ES2386925T3

ES2386925T3 - Avión de confort acústico mejorado

Info

Publication number: ES2386925T3
Application number: ES08774904T
Authority: ES
Inventors: Benoit Petitjean
Original assignee: European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
Current assignee: Airbus Group SAS
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2028-07-09
Also published as: FR2918636A1; ATE555947T1; FR2918636B1; WO2009007387A1; CA2692620C; CN101842267A; US8376262B2; BRPI0814683A2; RU2469909C2; EP2176091B1; EP2176091A1; US20100252677A1; RU2010104465A; CA2692620A1; CN101842267B

Abstract

Procedimiento para convertir el confort acústico de una cabina (2) de un avión (1) en la que por lo menos unaparte del espacio se encuentra delimitada por paneles de recubrimiento, comprendiendo dicha cabina (2) un sistema(6) del control activo del ruido ambiental dentro de dicha cabina, estando dicho procedimiento de conversióncaracterizado porque:- entre una primera configuración de la cabina (2) en la que dicho panel de la cabina de por lo menos una ubicaciónes un panel activo (4), comprendiendo dicho por lo menos un panel activo unos accionadores (8) alimentados por elsistema de control activo del ruido (6), estando conectado dicho panel activo a un cableado de alimentación (3) depaneles activos dispuesto en el avión (1) de tal modo que dicho cableado puede alimentar cualquier panel activo (4)instalado en dicha primera configuración de la cabina (2) mediante un sistema de alimentación (61) de los panelesactivos; y- una segunda configuración de la cabina (2) en la que el panel de por lo menos una ubicación considerada es unpanel pasivo (5) que no comprende dichos accionadores;durante una conversión de la primera configuración a la segunda configuración, el panel pasivo (5) se sustituye porel panel activo (4) con el que se puede intercambiar mecánicamente, estando dicho panel activo, durante laconversión, desconectado del sistema de control activo del ruido y del cableado de alimentación (3) para dicho panelactivo que se mantiene en el avión, y durante una conversión de la segunda configuración a la primeraconfiguración, se sustituye el panel activo (4) por el panel pasivo (5) con el que se puede intercambiarmecánicamente, estando dicho panel activo, durante la conversión, conectado al sistema de control activo del ruidomediante el cableado de alimentación (3) presente en el avión (1).

Description

Avión con confort acústico mejorado

La presente invención se refiere al campo de los aviones de transporte.

En particular, la presente invención se refiere a aviones en los que se pretende un confort acústico, es decir, un nivel de ruido tan reducido como resulte posible en las zonas en las que se encuentran las personas, pasajeros o miembros de tripulación, durante el vuelo. Más particularmente, la presente invención se refiere a aviones en los que se pretende un confort acústico fácilmente modificable en distintas zonas, sin que ello suponga cambios en el equipamiento y las instalaciones del avión.

En un avión, las distintas fuentes de emisión de ruidos que provocan la creación de un entorno sonoro en las zonas ocupadas por personas, las áreas de las cabinas de pasajeros o del alojamiento de la tripulación, según el caso se pueden considerar como fuentes de incomodidades o de molestias, incluso en los casos más extremos como fuentes de fatiga.

Entre los ruidos identificados con mayor frecuencia, se han de indicar los ruidos que proceden de los motores de propulsión, los ruidos aerodinámicos exteriores y los ruidos interiores, en particular los relacionados con sistemas de aire acondicionado y de ventilación de los equipos.

Para disminuir el nivel de ruidos en un área determinada, la solución más comúnmente practicada comprende aplicar, en las paredes de la zona, materiales que presentan propiedades denominadas de absorción acústica, es decir, materiales que disminuyen la intensidad de las ondas sonoras al provocar una amortiguación acelerada de dichas ondas.

Dichos materiales, por ejemplo, fibra de vidrio dispuesta en forma de almohadillas, se utilizan normalmente en los aviones, en las paredes de las cabinas entre el recubrimiento estructural del fuselaje y los paneles de recubrimiento de la cabina.

En este tipo de disposición, las almohadillas que contienen la fibra de vidrio desempeñan la doble función de aislamiento térmico y de absorbente acústico, y los paneles de recubrimiento garantizan la protección de las almohadillas y la estética de la cabina.

Sin embargo, esta solución proporciona únicamente una mejora limitada del confort acústico ya que algunas frecuencias, en particular las bajas frecuencias de la zona audible, no se pueden absorber de un modo eficaz sin utilizar grandes cantidades de materiales absorbentes inaceptables a bordo de un avión debido a las limitaciones de peso y volumen que caracterizan el diseño de aviones.

Otro procedimiento conocido para reducir el nivel de ruidos en un espacio en general, y en una cabina en particular, se conoce con la denominación de control activo del ruido. Dicho procedimiento se ilustra por ejemplo en el documento WO-A-98/16916.

El control activo del ruido comprende medir el ruido ambiente y generar un ruido destructivo controlando la amplitud y la fase del ruido destructivo.

Para generar el ruido destructivo, la solución comprende disponer en el espacio en el que se ha de reducir el ruido, por ejemplo una cabina, unos altavoces alimentados en fase y en intensidad para generar ondas acústicas que reduzcan por interferencia el nivel de energía sonora en las zonas seleccionadas del espacio a tratar. Esta solución que comprende añadir altavoces resulta desventajosa debido al peso, al volumen y a las limitaciones de instalación de los altavoces.

En la mayoría de los casos, el espacio en el que se pueden instalar los altavoces es limitado y surgen problemas de interferencias mecánicas con otros equipos y con los paneles de recubrimiento.

En particular, cuando el dispositivo de reducción de ruidos se instala en una cabina del avión, actualmente se diseñan los paneles de recubrimiento sin prever inicialmente la instalación de un dispositivo de control activo del ruido, el montaje de los altavoces requiere en requiere modificar la forma de los paneles de recubrimiento existentes para instalar los altavoces del dispositivo de control activo del ruido.

Además, los sistemas de reducción de ruidos suelen utilizar muchos altavoces que originan limitaciones de cableado y de conexiones eléctricas para sus controles y su alimentación y que requieren asimismo la modificación o la sustitución de los paneles de recubrimiento existentes y la instalación de nuevos soportes destinados a mantener los nuevos cables eléctricos el sistema, cuyos cables se han de disponer respetando las estrictas limitaciones con respecto a las instalaciones eléctricas existentes por motivos de seguridad y del correcto funcionamiento de los sistemas eléctricos del avión.

La instalación a posteriori de un sistema activo de reducción del ruido en un avión existente resulta, por lo tanto, muy desfavorable y requiere muchas modificaciones difíciles de realizar.

Para evitar los inconvenientes de las soluciones conocidas, la presente invención proporciona un procedimiento de conversión según la reivindicación 1 así como un avión según la reivindicación 5. El avión comprende una red de alimentación de los paneles de recubrimiento activos, adaptada para suministrar una configuración de una cabina en la que se instalan todos los paneles de recubrimiento activos previstos en dicha cabina, y un sistema de alimentación de los paneles activos, instalándose dicha red de alimentación y dicho sistema de alimentación en el avión, independientemente del número de paneles de recubrimiento activos instalados realmente.

Para ello, un avión que comprende por lo menos una cabina en la que por lo menos una parte del espacio se encuentra delimitada por unos paneles de recubrimiento presenta un sistema de control activo del ruido ambiental dentro de dicha cabina, y:

-cada panel de recubrimiento de la cabina es un panel, denominado panel activo, que comprende unos accionadores alimentados por el sistema de control activo del ruido, o un panel, denominado panel pasivo, que no comprende dichos accionadores; -por lo menos un panel de recubrimiento de la cabina de un tipo, activo o pasivo, es intercambiable mecánicamente con un panel del otro tipo, pasivo o activo, respectivamente; -un cableado de alimentación de los paneles activos apto para conectarse a los paneles activos se dispone en el avión de tal modo que dicho cableado puede alimentar el conjunto de paneles activos que se pueden instalar en la cabina, que están realmente instalados o los paneles pasivos intercambiables que están instalados; -un sistema de alimentación de los paneles activos a bordo del avión se conecta a los cables de alimentación de los paneles activos;

Preferentemente, los accionadores se disponen en los paneles para que vibren los paneles activos y, ventajosamente, para garantizar la intercambiabilidad de los paneles activos y de los paneles pasivos, los accionadores se integran en el espesor de los paneles activos, por ejemplo, realizando accionadores que utilicen una tecnología piezoeléctrica.

Preferentemente, el cableado de alimentación de los paneles activos comprende asimismo unos cables de conexión de los sensores del sistema de control activo del ruido con el sistema de alimentación de los paneles activos y los sensores forman, por lo menos en parte, una pieza con los paneles activos.

A fin de mantener las tomas del cableado de alimentación de los paneles activos que se encuentran en unas configuraciones en las que un panel activo que corresponde a una toma se ha sustituido por un panel pasivo, los paneles pasivos que han de sustituir los paneles activos comprenden por lo menos un conector simulado en el que se puede fijar la toma por panel activo del cableado de alimentación de los paneles activos.

Para obtener la mejor estructura modular posible en lo que se refiere al confort acústico de una cabina, preferentemente cada panel activo de una cabina es intercambiable mecánicamente con un panel de pasivo y viceversa.

La presente invención se refiere asimismo a un procedimiento para modificar el confort acústico de un avión en el que se sustituye por lo menos un panel pasivo por un panel de recubrimiento activo intercambiable mecánicamente, estando dicho panel activo conectado al sistema de cableado del sistema de control activo del ruido, o en el que un panel de recubrimiento activo se desconecta del sistema de control activo del ruido y, a continuación, se sustituye por un panel pasivo intercambiable mecánicamente.

A fin de alimentar óptimamente los paneles activos en una nueva disposición, el sistema de alimentación de los paneles activos se configura en función de los paneles activos instalados realmente.

La descripción detallada de un ejemplo de forma de realización de la presente invención se realizará haciendo referencia a las figuras que representan esquemáticamente:

figura 1: una vista general de un avión, en este caso un avión a reacción de transporte civil; figura 2: ejemplo de sección de un fuselaje que ilustra los elementos principales de una sección; figura 3: visión general del dispositivo con los paneles representativos de un lado de una cabina del avión; figura 4: ejemplo de panel de recubrimiento activo utilizado para aplicar la presente invención; figura 5: diagrama esquemático del dispositivo representado en una sección parcial de una pared del fuselaje.

Según la presente invención, un avión 1 comprende por lo menos una cabina 2, comprende un conjunto de cableados eléctricos 3 aptos para conectarse por una parte con los paneles de recubrimiento de la cabina, denominándose dichos paneles de recubrimiento activos desde el punto de vista acústico, y por otra parte un sistema de alimentación 61 de los paneles activos, e comprende un conjunto de paneles de recubrimiento de la cabina, pudiendo se dichos paneles de recubrimiento activos 4 o pasivos 5, es decir, no activos.

Haciendo referencia a la figura 3, el sistema de alimentación 61 de los paneles activos, el cableado eléctrico 3 y los paneles activos 4 constituyen un sistema 6 de control activo del ruido de la cabina 2.

En el sentido de la aplicación de la presente invención se ha de entender por cabina cualquier espacio de un avión 1 en el que se pretende un nivel de ruido sustancialmente reducido debido a la posible presencia de personas en dicho espacio. El término se refiere indistintamente, por lo tanto, a una cabina de pasajeros, una cabina de mando, una zona de descanso para la tripulación o a cualquier zona equivalente.

En la mayoría de los casos, tal como se representa en la figura 1 y en la figura 2 a título de ejemplo no limitativo, en los aviones actuales, las cabinas 1 son principalmente unos espacios habilitados en un fuselaje 11 que presentan una zona sustancialmente entre un morro anterior 12 y una cola posterior 13 con formas evolutivas.

En el caso de los aviones con arquitecturas no convencionales, que no se representan, las cabinas 1 son, si procede, unos espacios habilitados en otras zonas del avión, como por ejemplo en un ala de un avión que presente una arquitectura de ala volante.

Tal como se podrá comprender con la lectura de la forma de realización descrita de la presente invención, la presente invención se puede aplicar a cualquier tipo de forma de cabina, de un avión de arquitectura convencional o no, mediante adaptaciones al alcance de los expertos en la materia.

La figura 2 ilustra un ejemplo de una sección común de un fuselaje cilíndrico 11 en el nivel de una cabina 2.

Dicha sección muestra cómo el fuselaje 11 comprende una estructura exterior que presenta un recubrimiento 14 fijado a unos marcos estructurales 15, una estructura que constituye un piso 16 de la cabina 2 e instalaciones diversas.

Entre las instalaciones, se disponen unos paneles de recubrimiento 4, 5 de la cabina 2 en las paredes laterales de dicha cabina a fin de garantizar una estética satisfactoria para la cabina y de separar un espacio de la cabina 2 de la estructura del fuselaje 11.

En su utilización, se fijan los paneles de recubrimiento 4, 5 en la proximidad de los marcos 15 del fuselaje 11 para no perjudicar el volumen de la cabina 2 proporcionado a los ocupantes de dicha cabina.

Para proporcionar un aislamiento térmico determinado con respecto a la estructura relativamente fría debido a su contacto directo con el aire exterior, el espacio entre el recubrimiento del fuselaje y los paneles y entre los marcos, siempre más o menos separados, se llena parcialmente con almohadillas 17 de fibra de vidrio.

Se dispone el cableado eléctrico 3 del sistema 6 de control activo del ruido para distribuir la alimentación a los paneles activos 4 a lo largo de las paredes de la cabina en cualquier punto en el que se dispone efectivamente un panel activo 4 y asimismo en cualquier punto en el que se pueda montar un panel activo.

En la práctica, y como respuesta a los requisitos de instalación de cualquier disposición posible de una cabina, se diseña el cableado eléctrico 3 tal como se representa en la figura 3, teniendo en cuenta que todos los paneles de recubrimiento, activos 4 y pasivos 5, excepto en el caso de aquellos que se considere que nunca pueden corresponder a paneles activos, son paneles activos.

Tal como se representa en la figura 2, el cableado eléctrico 3 del sistema de control activo comprende ventajosamente unos cables fijados en la proximidad de los paneles de recubrimiento laterales 4, 5 de la cabina 2 que discurren, por ejemplo, por el piso 3 de la cabina en la proximidad de las paredes del fuselaje recubierto por dichos paneles de recubrimiento.

Naturalmente, resultan posibles otras vías, por ejemplo, entre la estructura del fuselaje y los paneles de recubrimiento laterales 4, 5 o encima de los paneles de recubrimiento del techo 51, dependiendo en particular de los criterios de masa de la instalación eléctrica en cuestión y de la compatibilidad con los otros sistemas eléctricos, no representados, del avión.

En un extremo del cableado opuesto a los extremos que se pueden conectar a los paneles de recubrimiento activos, el cableado se conecta al sistema de alimentación 61 de los paneles activos.

De un modo conocido en un sistema de control activo del ruido, el sistema de alimentación 61 de los paneles activos recibe señales procedentes de los sensores 7, por ejemplo, de los acelerómetros de medición de las vibraciones acústicas distribuidos por el avión y genera una señal de alimentación de los accionadores 8 integrados en los paneles de recubrimiento activos 4, siendo dichos accionadores aptos para provocar la vibración de dichos paneles. Las características de la señal de alimentación se adaptan a la tecnología de los accionadores, por ejemplo unos accionadores de tecnología piezoeléctrica que requieren un amplificador de tensión relativamente elevada 63, y la señal se modula en fase y en amplitud en función de las señales recibidas de los sensores 7 tras un tratamiento de dichas señales, tratamiento realizado, por ejemplo, mediante un procesador 62.

En la presente invención, el cableado necesario para el funcionamiento de los sensores 7 y para la transmisión de las señales de medición, pudiendo utilizar el cableado cualquier tipo de tecnología, por ejemplo cables ópticos para la transmisión de señales de medición, se integra ventajosamente en el cableado eléctrico 3 del sistema de control activo del ruido, pudiendo encontrarse las vías de las señales de medición, sin embargo, más o menos alejadas de las de las señales eléctricas.

Para la realización de la presente invención según una forma de realización preferida, un panel de recubrimiento activo 4, tal como se representa en la figura 4 o en figura 5, comprende un recubrimiento 41, por ejemplo un recubrimiento de una estructura de panel en la que se intercala un alma alveolar 43, dispuesto en el lado de la cabina 2, fijándose sobre una cara del recubrimiento del mismo, que no se puede observar desde la cabina, los accionadores 8, ventajosamente unos accionadores de tecnología piezoeléctrica integrados en el espesor del panel de recubrimiento activo 4.

Ventajosamente, por lo menos una parte de los sensores 7 necesarios para el funcionamiento del sistema de control activo del ruido 6 se integra en el espesor del panel de recubrimiento activo 4 o, si procede, se fija a una cara 42 que no se puede observar desde la cabina de dicho panel, tal como se representa el ejemplo de la figura 5.

En otras formas de realización no representadas de la presente invención, los sensores 7, o por lo menos una parte de los mismos, se reparten, en función de los rendimientos pretendidos para el sistema de control activo del ruido 6, dentro de la cabina en estructuras o paneles de recubrimiento distintos de los paneles de recubrimiento activos 4.

Preferentemente, el conjunto de conexiones con los accionadores y/o sensores de un panel de recubrimiento activo 4 se reagrupa en el nivel de un solo conector 44 unido al panel 4 o, si procede, de un número limitado de conectores, por ejemplo un conector dedicado a los accionadores y un conector (no representado) dedicado a los sensores que permite separar las señales fuertes de las señales débiles.

Para permitir la intercambiabilidad mecánica entre los paneles activos 4 y los paneles pasivos 5, los dos tipos de paneles se realizan con las mismas dimensiones geométricas y utilizando ventajosamente las mismas tecnologías de estructura, en particular, una estructura de panel en capas que comprende unos recubrimientos de material compuesto y un alma alveolar tal como un alma del tipo denominado en panal, solución conocida en la realización de paneles de recubrimiento pasivos.

Ventajosamente, tal como se representa en la figura 3, los paneles pasivos 5 comprenden unos conectores simulados 51, es decir, no funcionales, que pueden servir de soporte a las tomas del cableado eléctrico 3 del sistema de control activo a fin de que dichas tomas, inutilizadas mientras el panel es un panel pasivo 5, se puedan mantener eficazmente sin riesgo de dañarse o dañar otro elemento del avión 1.

El avión 1 según la presente invención es, por lo tanto, apto para equiparse, en cada ubicación determinada previamente como apta, en una configuración particular del avión, para alojar un panel activo, con un panel activo 4

o con un panel pasivo 5. Además, un panel activo 4 destinado a una ubicación determinada se puede modelar de un modo distinto, en particular en lo que se refiere al número y a la disposición de los accionadores 8 y/o de los sensores 7 en función de los rendimientos pretendidos.

En función de la disposición general de la cabina 2, por ejemplo, de la presencia de sistemas de cocinas y/o en función del nivel pretendido de confort acústico, que puede ser distinto según la categoría de cabina y/o la duración prevista de los vuelos, el avión 1 comprende una distribución adaptada al número y tipo de paneles activos 4 de normas distintas y de pasivos 5.

La conversión de una cabina 2, en lo que se refiere a su nivel de confort acústico, se realiza, por lo tanto, sustituyendo los paneles activos por paneles pasivos 5 o por paneles activos de rendimientos distintos y/o los paneles pasivos por paneles activos 4 intercambiables mecánicamente y conectando los conectores 44 de los paneles al cableado 3 del sistema de alimentación de los paneles de activos y/o fijando las tomas preparadas para el cableado 3 en tomas simuladas 51 de los paneles pasivos.

En la práctica, no es necesaria modificación significativa alguna en el cableado 3 cuando se realiza la conversión de la cabina y del sistema de control activo del ruido 6 en la cabina, actuando sobre la configuración de los medios de alimentación 61 de los accionadores de los paneles y del tratamiento de las señales de los sensores, por lo general mediante una modificación de la configuración de un programa que supervisa el funcionamiento del sistema control activo del ruido.

Se podrá comprender a partir de la descripción de la forma de realización de la presente que el dispositivo se puede realizar con cualquier tipo de panel de recubrimiento de una cabina, por ejemplo, con paneles de techo.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La presente lista de referencias citadas por el solicitante se presenta únicamente para la comodidad del lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque la recopilación de las referencias se ha realizado muy cuidadosamente, no se pueden descartar errores u omisiones y la Oficina Europea de Patentes declina toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patente citados en la descripción

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para convertir el confort acústico de una cabina (2) de un avión (1) en la que por lo menos una parte del espacio se encuentra delimitada por paneles de recubrimiento, comprendiendo dicha cabina (2) un sistema

(6) del control activo del ruido ambiental dentro de dicha cabina, estando dicho procedimiento de conversión caracterizado porque:

-

entre una primera configuración de la cabina (2) en la que dicho panel de la cabina de por lo menos una ubicación es un panel activo (4), comprendiendo dicho por lo menos un panel activo unos accionadores (8) alimentados por el sistema de control activo del ruido (6), estando conectado dicho panel activo a un cableado de alimentación (3) de paneles activos dispuesto en el avión (1) de tal modo que dicho cableado puede alimentar cualquier panel activo (4) instalado en dicha primera configuración de la cabina (2) mediante un sistema de alimentación (61) de los paneles activos; y -una segunda configuración de la cabina (2) en la que el panel de por lo menos una ubicación considerada es un panel pasivo (5) que no comprende dichos accionadores; durante una conversión de la primera configuración a la segunda configuración, el panel pasivo (5) se sustituye por el panel activo (4) con el que se puede intercambiar mecánicamente, estando dicho panel activo, durante la conversión, desconectado del sistema de control activo del ruido y del cableado de alimentación (3) para dicho panel activo que se mantiene en el avión, y durante una conversión de la segunda configuración a la primera configuración, se sustituye el panel activo (4) por el panel pasivo (5) con el que se puede intercambiar mecánicamente, estando dicho panel activo, durante la conversión, conectado al sistema de control activo del ruido mediante el cableado de alimentación (3) presente en el avión (1).
2.

Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el cableado de alimentación de un panel activo (4) que se ha sustituido por un panel pasivo (5) se fija a un conector simulado (51) de dicho panel pasivo.
3.

Procedimiento para convertir el confort acústico de una cabina (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 en el que, durante una conversión, se selecciona un panel activo (4) de entre los paneles intercambiables mecánicamente con rendimientos distintos en función del confort acústico pretendido.
4.

Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el sistema de alimentación de los paneles activos (61) se configura en función de los paneles activos (4) instalados realmente.
5.

Avión (1) que comprende por lo menos una cabina (2) en la que por lo menos una parte del espacio se encuentra delimitada por unos paneles de recubrimiento, presentando dicha cabina un sistema de control activo del ruido ambiental (6) dentro de dicha cabina, en el que:

-

cada panel de recubrimiento de la cabina (2) es un panel activo (4), que comprende unos accionadores (8) alimentados por el sistema de control activo del ruido (6), o un panel de pasivo (5) que no comprende dichos accionadores; -se dispone un cableado de alimentación (3) de paneles activos apto para conectarse a los paneles activos; -un sistema de alimentación (61) de los paneles activos a bordo del avión (1) se conecta a los cables de alimentación (3) de los paneles activos; caracterizado porque el cableado de alimentación de los paneles activos puede alimentar el conjunto de paneles activos (4), que se pueden instalaren la cabina (2), y porque un panel pasivo (5) mecánicamente intercambiable con un panel activo (4) comprende por lo menos un conector simulado (51) en el que se fija una toma por panel activo

(4) del cableado de alimentación (3) de los paneles activos.
6.

Avión (1) según la reivindicación 5, en el que el cableado de alimentación (3) de los paneles activos comprende unos cables de conexión de los sensores (7) del sistema de control activo del ruido (6) con el sistema de alimentación (61) de los paneles activos (4).
7.

Avión (1) según cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el que los accionadores (8) se integran en el espesor de los paneles activos (4) así como para hacer vibrar los paneles activos (4).
8.

Avión (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los accionadores (8) utilizan una tecnología piezoeléctrica.