專利名稱：用于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的聲衰減板的制作方法
用于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的聲衰減板本發(fā)明涉及一種用于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的聲衰減板，以及裝備有該板的機(jī)艙元件。從現(xiàn)有技術(shù)中可知，在飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙中使用聲衰減板可以減少來自渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲發(fā)射。這些聲衰減板通常具有夾層結(jié)構(gòu)，該夾層結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)表層、蜂窩式結(jié)構(gòu)、以及通常由穿孔表層形成的抵抗層。實(shí)現(xiàn)這些聲衰減板成本很高，尤其是由于蜂窩狀結(jié)構(gòu)的存在、以及需要將所述蜂窩狀結(jié)構(gòu)固定到結(jié)構(gòu)表層和穿孔表層上。因而本發(fā)明的目的尤其在于提供一種可以以較低成本制造的、基于現(xiàn)有工藝具有簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的聲衰減表層。本發(fā)明的該目的通過用于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的聲衰減板來實(shí)現(xiàn)，該板包括結(jié)構(gòu)表層以及連接到所述表層上、作為吸音材料的多孔材料層。在本發(fā)明的上下文中，“多孔材料”指開放式材料(例如具有多個(gè)貫穿的空穴)，其不限于泡沫形式、或膨脹形式、或例如球等小元件的聚集體形式。由于其多孔性質(zhì)，該材料具有良好的聲衰減屬性。由市場(chǎng)上可買到的金屬、聚合物、陶瓷或復(fù)合材料形成的該結(jié)構(gòu)通常具有比蜂窩結(jié)構(gòu)的材料低得多的成本，并且將其放置到結(jié)構(gòu)化表層上也簡(jiǎn)單得多。在特定情況下，聲衰減板必須設(shè)計(jì)成安裝在飛行器渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的熱區(qū)中，并且尤其是安裝在為廢氣排出所經(jīng)由的所述機(jī)艙的下部，此處溫度通常高于600°C。在該收回區(qū)域中使用聲衰減板使得可以大大減少高頻范圍內(nèi)的噪聲發(fā)射。對(duì)于這些特定的高溫應(yīng)用場(chǎng)合，在通常所使用的聲衰減板中，結(jié)構(gòu)表層由金屬板形成、蜂窩結(jié)構(gòu)為金屬、以及抵抗層為穿孔金屬板。金屬蜂窩結(jié)構(gòu)通過銅焊(例如使用填充以具有比基底金屬更低熔點(diǎn)的金屬來安裝兩塊材料)連接到結(jié)構(gòu)金屬板和穿孔金屬板。對(duì)構(gòu)成所述夾層結(jié)構(gòu)的所有元件使用金屬合金，以及使用銅焊將它們相互連接起來成本是非常高的。而且，由這些金屬元件所獲得的板相對(duì)較重。因而本發(fā)明也尤其旨在提供一種適合于安裝在機(jī)艙熱區(qū)中的聲衰減板，該板比現(xiàn)有技術(shù)的花費(fèi)更少、質(zhì)量更輕。本發(fā)明的該更特別的目的獲得具有前述類型的吸音板，顯著在于所述多孔材料從包括耐受達(dá)200°C溫度的材料、耐受達(dá)400°C溫度的材料、耐受達(dá)600°C溫度的材料、以及耐受達(dá)800°C溫度的材料的組中選擇。取決于預(yù)期在熱區(qū)中的應(yīng)用場(chǎng)合，多孔材料可以具有更高或更低的熱導(dǎo)率。在特定情況下，即該板試圖使進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣口唇緣具有氣動(dòng)除冰功能的情況下，可以選擇多孔材料以耐受達(dá)400°C上下的最大溫度、并以具有更高的熱導(dǎo)率。形成用于熱區(qū)的該多孔材料的材料可以從包括金屬泡沫、以及具有鋁和/或銅和/或鎳和/或鉻合金基的特定泡沫、或碳泡沫的組中選擇。按照根據(jù)本發(fā)明的聲衰減板的其它任選特性-所述多孔材料粘附于所述結(jié)構(gòu)表層這是將多孔材料固定到結(jié)構(gòu)表層上的一種非常簡(jiǎn)單的方式；-所述結(jié)構(gòu)表層包括穿孔該布置適于希望結(jié)構(gòu)表層布置在廢氣氣流側(cè)面時(shí)。-加強(qiáng)構(gòu)件固定在所述結(jié)構(gòu)表層上這些加強(qiáng)構(gòu)件可以使該板獲得的剛度可比得上現(xiàn)有技術(shù)中板的蜂窩結(jié)構(gòu)的剛度。-抵抗層連接到加強(qiáng)構(gòu)件上該抵抗層使得可以保護(hù)多孔材料免遭撞擊；-該抵抗層由金屬絲網(wǎng)或穿孔表層、或這兩種元件的組合形成；所述結(jié)構(gòu)表層和/或所述加強(qiáng)構(gòu)件和/或所述穿孔表層和/或所述抵抗層由從包括金屬合金、陶瓷、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料的組中選擇的材料形成選擇這些材料涉及重量和溫度限制、以及吸音板必須承受的機(jī)械應(yīng)力。本發(fā)明的另一個(gè)更特別的目的在于提供一種板，該板的特性完全符合其(“自定義”板)使用時(shí)的溫度、幾何結(jié)構(gòu)、頻率和噪聲發(fā)射的空間分布等情況。本發(fā)明的該更特別的目的通過根據(jù)前述的板來達(dá)到，其中多孔材料包括空穴這些空穴的存在使得可以根據(jù)板的預(yù)期使用優(yōu)化其重量和聲音吸收特性。根據(jù)該優(yōu)化板的其它任選特性，使得可以使其完美地適于其預(yù)期使用的功能-至少部分所述空穴為貫通空穴；-至少部分所述空穴為非貫穿的空穴；-至少部分所述空穴具有大體上垂直于所述板的中面定向的壁；-至少部分所述空穴具有相對(duì)于所述板的中面傾斜的壁；-所述多孔材料由具有不同特性的多孔材料層沿板的厚度方向重疊形成；-所述多孔材料由具有不同特性的多孔材料塊沿平行于板中面的方向并列形成；本發(fā)明也涉及飛行器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)，顯著在于其包括進(jìn)氣口唇緣，該進(jìn)氣口唇緣具有至少根據(jù)前述的第一聲衰減板。根據(jù)該進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)的可選特性-所述進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)包括尤其由所述唇緣和內(nèi)部隔板確定的氣動(dòng)除冰隔室，并且所述第一聲衰減板為包括開孔多孔材料類型，其能夠耐受達(dá)400°C溫度且具有高的熱導(dǎo)率；-所述第一聲衰減板通過上游保持板和下游保持板被固定到所述進(jìn)氣口唇緣內(nèi)側(cè)，并且所述內(nèi)部隔板優(yōu)選地使用鉚接固定到所述下游保持板；-所述進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)包括第二聲衰減板，該第二聲衰減板被固定到進(jìn)氣口唇緣的內(nèi)側(cè)且位于所述內(nèi)部隔板的下游，該板通過由開孔多孔材料制成的連接件而與所述第一板相隔離，并且該連接件能夠耐受達(dá)400°C溫度且具有高的熱導(dǎo)率；-所述第二聲衰減板從包括根據(jù)前述具有多孔材料和開孔、能夠耐受達(dá)120°C溫度的板，以及蜂窩結(jié)構(gòu)的板的組中選擇；-所述第一板、由多孔材料制成的所述連接件，以及所述第二板使用共用片材覆蓋，優(yōu)選通過鉚接將所述內(nèi)部隔板0 固定到所述共用片材(3 上；-所述進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)為如下類型，即其中該進(jìn)氣口唇緣與進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)的外壁一起形成一件式組件，該一件式組件能夠相對(duì)于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇殼體滑動(dòng)，如在文獻(xiàn)FR2906586中實(shí)例所描述的那樣；-所述進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)包括固定到所述共用片材上的定中心構(gòu)件。本發(fā)明還涉及飛行器渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)，顯著在于其包括至少一個(gè)根據(jù)前述的聲衰減板。根據(jù)該內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)的可選特征-所述聲衰減板至少部分地處于所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)區(qū)域中，所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)用于承受所述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生高溫，并且所述板的多孔材料是開孔類型且能夠耐受達(dá) 800°C溫度且具有高的熱導(dǎo)率；-所述多孔材料存在于所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上，所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)在覆蓋所述多孔材料的至少部分其表面上具有穿孔；-所述多孔材料由在所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)中形成的返回部來保持；-所述多孔材料存在于所述內(nèi)部固定的外表面上且在所述結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成的收回區(qū)域內(nèi)部；-所述多孔材料至少在上游部分由穿孔抵抗層覆蓋；-所述抵抗層由與內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)相同的材料形成。本發(fā)明還涉及飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙，顯著在于其裝備有至少一個(gè)根據(jù)前述的聲衰減板。本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)以下描述并參考附圖會(huì)變得更加明顯，其中-

圖1為根據(jù)本發(fā)明的吸音板的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖面圖，以及-圖2-5示出了圖1中的吸音板的優(yōu)選替代方案；-圖6和圖7示出了包括至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的聲衰減板的機(jī)艙進(jìn)氣口的兩個(gè)替代方案的示意性縱向剖面圖；-圖8示出了現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)艙的示意性縱向剖面圖，其包含傳統(tǒng)雙流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)；-圖9-13示出了裝備有至少一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的聲衰減板的固定內(nèi)部機(jī)艙結(jié)構(gòu)的其它替代方案的部分剖面圖。 在所有這些附圖中，相同或相似的附圖標(biāo)記指代相同或相似的構(gòu)件或構(gòu)件組合。如圖1中所示，根據(jù)本發(fā)明的吸音板包括在聲激勵(lì)源相對(duì)側(cè)上的結(jié)構(gòu)表層1，該結(jié)構(gòu)表層1由一薄板形成。在該結(jié)構(gòu)表層1上，連接有多個(gè)加強(qiáng)構(gòu)件3，該加強(qiáng)構(gòu)件3例如可以由具有工字形截面的梁形成，將它們相互平行布置。在這些加強(qiáng)構(gòu)件3之間布置多孔材料層5，即具有開放結(jié)構(gòu)(即能夠吸收聲波能量的開孔)。該多孔材料可以呈現(xiàn)泡沫形式、或膨脹形式、或氈形式或例如珠等多個(gè)小元件的聚集體形式，可以通過粘附或銅焊的方式固定到結(jié)構(gòu)表層1上。由穿孔板或金屬絲網(wǎng)或這兩元件的組合形成的抵抗層7可以附著到加強(qiáng)構(gòu)件3 上，以密封該多孔材料層5。加強(qiáng)構(gòu)件3可以通過銅焊或鉚接固定到結(jié)構(gòu)表層1上。抵抗層7可以通過粘附、銅焊或焊接固定到加強(qiáng)構(gòu)件3上。
如前所示，多孔材料5可以由市場(chǎng)上可買到的金屬、聚合物、陶瓷或復(fù)合材料形成。多孔材料5可以根據(jù)吸音板使用狀況的功能來選擇。作為實(shí)例，下表提供了可以適合用作吸音板不同使用狀況的多孔材料的不同類型泡沫
權(quán)利要求
1.一種用于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的聲衰減板，包括結(jié)構(gòu)表層(1)和固定在所述表層(1) 上的、作為吸音材料的多孔材料(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其中所述多孔材料( 的結(jié)構(gòu)從包括泡沫、膨脹材料、氈、 小元件聚集體的組中選擇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板，其中所述多孔材料( 從包括金屬、聚合物、陶瓷或復(fù)合材料的組中選擇。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的板，其中所述多孔材料( 從包括耐受達(dá) 200°C溫度的材料、耐受達(dá)400°C溫度的材料、耐受達(dá)600°C溫度的材料，以及耐受達(dá)800°C 溫度的材料的組中選擇。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的板，其中形成所述多孔材料(5)的材料從包括金屬或陶瓷材料的組中選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的板，其中所述陶瓷材料為碳泡沫。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的板，其中所述多孔材料(5)被粘附到所述結(jié)構(gòu)表層⑴。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的板，其中所述結(jié)構(gòu)表層包括穿孔(8)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的板，其中加強(qiáng)構(gòu)件(3)被固定在所述結(jié)構(gòu)表層 ⑴上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，包括被連接到所述加強(qiáng)構(gòu)件C3)上的抵抗層(7)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的板，其中所述抵抗層(7)包括金屬絲網(wǎng)或穿孔表層、或這兩種元件的組合。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的板，其中所述結(jié)構(gòu)表層(1)和/或所述加強(qiáng)構(gòu)件C3)和/或所述抵抗層(7)由從包括金屬合金、陶瓷、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料的組中選擇的材料形成。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的板，其中所述多孔材料包括空穴(9)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的板，其特征在于所述空穴的至少一部分為貫穿的空穴。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14中任意一項(xiàng)所述的板，其特征在于所述空穴(9a，9b，9c)中至少一部分為非貫穿的空穴。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項(xiàng)所述的板，其特征在于所述空穴(9)的至少一部分具有大體上垂直于所述板的中面(M)定向的壁(11)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任意一項(xiàng)所述的板，其特征在于所述空穴(9)的至少一部分具有相對(duì)于所述板的中面(M)傾斜的壁。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的板，其特征在于所述多孔材料(5)由具有不同特性的多孔材料層( ，5b)沿所述板的厚度方向重疊形成。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的板，其特征在于所述多孔材料(5)由具有不同特性的多孔材料塊沿平行于所述板的中面的方向并列形成。
20.一種飛行器的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(39)的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)，其特征在于其包括進(jìn)氣口唇緣(17)，所述進(jìn)氣口唇緣(17)具有至少根據(jù)前述權(quán)利要求的第一聲衰減板。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)，其特征在于其包括尤其由所述唇緣(17) 和內(nèi)部隔板0 確定的氣動(dòng)除冰隔室( )，并且所述第一聲衰減板(P ；Pl)為包括開孔多孔材料的類型，能夠耐受達(dá)400°C溫度且具有高的熱導(dǎo)率。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)，其特征在于通過上游保持板(XT)和下游保持板09)將所述第一聲衰減板(P)固定到所述進(jìn)氣口唇緣(17)的內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)部隔板0 優(yōu)選通過鉚接固定到所述下游保持板09)上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)，其特征在于其包括第二聲衰減板 (P2)，所述第二聲衰減板(P》被固定到所述進(jìn)氣口唇緣(17)的內(nèi)側(cè)且位于所述內(nèi)部隔板 (25)的下游，連接件(3 將所述第二聲衰減板(P》與所述第一聲衰減板(Pl)隔開，所述連接件(3 由能夠耐受達(dá)400°C溫度且具有低熱導(dǎo)率的開孔的多孔材料制成。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)，其特征在于所述第二聲衰減板(P2)從包括根據(jù)前述具有多孔材料和開孔的、能夠耐受達(dá)高達(dá)120°C溫度的板，以及蜂窩結(jié)構(gòu)的板的組中選擇。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或M所述的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)，其特征在于所述第一板(P1)、由多孔材料制成的所述連接件(3 ，以及所述第二板(P》用共用片材(3 覆蓋，優(yōu)選通過鉚接將所述內(nèi)部隔板05)固定到所述共用片材(35)上。
26.根據(jù)權(quán)利要求20至25中任意一項(xiàng)所述的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)，其特征在于其是以下類型，即其中所述進(jìn)氣口唇緣(17)與所述進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)的外壁(15) —起形成一件式組件，所述一件式組件能夠相對(duì)于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇殼體滑動(dòng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(13)，其特征在于其包括固定到所述共用片材 (35)上的定中心構(gòu)件(37)。
28.一種飛行器渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)(47)，其特征在于其包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至19中任意一項(xiàng)所述的聲衰減板G9)。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)(47)，其特征在于所述聲衰減板至少部分處于所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)區(qū)域中，所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)用于承受所述渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的高溫，所述板的多孔材料是開孔類型且能夠耐受達(dá)800°C溫度并具有高的熱導(dǎo)率。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)(47)，其特征在于所述多孔材料存在于所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)G7)的內(nèi)表面上，所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)G7)在覆蓋所述多孔材料的其表面的至少一部分上具有穿孔(8)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)(47)，其特征在于所述多孔材料通過在所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)G7)中形成的返回部(51，53)來保持。
32.根據(jù)權(quán)利要求四所述的內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)(47)，其特征在于所述多孔材料存在于所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)G7)的外表面上且在所述結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成的收回區(qū)域的內(nèi)部。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)，其特征在于所述多孔材料至少在上游部分由穿孔抵抗層(7)覆蓋。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)，其特征在于所述抵抗層(7)由與所述內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)的材料相同的材料形成。
35.一種飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙，其裝備有至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至19中任意一項(xiàng)所述的吸音板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙的聲衰減板，包括結(jié)構(gòu)表層(1)和連接到該表層(1)、作為吸音材料的多孔材料(5)。
文檔編號(hào)F02C7/24GK102301122SQ200980128501
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者居·伯納德·沃琪爾, 紀(jì)堯姆·呂克凱 申請(qǐng)人:埃爾塞樂公司