустический барьер смещают от первого края сотовой структуры так, чтобы третий акустический барьер и часть второй акустической ячейки, расположенная между третьим акустическим барьером и первым краем, формировали вторую зону шумоподавления.
11. Способ по п. 10, включающий этап, на котором располагают поверхность в стенке второй акустической ячейки, отличной от общей стенки, при этом поверхность образует дополнительный акустический канал между второй акустической ячейкой и третьей акустической ячейкой, причем дополнительный акустический канал расположен между третьим акустическим барьером и вторым акустическим барьером.
12. Способ по п. 10, включающий этап, на котором располагают по меньшей мере одну акустическую мембрану в первой акустической ячейке и/или во второй акустической ячейке.
13. Способ по п. 12, включающий этап, на котором располагают по меньшей мере одну акустическую мембрану в первой акустической ячейке и во второй акустической ячейке.
14. Способ по п. 10, при котором акустическая структура является гондолой двигателя.
15. Способ уменьшения шума, генерируемого источником шума, включающий этап, на котором по меньшей мере частично окружают источник шума акустической структурой по п. 1.
16. Способ уменьшения шума, генерируемого источником шума по п. 15, при котором источник шума является двигателем, а акустическая структура является гондолой.
RU2014149135/12A 2012-05-08 2013-05-03 Акустическая структура с увеличенным диапазоном подавления RU2596960C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/466,232 2012-05-08
US13/466,232 US8651233B2 (en) 2012-05-08 2012-05-08 Acoustic structure with increased bandwidth suppression
PCT/US2013/039458 WO2014021963A2 (en) 2012-05-08 2013-05-03 Acoustic structure with increased bandwidth suppression

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014149135A RU2014149135A (ru) 2016-06-27
RU2596960C2 true RU2596960C2 (ru) 2016-09-10

Family

ID=49547780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014149135/12A RU2596960C2 (ru) 2012-05-08 2013-05-03 Акустическая структура с увеличенным диапазоном подавления

Country Status (8)

Country Link
US (2) US8651233B2 (ru)
EP (1) EP2847755B1 (ru)
JP (1) JP6200945B2 (ru)
CN (1) CN104246869B (ru)
BR (1) BR112014026353A2 (ru)
CA (1) CA2868310C (ru)
RU (1) RU2596960C2 (ru)
WO (1) WO2014021963A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767483C1 (ru) * 2021-05-14 2022-03-17 Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") Звукопоглощающая конструкция для авиационного двигателя

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9514734B1 (en) * 2011-06-30 2016-12-06 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration Acoustic liners for turbine engines
ITTO20111124A1 (it) * 2011-12-09 2013-06-10 Alenia Aermacchi Spa Elemento per l'assorbimento acustico, in particolare destinato ad essere montato su componenti di aeromobili, quali gondole motori.
US9752494B2 (en) * 2013-03-15 2017-09-05 Kohler Co. Noise suppression systems
US9334059B1 (en) 2013-06-05 2016-05-10 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Acoustic panel liner for an engine nacelle
US10160533B2 (en) * 2014-09-23 2018-12-25 The Boeing Company Aircraft cabin pressure regulating subfloor
GB2531808A (en) 2014-11-03 2016-05-04 Short Brothers Plc Methods and precursors for manufacturing a perforated composite part
US9469985B1 (en) * 2015-05-11 2016-10-18 Hexcel Corporation Acoustic structures with multiple degrees of freedom
TWI625446B (zh) 2015-06-18 2018-06-01 德克薩斯大學體系董事會 用於抑制來自液體中的源的聲能的共振器、共振器陣列和雜訊消減系統
US9708930B2 (en) * 2015-12-09 2017-07-18 Rohr, Inc. Multi-degree of freedom acoustic panel
DE102016203211A1 (de) * 2016-02-29 2017-08-31 Airbus Operations Gmbh Schalldämpfendes Luftführungsteil
US9620102B1 (en) * 2016-05-02 2017-04-11 Hexcel Corporation Stepped acoustic structures with multiple degrees of freedom
US9741331B1 (en) * 2016-06-01 2017-08-22 The Boeing Company Sound-attenuating composite structure
CN109414898B (zh) * 2016-06-30 2021-07-27 3M创新有限公司 包括互连单元的缓冲结构
CN106328115B (zh) * 2016-08-22 2019-10-11 东南大学 基于分形结构的低频隔声人工材料
CN106968357A (zh) * 2017-04-06 2017-07-21 上海声望声学科技股份有限公司 空间延展高效平面吸声体
FR3065473B1 (fr) * 2017-04-25 2019-04-19 Airbus Operations Panneau pour le traitement acoustique comprenant des alveoles contenant chacune une pluralite de conduits
US10626799B2 (en) * 2017-07-19 2020-04-21 Hexcel Corporation Flexible acoustic honeycomb
FR3070529B1 (fr) * 2017-08-31 2019-12-20 Safran Nacelles Panneau acoustique a resonateurs pour volume reduit
JP7194321B2 (ja) * 2017-12-19 2022-12-22 佐藤工業株式会社 トンネル発破音の低減方法及び低減装置
FR3079812A1 (fr) * 2018-04-10 2019-10-11 Airbus Operations Panneau d'attenuation acoustique pour aeronef presentant des proprietes d'absorption acoustique combinees.
FR3080151B1 (fr) * 2018-04-13 2020-11-20 Safran Aircraft Engines Panneau de traitement acoustique pour turboreacteur
CN108759948A (zh) * 2018-08-31 2018-11-06 四川菲罗米特仪表有限公司 一种气体超声流量计的内置整流器
US11353240B2 (en) 2018-10-02 2022-06-07 United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa Low drag, variable-depth acoustic liner
US20210382529A1 (en) * 2018-11-09 2021-12-09 3M Innovative Properties Company Acoustic panels and structures including the same
US11123948B2 (en) * 2018-11-13 2021-09-21 Epic Aircraft, LLC Method for forming a composite structure
US11929053B2 (en) 2019-09-11 2024-03-12 The Hong Kong University Of Science And Technology Broadband sound absorber based on inhomogeneous-distributed Helmholtz resonators with extended necks
FR3101723B1 (fr) * 2019-10-08 2022-07-22 Safran Nacelles Panneau d’atténuation acoustique pour onde basses fréquences
US11437008B2 (en) 2019-11-12 2022-09-06 Hexcel Corporation Acoustic barrier caps in acoustic honeycomb
CA3164699A1 (en) 2020-01-21 2021-07-29 Mark WOCHNER Simultaneously attenuating high-frequencies and amplifying low-frequencies of underwater sounds
US11668236B2 (en) * 2020-07-24 2023-06-06 General Electric Company Acoustic liners with low-frequency sound wave attenuating features
US11970992B2 (en) * 2021-06-03 2024-04-30 General Electric Company Acoustic cores and tools and methods for forming the same
FR3143169B1 (fr) * 2022-12-07 2025-02-21 Safran Nacelles Ame alveolaire optimisee et panneau d’attenuation acoustique la comprenant pour une turbomachine d’aeronef

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421201A (en) * 1981-09-29 1983-12-20 The Boeing Company High efficiency broadband acoustic resonator and absorption panel
EP0824066A1 (fr) * 1996-08-14 1998-02-18 Hispano-Suiza Panneau sandwich en nid d'abeille ventilé et procédé de ventilation d'un tel panneau
US20060219477A1 (en) * 2005-04-04 2006-10-05 Earl Ayle Acoustic septum cap honeycomb
WO2011034469A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-24 Volvo Aero Corporation A noise attenuation panel and a gas turbine component comprising a noise attenuation panel

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3769767A (en) * 1971-07-09 1973-11-06 Short Brothers & Harland Ltd Composite panel structures
US4001473A (en) * 1976-02-19 1977-01-04 Rohr Industries, Inc. Sound attenuating structural honeycomb sandwich material
US4265955A (en) 1978-05-01 1981-05-05 The Boeing Company Honeycomb core with internal septum and method of making same
GB8817669D0 (en) * 1988-07-25 1988-09-01 Short Brothers Ltd Means for attenuating sound energy
GB9111621D0 (en) 1991-05-30 1991-07-24 Short Brothers Plc Noise attenuation panel
GB9909581D0 (en) * 1999-04-26 1999-06-23 Short Brothers Plc Noise attenuation panel
FR2803077B1 (fr) * 1999-12-24 2002-07-26 Aerospatiale Matra Airbus Procede de realisation d'une couche acoustiquement resistive, couche resistive obtenue et paroi utilisant une telle couche
GB0016149D0 (en) * 2000-06-30 2000-08-23 Short Brothers Plc A noise attenuation panel
US7510052B2 (en) 2005-04-04 2009-03-31 Hexcel Corporation Acoustic septum cap honeycomb
US8413761B2 (en) 2005-04-04 2013-04-09 Hexcel Corporation Acoustic honeycomb with perforated septum caps
FR2933224B1 (fr) * 2008-06-25 2010-10-29 Aircelle Sa Panneau accoustique pour une tuyere d'ejection
ITTO20111124A1 (it) * 2011-12-09 2013-06-10 Alenia Aermacchi Spa Elemento per l'assorbimento acustico, in particolare destinato ad essere montato su componenti di aeromobili, quali gondole motori.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421201A (en) * 1981-09-29 1983-12-20 The Boeing Company High efficiency broadband acoustic resonator and absorption panel
EP0824066A1 (fr) * 1996-08-14 1998-02-18 Hispano-Suiza Panneau sandwich en nid d'abeille ventilé et procédé de ventilation d'un tel panneau
US20060219477A1 (en) * 2005-04-04 2006-10-05 Earl Ayle Acoustic septum cap honeycomb
WO2011034469A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-24 Volvo Aero Corporation A noise attenuation panel and a gas turbine component comprising a noise attenuation panel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767483C1 (ru) * 2021-05-14 2022-03-17 Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") Звукопоглощающая конструкция для авиационного двигателя

Also Published As

Publication number Publication date
EP2847755A2 (en) 2015-03-18
US20130299274A1 (en) 2013-11-14
CA2868310A1 (en) 2014-02-06
JP2015520871A (ja) 2015-07-23
US8857566B2 (en) 2014-10-14
CN104246869A (zh) 2014-12-24
WO2014021963A2 (en) 2014-02-06
CA2868310C (en) 2016-02-16
WO2014021963A3 (en) 2014-08-14
US8651233B2 (en) 2014-02-18
RU2014149135A (ru) 2016-06-27
BR112014026353A2 (pt) 2017-06-27
US20140131136A1 (en) 2014-05-15
JP6200945B2 (ja) 2017-09-20
CN104246869B (zh) 2017-05-24
EP2847755B1 (en) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2596960C2 (ru) Акустическая структура с увеличенным диапазоном подавления
RU2668948C2 (ru) Звуковой волновод для использования в акустических структурах
KR102228530B1 (ko) 내부 격막을 갖춘 허니콤을 포함하는 소음 흡수 구조물
CA2852436C (en) Acoustic panel
US20200217272A1 (en) Acoustic liner and method of forming an acoustic liner