Способ изготовления звукопоглощающей панели, в частности, для гондолы авиадвигателя



Способ изготовления звукопоглощающей панели, в частности, для гондолы авиадвигателя
Способ изготовления звукопоглощающей панели, в частности, для гондолы авиадвигателя
Способ изготовления звукопоглощающей панели, в частности, для гондолы авиадвигателя
Способ изготовления звукопоглощающей панели, в частности, для гондолы авиадвигателя

 


Владельцы патента RU 2450367:

ЭРСЕЛЬ (FR)

Изобретение относится к способу изготовления звукопоглощающей панели, в частности, для гондолы авиадвигателя, причем панель содержит по меньшей мере одну ячеистую сердцевину, которая с одной стороны покрыта воздухонепроницаемым наружным покрытием, тогда как покрытие с другой стороны, т.е. внутреннее покрытие, перфорировано, при этом ячеистая сердцевина образована соединением встык ряда блоков (B1, B2) с ячеистой сердцевиной. Способ предусматривает следующие шаги: а) перед соединением встык блоков (B1, B2) с ячеистой сердцевиной вскрывают ячейки (A1, A2) по краям соединяемых блоков; b) соединяют блоки (B1, B2) встык и «всухую» так, чтобы вскрытые ячейки (A1, A2) заходили одна в другую. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности звукопоглощения. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к мерам по снижению уровня шума, создаваемого двигателями, и в частности, авиадвигателями.

Перед авиапромышленностью стоит задача, еще более насущная в свете недавних законодательных актов - снизить уровень шума, испускаемого двигателями, и в частности, турбореактивными двигателями (ТРД).

Как известно, по большей части этот шум возникает в районе воздухозаборника гондолы, в которой заключен двигатель. Причина в том, что там располагается нагнетательный вентилятор двигателя, который очень сильно шумит, всасывая и рассекая воздух.

Известно также решение, состоящее в установке на внутренней поверхности воздухозаборника гондолы специальных звукопоглощающих панелей для снижения возникающего там шума.

Такие панели состоят, как правило, из блоков с ячеистой сердцевиной - подобные структуры обычно называют сотовыми. Наружная поверхность этих блоков, то есть дальняя от оси двигателя, имеет воздухонепроницаемое покрытие, тогда как покрытие внутренней поверхности (ближней к оси двигателя) пропускает воздух.

Эти панели образуют своего рода акустические резонаторы, как бы улавливающие шум, а следовательно, ослабляющие испускание звука вовне гондолы.

Геометрия гондолы и различные конструктивные соображения (например, может потребоваться применить ячеистые сердцевины различной плотности), часто предписывают располагать встык несколько блоков с ячеистыми сердцевинами для создания звукопоглощающей панели.

В подобных случаях, во избежание потерь эффективности звукопоглощения, зоны стыка таких блоков необходимо обрабатывать особо тщательно.

В настоящее время для соединения таких блоков друг с другом широко применяют нанесение на смежные края этих блоков специального клея, который при обжиге превращается в пену, образуя при этом своего рода соединительную полоску из вспученного материала между указанными краями.

Достоинство такого способа в том, что можно получить панель, которая с механической точки зрения ведет себя так же, как панель из цельного блока.

Недостаток же способа в том, что соединительная полоска из обожженного клея заполняет соседние ячейки блоков, что уменьшает эффективную акустическую площадь блока. Кроме того, такая соединительная полоска представляет собой разрыв акустического сопротивления, что тоже существенно снижает эффективность блока.

Итак, задача настоящего изобретения - устранение вышеперечисленных недостатков.

Эта задача решается посредством способа изготовления звукопоглощающей панели, в частности, для гондолы авиадвигателя, причем данная панель содержит по меньшей мере одну ячеистую сердцевину, одна из поверхностей которой имеет воздухонепроницаемое, т.н. наружное покрытие, а другая поверхность - перфорированное, т.н. внутреннее покрытие, и при этом ячеистая сердцевина образована соединением встык ряда блоков с ячеистой сердцевиной, каковой способ отличается тем, что содержит следующие шаги:

a) перед соединением встык блоков с ячеистой сердцевиной вскрывают ячейки, расположенные по краям предназначенных к соединению блоков;

b) соединяют эти блоки встык и «всухую» таким образом, что вскрытые ячейки заходят одна в другую.

С точки зрения акустики, сухое (без применения клея) взаимопроникновение предварительно вскрытых ячеек позволяет получить панель, в которой практически все ячейки участвуют в ослаблении шума.

Помимо этого, отсутствие клея позволяет устранить разрывы акустического сопротивления, которые имеют место в известных панелях.

В отношении же механики неожиданно выяснилось, что механическая прочность изготовленной заявляемым способом панели, по существу, сравнима с прочностью известных панелей.

Таким образом, благодаря указанным признакам, заявленный способ позволяет получить панель, которая, хотя и собрана из нескольких блоков, демонстрирует исключительно высокую однородность звукопоглощения по всему своему объему, а также удовлетворяет механическим требованиям.

Согласно другим, опциональным признакам заявляемого способа, он содержит:

- предварительный шаг, на котором выбирают ячеистые блоки несколько большего размера, чем нужно, и шаг с1), на котором поддерживают полученное на шаге (b) взаимопроникновение, за счет того, что блоки устанавливают с усилием, вызывающим механические напряжения. Таким образом, можно удерживать края этих блоков прижатыми друг к другу и получить в конечном итоге акустическую панель, обладающую практически такими же механическими свойствами, как панель из цельного блока;

- шаг с2), на котором поддерживают полученное на шаге b) взаимопроникновение посредством фиксирующих элементов типа скоб или скреп. Этот шаг, который можно применить как самостоятельно, так и в дополнение к предыдущему, позволяет исключительно прочно скрепить края двух смежных блоков;

- шаг d), на котором устанавливают послойно группы блоков, соединенных друг с другом в соответствии с любым из шагов а)-с2). Этот способ можно использовать для изготовления многослойных панелей, которые требуются в отдельных случаях.

Заявленное изобретение относится также к элементу, охватывающему двигатель, отличающемуся тем, что он снабжен, по меньшей мере, одной звукопоглощающей панелью, изготовленной описанным выше способом. Такой элемент позволяет добиться особо эффективного ослабления шума охватываемого им двигателя.

Предметом изобретения является также гондола, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один вышеописанный элемент.

Как вариант, оболочку можно расположить в зоне воздухозаборника гондолы. Такое устройство гондолы позволяет, в частности, ослабить шум, создаваемый нагнетающим вентилятором двигателя.

Прочие признаки и преимущества изобретения явствуют из нижеследующего описания и рассмотрения приложенных чертежей.

Фиг.1 представляет собой вид в разрезе однослойной звукопоглощающей панели согласно изобретению.

Фиг.2 - вид в разрезе двухслойной звукопоглощающей панели согласно изобретению.

Фиг.3 - частичный схематический вид сверху зоны стыка двух блоков ячеистой сердцевиной, образующих звукопоглощающую панель согласно изобретению.

Фиг.4 - реальное изображение (фотоснимок) такой зоны стыка.

Как видно на фиг.1, однослойная звукопоглощающая панель согласно изобретению содержит, как правило, несколько, в данном случае два блока В1, В2 с ячеистой сердцевиной, размещенных между внутренним покрытием 1 и наружным покрытием 3.

Блоки В1, В2 взаимодействуют между собой в зоне 5 стыка, свойства которой подробно будут рассмотрены ниже.

Как показано на фиг.3 и фиг.4, ячейки А1, А2 блоков В1, В2 имеют в данном примере шестиугольное сечение, образуя в результате сотовые конструкции.

Как показано на фиг.1, сечение ячеек А1 блока В1 может быть, например, меньше сечения ячеек А2 блока В2, что продиктовано требованиями технического задания к акустическим и/или механическим характеристикам.

В качестве материала ячеек блоков В1 и В2 можно, в общем случае, применить легкий металлический сплав, пригодный для авиастроения. Внутреннее покрытие 1 можно выполнить из листового материала или ткани с отверстиями 7 напротив ячеек А1, А2, тогда как для наружного покрытия 3 можно использовать многослойный композитный материал.

Принцип действия такой акустической панели известен. Ее устанавливают во внутренней стенке гондолы таким образом, чтобы внутреннее покрытие 1 было обращено к размещенному в гондоле двигателю. Шум двигателя проникает в ячейки А1, А2 через отверстия 7 во внутреннем покрытии 1 и вибрирует внутри этих ячеек, образующих своего рода акустические резонаторы, что приводит к рассеянию акустической энергии, а следовательно, и к снижению уровня шума.

На фиг.2 показана двухслойная панель согласно изобретению, содержащая два слоя блоков с ячеистой сердцевиной, которые образованы, соответственно, блоками В1, В2 и В1', В2', причем блоки соединены между собой с помощью известных средств и размещены между внутренним покрытием 1 и наружным покрытием 3, аналогичными тем, что были рассмотрены применительно к фиг.1.

В такой двухслойной панели взаимодействие между блоками с ячеистой сердцевиной, во-первых, В1 и В2 и, во-вторых, В1' и В2' происходит, соответственно, в зонах 5, 5' стыков, свойства которых описаны ниже.

А именно, на фиг.3 и фиг.4 видно, что в зоне 5 стыка двух блоков В1, В2 ячейки А1, А2, соответственно находящиеся на смежных краях этих блоков, предварительно вскрыты, чтобы они могли заходить друг в друга.

Фактически, как показано на фиг.4, взаимопроникновение ячеек А1, А2 не столь идеально в геометрическом отношении, как показано на фиг.3.

Может, впрочем, оказаться, что надо подправлять эти ячейки перед их взаимопроникновением - в частности, в случае, когда они оказываются чрезмерно деформированными или даже схлопываются.

Однако, сказанное нисколько не умаляет излагаемых ниже достоинств изобретения.

Было обнаружено, что взаимопроникновение ячеек на краях смежных блоков позволяет изготовить звукопоглощающую панель, которая механически ведет себя, по существу, подобно традиционной панели из склеенных блоков.

В частности, удалось установить, что прочность на срез у акустических панелей, изготовленных заявленным способом, по существу, однородна по всему их объему, включая зоны стыка между блоками с ячеистой сердцевиной.

Такая однородная прочность чрезвычайно важна, поскольку она позволяет предотвратить передачу в наружное покрытие 3 паразитных нагрузок, в частности, изгибающих.

Также обнаружено, что механические свойства можно улучшить, обеспечивая прижатие блоков с ячеистыми сердцевинами друг к другу, за счет чего улучшается взаимопроникновение ячеек на краях этих блоков.

Одним из способов такого поддержания механического напряжения является применение блоков, размеры которых слегка превышают размеры промежутков, в которых их следует разместить, что обеспечивает их установку с тугой посадкой.

Другой способ улучшить соединение между блоками, в том числе как дополнение к описанному выше, заключается в использовании крепежных средств между ячейками, находящимися на краях этих блоков. В качестве таких средств можно применить, например, различные скобы или скрепы.

Как следует из вышеизложенного, взаимопроникновение ячеек, располагающихся по краям блоков, в механическом отношении вполне удовлетворительно заменяет клеевое соединение, используемое в известных системах.

С точки зрения акустики подобное сухое соединение исключает заполнение клеем ячеек А1, А2 в зоне 5 стыка блоков В1 и В2, поэтому указанные ячейки не выпадают из работы по ослаблению шума со стороны наружного покрытия 1, которое обращено к авиадвигателю.

Другими словами, отсутствие клея позволяет увеличить поверхность панели, фактически работающую на звукопоглощение.

Кроме того, в отсутствие клея можно устранить любые разрывы акустического сопротивления в теле панели, что также способствует повышению эффективности звукопоглощения.

Должно быть совершенно очевидно, что изобретение никоим образом не ограничивается описанными выше вариантами его осуществления, которые были представлены лишь в качестве примеров.

1. Способ изготовления звукопоглощающей панели, в частности, для гондолы авиадвигателя, причем данная панель содержит по меньшей мере одну ячеистую сердцевину, которая с одной стороны имеет воздухонепроницаемое покрытие, называемое наружным покрытием, а с другой стороны - перфорированное покрытие, называемое внутренним покрытием, при этом данная ячеистая сердцевина образована соединением встык ряда блоков (B1, B2) с ячеистой сердцевиной, отличающийся тем, что содержит следующие шаги:
a) перед соединением встык блоков (B1, B2) с ячеистой сердцевиной вскрывают ячейки (A1, A2), расположенные по краям соединяемых блоков;
b) соединяют блоки (B1, B2) встык и «всухую» так, что вскрытые ячейки (A1, A2) заходят одна в другую.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит предварительный шаг, на котором выбирают блоки (B1, B2) с ячеистой сердцевиной, размер которых слегка превосходит требуемый конечный размер; и
шаг с1), на котором поддерживают полученное на шаге b) взаимопроникновение за счет того, что блоки устанавливают с усилием, вызывающим механическое напряжение.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что содержит шаг с2), на котором поддерживают взаимопроникновение, полученное на шаге b), крепежными средствами типа скоб или скреп.

4. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что содержит шаг d), на котором устанавливают послойно группы блоков (В1, В2 и В1', В2'), соединенных между собой в соответствии с любым из шагов а) - с2).

5. Элемент, охватывающий двигатель, отличающийся тем, что снабжен по меньшей мере одной звукопоглощающей панелью, изготовленной способом по любому из пп.1-4.

6. Гондола для авиадвигателя, отличающаяся тем, что она содержит, по меньшей мере, один элемент по п.5.

7. Гондола по п.6, отличающаяся тем, что указанный элемент расположен в районе воздухозаборника гондолы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к многослойному элементу для звукопоглощающей внутренней обшивки транспортного средства. .

Изобретение относится к системам наземного обслуживания воздушных судов (ВС) и может быть использовано для прогонки турбин авиадвигателей в зоне аэропортов. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к области снижения вибраций насосно-компрессорных труб, оборудованных центробежными погружными электронасосами.

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к гондоле для турбореактивного двигателя. .

Изобретение относится к глушителям шума энергетических установок и может быть использовано в осевых компрессорах энергетических и приводных (газоперекачивающих) газотурбинных установок.

Изобретение относится к воздухозаборным каналам двигателей летательных аппаратов. .

Изобретение относится к области энергетики, к устройствам для подготовки атмосферного воздуха газотурбинной установки и может быть использовано в различных климатических зонах.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно: к устройствам подавления шума турбовентиляторных авиационных двигателей. .

Изобретение относится к области двигателестроения и может найти применение в лопатках водного устройства газотурбинного двигателя. .

Изобретение относится к газоочистным устройствам и может быть использовано для очистки забираемого из атмосферы воздуха и подготовки его к подаче в компрессор газотурбинной установки (ГТУ) с целью уменьшения абразивного износа и трактовых отложений на лопаточных элементах компрессора указанной установки

Узел содержит первый и второй элементы и соединительное устройство между этими двумя элементами, позволяющее сохранить целостность поверхности второго элемента. Соединительное устройство содержит структурирующую обшивку, прикрепленную к первому элементу, и пористый материал, нанесенный на эту структурирующую обшивку и контактно связанный с указанным вторым элементом. Узел может быть установлен в воздухозаборнике гондолы турбореактивного двигателя с пневматической противообледенительной системой. Изобретение направлено на уменьшение веса соединительного элемента и на возможность установки узла в зоне действия высоких температур. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Конструкция стенки с шумопоглощающими изолирующими свойствами для воздухозаборного коллектора газотурбинной установки содержит первое средство для механического крепления внешнего листа, герметично разделяющего пространства с обеих сторон стенки, а также второе средство для крепления шумоизолирующего материала между пространствами с обеих сторон стенки. Первое средство включает в себя несколько двутавровых балок, установленных на одной общей плоскости своими ребрами перпендикулярно данной общей плоскости, внешний лист, прикрепленный к первому фланцу двутавровых балок. Второе средство содержит шумопоглощающий изолирующий материал, которым заполнено пространство между двутавровыми балками. Шумопоглощающий изолирующий материал заключен в пространстве между внешним листом и перфорированными листами, прикрепленными ко второму фланцу двутавровых балок. Двутавровые балки и внешний лист выполнены из углеродистой стали, а перфорированные листы выполнены из нержавеющей стали. Другое изобретение группы относится к газотурбинной установке, содержащей компрессор, воздух в который поступает через воздухозаборный коллектор, включающий указанные выше стенки. Группа изобретений позволяет упростить конструкцию стенки воздухозаборного коллектора без снижении ее прочности и жесткости. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Звукоизолирующая панель содержит несущее покрытие и закрепленный на указанном покрытии звукопоглощающий пористый материал. Структура пористого материала выбрана из группы, включающей: пены, вспененные материалы, войлоки, а также материалы, содержащие совокупности малоразмерных элементов, а сам пористый материал выбран из группы, включающей: полимерные, металлические, керамические, композитные материалы и углеродную пену. На стороне противоположной несущему покрытию звукоизолирующая панель содержит пластину, частично покрывающую указанную панель, причем на пластине закреплен центрирующий элемент. Другое изобретение группы относится к внутренней неподвижной конструкции гондолы турбореактивного авиадвигателя, содержащей указанную выше звукоизолирующую панель. Еще одно изобретение группы относится к конструкции воздухозаборника, содержащей кромку воздухозаборника и пневматическую противообледенительную камеру. Кромка воздухозаборника оснащена первой звукоизолирующей панелью, содержащей несущее покрытие и закрепленный на несущем покрытии пористый материал. Первая звукоизолирующая панель на стороне, противоположной несущему покрытию, содержит пластину, частично покрывающую звукоизолирующую панель, причем на пластине закреплен центрирующий элемент. Противообледенительная камера образована указанной кромкой и внутренней перегородкой, закрывающей противообледенительную камеру и содержащей изогнутый элемент, закрепленный клепкой, на указанной пластине. Первая звукоизолирующая панель содержит пористый материал с открытыми порами. Конструкция воздухозаборника выполнена с возможностью смещения относительно кожуха для проведения работ по обслуживанию. Группа изобретений позволяет упростить конструкцию звукоизолирующей панели и обеспечить центрирование конструкции воздухозаборника относительно кожуха авиадвигателя. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 15 ил.

Звукопоглощающая панель содержит, по меньшей мере, одну ячеистую сердцевину, расположенную между внутренней обшивкой и наружной обшивкой. В наружную обшивку встроен, по меньшей мере, один крепежный элемент, выполненный с возможностью образования разъемного соединения с ответным крепежным элементом, взаимодействующим с конструкцией, к которой следует прикрепить звукопоглощающую панель. Крепежный элемент встроен в наружную обшивку с возможностью поворота относительно, по меньшей мере, одной оси вращения. Изобретение позволяет упростить крепление звукопоглощающей панели при сохранении ее звукопоглощающих свойств. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх