BR102013019573B1 - Painel acústico para uma superfície de uma aeronave, e, método de fabricar um painel acústico - Google Patents

Abstract

AQUECEDOR ELÉTRICO PARA INTEGRAÇÃO EM UM PAINEL ACÚSTICO, MÉTODO DE FABRICAR UM AQUECEDOR ELÉTRICO, E, PAINEL ACÚSTICO Um aquecedor elétrico (40) para integração em um painel acústico (20) tendo poros de penetração de som (30) que se comunicam com um meio de cancelamento de som. O aquecedor (40) inclui uma camada eletricamente condutora (53) com aberturas de ajuste de resistência (63) cheias com selante. As aberturas (83), que contribuem para os poros de penetração de som (30), se estendem através das aberturas cheias com selante (63). O painel acústico (20) pode ser assimilado em um componente de aeronave, tal como um rebordo de entrada de nacele, que requer tanto características de redução de ruído quanto de proteção contra gelo.

Description

ANTECEDENTES

[001] Uma aeronave pode ter uma ou superfícies que devem oferecer tanto características de redução sonora quanto de proteção contra gelo. Por exemplo, uma nacele aloja partes de motor que produzem ruído, pelo que seu rebordo de entrada frequentemente dons um painel acústico. O rebordo de entrada da nacele também usualmente precisa ser equipado com algum tipo de sistema de proteção contra gelo para evitar constrição de ar de admissão do motor e/ou impedir que grandes pedaços de gelo impactem as partes internas do motor.

SUMÁRIO

[002] Um aquecedor elétrico é provido, que pode ser integrado em um painel acústico de aeronave para finalidades de proteção contra gelo. O projeto de aquecedor acomoda estreita personalização de saída de aquecedor sem comprometer as qualidades de redução sonora e também permite a otimização de suas características de redução sonora sem influenciar a saída de aquecedor. DESENHOS

[003] As figuras 1-3 mostram uma aeronave, uma nacele de motor, e um painel acústico para o rebordo de entrada da nacele que integra um aquecedor.

[004] As figuras 4-38, e os desenhos associados com as mesmas por meio de acréscimo de sufixo alfabético, mostram modalidades possíveis do painel acústico, vistas planas de diferentes níveis de painel, e etapas de método para produzir aquecedores para esses painéis. Para facilidade de ilustração, espessuras foram grandemente exageradas nessas figuras para as folhas, camadas, e revestimentos do painel, e elas não foram desenhadas em escala. Pela mesma razão, os níveis dos painéis são representados como tendo perfis chatos ou planos, embora eles frequentemente irão lembrar segmentos encurvados de um formato de parábola de vias laterais, como mostrado na figura 3.

DESCRIÇÃO

[005] Com referência às figuras 1-3, uma aeronave 10 é mostrada, que tem uma nacele 11 alojando partes de motor produtoras de ruído 12. O rebordo de entrada 13 da nacele 11 está próximo de uma região onde existe ruído 14 e é provido com um painel acústico 20 para atenuar o ruído do motor durante o voo. O painel acústico 20 pode ser separadamente montado e então instalado sobre um existente cilindro estrutural 15 da nacele. Alternativamente, o painel 20 pode ser embutido no rebordo de entrada 13 durante a fabricação da nacele 11.

[006] O painel acústico 20 tem poros 30 de penetração de som, os quais se estendem da região onde existe ruído 14 em uma direção do lado de brisa para lado traseiro. Quando as ondas sonoras causadas pelo ruído do motor penetram nesses poros 30, elas podem ser canceladas, dessintonizadas ou reduzidas de outra maneira pelo painel 20.

[007] O painel acústico 20 também integra um aquecedor 40 que é conectado eletricamente a uma fonte de energia a bordo. Caso a aeronave 10 encontre condições de congelamento durante o voo, o aquecedor 40 pode ser ativado para impedir ou remover o acúmulo de gelo a partir do rebordo de entrada de nacele 13.

[008] Com referência à figura 4, o painel acústico compreende uma folha do lado de brisa 51, camadas de aquecedor 52-55, um meio de cancelamento de som 56, e um revestimento do lado traseiro refletor de som 57. Os poros de penetração de som 30 se deslocam através da folha de lado de brisa 51, através das camadas de aquecedor 52-54, e para dentro do meio de cancelamento de som. Quaisquer ondas sonoras que permeiam o meio 56 são refletidas de volta para dentro do mesmo pelo revestimento do lado traseiro 57.

[009] A folha de lado de brisa 51 (frequentemente chamada de anteparo contra erosão) é o estrato exposto no painel acústico 20. Esta folha 51 é posicionada mais próxima ao espaço onde existe ruído 14 e acumula gelo sobre a mesma durante o voo.

[0010] As camadas de aquecedor 52-55 formam o aquecedor 40. Elas podem ser posicionadas imediatamente embaixo da folha do lado de brisa 51 de forma a efetivamente e eficientemente transferir calor protetor de gelo para as mesmas. A camada de aquecedor 53 é uma camada eletricamente condutora tendo uma resistência elétrica que determina sua capacidade de calor. As camadas 52 e 54 são camadas eletricamente isolantes, posicionadas do lado de brisa e do lado traseiro, respectivamente, da camada eletricamente condutora 53. A camada 55 é uma camada estrutural que forma a base rígida do aquecedor 40.

[0011] As camadas de aquecimento 52-55 têm aberturas 62-65 que se estendem completamente através de suas espessuras (isto é, suas dimensões na direção do lado de brisa para o lado de trás). A abertura 62 é cheia com selante 72, a abertura 63 é cheia com selante 73, e a abertura 64 é cheia com selante 74, e a abertura 65 é cheia com selante 75. As aberturas 62 e 64 nas camadas isolantes 52 e 54 são alinhadas com as aberturas 63 na camada eletricamente condutora 53. As aberturas 65 na camada estrutural 55 são também alinhadas com as aberturas 63 na camada condutora 53.

[0012] As aberturas 63 na camada eletricamente condutora 53 ajustam a resistência elétrica e assim a capacidade de aquecimento do aquecedor 40. As aberturas 63 criam descontinuidades que causam com que corrente elétrica busquem um menor trajeto direto através da camada 53, aumentando assim a resistência elétrica de forma a aumentar a saída térmica do aquecedor 40. Consequentemente, como uma regra geral, quanto mais área ocupada coletivamente pelas aberturas 63 (isto é, quanto maior a percentagem de POA - percentagem de área aberta), tanto mais alta a resistência elétrica da camada 53. O material selante pode ser selecionado para não influenciar as características elétricas do aquecedor 40. Em outras palavras, a resistência elétrica da camada condutora 53, quando as aberturas 63 estão vazias, pode ser substancialmente a mesma que quando elas são cheias com o selante 73. O mesmo material pode ser usado para encher as outras aberturas de aquecedor (por exemplo, os selantes 72, 74, 76). E, quando todas elas podem ser formadas em uma peça, de forma a produzir um tampão unitário, ou outra massa que enche as aberturas de aquecedor 62-65, com níveis individuais sendo indiscerníveis, mas para seu espaço em relação às camadas 52-55.

[0013] Aberturas de penetração de som 81 se estendem através da folha do lado de brisa 51 e aberturas de penetração de som 82-85 também se estendem através das camadas de aquecedor 52-55. Essas aberturas 81-85 se alinham e coalescem para criar os poros de penetração de som 30 para o painel acústico 20.

[0014] A abertura de penetração de som 83 na camada de aquecedor eletricamente condutora 53 passa através do selante 73, e o selante 73 envolve cada abertura de penetração de som 83. Este arranjo de abertura dentro de abertura serve para isolar eletricamente a camada condutora 53 a partir dos poros de penetração de som 30. E, ele também sela a camada condutora 53 contra os aspectos ambientais (por exemplo, umidade) que podem se deformar para dentro através dos poros de penetração de som 30.

[0015] O aquecedor 40 mostrado na figura 4 pode ser feito por um método no qual as camadas de aquecedor 52-55 são compiladas (figura 4H), as aberturas 62-65 são produzidas (figura 4), e as aberturas 62-65 são cheias com o selante 72-75 (figura 4J). Se as aberturas 62-65 forem substancialmente simultaneamente cheias com a mesma substância selante, os selantes 72-75 serão formados em uma peça. A folha do lado de brisa 51 (sem quaisquer aberturas 81) pode então ser instalada nas camadas de aquecedor 52-55 (figuras 4K-4L), e as aberturas de penetração de som 81-85 podem então ser criadas na folha 51 e nas camadas 52-55 (figura 4M). Alternativamente, uma folha de lado de brisa 51, já perfurada, pode ser instalada sobre as camadas de aquecedor 52-55 (figuras 4N-4O), e então as camadas de penetração de som 82-82 criadas na mesma (figura 4P).

[0016] Somente a abertura 63 na camada condutora 53 é necessária por razões de ajuste de resistência. Enquanto a produção de outras aberturas das camadas irá frequentemente facilitar a fabricação do aquecedor, elas não devem influenciar a saída térmica. Consequentemente, o aquecedor 40 pode ser alternativamente construído com somente as aberturas 62-64 (figura 5), com somente as aberturas 63-64 (figura 6), com somente as aberturas 62- 63 (figura 7), ou com somente a abertura 63 (figura 8). Nos painéis 20 mostrados nas figuras 4-8, os selantes 72-75 podem compreender um material isolante diferente daquele da camada isolante 52 e/ou da camada isolante 54. E o processo de enchimento de abertura pode compreender uma etapa de introdução de selante.

[0017] Alternativamente, como mostrado nas figuras 9-13, o selante 72-75 pode compreender um material isolante que é o mesmo que as camadas isolantes 52/54. Neste caso, uma etapa de introdução de selante separada pode não ser requerida, pois os selantes 72-75 podem ser formados durante a laminação de camada quando o material de camada se funde, flui, ou se deforma de outra maneira para dentro das aberturas abertas. Adicionalmente ou alternativamente, o selante introduzido pode ser feito do mesmo material que aquele da camada isolante 52 e/ou da camada isolante 54.

[0018] Os aquecedores 40 mostrados nas figuras 9-13 podem ser igualmente construídos com aberturas 62-65 (figura 9), aberturas 62-64 (figura 10), aberturas 63-64 (figura 11), com aberturas 62-aberturas 63 (figura 12), ou com somente a abertura 63 (figura 13).

[0019] Nos painéis acústicos 20 mostrados nas figuras 4-13, cada abertura cheia com selante 63 tem somente uma penetração de som 83 que se estende através deles. Nos painéis acústicos 20 mostrados nas figuras 14-23, mais do que uma abertura de penetração de som 83 se estendem através de cada abertura cheia com selante 63. Dependendo do projeto do painel, poucas, várias, ou muitas aberturas 83 podem ocupar cada abertura cheia com selante 63.

[0020] Os aquecedores 40 mostrados nas figuras 14-23 podem ser feitos da mesma maneira que aqueles das figuras 4-13, exceto que as aberturas plurais 82-83 são criadas durante as etapas de criação de abertura (compare com os desenhos J e M no 4° até 13° conjuntos com os desenhos J e M no 14° até 23° nos conjuntos de desenhos). Os selantes 72-75 dos aquecedores podem compreender material adicional fornecido discretamente às camadas 52-55 (figuras 14-18), ou eles podem compreender material doado a partir das camadas isolantes 52/54 durante a laminação ou de outro modo (figuras 19-23). E o aquecedor 40 pode ser construído com aberturas 62-65 (figura 14, Figura 19), com aberturas 62-64 (figura 15, figura 20), com aberturas 63-64 (figura 16, figura 21), com aberturas 62-63 (figura 17, figura 22), ou com somente a abertura 63 (figura 18, figura 23).

[0021] Nos aquecedores 40 dos painéis acústicos 20 mostrados nas figuras 4-23, as aberturas 62 e 64 nas camadas isolantes 52 e 54 têm substancialmente as mesmas dimensões laterais que cada outra e que a abertura 63 na camada condutora 53. Igualmente, o selante 72 e o selante 74 nas camadas isolantes 52 e 54 têm substancialmente as mesmas dimensões laterais e substancialmente as mesmas dimensões laterais que o selante 73 na camada condutora 53.

[0022] Nos aquecedores 40 dos painéis acústicos 20 mostrados nas figuras 24-26, a abertura 62 da camada isolante do lado de brisa 52 é propositalmente dimensionada menor do que a abertura 63 na camada condutora 53. Esta diferença relativa em dimensões laterais, juntamente com uma orientação substancialmente concêntrica, faz com que uma prateleira 92 seja formada na camada do lado de brisa 52. Esta prateleira 92 protege sobre um aro de perímetro do selante 73 da camada eletricamente condutora 53. A prateleira 92 pode ser formada durante o método de produção de abertura (verificação, por exemplo, a figura 24I, figura 25I, figura 26I). Os aquecedores 40 podem compreender aberturas 62-65 (figura 4), aberturas 6264 (figura 25), ou aberturas 62-63 (figura 26).

[0023] Nos painéis acústicos 20 mostrados nas figuras 24-26, as aberturas de penetração de som 82-84 são centralizadas dentro das aberturas cheias com selante 62-64. O selante 72 circunda cada abertura de penetração de som 82 na camada isolante do lado de brisa 52, o selante circunda cada abertura de penetração de som 84 na camada isolante do lado traseiro 54. E cada abertura de penetração de som 83 na camada condutora 53 é circundada pelo selante 73.

[0024] Com o arranjo de abertura-abertura mostrado nas figuras 2426, a significância da prateleira 92 pode ser fácil de visualizar quando a abertura de penetração de som 83 é prudentemente distanciada a partir da borda definindo a abertura. Assim, mesmo sem a prateleira 92, as aberturas 83 seriam seguramente circundadas pelo selante 73 de forma a isolar a camada condutora 53 a partir dos poros de penetração de som 30.

[0025] Todavia, como está mostrado nas figuras 27-28, a prateleira 92 torna-se um trunfo que vale a pena com outros arranjos de abertura-abertura. Especificamente, a prateleira 92 serve para truncar setores do perfil das aberturas 83, que estariam “demasiadamente perto” do limite da abertura 63 na camada eletricamente condutora 53. Isto assegura que a borda interna do material condutor definindo a abertura 63 será sempre selada a partir de um poro de penetração de som adjacente 30, independentemente de abertura-para- abertura.

[0026] Nos painéis acústicos 20 mostrados nas figuras 4-28, a folha do lado de brisa 51 tem uma abertura de penetração de som 81 alinhada com cada abertura de penetração de som 83 na camada de aquecedor 53. Como está mostrado nas figuras 29-38, uma pluralidade de aberturas de folha 81 (por exemplo, poucas, várias ou muitas) podem ser alinhadas com cada abertura 83 na camada de aquecedor 53. Os selantes 72-75 podem ser fornecidos como uma substância separada (figuras 34-33) ou formadas por fluxo a partir das camadas isolantes 52/54 durante a laminação (figuras 3438). E os aquecedores 40 podem ser feitos com aberturas 62-65 (figura 29, figura 34), aberturas 62-64 (figura 30, figura 35), aberturas 63-64 (figura 31, figura 36), aberturas 62-63 (figura 32, figura 37), ou apenas a abertura 63 (figura 33, figura 38).

[0027] A folha do lado de brisa 51 pode ser feita de qualquer material apropriado que blinda contra erosão; adequadamente transfere calor a partir do aquecedor 40; e oferece uma superfície lisa aerodinamicamente vantajosa. A folha 51 pode ser feita de um material de metal (por exemplo, titânio, alumínio, etc.), um material de não metal (por exemplo, grafite, polímeros, etc.), ou um material compósito que contém tanto metais quanto não metais.

[0028] A camada de aquecedor 52 pode ser construída de qualquer material eletricamente isolante que é compatível com a formação das aberturas 62, o enchimento do selante 72, e a formação das aberturas 82. Por exemplo, a camada 52 pode compreender uma ou mais dobras de pano de vidro dielétrico que são pré-impregnadas com uma apropriada resina curável. Preferivelmente, esta camada 52 tem um alto coeficiente de transferência de calor para encorajar o fluxo de calor na direção do lado de brisa.

[0029] A camada de aquecedor 53 pode compreender um material condutor substancialmente contínuo que é capaz de conduzir uma corrente elétrica quando sujeito a um potencial elétrico e cuja resistência pode ser aumentada pelas aberturas. A camada eletricamente condutora 53 pode compreender, por exemplo, um ou mais dobras de material similar a tecido com fibras à base de carbono (por exemplo, pano tecido e/ou de grafite unidirecional). Este material é frequentemente considerado especialmente apropriado para formatos tridimensionais encurvados e é também compatível com o uso de aberturas 63 para aplicar resistência.

[0030] Outros materiais não tecidos, tais como folhas de metal, através dos quais as aberturas podem ser perfuradas ou produzidas de outra maneira, são possíveis e plausíveis para a camada de aquecedor 53. Também, dobras dielétricas que têm uma região condutora causticada, impressa ou produzida de outra maneira sobre as mesmas poderiam ser usados, e as aberturas 63 criadas pela remoção de certos locais da região condutora. A camada condutora 53 pode ser preferivelmente caracterizada pela ausência de tiras de resistência para aquecimento, separadas e espaçadas, e/ou por grades malhas de arame.

[0031] Com referência particular, por exemplo, aos projetos de aquecedor que incluem somente a abertura 63 (figura 8, figura 13, figura 18, figura 23, figura 33, figura 38), a remoção de material não é uma etapa necessária para a produção das aberturas 63. Uma camada condutora 53 com aberturas já formadas e/ou já cheias 63 é certamente uma opção. Nessas situações, o material de camada nunca ocuparia o local de abertura, ao invés de ter que ser removido do mesmo. Isto poderia ser realizado, por exemplo, por tecelagem, entrelaçamento ou outro tecido que se amalgama de outra maneira em torno dos locais de abertura, por moldagem de um termoplástico ou termofixo condutor com espaçadores de local de abertura, e/ou por impressão de um padrão condutor que contém os locais de abertura.

[0032] A camada de aquecedor isolante 54 pode ser constituída de qualquer material eletricamente isolante (por exemplo, pano de vidro de baixo dielétrico). Esta camada preferivelmente tem um baixo coeficiente de transferência térmica de modo a desencorajar o fluxo de calor na direção traseira.

[0033] Com relação às modalidades de aquecedor que incluem a prateleira 92 (por exemplo, as figuras 7-9), técnicas de fabricação podem requerer que a camada de aquecedor isolante 52 e a camada de aquecedor isolante 54 têm respectivas propriedades que se prestam propriamente à criação de prateleira. Por exemplo, com um processo de remoção químico, a camada de aquecedor 52 poderia ser selecionada para ser menos vulnerável do que a camada de aquecedor 54 (e também a camada condutora de aquecedor 53), pelo que a prateleira 92 permanece somente nesta camada.

[0034] A camada estrutural 55 do aquecedor pode compreender qualquer material apropriado que proporciona as desejadas propriedades de armação, reforço, ou de preservação de formato. A camada 55 poderia compreender, por exemplo, uma ou mais dobras de tecido de vidro/epóxi pré- impregnadas. Como alinhamento e orientação serão usualmente essenciais no processo de fabricação, a camada estrutural 55 pode provar ser um local perfeito para furos de posicionamento para a inserção de colunas, pinos e/ou outras características de colocação durante o assentamento.

[0035] Nas modalidades ilustradas, a camada estrutural 55 do aquecedor forma parte do produto acabado e pode participar na rigidez e robustez totais do painel 20. Em algumas circunstâncias, a camada estrutural 55 pode ser necessária durante a fabricação do aquecedor 20, mas não no painel final 20, razão pela qual ele pode ser eliminado antes da montagem. E é possível que a camada estrutural 55 possa não ser requerida nem mesmo durante a fabricação.

[0036] As etapas de compilação de camada de aquecedor podem compreender, por exemplo, empilhar as camadas 52-55 e então curar as mesmas para formar um laminado. Outras camadas de aquecedor, para reforço, colagem, liberação ou outras razões, podem ser incluídas no laminado. Se o painel 20 tem um formato encurvado, tal como está mostrado na figura 3, a laminação pode adotar um tal formato. O laminado de aquecedor pode incluir tiras de barra coletora ou meios para fornecer e retornar energia para a fonte de energia a bordo. Outro hardware de aquecedor pode também ser incorporado em tal laminado.

[0037] O meio de cancelamento de som 56 pode compreender um núcleo do tipo de favo de mel com um arranjo de células abertas tendo, por exemplo, formatos hexagonais. O núcleo pode incluir níveis, septos, trajetos de som entre células, graus de liberdade, ou outras características que melhoram suas qualidades de cancelamento de ruído. Um tal meio de cancelamento de som irá também prover rigidez estrutural à superfície sobre a qual o painel 20 é instalado. E pode ser construído para ter a flexibilidade necessária para acomodar formatos encurvados, tais como os encontrados em um rebordo de entrada de nacele.

[0038] O revestimento de reflexão de som 57 pode ser feito a partir metal leve e/ou não perfurado, tal como titânio ou alumínio. O revestimento 57 pode ser feito de qualquer material apropriado que proporciona características de reflexão de som. O revestimento 57 pode ser feito, por exemplo, de metal, não metal, e/ou compósitos dos mesmos. As aberturas 6265 são aproximadamente dimensionadas para acomodar pelo menos a futura provisão de aberturas 82-85 e então precisamente dimensionadas para prover a camada 52 com a resistência desejada. Aberturas conformadas circulares 62-65 podem ser frequentemente preferidas, se não por nenhuma outra razão que familiaridade. Todavia, outras geometrias (por exemplo, poligonais, irregulares, complexas, etc.) são possíveis e previsíveis. As aberturas 62-65 terão tipicamente dimensões laterais maiores que 1 mm e/ou menores que 20 cm.

[0039] As aberturas 62-65 podem ser produzidas nas camadas de aquecedor 52-55 depois de elas terem sido laminadas. As etapas de produção de abertura podem prover quaisquer meios apropriados de remoção de material (por exemplo, decapagem por erosão, perfuração mecânica, corte a laser, perfuração por feixe de elétrons, causticação química, etc.). Eles podem envolver um substrato temporário ou permanente que tem uma fachada ou outro indicador que mapeia, distingue, ou identifica de outra maneira os locais de remoção ou de não remoção.

[0040] Um procedimento prático de produção de abertura envolverá frequentemente primeiro formar as aberturas 62-65 no pequeno lado para propositadamente subestimar a resistência desejada. Em seguida, as aberturas 62-65 podem ser cuidadosamente aparadas e adaptadas para o formato requerido. Deve ser notado que tal sintonização fina poderia ser muito mais difícil de realizar com, por exemplo, tiras de resistência para aquecimento, separadas e espaçadas, e/ou com grades ou malhas.

[0041] E, como foi aludido acima, uma camada condutora 53 com aberturas já formadas 63 poderia, entretanto, ser usada, eliminando assim a necessidade e uma distinta etapa de produção de abertura.

[0042] Os selantes 72-75 compreendem preferivelmente um material eletricamente isolante, por meio do qual o enchimento das aberturas 63 não afeta a resistência, e assim a saída térmica da camada condutora de aquecedor 53. O material selante pode ser selecionado para encorajar o fluxo de calor para as aberturas 82-85 para impedir o congelamento de umidade nas mesmas (por exemplo, pode ter um coeficiente de transferência de calor comparável àquele da camada isolante do lado de brisa 52). Ou, o material selante pode ser selecionado para desencorajar o fluxo de calor para as aberturas 82-85 e encorajar assim o fluxo na direção do lado de brisa (por exemplo, pode ter um coeficiente de transferência de calor similar àquele da camada isolante do lado traseiro 54). Um material selante que tem um coeficiente de transferência de calor intermediário àquele das camadas isolantes 52 e 54 poderia também ser uma probabilidade apropriada, em algumas situações.

[0043] Quando as etapas de enchimento de abertura envolvem a introdução de material selante suplementar (figuras 4-8, figuras 4-18, figuras 24-28, figuras 29-33), o material selante pode compreender um material eletricamente isolante que é o mesmo ou diferente daquele usado nas camadas isolantes 52/54. O material selante pode compreender, por exemplo, um material elastomérico com propriedades dielétricas e que é resiliente e resistente à umidade (por exemplo, borracha, borracha sintética, silicone, etc.). A etapa de introdução de selante pode compreender despejar, injetar, ou transportar de outra maneira um material selante fluido para dentro das aberturas 62-65 e então ou permitir que ele, induzir que ele, ou fazer com que ele, se solidifique. Esta etapa pode ser realizada antes da laminação das camadas de aquecedor 52-55, dependendo do material e da técnica empregados.

[0044] Embora os desenhos pareçam representar etapas de introdução de selante feitas após a compilação das camadas de aquecedor 52-55 e/ou montagem da camada do lado de brisa 51, este não precisa ser o caso. Por exemplo, nas modalidades de aquecedor em que a camada isolante 52 e/ou a camada isolante 54 são desprovidas de aberturas (figuras 608, figuras 16-18, figura 26, figuras 31, 33), a etapa de introdução de selante poderia ser realizada depois da compilação de camadas por meio da inoculação através de uma camada sem abertura. E, quando a construção do aquecedor 40 envolve uma folha do lado de brisa 51, já perfurada, (figuras 4N-4P, figuras 5N-5P, figuras 6N-6P, etc.), o material selante poderia ser introduzido através das aberturas 81 da folha depois de ele ter sido colocado nas camadas de aquecedor 52-55.

[0045] As etapas de introdução de selante podem envolver, adicionalmente ou alternativamente, a colocação de um plugue apropriadamente dimensionado nas aberturas alinhadas 62-65. Um tal plugue poderia ser selado com relação às bordas internas definindo abertura por meio de um adesivo e/ou um selante de borda auxiliar, ou ele pode ser moldado no local durante a laminação das camadas de aquecedor 52-55. Uma outra opção é a de imprimir o selante 53 se, por exemplo, se a camada condutora 53 tiver um elemento de aquecedor impresso ou produzido por causticação.

[0046] Quando as etapas de enchimento de abertura envolvem fluxo de material a partir das camadas isolantes 52/54 (figuras 9-13, figuras 19-23, figuras 34-38), o assentamento de laminação e/ou a disposição de laminação podem ser modificados para promover este fluxo de material. Por exemplo, o assentamento pode incluir aditivos promotores de fluxo e/ou a instalação pode incluir pedestais aumentadores de pressão nas regiões envolventes do local de abertura. Em qualquer caso, o selante 73 somente precisa ocupar espaços entre a borda definindo abertura e as aberturas 83. Assim, com referência particular às figuras 34-38, por exemplo, o fluxo de material precisa somente encher uma região de perímetro da abertura.

[0047] Etapas de enchimento de ab que compreendem tanto a introdução de um selante suplementar quanto um fluxo de material a partir das camadas isolantes 52/54 são também possíveis e plausíveis. Por exemplo, na técnica de tampar discutida acima, um selante de borda auxiliar poderia ser provido pelo fluxo de material a partir das camadas isolantes 52/54 durante a laminação.

[0048] Além disso, como foi indicado acima, as relevantes camadas de aquecedor 52-55 podem ser formadas em torno dos correspondentes selantes 72-75, eliminando assim a necessidade de etapas de produção de abertura e etapas de enchimento de abertura na produção do aquecedor 40.

[0049] As aberturas de penetração de som 81-85 podem contribuir para os poros de penetração de som 30, de forma que, usualmente, eles consumirão coletivamente um valor superior a 1% e/ou inferior a 30 % da área total da superfície relevante. As aberturas 81-84 podem ter a mesma geometria geral que as aberturas 62-65 (por exemplo, circular), ou elas podem adotar um formato diferente.

[0050] Tipicamente, as aberturas de penetração de som 81-85 terão dimensões laterais superiores a 1 mm e/ou inferiores a 10 mm (por exemplo, na faixa de 2 mm a 4 mm) e elas serão separadas por uma distância maior que 2 mm e/ou menor que 20 mm (por exemplo, 3 mm a 5 mm). O padrão de abertura total é frequentemente aquele de um arranjo que tem fileiras similares a treliça ou escalonadas; todavia, outras topologias são possíveis e previsíveis.

[0051] As aberturas de penetração de som 81-85 podem ser criadas de qualquer maneira apropriada (por exemplo, decapagem por erosão, perfuração mecânica, corte a laser, perfuração por feixe de elétrons, causticação química, etc.). Certas técnicas de criação de abertura podem requerer um substrato com uma fachada que corresponde aos locais de remoção de material ou locais de não remoção de material. Um tal substrato pode ser usado somente durante a fabricação do aquecedor e removido antes da integração do painel. Com referência particular às modalidades de aquecedor nas quais uma folha do lado de brisa 52, pré-perfurada, é instalada nas camadas de aquecedor 52-55 (as últimas três figuras em cada um dos 4°-25° e 28-33° conjuntos de desenhos); as aberturas 81 nesta folha 51 podem funcionar como o substrato que provê o padrão.

[0052] Algumas ou todas das aberturas de penetração de som 82-85 nas camadas de aquecedor 52-55 podem, entretanto, ser criadas durante as etapas de fornecimento de selante. Por exemplo, colunas temporárias podem ser colocadas nas aberturas 82-85 nas camadas relevantes 52-55 e no selante formado em torno. Essas colunas podem ser removidas antes da montagem da folha do lado de brisa 51, ou usadas para finalidades de alinhamento com a mesma. Outra opção é de imprimir o material selante sobre a camada isolante 52 e/ou a camada isolante 54 (ou qualquer outra camada apropriada) com espaços vazios internos que corrrespondem às aberturas 82-85.

[0053] A camada de aquecedor condutora 53 pode incluir aberturas 63, as quais são apenas por razões de ajuste de resistência, e não são ocupadas por aberturas de penetração de som 83. Dependendo do projeto do aquecedor, as outras camadas poderiam incluir similarmente aberturas alinhadas com as aberturas de somente ajuste de resistência. As aberturas de somente ajuste de resistente na camada condutora 53, e/ou aberturas alinhadas com as mesmas nas outras camadas, poderiam ser cheias com selante 72-75, mas não precisam ser. Adicionalmente ou alternativamente, a folha do lado de brisa 51 pode incluir aberturas 81 que não são alinhadas com as aberturas 82-85 nas camadas de aquecedor 52-55.

[0054] Preferivelmente, todavia, cada uma das aberturas de penetração de som 83 na camada de aquecedor condutiva 53 é alinhada com pelo menos uma abertura de penetração de som 81 na folha do lado de brisa 51 e/ou é lateralmente circundada pelo selante 63.

[0055] Outras folhas, revestimentos, camadas, ou estratos podem ser interpostos entre aqueles mencionados acima para melhorar as propriedades de redução de som, de transferência de calor, reforço estrutural, resistência à erosão, e/ou outras propriedades vantajosas. Revestimentos adesivos, emendas, ou espumas podem ser adicionalmente ou alternativamente empregados para colar a folha 51 ao aquecedor 40, o aquecedor 40 ao meio 56, o meio 56 ao revestimento 57, e/ou o revestimento 57 ao cilindro 15.

[0056] Se pode agora apreciar que um aquecedor de proteção contra gelo 40 é provido, o qual pode ser assimilado em um painel acústico 20 que tem poros de penetração de som 30. Embora a aeronave 10, o painel 20, os poros 30, o aquecedor 40, os estratos 51-57, as aberturas 62-64, os selantes 72-74, as aberturas 81-84, e/ou a prateleira 92 tenham sido mostrados e descritos com relação a certas modalidades, alterações e modificações equivalentes ocorrerão para outras pessoas especializadas na arte na leitura e compreensão desta descrição e dos desenhos anexos.

Claims (20)

1. Painel acústico (20) para uma superfície (13) de uma aeronave (10), o painel acústico (20) incluindo recursos de redução de som e proteção ao gelo, o painel acústico (20) caracterizado pelo fato de que compreende: um lado de brisa com uma folha de lado de brisa (51) e uma parte traseira com uma revestimento de parte traseira (57), uma pluralidade de camadas de aquecedor (52-55) sob a folha de lado de brisa (51), em que a pluralidade de camadas de aquecedor (52-55) forma um aquecedor (40) que é eletricamente conectado a uma fonte de energia; um meio de cancelamento de som (56) entre o aquecedor (40) e a superfície traseira (57), em que a pluralidade de camadas de aquecimento (52-55) inclui uma primeira camada (53) que é uma camada eletricamente condutora, a primeira camada (53) sendo disposta entre uma segunda camada (52) e uma terceira camada (54), em que a segunda camada (52) é uma camada isolante de lado de brisa e a terceira camada (54) é uma camada isolante na parte traseira; uma pluralidade de aberturas (62-65) se estendendo através da pluralidade de camadas (52-55), a pluralidade de aberturas (62-65) incluindo primeiras aberturas (63) que são aberturas de ajuste de resistência elétrica que se estendem através da camada condutor (53) para determinar a capacidade de aquecimento do aquecedor (40); em que as aberturas (62, 64) nas camadas isolantes (52, 54) têm as mesmas dimensões laterais uma da outra e que as aberturas (63) na camada condutora (53); enchimento de selante (73) em pelo menos algumas das aberturas de ajuste de resistência (63) da camada condutora (53), o selante (73) criando descontinuidades elétricas aumentando assim a resistência elétrica de modo a aumentar a saída térmica do aquecedor (40); selantes (72, 74, 76) preenchendo as outras aberturas do aquecedor (62, 64, 65), em que os selantes (72-76) compreendem um material isolante diferente daquele da camada isolante (52) e / ou da camada isolante (54); e poros de penetração de som (30) que se estendem através do aquecedor (40) em uma primeira direção, que é uma direção na parte de trás do lado de brisa, através da pluralidade de camadas de aquecimento (52-55) e no meio de cancelamento de som (56), os poros de penetração de som (30) incluindo aberturas de penetração de som (81-85), em que pelo menos algumas das aberturas de penetração de som (83) se estendem através de pelo menos algumas das aberturas preenchidas com selante (63) da camada condutora (53), em que as aberturas de penetração de som (81) se estendem através da folha do lado de brisa (51), e as aberturas de penetração de som (81-85) coalescem para criar os poros de penetração de som (30), e em que o selante (73) envolve lateralmente cada uma das aberturas de penetração de som (83) que se estendem através de pelo menos algumas das aberturas preenchidas com selante (63) da camada condutora (53) para definir um arranjo de abertura dentro da abertura que serve para isolar eletricamente a camada condutora (53) dos poros de penetração de som (30), e selar a camada condutora (53) contra aspectos ambientais, e em que o aquecedor (40) está conectado a uma fonte de energia a bordo.

2. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as aberturas cheias com selante têm somente uma abertura de transporte de som que se estende através das mesmas.

3. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as aberturas cheias com selante têm uma pluralidade de aberturas de transporte de som que se estendem através das mesmas.

4. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: aberturas de penetração de som (82) que se estendem através da camada isolante do lado de brisa (52).

5. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende: aberturas (62) na camada isolante do lado de brisa (52) que são alinhadas com as aberturas de ajuste de resistência (63) na camada condutora (53); e selante (72) nas aberturas (62) que são alinhadas com as aberturas cheias com selante (63) da camada condutora (53); em que as aberturas de penetração de som (82) na camada isolante do lado de brisa (52) se estendem através de suas aberturas cheias com selante (62).

6. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o selante (72) nas aberturas (62) da camada isolante do lado de brisa (52) circunda lateralmente cada uma de suas aberturas de penetração de som (82).

7. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as aberturas (62) na camada isolante do lado de brisa (52) têm dimensões laterais que são as mesmas que aquelas das aberturas alinhadas (62) na camada condutora (53).

8. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o selante (72) na camada isolante do lado de brisa (52) circunda lateralmente somente algumas de suas aberturas de penetração de som (82).

9. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as aberturas (62) na camada isolante do lado de brisa (52) têm dimensões laterais que são inferiores àquelas das aberturas alinhadas (63) na camada condutora.

10. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a camada isolante do lado de brisa (52) tem uma prateleira em cada uma de suas bordas internas (62) definindo abertura, cada prateleira protegendo um aro da abertura alinhada na camada condutora.

11. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: aberturas de penetração de som (82) que se estendem através da camada isolante do lado de brisa (52).

12. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende: aberturas (64) na camada isolante de lado traseiro (54) alinhadas com aberturas de ajuste de resistência (63) na camada condutora (53), e selante (74) nas aberturas da camada isolante do lado traseiro (54) que são alinhadas com as aberturas cheias com selante (63) da camada condutora (53); em que as aberturas de penetração de som (84) na camada isolante do lado traseiro (54) se estendem através de suas aberturas cheias com selante (64).

13. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: aberturas se estendendo através das camadas isolantes e alinhadas com as aberturas de ajuste de resistência (63) na camada condutora (53), selante enchendo as aberturas nas camadas isolantes e alinhado com o selante (73) na camada condutora (53), aberturas de penetração de som, que contribuem para os poros de transporte de som (30), que se estendem através das aberturas cheias com selante das camadas isolantes.

14. Painel acústico (20) de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os selantes nas camadas isolantes são formados em uma peça com os selantes alinhados (73) na camada condutora (53).

15. Painel acústico (20), de acordo com a reivindicação 1, tendo caracterizado pelo fato de que as aberturas de penetração de som (83) na camada condutora (53) contribuem para os poros de penetração de som (30); em que pelo menos algumas das aberturas de penetração de som são alinhadas com as aberturas de penetração de som (83) na camada condutora (53) do aquecedor (40) e contribuem para os poros de penetração de som (30); e em que o meio de cancelamento de som (56) é posicionado do lado traseiro do aquecedor (40), e os poros de penetração de som (30) se estende para o interior do meio de cancelamento de som (56).

16. Painel acústico de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a folha do lado de brisa (51) tem uma abertura de penetração de som (81) alinhada com cada abertura de penetração de som (83) na camada condutora (53) do aquecedor.

17. Painel acústico de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a folha do lado de brisa (51) tem uma pluralidade de aberturas de penetração de som (81) alinhadas com cada abertura de penetração de som (83) na camada condutora (53) do aquecedor (40).

18. Método de fabricar um painel acústico como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: encher a abertura (63) na camada condutora (53) com o selante (73); e criar pelo menos uma abertura de penetração de som (83) na abertura cheia com selante (63).

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a dita etapa de encher a abertura compreende introduzir um material selante suplementar.

20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a dita a dita etapa de encher a abertura compreende fazer escoar material de outras camadas de aquecedor para dentro da abertura na camada condutora (53).

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