CN101842267A - 声学舒适性改善的飞机 - Google Patents

Abstract

飞行器(1)，具有一个机舱(2)，其至少一部分空间由装饰面板限定，并且机舱设有环境噪音的主动控制系统(6)。每个装饰面板或者是主动面板(4)，其具有由噪音主动控制系统(6)供电的致动器(8)，或者是不具有该致动器的被动面板(5)。另外，机舱(2)的主动面板或被动面板可以与另一类型的面板、分别为被动面板或主动面板机械互换。主动面板的供电电缆线路(3)安装在飞行器(1)中，该电缆线路能够给所有可以安装的主动面板(4)供电，不管安装的确实是主动面板，或者安装的是可互换的被动面板(5)。最后，主动面板的供电系统(61)安装在飞行器(1)中，并且与主动面板的供电电缆线路(3)连接。

Description

声学舒适性改善的飞机

技术领域

本发明涉及运输飞行器领域。

特别是，本发明针对飞行器，对于这些飞行器，在飞行期间在人员、即乘客和机组成员所处的区域寻求一种声学舒适性，即尽可能地降低噪音水平。更特别地，本发明涉及寻求一种在不同区域易于改变的声学舒适性、而不用顾及飞行器的设备和布置的飞行器。

背景技术

在飞行器中，各种噪音发生源导致在人员所在的区域、即客舱或机组人员所在区域产生一个噪声环境，根据不同情况可以看作是不舒适或不舒服的来源，甚至在极端情况下是疲劳的来源。

在最经常能识别的噪音中，可以提到的有来自推进发动机的噪音、外界的空气动力学噪音和内部噪音，特别是与空调和设备通风系统有关的内部噪音。

为了在一给定区域降低噪音水平，最普遍采取的方法是在该区域的壁上使用具有吸音特性的材料，即具有通过引起所述声波的加速衰减而降低声波强度的效果的材料。

这种材料、例如衬垫形的玻璃棉一般用于飞行器的机舱壁处，在机身结构覆盖层与机舱装饰面板之间。

在这种布置中，包含玻璃棉的衬垫起到热绝缘和吸音的双重作用，并且装饰面板保证衬垫的保护和机舱的美观。

但是，该方法只能带来声学舒适性的有限的改善，因为某些频率，特别是可听范围的低频，不使用大量的吸音材料就不能有效地被吸收，而由于飞行器设计特点的重量和体积的限制，大量的吸音材料是不能被接受的。

另一个降低一般空间、特别是机舱中的噪音水平的已知方法称为噪音的主动控制。

噪音的主动控制在于测量环境噪音，并且通过控制消除噪音(destructeur)的幅度和相位来产生一种消除噪音。

为了产生消除噪音，方法在于在需要降低噪音的空间、例如机舱设置一些扬声器，这些扬声器被供以相位和强度，以便产生声波，这些声波通过干扰降低被处理空间的选定区域中的声能水平。由于重量、体积和安装扬声器的限制，这种添加扬声器的方法不太有利。

可以安装扬声器的空间常常是有限的，因此产生与其它设备和装饰面板机械干扰的问题。

特别是，当降噪装置安装在飞行器的机舱中时，由于装饰面板的原始设计实际上没有考虑安装主动的噪音控制装置，扬声器的安装常常需要改变现有装饰面板的形状。

另外，降噪系统一般使用许多扬声器，这些扬声器产生电缆线路和电连接的限制，以便对它们进行控制和供电，因此也需要改变或更换现有的装饰面板，并且需要安放新的支撑件，用于保持系统的新电缆，另外，出于飞行器电气系统的安全性和良好运行的原因，电缆的设置需要遵守比现有电力设施更严格的限制。

因此，在现有飞行器中安装主动降噪系统是特别不方便的，并且需要实施许多细致的改变。

发明内容

为了避免已知方法的缺陷，本发明提出一种飞行器，它具有给主动装饰面板供电的网络，该网络适于为一种机舱布局供电，在该布局中，在所述机舱中考虑的所有主动面板都进行安装，它还具有主动面板的供电系统，所述供电网络和所述供电系统在飞行器中的安装与实际安装的主动装饰面板的数量无关。

为此，具有至少一个机舱的飞机设有一个所述机舱中环境噪音的主动控制系统，机舱的至少一部分空间由装饰面板限定，并且：

-机舱的每个装饰面板或者是称为主动面板的、具有由噪音主动控制系统供电的致动器的面板，或者是称为被动面板的、没有该致动器的面板；

-机舱的至少一个主动或被动的装饰面板可以与另一类型的面板、分别为被动或主动的面板进行机械互换；

-一个适于与主动面板连接的主动面板的供电电缆线路设置在飞行器中，使所述电缆线路能够给可以安装在机舱中的所有主动面板供电，不管安装的确实是所述主动面板，或者安装的是可互换的被动面板；

-一个机载的主动面板供电系统与主动面板的供电电缆线路连接。

最好，致动器布置在面板上，以带动主动面板振动，并且有利地用于保证主动面板与被动面板的互换性，致动器结合在主动面板的厚度中，例如通过使用压电技术实现致动器。

最好，主动面板的供电电缆线路还具有使噪音主动控制系统的传感器与主动面板供电系统连接的电缆，并且至少部分的传感器与主动面板相连。

在对应于一个插座的主动面板由一个被动面板替代的布局中，为了保持主动面板的供电电缆线路的插座，用于替代主动面板的被动面板具有至少一个伪(factice)连接器，其上可以固定用于主动面板的主动面板供电电缆线路的插座。

为了在机舱的声学舒适性方面获得尽可能最好的调节性，最好，机舱的每个主动面板都可以与一个被动面板机械互换，反之亦然。

本发明还涉及改变飞行器的声学舒适性的方法，其中，至少一个被动面板由可机械互换的一个主动装饰面板替代，所述主动面板则与噪音主动控制系统的电缆线路连接，或者，主动装饰面板与噪音主动控制系统断开，然后由可机械互换的一个被动面板替代。

为了在新的布置中以最佳方式给主动面板供电，根据已经安装的主动面板配置主动面板的供电系统。

附图说明

现在参照示意的附图详细描述本发明的实施例：

图1：一个飞行器的总体图，这里的飞行器是民用运输喷气飞机；

图2：示出截面主要零件的一个机身截面的例子；

图3：带有表示飞行器机舱一侧的面板的装置的整体图；

图4：用于实施本发明的主动装饰面板的例子；

图5：以机身壁的局部剖面示出的装置的功能示意图。

具体实施方式

根据本发明，飞行器1具有至少一个机舱2，机舱2具有一组电缆线路3，电缆线路3一方面适于与机舱装饰面板连接，这些装饰面板在声学方面是主动的，另一方面与主动面板的供电系统61连接，并且机舱具有一组机舱装饰面板，所述装饰面板可以是主动4或被动5、即非主动的。

参照图3，主动面板的供电系统61、电缆线路3和主动面板4形成机舱2的噪音主动控制系统6。

在本发明的应用中，“机舱”是指任何的由于可能存在人员而通常寻求低噪音水平的飞行器1的空间。因此，“机舱”一词无区别地涉及客舱、驾驶舱、机组人员休息区或任何等同区域。

如作为非限定例子的图1和图2所示，在现在的飞行器中，机舱1通常主要是设在机身11中的空间，机身具有在形状渐变的一个前端12和一个后端13之间的基本圆柱形的一个区域。

对于未示出的非传统结构的飞行器，机舱1必要时是设在飞行器其它区域的空间，例如在具有飞行翼结构的飞行器的机翼中。

正如通过阅读本发明实施例的描述而将了解到的，通过本领域技术人员力所能及的改变，本发明适用于常规或非常规结构的飞行器的任何类型的机舱。

图2示出圆柱形机身11在机舱2处的整体截面的例子。

该截面表明，机身11包括具有固定在结构框架15上的覆盖层14的一个外部结构、一个形成机舱2的地板16的结构及各种配置。

在这些配置中，机舱2的装饰面板4、5设在所述机舱的侧壁上，以保证机舱令人满意的外观，并使机舱2的活动空间与机身11的结构分开。

装饰面板4、5实际上非常靠近机身11的框架15进行固定，以便不影响机舱2提供给所述机舱占据者的容积。

为了保证针对由于与外部空气直接接触而比较冷的结构的一定的热隔绝，位于机身覆盖层与面板之间的和框架之间的、总是或多或少间隔开的空间被部分地用玻璃棉衬垫17充填。

噪音主动控制系统6的电缆线路3设置成用于沿机舱壁、在确实安装了一个主动面板4的任何一点及可能安装一个主动面板的任何一点为主动面板4分配供电。

实际上，并且为了满足机舱的任何可能配置的安装要求，如图3所示，电缆线路3的设计是考虑将所有的主动的4和被动的5装饰面板，除了那些永远不应对应主动面板的，都作为主动面板。

如图2所示，主动控制系统的电缆线路3有利地具有固定在机舱2的侧装饰面板4、5附近的电缆，例如在覆盖有所述装饰面板的机身壁附近的机舱地板3的下面通过。

其它的路径当然也是可以的，例如在机身结构与侧装饰面板4、5之间，或者在天花板51的装饰面板之上，特别是根据相关电气设施的重量标准以及与飞行器的其它未示出的电气系统的兼容性。

在电缆线路的可与主动装饰面板连接的端部相对的一端，电缆线路与主动面板的供电系统61连接。

以噪音主动控制系统中已经的方法，主动面板的供电系统61接收来自传感器7的信号，传感器例如是分布在飞行器中的测量声音振动的加速度计，并且该系统产生对结合在主动面板4中的致动器8的供电信号，所述致动器能够使所述面板振动。

供电信号的特征与致动器的技术相适应，例如，压电技术的致动器需要较高电压的放大器63，并且根据传感器7在所述信号处理后收到的信号，对信号进行相位和幅度的调制，所述处理例如通过处理器62进行。

在本发明中，传感器7工作和测量信号的传输所需的电缆线路可以使用任何类型的技术，例如用于传输测量信号的光缆，该电缆线路有利地结合在噪音主动控制系统的电缆线路3中，但是，测量信号的路径可以或多或少地与供电信号隔开。

为了根据一个优选实施例实现本发明，如图4或图5所示的主动装饰面板4具有覆盖层41，例如位于机舱2一侧的带有蜂窝状芯层的夹层板结构的一个覆盖层，致动器8固定在该覆盖层的一个表面，从机舱中看不见，致动器有利地是整合在主动装饰面板4的厚度中的压电技术的致动器。

有利地，噪音主动控制系统6工作所需的传感器7的至少一个部分结合在主动装饰面板4的厚度中，或者必要时，固定在所述面板的从机舱中看不见的一个表面42上，如图5例子所示。

在本发明的其它未示出的实施例中，传感器7或其至少一部分根据所寻求的噪音主动控制系统6的性能分布在机舱内的主动装饰面板4以外的结构或面板上。

最好，与一个主动装饰面板4的致动器或传感器的所有连接集中在与面板4相连的唯一的连接器44处，或者必要时在数量有限的连接器处，例如一个用于致动器的连接器和一个用于传感器的连接器(未示出)，这样可以把强信号和弱信号分开。

为了使主动面板4与被动面板5之间具有机械互换性，两类面板以相同的几何尺寸制成，并有利地使用相同的结构技术，特别是具有复合材料覆盖层和蜂窝芯层的夹层面板结构，这是已知的用于实现被动面板的方法。

有利的是，如图3所示，被动面板5具有伪连接器51，即不能工作的连接器，这些连接器适于作为主动控制系统的电缆线路3的插座的支撑，以便当面板是被动面板5而所述插座不使用时，能够有效保持插座，而没有被损坏或损坏飞行器1其它零件的危险。

因此，根据本发明的飞行器1能够在每个预先确定的位置，如在飞行器的特殊布局中能够接纳一个主动面板的位置，或者配备一个主动面板4，或者配备一个被动面板5。另外，用于一个给定位置的主动面板4可以是不同的型式，特别是根据所寻求的性能，致动器8和/或传感器7的数量和布置可以不同。

根据机舱2的整体设置，例如厨房系统的存在，和/或根据要求的声学舒适度水平，该舒适度可根据机舱的级别和/或预定的飞行长度的不同而不同，飞行器1具有相适应的不同标准主动面板4和被动面板5的类型及数量的分布。

因此，在声学舒适度水平方面，可实现机舱2的变换，这是通过将主动面板替换为被动面板5或不同性能的主动面板，及/或将被动面板替换为可以机械互换的主动面板4，并且使主动面板的连接器44与主动面板供电系统的电缆线路3连接，和/或将电缆线路3的待机插座固定到被动面板的伪插座51上。

实际上，变换机舱时，电缆线路3不需要任何明显改变，并且通过作用于面板致动器的供电装置61的配置和传感器信号的处理，使得可以操作机舱中的噪音主动控制系统6，最常见的是通过监控噪音主动控制系统运行的软件配置的改变。

通过本发明实施例的描述可了解到，该装置可以实现于任何类型的机舱装饰面板、例如天花板。

Claims (10)

1.飞机(1)，具有至少一个机舱(2)，机舱的至少一部分空间由装饰面板限定，所述机舱设有所述机舱中的环境噪音的主动控制系统(6)，其特征在于：

-机舱(2)的每个装饰面板或者是称为主动面板的一个面板(4)，其具有由噪音主动控制系统(6)供电的致动器(8)，或者是称为被动面板的一个面板(5)，其不具有这样的致动器；

-机舱(2)的至少一个主动或被动类型的装饰面板可以与另一类型的面板、分别为被动面板或主动面板机械互换；

-适于与主动面板连接的主动面板供电电缆线路(3)布置在飞行器(1)中，使得所述电缆线路能够给可以安装在机舱(2)中的所有主动面板(4)供电，不管安装的确实是所述主动面板，或者安装的是可互换的被动面板(5)；

-飞行器(1)上的主动面板供电系统(61)与主动面板的供电电缆线路(3)连接。

2.如权利要求1所述的飞机，其中，致动器(8)被设置用于带动主动面板(4)振动。

3.如权利要求1或2所述的飞机，其中，致动器(8)结合在主动面板(4)的厚度中。

4.如上述权利要求之一所述的飞机，其中，致动器(8)使用压电技术。

5.如上述权利要求之一所述的飞机，其中，主动面板的供电电缆线路(3)具有使噪音主动控制系统(6)的传感器(7)与主动面板(4)的供电系统(61)的连接的电缆。

6.如权利要求5所述的飞机，其中，至少部分的传感器(7)与主动面板(4)相连。

7.如上述权利要求之一所述的飞机，其中，被动面板(5)具有至少一个伪连接器(51)，其上能够固定一个用于主动面板(4)的主动面板供电电缆线路(3)的插座。

8.如上述权利要求之一所述的飞机，其中，每个主动面板(4)可以与一个被动面板(5)机械互换，反之亦然。

9.用于改变上述权利要求之一所述飞行器的声学舒适性的方法，其中，至少一个被动面板(5)由一个主动装饰面板(4)替换，所述主动面板与噪音主动控制系统(6)的电缆线路(3)连接，或者，一个主动装饰面板(4)与噪音主动控制系统(6)断开，然后由一个被动面板(5)替换。

10.如权利要求9所述的方法，其中，根据已经安装的主动面板(4)配置主动面板的供电系统(61)。

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