CN107533837B - 具有多个自由度的声学结构 - Google Patents
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Abstract
具有多个声学自由度的声学结构，用于减少从源产生的噪声。作为声学结构的组成部分的隔膜帽包括可以在宽度上变化的深度控制部分，使得不同隔膜帽的隔膜部分可以位于声学结构内的不同深度处以提供具有多个声学自由度的声学结构，即使声学隔膜帽在结构内的相同深度锚定，声学自由度也是如此。
Description
发明背景
1.技术领域
本发明一般涉及用于衰减从特定源发出的噪声的声学结构。更具体地，本发明旨在提供具有多个声学自由度的声学结构。
2.背景技术
众所周知，处理由特定源产生的多余噪声的最佳方式是在源处处理噪声。这通常通过将声学阻尼结构(声学处理)添加到噪声源的结构来实现。一个特别有问题的噪音源是在大多数客机上使用的喷气发动机。声学处理通常结合在发动机入口、机舱和排气结构中。这些声学处理包括含有相对薄的声学材料或网格的声学谐振器，所述声学材料或网格具有数百万个孔，以产生由发动机产生的声能的声学阻抗。
蜂窝已经是用于飞机和航空航天飞行器的常用材料，因为它相对强固，重量轻。对于诸如发动机舱的声学应用，将声学材料添加到蜂窝结构中，使得蜂窝单元在远离发动机的端部处声学封闭，并且在位于最靠近发动机的端部处覆盖有多孔覆盖物。以这种方式用声学材料封闭蜂窝单元产生提供衰减、阻尼或抑制噪声的声学谐振器。声学隔膜通常也并入到蜂窝单元的内部，以便为谐振器提供额外的噪声衰减特性。
将声学隔膜结合到蜂窝单元中的一种方式是首先由声学材料例如声学网状物或穿孔声学膜形成平面声学插入件。平面声学插入件制成得比单元开口更大。因此，当插入件用柱塞推入单元时，它们折叠成帽的形式的声学隔膜。帽形状提供接触单元壁的锚固部分和使单元中的声波衰减的中央隔膜部分。一旦插入单元中，声学隔膜帽的锚固部分与蜂窝壁之间的摩擦使声学隔膜帽暂时锁定就位。然后使用粘合剂将插入的声学隔膜帽的锚固部分永久地粘合到单元壁。
声学隔膜帽的永久粘合通过将整个蜂窝浸入液体粘合剂池来完成。选择将蜂窝浸入粘合剂中的深度，使得插入的声学隔膜帽的锚固部分浸入液体粘合剂中。这种粘合剂浸渍方法是特别有效的，因为它提供位于典型蜂窝声学结构内的数百个声学隔膜的同时粘合。
在许多声学情况下，期望具有蜂窝，其中单元具有不同的声学阻尼特性。例如，可以改变隔膜帽在每个单元内锚定的深度，以使单元具有不同的声学阻尼性能。由于单元的声学特性的变化性，这些类型的声学结构称为具有多个声学自由度。
为了形成具有多个声学自由度的声学结构，在不同的单元深度处锚定隔膜帽存在许多挑战。例如，如果隔膜帽位于蜂窝内的三个不同深度处，则必须将第一组隔膜帽插入最深的深度，然后通过将蜂窝浸入粘合剂池中使其粘合就位。每个浸渍过程在浸入粘合剂池中的整个蜂窝壁上留下粘合剂膜。在用于第一组隔膜帽的粘合剂已经固化之后，将第二组隔膜帽插入中间深度并且通过再次浸入液体粘合剂池中粘合就位。在第二粘合剂膜已经固化之后，将第三组隔膜帽插入最浅的深度并且仍然通过再次浸入液体粘合剂池中粘合就位。结果，三个部分重叠的粘合剂膜必须施用到蜂窝壁上，以便将隔膜帽定位在三个不同的深度处。
在蜂窝中不同深度处粘合声学隔膜所需的多个粘合剂膜导致声学结构的重量增加，并且甚至可改变蜂窝的物理性质。此外，由于粘合剂在单元壁上的积聚，第二组平面声学插入件和第三组平面声学插入件的插入可能是困难的。
目前需要设计平面声学插入件，其可以将蜂窝单元插入单一深度，同时提供可位于单元内的不同深度的有效隔膜部分。这样的平面声学插入件将允许制造具有多个自由度的声学结构，同时仅需要单独浸入粘合剂池中以锚定隔膜帽。
发明内容
根据本发明，发现可以制造具有多个自由度的声学结构，其中隔膜帽的隔膜部分位于单元内的不同深度处，而隔膜帽的锚固部分位于相同的锚固深度处。本发明允许单独施用粘合剂以将隔膜帽的锚固部分粘合到声学单元壁，同时提供具有多个自由度的声学结构。
本发明基于使用位于蜂窝中的平面声学插入件的组，以形成具有多个声学自由度的声学结构，从而减少从源产生的噪声。蜂窝具有位于最靠近噪声源处的第一边缘和第二边缘。蜂窝包括形成多个单元的多个壁，其中每个单元具有垂直于壁测量的横截面积。声学结构也包括声学屏障，所述声学屏障位于蜂窝的第二边缘处或在单元内以形成声学谐振器，其中每个声学谐振器的深度等于蜂窝的第一边缘与声学屏障之间的距离。
当该平面声学插入件的组插入到蜂窝单元中时，该组形成为隔膜帽。该组包括至少两个不同的平面声学插入件。第一平面声学插入件包括第一锚固部分和第一内部锚固边界，所述第一锚固部分具有限定第一平面声学插入件的周边的外边缘，所述第一内部锚固边界与所述周边向内隔开第一锚固距离。作为本发明的特征，第一平面声学插入件包括第一隔膜深度控制部分和第一隔膜边界，所述第一隔膜深度控制部分具有与第一内部锚固边界重合的外部边界，其中第一隔膜边界与第一隔膜深度控制部分的外部边界向内隔开第一深度控制距离。第一平面声学插入件也包括第一隔膜部分，所述第一隔膜部分连接到第一隔膜边界。
该组的第二平面声学插入件包括第二锚固部分和第二内部锚固边界，所述第二锚固部分具有限定第二平面声学插入件的周边的外边缘，所述第二内部锚固边界与周边向内隔开第二锚固距离。第二平面声学插入件包括第二隔膜深度控制部分和第二隔膜边界，所述第二隔膜深度控制部分具有与第二内部锚固边界重合的外部边界，其中第二隔膜边界与第二隔膜深度控制部分的外部边界向内隔开第二深度控制距离。第二平面声学插入件也包括第二隔膜部分，所述第二隔膜部分连接到第二隔膜边界。
作为本发明的另一特征，第二平面声学插入件的第二深度控制距离与第一平面声学插入件的第一深度控制距离不同。因此，一组第一平面声学插入件和第二平面声学插入件可以形成为隔膜帽，其使用单独的粘合剂施用步骤在蜂窝单元内锚定在相同的深度处，同时提供位于不同深度处的隔膜部分以形成具有多个声学自由度的声学结构。
本发明也涉及使用该平面声学插入件的组制造的声学结构以及用于制造该组平面声学插入件的方法以及使用该组平面声学插入件制造声学结构的方法。
作为本发明的附加特征，平面声学插入件可以单独使用，而不作为组的一部分。在这种情况下，具有相同的所需平面声学锚固部分、隔膜深度控制部分和隔膜部分的一个或多个平面插入件可以位于声学结构中。
通过参考下面详述并且结合附图，将更好地理解本发明的上述和许多其它特征和伴随的优点。
附图说明
图1是根据本发明的示例性声学结构的透视图。
图2是简化视图，其示出如何将平面声学插入件压入声学蜂窝中以形成摩擦锁定在蜂窝单元内的声学隔膜帽。
图3示出根据本发明的示例性的平面声学插入件的组。
图4是侧视图，其示出在将一组声学插入件插入蜂窝中以形成声学隔膜帽之后，将粘合剂施用到该组声学插入件的锚固部分的示例性方法。
图5是示出在声学隔膜帽已经粘合就位之后的蜂窝的侧视图。
图6是根据本发明的示例性平面声学插入件的俯视图，其中隔膜部分的形状为卵形或椭圆形。
图7是根据本发明的示例性平面声学插入件的俯视图，其中隔膜部分的形状为正方形，并且其中锚固部分包括横向延伸穿过锚固部分的几个凹口和狭缝。
图8是根据本发明的示例性平面声学插入件的俯视图，其中隔膜部分的形状为正方形，并且其中锚固部分包括横向延伸穿过锚定部分的多个凹口。
图9是分解图，其示出在将蜂窝粘合到一侧的声学屏障和另一侧的透声网之前的声学蜂窝。
图10示出根据本发明的就位用于衰减来自噪声源的声音的示例性声学结构。
具体实施方式
在根据本发明的声学结构中使用的示例性声学蜂窝体在图1中总体上表示为10。声学蜂窝10包括具有第一边缘14和第二边缘16的蜂窝12，该第一边缘14最靠近噪声源。声学蜂窝10包括壁18，壁18在两个边缘14和16之间延伸以限定多个单元20。每个单元20具有等于两个边缘14和16之间的距离的深度(也称为芯厚度)。每个单元20也具有垂直于单元壁18测量的横截面积。
如图9中所示，声学蜂窝10通常位于多孔面片24和实心声学屏障面片26之间。实心声学屏障面片26在声学单元20的底部形成声学屏障，声学单元20的底部与蜂窝的第二边缘16对应。当期望单元的声学底部不对应于蜂窝10的第二边缘16时，单个的声学屏障可插入单元20中。
声学隔膜帽22位于每个单元20中。隔膜帽22具有锚固部分和隔膜部分，所述锚固部分结合到单元壁，所述隔膜部分横向横跨单元延伸。本发明涉及制造声学蜂窝10，其中隔膜帽的隔膜部分位于单元20内的不同深度处。具有位于蜂窝中不同深度处的隔膜部分的声学蜂窝称为具有多个自由度。
如图2中所示，隔膜帽22P由平面声学插入件30形成，平面声学插入件30由柱塞32压入蜂窝10P中。图2中的附图标记对应于图1中的附图标记，不同之处在于添加P以表示蜂窝是前体结构，其仍然需要隔膜帽22P的永久粘合以形成最终的声学蜂窝10。声学插入件30大于单元开口，使得它们在插入单元20P期间形成为帽形。所得隔膜帽通过声学插入材料的固有反弹而摩擦锁定就位。如果需要，可以使用许多柱塞以同时插入许多平面声学插入件。
根据本发明，平面声学插入件的组以与声学插入件30相同的方式使用，以形成具有多个自由度的声学结构，从而减少从源产生的噪声。图3中示出三个平面声学插入件的示例性组。该组包括：第一平面声学隔膜40；第二平面声学隔膜50；和第三平面声学隔膜60。该组中必须有至少两个不同的平面声学插入件(例如40和50)，以便形成具有多个自由度的声学结构。该组中的不同声学插入件的数量可以大于三个。本申请描述的三个声学插入件的组用于示例性目的，可以理解，一组中的不同声学插入件的数量仅受限于给定声学结构所期望的多个自由度的数量。此外，将认识到插入到任何给定声学蜂窝中的特定类型平面声学插入件(例如，40、50或60)的数量可以达到一千个或更多。
第一平面声学插入件40包括第一锚固部分41，第一锚固部分41具有限定第一声学插入件40的周边的外边缘42和以虚线示出的第一内部边界43。第一内部边界43与外边缘42向内隔开AD1所示的第一锚固距离。第一声学插入件40也包括第一隔膜深度控制部分44。第一隔膜深度控制部分44的外部边界45与第一锚固部分41的第一内部边界43重合。第一隔膜深度控制部分44也包括第一隔膜边界46，第一隔膜边界46与外部边界45向内隔开第一深度控制距离DCD1。第一隔膜部分47位于第一声学插入件40的中心。第一隔膜部分47的周边沿着隔膜边界46连接到第一隔膜控制部分44。
第二平面声学插入件50包括第二锚固部分51，该第二锚固部分51具有限定第二声学插入件50的周边的外边缘52和以虚线示出的第二内部边界53。第二内部边界53从外边缘52向内隔开AD2所示的第二锚固距离。第二声学插入件50也包括第二隔膜深度控制部分54。第二隔膜深度控制部分54的外部边界55与第二锚部分51的第二内部边界53相重合。第二隔膜深度控制部分54也包括第二隔膜边界56，该第二隔膜边界56从外部边界55向内隔开第二深度控制距离DCD2。第二隔膜部分57位于第二声学插入件50的中心。第二隔膜部分57的周边沿着隔膜边界56连接到第二隔膜控制部分54。
第三平面声学插入件60包括第三锚固部分61，该第三锚固部分61具有限定声学插入件60的周边的外边缘62和以虚线所示的第三内部边界63。第三内部边界63从外边缘62向内隔开AD3所示的第三锚固距离。声学插入件60也包括第三隔膜深度控制部分64。第三隔膜深度控制部分64的外部边界65与第三锚固部分61的第三内部边界63相重合。第三隔膜深度控制部分64也包括第三隔膜边界66，该第三隔膜边界66从外部边界65向内隔开第三深度控制距离DCD3。第三隔膜部分67位于第三声学插入件60的中心。第三隔膜部分67的周边沿着隔膜边界66连接到第三隔膜控制部64。
对于各声学插入件，锚固距离AD1、AD2和AD3优选是相同的。如果内部边界43、53和63位于相同深度的蜂窝内，则不需要锚固距离相同。例如，AD3可以大于AD2或AD1从而为较大声学插入件60提供额外的粘合表面。然而，锚固部分61的内部边界63应该位于蜂窝单元内分别与隔膜帽41和51的内部边界43和53相同的深度处。因此，一旦声学插入件放置在单元内，认为隔膜帽的锚定或锚固深度是锚固部分的内部边界的位置。
作为本发明的特征，深度控制距离DCD1、DCD2和DCD3是不同的。不同的深度控制距离导致隔膜部分位于蜂窝中的不同深度处以提供多个声学自由度。在相同深度处定位锚固部分的内部边界，允许隔膜帽使用单次浸渍在粘合剂中锚定，同时在不同深度处定位隔膜部分。
图4示出蜂窝10P的一部分，其中第一平面声学插入件、第二平面声学插入件和第三平面声学插入件已经位于蜂窝单元中以形成第一声学隔膜帽40C、第二声学隔膜帽50C、第三声学隔膜帽60C。图4的附图标记对应于图3的附图标记，不同之处在于已经添加“C”以表示平面隔膜插入件在插入过程中已经形成声学隔膜帽。锚固部分41C、51C和61C全部位于相同的锚固深度处，使得粘合剂池70同等地覆盖锚固部分41C、51C和61C。不同深度控制距离导致隔膜部分47C、57C和67C位于声学蜂窝内的不同深度处，从而提供所需的多个自由度。
将蜂窝10P从粘合剂池70移出，并且允许液体粘合剂干燥或固化以形成蜂窝10。在蜂窝10中，声学隔膜帽40C、50C和60C分别通过粘合剂71、72和73永久粘合到蜂窝，如图5中所示。可以使用通常用于将隔膜帽粘合到蜂窝壁上的液体粘合剂的任一种。优选的液体粘合剂包括在高温(150-200℃)稳定的那些粘合剂。示例性液体粘合剂包括环氧树脂、丙烯酸类树脂、酚醛树脂、氰基丙烯酸酯、双马来酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、和聚酰亚胺。
图3中，显示三种插入件的锚固距离AD1、AD2和AD3是相同的。锚固距离通过单元内隔膜的位置和浸入粘合剂池70的深度确定。如图4中所示，隔膜插入件的底部边缘全部位于相同深度处，使得粘合剂施用于相同的锚固距离直到内部边界43C、53C和63C。为了使隔膜部分位于单元的不同深度处，深度控制距离必须改变。结果，将改变隔膜的组合的锚固和深度控制距离。
如果需要，一组隔膜也可以用在该组的组合的每个隔膜的总锚固距离和深度控制距离相同的地方。在这种情况下，隔膜的底部位于单元内的不同深度处，这固有地使隔膜部分置于不同深度处。隔膜的锚固距离是不同的，因为内部边界均处于相同的深度，其由粘合剂施用期间的粘合剂池的液面控制，而隔膜的底部或周边位于不同的深度。由于组合的每个隔膜的总锚固距离和深度控制距离是相同的，因此锚固距离的差异产生深度控制距离上的差异，这是位于内部边界和隔膜部分之间的隔膜的部分。由于锚固距离的变化导致的深度控制距离的该差异使用单个粘合剂施加步骤和隔膜组在不同深度处提供隔膜部分的位置，其中所有隔膜帽具有相同的尾部长度(AD+DCD)。
用于制造蜂窝10的材料可以是通常用于声学结构的材料中的任一种，包括金属、陶瓷和复合材料。示例性金属包括铝和铝合金。示例性复合材料包括玻璃纤维、Nomex、和石墨或陶瓷纤维与合适的基质树脂的各种组合。优选可耐受相对高温(150至200℃)的基质树脂。用于制造固体隔音片26的材料也可以是通常用于声学结构的任何实心面片材料，其通常包括用于制造蜂窝结构体的相同类型的材料。用于制造多孔面片24的材料也可以是通常用于这种多孔结构的任何材料，只要结构中的孔或穿孔足以允许来自喷气发动机或其它噪声源的声波进入声学单元或谐振器即可。
声学插入件的锚固部分和隔膜深度控制部分优选由固体塑料薄膜制成，该固体塑料薄膜足够柔软以折叠形成声学隔膜帽。这些固体薄膜可以由如下物质制成：聚酰胺6(尼龙6，PA6)和聚酰胺12(尼龙12，PA12)、聚酯、聚乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)、聚氟乙烯丙烯(FEP)和聚醚醚酮(PEEK)。优选PEEK薄片或薄膜。这种固体膜可商购自许多来源，例如Victrex USA(Greenville,SouthCarolina)，其制备PEEK片，商品名为
PEEKTM聚合物。用于制造锚固部分和隔膜深度控制部分的膜将通常具有0.001至0.006英寸的厚度。膜可以穿孔以减轻重量并且也增加膜的表面积，从而将锚固部分粘合到单元壁上。
给定声学插入件的锚固部分和隔膜深度控制部分优选地由单片塑料膜制成。锚固部分的内部锚固边界和隔膜深度控制部分的外部边界彼此重合(参见43、53和63)。将给定的一组插入件中的各种平面声学插入件推入蜂窝单元中，使得锚固部分和隔膜深度控制部分的重合边界处于相同的深度或至少足够接近相同的深度，从而液体粘合剂单独施用到锚固部分是可能的。这确保隔膜部分将位于蜂窝单元内的不同深度处，以提供具有多个自由度的声学结构。
平面声学插入件的锚固部分的锚固距离将通常在2mm至小于蜂窝单元的深度的距离之间。用于这种声学结构的隔膜深度控制部分的深度控制距离将通常在0至小于蜂窝单元的深度的距离之间。不同平面声学插入件之间的深度控制距离的差异可以变化很大，并且受到蜂窝单元的深度、锚固部分在单元内的锚固距离和期望的多个声学自由度的限制。
声学插入件的隔膜部分优选由单丝纤维编织的开放的网状织物制成。纤维可以由玻璃、碳、陶瓷或聚合物组成。一些实例为由如下物质制成的单丝聚合物纤维：聚酰胺例如聚酰胺6(尼龙6，PA6)和聚酰胺12(尼龙12，PA12)、聚酯、聚乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)、聚氟乙烯丙烯(FEP)、聚醚醚酮(PEEK)。优选用于制造隔膜部分的材料与用于制造锚固部分和隔膜深度控制部分的材料匹配。由PEEK制成的开放网状织物优选用于高温应用。根据本发明可用于形成隔膜帽的开放网状声学织物和其它声学材料可得自各种商业来源。例如，开放网状织物片材可以得自SEFARAmerica Inc.(Buffalo Division Headquarters 111 Calumet Street Depew,NY14043)，商品名为SEFAR PETEX、SEFAR NITEX和SEFAR PEEKTEX。
已经发现，由开放网状织物制成的隔膜部分与锚固部分和由固体塑料膜制成的隔膜深度控制部分的组合提供声学性质和隔膜强度的最佳组合。特别优选PEEK开放网状织物隔膜部分与为PEEK固体膜的锚固和隔膜部分的组合。PEEK开放网状织物隔膜部分当与固体塑料锚固件和深度控制部分组合时，其形状比完全由网格制成的隔膜的声学部分更平坦和更均匀。较平坦的隔膜部分使得可以产生声学结构，该声学结构中的隔膜部分的深度均一并且可以仔细控制。
隔膜部分沿着隔膜深度控制部分的隔膜边界(例如图3中的46、56和66)连接到隔膜深度控制部分。优选通过将隔膜深度控制部分焊接到隔膜部分来实现该连接。使用已知用于将两片塑料连接在一起的焊接技术实现焊接。隔膜部分也可以使用粘合剂连接到隔膜深度控制部分。
平面声学插入件组可以包括一个或多个插入件，其具有由用于锚固部分和隔膜深度控制部分的类型的固体聚合物膜制成的隔膜部分。包括这种固体平面声学插入件允许在将来自所述组的其它含网孔的声学插入件放置在蜂窝中的同时，在单元中的不同深度处定位声学屏障。然后可以使用相同的单一粘合剂施加步骤将组合的实心声学插入件与含网孔的声学插入件相结合，因为它们均锚定在相同的锚固深度处。
隔膜部分可以是通常用于声学结构的任何形状。隔膜可以是圆盘的形式，如图3中所示。隔膜也可以是椭圆形或卵形。隔膜部分也可以是多边形的形状，例如正方形、长方形、六边形或八边形。
隔膜部分的横截面积可以接近或等于蜂窝单元的横截面积。如图5中所示，隔膜部分47C、57C和67C的横截面积或尺寸接近蜂窝单元的尺寸。隔膜部分的横截面积可以小于单元的尺寸。例如，可以使用横截面积为单元的横截面积的1/8至7/8的隔膜部分。此外，隔膜部分的横截面尺寸可以在位于蜂窝内的多个隔膜帽之间变化，以便提供对结构的声学特性的额外控制。
图6中示出示例性的平面声学插入件60，其中椭圆形隔膜部分62通过焊接或粘合剂连接到隔膜深度控制部分64。隔膜深度控制部分64与锚固部分68共有公共边界66(以虚线示出)。一组这种类型的平面声学插入件将包括至少两个插入件，其中从隔膜部分62到公共边界66的深度控制距离不同。
图7中示出另一示例性平面声学插入件70，其中方形隔片部分72通过焊接或粘合剂连接到隔膜深度控制部分74。隔膜深度控制部分74与锚定部分78共有公共边界76(以虚线示出)。声学插入件70包括凹口77和狭缝79，凹口77和狭缝79设计成当平面声学插入件70推入蜂窝单元时增强平面声学插入件70的折叠。凹口77和狭缝79优选地从声学插入件70的周边延伸到锚固部分78的内部边界76。一组这种类型的平面声学插入件将包括至少两个插入件，其中从隔膜部分72到边界76的深度控制距离不同。
图8中示出另一示例性的平面声学插入件80，其中方形隔膜部分82焊接或粘合到隔膜深度控制部分84。隔膜深度控制部分84与锚固部分88共有公共边界86(以虚线示出)。声学插入件80包括多个凹口89，该多个凹口89设计成当平面声学插入件80推入蜂窝单元时增强平面声学插入件80的折叠。凹口89优选地在从声学插入件80的周边到锚固部分88的内部边界86的一些位置延伸。一组这种类型的平面声学插入件将包括至少两个插入件，其中从隔膜部分82到边界86的深度控制距离不同。例如，示例性组将包括五组不同的平面声学插入件，其中每组的深度控制距离不同，并且每组包括数百个平面声学插入件。五个不同组的声学插入件放置到蜂窝单元中，使得锚定部分的内部边界位于相同的深度。这提供位于五个不同深度的隔膜部分，从而为声学结构提供多个自由度。
优选平面插入件用作一组以提供多个自由度。然而，插入件的独特结构使得它们适合单独使用作为单一的插入类型，而不是设计为提供多个自由度的组合的一部分。具有单一类型的一个或多个上述平面插入件的声学结构是可能的，其中插入件的隔膜部分可以全部是相同长度或不同长度。
尽管本发明的声学结构可用于阻尼来自各种噪声源的噪声，但是声学结构特别适用于阻尼由飞机发动机，特别是用于商用飞机的大型发动机产生的噪声。因此，图9所示的声学结构通常是围绕涡轮风扇喷气发动机的中心核心的机舱的一部分，涡轮风扇喷气发动机一般在图10表示为90。由示例性组的平面声学插入件形成的各种示例性隔膜40C、50C和60C的位置在蜂窝10内的位置示出，在该位置中它们已经锚定在相同的深度。各隔膜部分47C、57C和67C位于蜂窝内的不同深度处，以使机舱具有多个声学自由度。
已经描述本发明的示例性实施方式，本领域技术人员应当注意，披露内容中仅是示例性的，可以在本发明的范围内进行各种其它替代、适应和修改。因此，本发明不受上述实施方式的限制，而仅由以下权利要求限定。
Claims (18)
1.具有多个声学自由度的声学结构，其用于减少从源产生的噪声，所述声学结构包括：
A) 蜂窝，包括位于最靠近所述源的第一边缘和第二边缘，所述蜂窝包括在所述第一边缘和第二边缘之间延伸的多个壁，所述壁限定多个单元，其中每个所述单元具有垂直于所述壁测量的截面面积；
B) 声学屏障，其位于所述蜂窝的第二边缘处或在所述单元内，以形成声学谐振器，其中每个所述声学谐振器的深度等于所述蜂窝的第一边缘与所述声学屏障之间的距离；
C) 第一声学隔膜帽，包括：
第一锚固部分，其用于将所述第一声学隔膜帽在所述多个单元的一个单元内的第一锚固深度处锚定到所述壁，所述第一锚固部分具有限定所述第一声学隔膜帽的周边的外边缘和第一内部锚固边界，所述第一内部锚固边界与所述周边隔开第一锚固距离，所述第一锚固部分平行于所述壁延伸并且用从所述第一锚固部分的所述外边缘延伸到所述第一内部锚固边界的粘合剂粘合到所述壁，所述第一内部锚固边界位于所述第一锚固深度处；
第一隔膜深度控制部分，其包括与所述第一内部锚固边界重合的外部边界和第一隔膜边界，其中所述第一隔膜边界与所述第一隔膜深度控制部分的外部边界隔开第一深度控制距离，所述第一隔膜深度控制部分平行于所述壁延伸；
第一隔膜部分，其连接到所述第一隔膜边界，所述第一隔膜部分横向于所述壁延伸；和
D) 第二声学隔膜帽，包括：
第二锚固部分，其用于将所述第二声学隔膜帽在所述多个单元的另一个单元内的第二锚固深度处锚定到所述壁，所述第二锚固部分具有限定所述第二声学隔膜帽的周边的外边缘和第二内部锚固边界，所述第二内部锚固边界与所述周边隔开第二锚固距离，所述第二锚固部分平行于所述壁延伸并且用从所述第二锚固部分的所述外边缘延伸到所述第二内部锚固边界的粘合剂粘合到所述壁，所述第二内部锚固边界位于所述第二锚固深度处；
第二隔膜深度控制部分，其包括与所述第二内部锚固边界重合的外部边界和第二隔膜边界，其中所述第二隔膜边界与所述第二隔膜深度控制部分的外部边界隔开第二深度控制距离，所述第二隔膜深度控制部分平行于所述壁延伸，并且其中所述第二深度控制距离与所述第一深度控制距离不同；
第二隔膜部分，其连接到所述第二隔膜边界，所述第一隔膜部分横向横跨所述壁延伸，其中所述粘合剂所延伸到的第一锚固深度等于所述粘合剂所延伸到的第二锚固深度，并且其中由于所述第二深度控制距离与所述第一深度控制距离不同，所述第一隔膜部分和所述第二隔膜部分位于所述单元内的不同深度处，从而提供所述具有多个声学自由度的声学结构。
2.根据权利要求1所述的具有多个声学自由度的声学结构，其进一步包括：
第三声学隔膜帽，包括：
第三锚固部分，其用于将所述第三声学隔膜帽在所述单元的另一个单元内的第三锚固深度处锚定到所述壁，所述第三锚固部分具有限定所述第三声学隔膜帽的周边的外边缘和与所述周边隔开第三锚定距离的第三内部锚固边界，所述第三锚固部分平行于所述壁延伸并且用从所述第三锚固部分的所述外边缘延伸到所述第三内部锚固边界的粘合剂粘合到所述壁，所述第三内部锚固边界位于所述第三锚固深度处；
第三隔膜深度控制部分，其包括与所述第三内部锚固边界重合的外部边界和第三隔膜边界，其中所述第三隔膜边界与所述第三隔膜深度控制部分的外部边界隔开第三深度控制距离，所述第三隔膜深度控制部分平行于所述壁延伸，并且其中所述第三深度控制距离不同于所述第一深度控制距离和所述第二深度控制距离；
第三隔膜部分，其连接到第三隔膜边界，所述第三隔膜部分横向横跨所述壁延伸，其中所述粘合剂所延伸到的第一锚固深度等于所述粘合剂所延伸到的第三锚固深度，并且其中由于所述第三深度控制距离与所述第一深度控制距离不同，所述第一隔膜部分、所述第二隔膜部分和所述第三隔膜部分位于所述单元内的不同深度处，从而提供具有多个声学自由度的声学结构。
3.根据权利要求1所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述第一隔膜部分和所述第二隔膜部分的形状是多边形或圆盘形，并且其中所述圆盘的横截面积小于所述单元的横截面积。
4.根据权利要求3所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述第一隔膜部分的横截面积与所述第二隔膜部分的横截面积不同。
5.根据权利要求3所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述多边形具有四个边。
6.根据权利要求1所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述第一锚固部分和第二锚固部分以及所述第一隔膜深度控制部分和第二隔膜深度控制部分由不可透过声波的塑料膜制成，并且其中所述第一隔膜部分和第二隔膜部分包括由塑料单丝纤维组成的声学网格。
7.根据权利要求6所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述第一锚固距离和所述第二锚固距离是不同的。
8.根据权利要求1所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述第一锚固距离和所述第二锚固距离是不同的。
9.根据权利要求1所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述第一锚固距离和所述第二锚固距离是相同的。
10.根据权利要求2所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述第一锚固距离和所述第二锚固距离是不同的。
11.根据权利要求2所述的具有多个声学自由度的声学结构，其中所述第一锚固距离和所述第二锚固距离是相同的。
12.发动机舱，其包含根据权利要求1-11中任一项所述的具有多个声学自由度的声学结构。
13.飞机，其包含根据权利要求12所述的发动机舱。
14.用于制造具有多个声学自由度的声学结构以减少从源产生的噪声的方法，所述方法包括以下步骤：
A) 提供蜂窝，所述蜂窝包括位于最靠近所述源的第一边缘和第二边缘，所述蜂窝包括在所述第一边缘和第二边缘之间延伸的多个壁，所述壁限定多个单元，其中每个所述单元具有垂直于所述壁测量的横截面积；
B) 使声学屏障位于所述蜂窝的第二边缘处或在所述单元内，以形成声学谐振器，其中每个所述声学谐振器的深度等于所述蜂窝的第一边缘和所述声学屏障之间的距离；
C) 将第一平面声学插入件插入所述单元中的一个之中以形成：
第一声学隔膜帽，其包括：
第一锚固部分，其用于将所述第一声学隔膜帽在所述单元的一个单元内的第一锚固深度处锚定到所述壁，所述第一锚固部分具有限定所述第一声学隔膜帽的周边的外边缘和第一内部锚固边界，所述第一内部锚固边界与所述周边隔开第一锚固距离，并且其中所述第一内部锚固边界位于所述第一锚固深度处；
第一隔膜深度控制部分，其包括与所述第一内部锚固边界重合的外部边界和第一隔膜边界，其中所述第一隔膜边界与所述第一隔膜深度控制部分的外部边界隔开第一深度控制距离，所述第一隔膜深度控制部分平行于所述壁延伸；
第一隔膜部分，其连接到所述第一隔膜边界，所述第一隔膜部分横向于所述壁延伸；
D) 将第二平面声学插入件插入所述单元中的另一个之中以形成：
第二声学隔膜帽，包括：
第二锚固部分，其用于将所述第二声学隔膜帽在所述单元的另一个单元内的第二锚固深度处锚定到所述壁，所述第二锚固部分具有限定所述第二声学隔膜帽的周边的外边缘和第二内部锚固边界，所述第二内部锚固边界与所述周边隔开第二锚固距离，并且其中所述第二内部锚固边界位于所述第二锚固深度处；
第二隔膜深度控制部分，其包括与所述第二内部锚固边界重合的外部边界和第二隔膜边界，其中所述第二隔膜边界与所述第二隔膜深度控制部分的外部边界隔开第二深度控制距离，所述第二隔膜深度控制部分平行于所述壁延伸，并且其中所述第二深度控制距离与所述第一深度控制距离不同；
第二隔膜部分，其连接到所述第二隔膜边界，其中所述第一隔膜部分横向横跨所述壁延伸，其中所述第一声学隔膜帽与所述第二声学隔膜帽位于相同的锚固深度处，使得所述第一内部锚固边界和所述第二内部锚固边界位于所述单元内的相同深度处；和
E) 将所述第一锚固部分和所述第二锚固部分在所述锚固深度处结合到所述壁，所述结合包括以下步骤：将粘合剂同时施用到所述第一锚固部分和所述第二锚固部分，使得所述粘合剂从所述第一锚固部分和第二锚固部分的所述外边缘延伸到所述第一内部锚固边界和第二内部锚固边界，从而由于所述第一深度控制距离与所述第二深度控制距离不同而将所述第一隔膜部分和所述第二隔膜部分定位在所述单元内的不同深度处。
15.根据权利要求14所述的用于制造具有多个声学自由度的声学结构以减少从源产生的噪声的方法，其中所述声学结构是用于喷气发动机的机舱。
16.根据权利要求14所述的用于制造具有多个声学自由度的声学结构以减少从源产生的噪声的方法，其中所述第一锚固距离和所述第二锚固距离是不同的。
17.根据权利要求14所述的用于制造具有多个声学自由度的声学结构以减少从源产生的噪声的方法，其中所述第一锚固距离和所述第二锚固距离是相同的。
18.用于减少从噪声源产生的噪声的方法，所述方法包括用根据权利要求1-11中任一项所述的具有多个声学自由度的声学结构至少部分地围绕所述噪声源的步骤。
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