CN102635445B - 包括两部分之间的连接件的声学处理板以及修复声学处理板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种声学处理板，该板一方面包括至少两个部分，这两个部分具有沿至少一个方向分开的侧缘，并从外到内具有抗声层(54)，至少一个蜂窝结构(56)以及一个反射层(58)，另一方面包括安插在两个侧缘之间的块状物，该块状物从外到内包括设置在所述两个部分(56)的抗声层(54)处的抗声层(68)以及至少一个蜂窝结构(70)，其特征在于所述块状物包括蜂窝结构的至少一个扇形区，该扇形区具有其高度h小于声学处理板的蜂窝结构(56)的高度H的倾斜管道，所述管道沿一个方向倾斜，以便管道的端部在抗声层(54)处靠近这些部分的侧缘中的一个侧缘，所述管道的相反的端部与这两部分的所述侧缘和反射层(58)分开，以便在所述块状物和所述板之间安置连接设备。
Description
技术领域
本发明涉及包括连接件的声学处理板，所述板主要用于设置在飞行器吊舱的一个壁处。本发明还涉及修复声学处理板的方法。
背景技术
飞行器推进系统发出的噪声一方面由喷嘴的噪声构成，所述喷嘴噪声是在燃烧过的空气和燃气气流混合以后在管道外产生的，另一方面由内部产生的噪声构成，这种噪声称作内部噪声，内部噪声由机舱增压器、压气机、涡轮机以及蔓延到管道内部的燃烧产生。
为了限制有害噪声在飞行器附近的影响，国际标准对声音的传播越来越严格。
为了减少内部噪声，开发了很多技术，特别是在管道壁处安置用于吸收部分声能的板或涂层，主要使用的是四分之一波长谐振器的原理。
众所周知，如图1所示，同样也称作声学板或涂层的声学处理板从外到内包括一个抗声结构10，一个蜂窝结构12以及一个反射层14。
我们用层表示同样特性或非同样特性的一层或多层。
根据一个实施模式，反射层14可以是没有钻孔的金属或复合材料的薄板或板。
蜂窝结构12可以包括多个并列的腔，腔的一端用反射层14堵住，另一端用抗声层10部分堵住。用与反射层14或与抗声层10垂直的壁限定出蜂窝结构的腔，抗声层的端部紧贴所述反射层14和抗声层10。
根据一个实施模式，蜂窝结构12为用金属或复合材料制成的蜂窝状。
抗声结构10为具有耗散作用的多孔结构，它将通过其的声波的一部分声能转换成热。该抗声结构包括能够让声波通过的敞开区域，以及不让声波通过而是用来确保所述层的机械阻力的闭合或实心区域。该抗声层的特征主要在于敞开面积的比率基本根据电机、构成所述层的成分改变。
为了将作为飞行器吊舱的空气入口的表面盖住，可以并列设置多个声学处理板，用衬片将这些板连接。这些衬片没有声学作用，但应当有足够的宽度，使得到的结构具有足够的机械特性。由于存在衬片，在敞开面积相对于整个面积的比率不均匀的情况下，这种组装模式不能实现最佳的声学处理。
为了实现最佳的声学处理，本申请人开发了一种叫做《O-splice》的专门技术，这在法国专利文献FR-2844304或美国文献US-6772857中做过描述。根据该技术，抗声层由沿气流方向设置的多个带子构成，各带子之间用多个确保应力恢复的衬片进行连接，衬片的宽度小于带子的宽度，以便保证敞开面积比率的连续均匀特性。
图1中示出的声学处理板的与气流接触的表面例如因为飞行或保养(工具脱落等)中的意外冲击(鸟，冰块...)，受到损伤，该板包括内凹的变形16。
这种内凹的变形16会在与板接触的空气气流处造成空气动力学紊乱，使声学处理变差，还有可能降低板的稳定性。同时必须将板修复，以便至少限制空气动力学紊乱。
根据图2A和图2B所示的第一实施模式，将树脂18注入到蜂窝结构的已经损坏了的小室或管道中，以便先堵塞内凹的变形，然后在可能的情况下在损坏区域安置一个盖住树脂18的前板20，使该前板延伸到损坏区域之外，使其通过粘贴、铆接等与抗声层10连接。
该板可以是金属或复合材料制成。
如图3B所示，前板20为实心表面，因此敞开的面积比率为零，所以在被覆盖的区域处，完全抑制了声学处理。
图3A-图3D示出的另一实施模式旨在限制修复对声学处理的影响。根据该实施模式，将内凹变形16处的蜂窝结构12和抗声层10取出，以便像图3A所示的那样，得到由垂直于反射层14的边限定的凹口22。
剪切一个与该凹口22形状适应的块件24，该块件包括一个被抗声层10’覆盖的蜂窝结构12’，这等同于需要修复的声学处理板的蜂窝结构12以及抗声层10。如图3B所示，将该块件24置于凹口22中。
为了保证块件24和声学处理板的剩余部分之间的连接，在将块件24和板的剩余部分分隔开的边界处使用衬片26，衬片搭接在所述边界上，通过粘贴、铆接等与块件24和板的剩余部分连接，这如图3C所示。该衬片26可以是浸泡在树脂中的褶子形状。
作为第一实施模式的前板20，衬片26的敞开的面积比率为零，所以在被所述衬片26覆盖的区域处，完全抑制了声学处理。与第一实施模式不同的是，在没有被衬片26覆盖的块件24的表面确保声学处理的情况下，它限制了修复对于声学处理的影响。
这样，公知的实施模式全部会导致经处理表面在声学平面上的丧失，造成不连续的声学处理。
发明内容
本发明提供的声学处理板具有一个在声学处理处限制非连续性的连接区域。
为此，本发明的目的是一种声学处理板，该板一方面包括至少两个部分，这两个部分具有沿至少一个方向分开的侧缘，并从外到内具有抗声层，至少一个蜂窝结构以及一个反射层，另一方面包括安插在两个侧缘之间的块状物，该块状物从外到内包括设置在所述两个部分的抗声层处的抗声层以及至少一个蜂窝结构，其特征在于所述块状物包括蜂窝结构的至少一个扇形区，该扇形区具有其高度h小于声学处理板的蜂窝结构的高度H的倾斜管道，所述管道沿一个方向倾斜，以便管道的一些端部在抗声层处靠近这些部分的侧缘的一个侧缘，所述管道的相反的端部与这两部分的所述侧缘和反射层分开。以便在所述块状物和所述板之间安置连接设备。
根据另一目的，本发明提出的修复声学处理板的方法在于限制所述修复对声学处理的影响。
附图说明
通过阅读下面结合附图对仅作为例子的说明书的描述将会更加清楚地理解本发明的其他特征和优点，其中：
图1是示出了受到损伤的声学处理板的剖视图；
图2A是示出了根据现有技术的第一实施模式修复的声学处理板的剖视图；
图2B是图2A的声学处理板的顶视图；
图3A-图3C是示出了根据现有技术修复声学处理板的第二实施模式的不同步骤的剖视图；
图3D是图3C的声学处理板的顶视图；
图4是示出了受到损伤的声学处理板的剖视图；
图5-图7是示出了根据本发明对本发明的声学处理板进行修复的修复方法的不同步骤的剖视图；
图8是示出了根据本发明修复方法的第一变型修复了的声学处理板的顶视图；和
图9是示出了根据本发明修复方法的第一变型修复了的声学处理板的顶视图。
具体实施方式
在图4中示出的声学处理板50的空气动力学表面可以与箭头52表示的空气流接触。
该声学处理板并从外到内包括其表面与空气流52接触的抗声层54，至少一个蜂窝结构56以及一个反射层58。
例如，可以将声学处理板设置在飞行器吊舱的一个管道内。
根据这些应用，声学处理板可以包括多个通过抗声层分隔开的并列的蜂窝结构56。
我们用层表示相同或不同特性的一层或多层。
根据一个实施模式，反射层58可以是没有钻孔的金属或复合材料的薄板或板。
蜂窝结构56可以包括多个各端被堵塞或部分被堵塞的并列管道。每一个管道由垂直于反射层58和/或垂直于抗声层54的至少一个壁限定。这样，蜂窝结构56包括一些直管。
根据一个实施模式，蜂窝结构56为用金属或复合材料制成的蜂窝状。
但是，对于反射层和蜂窝结构来讲，本发明并不限于这些实施模式。
根据这些变型，抗声层54可以包括一层或彼此间相连的多层。
根据一个实施模式，抗声层54为具有孔口的板状。
根据另一变型，抗声层54包括至少一个多孔层和至少一个加强结构。在这种情况下，多孔层为金属织物，特别是本领域技术人员公知的抗氧化网格。加强结构是一个具有孔口的板。
根据所有变型，抗声层54包括能够使设置在所述抗声层54两边的区域连通的孔口。
根据文献FR-2844304或US-6772857中所描述的实施方案，抗声层54由多个沿气流方向设置的带子，这些带子之间由多个确保应力恢复而且宽度比所述带子宽度小的衬片连接，从而确保敞开面积比率的连续均匀特性。
声学处理板50例如会因为飞行中的意外冲击(鸟，冰块...)或保养(工具脱落等)中的意外冲击(工具脱落等)而受到损坏，并且出现内凹的变形60。
该修复方法包括图5所示的第一步骤，该步骤在于将内凹变形60处的蜂窝结构56和抗声层54的那部分取出，从而得到由基本垂直于反射层58和/或垂直于抗声层54的至少一个侧壁64限定的镂空部分62。
图6所示的第二步骤在于制造一个块状物66，该块状物从外到内包括限定出一个前表面和至少一个蜂窝结构70的抗声结构68。
当块状物66的抗声层68被设置成与板50的抗声层54对齐时，块状物66的前表面由有一个形状与镂空部分62的形状相适应的外围72。
这样，侧壁64和外围72在两个声学处理板之间、也就是说在需要修复的声学处理板50和被带进来的块状物66形成的板之间形成连接区域。
根据本发明，块状物66的蜂窝结构70包括倾斜管道74，管道的高度h小于声学处理板的蜂窝结构56的高度H。
管道74倾斜是为了在镂空部分62的至少部分外围上使所述这些管道与抗声层54处的镂空部分62的侧壁64相接，并与反射层58附近的镂空部分62的侧壁64分开。
这种倾斜既可以在块状物的蜂窝结构70又可以在蜂窝结构56与声学处理板50的反射层58之间得到连接区域76。
倾斜管道74提供与高度较小的直管相同的声学响应，连接区域76可以在带进来的块状物66和声学处理板50之间安置连接设备78。
为了限制修复对声学处理的影响，外围72和镂空部分的侧壁64之间的间隙应当和尽可能小。
倾斜管道74最好在其与抗声层68相反的端部被堵塞。
根据一个实施模式，块状物66可以包括反射层，该反射层贴紧与上面贴有抗声层的表面相反的反射层的表面。
根据图6和图7所示的另一个实施模式，块状物66包括一个与蜂窝结构70相结合的填料结构80，填料结构的外形与镂空部分62的外形相适应，该填料结构在管道的与抗声层68相反的端部将管道74堵塞。这样，在块状物66定位时，该块状物66包括一个能够贴紧反射层58的后表面82以及能够贴紧镂空部分62的侧壁64的至少一个侧壁84。
最好利用例如像粘接、铆接等的连接设备78将块状物66固定到反射层58上。
蜂窝结构70的管道74的截面最好类似于板50的蜂窝结构的直管的截面。然而，这些截面也可以不同，但对声学平面要提供相同的响应。
管道与抗声层上的法线最好形成约从10°变到30°的非零角度。
管道与抗声层上的法线最好形成约30°的角度。
根据图8所示的第一变型，块状物66可以包括蜂窝结构的多个扇形部分86，每个扇形部分均有自身朝向的倾斜方向，从而使得朝反射层58定向的管道端部被引向块状物的中心。
在镂空部分62为长方形或正方形的情况下，块状物66包括四个由正方形或长方形的对角线限定的扇形部分86，在其中部有一个处在抗声层68下面的中空棱锥形88。尽管该中心的中空棱椎形88对声学平面没有提供像倾斜管道74那样相同的响应，但这种中空棱锥形对声学处理是积极的。
根据图9所示的另一变型，块状物66包括蜂窝结构的两个扇形部分，这两个扇形部分有相反的倾斜方向，第一扇形部分的倾斜管道74的端部朝第一方向定向，第二扇形部分的倾斜管道74的端部朝与第一方向相反的第二方向定向。
在这种情况下，块状物66包括与倾斜平面垂直延伸的具有三角形截面的中心中空形90。根据这种变型，垂直于倾斜平面的连接区域可以用衬片92加固。同样在这种情况下，被衬片92覆盖的表面小于根据现有技术的修复方法用所需要的衬片覆盖的表面。
块状物66最好包括至少两个扇形部分，这两个扇形部分的管道的倾斜方向朝反射层58汇聚。
作为比较，对于高度H为35mm、边长为200mm的正方形修复区域来讲，如果采用图2A和图2B所示的现有技术的第一实施模式，对声学平面不起作用的前板20的面积约为53000mm2。
如果采用图3A-图3D所示的现有技术的第二实施模式，对声学平面不起作用的被衬片26覆盖的面积约为28000mm2。
如果采用的块状物66具有管道倾斜30°的四个扇形部分，中心中空形88(声学上起作用但不均匀，具有剩余管道)达到的面积约为1225mm2。
本发明不限于上述应用。
这样，本发明可以用来确保同一声学板的两部分之间或两个声学处理板之间的连接。因此，可以将块状物安插在两个声学处理板的垂直侧缘之间，块状物包括两个侧缘，第一侧缘与第一板的侧缘连接，第二侧缘与第二板的侧缘连接。为了限制两个板之间的连接对声学平面的影响，该块状物既在第一侧缘处包括沿第一方向倾斜的管道的第一扇形部分，以便设置在抗声层处的管道的端部靠近第一侧缘，而所述管道的相反的端部远离第一侧缘，而且还在第二侧缘处包括沿第二方向倾斜的管道的第二扇形部分，以便设置在抗声层处的管道的端部靠近第二侧缘，而所述管道的相反的端部与第二侧缘分开。
在任何情况下，本发明都确保具有沿至少一个方向分开的侧缘的蜂窝结构的至少两个部分之间的声学连续性，本发明所用的块状物包括蜂窝结构的至少一个扇形部分，该扇形部分具有沿一个方向倾斜的管道，以便管道的端部在抗声层处靠近蜂窝结构的部分的侧缘之一，所述管道的相反的端部与所述侧缘分开。
Claims (12)
1.一种声学处理板，该板一方面包括至少两个部分，这两个部分具有沿至少一个方向分开的侧缘(64)，并从外到内具有第一抗声层(54)，至少一个蜂窝结构(56)以及反射层(58)，另一方面包括安插在两个侧缘(64)之间的块状物(66)，该块状物从外到内包括设置在所述两个部分的第一抗声层(54)处的第二抗声层(68)以及至少一个蜂窝结构(70)，其特征在于所述块状物(66)包括蜂窝结构的至少一个扇形区，所述扇形区具有其高度h小于声学处理板的蜂窝结构(56)的高度H的倾斜管道(74)，所述管道(74)沿一个方向倾斜，以便所述管道的端部在所述第一抗声层(54)处靠近所述部分的侧缘中的一个侧缘，所述管道的相反的端部与这两部分的所述侧缘和反射层(58)分开，以便在所述块状物(66)和所述板之间安置连接设备。
2.根据权利要求1的声学处理板，其特征在于所述管道(74)与所述第二抗声层上的法线形成从10°变到30°的非零角度。
3.根据权利要求2的声学处理板，其特征在于所述管道(74)与所述第二抗声层上的法线形成约30°的角度。
4.根据上述任一权利要求的声学处理板，其特征在于块状物(66)包括蜂窝结构的多个扇形部分(86)，每个扇形部分均有自身倾斜方向，从而使得朝所述反射层(58)定向的管道的端部引向所述块状物的中心，所述块状物的中心部分具有在所述第二抗声层(68)下面的中空形(88，90)。
5.根据权利要求4的声学处理板，其特征在于所述块状物(66)包括蜂窝结构的两个扇形部分，所述两个扇形部分具有相反的倾斜方向，第一扇形部分的倾斜管道(74)的端部朝第一方向定向，第二扇形部分的倾斜管道(74)的端部朝与所述第一方向相反的第二方向定向。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的声学处理板，其特征在于所述块状物(66)包括与所述蜂窝结构(70)相结合的填料结构(80)，所述填料结构具有能够贴紧板的反射层(58)的后表面(82)以及能够贴紧侧缘(64)的至少一个侧壁(84)。
7.修复声学处理板的方法，该板从外到内包括第一抗声层(54)，至少一个蜂窝结构(56)以及反射层(58)，该方法在于将蜂窝结构(56)和第一抗声层(54)的部分取出，从而得到由基本垂直于反射层(58)和/或垂直于第一抗声层(54)的至少一个侧缘(64)限定的镂空部分(62)，该方法还在于制造块状物(66)，所述块状物从外到内包括限定出前表面和至少一个蜂窝结构(70)的第二抗声层(68)，当所述块状物(66)的第二抗声层(68)被设置成与板的第一抗声层(54)对齐并将所述块状物(66)放到所述镂空部分(62)中时，所述块状物(66)的前表面具有形状与镂空部分(62)的形状相适应的外围(72)，其特征在于所述块状物(66)的蜂窝结构(70)包括倾斜管道(74)，所述管道的高度h小于声学处理板的蜂窝结构(56)的高度H，所述管道(74)倾斜是为了在所述镂空部分(62)的至少部分外围上使所述管道与所述第一抗声层(54)处的所述镂空部分(62)的所述侧缘(64)连接，并与所述反射层(58)附近的所述镂空部分(62)的所述侧缘(64)分开。
8.根据权利要求7的修复声学处理板的方法，其特征在于所述管道(74)与所述第二抗声层上的法线形成从10°变到30°的非零角度。
9.根据权利要求8的修复声学处理板的方法，其特征在于所述管道(74)与所述第二抗声层上的法线形成约30°的角度。
10.根据权利要求7-9之一的修复声学处理板的方法，其特征在于所述块状物(66)包括蜂窝结构的多个扇形部分(86)，每个扇形部分均有自身倾斜方向，从而使得朝所述反射层(58)定向的所述管道的端部引向所述块状物的中心，所述块状物的中心部分具有在所述第二抗声层(68)下面的中空形(88，90)。
11.根据权利要求10的修复声学处理板的方法，该方法在于制成一个长方形或正方形的镂空部分(62)，其特征在于所述块状物(66)包括四个由正方形或长方形的对角线限定的扇形部分(86)，在其中部有一个处在所述第二抗声层(68)下面的中空棱锥形(88)。
12.根据权利要求7-9之一的修复声学处理板的方法，其特征在于所述块状物(66)包括与所述蜂窝结构(70)相结合的填料结构(80)，所述填料结构具有一个能够贴紧板的反射层(58)的后表面(82)以及能够贴紧所述侧缘(64)的至少一个侧壁(84)。
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