CN110023065A - 声学性质得以保留的声学面板修复 - Google Patents

Abstract

一种用于飞行器机舱（100）的声学面板（200）可包括穿孔的第一蒙皮（220）、第二蒙皮（230）和夹在它们之间的芯部（210）。穿孔的第一蒙皮的受损部分可被移除。玻璃纤维层（510）可被联接到声学面板。压力差可导致玻璃纤维层形成在第一蒙皮的穿孔（325）内的凹坑（515）。玻璃纤维层可被用作模板以在替换补片（400）中钻孔。

Description

声学性质得以保留的声学面板修复

技术领域

本公开涉及声学面板，更特定地，涉及一种修复声学面板同时保留它们的声学性质的方法。

背景技术

涡轮发动机的飞行器机舱结构通常包括声学面板，所述声学面板包括例如背部蒙皮和穿孔的顶部蒙皮，芯部材料被夹在它们之间。在一些情况下，声学面板可在制造期间被形成为在顶部蒙皮和芯部之间具有不期望的空隙，或者顶部蒙皮可在运行时从芯部材料分层，或者顶部蒙皮可能以其他方式受损。现有的修复技术涉及移除顶部蒙皮的一部分，然后用补片替换该顶部蒙皮的一部分，所述补片与现存的顶部蒙皮重叠。可在补片上形成穿孔，但是在重叠区域中穿孔没有在补片和现存的顶部蒙皮之间对齐，使得声学面板的声学性质在重叠区域中减弱。

发明内容

一种修复用于飞行器的声学面板的方法可包括：将玻璃纤维层联接到声学面板；使用压力差在玻璃纤维层中产生凹坑，其中，凹坑位于声学面板中的第一穿孔内；将玻璃纤维层联接到替换补片；以及在替换补片中钻出第二穿孔。

在各种实施例中，可将穿孔的保护层联接到替换补片。可通过喷丸在替换补片中形成第三穿孔。可将凹坑从玻璃纤维层打磨掉。可在凹坑的位置处钻出第二穿孔。可将第二穿孔与第一穿孔对准。可将替换补片结合到声学面板。替换补片可包括芯部部分、斜坡部分和重叠部分。可通过喷丸在芯部部分中形成第三穿孔，并且其中，在斜坡部分和重叠部分中钻出第二穿孔。

一种修复声学面板的方法可包括：移除声学面板的受损区段；在结合工具上将多个复合材料层敷设成替换补片；将保护层联接到替换补片；通过喷丸在替换补片的芯部部分中形成第一穿孔；将玻璃纤维层放置在声学面板上；在玻璃纤维层中产生凹坑，所述凹坑对应于声学面板的顶部蒙皮中的第二穿孔；将玻璃纤维层转移到替换补片；将凹坑打磨掉；在替换补片的斜坡区段中钻出第三穿孔；以及将替换补片联接到声学面板。

在各种实施例中，可将声学面板和玻璃纤维层放置在袋中，并且可在袋内产生真空。可使用压力差来产生凹坑。可在替换补片的重叠部分中钻出第四穿孔。可将第三穿孔与第二穿孔对准。替换补片可包括芯部部分、斜坡部分和重叠部分。

一种修复声学面板的方法可包括：移除声学面板上的穿孔蒙皮的受损部分；形成补片以装配在受损部分的地方，其中，补片包括与穿孔蒙皮的重叠区域；对补片进行穿孔以与穿孔蒙皮上的穿孔图案相匹配；将补片对准在声学面板上，使得补片中的第一穿孔与穿孔蒙皮中的第二穿孔对准；以及将补片结合到声学面板。

在各种实施例中，可将玻璃纤维层联接到声学面板。可使用压力差在玻璃纤维层中产生凹坑，其中，凹坑位于第二穿孔内。可将玻璃纤维层联接到补片。可将凹坑打磨掉。

除非另有明确指示，否则前述特征和元件可以组合成各种组合而没有排他性。这些特征和元件及其操作将会根据以下描述和附图变得更明显。然而，应理解，以下描述和附图意图在本质上是示例性的而非限制性的。

附图说明

本公开的主题在说明书的结论部分中被特别指出并且被确实地要求保护。然而，当结合附图考虑时，通过参考详细描述和权利要求，可最好地获得对本公开的更完全理解，在附图中，相似的数字表示相似的元件。

图1图示了根据各种实施例的用于飞行器的机舱的透视图；

图2图示了根据各种实施例的声学面板的透视图；

图3图示了根据各种实施例的声学面板的示意性截面视图，其中穿孔的顶部蒙皮的受损部分被移除；

图4A图示了根据各种实施例的替换补片的示意性截面视图；

图4B图示了根据各种实施例的具有保护层的替换补片的示意性截面视图；

图4C图示了根据各种实施例的在芯部部分中具有穿孔的替换补片的示意性截面视图；

图5A图示了根据各种实施例的具有未固化的玻璃纤维层的声学面板的示意性截面视图；

图5B图示了根据各种实施例的具有带凹坑的玻璃纤维层的声学面板的示意性截面视图；

图6A图示了根据各种实施例的联接到替换补片的玻璃纤维层；

图6B图示了根据各种实施例在凹坑已被打磨掉之后联接到替换补片的玻璃纤维层；

图6C图示了根据各种实施例的具有在重叠部分和斜坡部分中钻出的穿孔的替换补片；以及

图7图示了根据各种实施例的用于修复声学面板的过程的流程图。

具体实施方式

本文中的各种实施例的详细描述参考了附图，附图通过图示的方式示出了各种实施例。虽然充分详细地描述了这些各种实施例以使得本领域技术人员能够实践本发明，但是应理解，可实现其他实施例并且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行逻辑上的、化学上的和机械上的改变。因此，本文所呈现的详细描述仅仅是为了说明而非限制的目的。例如，任何方法或过程的描述中所叙述的步骤可以按照任何次序执行，并且不必限于所呈现的次序。

此外，对单数的任何引用包括多个实施例，并且对多于一个部件或步骤的任何引用可包括单个实施例或步骤。而且，对附接、固定、连接等等的任何引用可包括永久的、可移除的、临时的、部分的、完整的和/或任何其他可能的附接选项。附加地，对无接触（或类似短语）的任何引用也可包括减少的接触或最少的接触。

参考图1，图示了根据各种实施例的用于燃气涡轮发动机的机舱100。机舱100可包括入口110、风扇罩120和推力反向器130。机舱100可联接到挂架140，该挂架140可将机舱100安装到飞行器机翼或飞行器机身。推力反向器130可包括内部固定结构（“IFS”）132、外部固定结构（“OFS”）和平移套筒134。来自发动机风扇的旁通空气可在被限定于IFS 132和平移套筒134之间的大致环形的旁通空气管道中流动。通常可使用声学面板形成内部固定结构132、平移套筒134和入口110的一些部分。

参考图2，图示了根据各种实施例的声学面板200。声学面板200可包括穿孔225，并且可用于形成飞行器发动机的机舱的一些部分，如上文所描述。声学面板200可包括芯部210，该芯部210定位在第一蒙皮220和第二蒙皮230之间。芯部210可具有大致沿法线方向从第一蒙皮延伸到第二蒙皮的壁，所述壁形成多个胞格（cell）212。胞格212的形状可以是六边形，于是一般被称为蜂巢芯部。然而，在各种实施例中，胞格212可具有许多不同几何形状中的任一种。根据特定的应用和材料性质，芯部壁可由各种金属（诸如，钛或铝）、或复合材料、或硬化纸或其他塑料制成。相邻的芯部壁可用胶水彼此结合或可被焊接，或者可使用其他方法将芯部壁联结在一起以形成蜂窝状结构。第一蒙皮220、芯部210和第二蒙皮230组合以形成闭合胞格，当蒙皮中的一者被穿孔时，这些闭合胞格可变成谐振室并且以已知的方式工作以衰减声波，诸如来自飞行器发动机的噪声。第一蒙皮220和第二蒙皮230可由与基质联结在一起的层压的纤维增强层形成。纤维可以是碳、玻璃、芳纶或其他已知类型。基质可以是热固性聚合物，诸如环氧树脂、热塑性塑料和其他已知材料。通过将第一蒙皮220、第二蒙皮230和芯部210联结在一起而形成声学面板200，这可利用粘合剂、共固化、机械紧固或通过其他手段完成。在用粘合剂结合的声学面板的情况下，与每个蒙皮相邻的芯部壁的边缘与蒙皮结合以形成刚性的高强度结构。

在各种实施例中，第一蒙皮220的一部分可能在制造声学面板200期间未完全附接到芯部210，或者该部分可能从芯部210分层而导致空隙，或者第一蒙皮220可变得在操作期间受损。可能期望通过用补片替换第一蒙皮220的一部分来修复第一蒙皮220。

参考图3，图示了根据各种实施例的声学面板300的示意性截面视图，其中穿孔的顶部蒙皮310的受损部分被移除。可将受损部分切割成在顶部蒙皮310的顶部和完全移除了顶部蒙皮310的芯部区段320之间具有连续倾斜的斜坡部分312。然而，在各种实施例中，可将受损部分切割成具有阶形轮廓。在各种实施例中，声学面板300可在两个维度或三个维度中成曲形。曲形形状可使得难以在剩余的顶部蒙皮和替换补片之间对准穿孔325。

参考图4A至图4C，图示了根据各种实施例的替换补片400的示意性截面视图。替换补片400可包括多个复合材料层。可在结合工具上敷设这些层，该结合工具与正被修复的部件的形状相匹配。替换补片400可包括芯部部分401，该芯部部分401被构造成直接放置在声学面板的完全移除了原始顶部蒙皮的芯部上方。替换补片400可包括斜坡部分402，该斜坡部分402被构造成放置在部分地移除了原始顶部蒙皮的位置处。替换补片400可包括重叠部分403，该重叠部分403被构造成放置在原始顶部蒙皮上方。

参考图4B，可将保护层410联接到替换补片400。保护层410可以是聚合物材料。保护层410可包括与声学面板的穿孔图案相匹配的多个孔口415。带420可在斜坡部分402和重叠部分403上方联接到替换补片400或保护层410。

参考图4C，可通过喷丸工艺在芯部部分401中产生穿孔431。可在替换补片400处用研磨材料进行喷丸。在各种实施例中，研磨材料可包括氧化铝、碳化硅或任何其他合适的研磨材料。保护层410和带420可防止研磨材料从替换补片400移除材料，除了穿过保护层410中的孔口415之外。喷丸过程可在芯部部分401中产生穿孔431。

参考图5A，可将未固化的玻璃纤维层510联接到声学面板300。在各种实施例中，可使用单个层。然而，在各种实施例中，可使用多个层。

参考图5B，可将声学面板300和玻璃纤维层510装在真空袋中，并且压力差可迫使玻璃纤维层510下垂到斜坡部分402和重叠部分403中的穿孔325中，从而产生在穿孔325内的凹坑515。

参考图6A至图6C，可从声学面板移除玻璃纤维层510并将其联接到替换补片400。与声学面板中的穿孔相对应的凹坑515可依然作为相对于玻璃纤维层510的平坦部分的凸起气泡而存在。

参考图6B，可对玻璃纤维层510进行打磨。打磨可从玻璃纤维层510移除凹坑515。可在凹坑原来所处的位置在玻璃纤维层510上留下孔口516，其对应于声学面板中的穿孔。因此，玻璃纤维层510可提供与声学面板相匹配的穿孔模板。

参考图6C，可在替换补片的斜坡区段402和重叠区段403中钻出穿孔632、633。穿孔632、633可穿过玻璃纤维层510中的孔口517钻出。因此，穿孔632、633可与声学面板的穿孔图案相匹配。在各种实施例中，穿孔632、633可以用激光钻出或者用机械钻机钻出。

参考图7，图示了根据各种实施例的已修复的声学面板700。可将替换补片400结合到声学面板300。替换补片400的斜坡区段402和重叠区段403中的穿孔632、633可与声学面板630中的穿孔325对准。可将一个或多个销插入穿过穿孔325、632、633，以在固化期间将替换补片400保持就位。可将粘合剂在替换补片400和声学面板300之间放置在替换补片400和/或声学面板300上。可在高压釜中固化具有替换补片400的声学面板300。然后，已修复的声学面板700可准备好操作使用。

参考图8，图示了根据各种实施例的用于修复声学面板的过程的流程图800。可在声学面板中检测到损坏。可从声学面板移除受损区段（步骤801）。可使用结合工具来敷设替换补片，该结合工具与声学面板的形状相匹配（步骤802）。可将穿孔的保护层联接到替换补片（步骤803）。可通过喷丸在替换补片中形成穿孔（步骤804）。这些穿孔可与保护层中的穿孔相匹配。可将玻璃纤维层联接到声学面板（步骤805）。可将声学面板封闭在真空袋中，使得玻璃纤维层下垂到声学面板中的穿孔中，从而在玻璃纤维层中形成凹坑（步骤806）。可从声学面板移除玻璃纤维层并将玻璃纤维层联接到替换补片（步骤807）。可将玻璃纤维层中的凹坑打磨掉（步骤808）。可根据玻璃纤维层的图案在替换补片的斜坡区段和重叠区段中钻出穿孔（步骤809）。可将替换补片与声学面板对准并将其结合到声学面板（步骤810）。

在本文中的详细描述中，对“一个实施例”、“一实施例”、“各种实施例”等的引用指示所描述的实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可不一定包括该特定的特征、结构或特性。此外，此类短语不一定指代同一个实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，认为结合无论是否被明确描述的其他实施例而影响此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的。在阅读说明书之后，（一个或多个）相关领域的技术人员将明白如何在替代实施例中实施本公开。

本文中已就特定实施例描述了益处、其他优点和问题的解决方案。此外，本文中包含的各个图中所示的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或物理联接。应注意，在实际系统中可能存在许多替代的或附加的功能关系或物理连接。然而，可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加明显的益处、优点、问题的解决方案以及任何要素不应被解释为本发明的关键的、必需的或基本的特征或要素。因此，本发明的范围将仅受所附权利要求的限制，其中对单数形式的元件的引用并非旨在意指“一个且仅一个”，除非明确地如此陈述，而是“一个或多个”。此外，在权利要求中使用类似于“A、B或C中的至少一个”的短语的情况下，旨在将该短语解释为意指单独的A可存在于实施例中，单独的B可存在于实施单独的中，单独的C可存在于实施例中，或者元件A、B和C的任何组合可存在于单个实施例中；例如A和B、A和C、B和C、或者A和B和C。贯穿附图使用不同的交叉影线来指示不同的部分，但不一定指示相同或不同的材料。

此外，本公开中没有元件、部件或方法步骤旨在专用于公众，而不管元件、部件或方法步骤是否在权利要求中被明确地叙述。没有权利要求元件旨在援引35 U.S.C. 112(f)，除非使用短语“用于……的构件”明确叙述该元件。如本文中所使用，术语“包括”、“包含”或其任何其他变体旨在涵盖非排他性包含，使得过程、方法、物品或包括元件列表的设备不仅包括那些元件，而且可包括未被明确列出或者为此类过程、方法、物品或设备所固有的其他元件。

Claims (20)

1.一种修复用于飞行器机舱的声学面板的方法，包括：

将玻璃纤维层联接到所述声学面板；

使用压力差在所述玻璃纤维层中产生凹坑，其中，所述凹坑位于所述声学面板中的第一穿孔内；

将所述玻璃纤维层联接到替换补片；以及

在所述替换补片中钻出第二穿孔。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将穿孔的保护层联接到所述替换补片。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括通过喷丸在所述替换补片中形成第三穿孔。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述凹坑从所述玻璃纤维层打磨掉。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述凹坑的位置处钻出所述第二穿孔。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述第二穿孔与所述第一穿孔对准。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述替换补片结合到所述声学面板。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述替换补片包括芯部部分、斜坡部分和重叠部分。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过喷丸在所述芯部部分中形成第三穿孔，并且其中，在所述斜坡部分和所述重叠部分中钻出所述第二穿孔。

10.一种修复声学面板的方法，包括：

移除所述声学面板的受损区段；

在结合工具上将多个复合材料层敷设成替换补片；

将保护层联接到所述替换补片；

通过喷丸在所述替换补片的芯部部分中形成第一穿孔；

将玻璃纤维层放置在所述声学面板上；

在所述玻璃纤维层中产生凹坑，所述凹坑对应于所述声学面板的顶部蒙皮中的第二穿孔；

将所述玻璃纤维层转移到所述替换补片；

将所述凹坑打磨掉；

在所述替换补片的斜坡区段中钻出第三穿孔；以及

将所述替换补片联接到所述声学面板。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述声学面板和所述玻璃纤维层放置在袋中并且在所述袋内产生真空。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，使用压力差来产生所述凹坑。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述替换补片的重叠部分中钻出第四穿孔。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括将所述第三穿孔与所述第二穿孔对准。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述替换补片包括所述芯部部分、斜坡部分和重叠部分。

16.一种修复声学面板的方法，包括：

移除所述声学面板上的穿孔蒙皮的受损部分；

形成补片以装配在所述受损部分的地方，其中，所述补片包括与所述穿孔蒙皮的重叠区域；

对所述补片进行穿孔以与所述穿孔蒙皮上的穿孔图案相匹配；

将所述补片对准在所述声学面板上，使得所述补片中的第一穿孔与所述穿孔蒙皮中的第二穿孔对准；以及

将所述补片结合到所述声学面板。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括将玻璃纤维层联接到所述声学面板。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括使用压力差在所述玻璃纤维层中产生凹坑，其中，所述凹坑位于所述第二穿孔内。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括将所述玻璃纤维层联接到所述补片。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述凹坑打磨掉。