Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя



Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя
Звукоизолирующая панель, конструкция воздухозаборника и внутренняя неподвижная конструкция с такой панелью для гондолы авиадвигателя

 


Владельцы патента RU 2545608:

ЭРСЕЛЬ (FR)

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.

 

Настоящее изобретение относится к звукоизолирующей панели для гондолы авиадвигателя, а также к элементам гондолы, оснащенным такой панелью.

Из уровня техники известно применение звукоизолирующих панелей в гондолах авиадвигателей для снижения шумового воздействия, создаваемого турбореактивными двигателями.

Такие звукоизолирующие панели имеют, как правило, многослойную конструкцию, содержащую несущее покрытие, сотовидную ячеистую секцию и резистивный слой, образованный, как правило, перфорированным покрытием.

Практическое осуществление таких звукоизолирующих панелей является дорогостоящим, в частности, вследствие наличия ячеистой секции, а также необходимости закрепления указанной ячеистой секции на несущем и перфорированном покрытиях.

Соответственно, задачей настоящего изобретения является, в частности, создание звукоизолирующего покрытия с упрощенной по сравнению с известным уровнем техники конструкцией, а также относительно низкой стоимостью изготовления.

Эта задача решается благодаря звукоизолирующей панели для гондолы авиадвигателя, содержащей несущее покрытие и закрепленный на указанном покрытии пористый материал, выполняющий функцию звукопоглощающего материала.

Под пористым материалом в контексте описания настоящего изобретения понимается открытый материал (то есть материал, в котором имеется множество сообщающихся полостей) в виде пены или вспененного материала, или совокупности малоразмерных элементов, например пузырьков.

В силу своей пористости такой материал обладает хорошими звукоизолирующими свойствами.

Такой материал, изготовленный из имеющихся в продаже металлических, полимерных, керамических или композитных материалов, имеет, как правило, гораздо меньшую по сравнению с ячеистой секцией стоимость, и его значительно проще разместить на несущем покрытии.

В отдельных случаях звукоизолирующие панели требуется конструировать с расчетом на установку в горячих областях гондолы турбореактивного авиадвигателя, в частности в нижней по потоку части указанной гондолы, через которую осуществляется выход отработавших газов, и температура в которой обычно превышает 600°С.

Использование звукоизолирующих панелей в указанной области выхода газов позволяет существенно снизить шумовое воздействие в высокочастотной части спектра.

Обычно для эксплуатации в условиях особо высоких температур применяются звукоизолирующие панели, несущее покрытие которых выполнено из металлического листа, ячеистая секция является металлической, а резистивный слой представляет собой перфорированный металлический лист.

Металлическая ячеистая секция посредством пайки (то есть способа соединения двух деталей при помощи металлического припоя с температурой плавления ниже, чем у основного металла) прикреплена к несущему металлическому листу и перфорированному металлическому листу.

Использование металлических сплавов для изготовления всех элементов указанной многослойной конструкции, а также применение пайки при их соединении друг с другом существенно увеличивают расходы на производство.

Кроме того, панели, изготавливаемые из всех указанных металлических элементов, обладают сравнительно большим весом.

Следовательно, дополнительная задача настоящего изобретения заключается, в частности, в создании звукопоглощающей панели, приспособленной для установки в горячей области гондолы и отличающейся от известных из уровня техники звукоизолирующих панелей меньшей себестоимостью и меньшим весом.

Указанная частная задача изобретения решается благодаря звукоизолирующей панели вышеуказанного типа, отличающейся тем, что указанный пористый материал выбран из группы, включающей материалы с температурной стойкостью до 200°С, материалы с температурной стойкостью до 400°С, материалы с температурной стойкостью до 600°С, а также материалы с температурной стойкостью до 800°С.

В зависимости от конкретных условий предполагаемого применения в горячих областях может быть выбрано большее или меньшее значение теплопроводности пористого материала.

В том частном случае, когда панель предназначена для оснащения кромки воздухозаборника с пневматической противообледенительной системой, следует выбирать пористый материал с температурной стойкостью, достигающей приблизительно 400°С, и с высокой теплопроводностью.

Материал изготовления такого пористого материала для установки в горячей области может быть выбран из группы, включающей металлические пены, в частности пены на основе сплавов алюминия и/или меди и/или никеля и/или хрома, или углеродные пены.

Другими дополнительными признаками заявляемой звукоизолирующей панели предусмотрено следующее:

указанный пористый материал приклеен к указанному несущему покрытию: это весьма простой способ закрепления пористого материала на несущем покрытии;

указанное несущее покрытие выполнено с перфорацией; такое конструктивное решение целесообразно использовать при необходимости размещения несущего покрытия на стороне потока отработавших газов;

на указанном несущем покрытии закреплены элементы жесткости, позволяющие придать панели жесткость, сопоставимую с жесткостью ячеистой секции известных из уровня техники панелей;

на элементах жесткости закреплен резистивный слой, позволяющий, в частности, защитить пористый материал от ударного воздействия;

такой резистивный слой выполнен из проволочной сетки или перфорированного покрытия, или сочетания указанных двух элементов;

указанное несущее покрытие и/или указанные элементы жесткости, и/или указанное перфорированное покрытие, и/или указанный резистивный слой изготовлены из материала, выбранного из группы, включающей металлические сплавы, керамические материалы, композиты с металлической матрицей, композиты с керамической матрицей, причем выбор материалов обусловлен весовыми и температурными ограничениями, а также механическими нагрузками, которым будет подвергаться звукоизолирующая панель.

Еще одной частной задачей настоящего изобретения является создание панели, характеристики которой полностью отвечают температурным условиям, геометрическим параметрам, частотному и пространственному распределению шумового воздействия, а также прочим условиям ее предполагаемого использования (панель, изготавливаемая "на заказ").

Данная частная задача изобретения решается благодаря панели вышеописанного типа, пористый материал которой содержит полости, позволяющие оптимизировать весовые и звукопоглощающие характеристики панели сообразно ее назначению.

Другими дополнительными признаками такой оптимизированной панели, позволяющими в полной мере приспособить ее под конкретное назначение, предусмотрено следующее:

по меньшей мере некоторые из указанных полостей являются сквозными;

по меньшей мере некоторые из указанных полостей являются глухими;

по меньшей мере у некоторых из указанных полостей стенки расположены по существу перпендикулярно срединной плоскости указанной панели;

по меньшей мере у некоторых из указанных полостей стенки расположены под углом к срединной плоскости указанной панели;

указанный пористый материал образован наложением друг на друга пористых материалов с различающимися характеристиками, выполненным в направлении толщины панели;

указанный пористый материал образован размещением рядом друг с другом блоков пористых материалов с различающимися характеристиками, выполненным параллельно срединной плоскости панели.

Настоящее изобретение относится также к конструкции воздухозаборника турбореактивного авиадвигателя, отличающейся тем, что кромка воздухозаборника оснащена по меньшей мере первой звукоизолирующей панелью вышеописанного типа.

Дополнительными признаками такой конструкции воздухозаборника предусмотрено следующее:

указанная конструкция воздухозаборника содержит пневматическую противообледенительную камеру, образованную, в частности, указанной кромкой и внутренней перегородкой, причем указанная первая звукоизолирующая панель относится к типу, содержащему пористый материал с открытыми порами, обладающий температурной стойкостью до 400°C и высокой теплопроводностью;

указанная первая звукоизолирующая панель прикреплена к внутренней стороне указанной кромки воздухозаборника при помощи верхней по потоку удерживающей пластины и нижней по потоку удерживающей пластины, при этом указанная внутренняя перегородка закреплена на указанной нижней по потоку удерживающей пластине, предпочтительно посредством клепки;

указанная конструкция воздухозаборника содержит вторую звукоизолирующую панель, прикрепленную к внутренней стороне кромки воздухозаборника ниже по потоку от указанной внутренней перегородки, и отделенную от указанной первой панели прокладкой из пористого материала с открытыми порами, обладающего температурной стойкостью до 400°C и низкой теплопроводностью;

указанная вторая звукоизолирующая панель выбрана из группы, включающей панель вышеописанного типа с пористым материалом и открытыми порами, обладающую температурной стойкостью до 120°C, а также панель сотовидной конструкции;

указанные первая панель, прокладка из пористого материала и вторая панель покрыты общей удерживающей пластиной, на которой закреплена указанная внутренняя перегородка, предпочтительно посредством клепки;

указанная конструкция воздухозаборника относится к типу, в котором кромка воздухозаборника вместе с наружной стенкой конструкции воздухозаборника образуют неразъемный узел с возможностью смещения относительно кожуха вентилятора турбореактивного двигателя, как описано, например, в документе FR 2 906 586;

указанная конструкция воздухозаборника содержит центрирующие элементы, закрепленные на указанном общем листе.

Настоящее изобретение относится также к внутренней неподвижной конструкции гондолы турбореактивного авиадвигателя, отличающейся тем что она содержит по меньшей мере одну звукоизолирующую панель вышеописанного типа.

Дополнительными признаками такой внутренней неподвижной конструкции предусмотрено следующее:

по меньшей мере часть указанной звукоизолирующей панели расположена в той области указанной внутренней неподвижной конструкции, где предполагается воздействие высоких температур, создаваемых указанным турбореактивным двигателем, при этом пористый материал указанной панели относится к типу с открытыми порами и обладает температурной стойкостью до 800°С и высокой теплопроводностью;

указанный пористый материал находится на внутренней поверхности указанной неподвижной внутренней конструкции, при этом по меньшей мере на части поверхности указанной неподвижной внутренней конструкции, покрывающей указанный пористый материал, имеется перфорация;

указанный пористый материал удерживается при помощи изогнутых элементов, выполненных на указанной неподвижной внутренней конструкции;

указанный пористый материал находится на наружной поверхности указанной неподвижной внутренней конструкции, внутри углубления, выполненного в указанной конструкции;

указанный пористый материал покрыт, по меньшей мере в верхней по потоку части, перфорированным резистивным слоем;

указанный резистивный слой изготовлен из того же материала, что и внутренняя неподвижная конструкция.

Настоящее изобретение относится также к гондоле авиадвигателя, отличающейся тем, что она оснащена по меньшей мере одной звукоизолирующей панелью вышеописанного типа.

Прочие отличительные признаки и предпочтительные варианты настоящего изобретения станут ясны из нижеследующего описания, а также из прилагающихся чертежей, на которых:

фиг.1 - схематическое изображение поперечного разреза одного из вариантов заявляемой звукоизолирующей панели;

фиг.2-5: изображения оптимизированных вариантов панели с фиг.1;

фиг.6-7: схематические изображения продольных разрезов двух вариантов воздухозаборника гондолы, оснащенного по меньшей мере одной заявляемой звукоизолирующей панелью;

фиг.8 - схематическое изображение продольного разреза известной из уровня техники гондолы, содержащей традиционный двухконтурный турбореактивный двигатель;

фиг.9-13: частичные изображения разреза различных вариантов неподвижной внутренней конструкции гондолы, оснащенной по меньшей мере одной заявляемой звукоизолирующей панелью.

На всех чертежах сходные или идентичные элементы или группы элементов обозначены сходными или идентичными номерами позиций.

Как показано на фиг.1, на обратной относительно источника происхождения звука стороне заявляемой звукоизолирующей панели имеется выполненное в виде листа несущее покрытие 1.

На несущем покрытии 1 закреплено множество элементов 3 жесткости, образованных, например, расположенными параллельно друг другу двутавровыми балками.

Между элементами 3 жесткости размещен пористый материал 5, то есть материал с открытой структурой или открытыми порами, способный поглощать энергию звуковых волн.

Указанный пористый материал в виде пены или вспененного вещества, или войлока, или совокупности элементов малого размера, например пузырьков, может быть закреплен на несущем покрытии 1 посредством приклеивания или пайки.

На элементах 3 жесткости может быть закреплен резистивный слой 7, выполненный из перфорированного листа или проволочной сетки или сочетания этих двух элементов, таким образом, что он образует оболочку для пористого материала 5.

Элементы 3 жесткости могут быть закреплены на несущем покрытии 1 посредством пайки или клепки.

Резистивный слой 7 может быть закреплен на элементах 3 жесткости посредством приклеивания, пайки или приваривания.

Как указано выше, пористый материал 5 может быть изготовлен из имеющихся в продаже металлических, полимерных, керамических или композитных материалов.

Пористый материал 5 подбирают сообразно предполагаемым условиям эксплуатации звукоизолирующей панели.

В приводимой ниже таблице показаны примеры различных видов пен, подходящих для использования в качестве пористого материала для различных условий эксплуатации звукоизолирующей панели.

Характеристики Тип пены Примеры имеющихся в продаже пен
Пены на основе сплавов никеля с хромом, плотностью от 0,6 до 0,65 г/см3 RECEMAT® от компании RECEMAT INTERNATIONAL, либо металлические пены компании FiberNide
Пены с относительно высокой температурной стойкостью (до 600°C и выше) Углеродная пена, выдерживающая температуры свыше 600°C
Пены на основе алюминия, плотностью от 0,2 до 0,4 г/см3
Пены компании CYMAT
Пены с относительно низкой температурной стойкостью (до 200°C) Полиметакрилимидная пена плотностью 0,05 г/см3
ROHACELL® от компании EMKAY PLASTICS
Пены на основе никеля с теплопроводностью до 9 Вт/мК при минимальной пористости 90%
Пены с относительно высокой теплопроводностью
Пены на основе сплавов алюминия и меди, обладающих теплопроводностью, достигающей 10 Вт/мК для минимальной пористости 65%
Углеродная пена с теплопроводностью, достигающей 25 Вт/мК для минимальной пористости 78%
Керамическая пена с теплопроводностью от 0,01 до 1 Вт/мК для плотности от 0,02 до 0,4 г/см3
Пены с относительно низкой теплопроводностью
Полиметакрилимидная пена, обладающая теплопроводностью 0,031 Вт/мК для плотности 0,032 г/см3
ROHACELL-31® от компании EMKAY PLASTICS

В том частном случае, когда звукоизолирующая панель предназначена для установки в высокотемпературных областях гондолы авиадвигателя (в частности, в области выхода отработанных газов турбореактивного двигателя), предусмотрено изготовление пористого материала 5 из материала, стойкого к температурам до 800°С, например, из углеродной пены. При этом подбор материалов для изготовления других элементов звукоизолирующей панели, то есть несущего покрытия 1, элементов 3 жесткости и резистивного слоя 7, осуществляется исходя из ограничений по весу, температуре и механическим нагрузкам.

Как указано выше, в качестве таких материалов возможно использовать металлические сплавы, керамику, композиты с металлической матрицей КММ (ММС) и композиты с керамической матрицей ККМ (CMC).

Принцип действия предпочтительных вариантов вышеописанной звукоизолирующей панели основан непосредственно на предшествующих объяснениях.

Несущее покрытие 1 закреплено относительно стенки элемента гондолы, например реактивного сопла для отвода отработанных газов.

При этом резистивный слой 7 обращен к источнику шумового воздействия, интенсивность которого требуется ослабить.

Исходящие от указанного источника звука акустические волны проходят сквозь резистивный слой 7 и проникают в полости пористого материала 5, в результате чего происходит гашение энергии указанных акустических волн.

Для выполнения покрытия заданной площади можно соединить встык нескольких панелей, аналогичных показанной на прилагаемом чертеже.

Очевидно, что установить между несущим покрытием 1 и перфорированным покрытием 7 пористый материал 5 значительно проще и, соответственно, дешевле, чем использовать ячеистую секцию.

Это, в частности, верно в том случае, когда звукоизолирующая панель предназначена для использования в области высоких температур: там, где раньше было необходимо использовать металлическую ячеистую секцию, закрепленную посредством пайки на несущем покрытии и резистивном слое из металла, для достижения желаемого результата можно просто разместить между двумя указанными покрытиями пористый материал 5.

Следует также отметить, что уже само по себе использование коммерчески широкодоступного пористого материала 5 позволяет снизить производственные затраты по сравнению с использованием сотовидных ячеистых секций.

Кроме того, использование пористого материала позволяет, как правило, значительно уменьшить вес конструкции по сравнению с использованием ячеистой секции, в частности, ячеистой секции из металла для применения в условиях высоких температур.

Разумеется, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается описанным выше вариантом осуществления.

В качестве примера можно рассмотреть чрезвычайно упрощенный вариант осуществления с фиг.1 bis, конструкция которого не предусматривает наличия элементов 3 жесткости или резистивного слоя 7 и выполнена исключительно наклеиванием слоя пористого материала 5 на несущее покрытие 1.

Также можно рассмотреть вариант осуществления с фиг.1 ter, предусматривающий размещение несущего покрытия 1 на стороне потока F отработанных газов, при этом на указанном покрытии будет выполнена позволяющая поглощать звук перфорация.

Еще один упрощенный вариант осуществления предусматривает отсутствие резистивного слоя 7 на элементах 3 жесткости: такая конструкция будет образована исключительно несущим покрытием 1, на котором закреплены элементы 3 жесткости, между которыми расположены полосы пористого материала 5, закрепленные на покрытии 1 посредством приклеивания.

При этом следует отметить, что в таких упрощенных конструкциях будет отсутствовать защита от механических ударов, обеспечиваемая резистивным слоем 7.

Дополнительно возможен вариант осуществления, предусматривающий выполнение пористого материала 5 не однородным, а наоборот, содержащим области с различающимися характеристиками звукопоглощения. Такими различающимися областями могут быть области, не содержащие пористого материала (полости), и/или области, содержащие пористые материалы различного вида (с различающейся плотностью пены).

Такой неоднородности пористого материала 5 можно добиться наложением друг на друга слоев различных пористых материалов, выполненным по толщине панели, и/или размещением рядом друг с другом блоков пористых материалов, выполненным в направлении срединной плоскости панели.

Такая неоднородность пористого материала 5 позволяет изготавливать звукоизолирующие панели на заказ, то есть, полностью соответствующие условиям предполагаемого применения (например, по геометрическим параметрам, температуре, виду шумового излучения, весовым ограничениям).

В качестве примера, не ограничивающего объем правовой защиты заявляемого изобретения, на фиг.2-5 изображены различные варианты осуществления панели с неоднородными слоями пористого материала.

В примере с фиг.2 в слое пористого материала 5 имеются сквозные полости 9 со стенками 11, расположенными по существу перпендикулярно срединной плоскости М звукоизолирующей панели.

Полости 9 могут быть изготовлены посредством перфорации пористого материала 5 или размещением через постоянные или меняющиеся интервалы блоков пористого материала.

Следует отметить, что указанные полости 9 могут иметь любую форму: цилиндрическую, прямоугольную, или даже с переменным по толщине панели сечением.

В варианте с фиг.3 стенки 11 полостей 9 расположены под углом к срединной плоскости М панели.

В варианте с фиг.4 полости 9 выполнены глухими, то есть они открыты только на одну сторону панели; на сторону несущего покрытия 1 (полости 9а) или на сторону резистивного слоя 7 (полости 9b, 9с).

В варианте с фиг.5 слой пористого материала 5 образован по существу наложением друг на друга слоев пористых материалов 5а, 5b с различающимися характеристиками, выполненным в направлении толщины панели.

Следует отметить, что число наложенных друг на друга слоев не ограничено, при этом в каждом из слоев плотность пены также может иметь различающиеся значения для обеспечения распределенной обработки.

В одном из частных вариантов осуществления (не показан) предусмотрена возможность размещения между двумя звукоизолирующими слоями 5а, 5b промежуточного слоя (цельного или с углублениями) в качестве перемычки или клиньев для регулировки зазора между указанными слоями 5а, 5b и, соответственно, несущим покрытием 1 и резистивным слоем 7.

Далее описаны два примера применения раскрытых выше панелей.

В этих примерах панели расположены в областях с относительно высокой температурой, достигающей 400°С в первом случае и 800°С во втором случае.

На фиг.6 изображена конструкция воздухозаборника гондолы турбореактивного двигателя, соответствующая области VI с фиг.8.

Как известно, такая конструкция 13 воздухозаборника содержит наружную панель 15, расположенную на внешней поверхности гондолы, а также кромку 17 воздухозаборника, образующую переднюю кромку гондолы и расположенную в выступающей части кольцеобразной внутренней детали 18, часто называемой кожухом и выполненной с возможностью обеспечивать звукопоглощение.

В процессе эксплуатации поток F воздуха сначала проходит вдоль кромки 17 и кожуха 18, затем поступает в двигатель 19 (см. фиг.8), расположенный внутри гондолы.

В данном описании термины «верхний по потоку» и «нижний по потоку» применяются относительно направления движения воздушного потока, показанного стрелкой F.

Конструкция 13 воздухозаборника может относиться к тому типу, в котором кромка 17 воздухозаборника и наружная панель 15 образуют неразъемную деталь с возможностью смещения относительно кожуха 18 во время работ по обслуживанию, как описано, например, в документе FR 2 906 568, причем в этом случае такую конструкцию обычно называют ламинарным передним капотом ЛПК.

При этом следует понимать, что объем правовой защиты настоящего изобретения никоим образом не ограничивается данным конкретным типом конструкции воздухозаборника.

Внутри кромки 17 воздухозаборника имеется коллектор 21 горячего воздуха по существу кольцеобразной формы, поступление воздуха к которому обеспечивается по меньшей мере одной трубкой 23 подачи горячего воздуха, соединенной с горячими областями двигателя 19.

Горячий воздух, распределяемый коллектором 21 внутри кромки 17 воздухозаборника, позволяет предотвращать обледенение указанной кромки.

Внутренняя перегородка 25 позволяет закрыть противообледенительную камеру 26 и исключить таким образом утечку горячего воздуха в другие области конструкции воздухозаборника.

Для снижения шумового воздействия гондолы кромка 17 воздухозаборника оснащена звукоизолирующей панелью Р описанного выше типа.

В частности, покрытие кромки 17 образует несущее покрытие 1 указанной панели Р, выполненное с перфорированными отверстиями 8.

На внутренней стороне указанного несущего покрытия 1 имеется пористый материал 5, закрепленный верхней по потоку удерживающей пластиной 27 и нижней по потоку удерживающей пластиной 29.

На внутренней перегородке 25 имеется изогнутый элемент 31, предпочтительно приклепанный к нижней по потоку пластине 29.

Другой конец 32 внутренней перегородки 25 приклепан к внутренней стороне наружной панели 15.

Учитывая высокие температуры внутри противообледенительной камеры, в качестве материала звукоизолирующей панели Р выбран пористый материал с температурной стойкостью до 400°С.

Кроме того, следует обеспечить высокую теплопроводность пористого материала, достаточную для того, чтобы тепло горячего воздуха внутри противообледенительной камеры 26 могло достигать поверхности кромки 17 воздухозаборника, обеспечивая таким образом возможность эффективного предотвращения обледенения.

Вариант с фиг.7 предусматривает наличие панели Р1, аналогичной панели Р варианта с фиг.6, и расположенной ниже по потоку заявляемой панели Р2, причем в качестве материала 5 которой выбран пористый материал, стойкий к температурам до 120°C.

Между указанными двумя панелями Р1 и Р2 имеется по существу кольцеобразная прокладка 33, выполненная предпочтительно из пористого материала, способного выдерживать температуры до 400°C.

Как показано на фиг.7, прокладка 33 и звукоизолирующая панель Р2 расположены ниже по потоку от внутренней перегородки 25. При этом нижняя по потоку часть панели Р1, прокладка 33, а также панель Р2 могут быть покрыты пластиной 35, а изогнутый элемент 31 внутренней перегородки 25 предпочтительно закреплен посредством клепки на нижней по потоку части пластины 35.

В частном случае, когда конструкция 13 воздухозаборника относится к упомянутому выше типу ЛПК (LFC), на пластине 35 могут быть закреплены центрирующие элементы 37, что позволяет обеспечивать центрирование конструкции 13 воздухозаборника относительно кожуха 18.

Как и в варианте с фиг.6, покрытие кромки 17 воздухозаборника образует несущее покрытие панелей Р1 и Р2, выполненное с перфорированными отверстиями 8.

Разумеется, что для каждой из панелей Р1 и Р2 можно выбрать различные акустические характеристики, при этом все панели Р, Р1, Р2 могут быть выполнены в соответствии с описанием вариантов, изображенных, в частности, на фиг.2-5 (пористый материал, образованный размещением рядом друг с другом и/или наложением друг на друга блоков пены, с возможностью наличия полостей).

Разумеется, что возможно также предусмотреть замену звукоизолирующей панели Р2 из пористого материала согласно настоящему изобретению на традиционную звукоизолирующую панель, содержащую сотовидную секцию: действительно, поскольку температура в области расположения панели Р2, значительно ниже температуры в области расположения панели P1, это позволяет использовать традиционную звукопоглощающую панель.

Следует также отметить, что для изготовления прокладки 33 предпочтительно выбрать пористый материал с низкой теплопроводностью, обеспечивающий надлежащую изоляцию панели P2 от панели P1: для изготовления указанной прокладки может быть использована, например, керамическая пена.

На фиг.8-13 изображен второй вариант осуществления заявляемой звукоизолирующей панели.

На фиг, 8 показана известная из уровня техники гондола 39, в которую помещен турбовентилятор, содержащий частично изображенный двигатель 19.

Как известно, конструкция 13 воздухозаборника указанной гондолы позволяет захватывать идущий снаружи поток F воздуха, проходящий затем внутри вентилятора турбореактивного двигателя и разделяющийся на поток FF холодного воздуха, обтекающий наружную поверхность двигателя 19, и поток FC горячего воздуха, протекающий внутри указанного двигателя.

При этом протекающий в конструкции поток FF холодного воздуха ограничен с одной стороны внешним корпусом 45 гондолы 39, а с другой стороны - неподвижной внутренней конструкцией (НВК) 47, образующей обтекатель двигателя 19.

Для снижения шумового воздействия, вызванного прохождением потока холодного воздуха, на наружной поверхности неподвижной внутренней конструкции 47 традиционно размещают звукоизолирующие панели 49.

Как правило, такие традиционные звукоизолирующие панели 49 содержат сотовидную секцию, при этом для предотвращения их разрушения исходящим от двигателя 19 теплом традиционно используются теплоизолирующие накладки 50, размещаемые на внутренней поверхности звукоизолирующих панелей 49, то есть на поверхности указанных звукоизолирующих панелей, обращенной к двигателю 19.

Действительно, в изображенных на фиг.8 областях Z1, Z2, Z3, соответствующих обычно областям сжатия, сгорания и расширения двигателя 19, температуры могут обычно находиться в пределах, соответственно, 120-150°С, 150-400°С и 400-800°С.

При таких условиях особенно целесообразно использование заявляемой звукоизолирующей панели, поскольку ее пористый материал способен выдерживать высокие температуры, то есть температуры, достигающие 800°С. На фиг.9-13 изображены различные варианты интеграции по меньшей мере одной заявляемой звукоизолирующей панели во внутреннюю неподвижную конструкцию 47, изготавливаемую обычно из композитного материала, как правило, на основе углеродного волокна.

В варианте с фиг.9 на стенке внутренней неподвижной конструкции 47 имеются перфорированные отверстия 8, при этом пористый материал 5 с высокой температурной стойкостью, то есть способный выдерживать температуры до 800°С, закреплен на внутренней поверхности внутренней неподвижной конструкции 47, то есть на поверхности указанной внутренней конструкции, обращенной к двигателю 43.

В варианте с фиг.10 пористый материал 5 удерживается верхним по потоку изогнутым элементом и нижним по потоку изогнутым элементом 53, предпочтительно из того же материала, что и стенка внутренней неподвижной конструкции 47.

В варианте с фиг.11 стенкой внутренней неподвижной конструкции 47 образовано углубление 1, в котором находится пористый материал 5, обдуваемый таким образом непосредственно потоком FF холодного воздуха (см. фиг.8).

В отличие от варианта с фиг.11, в варианте с фиг.12 пористый материал 5 покрыт резистивным слоем 7 вышеописанного типа в той области внутренней неподвижной конструкции 47, которая наиболее подвержена износу, вызванному прохождением потока FF холодного воздуха, то есть в данном случае в верхней по потоку области указанного пористого материала.

В варианте с фиг.13 нижняя по потоку часть пористого материала 5 частично покрыта выступом 47' стенки, образующей внутреннюю неподвижную конструкцию 47.

Для данного частного варианта осуществления заявляемой звукоизолирующей панели следует выбирать пористый материал 5 с хорошей теплопроводностью, позволяющей отводить исходящее от двигателя 19 тепло в направлении потока FF холодного воздуха.

1. Звукоизолирующая панель для гондолы авиадвигателя, содержащая несущее покрытие (1) и закрепленный непосредственно на указанном покрытии (1) звукопоглощающий пористый материал (5), в которой структура указанного пористого материала (5) выбрана из группы, включающей: пены, вспененные материалы, войлоки, а также материалы, содержащие совокупности малоразмерных элементов, при этом сам пористый материал (5) выбран из группы, включающей:
полимерные материалы, имеющие температурную стойкость до 200°C и до 400°C;
металлические, керамические, композитные материалы, и углеродную пену, имеющие температурную стойкость до 200°C, до 400°C, до 600°C, и до 800°C,
отличающаяся тем, что звукоизолирующая панель на стороне, противоположной несущему покрытию (1), содержит пластину (35), частично покрывающую указанную панель, причем на пластине (35) закреплен центрирующий элемент (37).

2. Панель по п.1, в которой материал изготовления указанного пористого материала (5) выбран из группы, включающей пористый материал (5), образованный наложением друг на друга в направлении толщины панели слоев (5а, 5b) пористых материалов с различными характеристиками, а также пористый материал (5) образованный размещением рядом друг с другом параллельно срединной плоскости панели блоков пористых материалов с различными характеристиками.

3. Панель по любому из пп.1 и 2, в указанном пористом материале которой имеются полости (9) в виде сквозных полостей или глухих полостей, выполненных таким образом, что стенки (11), ограничивающие указанные полости (9), расположены по существу перпендикулярно срединной плоскости (М) указанной панели или под углом к срединной плоскости (М) указанной панели.

4. Панель по любому из пп.1 и 2, в которой на указанном несущем покрытии имеются перфорированные отверстия (8).

5. Панель по любому из пп.1 и 2, в которой на указанном несущем покрытии (1) закреплены элементы (3) жесткости.

6. Панель по п.5, содержащая резистивный слой (7), закрепленный на элементах (3) жесткости, в которой указанный резистивный слой (7) содержит проволочную сетку или перфорированное покрытие, или сочетание указанных двух элементов, и в которой указанное несущее покрытие (1) и/или указанные элементы (3) жесткости и/или указанный резистивный слой (7) изготовлены из материала, выбранного из группы, включающей металлические сплавы, керамические материалы, композиты с металлической матрицей, композиты с керамической матрицей.

7. Конструкция (13) воздухозаборника турбореактивного авиадвигателя (39), отличающаяся тем, что она содержит:
кромку (17) воздухозаборника, оснащенную по меньшей мере первой звукоизолирующей панелью (P1), содержащей несущее покрытие (1) и, в качестве звукопоглощающего материала, закрепленный на несущем покрытии (1) пористый материал (5),
причем первая звукоизолирующая панель (P1) на стороне, противоположной несущему покрытию (1), содержит пластину (35), частично покрывающую звукоизолирующую панель (Р1), причем на пластине (35) закреплен центрирующий элемент (37),
причем дополнительно конструкция (13) содержит пневматическую противообледенительную камеру (26), образованную, в частности, указанной кромкой (17) и внутренней перегородкой (25), закрывающей противообледенительную камеру (26) и содержащей изогнутый элемент (31), закрепленный, предпочтительно клепкой, на указанной пластине (35), причем первая звукоизолирующая панель (P1) относится к типу, содержащему пористый материал с открытыми порами, обладающий температурной стойкостью до 400°C и высокой теплопроводностью, например, до 9 Вт/мК, до 10 Вт/мК, или до 25 Вт/мК,
причем конструкция (13) воздухозаборника выполнена с возможностью смещения относительно кожуха (18) для проведения работ по обслуживанию.

8. Конструкция (13) по п.7, отличающаяся тем, что она содержит вторую звукоизолирующую панель (P2), прикрепленную к внутренней стороне кромки (17) воздухозаборника ниже по потоку от указанной внутренней перегородки (25), отделенной от первой звукоизолирующей панели (P1) прокладкой (33) из пористого материала с открытыми порами, обладающего температурной стойкостью до 400°C и низкой теплопроводностью, например, от 0,01 Вт/мК до 1 Вт/мК.

9. Конструкция (13) по п.8, отличающаяся тем, что вторая звукоизолирующая панель (P2) выбрана из группы, включающей панель с пористым материалом и открытыми порами, обладающую температурной стойкостью до 120°C, а также панель сотовидной конструкции.

10. Конструкция (13) по любому из пп.8 и 9, отличающаяся тем, что прокладка (33) покрыта указанной пластиной (35).

11. Конструкция (13) по любому из пп.7-9, отличающаяся тем, что она относится к такому типу, в котором кромка (17) воздухозаборника вместе с наружной стенкой (15) конструкции воздухозаборника (13) образуют неразъемный узел, установленный с возможностью сдвига относительно кожуха вентилятора турбореактивного двигателя.

12. Внутренняя неподвижная конструкция (47) гондолы турбореактивного авиадвигателя, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одну звукоизолирующую панель (49), выполненную по любому из пп.1-6.

13. Внутренняя неподвижная конструкция (47) по п.12, отличающаяся тем, что по меньшей мере часть указанной звукоизолирующей панели расположена в той области указанной внутренней неподвижной конструкции, где предполагается воздействие высоких температур, создаваемых указанным турбореактивным двигателем, причем пористый материал указанной панели является материалом с открытыми порами, обладающим температурной стойкостью до 800°C и высокой теплопроводностью, например, до 9 Вт/мК, до 10 Вт/мК, или до 25 Вт/мК.



 

Похожие патенты:

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.

Узел содержит первый и второй элементы и соединительное устройство между этими двумя элементами, позволяющее сохранить целостность поверхности второго элемента.

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.

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.

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

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.

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может найти применение при сборке рабочего колеса вентилятора турбовентиляторного авиационного двигателя. Техническим результатом изобретения является снижение уровней шума самолета на режимах взлета и набора высоты в контрольных точках по стандартам ИКАО. Технический результат достигается тем, что измеряют фактическое значение контролируемого параметра всех произведенных лопаток серии двигателей, сортируют их в порядке с монотонным изменением контролируемого параметра, разбивают множество лопаток на группы по числу лопаток в рабочем колесе, рассчитывают фактический диапазон допуска контролируемого параметра лопаток в каждой группе. Для группы с наибольшей величиной допуска рассчитывают величину снижения уровней шума самолета в точках, где он нормируется на режимах взлета и набора высоты, определяемую как разность между уровнями шума самолета с двигателями, имеющими стандартный допуск на угол установки лопаток рабочего колеса, и уровнями шума самолета с двигателями, у которых лопатки рабочего колеса имеют наибольшую величину диапазона допуска; в случае недостаточной величины снижения уровня шума в контрольных точках на режиме взлета и набора высоты пересортировывают лопатки между группами, уменьшая величину диапазона допуска внутри группы, после чего повторяют расчет и пересортировку до получения максимально возможного снижения уровня шума, затем расставляют лопатки из каждой группы в рабочем колесе на первой половине окружности в порядке возрастания контролируемого параметра, а на второй половине окружности - в порядке его убывания или наоборот. 1 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к соединению между собой секций акустической сотовой конструкции, с образованием сращенной акустической сотовой конструкции, и может быть применено для сшивания искривленных секций акустической сотовой конструкции с образованием гондол двигателя и других акустических ослабляющих колебания структур. Сращенная сотовая конструкция содержит первую секцию, имеющую первую и вторую кромку, множество стенок, простирающихся между кромками, и образующие множество ячеек, первую сторону, с множеством выступающих стенок, каждая из которых содержит конец стенки, имеющий длину, простирающуюся между первой и второй кромками, и толщину; вторую секцию, содержащую первую и вторую кромку, множество стенок, простирающихся между кромками, и образующие множество ячеек, вторую сторону, с множеством выступающих стенок, каждая из которых содержит конец стенки, имеющий длину, простирающуюся между первой и второй кромками, и толщину; и шов, расположенный между первой и второй секциями, адгезионно связывающий первую и вторую стороны сотовой конструкции, при этом шов содержит адгезив для обеспечения связывания с концами стенок первой и второй сторон сотовой конструкции и опору для адгезива, которая представляет собой опору шва сотовой конструкции и содержит первую кромку, расположенную рядом с первой стороной сотовой конструкции, и вторую кромку, расположенную рядом со второй стороной сотовой конструкции, множество стенок, простирающихся между первой и второй кромками опоры шва, и образующие множество ячеек шва, причем адгезив расположен в ячейках шва. Изобретение обеспечивает прочные и гибкие швы и сохранение акустических свойств конструкции. 8 н. и 10 з.п. ф-лы, 14 ил.

Двухконтурный турбореактивный двигатель содержит рабочее колесо вентилятора, имеющее лопатки и охваченное кольцевым картером. Картер содержит средства всасывания воздуха в кольцевом зазоре, образованном между картером и радиально наружными концами лопаток рабочего колеса вентилятора. Средства всасывания содержат входное отверстие, выполненное в виде, по меньшей мере, одной входной щели во внутренней стенке картера и соединенное с всасывающим каналом, проходящим вниз по потоку. Входная щель средств всасывания расположена в осевом направлении только напротив размещенной вверху по потоку хорды лопаток рабочего колеса вентилятора на их радиально наружном конце. Изобретение направлено на упрощение конструкции и уменьшение широкополосного шума. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области шумоподавления, а именно к ячейкам звукопоглощающей конструкции резонансного типа. Устройство содержит резонансную ячейку для гашения акустических волн, состоящую из камеры и входа, выполненных в форме усеченных круговых конусов. Меньшие основания камеры и входа соединены цилиндрической горловиной, образующей проход акустических волн в камеру, при этом рабочий объем ячейки равен суммарному объему входа, горловины и камеры ячейки. При работе устройство создает монохроматический акустический барьер для распространения акустической волны. При этом геометрические параметры ячейки - высоты и диаметры входа, горловины, камеры выбираются в зависимости от рабочего диапазона частот шума двигателя. Технический результат - повышение эффективности звукопоглощения. 1 ил.
Наверх