ES2215848T3 - Estructura de absorcion acustica y de refuerzo para los paneles acusticos de una gondola de reactor. - Google Patents

Abstract

Estructura de absorción acústica prevista para ser dispuesta en la parte frontal y en la zona del cono de entrada de la góndola de un motor a reacción (20) de una aeronave a reacción, diseñada para garantizar una amortiguación de la emisión acústica de dichos motores, que comprende por lo menos un panel acústico (24), que está fabricado con una serie de capas (32, 34, 36) dispuestas una encima de la otra, realizadas en metal o en un material compuesto, estando caracterizada dicha estructura de absorción acústica por una estructura de refuerzo en las cercanías de una unión longitudinal (40) de las dos partes del borde de los paneles, que comprende por lo menos dos primeras porciones (34A, 34B) de una primera capa (34) de dicho panel (24), que está conectado por un lado a un elemento de recubrimiento (35) de cada unión longitudinal (40), por medio de una serie de piezas de conexión (38) garantizando de esta forma la continuidad del caudal del flujo del ventilador a lo largo (341, 342) de dicha primera capa y por lo menos una segunda parte (36A) que ha sido tratada acústicamente y que está depositada encima de dicho segundo lado de dichas primeras dos porciones (34A, 34B) de la primera capa (34) en una ranura formada en dichas capas, la cual es mantenida en su lugar por medio de dichas piezas de conexión (38), de manera que refuerce dicha unión longitudinal (40).

Description

Estructura de absorción acústica y de refuerzo para los paneles acústicos de una góndola de reactor.

La presente invención se refiere a una estructura de absorción acústica para la góndola de un motor a reacción, la cual comprende por lo menos un panel acústico y está diseñada para alojar los motores de las aeronaves a reacción.

Una estructura según el preámbulo de la reivindicación 1 es ya conocida por el documento WO-A-91 01034 o el documento EP-A-0.572.725.

Cada una de las góndolas de un motor a reacción comprende una parte delantera colocada en una posición que se corresponde con el cono de entrada, estando estructurada dicha parte frontal de forma que se garantice la mejor forma posible para reducir la emisión acústica producida por el motor a reacción.

En efecto, los motores de las aeronaves a reacción en su funcionamiento son el origen de numerosas fuentes de ruido que generan ondas sonoras en diversas direcciones. Una primera fuente de ruido es el ruido interno generado por la combustión y la expansión de los gases calientes que atraviesan la turbina. Una segunda fuente es el ruido de la reacción que se genera en la zona por donde circula la mezcla de gas y aire en la que la turbulencia es máxima teniendo en cuenta la substancial diferencia de velocidad y temperatura entre los caudales de las mezclas en movimiento.

Otra fuente de ruido se debe al compresor de presión intermedia existente en el interior de la góndola. Finalmente, otra fuente adicional de ruido se origina por el funcionamiento del ventilador del motor a reacción.

Los diversos requisitos legales pertinentes y los reglamentos que imponen una reducción cada vez mayor de los niveles de ruido en la cercanía de los aeropuertos, han originado un extremado interés en la progresiva reducción del ruido producido por las aeronaves, con la utilización de revestimientos acústicos especiales.

Uno de los métodos consiste en utilizar, en la zona correspondiente a la parte interior de la góndola, en el lado del cono de entrada, una serie de capas de un recubrimiento fabricado en un material absorbente y poroso o en unos materiales de recubrimiento absorbedores del sonido en los cuales se ha practicado una serie de resonadores Helmholtz.

Como variante, se emplean paneles acústicos que son capaces de amortiguar el ruido gracias a la adopción de determinadas tecnologías constructivas que utilizan tanto materiales metálicos como materiales compuestos.

En el diseño del cono de entrada de una góndola para motores a reacción, la instalación de estructuras absorbentes de este tipo implica por tanto una tecnología extremadamente sofisticada que combina las características de una amortiguación adecuada de los diversos ruidos generados, con las características de una reducción general de dimensiones de las diversas piezas mecánicas que no contribuyen a la amortiguación del ruido (las llamadas piezas "no acústicas"), con la característica de una ligereza extrema y al mismo tiempo una considerable rigidez y fiabilidad de todas las estructuras de la aeronave. Generalmente, las estructuras de tipo tradicional no tienen en cuenta todos estos requisitos, los cuales, entre otras cosas, en algunas ocasiones están incluso en contradicción unos con otros.

Un objetivo de la presente invención es, por tanto, proporcionar una estructura de absorción acústica y de refuerzo, para los paneles acústicos de la góndola de un motor que suprima los problemas a que nos hemos referido anteriormente, es decir, proporcionar una estructura de refuerzo que sea capaz de amortiguar tanto como sea posible el ruido que proviene de la góndola del motor de una aeronave a reacción, reduciendo al mínimo las dimensiones de las piezas que no contribuyen a la amortiguación del ruido, garantizando al mismo tiempo la continuidad estructural de todo el panel acústico.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una estructura de absorción acústica y de refuerzo para un panel acústico de la góndola de un motor que permita desmontar cada panel por separado, cumpliendo con los requisitos de mantenimiento, ampliando al máximo el área geométrica efectiva de los paneles, garantizando el respeto al perfil aerodinámico en la fase de montaje y evitando cualquier interacción con los agentes atmosféricos externos.

Un objetivo de la invención, no menos importante, es proporcionar una estructura de refuerzo y de absorción acústica para los paneles acústicos de la góndola del motor que sea fácil y económica de fabricar y que no implique la utilización de tecnologías complejas o particularmente costosas en virtud de las ventajas conseguidas.

Estos y otros objetivos se consiguen por medio de la estructura de absorción acústica y de refuerzo para los paneles acústicos de las góndolas de motores a reacción según la reivindicación 1.

Ventajosamente, la presente invención hace posible simplificar la fabricación y el montaje de los materiales aislantes de recubrimiento del tipo anteriormente descrito, mejorando su comportamiento en la práctica desde el punto de vista de ligereza, resistencia y fiabilidad de la aeronave, la fabricación, los costes de funcionamiento y las propiedades de absorción del sonido de todas estas partes de los paneles acústicos que contribuyen a atenuar el ruido durante el vuelo.

Otros objetivos y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción y los dibujos adjuntos, los cuales se facilitan únicamente a título de ejemplo explicativo pero no limitativo, y en los que:

- la Figura 1 es una vista parcial de una góndola, diseñada para alojar un motor a reacción que comprende una estructura de absorción acústica y de refuerzo según la presente invención;

- la Figura 2 es una vista de la parte frontal correspondiente al cono de entrada de la góndola que aparece en la Figura 1, dibujada en forma fragmentaria en perspectiva con un corte parcial, según la invención;

- la Figura 3A es una vista esquemática en perspectiva que muestra la unión de dos paneles acústicos de la góndola de un motor, que están conformados según la geometría del cono de entrada de la góndola y están unidos entre sí; y

- la Figura 3B es una vista ampliada y parcial de una estructura de absorción acústica y de refuerzo de una góndola, dispuesta en una zona correspondiente a los elementos longitudinales de unión de los paneles según la invención.

Con referencia a las figuras anteriores, la referencia numérica 20 indica una góndola diseñada para alojar un motor a reacción de una aeronave a reacción, la cual generalmente está montada sobre un soporte por debajo del ala 31 de una aeronave.

La góndola 20 comprende un dispositivo de inversión del empuje, que se compone de un manguito 21 que se desplaza hacia atrás y hacia adelante, de manera que cubra y descubra de forma alternativa las estructuras en cascada 22 diseñadas para invertir el empuje.

En una aeronave, el dispositivo de inversión del empuje está montado sobre la góndola 20 y está situado en la parte frontal con respecto a la posición del motor a reacción que está en el interior de la góndola 20, mientras que las estructuras en cascada 22 están distribuidas siguiendo la circunferencia interior de la góndola 20.

Mientras la aeronave está volando, el manguito desplazable 21 está en una posición en la que las estructuras en cascada 22 están encerradas. Con el fin de disponer la aeronave para el aterrizaje, el manguito 21 se desplaza desde la posición de cierre hasta una posición retrasada mediante unos dispositivos 28 con servomecanismos. Esta disposición permite que los gases de escape fluyan hacia las estructuras en cascada 22 de manera que ralentiza la aeronave durante su descenso para el aterrizaje.

Generalmente, el manguito desplazable 21 está fabricado con uno o más paneles metálicos exteriores 23 semicilíndricos y uno o más paneles acústicos interiores 24 también semicilíndricos, fabricados según una estructura celular, tanto de un material metálico como de un material compuesto, los cuales están conectados a los paneles 23 en una zona correspondiente a la parte 26 de la góndola 20.

Las capas exteriores metálicas 23 y los paneles acústicos internos 24 están unidos en una zona posterior y divergen uno del otro hacia la parte 26, de manera que delimitan una cámara diseñada para alojar las estructuras en cascada 22 y los correspondientes soportes.

Tradicionalmente, para conformar un panel acústico 24 se utiliza una estructura celular.

En particular, el panel acústico 24 presenta una capa interior 32 que está perforada y está fabricada en un material compuesto, una capa exterior 34, que no está perforada y que también está fabricada en un material compuesto, y una capa intermedia 36 fabricada en una estructura en panal y prensada entre las dos capas 32, 34, mencionadas anteriormente.

Los paneles acústicos 24 son manipulados a continuación de manera que constituyan una única estructura curvilínea de forma anular, como la ilustrada en la Figura 3A, que es unida a continuación longitudinalmente en dos o más puntos.

En concreto, la Figura 3A ilustra dos paneles acústicos 24 unidos en los puntos de referencia 40 de manera que constituyan una estructura curvilínea.

Los elementos longitudinales de unión 40 pueden presentar varias soluciones constructivas; sin embargo, el objeto de la representada con mayor detalle en la Figura 3B es ampliar la zona acústica a la mayor parte del elemento 40, garantizando su continuidad estructural y permitiendo que cada panel individual 24 pueda ser desmontado, es decir, cumpliendo con los requisitos del mantenimiento, garantizando el respeto a los requisitos del perfil aerodinámico en la etapa de montaje y evitando cualquier interacción con los agentes atmosféricos externos.

En detalle, la solución constructiva destacada anteriormente plantea proceder de una forma tal que con independencia del número de paneles 24 utilizados, las porciones 34A, 34B de cada panel 24 están conectadas a una brida metálica de tope 35 por medio de una serie de remaches o elementos de fijación 38 que garantizan la continuidad del flujo del ventilador a lo largo de las capas 341, 342 (piel posterior) de las respectivas porciones 34A, 34B, que carecen de tratamiento acústico.

La parte 36A, que está compuesta por una estructura de panal, ha sido tratada acústicamente para contribuir a la amortiguación del sonido y se mantiene en una posición contigua a la banda de tope 35, tal como se representa en la Figura 3B, gracias a la acción de dichos elementos de conexión 38, de manera que contribuyen a la resistencia de los elementos de unión 40 y de toda la estructura, la cual, como resultado, presenta una notable compacidad y no está especialmente afectada por esfuerzos mecánicos.

Además, las capas 321, 322 de las respectivas porciones 34A, 34B reciben un tratamiento acústico, así como la capa 361 de la parte 36A, con el fin de mejorar todavía más las características mecánicas.

Finalmente, debe destacarse que una estructura realizada tal como se representa en la Figura 3B, que está concebida con las uniones longitudinales entre los paneles acústicos 24, consigue un mejor aislamiento del sonido y unas mejores propiedades mecánicas. Por otra parte, de este modo cada panel 24 puede ser desmontado y sustituido fácilmente por separado.

En particular, es importante la presencia de la capa metálica 35, que se utiliza como brida de tope de la estructura y de los elementos de conexión 38, lo cual hace posible mantener la banda de tope 35 en posición con respecto a las porciones 34A, 34B del panel 24, y permite que la parte de panal 36A se mantenga en su lugar.

Además, como se aprecia claramente en la Figura 3B, se pretende situar una parte del panal 36A en la proximidad de los elementos de unión 40, superponiéndose por lo menos parcialmente a las capas 32, 34, 36 del panel 24, y presentando un ancho aproximadamente igual al del elemento de unión 40 y unas dimensiones longitudinales ligeramente menores que el espesor del panel 24. Finalmente, la parte 36A, en un ejemplo de una forma de realización preferida pero no limitativa, presenta una forma aproximadamente trapezoidal.

Mediante la descripción anterior se destacan claramente las características y ventajas de la estructura de absorción acústica y de refuerzo para paneles acústicos que constituye el objeto de la presente invención.

Es evidente que pueden realizarse numerosas modificaciones en dicha estructura de absorción acústica y de refuerzo para los paneles acústicos de las góndolas, la cual constituye el objeto de la presente invención, sin apartarse por ello del alcance de las reivindicaciones; por otra parte, resulta evidente que en la forma de realización práctica de la invención, los materiales, formas y dimensiones de los detalles ilustrados pueden ser distintos según los requisitos particulares.

Claims (8)

1. Estructura de absorción acústica prevista para ser dispuesta en la parte frontal y en la zona del cono de entrada de la góndola de un motor a reacción (20) de una aeronave a reacción, diseñada para garantizar una amortiguación de la emisión acústica de dichos motores, que comprende por lo menos un panel acústico (24), que está fabricado con una serie de capas (32, 34, 36) dispuestas una encima de la otra, realizadas en metal o en un material compuesto, estando caracterizada dicha estructura de absorción acústica por una estructura de refuerzo en las cercanías de una unión longitudinal (40) de las dos partes del borde de los paneles, que comprende por lo menos dos primeras porciones (34A, 34B) de una primera capa (34) de dicho panel (24), que está conectado por un lado a un elemento de recubrimiento (35) de cada unión longitudinal (40), por medio de una serie de piezas de conexión (38) garantizando de esta forma la continuidad del caudal del flujo del ventilador a lo largo (341, 342) de dicha primera capa y por lo menos una segunda parte (36A) que ha sido tratada acústicamente y que está depositada encima de dicho segundo lado de dichas primeras dos porciones (34A, 34B) de la primera capa (34) en una ranura formada en dichas capas, la cual es mantenida en su lugar por medio de dichas piezas de conexión (38), de manera que refuerce dicha unión longitudinal (40).

2. Estructura de absorción acústica y de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos una primera capa (321, 322) dispuesta en la proximidad de dicho elemento de recubrimiento (35) ha sido tratada acústicamente.

3. Estructura de absorción acústica y de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos una segunda capa (361) de dicha segunda parte (36A) ha sido tratada acústicamente.

4. Estructura de absorción acústica y de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho panel acústico (24) está diseñado de manera que el área geométrica efectiva sea la máxima y de manera que las dimensiones de dichos elementos de unión longitudinales (40) y de todas las partes no acústicas que no contribuyen a la amortiguación del sonido sean las mínimas.

5. Estructura de absorción acústica y de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque sobre la mayoría de cada uno de dichos elementos de unión longitudinal (40) se extiende una zona acústica, garantizando su continuidad estructural de manera que sea posible desmontar cada uno de los paneles (24), y que se satisfagan los requisitos de mantenimiento, asegurando que se respete el perfil aerodinámico en la fase de montaje y se evite cualquier interacción con los agentes atmosféricos externos.

6. Estructura de absorción acústica y de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha primera capa exterior (34) de dicho panel acústico (24) está realizada en un material compuesto y no está perforada, estando dicha segunda capa interna (32) realizada en un material compuesto y está perforada, y presentando dicha tercera capa intermedia (36) una estructura de panal, estando prensada entre dicha primera capa exterior (34) y dicha segunda capa interior (32).

7. Estructura de absorción acústica y de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque dichos elementos de conexión (38) comprenden remaches o elementos de fijación.

8. Estructura de absorción acústica y de refuerzo según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha segunda parte (36A) presenta una estructura de panal.