CN110997486A - 护罩 - Google Patents

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塞缪尔·西莫·罗
马修·罗
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Abstract

一种用于飞机的护罩，其构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源。护罩包括外层和位于护罩内部中的两种或更多种吸声材料。外层构造成将来自噪声源的噪声传播到护罩内部中，和/或包括凹部，该凹部的位置和尺寸确定成部分地围绕至少一个叶片的至少一部分尖端。

Description

护罩
技术领域
本发明涉及降噪。更具体地但非排他地，本发明涉及降噪罩。
背景技术
例如无人机、直升机、垂直升降系统和固定翼飞机的许多飞机都会不利地产生来自其发动机和螺旋桨的噪声。因此，它们可能会对周围环境造成干扰，增加噪声污染。
对于用于在拍摄时采集视频和音频的无人机，螺旋桨产生的噪声是特别的问题。当前用于拍摄的无人机音频采集需要昂贵且费时的后期处理，以消除无人机产生的噪声。
在诸如防御、养护和在居民区中使用的一些其他应用中也需要更安静的无人机。
本发明的目的是提供一种改进的护罩，或者至少为公众或工业提供有用的选择。
发明内容
根据一个示例实施例，提供了一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，所述护罩包括位于该护罩内部中的两种或更多种吸声材料。
根据又一示例实施例，提供了一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，所述护罩包括：外层；和位于护罩内部中的至少一种吸声材料，其中，所述外层构造成将来自噪声源的噪声传播到护罩内部中。
根据又一示例实施例，提供了一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，所述护罩包括位于该护罩内部中的吸声材料层以及介于至少两层之间的气隙。
根据又一示例实施例，提供了一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，所述护罩包括位于该护罩内部中的吸声材料层，其中，至少一层是消音粘合剂。
根据又一示例实施例，提供了一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，该螺旋桨具有至少一个叶片，所述护罩包括具有凹部的外层，其中，凹部的位置和尺寸确定成部分地围绕所述至少一个叶片的至少一部分尖端。
根据又一示例实施例，提供了一种飞机，所述飞机包括：至少一个螺旋桨；和根据上文任一段所述的护罩。
公认地，在不同的管辖权下，术语“包括”、“包括了”和“包括有”可以具有排他性或包含性含义。为了本说明书的目的，除非另有说明，否则该术语旨在具有包含性含义——即，它们将被认为是包含其使用直接引用的所列部件，还可能包含其他未指定的部件或元件。
在本说明书中引用任何文献并不意味着承认它是现有技术、可以与其他文件有效地组合，或者承认它构成公知常识的一部分。
附图说明
结合在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与上文给出的本发明的一般描述以及下文给出的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理，图中：
图1a是根据一个示例实施例的护罩的透视图；
图1b是图1a中的护罩的剖视图；
图2是根据一个示例实施例的护罩的剖面图；
图3a是一部分护罩的剖视图；
图3b是图3a的护罩的平面剖视图；
图3c是穿过两个材料层的横截面；
图4a至图4b是护罩剖面的横截面轮廓；
图5是根据一个示例实施例的朝向内侧的层的剖视图；
图6a至图6f是多种孔形状的示意图；
图7a至图7e是具有不同护罩形状的护罩的横截面轮廓；
图8a至图8e是具有不同凹部形状的护罩的横截面轮廓；
图9是材料测试设备的示意图；
图10是示出多种材料的重量的表格；和
图11a至图11e是示出多种材料的声学性能的曲线图。
具体实施方式
下文所述的护罩通常涉及整流罩，所述整流罩至少部分地围绕飞机的发动机和/或螺旋桨组件。飞机可以是无人机或垂直起落飞机。螺旋桨组件可以是垂直升降螺旋桨组件。护罩可以帮助降低噪声，提高飞机的效率和/或在发动机和/或螺旋桨周围提供安全屏障。
通常，护罩可以通过引导气流并使螺旋桨的叶片尖端的涡流最小化来提高飞机效率。使涡流最小化有助于使湍流最小化，从而减少叶片尖端的损失，增加升力/推力。
下面描述护罩的多种实施例，护罩可以通过吸收、扩散和/或反射已由飞机的发动机和/或螺旋桨组件产生的噪声来降低飞机的噪声。这可以降低距飞机一定距离的飞机噪声(例如，可以由飞机操作员、公众、远离飞机的录音设备和/或野生生物在地面上检测到的噪声)。这还可以降低飞机附近的飞机噪声(例如，可以由安装在飞机上的录音设备检测到的噪声)。应当理解，术语“噪声”通常是指不希望的声音。为了本说明书的目的，除非另外指出，否则术语“噪声”和“声音”可以互换使用。
声音吸收是指材料、结构或物体在遇到声波时吸收声能的过程，其与反射能量相反。被吸收的能量一部分转化成热量，而一部分通过吸收体传播。声音反射是指材料、结构或物体在遇到声波时反射声能的过程。声音扩散是指材料、结构或物体在遇到声波时使声能沿着多个方向重新定向的过程。
图1a是根据一个示例实施例的护罩100的透视图。护罩包括具有外层102的护罩主体101。护罩通常围绕飞机的发动机和/或垂直升降螺旋桨组件(未示出)。如图1a所示，护罩可以通过适当的支柱105连接到中央发动机支架103。支柱构造成将护罩附装到飞机上，例如，支柱可以附装到发动机组件、保持发动机组件的结构或飞机机身。图1a还示出了臂107的一部分，该臂107连接到飞机的其余部分(例如，无人机的主体)。
图1b是图1a的护罩100的剖视图。护罩主体101包括外层102，其具有朝向内侧的层108和朝向外侧的层110。在本说明书的其余部分中，“内侧”将用于表示通常被护罩的最内表面包围的空间。在图1b中用A表示护罩的内侧。护罩的内侧将通常包括飞机的发动机和/或垂直升降螺旋桨组件(图1b中未示出)的至少一部分和支柱105。内侧对应于受迫空气流从中通过以对飞机产生推力的区域。为了清楚起见，“内部”(相对于内侧)将表示护罩主体101中的空间。在图1b中用B表示护罩的内部。“外侧”将用于表示既不是护罩的内侧也不是护罩的内部的空间。在图1b中用C表示护罩的外侧。通常，朝向内侧的层108包围飞机的发动机和/或垂直升降螺旋桨组件，因此，朝向内侧的层108朝向飞机的主要噪声源。因此，朝向内侧的层也可以称为“朝向噪声源的层”或“朝向噪声的层”。
图2示出了根据示例实施例的护罩100的剖面，其包括外层102，该外层102具有朝向内侧的层108和朝向外侧的层110。朝向内侧的层108可以包括孔304。外层102内部是材料层306和308。外层102可以是刚性的膜或外壳，其至少部分地围绕和/或包含材料层306和308。图1a和图1b所示的朝向内侧的层108和朝向外侧的层110是连续的(由此产生外壳形式的单一外层102)。如下文将更详细地描述的那样，外层可以包括不同的朝向内侧的层和不同的朝向外侧的层。在图2中，护罩包括以重复的模式构造成的第一材料层306和第二材料层308。来自螺旋桨202的声音穿过外层102中的孔304，并被吸声材料层306和308吸收。护罩100可以包括凹部302，其可以部分地围绕螺旋桨202的叶片尖端。图3a是一部分护罩100的剖视图。
护罩的内部材料
在护罩内部设置了吸声材料层，这些层可以是重复的。可以使用材料的任何适当的组合。在一个实施例中，这些层包括：纳米纤维的第一层306(其可以最靠近朝向内侧的层108)和三聚氰胺的第二层308。可以重复这些层。纳米纤维层的厚度可以在200-300微米之间。三聚氰胺层的厚度可以是约2cm。图3a至图3c示出了相邻的纳米纤维层306(如斑点阴影所示)和三聚氰胺层308(如对角阴影线所示)(未按比例绘制)。
对不同的材料分层
与使用单一材料相比，在护罩内部设置两种或更多种材料层可以改善声音吸收。不同的材料吸收不同频率的声音，具有不同的效果。这种差异与材料的特性有关，该特性可以包括纤维尺寸、气流阻力、厚度、孔隙率、弯曲度和密度。下面提供了对不同材料特性的可能效果的说明：
纤维尺寸：纤维材料的吸声系数随着纤维直径的减小而增大，因为细纤维比粗纤维更容易响应于声波而移动。此外，对于细纤度纤维，需要更多的纤维来达到相同的体积密度，这产生更多的曲折路径和更高的气流阻力。
气流阻力：材料每单位厚度的特定气流阻力极大地影响材料的吸声特性(包括特征声阻抗和传播常数)。在无纺布中互锁的纤维是摩擦元件，其能够阻止声波运动。当声音进入这种材料时，随着声波试图通过曲折通道移动，声音的振幅由于摩擦而减小，并且声能转换为热量。
厚度：材料越厚，吸声效果越好。厚度对低频声音吸收的重要性基于以下原理：低频意味着更长的波长，并且如果材料较厚，则可以吸收波长较长的声音。
孔隙率：孔隙的数量、尺寸和类型也影响吸声。材料的孔隙率应当使得声音能够通过并衰减。多孔材料的孔隙率定义为材料中空隙的体积与其总体积之比。为了使非织造纤维网具有高吸声系数，孔隙率应当沿着声波的传播而增大。
弯曲度：弯曲度是与样品的厚度相比，通过孔的通道的伸长率的量度。弯曲度量化了材料内部结构对其声学特性的影响。弯曲度主要影响四分之一波长波峰的位置，而孔隙率和气流阻力影响波峰的高度和宽度。
密度：声学材料的成本和重量与其密度直接相关。随着密度的增大，对中频和更高频率的声音吸收增加。能量损失随着表面摩擦的增大而增大，由此吸声系数也增大。在非织造纤维材料中，较低密度且较开放的结构吸收低频(～500Hz)的声音，而高密度的结构对于2000Hz以上的频率表现更好。
层之间的间隔可能影响吸声性能。填充层太紧可能会降低性能。
由于材料的性质，可能有在护罩外层内部形成的气隙或小的共振腔。层可以通过多种方式彼此附装，包括粘合、超声焊接、声波焊接/间隔(sonic welding/spacing)和/或缝合/螺接(sewing/threading)。
在一些实施例中，层之间或层内可能存在气隙。例如，第一材料可以是气隙前面的薄层。材料的最朝向内侧的层与外层的朝向外侧的层之间的距离对材料的声学性能的影响可能几乎与材料本身的厚度一样多。例如，具有15mm气隙的10mm三聚氰胺的性能几乎与25mm三聚氰胺一样好。间隙可以包括在中间层内。
在一些实施例中，一个层可以是消音粘合剂(或“阻尼贴片”)。例如，一层可以是附加贴片约束层阻尼(CLD)处理，用以减小振动结构上的振动。一个示例是Roush的DynadampTM材料，这是一种用于CLD的薄阻尼处理。
第一材料
第一材料可以是诸如纳米纤维的薄的轻质材料。纳米纤维可以由聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、热塑性聚氨酯(TPU)、PMMA和TPU的复合物或其他适当的材料制成。可以使用其他薄材料或纤维片。纳米纤维的加入增加了较低频率下的噪声吸收系数。第一材料可以包括微粒添加剂，其可以在某些频率下进一步增加吸收系数。例如，第一材料可以是其中添加有气凝胶颗粒的纳米纤维。其他可能的添加剂包括玻璃珠或TPU。
在最靠近护罩的朝向内侧的层设置声阻抗低的材料(例如纳米纤维)是有益的，因为它改变了护罩内部的层的第一层的声阻抗，从而使其更紧密地匹配空气的声阻抗，允许使更多的声音传播到护罩的内部中。声阻抗是在施加声压时存在多少声流的量度。如果第一层的声阻抗接近于空气的声阻抗(例如，通常是纤维/多孔材料，像纳米纤维一样)，则大部分声音将在护罩的内部中传播。如果第一层的声阻抗不接近空气的声阻抗(例如混凝土)，则大部分声音将被反射。
第二材料
第二材料可以是大块的轻质吸声材料。该材料可以是三聚氰胺泡沫、棉纤维-纳米纤维混合物、岩棉、软木、橡胶、聚合物泡沫、毛毡、玻璃棉、棉纤维或包装泡沫。
诸如岩棉的高密度矿物纤维具有良好的吸声性能，但是它们的重量也较大，从而降低了无人机的效率和性能。可以在材料的重量与其噪声吸收性能之间进行权衡。优选地，使材料的重量相对于其噪声吸收性能最小化。所使用的材料可能取决于护罩的尺寸。在小的护罩中，更好的吸收性材料可能不值得额外的重量，但是由于比例，在较大的护罩中，额外的重量可能微不足道。
使用两个重复层只是护罩内部中的吸声材料的可能配置的一个示例。然而，在护罩内部中可以使用任何两种或更多种声学材料。最多可以使用五种不同的材料来优化护罩的降噪效果。护罩内部中的材料层数可以变化。在一些实施例中，护罩可以包括多达十层。在一些实施例中，可以包括材料的非重复层。例如，护罩中可以包括五层不同的材料。
测试结果
测试了不同材料的吸声性能。图9示出了用于测试多种材料的噪声吸收性能的测试设备。将材料801放置在阻抗管800的端部，扬声器807将噪声发送到阻抗管800中，并且麦克风805和803在两个不同的位置处测量声音，以计算每种材料的吸收系数。
图10是示出被测试的多种材料的材料重量(以g/m2或gsm为单位测量)的表格。用于降低噪声的护罩的理想材料具有较小的重量和较高的声学性能，即高吸收系数。考虑到其声学性能，例如重量为3455g/m2的软木橡胶是重的。
图11a至图11e是根据以下关键因素示出所测试的材料的性能的曲线图：
Figure BDA0002374528940000061
Figure BDA0002374528940000071
Figure BDA0002374528940000081
图11a示出了多种原材料对于一定频率范围的吸收系数。该图示出岩棉具有最佳性能(但是，如图10所示，它也具有较高的重量)。三聚氰胺表现良好，特别是考虑到其较低的重量。
图11b示出了在24mm聚氨酯泡沫衬垫(例如，连结泡沫)上具有多种材料添加剂的纳米纤维对于一定频率范围的吸收系数。
图11c示出了材料的各种组合对于一定频率范围的吸收系数。图11c示出了由于声音在其遇到材料的不同声阻抗时的相互作用而引起的吸收系数和频率之间的不同关系。然而，这些组合可能不适合从1kHz往上的相当恒定的宽带噪声。
图11d示出了具有多种材料添加剂的衬面纳米纤维的棉纤维的测试结果。所有组合都具有在其衬面上的聚乳酸(PLA)板和棉纤维衬垫。PLA板包括间隔开1mm的孔。
图11e示出了具有多种衬面材料的连结泡沫对于一定频率范围的吸收系数。所有组合都具有连结泡沫衬垫。
护罩外层
材料
护罩的外层可以包括任何适当的轻质且刚性的材料。示例包括碳纤维、玻璃纤维、钛、塑料或铝。优选地，材料具有最小的厚度，同时保持足够的强度。
外层提供结构刚度，使护罩内部中的材料层免受环境影响，并且使材料与螺旋桨的叶片尖端保持安全且均匀的距离。
外层可以由声反射材料制成。具有由声反射材料制成的朝向内侧的层可能导致来自噪声源的噪声被反射回内侧。护罩的形状可以确定成使得大部分噪声从护罩的顶部大体上向上反射出来。尽管这无助于吸收噪声，但是有效地将其再定向成远离地面，减少可能在其他地方(例如，由地面上的用户)检测到的噪声。此外，具有由声反射材料制成的朝向外侧的层可能导致已经传播到护罩内部中的噪声被反射回护罩内部中。这减少了从护罩逸出的噪声。这也增加了噪声在护罩内部中传播的距离，增加了由吸声材料吸收的噪声。
在一个实施例中，外层可以包括不同的朝向内侧的层和不同的朝向外侧的层。朝向内侧的层和朝向外侧的层可以通过适当的联接件或密封件连接在一起，从而完成将吸声材料封闭在护罩内部中的外壳。联接件或密封件可以由使朝向内侧的层与朝向外侧的层声学隔离的材料制成。例如，联接件或密封件可以由热塑性聚氨酯(TPU)制成。
朝向内侧的层和朝向外侧的层可以由相同的材料制成。通过使各层保持不同，它限制了朝向内侧的层中的声音振动直接传播到朝向外侧的层。朝向外侧的层中的振动可能是不希望的，因为这种振动可能导致朝向外侧的层充当扬声器。
朝向内侧的层和朝向外侧的层可以由不同的材料制成。例如，朝向内侧的层可以由具有低声阻抗的材料制成，允许来自噪声源的更多噪声被传播到护罩内部中，该噪声将在该护罩中被吸声材料吸收。朝向外侧的层可以由具有高声反射率的材料制成，使反射回护罩内部中的吸声材料的噪声最大化。图4a至图4b是与外层的不同配置相对应的护罩的轮廓。在每个附图中，轮廓的左侧对应于护罩的内侧。图4a示出了护罩401的轮廓，其中，朝向内侧的层402由一种材料制成(用水平阴影线表示)，而朝向外侧的层403由另一种材料制成(用深色阴影线表示)。护罩401包括吸声材料404(用交叉阴影线表示)。图4b示出了护罩401的轮廓，其中，朝向内侧的层402和朝向外侧的层403通过突起405a、405b连接穿过护罩401的内部。突起可以通过隔音联接件(未示出)连接。
孔
外层的朝向内侧的层108可以被穿孔，以允许声音传播到护罩内部中。护罩的朝向内侧的层108可以包括多个孔，该孔允许声音穿过护罩内部中的材料层传播。孔可以覆盖大部分朝向内侧的层108，或者暴露于来自螺旋桨的噪声的仅部分朝向内侧的层108。
孔的直径可以在0.1mm至2mm之间(优选地是0.5mm)。较大的直径可能导致推力效率损失，并且使护罩内部中的材料层暴露于外部环境(例如水或灰尘)。较小的直径可能制造起来更昂贵/耗时。
护罩的20％至40％之间的朝向内侧的层可以被穿孔。应当优化穿孔区域，以不影响外层的刚性。
由于孔覆盖了大部分朝向内侧的层，不仅来自螺旋桨尖端的声音，而且由螺旋桨产生的大部分声音都被吸收到护罩中。在一些实施例中，在朝向内侧的层的与螺旋桨的叶片尖端相邻的区域可以省略孔。
图5示出了朝向内侧的层500的剖视图，其对应于图1b的剖视图。朝向内侧的层500包括没有孔的带501。带501对应于朝向内侧的层500的与螺旋桨尖端(未示出)相邻的区域。朝向内侧的层500的其余部分被穿孔。
在图3a和图5所示的实施例中，孔大体上是圆形的。图6a至图6f示出了多种其他可能的孔形状。作为非限制性示例，孔可以是圆形(6a)、正方形(6b)、三角形(6c)、槽形(6d)、六边形(6e)、菱形(6f)或任何其他适当的形状。
护罩的朝向外侧的层可以省略孔。这可能有助于使朝向外侧的层不透声。
孔可以通过任何适当的方式形成。护罩的外层可以被3D打印以包括孔。在其他实施例中，可以激光切割、CNC/钻、注塑成型或冲压成孔。
护罩几何形状
尺寸
护罩的内径可以在1英寸至50英寸之间。在一些实施例中，内径可以在1英寸至32英寸之间。类似地，护罩高度可以在1英寸至50英寸之间(并且在一些实施例中是32英寸)，并且可以与相应的内径相匹配。护罩高度可能足以包封并减少来自于多叶片螺旋桨的噪声。来自发动机和垂直升降螺旋桨组件的噪声大体上沿所有方向辐射，因此，使护罩向上延伸到螺旋桨之上和向下延伸到螺旋桨之下的护罩高度将允许护罩吸收/反射更多噪声。然而，这也增加了护罩的重量和体积，这可能影响无人机的空气动力学和效率。应当关于在任何特定应用中所需的无人机效率和降噪来优化护罩高度。护罩的厚度(即朝向内侧的层和朝向外侧的层之间的距离)可以是约4英寸。应当关于在任何应用中所需的无人机效率和降噪来优化该厚度。
与顶部相比，护罩底部的内径可能更小。这可以帮助管道气流改善无人机的推力。螺旋桨上方护罩的内径可以大于螺旋桨的直径。这可以帮助允许反射的声音大体上向上离开护罩。螺旋桨下方的护罩的内径可以大体上小于螺旋桨的直径。这可以帮助限制大体上向下离开护罩的反射声。
护罩的横截面(总体护罩形状)
除了提供用于吸声的装置(例如，如上所述的吸声材料层)之外，护罩的形状可以确定成反射声音以减少噪声。如前所述，外层可以由声反射材料制成。即使护罩或一部分护罩不是由声反射材料制成，大部分材料也会或多或少地反射一些声音，因此，考虑护罩对反射噪声的作用很重要。
仅笼罩无人机螺旋桨的一个缺点是宽带噪声(broadband noise)可能增加。护罩的形状可以减少宽带噪声。图7a至图7d是与不同的护罩形状相对应的护罩的轮廓。在各附图中，轮廓的左侧对应于护罩的内侧。图7a示出了喇叭口形的轮廓，这可以大大降低宽带噪声。在图1a至图2中也示出了喇叭口形的形状。喇叭口形入口在航空航天中用于获得更大的推力，这也具有降低噪声的副作用。通过不同的参数提高护罩的推力效率似乎导致减少噪声的结果。
图7b示出了具有大体上V形横截面的护罩轮廓，其允许飞机的螺旋桨(未示出)朝着V的内角向内延伸。
图7c示出了没有任何凹部的护罩轮廓。
图7d示出了具有朝着护罩的内侧向内弯曲的顶部边缘和底部边缘的护罩轮廓。
图7e示出了护罩轮廓，其中，顶部的内径大于螺旋桨的直径，而底部的内径小于螺旋桨的直径。将螺旋桨上方的朝向内侧的层的区域的形状确定成使得从螺旋桨发出的噪声将沿着大体上向内和向上的方向反射(除了通过朝向内侧的层传播的噪声之外)。螺旋桨下方区域的逐渐变细意味着更多的噪声大体上向内和向上反射(除了通过朝向内侧的层传播的噪声之外)。
凹部的横截面
护罩的朝向内侧的层表面可以包括凹部，该凹部允许螺旋桨的叶片尖端位于该凹部中。该凹部使产生噪声的尖端涡流的形成最小化。该凹部可以包括允许噪声穿过护罩内部的孔。在一些实施例中，凹部可以省略孔，以减少穿过护罩内部的气流。护罩可以包括或省略凹部。
凹部的形状和/或构造可以改变空气在叶片上的流动以及由此产生的噪声。
图8a至图8e示出了具有多种可能的凹部构造的护罩轮廓。在各附图中，轮廓的左侧对应于护罩的内侧。图8a示出了基本上矩形的凹部，也如图2和图3a所示。图8b示出了三角形的凹部。图8c示出了卵形的凹部。图8d示出了护罩的朝向内侧的层，该朝向内侧的层平滑地弯曲，以大体上在护罩的顶部和底部之间的中间形成凹部。
在其他实施例中，一个或多个凹部可以构造成与不同的螺旋桨结构一起使用。例如，具有多个螺旋桨的无人机可以包括具有多个凹部的护罩，每个螺旋桨对应于一个凹部。双支撑无人机护罩可能包括两个凹部。图8e示出了用于双支撑无人机的具有两个凹部的护罩轮廓。在该示例中，凹部都是卵形。
凹部深度(在其最深点)可能高达螺旋桨半径的10％。凹部深度是在水平面上的深度，例如图8a中的箭头D所示。
护罩相对于螺旋桨的位置
为了优化降噪，优选地减小护罩的朝向内侧的层与螺旋桨之间的距离。在一个实施例中，3D打印的护罩构造成：以在螺旋桨的叶片尖端与朝向内侧的层/凹部之间约0.5mm的间隙半径围绕螺旋桨。
就位置而言，凹部可以在入口几何形状(例如，喇叭口形入口)之后立即定位。
制造方法
可以通过任何适当的方法制造护罩和/或护罩的部件，包括：
·注塑成型；
·砂模铸造；
·分层制造；
·3D打印；和/或
·CNC制造。
在一个实施例中，外层形成为刚性碳纤维外壳，可以将材料层推入外壳中，材料层弹开进入适当位置以充满任何间隙。声学泡沫是弹性的，因此，如果在插入声学泡沫时将其稍微压缩，它们将弹开，并适应其容器的形状。纳米纤维柔软且薄，因此可以在插入之前将其附装到泡沫层上。
尽管已经通过对本发明的实施例的描述示出了本发明，并且尽管已经对实施例进行了详细描述，但是申请人的意图不是将随附权利要求的范围约束或以任何方式限制到这种细节。其他优点和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性设备和方法以及说明性示例。因此，在不背离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以对这些细节进行改变。

Claims (73)

1.一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，所述护罩包括位于所述护罩内部的两种或更多种吸声材料。
2.根据权利要求1所述的护罩，其中，所述两种或更多种吸声材料分层布置。
3.根据权利要求2所述的护罩，其中，所述层以重复的模式布置。
4.根据权利要求2或3所述的护罩，其中，所述层大体上垂直于来自所述噪声源的噪声的方向。
5.根据上述权利要求中任一项所述的护罩，其中，所述两种或更多种材料包括第一材料和第二材料。
6.根据权利要求5所述的护罩，其中，所述第一材料是薄的轻质材料、纤维材料或开孔型多孔材料中的一种。
7.根据权利要求6所述的护罩，其中，所述第一材料是纳米纤维或三聚氰胺泡沫中的一种。
8.根据权利要求6或7所述的护罩，其中，所述第一材料包括添加物，所述添加物构造成改善所述第一材料的吸声。
9.根据权利要求8所述的护罩，其中，所述添加物是气凝胶颗粒、TPU颗粒或玻璃珠中的一种。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的护罩，其中，所述第二材料是薄的轻质材料、纤维材料或开孔型多孔材料中的一种。
11.根据权利要求10所述的护罩，其中，所述第二材料是三聚氰胺泡沫或纳米纤维中的一种。
12.根据权利要求5至10中任一项所述的护罩，其中，所述第一材料设置成第一层，而所述第二材料设置成第二层。
13.根据权利要求12所述的护罩，其中，所述第一层的厚度在200微米至300微米之间。
14.根据权利要求12或13所述的护罩，其中，所述第二层的厚度在15mm至35mm之间。
15.根据权利要求12所述的护罩，其中，所述第一层比所述第二层更靠近所述噪声源。
16.根据权利要求12所述的护罩，其中，在所述第一材料和所述第二材料之间设置有气隙。
17.根据上述权利要求中任一项所述的护罩，其中，所述两种或更多种吸声材料基本上填充满所述护罩。
18.根据上述权利要求中任一项所述的护罩，其中，所述噪声源包括发动机。
19.根据权利要求18所述的护罩，还包括具有凹部的外层，其中，所述凹部的位置和尺寸确定成部分地围绕所述螺旋桨的至少一部分叶片尖端。
20.根据上述权利要求中任一项所述的护罩，还包括外层，所述外层构造成将来自所述噪声源的噪声传播到所述护罩的内部中。
21.根据权利要求20所述的护罩，其中，所述外层包括孔。
22.根据上述权利要求中任一项所述的护罩，其中，所述护罩包括消音粘合剂层。
23.根据上述权利要求中任一项所述的护罩，其中，所述护罩的至少一部分是喇叭口形。
24.根据上述权利要求中任一项所述的护罩，其中，所述飞机是无人机。
25.根据上述权利要求中任一项所述的护罩，其中，所述螺旋桨是垂直升降螺旋桨。
26.一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，所述护罩包括：
外层；和
所述护罩内部中的至少一种吸声材料，
其中，所述外层构造成将来自所述噪声源的噪声传播到所述护罩内部中。
27.根据权利要求26所述的护罩，其中，所述外层由具有低声阻抗的材料制成。
28.根据权利要求27所述的护罩，其中，所述外层的声阻抗与空气的声阻抗基本上相似。
29.根据权利要求26或27所述的护罩，其中，所述外层包括孔。
30.根据权利要求29所述的护罩，其中，所述外层在所述噪声源的平面上包括没有孔的带。
31.根据权利要求29或30所述的护罩，其中，所述孔的直径在0.1mm至2mm之间，并且以0.1mm至2mm之间的距离间隔开。
32.根据权利要求26至31中任一项所述的护罩，其中，所述外层由刚性材料制成。
33.根据权利要求32所述的护罩，其中，所述外层包括：
朝向噪声的层，其位于所述吸声材料的朝向所述噪声源的一侧；和/或
朝向外侧的层，其位于所述吸声材料的不朝向所述噪声源的一侧。
34.根据权利要求33所述的护罩，其中，所述朝向噪声的层和所述朝向外侧的层经由隔声连接器连接。
35.根据权利要求33或34所述的护罩，其中，所述朝向噪声的层和所述朝向外侧的层由不同的材料制成。
36.根据权利要求35所述的护罩，其中，所述朝向噪声的层由基本上传播声音的材料制成，和/或所述朝向外侧的层由基本上反射声音的材料制成。
37.根据权利要求25至36中任一项所述的护罩，其中，所述至少一种吸声材料从包括薄的轻质材料、纤维材料、开孔型多孔材料、纳米纤维或三聚氰胺泡沫的组中选择。
38.根据权利要求25至37中任一项所述的护罩，其中，所述护罩包括以层状布置的两种或更多种吸声材料。
39.根据权利要求38所述的护罩，其中，第一层的厚度在200微米至300微米之间，而第二层的厚度在15mm至35mm之间。
40.根据权利要求25至39中任一项所述的护罩，其中，所述吸声材料基本上充满所述护罩。
41.根据权利要求25至40中任一项所述的护罩，其中，所述噪声源包括发动机。
42.根据权利要求41所述的护罩，其中，所述外层具有凹部，所述凹部的位置和尺寸确定成部分地围绕所述螺旋桨的至少一部分叶片尖端。
43.根据权利要求42所述的护罩，其中，所述凹部没有孔。
44.根据权利要求25至43中任一项所述的护罩，其中，所述护罩包括消音粘合剂层。
45.根据权利要求25至44中任一项所述的护罩，其中，所述护罩的至少一部分是喇叭口形。
46.根据权利要求25至45中任一项所述的护罩，其中，所述飞机是无人机。
47.根据权利要求25至46中任一项所述的护罩，其中，所述螺旋桨是垂直升降螺旋桨。
48.一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，所述护罩包括位于所述护罩内部中的吸声材料层以及在至少两个所述层之间的气隙。
49.根据权利要求48所述的护罩，其中，所述吸声材料层包括第一层和第二层，所述气隙在所述第一层和所述第二层之间。
50.根据权利要求49所述的护罩，其中，各层的所述吸声材料是薄的轻质材料、纤维材料、开孔型多孔材料、纳米纤维或三聚氰胺泡沫中的一种。
51.根据权利要求48至50中任一项所述的护罩，其中，所述第一层的厚度是10mm，而所述气隙的厚度是15mm。
52.根据权利要求48至51中任一项所述的护罩，其中，所述噪声源包括发动机。
53.根据权利要求48至52中任一项所述的护罩，其中，所述护罩包括消音粘合剂层。
54.根据权利要求48至53中任一项所述的护罩，其中，所述飞机是无人机。
55.根据权利要求48至54中任一项所述的护罩，其中，所述螺旋桨是垂直升降螺旋桨。
56.一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括螺旋桨的噪声源，所述护罩包括位于所述护罩内部中的吸声材料层，其中，至少一层是消音粘合剂。
57.根据权利要求56所述的护罩，其中，所述消音粘合剂构造成用于约束层阻尼。
58.根据权利要求57所述的护罩，其中，所述消音粘合剂是DynadampTM。
59.根据权利要求56至58中任一项所述的护罩，其中，其他层的吸声材料是薄的轻质材料、纤维材料、开孔型多孔材料、纳米纤维或三聚氰胺泡沫中的一种。
60.根据权利要求56至59中任一项所述的护罩，其中，所述噪声源包括发动机。
61.根据权利要求56至60中任一项所述的护罩，其中，所述护罩包括消音粘合剂层。
62.根据权利要求56至61中任一项所述的护罩，其中，所述飞机是无人机。
63.根据权利要求56至62中任一项所述的护罩，其中，所述螺旋桨是垂直升降螺旋桨。
64.一种用于飞机的护罩，所述护罩构造成至少部分地围绕包括具有至少一个叶片的螺旋桨的噪声源，所述护罩包括具有凹部的外层，其中，所述凹部的位置和尺寸确定成部分地围绕所述至少一个叶片的至少一部分尖端。
65.根据权利要求64所述的护罩，其中，所述凹部构造成使来自所述至少一个叶片的涡流的形成最小化。
66.根据权利要求64或65所述的护罩，其中，所述外层包括孔，而所述凹部不包括孔。
67.根据权利要求64至66中任一项所述的护罩，其中，所述护罩包括两个或更多个凹部。
68.根据权利要求64至67中任一项所述的护罩，其中，所述噪声源包括发动机。
69.根据权利要求64至68中任一项所述的护罩，其中，所述飞机是无人机。
70.根据权利要求64至69中任一项所述的护罩，其中，所述螺旋桨是垂直升降螺旋桨。
71.一种飞机，包括：
至少一个螺旋桨；和
根据权利要求1至70中任一项所述的护罩。
72.根据权利要求71所述的飞机，其中，所述飞机是无人机。
73.根据权利要求71或72所述的护罩，其中，所述螺旋桨是垂直升降螺旋桨。
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