BRPI0807279A2 - "painel para o tratamento acústico, nacela e aeronave" - Google Patents

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Description

I "PAINEL PARA O TRATAMENTO ACÚSTICO, NACELA E AERONAVE". Campo da invenção
A presente invenção refere-se a um painel para o tratamento acústico destinado a ser realizado no nível de uma superfície de uma aeronave e, mais particularmente, à camada acusticamente resistiva do mencionado painel. Antecedentes da invenção
Para limitar o impacto de transtornos sonoros na proximidade dos aeroportos, as normas internacionais são cada vez mais rigorosas em matéria de emissões sonoras.
Técnicas têm sido desenvolvidas para reduzir o ruído emitido por uma aeronave, e particularmente o ruído emitido por um conjunto propulsor, dispondo-se no nível das paredes dos condutos os revestimentos que visam a 15 absorção de uma parte da energia sonora, particularmente, utilizando o princípio dos ressonadores de Helmholtz. De maneira conhecida, um revestimento para o tratamento acústico, igualmente chamado de painel acústico, compreende do exterior para o interior, uma camada porosa 20 acusticamente resistiva, uma estrutura alveolar e uma camada refletiva ou impermeável.
A camada acusticamente resistiva é uma estrutura porosa tendo um papel dissipador, a qual transforma parcialmente a energia acústica da onda sonora que a atravessa em 25 calor. Ela compreende as zonas chamadas abertas susceptíveis de deixar passar as ondas acústicas e outras chamadas fechadas ou cheias as quais não deixam passar as ondas sonoras, porém são destinadas a garantir a resistência mecânica da mencionada camada. Esta camada 30 acusticamente resistiva se caracteriza particularmente por uma taxa de superfície aberta que varia essencialmente em função do motor, dos componentes constituindo a mencionada camada.
Uma camada acusticamente resistiva é submetida a diferentes restrições.
A camada acusticamente resistiva em contato com os escoamentos aerodinâmicos é submetida a fortes restrições.
As camadas acusticamente resistivas são particularmente descritas nos documentos FR-2.844.304, FR-2.821.788.
Os orifícios praticados na camada acusticamente resistiva 5 geram as perturbações no nível dos escoamentos aerodinâmicos se escoando na superfície da camada acusticamente resistiva que reduzem as características aerodinâmicas da aeronave. Porém, essas perturbações são sensivelmente proporcionais à secção dos orifícios.
Entretanto, a redução da secção dos orifícios conduz a aumentar sensivelmente o número de orifícios para se obter uma taxa de ahertura equivalente. No entanto, a multiplicação dos orifícios tende geralmente a fragilizar a camada acusticamente resistiva e a aumentar os custos 15 de fabricação.
Sumário da invenção
Ademais, a presente invenção visa propor um painel para o tratamento acústico cuja camada acusticamente resistiva tem as características mecânicas e aerodinâmicas otimizadas.
Para esse efeito, a invenção tem por objetivo um painel para o tratamento acústico realizado no nível de uma superfície de uma aeronave, compreendendo do exterior para o interior uma camada porosa acusticamente 25 resistiva, pelo menos uma estrutura alveolar e uma camada refletora ou impermeável, a mencionada camada porosa acusticamente resistiva compreendendo no nível da superfície externa susceptível de estar em contacto com os escoamentos aerodinâmicos uma folha ou lâmina 30 compreendendo as zonas abertas deixando passar as ondas sonoras e as zonas cheias não deixando passar as ondas sonoras, caracterizada pelo fato de que a folha ou lâmina da camada acusticamente resistiva compreende os conjuntos de micro-perfurações, cada conjunto de micro-perfurações 35 formando uma zona aberta, os conjuntos de micro- perfurações estando separados entre eles por pelo menos uma série de faixas espaçadas de zonas cheias. Esta solução é ótima para as caracteristicas aerodinâmicas graças à presença das micro-perfurações e para as características mecânicas graças às zonas cheias sob a forma de faixas que asseguram a retomada de esforços.
Descrição das figuras
Outras características e vantagens resultarão da descrição que se segue da invenção, descrição dada a título de exemplo unicamente, com referência às figuras anexadas, nas quais:
A Figura 1 é uma vista em elevação de uma camada
._. W». i L L ___________-I- 1_ _1_ V I—* V_A A X W t_A .J-IXV 1 í Vy- <_A V—/ f V—·
A Figura 2 é um corte ilustrando uma variante de perfil de perfurações.
Descrição da invenção
Técnicas têm sido desenvolvidas para reduzir o ruído emitido por uma aeronave, e particularmente o ruído emitido por um conjunto propulsor, dispondo-se no nível das paredes dos condutos de revestimentos que visam a 20 absorção de uma parte da energia sonora, particularmente, utilizando o princípio dos ressonadores de Helmholtz. De maneira conhecida, um revestimento para o tratamento acústico, igualmente chamado de painel acústico, compreende do exterior para o interior, uma camada porosa 25 acusticamente resistiva, uma estrutura alveolar e uma camada refletiva ou impermeável.
Por camada entende-se uma ou várias camadas da mesma natureza ou não.
Uma estrutura em ninho de abelhas é utilizada para formar a estrutura alveolar.
Uma folha é geralmente utilizada para formar a camada refletora impermeável.
Diferentes tipos de materiais podem ser utilizados para o ninho de abelhas e a folha refletora.
Na Figura 1, tem-se representado em 10 uma camada acusticamente resistiva com, pontilhadas, as paredes laterais 12 de uma estrutura alveolar. Segundo um modo de concretização conhecido, a estrutura alveolar é realizada a partir de um ninho de abelhas. Segundo um modo de concretização privilegiado, a estrutura alveolar compreende de uma parte, uma 5 pluralidade de primeiras faixas, chamadas de faixas longitudinais, dispostas nos planos radiais incorporando o eixo longitudinal da nacela e, pela outra parte, uma pluralidade de segundas faixas, chamadas de faixas transversais aos planos radiais. De preferência, no nivel 10 de cada ponto de intersecção com as faixas transversais, cada faixa longitudinal é sensivelmente perpendicular à tangente de cada faixa transversal no ponto considerado. Segundo uma vantagem importante desse modo de concretização, as faixas são eventualmente formadas 15 previamente à montagem e não são deformadas uma vez montadas ou quando as camadas refletoras ou acusticamente resistivas são colocadas no lugar.
O painel acústico assim formado tendo as formas adaptadas àquelas da superfície a tratar, não é mais deformado no 20 momento de sua colocação. Conseqüentemente, a ligação entre a estrutura alveolar e a camada refletora ou a camada acusticamente resistiva não acarreta risco de ser danificada e a posição das paredes laterais 12 dos condutos delimitados pelas faixas transversais e 25 longitudinais é perfeitamente conhecida.
A camada 10 acusticamente resistiva é uma estrutura porosa tendo um papel dissipador, transformando parcialmente a energia acústica da onda sonora que a atravessa em calos. Ela compreende as zonas chamadas 30 abertas 14 susceptíveis de deixar passar as ondas acústicas e as outras, chamadas zonas fechadas 16 ou cheias que não deixam passar as ondas sonoras, porém que são destinadas a assegurar a resistência mecânica da mencionada camada. Esta camada 10 acusticamente resistiva 35 se caracteriza particularmente por uma taxa de superfície aberta que varia essencialmente em função do motor, dos componentes constituindo a mencionada camada. As zonas abertas 14 da camada acusticamente resistiva são dispostas em função da posição das paredes laterais 12 da estrutura alveolar a fim de desembocar nas cavidades delimitadas pelas paredes laterais 12 e não de maneira a se sobrepor concretização as paredes laterais 12.
A camada acusticamente resistiva 10 compreende no nível da superfície externa susceptível de estar em contato com os escoamentos aerodinâmicos uma folha ou lâmina compreendendo as zonas abertas 14 separadas pelas zonas 10 cheias 16, as mencionadas zonas cheias 16 definindo uma rede permitindo a retomada de esforços.
Conforme o caso, a camada acusticamente resistiva compreende uma só folha ou lâmina ou um complexo compreendendo pelo menos uma folha ou lâmina e pelo menos um tecido ou um não tecido.
Segundo a invenção, as zonas cheias 16 definem pelo menos uma série de faixas espaçadas de maneira a delimitar as zonas abertas 14. Segundo um modo de concretização, as zonas cheias 16 definem as faixas, uma primeira série de 20 faixas dispostas segundo uma primeira direção e uma segunda série de faixas dispostas segundo uma segunda direção secante à primeira direção (sensivelmente perpendicular segundo o exemplo ilustrado), as faixas de cada série estando espaçadas de maneira a delimitar as 25 zonas abertas 14. As faixas formando as zonas cheias 16 são dispostas na direita das paredes laterais 12. Variando, poder-se-ia considerar mais de duas séries de faixas.
Vantajosamente, a largura das faixas de zonas cheias é no máximo igual ao menor dos valores seguintes:
- 10 mm;
- 30% da largura das zonas abertas 14.
As zonas cheias 16 são adaptadas para assegurar a função estrutural e a retomada dos esforços, particularmente, segundo a primeira direção e segundo a segunda direção. Segundo as variantes, as zonas cheias 16 podem permitir a passagem de um circuito de descongelamento a ar quente ou do tipo elétrico.
Segundo a invenção, as zonas abertas 14 compreendem uma pluralidade de micro-perfurações 8 cuja maior dimensão é inferior a 2 mm, e de preferência é inferior a 1,2 mm.
Conforme a invenção, a folha ou lâmina da camada acusticamente resistiva compreende os conjuntos de micro- perfurações 18, cada conjunto de micro-perfurações formando uma zona aberta 14, as zonas abertas e micro- perfurações sendo separadas entre elas por pelo menos uma 10 série de faixas espaçadas de zonas cheias 16.
Segundo um modo de concretização, as micro-perfurações 18 têm uma forma oblonga cuja maior dimensão é orientada segundo o sentido 20 do fluxo escoando no nível da superfície da camada acusticamente resistiva. Esta forma permite aumentar a eficácia das micro-perfurações 18.
De preferência, as micro-perfurações 18 são alinhadas segundo várias linhas para uma mesma zona aberta e dispostas equidistantes de uma linha para outra.
Conforme um modo de concretização, as micro-perfurações 20 18 têm um perfil que se evade pelo menos no nível de uma superfície. Conforme um modo de concretização, as micro- perfurações têm um perfil tal como definido na Figura 2. Dessa forma, a secção da micro-perf uração 18 tem um perfil em forma de dois cones opostos com uma secção 25 reduzida, a qual se alarga de uma parte e de outra para desembocar na superfície pelas secções mais largas. Esse tipo de perfil é interessante para as funções aerodinâmicas.
A camada acusticamente resistiva pode compreender as 30 perfurações ou as micro-perfurações previstas para fazer comunicar as células da estrutura alveolar com o exterior, algumas perfurações ou micro-perfurações sendo assim destinadas ao tratamento acústico e as outras ao tratamento da geada.
Vantajosamente, pelo menos as perfurações ou micro- perfurações previstas para o tratamento da geada são inclinadas e não são normais à superfície externa da camada acusticamente resistiva para evacuar o ar quente de maneira laminar no nível da superfície externa a tratar. Esta configuração permite, igualmente, diminuir o risco de obstrução dos furos (perfurações ou micro- perfurações), particularmente pela poluição.
Segundo um primeiro modo de concretização, as micro- perfurações 18 são realizadas por perfuração por meio de um feixe de elétrons, seja com um modo de funcionamento por impulsão contínua ou um modo de funcionamento por 10 impulsão múltiple de tipo por percussão ou por "trépassage".
Conforme um outro modo de concretização, as perfurações realizadas no nível da camada acusticamente resistiva podem ser realizadas por uma usinagem química. Entretanto, a invenção não está limitada a esse modo de concretização.
Variando, é possível fazer previamente uma zona de menor espessura, particularmente por usinagem química, no nível de as zonas onde serão praticadas as micro-perfurações preservando as zonas não perfuradas mais espessas para assegurar a propriedade mecânica.
Em um primeiro momento, uma máscara recobrindo as partes que não devem ser perfuradas é aplicada. Em seguida, aplica-se uma solução de ataque na superfície que na 25 direta das zonas não protegidas pela máscara vai dissolver por um processo eletroquímico o metal e criar as perfurações. Preferivelmente, a folha a ser perfurada é imersa em uma solução de ataque.
Vantajosamente, a folha é metálica, de preferência de titânio, e a solução de ataque é adaptada ao material da folha para provocar um fenômeno de corrosão do mencionado material de forma a fazer uma perfuração.
A título de exemplo, a seqüência de usinagem poderia ser a seguinte:
- preparação da superfície a fim de obter uma aderência melhor da máscara e possibilitando sua retirada por uma simples pelagem, - colocação da máscara sobre toda a superfície,
Retirada de uma parte da máscara para descobrir as zonas a usinar,
- imersão na solução de ataque,
- enxágüe,
- eventual neutralização,
- enxágüe,
- secagem,
- retirada final da máscara.
Esta solução para obter as perfurações tem como vantagem o fato de não submeter a folha a um aquecimento localizado susceptível de engendrar restrições residuais, como poderia o fazer uma usinagem com ajuda de um feixe laser ou sem remoção de material como poderia o fazer uma 15 usinagem convencional.
Dessa forma, esta solução engendra as restrições residuais menos importantes o qual permite aumentar o tempo de vida da peça e reduzir as operações de manutenção. Portanto, as visitas de controle e as 20 operações de manutenção são espaçadas o que permite reduzir o tempo de imobilização da aeronave.
Segundo uma outra vantagem, esta operação de usinagem é realizada sobre uma folha já conformada segundo a forma da estrutura alveolar. Em seguida, a camada acusticamente resistiva é ligada por solda à estrutura alveolar.
A usinagem química pode provocar o aprisionamento de elementos estranhos (íons) em uma rede cristalina da folha. No momento da montagem, a operação de solda provoca uma elevação de temperatura que permite liberar 30 esses elementos estranhos. Conseqüentemente, esta operação permite reduzir ainda as restrições residuais.

Claims (8)

1. Painel para o tratamento acústico, realizado no nível de uma superfície de uma aeronave, compreendendo do exterior para o interior uma camada porosa acusticamente resistiva, pelo menos uma estrutura alveolar e uma camada refletora ou impermeável, a mencionada camada porosa acusticamente resistiva compreendendo no nível da superfície externa susceptível de estar em contacto com os escoamentos aerodinâmicos uma folha ou lâmina compreendendo as zonas abertas (14) deixando passar as ondas sonoras e as zonas cheias (16) não deixando passar as ondas sonoras, caracterizado pelo fato de a folha ou lâmina da camada acusticamente resistiva compreender os conjuntos de micro-perfurações (18), cada conjunto de micro-perfurações formando uma zona aberta (14), os conjuntos de micro-perfurações estando separados entre eles por pelo menos uma série de faixas espaçadas de zonas cheias (16).
2. Painel para o tratamento acústico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de as zonas cheias (16) definirem as faixas, uma primeira série de faixas dispostas segundo uma primeira direção e uma segunda série de faixas dispostas segundo uma segunda direção secante á primeira direção, as faixas de cada série estando espaçadas de maneira a separar cada conjunto de micro-perfurações (18).
3. Painel para tratamento acústico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de largura das faixas de zonas cheias ser no máximo igual ao menor dos valores seguintes: - 10 mm; - 30% da largura das zonas abertas (14) .
4. Painel para tratamento acústico, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de as micro-perfurações (18) terem uma grande dimensão inferior a 2 mm.
5. Painel para tratamento acústico, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de as micro-perfurações (18) terem formas oblongas cuja maior dimensão é orientada segundo o sentido do fluxo se escoando no nível da superfície da camada acusticamente resistiva.
6. Painel para o tratamento acústico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de as micro- perfurações (18) estarem alinhadas segundo várias linhas para um mesmo conjunto (14) e dispostas equidistantes de uma linha para a outra.
7. Nacela, caracterizada pelo fato de compreender um painel para o tratamento acústico conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6.
8. Aeronave, caracterizada pelo fato de compreender um painel para o tratamento acústico conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6.
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