CN107023402A - 用于燃气涡轮发动机构件的声学衬垫 - Google Patents

用于燃气涡轮发动机构件的声学衬垫 Download PDF

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Abstract

一种单自由度(SDOF)声学衬垫(118)包括：多孔面板(202)；基本上未穿孔的背板(204)，其与上述多孔面板(202)大致平行且相对，并且，限定它们之间的厚度；以及安置于多孔面板(202)与未穿孔的背板(204)之间的连续的相邻的谐振腔(206)的声核心层(200)。声核心层(200)包括：第一谐振单元(400)，其具有位于其中的第一内部容积；和第二谐振单元(402)，其具有位于其中的与第一内部容积不同的第二内部容积。单元划分壁(404)在多孔面板(202)与未穿孔的背板(204)之间延伸，并且，使第一谐振单元(400)与第二谐振单元(402)分离且密封。在厚度方向上，并且，垂直于与多孔面板(202)和基本上未穿孔的背板(204)大致平行的平面，第一内部容积与第二内部容积重叠于单元划分壁(404)上。

Description

用于燃气涡轮发动机构件的声学衬垫
技术领域
本公开内容的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，且更具体地，涉及用于燃气涡轮发动机构件的声学衬垫(acoustic liner)。
背景技术
在人口密集的区域且噪声受控制的环境中，飞行器发动机噪声是一个很显著的问题。噪声大体上由来自飞行器中的各种起源机构的贡献组成，其中风扇噪声典型地是起飞和着陆时的主导成分。风扇噪声在飞行器发动机的风扇处生成，传播穿过发动机进气导管，且然后辐射至外侧环境。已知声学衬垫应用于发动机的外壳的内壁上，以使传播穿过发动机导管的风扇噪声衰减。典型的用于发动机的声学衬垫是单自由度(SDOF)衬垫或二自由度(2DOF)衬垫，二自由度(2DOF)衬垫有时被称为双自由度(DDOF)衬垫。
SDOF衬垫由多孔面板形成，多孔面板由单层的诸如蜂窝单元的蜂窝状隔离物背衬，蜂窝状隔离物本身由固体背衬板背衬，固体背衬板对较高频率的噪声传输是基本上不可透过的。另一方面，2DOF衬垫由多孔面板与固体背衬板之间的两个蜂窝状层形成，其中两个蜂窝状层通过多孔隔膜板而分离。SDOF和2DOF衬垫两者的声学性能很大程度上取决于各蜂窝层中的单元的深度，其中，单元深度控制对声谐振有用的单元的内部容积。2DOF衬垫的另外的层允许除了SDOF衬垫之外的至少一个其他主要的频率的噪声抑制。然而，2DOF衬垫的另外的层显著地增加衬垫的重量和生产衬垫的成本。
至少一些已知的SDOF蜂窝声学衬垫尝试通过在核心层内形成单独的单元，以具有自穿孔的面板起可变的的深度，由此在同一SDOF层内创建不同的谐振腔容积，而在SDOF构造中实现2DOF衬垫的多个频率优点。然而，该深度可变的构造要求较厚的核心层，以适应与较大的腔容积相对应的较长的单独的单元的深度。另外，由于深度可变的单元中的一些具有较短的长度，因而大量的固体材料留在较短的单元的底部与背衬板之间，这同样地增加核心层的总重量。
发明内容
在一个方面，一种单自由度(SDOF)声学衬垫包括：多孔面板；基本上未穿孔的背板，其与所述多孔面板大致平行且相对；以及安置于多孔面板与未穿孔的背板之间的连续的相邻的谐振腔的声核心层。多孔面板与基本上未穿孔的背板之间的距离限定声核心层的厚度。声核心层包括在其中具有第一内部容积的第一谐振单元和在其中具有第二内部容积的第二谐振单元。第一内部容积与第二内部容积不同。单元划分壁在多孔面板与未穿孔的背板之间延伸，并且，使第一谐振单元与第二谐振单元分离且密封。在厚度方向上，并且，垂直于与多孔面板和基本上未穿孔的背板大致平行的平面，第一内部容积与第二内部容积重叠于单元划分壁上。
在另一方面，一种声蜂窝结构包括以六角形网格形成构造布置的连续的相邻的谐振腔的至少一个成七的一组(heptad)。成七的一组包括中心六角形管，中心六角形管具有六个横向壁，这六个横向壁从第一相对的管端至第二相对的管端围绕中心管轴线均匀地布置。六个横向壁限定第一相对的管端处的第一中心六角形底部开口和第二相对的管端处的第二中心六角形底部开口。成七的一组进一步包括六个相邻的六角形管，这些六角形管围绕中心管轴线径向地环绕中心六角形管。六个相邻的六角形管中的每一个从第一相对的管端延伸至第二相对的管端，并且，包括第一相对的管端处的第一相邻的六角形底部开口和第二相对的管端处的第二相邻的六角形底部开口。第一中心六角形底部开口与第二中心六角形底部开口大致平行。第一相邻的六角形底部开口与第二相邻的六角形底部开口大致平行。第二中心六角形底部开口比第一中心六角形底部开口更大。
在又一方面，一种燃气涡轮发动机包括：风扇组件，其具有由动力涡轮提供动力的多个周向地隔开的风扇叶片；风扇外壳，其环绕风扇组件；以及声学衬垫，其安置于风扇组件与风扇外壳之间。声学衬垫包括：多孔面板，其面向风扇组件；基本上未穿孔的背板，其与多孔面板大致平行且相对；以及安置于多孔面板与未穿孔的背板之间的连续的相邻的谐振腔的声核心层。多孔面板与基本上未穿孔的背板之间的距离限定声核心层的厚度。声核心层包括在其中具有第一内部容积的第一谐振单元和在其中具有第二容积的第二谐振单元。第一内部容积与第二内部容积不同。单元划分壁在多孔面板与未穿孔的背板之间延伸，并且，使第一谐振单元与第二谐振单元分离且密封。在垂直于与多孔面板和基本上未穿孔的背板大致平行的平面的方向上，第一内部容积与第二内部容积重叠于单元划分壁上。
实施方案1. 一种单自由度(SDOF)声学衬垫，包括：
多孔面板；
基本上未穿孔的背板，其与所述多孔面板大致平行且相对；以及
安置于所述多孔面板与所述未穿孔的背板之间的连续的相邻的谐振腔的声核心层，所述声核心层的厚度限定为所述多孔面板与所述基本上未穿孔的背板之间的距离，所述声核心层包括：
在其中具有第一内部容积的第一谐振单元和在其中具有第二内部容积的第二谐振单元，所述第一内部容积与所述第二内部容积不同；以及
单元划分壁，其在所述多孔面板与所述未穿孔的背板之间延伸，所述单元划分壁使所述第一谐振单元与所述第二谐振单元分离且密封，
其中，在厚度方向上，并且，垂直于与所述多孔面板和所述基本上未穿孔的背板大致平行的平面，所述第一内部容积与所述第二内部容积重叠于所述单元划分壁上。
实施方案2. 根据实施方案1所述的声学衬垫，其特征在于，所述单元划分壁包括沿着大致平行的平面的弯曲部分。
实施方案3. 根据实施方案2所述的声学衬垫，其特征在于，所述第一谐振单元包括第一单元深度和第二单元深度，所述第一单元深度基本上等于所述声核心层厚度，并且，所述第二单元深度等于所述划分壁弯曲部分与所述基本上未穿孔的背板之间的距离。
实施方案4. 根据实施方案3所述的声学衬垫，其特征在于，所述第一内部容积比所述第二内部容积更大。
实施方案5. 一种声蜂窝结构，包括以六角形网格形成构造彼此基本上平行而布置的连续的相邻的谐振腔的至少一个成七的一组，其中，所述至少一个成七的一组包括：
中心六角形管，其包括围绕中心管轴线均匀地布置的六个横向壁，所述六个横向壁各自沿着所述中心管轴线从第一相对的管端延伸至第二相对的管端，所述六个横向壁限定安置于所述第一相对的管端处的第一中心六角形底部开口和安置于所述第二相对的管端处的第二中心六角形底部开口；以及
六个相邻的六角形管，其围绕所述中心管轴线径向地环绕所述中心六角形管，所述六个相邻的六角形管中的每一个从所述第一相对的管端延伸至所述第二相对的管端，并且，包括安置于所述第一相对的管端处的第一相邻的六角形底部开口和安置于所述第二相对的管端处的第二相邻的六角形底部开口，
其中，所述第一中心六角形底部开口与所述第二中心六角形底部开口大致平行，
其中，所述第一相邻的六角形底部开口与所述第二相邻的六角形底部开口大致平行，并且
其中，所述第二中心六角形底部开口比所述第一中心六角形底部开口更大。
实施方案6. 根据实施方案5所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述六个横向壁中的每一个与所述六个相邻的六角形管中的相应的一个共同地共享。
实施方案7. 根据实施方案6所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述六个横向壁各自包括第一矩形壁部分和第二矩形壁部分，并且其中，所述第二矩形壁部分安置于与所述第一矩形壁部分相比离所述中心管轴线更大的径向距离处。
实施方案8. 根据实施方案7所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述六个横向壁中的每一个进一步包括将所述第一矩形壁部分与所述第二矩形壁部分连接的径向搁架。
实施方案9. 根据实施方案8所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述至少一个成七的一组包括第一成七的一组和以所述六角形网格形成构造与所述第一成七的一组相邻安置的第二成七的一组。
实施方案10. 根据实施方案9所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述第一成七的一组与第二成七的一组共同地共享所述六个相邻的六角形管中的一个。
实施方案11. 根据实施方案10所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述六个相邻的六角形管中的共同的一个分别包括两个分离的中心六角形管的至少两个分离的径向搁架。
实施方案12. 根据实施方案8所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述中心六角形管包括中心内部容积，所述各相邻的六角形管包括相邻的内部容积，并且，所述中心内部容积比所述相邻的内部容积更大。
实施方案13. 根据实施方案12所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述中心内部容积与第一抑制频率相对应。
实施方案14. 根据实施方案13所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述相邻的内部容积与不同于所述第一抑制频率的第二抑制频率相对应。
实施方案15. 根据实施方案12所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述中心内部容积和所述相邻的内部容积沿所述中心管轴线的方向重叠于所述径向搁架上。
实施方案16. 根据实施方案5所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述第一中心六角形底部开口和所述第一相邻的六角形底部开口包括规则的六角形形状。
实施方案17. 根据实施方案13所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述第一中心六角形底部开口具有与所述第一相邻的六角形底部开口基本上相同的尺寸。
实施方案18. 根据实施方案5所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述第一相邻的六角形底部开口比所述第二相邻的六角形底部开口更大。
实施方案19. 根据实施方案5所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述第二相邻的六角形底部开口包括不规则的凸状六角形形状。
实施方案20. 一种燃气涡轮发动机，包括：
风扇组件，其包括由动力涡轮提供动力的多个周向地隔开的风扇叶片；
风扇外壳，其环绕所述风扇组件；以及
声学衬垫，其安置于所述风扇组件与所述风扇外壳之间，所述声学衬垫包括面向所述风扇组件的多孔面板、与所述多孔面板大致平行且相对的基本上未穿孔的背板，以及安置于所述多孔面板与所述未穿孔的背板之间的连续的相邻的谐振腔的声核心层，所述声核心层的厚度限定为所述多孔面板与所述基本上未穿孔的背板之间的距离，所述声核心层包括：
在其中具有第一内部容积的第一谐振单元和在其中具有第二容积的第二谐振单元，所述第一内部容积与所述第二内部容积不同；和
单元划分壁，其在所述多孔面板与所述未穿孔的背板之间延伸，所述单元划分壁使所述第一谐振单元与所述第二谐振单元分离且密封，
其中，沿垂直于与所述多孔面板和所述基本上未穿孔的背板大致平行的平面的方向，所述第一内部容积与所述第二内部容积重叠于所述单元划分壁上。
附图说明
在参考附图来阅读以下的详述时，将更清楚地理解本公开内容的这些及其他特征、方面以及优点，其中在所有的附图中，相同的字符表示相同的零件，在附图中：
图1是按照本公开内容的示范性的实施例的燃气涡轮发动机的透视部分剖视图。
图2是图1中所描绘的声学衬垫的等距部分剖视图。
图3是图1-2中所描绘的声学衬垫的蜂窝结构的透视图。
图4是图3中所描绘的成七的一组的蜂窝结构的俯视透视图。
图5是图4中所描绘的成七的一组的仰视透视图。
图6是沿着图4的线6—6截取的成七的一组的横截面图。
图7是根据备选的布置的来自图6的两个相邻的成七的一组的横截面图。
图8是按照本公开的一个实施例的图4-6中所描绘的成七的一组的顶视平面图。
图9是按照本公开的备选的实施例的图4-5和图7中所描绘的成七的一组的顶视平面图。
除非另有指示，否则本文中所提供的附图旨在图示本公开内容的实施例的特征。这些特征被认为可应用于包括本公开内容的一个或更多个实施例的各种各样的系统中。正因如此，附图不旨在包括本领域普通技术人员已知的实践本文中所公开的实施例所要求的所有的常规的特征。
零件列表
100 涡扇发动机
102 风扇外壳
104 风扇转子
106 风扇叶片
108 动力涡轮
110 风扇导管
112 导管内壁
114 环境入口空气流
116 纵向轴向中心线
118 声学衬垫
200 核心层
202 面板
204 背板
206 单元
208 矩形壁
210 内侧
212 外侧
214 六角形开口
300 成七的一组
400 中心六角形管
402 相邻的六角形管
404 中心横向壁
406 第一管端
408 第二管端
410 中心六角形底部开口
412 相邻的横向壁
414 相邻的六角形底部开口
416 第一矩形壁部分
418 第二矩形壁部分
420 径向搁架
500 中心六角形底部开口
502 相邻的六角形底部开口
800 棋盘形布置
900 棋盘形布置。
具体实施方式
在下文的说明书和权利要求中，将引用应当限定为具有下文的含义的一些术语。
单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数的引用，除非上下文明确地另有所指。
“任选的”或“任选地”意味着随后描述的事件或情形可能发生或可能不发生，并且，描述包括事件发生的实例和事件不发生的实例。
如在本文中在整个说明书和权利要求中所使用的近似的语言可以应用于修饰能够容许变化的任何数量表示，而不导致其相关的基本功能的改变。因此，通过诸如“大约”、“近似地”和“基本上”的术语或多个术语而修饰的值不限于所指定的精确的值。在至少一些实例中，近似的语言可以与用于对该值进行测量的仪器的精度相对应。在此，在整个说明书和权利要求中，可以使范围限制结合且/或互换；这样的范围被识别，并且，包括其中所包含的所有的子范围，除非上下文或语言另有指示。另外，众所周知的元件、装置、构件、方法、工序等可能未详细地阐述，以便避免使本发明模糊。
在本文中描述使涡轮发动机噪声衰减的系统。讨论和权利要求的特征可以应用于各种类别的发动机，包括涡轮喷气发动机、涡扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、冲压式喷气发动机、火箭喷射发动机、脉动式喷射发动机、涡轮、燃气涡轮、蒸汽涡轮、民用发动机、企业用发动机、军用发动机、船用发动机等。如本文中所使用的，“涡轮发动机”包括与飞行器发动机不同且除了飞行器发动机之外的发动机。
参考附图，其中，在所有的各种视图中，完全相同的参考标号表示同一元件，按照本公开的示范性的实施例，图1以透视部分剖视图示出涡扇发动机100的大致定向。在示范性的实施例中，涡扇发动机100体现于用于给飞行中的飞行器(未示出)提供动力的高旁通涡扇喷气发动机中。涡扇发动机100典型地将通过适当的安装件而附接到飞行器的机翼、机身或尾部(同样地未示出)。
涡扇发动机100包括环绕风扇转子104的短舱或风扇外壳102，风扇转子104包括多个周向地隔开的风扇叶片106，由动力涡轮108给风扇叶片106提供动力。短舱102限定风扇导管110，风扇导管110具有导管内壁112，导管内壁112接收环境入口空气流114，环境入口空气流114沿着纵向轴向中心线116穿过风扇转子104向下游流动。声学衬垫118沿着导管内壁112安置。在示范性的实施例中，声学衬垫118沿着导管内壁安置于风扇叶片106的上游。另外或备选地，声学衬垫118具有环形构造，并且，在风扇叶片106的下游，且/或沿着涡扇发动机100内的短舱102或其他构件、导管或外壳的不旋转的部分，安置于导管内壁112，在这些部分噪声抑制是适当的，或其能够拦截且抑制高频噪声。
如本文中所使用的，术语“上游”和“下游”通常是指喷气发动机中的相对于环境空气入口和位于发动机的后面的发动机排气装置的位置。例如，入口风扇位于燃烧室的上游。同样地，术语“前部”和“后部”通常是指关于环境空气入口和发动机排气喷嘴的位置。
在运行中，风扇转子104在风扇短舱20内旋转，产生主要地处于叶片通道频率及其倍数的离散的声调噪声。在飞行器起飞的期间，在风扇转子104的风扇叶片106达到跨声速和超声速的运行时，从风扇叶片106生成噪声，并且，噪声从风扇导管110传播至周围环境中。在示范性的实施例中，声学衬垫118用来抑制以叶片通道频率(BPF)和BPF的谐波谐振的噪声。声学衬垫118配置成吸收声波，且由此降低从风扇导管110辐射的声波的等级。
图2是按照示范性的实施例的图1中所描绘的安置成最接近于空气流114的声学衬垫118的一部分的等距部分剖视图。声学衬垫118包括核心层200，核心层200由穿孔的面板202覆盖，并且，由未穿孔的背板204背衬。如在图3中最清楚地观察到的，核心层200具有由多个划分的横向地邻接的六角形单元或腔206形成的蜂窝状蜂窝结构。在示范性的实施例中，单独的单元206成形为六角形管，有时被称为空心六角形棱柱，各自与相邻的单元206共享一个横向矩形面或壁208。横向矩形壁208与它们所划分的相应的六角形棱柱结构的c轴线(未示出，在下文中关于图6而描述)平行地对准。
面板202附接到核心层200的内侧210，并且，背板204附接到核心层200的外侧212。在本示范性的实施例中，术语“内部”和“外部”是指图1中所示出的相应的层相对于纵向轴向中心线116的定向。能够通过胶粘剂粘接，例如通过热焊、声波焊接和/或电焊过程而将面板202和背板204附接到核心层200。通过由常规的附接手段将背板204附接到图1中所示出的导管内壁112，从而将声学衬垫118紧固于涡扇发动机100内。
面板202由诸如金属丝网、穿孔的板的多孔材料形成，或由编织的纤维材料或非编织的纤维材料形成。通过诸如3D打印的累积制造过程而模制或制作核心层200。声学衬垫118使噪声以期望的频率或频率范围衰减的能力取决于其声阻抗，声阻抗是包括腔206的深度和其中所包含的常驻容积的一些参数的函数。
图3是如图1-2中所示出的声学衬垫118的核心层200的蜂窝结构的透视图。出于图示的目的，从图3中所图示的视图去除面板202。出于进一步图示的目的，将七个邻接的单元206的单独的成七的一组300以虚线圆加粗且示出。成七的一组300由布置成基本上沿横向方向彼此平行的七个连续的相邻的常驻腔形成。如图3中所图示，核心层200的内侧210通过大致在内侧210固定地联结面板202的平面上对准的规则的六角形开口214的棋盘形布置而形成六角形网格。
图4是图3中所示出的成七的一组300的俯视透视图。单个成七的一组300出于图示的目的而示出，并且，不旨在为限制的。成七的一组300包括中心六角形管400，中心六角形管400由六个相邻的六角形管402径向地环绕。中心六角形管400包括六个中心横向壁404，这六个中心横向壁404围绕中心六角形管400的中心轴线(未示出，在下文中关于图6而描述)均匀地布置。中心横向壁404中的每个从第一管端406横向地延伸至第二相对的管端408。在示范性的实施例中，在图2中所示出的声学衬垫118的形成中，第一管端406与图2-3中所示出的内侧210对准，并且，附接到面板202。在第一管端406处将六个中心横向壁404联结在一起来限定中心六角形管400的第一中心六角形底部开口410。
相邻的六角形管402中的每个类似地从第一管端406横向地延伸至第二相对的管端408，并且，在第一管端406处将相邻的横向壁412联结在一起来限定第一相邻的六角形底部开口414。根据成七的一组300的本示范性的实施例，对于各相邻的六角形管402，其相邻的横向壁412中的一个是中心六角形管400的中心横向壁404中的一个。即，各相邻的六角形管402与中心六角形管400共享一个横向壁，即，中心横向壁404。在示范性的实施例中，第一中心六角形底部开口410和第一相邻的六角形底部开口414两者都是基本上相同的尺寸的规则的六角形，并且，具有第一相邻的六角形底部开口414的第一中心六角形底部开口410的阵列形成如图8和图9中所示出的六角形网格，在下文中进一步描述该六角形网格。
再次参考图4，在示范性的实施例中，中心横向壁404不是单个多边形，而作为替代，包括第一矩形壁部分416和与第一矩形壁部分416分离的第二矩形壁部分418，并且，安置于沿径向方向R与中心六角形管400的中心轴线C(在图4中未编号，在下文中关于图6而描述)相距比第一矩形壁部分416更大的距离处。在示范性的实施例中，第一及第二矩形壁部分416、418大致与中心六角形管400的中心轴线平行，并且，通过径向搁架420而联结，径向搁架420沿大致与中心轴线垂直且与第一底部开口410、414平行的方向延伸。因而，径向搁架420形成中心横向壁404的弯曲部分。根据示范性的实施例，径向搁架420形成梯形形状。
在上述的示范性的实施例中，各中心横向壁404包括两个矩形壁部分416、418。根据备选的实施例，各中心横向壁404能够包括三个或更多个离散的矩形壁部分，其中每对相邻的离散的矩形壁部分通过分离的径向搁架而连接，使得中心六角形管400形成空心台阶式六角形金字塔。根据本备选的实施例，在使用累积制造过程来制作时，离散的矩形壁部分的沿中心轴线的方向的高度能够小至累积制造过程所允许的高度，使得中心横向壁404形成从第一管端406至第二相对的管端408变宽的六角形金字塔的实质上梯形的形状。
图5是图3和图4中所示出的成七的一组300的仰视透视图。当从仰视透视图观察时，在第二管端408处将中心横向壁404的六个相应的第二矩形壁部分418联结在一起来限定中心六角形管400的第二中心六角形底部开口500。类似地，在第二管端408处利用共同的第二矩形壁部分418来将相邻的横向壁412联结在一起来限定第二相邻的六角形底部开口502。在示范性的实施例中，第二中心六角形底部开口500是具有比第一中心六角形底部开口410更大的面积的规则的六角形。与此相反，第二相邻的六角形底部开口502是具有比第一相邻的六角形底部开口414更小的面积的凸状不规则的六角形。
在运行中，中心六角形管400的内部空心容积(未编号)形成谐振声腔，其被至少部分地调谐至与膨胀的腔的内部容积相对应的频率。如关于图6而进一步描述的，在从沿中心轴线C的方向查看的俯视图观察时，膨胀的腔因而包括容积的最接近于第二管端408的另外的部分，在径向搁架420的下方，该部分延伸至第一相邻的六角形底部开口414中，并且，位于第一相邻的六角形底部开口414的下方。
图6是沿着图4的线6—6截取的成七的一组300的横截面图。图6图示出，在沿径向方向R观察时，第二中心六角形底部开口500的宽度(且因此同样地，其面积)比第一中心六角形底部开口410的那些更大。因而，相对于相邻的六角形管402而图示相反的情况，其中，第一相邻的六角形底部开口414的宽度和面积比第二相邻的六角形底部开口502的那些更大。与此相反，在沿轴线C的方向观察时，各相邻的六角形管包括：一个区域(未单独地编号)，其具有跨越第一管端406与第二管端408之间的整个轴向距离的第一全深度d1；和第二区域(同样地未编号)，其具有跨越第一管端406与径向搁架420之间的轴向距离的第二部分深度d2。
根据图6的截面图中所示出的示范性的实施例，第一中心六角形底部开口410和第一相邻的六角形底部开口414沿着第一管端406对准，并且，第二中心六角形底部开口500和第二相邻的六角形底部开口502沿着第二管端408对准。另外，第一中心六角形底部开口410与第二中心六角形底部开口500基本上平行，并且，第一相邻的六角形底部开口414与第二相邻的六角形底部开口502基本上平行。
通过该示范性的配置，中心六角形管400的内部容积比单独的相邻的六角形管402更大，其中两个相应的内部容积分别与至少两个不同的噪声抑制频率相对应。此外，在SDOF衬垫构造中，通过将两个相应的容积配置成，在沿中心轴线C的方向观察时，重叠于径向搁架420上，从而使成七的一组300有效地利用图2和图3中所示出的核心层200的整个深度。当在常规的深度可变的SDOF衬垫中观察时，成七的一组300的SDOF衬垫构造虽然实现2DOF衬垫的多个频率抑制特征，但不要求2DOF衬垫所要求的另外的核心层，并且，不将未使用的固体层材料留在容积更小的单元下方。如在下文中关于图7-9而描述的，通过在整个核心层200中将单独的成七的一组300布置成相对地接近于彼此，从而能够实现另外的声抑制频率。
图7是根据备选的布置的来自图6的两个相邻的成七的一组300的横截面图。如在下文中关于图9而进一步描述的，除了如下的构造之外，图7的成七的一组300与图6的成七的一组300完全相同：单独的成七的一组300能够彼此如此紧密接近地分布于核心层200内，使得两个相邻的成七的一组300能够重叠，以共同地共享相邻的六角形管402(A)。如图7中所示出的，在两个相邻的成七的一组300之间共同地共享的相邻的六角形管402(A)将包含相邻的六角形管402(A)的同一内部容积内的两个径向搁架420。
在本备选的实施例中，在两个单独的成七的一组300之间仅共同地共享一个相邻的六角形管402(A)，其中相对的相邻的六角形管402(B)在其相应的内部容积内仅包含一个径向搁架420。根据该备选的配置，通过在同一SDOF核心层200中最接近于彼此的成七的一组300的不均匀的分布而实现至少三个分离的容积，且因此，也实现至少三个不同的主要的声抑制频率。成七的一组300在整个核心层200中的更远且不均匀的间隔分布能够另外将一个或更多个规则的六角形管(即，在其中不具有径向搁架的六角形管)放置于单独的成七的一组300之间，由此针对同一SDOF核心层200而实现至少第四个不同的抑制频率。
图8是图4-6中所示出的成七的一组300的示范性的均匀的棋盘形布置800的顶视平面图。棋盘形布置800以第一中心六角形底部开口410和第一相邻的六角形底部开口414的六角形网格图示单独的成七的一组300的均匀的分布，使得每个单独的成七的一组300与另一成七的一组300紧邻，而不共享共同的相邻的六角形管402。在该均匀的分布中，每个六角形管402将在其内部容积内仅实现一个径向搁架420。
图9是图4-5和图7中所示出的成七的一组300的备选的棋盘形布置900的顶视平面图。棋盘形布置900与上述的棋盘形布置800的分布类似地以第一中心六角形底部开口410和第一相邻的六角形底部开口414的六角形网格图示单独的成七的一组300的均匀的分布。然而，在棋盘形布置900中，每个单独的成七的一组300与另一成七的一组300紧邻，使得各成七的一组300与另一成七的一组300共同地共享至少相邻的六角形管402，例如图7中所示出的相邻的六角形管402(A)。在该均匀的分布中，每个六角形管402将在其内部容积内仅实现两个径向搁架420。在另一备选的实施例中，如图7中所示出的，单独的成七的一组300能够不均匀地交错，使得能够在同一 SDOF 核心层200内实现单搁架式和双搁架式相邻的六角形管两者。
从前文的描述和相关联的附图理解到，连续的相邻的单元的大致六角形形状经由示例而呈现，而不是在限制的意义上呈现。可以针对相邻的单元而利用其他多边形的形状或非多边形的形状，并且，这些形状仍然属于本文中所描述的SDOF声学衬垫的范围内，该SDOF声学衬垫的相邻的单元具有重叠的容积，并且，通过限定于其中的容积而实现两个或更多个不同的声抑制频率。例如，对于上述的七单元式成七的一组的实施例，环绕成七的一组的中心单元的相邻的单元可以包括在多孔面板与背板之间安置于不同的高度的相应的径向搁架，从而针对一个成七的一组而限定多达七个分离的声抑制频率。备选地，在四单元式矩形的实施例中，三个相邻的拐角单元可以包括相应的径向搁架，这些径向搁架使膨胀的第四个拐角单元的容积重叠于三个相邻的容积的下方，由此限定于两个与四个分离的声抑制频率之间。在矩形的实施例的又一备选方案中，一个中心正方形单元能够被九单元式棋盘格状的网格中的八个相邻的单元环绕，从而在一个SDOF声学衬垫中，限定于三个与九个分离的声抑制频率之间。
虽然本公开的各种实施例的具体的特征可以在某些附图中示出，而不在其他附图中示出，但这仅仅是为了方便起见。按照本公开的原理，可以将一个附图的任何特征与任何其他附图的任何特征组合而引用且/或要求保护。
本书面描述使用示例来公开实施例(包括最佳模式)，并且，还允许任何本领域技术人员实践实施例，包括制作并使用任何装置或系统和执行任何合并的方法。本公开的专利范围由权利要求限定，并且，可以包括本领域技术人员所想到的其他示例。如果这样的其他示例具有并非与权利要求的字面语言不同的结构元件，或如果这些示例包括与权利要求的字面语言无实质的差异的等效的结构元件，则这些示例旨在属于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种单自由度(SDOF)声学衬垫(118)，包括：
多孔面板(202)；
基本上未穿孔的背板(204)，其与所述多孔面板(202)大致平行且相对；以及
安置于所述多孔面板(202)与所述未穿孔的背板(204)之间的连续的相邻的谐振腔(206)的声核心层(200)，所述声核心层(200)的厚度限定为所述多孔面板(202)与所述基本上未穿孔的背板(204)之间的距离，所述声核心层(200)包括：
在其中具有第一内部容积的第一谐振单元(400)，和在其中具有第二内部容积的第二谐振单元(402)，所述第一内部容积与所述第二内部容积不同；以及
单元划分壁(404)，其在所述多孔面板(202)与所述未穿孔的背板(204)之间延伸，所述单元划分壁(404)使所述第一谐振单元(400)与所述第二谐振单元(402)分离且密封，
其中，在厚度方向上，并且，垂直于与所述多孔面板(202)和所述基本上未穿孔的背板(204)大致平行的平面，所述第一内部容积与所述第二内部容积重叠于所述单元划分壁(404)上。
2.根据权利要求1所述的声学衬垫(118)，其特征在于，所述单元划分壁(404)包括沿着大致平行的平面的弯曲部分(420)。
3.根据权利要求2所述的声学衬垫(118)，其特征在于，所述第一谐振单元(400)包括第一单元深度和第二单元深度，所述第一单元深度基本上等于所述声核心层厚度，并且，所述第二单元深度等于所述划分壁弯曲部分与所述基本上未穿孔的背板(204)之间的距离。
4.根据权利要求3所述的声学衬垫(118)，其特征在于，所述第一内部容积比所述第二内部容积更大。
5. 一种声蜂窝结构，包括以六角形网格形成构造彼此基本上平行而布置的连续的相邻的谐振腔(206)的至少一个成七的一组(300)，其中，所述至少一个成七的一组(300)包括：
中心六角形管(400)，其包括围绕中心管轴线均匀地布置的六个横向壁(404)，所述六个横向壁(404)各自沿着所述中心管轴线从第一相对的管端延伸至第二相对的管端，所述六个横向壁(404)限定安置于所述第一相对的管端处的第一中心六角形底部开口(410)和安置于所述第二相对的管端处的第二中心六角形底部开口(500)；以及
六个相邻的六角形管，其围绕所述中心管轴线径向地环绕所述中心六角形管(400)，所述六个相邻的六角形管中的每一个从所述第一相对的管端延伸至所述第二相对的管端，并且，包括安置于所述第一相对的管端处的第一相邻的六角形底部开口(414)和安置于所述第二相对的管端处的第二相邻的六角形底部开口(502)，
其中，所述第一中心六角形底部开口(410)与所述第二中心六角形底部开口(500)大致平行，
其中，所述第一相邻的六角形底部开口(414)与所述第二相邻的六角形底部开口(502)大致平行，并且
其中，所述第二中心六角形底部开口(500)比所述第一中心六角形底部开口(410)更大。
6.根据权利要求5所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述六个横向壁(404)中的每一个与所述六个相邻的六角形管(402)中的相应的一个共同地共享。
7.根据权利要求6所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述六个横向壁(404)各自包括第一矩形壁部分(416)和第二矩形壁部分(418)，并且其中，所述第二矩形壁部分(418)安置于与所述第一矩形壁部分(416)相比离所述中心管轴线更大的径向距离处。
8.根据权利要求7所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述六个横向壁(404)中的每一个进一步包括将所述第一矩形壁部分(416)与所述第二矩形壁部分(418)连接的径向搁架(420)。
9.根据权利要求8所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述至少一个成七的一组(300)包括第一成七的一组(300)和以所述六角形网格形成构造与所述第一成七的一组(300)相邻而安置的第二成七的一组(300)。
10.根据权利要求9所述的声蜂窝结构，其特征在于，所述第一成七的一组(300)与第二成七的一组(300)共同地共享所述六个相邻的六角形管(402)中的一个。
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