CN114458453A - 连续自由度声核心 - Google Patents

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CN114458453A CN202111654175.0A CN202111654175A CN114458453A CN 114458453 A CN114458453 A CN 114458453A CN 202111654175 A CN202111654175 A CN 202111654175A CN 114458453 A CN114458453 A CN 114458453A
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W.W.林
M.M.马丁内斯
R.K.马吉吉
A.戈尔德肖尔
D.P.卡尔德
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MRA Systems LLC
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General Electric Co
MRA Systems LLC
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Abstract

提供了一个声衬垫。声衬垫包括面板、与面板隔开的背板、以及限定设置在面板和背板之间的蜂窝状结构的核心层。核心层包括联接到背板的多个第一谐振单元。第一谐振单元中的每个包括沿第一单元壁底缘联接到背板的第一单元壁，第一单元壁从背板朝向面板延伸，第一单元壁进一步沿第一单元壁顶缘联接到面板，其中第一谐振单元中的每个的第一单元壁包括从第一单元壁的表面延伸的表面延伸部。

Description

连续自由度声核心
技术领域
本公开的领域大体上涉及涡扇发动机，并且更特别地涉及用于涡扇发动机构件的声衬垫。
背景技术
在人口密集的区域和控制噪声的环境中，飞行器发动机噪声可能是重大的问题。噪声大体上由来自飞行器中的多种源机构的贡献构成，其中风扇噪声典型地为起飞和着陆时的噪声的主导分量。风扇噪声通过发动机进气管道传播，并且然后辐射到外部环境。已知声衬垫应用于机舱的内壁上，以使通过发动机管道传播的风扇噪声衰减。典型的用于发动机的声衬垫是单自由度(SDOF)衬垫或两自由度(2DOF)衬垫(其有时被称为双自由度(DDOF)衬垫)。
SDOF衬垫由多孔面板形成，多孔面板由单层的蜂窝状分离部(诸如，蜂巢单元(cell))形成背部，单层的蜂窝状分离部本身由实心背板形成背部，实心背板对于较高频率的噪声传输而言基本上是不可透过的。另一方面，2DOF衬垫由多孔面板与实心背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开。SDOF衬垫和2DOF衬垫两者的声性能均在很大程度上取决于各个蜂巢层中的单元的深度，其中，单元深度控制单元的可用于声谐振的内部容积。2DOF衬垫的额外的层允许对至少一个不同于SDOF衬垫的主频率进行噪声抑制。然而，2DOF衬垫的额外的层显著地增加衬垫的重量和用以生产衬垫(包括通过增材制造)的成本。
至少一些已知的SDOF蜂巢式声衬垫尝试通过以下方式而在SDOF构造中实现2DOF衬垫的多频率优点：在核心层内形成单独的单元，以具有相对于有孔眼的面板的可变深度，由此在同一SDOF层内形成不同的谐振腔容积。然而，该可变深度构造需要较厚的核心层以适应与较大的腔容积对应的较长的单独的单元的深度。另外，由于可变深度单元中的一些具有较短的长度，故大量的固体材料留在较短的单元的底部与背板之间，这同样地增加了核心层的总体重量。
发明内容
在一个方面，一种声衬垫包括面板、与所述面板隔开的背板以及核心层。核心层包括在所述面板与所述背板之间延伸的多个相邻的腔。核心层的厚度由所述面板与所述背板之间的距离限定。核心层进一步包括多个第一谐振单元，所述多个第一谐振单元中的各个第一谐振单元包括沿着第一单元壁底缘联接到背板的至少一个第一单元壁。至少一个单元壁从背板以第一角朝向面板延伸。至少一个第一单元壁进一步沿着第一单元壁顶缘联接到面板。第一谐振单元以第一预先确定的形状形成，并且在由至少一个第一单元壁、背板以及面板限定的空间中包含第一容积。第一单元壁底缘的长度大于第一单元壁顶缘的长度。
在另一方面，一种声结构包括核心层，核心层包括内侧和外侧，外侧跨过在内侧与外侧之间限定的厚度与内侧相反而隔开。声结构进一步包括占据核心层的厚度的多个第一谐振单元。多个第一谐振单元中的各个第一谐振单元包括至少一个第一单元壁，至少一个第一单元壁从沿着外侧的第一单元壁底缘以第一角延伸到沿着内侧的第一单元壁顶缘。第一谐振单元以第一预先确定的形状形成。第一谐振单元在由至少一个单元壁、内侧以及外侧限定的空间中包含第一容积。第一单元壁底缘的长度大于第一单元壁顶缘的长度。
在再一方面，一种使来自生成声波流的源的噪声衰减的方法包括：在声结构的核心层的第一表面处接收包括多个频率分量的声波流，核心层包括占据核心层的厚度的多个谐振单元；以及将声波流引导至核心层中。该方法进一步包括：将声波流从多个谐振单元中的第一谐振单元的第一表面反射到多个谐振单元中的第二谐振单元的第二表面；基于反射而至少部分地消除多个频率分量中的至少一些；以及在每次反射时吸收所反射的声波流的能量含量的部分。
附图说明
当参考附图来阅读以下详细描述时，本公开的这些和其它特征、方面以及优点将变得更好理解，在附图中，相同的字符表示遍及附图的相同的零件，其中：
图1是涡扇发动机的局部剖视透视图。
图2是可与在图1中描绘的涡扇发动机一起使用的声衬垫的部分的等距局部剖视图。
图3是在图1和图2中显示的声衬垫的核心层的蜂窝状结构的透视图。
图4是在图2和图3中显示的核心层的备选实施例的蜂窝状结构的透视图。
图5是在图2和图3中显示的核心层的另一备选实施例的蜂窝状结构的透视图。
图6是以非环形版本描绘的在图2和图3中显示的核心层的又一备选实施例的蜂窝状结构的透视图。
图7是以非环形版本描绘的在图2和图3中显示的核心层的再一备选实施例的蜂窝状结构的透视图。
图8是以非环形版本描绘的在图2和图3中显示的核心层的蜂窝状结构的平面视图。
图9是在图8中显示的核心层的截面视图。
图10是以非环形版本描绘的在图2和图3中显示的核心层的又一备选实施例的蜂窝状结构的透视图。
图11是以非环形版本描绘的在图4中显示的核心层的蜂窝状结构的透视图。
图12是以非环形版本描绘的在图2和图3中显示的核心层的另一备选实施例的蜂窝状结构的平面视图。
图13是在图12中显示的核心层的透视图。
图14是以非环形版本描绘的在图2和图3中显示的核心层的又一备选实施例的部分的等距局部剖视图。
图15是在图14中显示的核心层的蜂窝状结构的透视图。
图16是在图7和图8中显示的声衬垫的核心层的操作的图解表示。
图17是噪声审定(certification)点的示意图，其中，在针对在图7和图8中显示的声衬垫的核心层的测量方案中确定有效感知噪声级(EPNL)值。
图18是可与在图7和图8中显示的声衬垫的核心层一起使用的使来自生成声波流的源的噪声衰减的示例性方法的流程图。
图19是根据本公开的示例性实施例的在图1中显示的声衬垫的另一实施例的侧视图。
图20是根据本公开的另一示例性实施例的在图1中显示的声衬垫的侧视图。
除非另外指示，否则在本文中提供的附图意在示出本公开的实施例的特征。这些特征被认为可应用于包括本公开的一个或多个实施例的许多种系统中。如此，附图不意在包括本领域普通技术人员已知的实践在本文中公开的实施例所需的所有常规的特征。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中，将提到许多用语，这些用语将被限定为具有以下含义。
除非上下文另外清楚地规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数个引用对象。
“可选的”或“可选地”意味着随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。
如在本文中遍及说明书和权利要求书而使用的近似语言可应用于修饰可容许变化的任何定量表示，而不会造成与其相关的基本功能的改变。因此，由诸如“大约”、“近似地”和“基本上”的一个或多个用语修饰的值将不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此且遍及说明书和权利要求书，范围限制可组合和/或互换；除非上下文或语言另外指示，否则这样的范围被标识且包括包含在其中的所有子范围。另外，可能未详细地阐述众所周知的元件、装置、构件、方法、过程步骤等，以便避免使本发明费解。
在本文中描述了一种用于使涡轮发动机噪声衰减的系统。本讨论和权利要求书的特征可应用于多种类别的发动机，其包括涡轮喷气发动机、涡扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轴发动机、冲压喷气发动机、火箭喷气发动机、脉冲喷气发动机、涡轮、燃气涡轮、蒸汽涡轮、商用发动机、企业用发动机、军用发动机、船用发动机等。如本文中所使用的那样，“涡轮发动机”包括不同于飞行器发动机并且除此之外的发动机。
形成声音衰减系统的声衬垫的单元的大小和形状被选择成通过在每次与单元相互作用时从声波提取最大量的声能而使与单元的形状和大小相互作用的某个范围的频率衰减。
参考附图(其中，同样的参考数字指代遍及多种视图的相同的元件)，图1以局部剖视透视图显示了根据本公开的示例性实施例的涡扇发动机100的一般取向。在示例性实施例中，涡扇发动机100以用于给飞行中的飞行器(未显示)提供动力的高旁通涡扇喷气发动机来体现。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、机身或机尾(同样地未显示)。
涡扇发动机100包括环绕风扇转子104的机舱102，风扇转子104包括由动力涡轮108提供动力的多个沿周向隔开的风扇叶片106。机舱102限定风扇管道110，风扇管道110具有管道内壁112，管道内壁112接收沿着纵向的轴向中心线116通过风扇转子104向下游流动的环境入口空气流114。声衬垫118具有环形构造并且沿着管道内壁112设置。在示例性实施例中，声衬垫118形成为弓状的圆柱形声衬垫118，并且在风扇叶片106的上游沿着管道内壁112定位于机舱102的内筒119部分处。另外或备选地，声衬垫118在风扇叶片106的径向外侧沿着管道内壁112设置于机舱102的风扇外壳部分120处。在多种实施例中，声衬垫118在风扇叶片106的下游沿着管道内壁112设置于机舱102的反式整流罩(transcowl)部分122处，且/或沿着风扇外壳部分120或涡扇发动机100内的其它构件、管道或外壳(其中，噪声抑制(例如，衰减)为适当的(诸如但不限于核心整流罩部分124)，或其能够拦截并且抑制具有预先确定的范围的频率的噪声)的非旋转部分设置。
如本文中所使用的那样，用语“上游”和“下游”大体上指喷气发动机中的相对于环境空气入口和发动机后面的发动机排气口的位置。例如，入口风扇位于燃烧室的上游。同样地，用语“前部”和“后部”大体上指相对于环境空气入口和发动机排气口喷嘴的位置。
在操作中，风扇转子104在风扇外壳部分120内旋转，从而产生主要地处于叶片通过频率(BPF)及其倍数下的离散的音调噪声。在飞行器的起飞期间，当风扇转子104的风扇叶片106在操作期间达到跨音速旋转速度和超音速旋转速度时，从风扇叶片106生成噪声，并且，噪声从风扇管道110向外传播到周围环境中。在示例性实施例中，声衬垫118用来抑制在BPF和BPF的谐波下谐振的噪声。声衬垫118构造成促进降低从风扇管道110辐射的波的声级。在一些实施例中，声衬垫118构造成吸收声波的一个或多个分量，并且由此以特定频率降低声音。在其它实施例中，在声波能够从声衬垫118逸出之前，声衬垫118能够将入射声波反射多次。多次反射用来减小声波的振幅。另外，声衬垫118可使声波成为异相的，这倾向于消除声波中的能量中的至少一些。
图2是根据示例性实施例的设置成接近空气流114的在图1中描绘的声衬垫118的部分的等距局部剖视图。声衬垫118包括由面板202形成顶部的核心层200。在示例性实施例中，面板202包括多个孔眼203，这些孔眼203延伸通过面板202的构造的材料，并且在其中以规则重复型式和随机型式中的至少一个定位并且隔开。核心层200由基本上无孔眼的背板204形成背部，背板204与面板202隔开且相对，并且定位成与面板202大体上轴对称。参考图1，声衬垫118的背板204、面板202以及核心层200如其部分在图2中描绘的那样形成为弓状的圆柱形声衬垫118。噪声源(例如，风扇转子104的风扇叶片106)因而定位于弓状的圆柱形声衬垫118内，其中面板202面向噪声源，并且，背板204相对于面板202而距噪声源更远。在未显示的备选实施例中，声衬垫118的背板204、面板202以及核心层200形成为基本上平坦的声衬垫118。例如且无限制地，噪声源定位于封闭容积(诸如，包含有噪声的机器的室)中，其中，室的平面壁至少部分地由基本上平坦的声衬垫118形成。在未显示的再一些其它实施例中，声衬垫118的背板204、面板202以及核心层200形成为弯曲复杂的声衬垫118。例如且无限制地，包含噪声源的室的一个或多个弯曲复杂的壁至少部分地由弯曲复杂的声衬垫118形成。
核心层200包括由在面板202与背板204之间延伸的多个相邻的腔206形成的蜂窝状结构。腔206和核心层200的厚度207由在面板202与背板204之间沿着径向轴线R(同样地在图1中显示)截取的距离限定。在示例性实施例中，多个腔206中的各个腔206由定位成彼此相邻的多个第一谐振单元209之间的开口208限定。多个第一谐振单元209中的各个第一谐振单元209包括至少一个第一单元壁210，第一单元壁210限定相邻的腔206之间的分隔部。
面板202附接到核心层200的内侧212，并且，背板204附接到核心层200的外侧214。外侧214限定第一弯曲表面，并且，内侧212限定第二弯曲表面。在此示例性实施例中，用语“内”和“外”指相应的层相对于在图1中显示的纵向轴向中心线116的取向。在示例性实施例中，使用增材制造过程来整体地形成声衬垫118。在一个实施例中，在增材制造过程中形成背板204，并且，通过增材制造而在背板204上形成多个第一谐振单元209。在一些实施例中，如下文详细地显示且描述的那样，通过增材制造过程而在相邻的第一谐振单元209之间形成额外的单元壁。
此外，在示例性实施例中，在完成通过增材制造而形成第一谐振单元209之后形成面板202(包括其孔眼203)。如本文中所使用的那样，“增材制造”指造成三维(3D)物体的任何过程，并且包括一次一层地顺序地形成物体的形状的步骤。增材制造过程包括例如3D打印、激光净成形制造、直接激光烧结、直接激光熔融、选择性激光烧结(SLS)、等离子转移弧、自由成型制备、立体光刻(SLA)等。增材制造过程可采用液体材料、固体材料、粉末材料或金属丝来作为原材料。此外，增材制造过程可大体上涉及用以制造物体(物品、构件、零件、产品等)的快速方式，其中顺序地形成多个薄单元层，以产生物体。例如，可提供(例如，铺设)液体材料层，并且利用能量束(例如，激光束)来对其进行照射，使得各个层顺序地固化以使层凝固。
在多种实施例中，使用其它过程(诸如但不限于铸造或注射模制或电成型或冷喷涂)来形成核心层200。
在备选实施例中，面板202和背板204可通过粘着结合(例如，通过热焊接、声波焊接和/或电焊接过程)而附接到核心层200。声衬垫118通过与管道内壁112(在图1中显示)附接而固定于涡扇发动机100内。在多种实施例中，经由使声衬垫118联结到风扇外壳部分120的凸缘来使声衬垫118附接到发动机100(在图1中显示)。此外，在备选实施例中，面板202由多孔材料(诸如，金属丝网、有孔眼的板，或编织或非编织的纤维材料)形成。在一些实施例中，如上文所描述的那样，通过增材或累积制造过程(诸如，3-D打印)而模制或制备核心层200。声衬垫118的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，声阻抗是许多参数的函数，这些参数包括核心层200的厚度207和腔206及第一谐振单元209的形状，以及其中所包含的固有(resident)容积和如下的角：第一单元壁210的第一单元壁底缘216从背板204以该角延伸到面板202。声衬垫118的面板202、背板204以及核心层200可由还可对声衬垫118的声阻抗产生影响的多种材料形成。例如，面板202、背板204和/或核心层200可由热塑性材料(诸如但不限于聚酰胺-酰亚胺(PAI)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚醚酮(PEEK))形成。另外，面板202、背板204和/或核心层200可由热固性材料(诸如但不限于环氧树脂、丙烯酸酯、乙烯基酯、聚氨酯、硅树脂、聚酰亚胺、氰酸酯、聚酯)形成。此外，面板202、背板204和/或核心层200可由金属(诸如但不限于铝、镍、钛、钢、钴铬、镍钴和/或具有低的热膨胀系数(CTE)的镍-铁合金)形成。
图3是如图1和图2中所显示的声衬垫118的核心层200的蜂窝状结构的透视图。出于说明性的目的，从图3中所示出的视图移除面板202。如图3中所示出的那样，多个第一谐振单元209以如下的网格布置定位于背板204上：核心层200的外侧214通过在弯曲表面(在该弯曲表面处，外侧214固定地联结背板204)中大体上对准的规则矩形开口208(在图2中显示)的棋盘形布置(tessellation)而形成矩形网格。联接到背板204的多个第一谐振单元209中的各个第一谐振单元209具有等同的第一形状。在示例性实施例中，第一谐振单元209以限定规则的直立截顶棱锥302的第一形状来体现，截顶棱锥302带有具有近似地相等的面积的四个面304。截顶棱锥302包括第一多边形底面306，第一多边形底面306以带有四条边(例如，n=4)的正方形来体现，四条边中的各条边限定带有第一长度308的第一单元壁底缘216，第一谐振单元209的相应的第一单元壁210沿着第一长度308联接到背板204。在示例性实施例中，相应的第一单元壁210的第一长度308的总和限定第一周长，第一谐振单元209沿着第一周长联接到背板204。
并且，在示例性实施例中，截顶棱锥302包括基本上平面的截头锥(frustum)310，截头锥310与第一多边形底面306基本上轴对称。截头锥310以带有四条边的正方形来体现，四条边中的各条边限定带有第二长度312的第一单元壁顶缘311，第一谐振单元209的相应的第一单元壁210沿着第二长度312联接到面板202(未显示)。在示例性实施例中，相应的第一单元壁210的第二长度312的总和限定第二周长，第一谐振单元209沿着第二周长联接到面板202。此外，截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的第一形状在其中的空间中包含第一容积，第一容积由背板204、面板202以及截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的第一单元壁210限定。
图4是声衬垫118的核心层200的备选实施例的蜂窝状结构的透视图。出于说明性的目的，从图4中所示出的视图移除面板202。如图4中所示出的那样，多个第一谐振单元209以如下的网格布置定位于背板204上：核心层200的外侧214通过在弯曲表面(在该弯曲表面处，外侧214固定地联结背板204)中大体上对准的规则矩形开口208(在图2中显示)的棋盘形布置而形成矩形网格。在备选实施例中，第一谐振单元209的相应的形状沿轴向方向(A)交替。如上文参考图3而显示且描述的那样，多个第一行402中的各个第一行402包括以限定规则的直立截顶棱锥302的第一形状来体现的多个第一谐振单元209。多个第二行404中的各个第二行404包括以限定规则的直立非截顶棱锥406的第一形状来体现的多个第一谐振单元209。第一行402和第二行404因而沿轴向方向(A)交替。非截顶棱锥406具有带有四条边的第一多边形底面306，四条边中的各条边限定第一长度308，第一长度308的总和限定第一周长，非截顶棱锥406类型的第一谐振单元209的相应的第一单元壁408沿着第一周长联接到背板204。在备选实施例中，非截顶棱锥406类型的第一谐振单元209的第一周长近似地等于截顶棱锥302类型的第一谐振单元的第一周长。在未显示的其它实施例中，非截顶棱锥406类型的第一谐振单元209具有与截顶棱锥302类型的第一谐振单元的第一周长不同的第一周长。
并且，在备选实施例中，非截顶棱锥406不包括基本上平面的截头锥310，而是包括限定近似地等于0(零)的第二长度312(在图3中显示)的顶点410。顶点410因而限定如下的点：在该点处，相应的第一单元壁408联接到面板202。此外，在备选实施例中，顶点410限定核心层200的内侧212，并且，从背板204到顶点410的距离限定厚度207。类似地，截头锥310也限定内侧212，并且，从背板204到截头锥310的距离也限定厚度207。第一容积由背板204、面板202以及非截顶棱锥406形状的第一谐振单元209的第一单元壁408限定。
图5是声衬垫118的核心层200的另一备选实施例的蜂窝状结构的透视图。出于说明性的目的，从图5中所示出的视图移除面板202。如图5中所示出的那样，多个第一谐振单元209以如下的网格布置定位于背板204上：核心层200的外侧214通过在弯曲表面(在该弯曲表面处，外侧214固定地联结背板204)中大体上对准的规则矩形开口208(在图2中显示)的棋盘形布置而形成矩形网格。在此备选实施例中，第一谐振单元209的相应的形状沿周向方向(C)交替。如上文参考图3而显示且描述的那样，多个第一列502中的各个第一列502包括以限定规则的直立截顶棱锥302的第一形状来体现的多个第一谐振单元209。多个第二列504中的各个第二列504包括以限定规则的斜的非截顶棱锥506的第一形状来体现的多个第一谐振单元209。第一列502和第二列504因而沿周向方向(C)交替。斜的非截顶棱锥506具有带有四条边的第一多边形底面306，四条边中的各条边限定第一长度308，第一长度308的总和限定第一周长，斜的非截顶棱锥506类型的第一谐振单元209的相应的第一单元壁508沿着第一周长联接到背板204。在此备选实施例中，斜的非截顶棱锥506类型的第一谐振单元209的第一周长近似地等于截顶棱锥302类型的第一谐振单元的第一周长。在未显示的其它实施例中，斜的非截顶棱锥506类型的第一谐振单元209具有与截顶棱锥302类型的第一谐振单元的第一周长不同的第一周长。
并且，在此备选实施例中，斜的非截顶棱锥506不包括基本上平面的截头锥310，而是包括限定近似地等于0(零)的第二长度312(在图3中显示)的顶点510。顶点510因而限定如下的点：在该点处，相应的第一单元壁508联接到面板202，因而顶点510进一步限定核心层200的内侧212，其中，从背板204到顶点510的距离限定厚度207。同样地，截头锥310也限定内侧212，并且，从背板204到截头锥310的距离也限定厚度207。第一容积由背板204、面板202以及斜的非截顶棱锥506形状的第一谐振单元209的第一单元壁508限定。
图6是声衬垫118的核心层200的又一备选实施例的蜂窝状结构的透视图，但其以非环形版本来描绘。出于说明性的目的，从图6中所示出的视图移除面板202。如图6中所示出的那样，多个第一谐振单元209以如下的网格布置定位于背板204上：核心层200的外侧214通过在平面(在该平面处，外侧214固定地联结背板204)中大体上对准的规则矩形开口208(在图2中显示)的棋盘形布置而形成矩形网格。联接到背板204的多个第一谐振单元209中的各个第一谐振单元209具有以非截顶棱锥406来体现的等同的第一形状。第一单元壁408从背板204以第一角602延伸到面板202。如上文参考图4而显示且描述的那样，非截顶棱锥406的第一单元壁408在第一点604处联接到面板202，第一点604由顶点410限定并且具有近似地等于0的第二长度312(在图3中显示)。由背板204、面板202以及相应的非截顶棱锥406类型的第一谐振单元209的第一单元壁408限定的空间在其中包含第一容积606。
在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括具有四个第二单元壁610的多个第二谐振单元608。第二单元壁610形成为三角形平面板，其跨越两个相邻的非截顶棱锥406类型的第一谐振单元209的第一点604和限定在四个相邻的非截顶棱锥406类型的第一谐振单元209在背板204上相接的位置处的第二点612。第二单元壁610沿着带有第三长度614的第二单元壁底缘613联接到面板202。相应的第二单元壁610的第三长度614的总和限定第三周长，第二谐振单元608沿着第三周长联接到面板202。
第二单元壁610同样地从面板202上的两个相应的第一点604中的各个以第二角616延伸到背板204上的第二点612。在此备选实施例中，第二角616近似地等于第一角602。并且，在此备选实施例中，第二单元壁610在第二点612处联接到背板204，其中，第二点612限定小于第三长度614并且近似地等于0的第四长度。因而，在此备选实施例中，第二谐振单元608限定多面体第二形状，其具有与非截顶棱锥406类型的第一谐振单元209近似地等同的尺寸(例如，限定第二形状的顶点的第二点612和近似地等于如上文参考图4而显示且描述的第一长度308的第三长度614)，但其中，第二形状相对于面板202和背板204而具有相对于第一形状而相反的取向。在此，第二形状限定具有以四个第二单元壁610来体现的四个等边三角形面的规则的直立非截顶棱锥多面体，并且，第三周长限定具有四条边的正方形多边形底面，其中，各条边具有第三长度614。因此，在此备选实施例中，第二谐振单元608的四个第二单元壁610沿着第三周长联接到面板202。此外，在此备选实施例中，由背板204、面板202以及相应的第二谐振单元608的第二单元壁610限定的空间在其中包含第二容积618，其中，第二容积618近似地等于第一容积606。
并且，在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括多个第三谐振单元620。第三谐振单元620限定与第一形状和第二形状不同的第三形状(例如，带有四个等边三角形面的规则的非棱锥多面体)。第三形状进一步由两个相邻的非截顶棱锥406类型的第一谐振单元209的两个第一点604和两个第二点612限定。此外，在此备选实施例中，第三谐振单元620具有由两个相对的第一单元壁408、两个相邻的第二单元壁610、背板204以及面板202限定的第三容积622。因而，在此备选实施例中，声衬垫118中的核心层200的总容积近似地等于多个第一谐振单元209的第一容积606、多个第二谐振单元608的第二容积618以及多个第三谐振单元620的第三容积622的总和。
图7是声衬垫118的核心层200的再一备选实施例的蜂窝状结构的透视图，但其以非环形版本来描绘。出于说明性的目的，从图7中所示出的视图移除面板202。如图7中所示出的那样，多个第一谐振单元209以如下的隔开布置定位于背板204上：在轴向(A)方向上，相邻的第一谐振单元209以第一间隙距离702分开，并且，在周向(C)方向上，相邻的第一谐振单元209以第二间隙距离704分开。在此备选实施例中，第一间隙距离702近似地等于第二间隙距离704。在未显示的其它实施例中，第二间隙距离704不同于第一间隙距离702。
在此备选实施例中，联接到背板204的多个第一谐振单元209中的各个第一谐振单元209具有以截顶棱锥302来体现的等同的第一形状。第一单元壁210从背板204以第一角602延伸到面板202。截顶棱锥302的四个第一单元壁210沿着截头锥310的第二周长联接到面板202。在此备选实施例中，截头锥310具有四条边，其各自具有大于0的第二长度312，并且其中，截头锥310进一步由四个截头锥点705限定。按如图7中所示出的顺时针顺序，截头锥点705包括第一截头锥点706、第二截头锥点708、第三截头锥点710以及第四截头锥点712。由背板204、面板202(例如，在截头锥310处)以及相应的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的第一单元壁210限定的空间在其中包含第一容积714。
在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括具有四个第二单元壁718的多个第二谐振单元716。第二单元壁718形成为梯形平面板，其跨越相邻的截头锥310的两个截头锥点705和相邻的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的第一多边形底面306的相邻的拐角722的两个拐角点720。第二单元壁718沿着带有第三长度724的第二单元壁底缘723联接到面板202。相应的第二单元壁718的第三长度724的总和限定第三周长，第二谐振单元716沿着第三周长联接到面板202。
第二单元壁718同样地从面板202上的两个相应的截头锥点705中的各个以第二角616延伸到背板204上的相应的拐角点720。在此备选实施例中，第二角616近似地等于第一角602。在未显示的其它实施例中，第二角616不同于第一角602，其中，例如且无限制地，第一谐振单元209以不规则截顶棱锥和斜截顶棱锥中的至少一个来体现。并且，在此备选实施例中，第二单元壁718沿着带有小于第三长度724并且大于0的第四长度725的第二单元壁顶缘732联接到背板204。因而，在此备选实施例中，第二谐振单元716限定多面体第二形状，其具有与截顶棱锥302类型的第一谐振单元209近似地等同的尺寸(例如，限定正方形形状的截头锥的四个拐角点720和近似地等于如上文参考图3而显示且描述的第一长度308的第三长度724)，但其中，第二形状相对于面板202和背板204而具有相对于第一形状而相反的取向。在此，第二形状限定具有以四个第二单元壁718来体现的四个梯形面的规则的直立截顶棱锥多面体，并且，第三周长限定具有四条边的正方形多边形底面，其中，各条边具有第三长度724。因此，在此备选实施例中，第二谐振单元716的四个第二单元壁718沿着第三周长联接到面板202。此外，在此备选实施例中，由背板204、面板202以及相应的第二谐振单元716的第二单元壁718限定的空间在其中包含第二容积726，其中，第二容积726近似地等于第一容积714。
并且，在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括多个第三谐振单元728。第三谐振单元728限定与第一形状和第二形状不同的第三形状(例如，带有四个梯形面和两个矩形面的不规则非棱锥多面体)。第三形状进一步由两个相邻的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的四个截头锥点705和四个拐角点720限定。此外，在此备选实施例中，第三谐振单元728具有由两个相对的第一单元壁210、两个相邻的第二单元壁718、背板204以及面板202限定的第三容积730。因而，在此备选实施例中，声衬垫118中的核心层200的总容积近似地等于多个第一谐振单元209的第一容积714、多个第二谐振单元716的第二容积726以及多个第三谐振单元728的第三容积730的总和。
在未显示的其它实施例中，并且例如且无限制地，在第一间隙距离702不同于第二间隙距离704的情况下，第一形状、第二形状以及第三形状中的各个具有相对于彼此而不同的形状。在这样的其它实施例中，多个第一谐振单元209均具有带有相同尺寸的相同形状。然而，在第一间隙距离702小于第二间隙距离704的情况下，第二形状以不规则的直立截顶棱锥来体现，并且必然地具有与第一形状不同的形状。类似地，与诸如上文参考图6和图7而显示且描述的实施例的实施例相反，声衬垫118的核心层200不需要具有背板204上的多个第一谐振单元209的规则间隔，并且引申开来，不需要具有多个第一谐振单元209、第二谐振单元716以及第三谐振单元728的间隔的规则布置。例如且无限制地，在零值距离(例如，如图6中所显示的实施例中的那样)到非零值距离(例如，如图7中所显示的实施例中的那样)之间沿轴向(A)方向随机地变化的第一间隙距离702造成第二容积726和第三容积730沿轴向(A)方向的随机分布。类似地，在零值距离与非零值距离之间沿周向(C)方向随机地变化的第二间隙距离704造成第二容积726和第三容积730沿周向(C)方向的随机分布。此外，在未显示的再一些其它实施例中，第一谐振单元209的形状和/或尺寸沿轴向(A)方向和周向(C)方向中的至少一个随机地变化，从而除了造成第二容积726和第三容积730的随机分布之外，还造成第一容积714沿相应的方向的随机分布。
图8是图2中所显示的声衬垫118的核心层200的示例性实施例的蜂窝状结构的平面视图，但其以非环形版本来描绘。图9是沿着标记为“S-S”的截面线截取的在图8中显示的声衬垫118的核心层200的截面视图。出于说明性的目的，从图8中所示出的视图移除面板202。参考图8，多个第一谐振单元209以如下的网格布置定位于背板204上：与上文参考图7而显示且描述的实施例形成对照，第一间隙距离702和第二间隙距离704各自近似地等于0。
在此备选实施例中，联接到背板204的多个第一谐振单元209中的各个第一谐振单元209具有以截顶棱锥302来体现的等同的第一形状。如上文参考图3而显示且描述的那样，截顶棱锥302的四个第一单元壁210沿着截头锥310的第二周长联接到面板202，截头锥310带有具有限定于截头锥点705之间的第二长度312的边。由背板204、面板202(例如，在截头锥310处)以及相应的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的第一单元壁210限定的空间在其中包含第一容积814。
在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括具有四个第二单元壁818的多个第二谐振单元816。第二单元壁818形成为三角形平面板，其跨越相邻的截头锥310的两个截头锥点705和相邻的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的第一多边形底面306的共用拐角822的共用拐角点820。第二单元壁818沿着带有第三长度824的第二单元壁底缘823联接到面板202。相应的第二单元壁818的第三长度824的总和限定第三周长，第二谐振单元816沿着第三周长联接到面板202。
并且，在此备选实施例中，第二单元壁818在具有近似地等于0的第四长度的相应的拐角点820处联接到背板204。因而，第二谐振单元816限定具有由共用拐角点820限定的顶点的规则的直立非截顶棱锥第二形状，其具有与截顶棱锥302类型的第一谐振单元209近似地等同的尺寸，但其中，第二形状相对于面板202和背板204而具有相对于第一形状而相反的取向。因此，在此备选实施例中，第二谐振单元816的四个第二单元壁818沿着第三周长联接到面板202。此外，在此备选实施例中，由背板204、面板202以及相应的第二谐振单元816的第二单元壁818限定的空间在其中包含第二容积826。
并且，在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括多个第三谐振单元828。第三谐振单元828限定与第一形状和第二形状不同的第三形状(例如，带有两个梯形面、两个三角形面以及一个矩形面的不规则的非棱锥多面体)。第三形状进一步由两个相邻的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的四个截头锥点705和两个拐角点820限定。此外，第三谐振单元828具有由两个相对的第一单元壁210、两个相邻的第二单元壁818、背板204以及面板202限定的第三容积830。因而，在此备选实施例中，声衬垫118中的核心层200的总容积近似地等于多个第一谐振单元209的第一容积814、多个第二谐振单元816的第二容积826以及多个第三谐振单元828的第三容积830的总和。
现在参考图9，第一单元壁210从背板204以第一角602延伸到面板202。第二单元壁818同样地从面板202上的第一截头锥点706和第二截头锥点708中的各个以第二角616延伸到背板204上的相应的共用拐角点820。在此备选实施例中，第二角616近似地等于第一角602。在未显示的其它实施例中，第二角616不同于第一角602，其中，例如且无限制地，第一谐振单元209以不规则截顶棱锥和斜截顶棱锥中的至少一个来体现。
并且，在此备选实施例中，厚度207近似地等于1(一)英寸，第一长度308近似地等于1英寸的3/4(四分之三)，并且，第二长度312近似地等于1英寸的3/8(八分之三)。此外，在备选实施例中，多个孔眼203中的各个孔眼203的孔眼中心线904之间的间隔距离902近似地等于第二长度312，并且，孔眼直径906近似地等于1英寸的1/20(二十分之一)。在未显示的其它实施例中，第一长度308、第二长度312、间隔距离902以及孔眼直径906中的至少一个具有与上文所指定的那些值不同的值。此外，孔眼203接近截头锥310、第二谐振单元816以及第三谐振单元828而定位于面板202上，以促进声衬垫118的外部908与第一容积814之间的流体和气体交换，以实现继将核心层200部署于潮湿和/或湿润的操作条件下之后使核心层200干燥。
图10是图2中所显示的声衬垫118的核心层200的又一备选实施例的蜂窝状结构的透视图，但其以非环形版本来描绘。出于说明性的目的，从图10中所示出的视图移除面板202。如图10中所示出的那样，多个第一谐振单元209以如下的偏移布置定位于背板204上：拐角点720并非在多个相邻的第一谐振单元209之中共用。在此备选实施例中，第一间隙距离702和第二间隙距离704(如上文参考图7而显示且描述的那样)各自近似地等于0。在未显示的其它实施例中，第一间隙距离702和第二间隙距离704中的至少一个大于0，这造成拐角点720的数量增加。
在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括具有两个第二单元壁804的多个第二谐振单元802。第二单元壁804形成为三角形平面板，其跨越相邻的截头锥310的两个截头锥点705和相邻的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的第一多边形底面306的一个共用拐角点720。第二单元壁804沿着带有第三长度806的第二单元壁底缘805联接到面板202。相应的第二单元壁804的第三长度806的总和加上相对的第一单元壁210的两个第二长度312(例如，在第一截头锥点706与第四截头锥点712之间和在第二截头锥点708与第三截头锥点710之间)的总和限定第三周长，第二谐振单元802沿着第三周长联接到面板202。
第二单元壁804同样地从面板202上的相应的截头锥点705以第二角616延伸到背板204上的相应的拐角点720。在此备选实施例中，第二角616近似地等于第一角602。在未显示的其它实施例中，第二角616不同于第一角602，其中，例如且无限制地，第一谐振单元209以不规则截顶棱锥和斜截顶棱锥中的至少一个来体现。并且，在此备选实施例中，第二单元壁804在相应的拐角点720(例如，其具有近似地等于0的第四长度)处联接到背板204。因而，在此备选实施例中，第二谐振单元802限定具有与第一形状不同的形状的不规则的多面体第二形状。此外，在此备选实施例中，由背板204、面板202以及相应的第二谐振单元802的第二单元壁804限定的空间在其中包含第二容积808。在未显示的其它实施例中，图10中所示出的核心层200进一步包括多个第三谐振单元。在这样的其它实施例中，第三谐振单元包括第三单元壁，第三单元壁形成为跨越拐角点720和截头锥点705的预先确定的组合的基本上平面的板。此外，多个第三单元壁能够形成于拐角点720和截头锥点705的多个组合之间，并且因此，多个第三谐振单元能够以多个不同的第三形状形成。
图11是图4中所显示的声衬垫118的核心层200的蜂窝状结构的透视图，但其以非环形版本来描绘。出于说明性的目的，从图11中所示出的视图移除面板202。如图4和图11中所示出的那样，多个第一谐振单元209以如下的网格布置定位于背板204上：核心层200的外侧214通过在平面(在该平面处，外侧214固定地联结背板204)中大体上对准的规则矩形开口208(在图2中显示)的棋盘形布置而形成矩形网格。联接到背板204的多个第一谐振单元209中的各个第一谐振单元209不具有等同的第一形状。更确切地说，如图4和图11中所显示的那样，第一谐振单元209的相应的第一形状沿轴向方向(A)交替，其中第一行402包括以限定具有截头锥310的规则的直立截顶棱锥302的第一形状来体现的第一谐振单元209a，并且，第二行404包括以限定具有顶点410的规则的直立非截顶棱锥406的第一形状来体现的第一谐振单元209b。第一谐振单元209a的第一单元壁210从背板204以第一角1102延伸到面板202，并且，第一谐振单元209b的第一单元壁408从背板204以第一角1104延伸到面板202。在此备选实施例中，第一角1102大于第一角1104，这是因为截头锥310和顶点410两者均限定从背板204到面板202的厚度207。
在此备选实施例中，第二形状同样地沿轴向方向(A)交替。由于第一谐振单元209a和第一谐振单元209b的第一形状不同，故存在于第一行402与第二行404之间的第二谐振单元1108a具有以不规则的直立棱锥来体现的第二形状。第二谐振单元1108a包括四个第二单元壁1110。沿周向方向(C)彼此相对的两个第二单元壁1110a形成为平面三角形板，其跨越顶点410、一个截头锥点705以及一个共用拐角点720。第二单元壁1110a沿着带有第三长度1112a的第二单元壁底缘1111a联接到面板202。第二单元壁1110a具有近似地相等的面积。第二单元壁1110b和第二单元壁1110c沿轴向方向(A)彼此相对，并且具有不同的面积。第二单元壁1110b形成为平面三角形板，其跨越共用拐角点720和相邻的截头锥310的两个截头锥点705。第二单元壁1110c形成为平面三角形板，其跨越共用拐角点720和两个相邻的顶点410。第二单元壁1110b沿着带有第三长度1112b的第二单元壁底缘1111b联接到面板202，并且，第二单元壁1110c沿着带有大于第三长度1112b的第三长度1112c的第二单元壁底缘1111c联接到面板202。
并且，在此备选实施例中，由背板204、面板202以及相应的第二谐振单元1108a的第二单元壁1110限定的空间在其中包含第二容积1118。并且，由于第一谐振单元209a和第一谐振单元209b的第一形状不同，故存在于第二行404与第一行402之间的第二谐振单元1108b同样地具有以不规则的直立棱锥来体现但带有相对于轴向方向(A)而与第二谐振单元1108a的第二形状相反的取向的第二形状。如上文参考第二谐振单元1108a而描述的那样，第二谐振单元1108b同样地限定在其中包含第二容积1118的空间。
此外，在此备选实施例中，第三形状同样地沿轴向方向(A)交替。由于第一谐振单元209a和第一谐振单元209b的第一形状不同，故存在于相邻的第一谐振单元209a之间的第三谐振单元1128具有以带有两个梯形面、两个三角形面以及一个矩形面的不规则的非棱锥多面体来体现的第三形状。此外，在此备选实施例中，第三谐振单元1128具有由相邻的第一谐振单元209a的两个相对的第一单元壁210、两个相邻的第二单元壁1110b、背板204以及面板202限定的第三容积1130。并且，由于第一谐振单元209a和第一谐振单元209b的第一形状不同，故存在于相邻的第一谐振单元209b之间的第三谐振单元1120具有以带有四个等边三角形面的规则的非棱锥多面体来体现的第三形状。第三谐振单元1120具有由相邻的第一谐振单元209b的两个相对的第一单元壁408、两个相邻的第二单元壁1110c、背板204以及面板202限定的第三容积1122。
此外，由于第一谐振单元209a和第一谐振单元209b的第一形状不同，故在此备选实施例中，核心层200包括多个第四谐振单元1150。第四谐振单元1150a具有以不规则的非棱锥多面体来体现的第四形状，该不规则的非棱锥多面体具有带有近似地相等的面积的两个三角形面(两个相邻的第二单元壁1110a)、由面板202限定的一个额外的三角形面、一个梯形面(一个第一单元壁210)以及第四三角形面(一个第一单元壁408)。第四谐振单元1150同样地具有第四容积1152，其由背板204、面板202、一个第一单元壁210、一个第一单元壁408以及第二谐振单元1108a的沿周向方向(C)邻接的两个相邻的第二单元壁1110a所封闭的空间包含。并且，由于第一谐振单元209a和第一谐振单元209b的第一形状不同，故第四谐振单元1150b具有第四容积1152。第四谐振单元1150b同样地具有以如上文针对第四谐振单元1150a而描述的不规则的非棱锥多面体来体现但带有相对于轴向方向(A)而与第四谐振单元1150a的第四形状相反的取向的第四形状。因而，在此备选实施例中，多个第四谐振单元1150的第四形状沿轴向方向(A)交替。
在未显示的其它实施例中，并且例如且无限制地在轴向方向(A)和周向方向(C)的取向相对于图11中所示出的取向而反转的情况下，第二形状、第三形状以及第四形状中的至少一个沿周向(C)方向交替。在这样的其它实施例中，第一形状沿周向方向的交替(例如，如上文参考图5而显示且描述的那样)实现第一形状、第二形状、第三形状以及第四形状中的至少一个沿周向方向(C)的交替。
图12是图2中所显示的声衬垫118的核心层200的另一备选实施例的蜂窝状结构的平面视图，但其以非环形版本来描绘。图13是图12中所显示的声衬垫118的核心层200的透视图。出于说明性的目的，从图12和图13中所示出的视图移除面板202。参考图12，多个第一谐振单元1201定位于背板204上，使得核心层200的外侧214通过在平面(在该平面处，外侧214固定地联结背板204)中大体上对准的规则三角形开口1202的棋盘形布置而形成三角形网格。联接到背板204的多个第一谐振单元1201中的各个第一谐振单元1201具有以带有三角形的第一多边形底面1205的非截顶棱锥1204来体现的第一形状，三角形的第一多边形底面1205具有三条边(例如，n=3)，三条边各自具有第一长度308，第一长度308的总和为第一周长。在未显示的其它实施例中，多个第一谐振单元1201中的至少一个第一谐振单元1201具有以具有三角形截头锥的截顶棱锥来体现的第一形状，该三角形截头锥带有各自具有第二长度312(在图3中显示)并且总和为第二周长的三条边。第一谐振单元1201包括三个第一单元壁1206，这些第一单元壁1206中的各个从背板204以第一角1302延伸到面板202。非截顶棱锥1204的第一单元壁1206在第一点1208处联接到面板202，第一点1208由顶点1210限定并且具有近似地等于0的第二长度312。由背板204、面板202以及相应的非截顶棱锥1204类型的第一谐振单元1201的第一单元壁1206限定的空间在其中包含第一容积1304。
现在参考图13，在此备选实施例中，核心层200包括具有两个第二单元壁1307的多个第二谐振单元1306。第二单元壁1307形成为三角形平面板，其跨越一个共用拐角点720和相邻的第一谐振单元1201的两个顶点1210。第二单元壁1307沿着带有第三长度1309的第二单元壁底缘1308联接到面板202。在未显示的其它实施例中，具有多个第一谐振单元1201的核心层200进一步包括多个第三谐振单元，这些第三谐振单元具有与第二谐振单元1306相同的形状和不同的形状中的至少一种。
图14是图2中所显示的声衬垫118的核心层200的又一备选实施例的部分的等距局部剖视图，但其以非环形版本来描绘。在此备选实施例中，多个第一谐振单元1409定位于背板204上，在这些第一谐振单元1409之间有第一间隙距离702和第二间隙距离704。联接到背板204的多个第一谐振单元1409中的各个第一谐振单元1409具有等同的第一形状。并且，在此备选实施例中，第一谐振单元1409以限定直立截顶锥1412的第一形状来体现。截顶锥1412包括以具有半径和限定第一长度308的第一圆周1415的圆来体现的环形底面1414(例如，带有具有无限数量的边的底面的截顶棱锥)。第一谐振单元1409沿着第一圆周联接到背板204。
并且，在此备选实施例中，第一谐振单元1409包括基本上平面的圆截头锥1416，圆截头锥1416具有第二圆周1418，第二圆周1418限定第二长度312(在图3中显示)，第一谐振单元1409沿着第二长度312在截头锥1416处联接到面板202。第二圆周1418小于第一圆周1415。环形底面1414与截头锥1416之间的距离近似地等于核心层200的厚度207。此外，截顶锥1412类型的第一谐振单元1409的第一形状在其中包含第一容积1420，第一容积1420由背板204、面板202以及截顶锥1412类型的第一谐振单元1409的一个弓状的第一单元壁1422限定。在未显示的其它实施例中，第一谐振单元1409的第一形状限定下者中的至少一个：直立的非截顶圆锥、斜的非截顶圆锥、直立截顶椭圆(例如，长椭圆)锥、直立的非截顶椭圆锥、斜的椭圆截顶锥以及斜的非截顶锥。
图15是图14中所显示的核心层200的蜂窝状结构的透视图。出于说明性的目的，从图14中所示出的视图移除面板202。如图14中所示出的那样，多个第一谐振单元1409以如下的隔开布置定位于背板204上：在轴向(A)方向上，相邻的第一谐振单元1409以第一间隙距离702分开，并且在周向(C)方向上，相邻的第一谐振单元1409以第二间隙距离704分开。在此备选实施例中，第一间隙距离702近似地等于第二间隙距离704。在未显示的其它实施例中，第二间隙距离704不同于第一间隙距离702。
在此备选实施例中，第一单元壁1422从背板204相对于第一谐振单元1409的中心线1504以第一角1502延伸到面板202，中心线1504在底面中心1506与截头锥中心1508之间绘制。由背板204、面板202(例如，在截头锥1416处)以及相应的截顶锥1412类型的第一谐振单元1409的第一单元壁1422限定的空间在其中包含第一容积1420。并且，在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括具有四个第二单元壁1512的多个第二谐振单元1510。第二单元壁1512形成为梯形平面板，其跨越相邻的截头锥1416的截头锥点1514和相邻的环形底面1414的两个底面点1516。第二单元壁1512沿着带有第三长度1518的第二单元壁底缘1517联接到面板202。相应的第二单元壁1512的第三长度1518的总和限定具有第三周长的正方形，第二谐振单元1510沿着第三周长联接到面板202。
第二单元壁1512同样地从面板202上的各个截头锥点1514以第二角1520延伸到背板204上的相应的底面点1516。在此备选实施例中，第二单元壁1512沿着带有小于第三长度1518并且大于0的第四长度1522的第二单元壁顶缘1521联接到背板204。因而，在此备选实施例中，第二谐振单元1510限定以具有四个梯形面的多面体来体现的第二形状，四个梯形面以四个第二单元壁1512来体现，并且，第三周长限定具有四条边的正方形多边形底面，其中，各条边具有第三长度1518。因此，在此备选实施例中，第二谐振单元1510的四个第二单元壁1512沿着第三周长联接到面板202。此外，在此备选实施例中，由背板204、面板202以及相应的第二谐振单元1510的第二单元壁1512限定的空间在其中包含第二容积1524。
并且，在此备选实施例中，声衬垫118的核心层200包括多个第三谐振单元1526。第三谐振单元1526限定第三形状(例如，三维形状，其包括由相邻的第二谐振单元1510的两个相邻的第二单元壁1512限定的两个梯形面和由相邻的第一谐振单元1409的相对的第一单元壁1422的面向第三谐振单元1526中的部分限定的两个凸形面)。第三形状进一步由两个相邻的截顶锥1412类型的第一谐振单元1409的四个截头锥点1514和四个底面点1516限定。此外，在此备选实施例中，第三谐振单元1526具有由两个相邻的第一单元壁1422的部分、两个相邻的第二单元壁1512、背板204以及面板202限定的第三容积1528。因而，在此备选实施例中，声衬垫118中的核心层200的总容积近似地等于多个第一谐振单元1409的第一容积1420、多个第二谐振单元1510的第二容积1524以及多个第三谐振单元1526的第三容积1528的总和。
在未显示的其它实施例中，并且例如且无限制地在第一间隙距离702不同于第二间隙距离704的情况下，第一形状、第二形状以及第三形状中的各个具有相对于彼此而不同的形状。在这样的其它实施例中，多个第一谐振单元1409均具有带有相同尺寸的相同形状。然而，在第一间隙距离702小于第二间隙距离704的情况下，第二形状以不规则的直立截顶棱锥来体现。类似地，与诸如上文参考图14和图15而显示且描述的实施例的实施例相反，声衬垫118的核心层200不需要具有背板204上的多个第一谐振单元1409的规则间隔，并且引申开来，不需要具有多个第一谐振单元1409、第二谐振单元1510以及第三谐振单元1526的间隔的规则布置。例如且无限制地，在零值距离到非零值距离之间沿轴向(A)方向随机地变化的第一间隙距离702造成第二容积1524和第三容积1528沿轴向(A)方向的随机分布。类似地，在零值距离与非零值距离之间沿周向(C)方向随机地变化的第二间隙距离704造成第二容积1524和第三容积1528沿周向(C)方向的随机分布。在未显示的再一些其它实施例中，第一谐振单元1409的尺寸沿轴向(A)方向和周向(C)方向中的至少一个随机地变化，从而除了造成第二容积1524和第三容积1528的随机分布之外，还造成第一容积1420沿相应的方向的随机分布。此外，在未显示的再一些其它实施例中，第一谐振单元1409的形状和/或尺寸沿轴向(A)方向和周向(C)方向中的至少一个随机地变化，从而除了造成第二容积1524和第三容积1528的随机分布之外，还造成第一容积1420沿相应的方向的随机分布。
图16是声衬垫118的核心层200的操作的图解表示(即，图表1600)。如图16中所示出的那样，图表1600描绘了声吸收系数(α，y轴)与以赫兹为单位的频率(Hz，x轴)的六条曲线(假定130分贝(dB)的入射于面板202上的声压级(SPL))。第一曲线1602、第二曲线1604以及第三曲线1606表示已知的单自由度(SDOF)声衬垫核心层上的三个不同的位置处的针对高达大约6500 Hz的声吸收。第一曲线1602、第二曲线1604以及第三曲线1606在大约1500Hz处共用大约0.90的近似地相等的吸收系数峰值，其中在从大约1100 Hz到大约1700 Hz的频带中，吸收系数维持高于大约0.80。并且，在从大约700 Hz到大约2000 Hz的频带中，第一曲线1602、第二曲线1604以及第三曲线1606使吸收系数维持高于大约0.60。从2000 Hz到6500 Hz，第一曲线1602、第二曲线1604以及第三曲线1606的吸收系数值以大约相同的速率指数地衰减到6500 Hz处的大约0.15。
图表1600还包括第四曲线1608、第五曲线1610以及第六曲线1612，这些曲线表示具有带有基本上如参考图2和图3而显示且描述的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的核心层200的连续自由度(CDOF)声衬垫118上的三个不同的位置处的声吸收。第四曲线1608、第五曲线1610以及第六曲线1612在从大约800 Hz到大约3800 Hz的范围内变动的多个频率处达到大约1.00的吸收系数峰值。并且，在从大约1000 Hz到大约2700 Hz和从大约3300 Hz到大约3800 Hz的两个频带中，第四曲线1608、第五曲线1610以及第六曲线1612使吸收系数维持高于大约0.80。此外，在从大约400 Hz到大约4400 Hz的频带中，第四曲线1608、第五曲线1610以及第六曲线1612使吸收系数维持高于大约0.60。从4400 Hz到6500Hz，第四曲线1608、第五曲线1610以及第六曲线1612的吸收系数值以近似地相同的速率指数地衰减到6500 Hz处的大约0.19。图表1600因而示出了基于CDOF的声衬垫118的核心层200中的与已知的SDOF声衬垫核心层相比而显著地更宽的频带，其扩展到较低的频率中并且具有大于0.60和大于0.80的吸收系数值。
图17是噪声审定点的示意图，其中，在测量方案1900中确定有效感知噪声级(EPNL)值。在测量方案1900中，在具有声衬垫118的涡扇发动机100的操作期间获取EPNL值，声衬垫118带有包括基本上如上文参考图2和图3而显示且描述的截顶棱锥302类型的第一谐振单元209的核心层200。在三个审定点处获取EPNL测量值。测量方案1900包括第一审定点1902，第一审定点1902与针对地面1904上的跑道1903的在飞行器1901的主瓣宽度(MLW)下的空中进场(airborne approach)(AP)对应。第一审定点1902在地面1904上定位成近似地位于空中飞行器1901的正下方并且垂直于空中飞行器1901，并且距飞行器1901在跑道1903上的着陆点1906大约2000米(m)。并且，在第一审定点1902处，着陆点1906和飞行器1901的中心机翼点1908相对于地面1904而限定近似地等于3度的角1910。
测量方案1900还包括第二审定点1912，第二审定点1912与飞行器1901从跑道1903升起之后的最大起飞重量(MTOW)下的横侧(sideline)(SL)对应。第二审定点1912在地面1904上定位成相对于跑道点1914而侧向地偏移大约450 m，在飞行器1901已从跑道1903起飞之后，跑道点1914以大约1000 m近似地位于中心机翼点1908的正下方并且垂直于中心机翼点1908。在从跑道1903起飞之后，飞行器1901到达航线1918上的发动机推力下降点1916，在发动机推力下降点1916处，涡扇发动机100的推力减小并且航线1918的升角相对于地面1904也减小。测量方案1900进一步包括第三审定点1920，第三审定点1920与起飞之后的飞行器1901的MTOW下的飞越(cutback)(CB)对应。第三审定点1920在地面1904上定位成沿着跑道中心线1922距着陆点1906大约6500 m。
图18是使来自生成声波流的源的噪声衰减的方法2100的流程图。在示例性实施例中，方法2100包括在声结构的核心层的第一表面处接收2102包括多个频率分量的声波流，核心层包括占据核心层的厚度的多个谐振单元。方法2100还包括：将声波流引导2104至核心层中；以及将声波流从多个谐振单元中的第一谐振单元的第一表面反射2106到多个谐振单元中的第二谐振单元的第二表面。方法2100还包括：基于反射而至少部分地消除2108多个频率分量中的至少一些；以及在每次反射时吸收2110所反射的声波流的能量含量的部分。
图19是根据本公开的示例性实施例的声衬垫118的另一实施例的侧视图。在示例性实施例中，额外的结合区(bonding land)2200形成于沿着面板202的截头锥点(诸如但不限于第一截头锥点706和第二截头锥点708)处。结合区2200还形成于背板204上的拐角点(诸如但不限于拐角点820)处。结合区2200提供用于使单元壁210联接到面板202和/或背板204的额外的结合区域。额外的结合区域包括改进结合区域中的强度的厚度2202。
在多种实施例中，单元壁210弓状地形成于相邻的单元209之间。例如，单元壁210可相对于任何特定的单元209而形成为凹形的或凸形的。在其它实施例中，单元壁210包括从单元壁210的表面延伸到单元209中的挡板或表面延伸部2204。表面延伸部2204是相对大的结构，而不仅仅是表面处理部。在多种实施例中，表面延伸部2204包括大于单元壁210的厚度2207的两倍的长度2205。在其它实施例中，表面延伸部2204包括为单元壁210的厚度的五倍的长度。在再一些其它实施例中，表面延伸部2204包括为单元壁210的厚度的十倍的长度。表面延伸部2204可从单元壁210以直角2206或以非正交角2208延伸。表面延伸部2204定尺寸且沿着单元壁210定位成使声能在单元209内的反射最大并且改进单元209内的谐振。尽管示出为在各个单元壁210上具有单个表面延伸部2204，但任何数量的表面延伸部可沿着单元壁210隔开。此外，任何单元壁210上的表面延伸部2204之间的间隔可为均匀或不均匀的。
图20是根据本公开的另一示例性实施例的声衬垫118的侧视图。在示例性实施例中，声衬垫118具有环形构造，并且沿着管道内壁112(在图1中显示)设置。声衬垫118的厚度2300沿着声衬垫118的长度变化。在示例性实施例中，声衬垫118形成为非圆柱形声衬垫118，并且沿着从风扇叶片106的上游2301的位置延伸到风扇叶片106的下游的位置的管道内壁112定位，且/或沿着机舱102(在图1中显示)或涡扇发动机100(在图1中显示)内的其它构件、管道或外壳(其中，噪声抑制(例如，衰减)为适当的，或其能够拦截并且抑制具有预先确定的范围的频率的噪声)的非旋转部分定位。在示例性实施例中，多个声单元2302由多个单元壁2304(其与单元壁210(在图2中显示)类似)形成。单元壁2304在面板2306与背板2308(其与面板202和背板204(在图2中显示)类似)之间延伸。在多种实施例中，单元壁2304在相邻的单元壁2304与面板2306之间的各个联结部2312处形成相等的角2310。在其它实施例中，声单元2302均匀地间隔开，这是因为联结部2312之间的距离2314近似地相等。
根据前面的描述和相关联的附图理解到，核心层上的第一谐振单元的大体上棱锥的形状作为示例而呈现，而并非在限制性的意义上呈现。可使用声衬垫核心层中的第一谐振单元的取向的另外的变型(无限制地包括核心层中的第二、第三和/或第四谐振单元相对于第一谐振单元的定位)来实现其它声波吸收性质和声操作特性。针对不具有面板和背板的声衬垫和声结构的核心层而利用的这样的其它实施例仍然落在用于实现相对于已知的SDOF和两自由度(2DOF)核心层而更多数量的频率的声抑制的在本文中描述的CDOF声衬垫的范围内。此外，上文描述的结构、系统以及方法不限于本文中所描述的具体实施例，而是，系统的构件或方法的步骤可相对于本文中所描述的其它构件或步骤而独立地且分开地利用。例如，具有上文描述的核心层的声结构还可在不同于运载工具的应用和其它发动机(其中，基于CDOF的声结构对于多种环境中的噪声抑制(例如，噪声阻尼)而言为合乎期望的)中使用，并且与任何数量的其它声波吸收系统和方法组合来使用。
另外，应当理解到，泡沫材料可在声衬垫118的单元内使用或环绕声衬垫118的单元而使用。这样的泡沫材料可促进声衬垫118的声性能和/或声衬垫118的结构强度。
尽管本公开的多种实施例的具体特征可在一些附图中显示而不在其它附图中显示，但这仅是为了方便起见。根据本公开的原理，附图的任何特征均可与任何其它附图的任何特征组合来引用和/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)，并且还使本领域中的任何技术人员能够实践实施例(包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法)。本公开的可专利性范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元件，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种声衬垫，包括：
面板；
与所述面板隔开的背板；和
限定设置在所述面板和所述背板之间的蜂窝状结构的核心层，所述核心层包括：
联接到所述背板的多个第一谐振单元，所述第一谐振单元中的每个包括：
沿第一单元壁底缘联接到所述背板的第一单元壁，所述第一单元壁从所述背板朝向所述面板延伸，所述第一单元壁进一步沿第一单元壁顶缘联接到所述面板，
其中所述第一谐振单元中的每个的第一单元壁包括从所述第一单元壁的表面延伸的表面延伸部。
2.根据权利要求1所述的声衬垫，其中，所述第一谐振单元中的每个的第一单元壁具有厚度并且所述第一单元壁中的每个的表面延伸部具有长度，其中所述长度是所述厚度的两倍。
3.根据权利要求1所述的声衬垫，其中，所述表面延伸部中的每个以直角从所述第一单元壁的表面延伸。
4.根据权利要求1所述的声衬垫，其中，所述表面延伸部中的每个以非正交角从所述第一单元壁的表面延伸。
5.根据权利要求1所述的声衬垫，其中，所述多个第一谐振单元中的每个限定在由所述面板、所述背板和多个相邻的第一单元壁限定的腔内，其中所述表面延伸部中的每个延伸进入所述腔中的一个并且仅部分地朝向多个相邻的第一单元壁中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的声衬垫，其中，所述第一谐振单元中的每个的第一单元壁包括沿所述第一单元壁隔开的多个表面延伸部，其中在多个表面延伸部中的每个之间的间隔是不均匀的。
7.根据权利要求1所述的声衬垫，其中，所述第一谐振单元中的每个的第一单元壁在所述面板和所述背板之间弓状地延伸。
8.根据权利要求1所述的声衬垫，其中，所述第一单元壁底缘具有第一长度并且所述第一单元壁顶缘具有第二长度，其中所述第二长度小于所述第一长度。
9. 根据权利要求1所述的声衬垫，其中，所述核心层包括多个第二谐振单元，所述第二谐振单元中的每个包括：
至少两个第二单元壁，其各自沿第二单元壁底缘联接到所述面板，所述第二单元壁中的每个从所述面板朝向所述背板延伸，所述第二单元壁进一步沿第二单元壁顶缘联接到所述背板；和
在由所述至少两个第二单元壁、所述背板、所述面板和至少两个相邻的第一谐振单元限定的空间中的第二容积。
10.根据权利要求9所述的声衬垫，其中，所述第一单元壁底缘具有第一长度并且所述第一单元壁顶缘具有第二长度，其中所述第二长度小于所述第一长度，并且其中所述第二单元壁底缘具有第三长度并且所述第二单元壁顶缘具有第四长度，其中所述第四长度小于所述第三长度。
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