CN103561948B - 制造声衰减板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造声衰减板（30）的方法，所述声衰减板（30）包括在连接区域（J）连接的第一蜂窝芯结构（40）和第二蜂窝芯结构（50），所述第一蜂窝芯结构（40）和第二蜂窝芯结构（50）的每个都包括至少一个蜂窝芯层，其中所述方法包括步骤：a）将具有蜂窝芯所述第一结构（40）的连接边缘连接到具有蜂窝芯的第二结构（50）的相应的连接边缘，由此形成所述连接区域;b）将具有蜂窝芯的所述第一结构（40）与具有蜂窝芯的所述第二结构（50）布置在板的内表层（31）和外表层（32）之间，该方法的特征在于还包括：在步骤a）之前的步骤，其中，将至少一个连接加强件件（60）插入到所述连接区域中具有蜂窝芯的第一结构（40）的连接边缘和具有蜂窝芯的第二结构（50）的相应的连接边缘之间，所述连接加强件（60）在横向于具有蜂窝芯的两个结构（40，50）的平面中延伸，以及随后的步骤，其中，使用连接装置将组件固定在一起。

Description

制造声衰减板的方法

技术领域

本发明涉及飞机发动机的降噪领域。

背景技术

涡轮喷气发动机产生明显的噪音污染。

对减少由涡轮喷气发动机发出的噪音有强烈的需求，尤其是涡轮喷气发动机越来越强劲。

已知的是这种噪声的主要部分产生于内部容纳有发动机的机舱的进气口区域。

在该区域中，有发动机风扇，它由于空气产生非常强大的吸力和剪切噪音。

尤其已知的是，用声衰减板形成机舱壁，以减少在该区域中产生的噪音。

这些板通常是由一个或多个蜂窝芯层（称为“蜂窝”结构）构成，其外表面，即，离发动机的轴线径向最远的表面，用不透气的表层覆盖，并且其内表面，即，离发动机的轴线径向最近的表面，用透气的表层覆盖。

这些声衰减板可进一步包括在不同的蜂窝芯层之间称为隔板的多孔表层。

每个板都是通过将不同的表层和蜂窝芯层定位胶合在具有所需形状的模具中上来装配。

所述组件在炉中进行固化，以便紧固所述层并将这些部件聚合。

这种板形成声波谐振器，能“俘获”噪音，因而使所述机舱向外侧发射的声衰减。

由于例如机舱的几何形状和结构上的约束有关的原因，通常需要布置多个端到端的蜂窝芯块来形成声衰减板。

更具体地说，参照图1，所述声衰减板1通常由多个端到端布置的具有不同厚度的蜂窝芯结构2，3形成。

示例性的例子包括形成不同厚度的两个块的第一双层蜂窝芯结构2和第二双层蜂窝芯结构的组件，所述两个块将在连接区域J中连接，两个块的组件由共用的内表层4和外表层5所覆盖。

然后，这些被称为分布式声衰减板。

在这种类型的分布式声衰减板中，将要连接的两个所述蜂窝芯结构的厚度不同，可能是因为蜂窝层单元的大小和/或是由于每个将要连接的结构的蜂窝芯层的数量。

进一步，在这种类型的板中，所述声学特性，即，所述噪声的吸收水平是噪声的频率和声级的函数，特别是取决于所述蜂窝芯结构的连接。

在这种情况下，如果想保持分布式吸音板的良好声吸收和有效性，必须非常特别小心地处理所述结构之间的连接区域。

用于将蜂窝芯结构相互连接的一种通用技术包括：在所述结构的相邻边缘涂布粘胶，所述粘胶在固化时变成泡沫，从而在这些边缘之间形成一种扩张材料的连接带。

这种技术的优点是，能够获得一种板，从机械的角度来看，所述板的性能就像是被制成了一个单独的块。

更具体地，已知一种制造分布式吸音板的方法，参考图2，其中，由于膨胀型粘合剂23的存在，在两个蜂窝芯结构20，21之间提供了连接。

然而，这种膨胀元件23的存在会在声学处理中引起断裂，因为所述粘接剂23可能会堵塞所述蜂窝结构体的单元，并且，所述粘合剂23也可能会堵塞声学表层孔和隔板孔（如果适用的话）。

已知的还有不采用粘接剂的方法，其中，优选地在蜂窝芯结构的边缘到边缘连接处，将位于待连接的结构的邻接边缘上的单元打开，并且通过将所述打开的单元彼此嵌合，将那些结构进行边缘到边缘的连接。

在大曲率的部件上形成声衰减板的情形中，例如圆柱形机舱，这样的方法并不能保证良好的连接。

因此，有必要使用外侧分度装置来保证不同的声学结构相对于彼此呈笔状物类型部件的合适定位。

它也不能防止待连接的两个各自的相邻单元结构的两个隔板在两个结构的连接区域中的重叠。

这样的缺点影响了板的声学质量。

发明内容

本发明的目的是解决上面提到的缺陷。

本发明的目的之一是提出一种制造声衰减板的方法，从而能够获得声学表面被优化的分布式吸音板。

本发明的另一个目的是提出一种制造声衰减板的方法，能获得更轻的分布式吸音板。

也令人满意的是，提出了一种制造吸音板的方法，所述方法消除了外侧分度元件，同时提供了所述板的蜂窝芯结构相对于所述模具和由此获得的板的绝对定位。

为此目的，本发明涉及一种制造声衰减板的方法，所述声衰减板包括在连接区域中连接的第一蜂窝芯结构和第二蜂窝芯结构，所述第一和第二蜂窝芯结构中的每一个都包括至少一个蜂窝芯层，

其中：

a）将所述具有蜂窝芯的第一结构的连接边缘连接到所述具有蜂窝芯的第二结构的相应连接边缘，由此形成所述连接区域;

b）将所述具有蜂窝芯的第一结构和所述具有蜂窝芯的第二结构布置在所述板的内表层和外表层之间。

所述方法的特征在于，还包括：

在步骤a）之前的步骤，其中，在所述连接区域中的具有蜂窝芯的所述第一结构与具有蜂窝芯的所述第二结构的相应连接边缘之间，插入至少一个连接加强件，所述加强件在横向于所述两个具有蜂窝芯的结构的平面中延伸，以及

随后的步骤，其中，使用连接装置将组件固定在一起。

由于根据本发明的方法，更具体地说，由于在两个蜂窝芯结构之间的界面处的连接加强件，在所述两个结构之间提供了牢固的机械连接。

有利的是，这样的连接加强件执行了分度接界（indexingabutment）功能，以将不同的吸音结构相对于彼此精确地定位，并且将所述组件相对于所述板的制造模具精确地定位。

根据本发明的具体实施例，根据本发明的方法可包括下列特征中的一个或多个，所述特征可单独考虑或按技术进行可能的组合：

-所述连接加强件被分度并固定在模具中;

-所述连接加强件没有被穿透;

-所述连接加强件的高度适用于形成每个蜂窝芯结构的层的接界;

-所述连接加强件的高度小于每个蜂窝芯结构的层的厚度的总和;

-这样的连接加强件可以是提前加工好的复合型材;

-所述复合型材可以是隔板;

-所述隔板可由玻璃和环氧化物层形成;

-隔音板被插入到一个或每个蜂窝芯结构的层之间;

-所述连接装置是胶合装置;

-所述胶合装置是将粘胶薄层施加到所述蜂窝芯结构的两个连接边缘中的至少一个上和/或所述连接加强件上。

本发明还涉及一种使用上述方法制造的声衰减板。

这样的板可以是分布式吸音板。

附图说明

借助后续的描述并且研究附图，本发明的其它特征和优点将体现出来，其中：

-图1是根据现有技术的一个实施方式的分布式声衰减板的横截面图；

-图2是根据现有技术的另一个实施方式的分布式声衰减板的横截面图；

-图3是根据本发明的声衰减板的局部横截面示意图；

-图4a至4f示出了根据本发明的用于图3的声衰减板的制造方法的不同的连续步骤;

-图5a至5c是用于将隔板布置在根据本发明的制造方法的模具上的步骤的剖视图;

-图6a和6b是根据图3的板的不同连续层的两个透视图。

具体实施方式

参照图3，吸音板30通常包括第一蜂窝芯结构40和第二蜂窝芯结构50，它们在连接区域J中连接，所述第一蜂窝芯结构40和第二蜂窝芯结构50的每一个包括至少一个蜂窝芯层。

所述蜂窝芯结构被夹在所谓的声学内表层31和所谓的实心外表层32之间，该外表层32被称为实心是因为它不包括任何孔。

因此，相对于第一蜂窝芯结构40，在厚度方向可以看到以下连续的层：第一声学表层31，第一结构40的初级蜂窝层41，多孔隔板32，所述第一结构40的次级蜂窝层42，以及第二实心表层33。

初级和次级这两个蜂窝层41，42构成所述板30的第一蜂窝芯结构40。

这些层41，42的蜂窝结构通常由沿所述蜂窝的厚度方向取向的相邻单元制成。

此外，次级层42的蜂窝与初级层41的蜂窝可以相似或也可以不相似。

因此，其厚度以及泡状单元的宽度可能有所不同。

形成所述层41，42的单元的材料通常可以由适于航空领域的轻金属合金或任何其它合适的材料制成。

所述隔板32是由有机基质复合材料制成，所述有机基质复合材料包含嵌入在树脂中的一个或多个加强层。

也可能按照特定网格穿孔，板30的声学质量取决于所述特定网格。

在本发明的一个非限制性的替代方案中，形成板30的内表层31的材料可以由金属片或织物制成，并包括位于所述单元对面的穿孔。

在本发明的一个非限制性的替代方案中，形成板30的外表层33的材料可以是多层复合材料。

关于所述第一蜂窝芯结构40的蜂窝层的描述对第二蜂窝芯结构50也有效，在本实施方式中还示出两个蜂窝芯层51，52，在它们之间插入了隔音板34。

图中所示的吸音板30是一种分布式吸音板，所述分布式吸音板如本发明的前文中所定义。

因此，更具体地，所述两个蜂窝芯结构40，50具有不同的厚度。

在图3中，第一蜂窝芯结构40的厚度比所述第二相邻的蜂窝结构50更厚。

这种吸音板的工作原理本身是公知的：例如，这种板可以安装在飞机机舱的内壁上，使得内表层31被定位成在所述机舱内的发动机对面。

由该发动机发出的噪音借助于位于所述内表层31中的孔穿过所述单元，使形成声学共振腔的所述单元的内部振动，从而能消耗声能，并使随后的噪声水平降低。

根据替代的实施例，可以获得一种声学板，其包括比两个蜂窝芯结构40，50更多的蜂窝芯结构，所述蜂窝芯结构40,50又可以包括一个或多个层。

将对这两个蜂窝芯结构40,50之间的连接区域J进行更加具体的介绍，所述蜂窝芯结构40,50在所述连接区域J中配合。

根据本发明，至少一个连接加强件60被布置在连接区域J中的第一蜂窝芯结构40的连接边缘43和第二蜂窝芯结构体50的相应的连接边缘53之间。

所述连接加强件60在横向于两个蜂窝芯结构40,50的层的平面中延伸，即，此处垂直于每个结构40,50的厚度。

这样连接加强件执行分度接界功能，以将彼此不同的吸音结构40,50相对于彼此精确定位，并且将所述组件相对于所述板的制造模具精确定位，正如在下面相关的图4a至4f中可看到的。

为此目的，现在将参照图4a到4f，借助它来描述根据图3的吸音板的制造方法。

首先，参考图4a，依据将要制造的吸音板30选择覆盖模具70。

在一个非限制性的例子中，被选定的OFS类型的模在所述模具70的每个自由端处具有两个角部71，该模具70是圆弧形状的。

在随后的步骤中，将所述吸音板30的第一声学表层31置于所述模具70上。

如在图4b中所示，接着，连接加强件60被分度到第一声表层31上，该连接加强件60将限定所述板30的两个声学结构40，50之间的界面。

这样的连接加强件60是没有被穿透的，并且其厚度适用于赋予所述两个蜂窝芯结构40，50之间的连接区域J刚度。

此外，连接加强件60的高度被选择成以使连接加强件60形成所有的层41，42以及51，52的侧面接界（abutment），所述层41，42以及51，52形成待连接的两个蜂窝芯结构40，50。

如该图中所示，并参考图5a到5c，所述连接加强件60在所述模具70的外周和第一表层31上延伸，从模具70径向突出一直到角部71，在那里，它由合适的装置80牢固地固定。

更具体地，连接加强件60在其两端处被固定在壳体中，并因为定心和定位装置的配合而定心，所述定心和定位装置适用于穿过面对彼此的通孔81，通孔81形成在紧固装置80和加强件60中。

在本发明的一个实施例中，所述连接加强件是复合型材。

在本发明的一个非限制替代方案中，此型材是提前加工好的。

优选地，此型材是隔板60。

在本发明的一个非限制性的例子中，这种隔板以玻璃和环氧化物层类型的材料形成。

优选地，这样的型材具有较小的厚度，即，所述厚度小于蜂窝泡状单元的大小。

此外，所述加强件或连接隔板60将使用如后所述的合适的连接装置连接到不同的蜂窝芯结构40，50。

在一个可选实施例中，所述连接装置是胶合装置。

此胶合装置可能是施加到蜂窝芯结构40，50的两个连接边缘中的至少一个上和/或所述隔板60上的粘胶薄膜（这可能会被支持，或可能不被支持）。

在一个替代实施例中，所述隔板60可以在被分度到模具70上之前被预先涂覆薄膜形式的粘接剂。

在第二个替代实施例中，它可以在其分度之后涂覆到模具70上。

参考图4c至4e，在所述连接隔板60的每一侧上，所述第一蜂窝芯结构40和第二蜂窝芯结构50被依次沉积到声学表层31上，图中仅示出第一结构40的布置。

因此，在第一声学表层31上（见图4c）上，第一声学结构层41，51被沉积在连接隔板60的每一侧上。

如果适用的话，隔音板32，34被沉积在蜂窝芯结构40，50的层41，51上（图4d）。

如果适用，次级层42，52接着被布置在蜂窝芯结构40，50上。

在这种类型的吸音板30的生产中，如图6a和6b所示，连接隔板60为每个声学层41，51，42，52形成侧面接界，如果适用的话，所述声学层41，51，42，52沉积在模具70和隔音板32上。

然而，为了避免所述分布式吸音板的外表层33的劣化和缺口，连接隔板60的高度小于每个蜂窝芯结构40，50的不同层的厚度的总和，此处为与第一蜂窝芯结构40相关的第一层41、隔音板32和第二层42的厚度的总和。

在图4f中示出的随后步骤中，连接隔板60在其两端处被切断，从所述角部中释放。

外表层32随后被布置在所述蜂窝芯结构的组件上，所述外表层覆盖两个蜂窝芯结构40，50的所有层，以及所述连接区域J和横向隔板60。

应当指出，在每个层沉积之间，所述连接可以用施加粘胶薄膜（这可能会被支持，或可能不被支持）来制成，以将所提到的两个蜂窝芯结构的所述连接边缘43，53与连接隔板60连接。

在未示出的最后步骤中，将所述板30的各种树脂和粘胶聚合来得到在图3中所示的吸音板。

在一个非限制性的例子中，这个聚合可以在由气囊或其它合适装置压缩产生的压力下完成。

由于本发明，提出了一种采用布置在它们连接轴线上的元件连接分布式声学板的声学结构的手段，所述元件能够在所述两个声学区域之间产生薄弱的机械连接，并且用作将所述声学结构40,50相对于彼此精确定位的接界。

所制造的板也减轻了，并改善了所述声学表面。

此外，连接隔板60的存在使得可以保证待制造的板30相对于所使用的模具70绝对定位。

当然，本发明决不限于上述提供简单例子的实施例，而是包括本发明实施例的所有的替代方案。

特别是，可以考虑其他连接和胶合装置或不同于分布式吸音板的板类型。

Claims (13)

1.一种制造声衰减板(30)的方法，所述声衰减板(30)包括在连接区域(J)中连接的第一蜂窝芯结构(40)和第二蜂窝芯结构(50)，所述第一蜂窝芯结构(40)和第二蜂窝芯结构(50)中的每一个包括至少一个蜂窝芯层，

其中，所述方法包括步骤：

a)将具有蜂窝芯的所述第一蜂窝芯结构(40)的连接边缘连接到具有蜂窝芯的所述第二蜂窝芯结构(50)的相应的连接边缘，由此形成所述连接区域；

b)将具有蜂窝芯的所述第一蜂窝芯结构(40)与具有蜂窝芯的所述第二蜂窝芯结构(50)布置在所述声衰减板的内表层(31)和外表层(32)之间，

该方法的特征在于，它还包括：

在步骤a)之前的步骤，在该步骤中，将至少一个连接加强件(60)插入到所述连接区域中具有蜂窝芯的第一蜂窝芯结构(40)的连接边缘和具有蜂窝芯的第二蜂窝芯结构(50)的相应的连接边缘之间，所述连接加强件(60)在横向于具有蜂窝芯的两个结构(40，50)的平面中延伸，以及

随后的步骤，在该步骤中，使用连接装置将组件固定在一起。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接加强件(60)被分度并固定在模具上。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接加强件(60)没有被穿透。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述连接加强件(60)的高度适用于形成用于每个蜂窝芯结构(40，50)的层的接界。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述连接加强件(60)的高度小于每个蜂窝芯结构(40，50)的各个层的厚度的总和。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述连接加强件是提前加工好的复合型材。

7.根据权利要求6的方法，其中，所述复合型材是隔板。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述隔板由玻璃和环氧化物层形成。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，在一个或每个蜂窝芯结构(40，50)的层之间插入隔音板(34)。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述连接装置是胶合装置。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述的胶合装置是粘胶薄膜，所述粘胶薄膜被施加到所述蜂窝芯结构(40，50)的两个连接边缘中的至少一个上和/或所述连接加强件(60)上。

12.一种使用如权利要求1至3中任一项所述的方法制造的声衰减板。

13.如权利要求12所述的声衰减板，其中，它是分布式吸音板。