CN108725748A - 声学处理面板及飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题是一种声学处理面板，所述声学处理面板包括多孔声阻结构(30)，所述多孔声阻结构包括：至少一个外层(42)，所述至少一个外层与外部环境接触并且具有通孔(44)；内部条带(46)，所述内部条带包括与所述面板的小室(36)的内部连通的若干开口(48)；以及多个连接通路(50)，所述连接通路介于所述外层(42)与所述内部条带(46)之间，所述连接通路确保所述底板区段开口(48)与所述外层(42)的至少一个通孔(44)连通。本发明还包括一种包括上述声学处理面板的飞行器。

Description

声学处理面板及飞行器
技术领域
本申请涉及一种包括具有连接通路的多孔声阻结构的声学处理面板。
背景技术
声学处理面板包括至少一个蜂窝结构，该至少一个蜂窝结构定位在反射层和与声波行进穿过的外部环境相接触的多孔声阻层之间。这种面板以亥姆霍兹(Helmholtz)共振器原理工作。因此，蜂窝结构包括多个小室，每个小室形成大致流体密封的空腔，并且多孔声阻层包括多个孔，该多个孔被构造成致使外部环境与这些空腔中的一个空腔连通。
这种类型的面板用于飞行器短舱中以减少发动机发出的噪声。
为了减弱低频噪声，文档US 3 887 031描述了一种声学处理面板，该声学处理面板在每个小室内包括漏斗形导管，该导管具有由多孔声阻层的一部分封闭的横截面大的第一端以及由反射层的一部分封闭的横截面减小的第二端。导管包括开口，该开口致使导管的内部与由小室和导管界定的区域连通。导管的第一端的大横截面基本上等于所述小室的横截面。
发明内容
本发明试图改善现有技术的声学处理面板的性能。
为此，本发明的一个主题是一种声学处理面板，包括：多孔声阻结构，所述多孔声阻结构与在操作期间声波在其中行进的外部环境接触；反射层；以及至少一个蜂窝结构，所述至少一个蜂窝结构定位在所述多孔声阻结构与所述反射层之间并且被构造成将位于所述多孔声阻结构与所述反射层之间的区域划分成多个小室。
根据本发明，所述多孔声阻结构包括：至少一个外层，所述至少一个外层与所述外部环境接触并且具有通孔；内部条带，所述内部条带包括与所述小室的内部连通的若干开口；以及多个连接通路，所述连接通路介于在所述外层与所述内部条带之间，所述连接通路一方面与所述外层的所述通孔中的至少一个通孔连通并且另一方面与所述内部条带之一的所述开口中的至少一个开口连通。
所述连接通路使得可能确保截面小的开口与外层的至少一个通孔连通，从而确保声学处理面板的最佳操作。
根据一个第一实施例，每个内部条带包括两个平行的侧向边缘以及介于所述侧向边缘之间、呈现出与所述小室连通的所述开口的中间区域，所述侧向边缘中的一个侧向边缘具有型锻部，两个相邻的内部条带的所述侧向边缘叠置并组装，所述内部条带的所述中间区域与所述外层间隔开以形成所述连接通路。
根据第二实施例，每个内部条带包括两个平行的侧向边缘以及介于所述侧向边缘之间、呈现出与所述小室连通的所述开口的中间区域，所述内部条带是平坦的并且由中间条带联结在一起以形成内层，所述内部条带的所述中间区域与所述外层间隔开以形成所述连接通路。
根据第三实施例，所述外层在其面向所述内部条带的面上包括相互平行且间隔开的通道，并且所述通孔至少部分地通入所述通道，所述内部条带与所述外层以使得每个通道关闭的方式组装在一起以便获得连接通路。
根据另一个特征，所述声学处理面板包括介于所述内部条带与所述外层之间、相互平行且间隔开的箔片。
取决于构型，所述箔片被定向成与所述侧向边缘平行并且叠置在这些侧向边缘上，或者被定向成与所述内部条带的所述侧向边缘成直角。
根据另一个特征，每个小室包含若干导管，每个所述导管具有：第一端，所述第一端由所述多孔声阻结构的一部分封闭；第二端，所述第二端由所述反射层的一部分封闭；以及至少一个开口，所述至少一个开口远离所述多孔声阻结构设置并且被构造成致使所述导管的内部和外部连通，所述内部条带的每个开口与所述导管中的一个导管连通。
本发明的另一个主题是一种包括根据前述特征之一所述的声学处理面板的飞行器。
附图说明
其他特征和优点将从本发明的以下描述中变得明显，该描述单纯是通过说明性实例方式参考附图给出的，在附图中：
-图1是飞行器的侧视图，
-图2是穿过图1中可见的飞行器的短舱的进气口的一部分的纵截面，
-图3是穿过展示本发明的第一实施例的声学处理面板的小室的截面，
-图4是从第一视角来看的展示本发明的第二实施例的声学处理面板的小室的横截面，
-图5是从第二视角来看的图4中可见的小室的横截面，未描绘反射层，
-图6是展示另一个实施例的声学处理面板的一部分的透视图，未描绘反射层，
-图7A至图7D是展示本发明的不同实施例的穿过导管的横截面，
-图8是展示本发明的实施例的设置有一排导管的条带的透视图，
-图9是包括如图8中可见的若干条带的声学处理面板的一部分的透视图，
-图10是穿过图9中可见的声学处理面板的一部分的截面，
-图11是从面板的内部来看的展示另一个实施例的声学处理面板的一部分的透视图，
-图12是从面板的外部来看的在图11中可见的声学处理面板的透视图，
-图13是穿过图11中可见的声学处理面板的截面，
-图14是展示本发明的另一个实施例的设置有几排导管的条带的透视图，
-图15是展示本发明的另一个实施例的声学处理面板的正面视图，并且
-图16是穿过图15中可见的声学处理面板的截面。
具体实施方式
如图1和图2所示，飞行器10包括若干推进组件12，每个推进组件包括被构造成朝向发动机18输送空气流16的短舱14。为此，短舱包括进气口20，该进气口在空气流16的流动方向上具有唇缘22，该唇缘通过内部管道24在内部延伸以便将空气流16朝向发动机18并且经由外表面26朝向外部输送。
为了限制噪声危害，内部管道24至少部分地由至少一个声学处理面板28形成。一般来说，进气口20包括并置以形成内部管道24的若干声学处理面板20。
在本说明书的其余部分中，纵向方向是与空气流16或称为A18的驱动轴线的方向平行的方向。径向方向是垂直于驱动轴线A18的方向。横向方向是垂直于纵向方向和径向方向的方向。纵向平面是经过驱动轴线A18的平面，并且横向平面是垂直于驱动轴线A18的平面。
尽管在针对进气口的应用中进行了描述，但本发明的声学处理面板不以任何方式限于飞行器的这个区域。它可以定位在飞行器10的其他部分中或者用于其他应用。
声学处理面板28包括：多孔声阻结构30，所述多孔声阻结构与在操作期间空气流16和声波在其中行进的外部环境接触；反射层32；以及至少一个蜂窝结构34，所述至少一个蜂窝结构定位在多孔声阻结构30与反射层32之间。
反射层32包括由金属或复合材料制成的至少一个无孔片材。
蜂窝结构34被构造成将位于多孔声阻结构30与反射层32之间的区域划分成多个小室36。每个小室36或多或少都是流体密封的并且由至少一个侧壁35界定，该侧壁形成在第一端由多孔声阻结构30的一部分封闭并且在第二端由反射层32的一部分封闭的管。
取决于实施例，小室36具有如图4和5所示的圆形、如图6所示的正方形或矩形、六边形或某个其他形状的横截面(在与反射层32平行的截面平面中)。
作为大小的粗略指标，每个小室36具有大约1cm2或更大的横截面积。
多孔结构34可以由金属或复合材料制成。
根据本发明的一个特征，每个小室36包含若干导管38，每个导管具有：第一端38.1，所述第一端由多孔声阻结构30的一部分封闭；第二端38.2，所述第二端由反射层32的一部分封闭；以及至少一个开口40，所述至少一个开口远离多孔声阻结构30设置并且被构造成致使导管38的内部和外部彼此连通。
小室36的横截面与导管38的横截面之间的比大于或等于10并且优选地大于20。
每个导管38具有小于或等于0.04cm2的横截面积。每个导管38具有在第一端38.1与第二端38.2之间恒定的横截面。
根据一个实施例，导管38是刚性的。它们由金属或复合材料制成。
根据一个实施例，每个导管38包括单个开口40，该开口采取狭槽的形式，该狭槽的最长尺寸被定向成平行于导管38的轴线。每个开口40在导管38的圆周的一部分上延伸，该部分小于或等于圆周的一半。
根据图4和图5中可见的实施例，同一个小室36的所有导管38的开口40是相同的，并且从反射层32延伸超过导管38的总长度的大约三分之一的长度。当然，本发明不限于这个实施例。如图3所示，对于同一个小室，从一个导管38到另一个导管，开口40可以是不同的和/或不同地定位。导管38和开口40可以在一个小室内都是相同的，并且从一个小室到另一个小室是不同的。
根据图6中可见的构型，这些小室各自具有正方形或矩形横截面，并且由定向在第一方向和垂直于第一方向的第二方向上的隔板35界定。根据一个实施例，第一方向平行于纵向方向。
在每个小室内，导管38被定位成平行于第一方向的行且平行于第二方向的排。
根据图7A所示的实施例，每个导管38具有直径在0.5与2mm之间的圆形横截面。
根据图7B、图7C和图7D所示的其他实施例，每个导管38分别具有正方形或矩形、六边形或椭圆形横截面。
在每个小室内设置横截面较小的若干导管使得可能以低频处理声波并且限制声学面板在每个小室中间被压碎的风险。
根据另一个特征，多孔声阻结构30包括：至少一个外层42，所述至少一个外层与空气流16接触并且具有通孔44；多个内部条带46，所述内部条带包括开口48，每个开口经由导管38与小室36的内部连通；以及多个连接通路50，所述连接通路介于外层42与内部条带46之间，所述连接通路一方面与外层42的通孔44中的至少一个通孔连通并且另一方面与内部条带46之一的开口48中的至少一个开口连通。连接通路50使得可能确保截面较小的开口48与外层42的至少一个通孔44连通。
视情况而定，外层42由金属或复合材料制成，或者包括若干金属和/或复合材料层的叠置。
取决于实施例，通孔44是如图9所示的圆形以及如图12和图15所示的长方形。
根据图8中可见的一个实施例，每个内部条带46包括一排导管38。根据图14中可见的另一个实施例，每个内部条带46包括以交错构型布置的几排导管38。
对于每个内部条带46，将导管38附接到内部条带46上，之后将该内部条带与其他内部条带46或声学处理面板的其他元件组装在一起。
内部条带46和导管38可以由金属或复合材料制成，并且通过焊接或粘结接合在一起。作为替代方案，每个内部条带46及其导管38通过增材制造产生。
每个条带46包括两个平行的侧向边缘46.1和46.2，以及介于侧向边缘46.1与46.2之间、具有与导管38连通的开口48的中间区域46.3。
根据图8中可见的第一实施例，一个侧向边缘46.2具有型锻部51。如图10所示，内部条带46通过将两个相邻的内部条带46、46’的侧向边缘46.1和46.2叠置形成内层52而彼此以流体密封的方式组装。在远离开口48处，所获得的内层52是流体密封的，并且这有助于使小室36流体密封。
根据该实施例，当内部条带46组装好时，不同内部条带46的侧向边缘46.1形成接触表面46.1F，并且内部条带46的中间区域46.3相对于这些接触表面46.1F偏移并且各自形成通道46.3F。
因此，如图10所示，当内层52与外层42组装在一起时，内部条带46的中间区域46.3与外层42间隔开，并且由外层42关闭的每个通道46.3F形成连接通路50。
为了增加连接通路50的横截面，在内层52与外层42之间插置箔片。每个箔片都采取材料条带的形式。这些箔片彼此平行并且间隔开。取决于构型，箔片被定向成与侧向边缘46.1平行并且与其叠置在一起，或者被定向成与侧向边缘46.1成直角。
根据图11至图13中可见的第二示例性实施例，内部条带46是平坦的并且由中间条带54联结在一起以形成内层52。第一内部条带46的侧向边缘46.1通过任何适当的手段以流体密封的方式叠置在中间条带54的一个边缘上并与之连接，并且第二内部条带46’的侧向边缘46.2通过任何适当的手段以流体密封的方式叠置在中间条带54的另一个边缘上并与之连接。
在远离开口48处，所达成的内层52是流体密封的，从而有助于使小室36流体密封。
每个中间条带54提供接触表面54F。因为中间条带54是间隔开的，每个内部条带46的中间区域46.3在两个中间条带54之间界定通道46.3F。
因此，如图11所示，当内层52与外层42组装在一起时，内部条带46的中间区域46.3与外层42间隔开，并且由外层42关闭的每个通道46.3F形成连接通路50。
为了增加连接通路50的横截面，在内部条带46与外层42之间插置箔片56。每个箔片56都采取材料条带的形式。箔片56彼此平行并且间隔开。如图11至图13所示，取决于构型，箔片56被定向成与侧向边缘46.1平行并且与其叠置在一起，或者被定向成与侧向边缘46.1成直角。
根据图15和图16中可见的第三实施例，外层42在其朝向内部条带46定向的面上包括相互平行且间隔开的通道58，通孔44至少部分地通入这些通道。在每个通道58之间，外层42包括接触表面42F，这些接触表面形成与通道58的底部相比附加的厚度。内部条带46与外层42以使得每个通道58关闭的方式组装在一起以便获得连接通路50。为此，对于每个通道58，内部条带46的第一侧向边缘46.1以流体密封的方式连接到定位在通道58的第一侧上的第一接触表面42F，并且内部条带46的第二侧向边缘46.2以流体密封的方式连接到定位在通道58的第二侧上的第二接触表面42F’。

Claims (9)

1.一种声学处理面板，包括：多孔声阻结构(30)，所述多孔声阻结构与在操作期间声波在其中行进的外部环境接触；反射层(32)；以及至少一个蜂窝结构(34)，所述至少一个蜂窝结构定位在所述多孔声阻结构(30)与所述反射层(32)之间并且被构造成将位于所述多孔声阻结构(30)与所述反射层(32)之间的区域划分成多个小室(36)，其特征在于，所述多孔声阻结构(30)包括：至少一个外层(42)，所述至少一个外层与所述外部环境接触并且具有通孔(44)；内部条带(46)，所述内部条带包括与所述小室(36)的内部连通的若干开口(48)；以及多个连接通路(50)，所述连接通路介于在所述外层(42)与所述内部条带(46)之间，所述连接通路一方面与所述外层(42)的所述通孔(44)中的至少一个通孔连通并且另一方面与所述内部条带(46)之一的所述开口(48)中的至少一个开口连通。
2.根据权利要求1所述的声学处理面板，其特征在于，每个内部条带(46)包括两个平行的侧向边缘(46.1、46.2)以及介于所述侧向边缘(46.1、46.2)之间、呈现出与所述小室(36)连通的所述开口(48)的中间区域(46.3)，其特征在于，所述侧向边缘中的一个侧向边缘(46.2)具有型锻部(51)，并且其特征在于，两个相邻的内部条带(46、46’)的所述侧向边缘(46.1、46.2)叠置并组装，所述内部条带(46)的所述中间区域(46.3)与所述外层(42)间隔开以形成所述连接通路(50)。
3.根据权利要求1所述的声学处理面板，其特征在于，每个内部条带(46)包括两个平行的侧向边缘(46.1、46.2)以及介于所述侧向边缘(46.1、46.2)之间、呈现出与所述小室(36)连通的所述开口(48)的中间区域(46.3)，并且其特征在于，所述内部条带(46)是平坦的并且由中间条带(54)联结在一起以形成内层(52)，所述内部条带(46)的所述中间区域(46.3)与所述外层(42)间隔开以形成所述连接通路(50)。
4.根据权利要求1所述的声学处理面板，其特征在于，所述外层(42)在其面向所述内部条带(46)的面上包括相互平行且间隔开的通道(58)，并且所述通孔(44)至少部分地通入所述通道，所述内部条带(46)与所述外层(42)以使得每个通道(58)关闭的方式组装在一起以便获得连接通路(50)。
5.根据前述权利要求之一所述的声学处理面板，其特征在于，所述声学处理面板包括介于所述内部条带(46)与所述外层(42)之间、相互平行且间隔开的箔片(56)。
6.根据权利要求5所述的声学处理面板，其特征在于，所述箔片(56)被定向成与所述侧向边缘(46.1)平行并且叠置在这些侧向边缘(46.1)上。
7.根据权利要求5所述的声学处理面板，其特征在于，所述箔片(56)被定向成与所述内部条带(46)的所述侧向边缘(46.1、46.2)垂直。
8.根据前述权利要求之一所述的声学处理面板，其特征在于，每个小室(36)包含若干导管(38)，每个所述导管具有：第一端(38.1)，所述第一端由所述多孔声阻结构(30)的一部分封闭；第二端(38.2)，所述第二端由所述反射层(32)的一部分封闭；以及至少一个开口(40)，所述至少一个开口远离所述多孔声阻结构(30)设置并且被构造成致使所述导管(38)的内部和外部连通，并且其特征在于，所述内部条带(46)的每个开口(48)与所述导管(38)中的一个导管连通。
9.一种包括根据前述权利要求之一所述的声学处理面板的飞行器。
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