RU172257U1

RU172257U1 - SOUND INSULATION PANEL OF GAS-TURBINE ENGINE

Info

Publication number: RU172257U1
Application number: RU2016138369U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Журавлев; Игорь Федорович Кравченко; Евгений Витальевич Яловенко
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2017-07-03
Also published as: UA106294U

Abstract

1. Объект технического решения: Звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя.2. Область применения: газотурбинные двигатели, а именно звукоизоляционные панели газотурбинных двигателей.3. Сущность технического решения: В звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя внутренняя обшивка выполнена звукопроницаемой и направленной к источнику звука, внешняя обшивка выполнена звуконепроницаемой, каждый из упомянутых слоев заполнителя отдельно представляет собой параллельные однонаправленные смежные ряды звукоотражающих элементов - рефлекторов, которые выполнены в виде поверхностей второго порядка, указанные гофрированные слои заполнителя закреплены неподвижно, в соседних рядах звукоотражающих элементов выполнены технологические пазы.При этом гофрированные слои заполнителя отделены друг от друга звукопоглощающими промежуточными слоями, расположенными в фокусе звукоотражающих поверхностей каждого из гофрированных слоев, а соотношение толщин упомянутых гофрированных слоев заполнителя выбрано согласно числовому ряду Фибоначчи, близким к 1,618.4. Технический результат: Обеспечение увеличения эффективности звукопоглощения при соответствии их характеристик действующим стандартам диапазона частот звуковых колебаний путем рационального подбора соответствующих геометрических форм и размеров звукопоглощающих слоев, их взаимного расположения, а также выбора определенного соотношения размеров звукопоглощающих слоев в панели. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.1. Object of technical solution: Soundproof panel of a gas turbine engine. 2. Scope: gas turbine engines, namely soundproof panels of gas turbine engines. 3. The essence of the technical solution: In the soundproofing panel of a gas turbine engine, the inner casing is made sound-permeable and directed towards the sound source, the outer casing is made soundproof, each of the mentioned aggregate layers separately represents parallel unidirectional adjacent rows of sound-reflecting elements - reflectors, which are made in the form of second-order surfaces, indicated corrugated filler layers are fixed motionless, in adjacent rows of sound-reflecting elements are made technological grooves. In this case, the corrugated filler layers are separated from each other by sound-absorbing intermediate layers located at the focus of the sound-reflecting surfaces of each of the corrugated layers, and the thickness ratio of the said corrugated filler layers is selected according to the Fibonacci number series close to 1.618.4. Technical result: Ensuring an increase in sound absorption efficiency when their characteristics comply with the current standards of the frequency range of sound vibrations by rational selection of the appropriate geometric shapes and sizes of sound-absorbing layers, their relative position, as well as the selection of a certain ratio of the sizes of sound-absorbing layers in the panel. 2 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель принадлежит к области конструкций газотурбинных двигателей, в частности к системам, которые изолируют источник звуковых колебаний от приемника, а именно к звукоизоляционным панелям газотурбинных двигателей, и может быть использована в любой области машиностроения, в частности авиадвигателестроения, прежде всего, в устройствах звукоизоляции шума турбореактивных двигателей в части улучшения параметров экологической эффективности и уменьшения негативного влияния как на окружающую среду, так и на пассажиров и экипаж воздушного судна.The utility model belongs to the field of gas turbine engine designs, in particular to systems that isolate the source of sound waves from the receiver, namely to the soundproof panels of gas turbine engines, and can be used in any field of mechanical engineering, in particular aircraft engine construction, primarily in noise insulation devices turbojet engines in terms of improving environmental performance and reducing the negative impact on both the environment and passengers and crew during stuffy vessel.

Сегодня газотурбинные двигатели (ГТД) широко применяются в разных областях транспорта и энергетики. Снижение уровня шума является актуальной задачей в случае применения ГТД как в составе летательного аппарата, так и в наземном применении в качестве энергоустановки.Today gas turbine engines (GTE) are widely used in various fields of transport and energy. Noise reduction is an urgent task in the case of the use of a gas turbine engine as part of an aircraft, and in ground use as a power plant.

Уровни шума пассажирских самолетов сегодня во многом определяют их конкурентоспособность и являются важной технической характеристикой.The noise levels of passenger aircraft today largely determine their competitiveness and are an important technical characteristic.

Шум самолетов влияет на проживающее близи аэропортов население, пассажиров и обслуживающий персонал, создает препятствия при приеме и передаче информации, вызывает аномалии в работе приборов и электронной аппаратуры. Поэтому шум пассажирских самолетов и вертолетов на местности ограничивается национальными стандартами и стандартами Международной организации гражданской авиации IKAO, а шум в салоне - национальными стандартами. Анализ этих стандартов показывает, что требования к уровню шума непрерывно усиливаются.The noise of airplanes affects the population living near airports, passengers and maintenance personnel, creates obstacles to the reception and transmission of information, causes anomalies in the operation of devices and electronic equipment. Therefore, the noise of passenger planes and helicopters in the area is limited by national standards and the standards of the International Civil Aviation Organization IKAO, and the noise in the cabin is limited by national standards. An analysis of these standards shows that noise requirements are constantly increasing.

Существует два направления борьбы с шумом газотурбинных двигателей:There are two ways to combat the noise of gas turbine engines:

- уменьшение шума в источнике;- reduction of noise in the source;

- снижение шума в канале его распространения.- noise reduction in the channel of its distribution.

Обычное снижение шума в источнике достигается ухудшением других характеристик ГТД (уменьшение мощности, увеличение веса и прочее), поэтому в настоящее время при борьбе с шумом часто применяется именно второй подход. Для снижения шума, который генерируют авиационные газотурбинные двигатели, широко применяются звукопоглощающие конструкции. При использовании двигателя на земле существует возможность применения метода звукоизоляции отсека (помещения), где установлен ГТД.The usual reduction of noise in the source is achieved by the deterioration of other GTE characteristics (power reduction, weight increase, etc.), therefore, at present, the second approach is often used to combat noise. Sound absorbing structures are widely used to reduce the noise generated by aircraft gas turbine engines. When using the engine on the ground, it is possible to use the soundproofing method of the compartment (room) where the gas turbine engine is installed.

Системы газотурбинных двигателей, которые изолируют источник звуковых колебаний от приемника, имеют хорошие звукопоглощающие характеристики, но в связи с жесткостью требований к двигателям самолетов гражданской авиации появилась необходимость создания звукоизоляционных панелей с улучшенными характеристиками. Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA) одобрила решение Международной организации гражданской авиации (ICAO) о принятии нового стандарта по авиационному шуму. Согласно этому стандарту допустимый эффективный уровень воспринимаемого шума, исходящего от самолетов новых типов, будет снижен на 7 дБ в сравнении с действующим стандартом. Стандарт приобретет силу 31 декабря 2017 г. и будет распространяться на самолеты, которые получили сертификат типа после этой даты. Актуальность проведения работ по снижению уровня авиационного акустического шума несомненна [1]. Поэтому необходимо создать для газотурбинных двигателей, в основном авиационных в их широком конструктивном диапазоне, техническое решение, касающееся звукоизоляционных панелей, и получить с их помощью технический результат, а именно, повысить эффективность звукопоглощения таких панелей при соответствии их характеристик действующим международным стандартам диапазона частот звуковых колебаний, допустимых в мировой, в частности, гражданской авиации.Gas turbine engine systems that isolate the source of sound vibrations from the receiver have good sound absorbing characteristics, but due to the stringent requirements for civil aviation engines, it became necessary to create soundproof panels with improved performance. The International Air Transport Association (IATA) approved the decision of the International Civil Aviation Organization (ICAO) to adopt a new standard for aircraft noise. According to this standard, the permissible effective level of perceived noise coming from new types of aircraft will be reduced by 7 dB in comparison with the current standard. The standard will become effective on December 31, 2017 and will apply to aircraft that have received a type certificate after this date. The relevance of work to reduce the level of aviation acoustic noise is undeniable [1]. Therefore, it is necessary to create for gas turbine engines, mainly aircraft in their wide constructive range, a technical solution for soundproofing panels, and to obtain with their help a technical result, namely, to increase the sound absorption efficiency of such panels when their characteristics comply with current international standards for the frequency range of sound vibrations permissible in the world, in particular, civil aviation.

Известна многослойная панель, которая содержит внешние обшивки, между которыми расположен заполнитель, образованный, по крайней мере, тремя слоями гофрированного листового материала с пилообразным профилем, наложенным один на другой вершинами гофр, при этом центрально расположенный слой выполнен с максимальным шагом между вершинами, а симметрично расположенные относительно него слои выполнены с шагом, который уменьшается в направлении к наружным обшивкам и кратным двум [2].A multilayer panel is known that contains external skins, between which there is a filler formed by at least three layers of corrugated sheet material with a sawtooth profile superimposed one on top of the corrugations, while the centrally located layer is made with a maximum pitch between the vertices, and symmetrically the layers located relative to it are made with a step that decreases in the direction of the outer skin and is a multiple of two [2].

К недостаткам известного технического решения относится то, что указанная конструкция многослойной панели, имея повышенную прочность и жесткость, имеет значительную толщину и узкую полосу эффективного звукопоглощения потому, что симметрично расположенные слои выполнены с шагом, который уменьшается в направлении к наружным обшивкам. При этом на толщину слоев ограничений не накладывается, что и приводит к увеличению толщины панели.The disadvantages of the known technical solutions include the fact that the specified design of the multilayer panel, having increased strength and rigidity, has a significant thickness and a narrow strip of effective sound absorption because the symmetrically arranged layers are made in steps that decrease towards the outer skin. At the same time, there are no restrictions on the thickness of the layers, which leads to an increase in the panel thickness.

Известна звукопоглощающая панель, которая содержит верхнюю и нижнюю обшивки и размещенный между ними зигзагообразный заполнитель, при этом зигзагообразный заполнитель выполнен в виде Z-гофров с зубцами, расположенными под углом 40-50° к направлению звукового потока, обшивка и заполнитель изготовлены из композиционного материала, выполненного из фенольного связующего и тканого наполнителя, причем содержание фенольного связующего в материале для верхней обшивки и заполнителя составляет по массе 5-20%, а для нижней обшивки - 30-50% [3].A sound-absorbing panel is known, which contains upper and lower casing and a zigzag placeholder placed between them, while the zigzag placeholder is made in the form of Z-corrugations with teeth located at an angle of 40-50 ° to the direction of the sound stream, the casing and placeholder are made of composite material, made of a phenolic binder and a woven filler, and the content of the phenolic binder in the material for the upper skin and aggregate is 5-20% by weight, and 30-50% for the lower skin [3].

Недостатком данной звукопоглощающей панели является значительная толщина панели, зависимость звукоизолирующих свойств от размеров панели. К недостаткам известного технического решения относится и то, что, имея высокую эффективность звукопоглощения в широком диапазоне частот, указанная конструкция звукопоглощающей панели имеет высокую трудоемкость изготовления зигзагообразного заполнителя, выполненного в виде Z-гофров с зубцами, расположенными под определенным углом к направлению звукового потока (на толщину слоев заполнителя ограничений не накладывается).The disadvantage of this sound-absorbing panel is the significant thickness of the panel, the dependence of the soundproofing properties on the size of the panel. The disadvantages of the known technical solution include the fact that, having high sound absorption efficiency in a wide frequency range, the design of the sound-absorbing panel has the high complexity of manufacturing a zigzag filler made in the form of Z-corrugations with teeth located at a certain angle to the direction of the sound stream (on the thickness of the aggregate layers is not imposed).

Известно слоистое изделие с гофрированным заполнителем из волокнистого пластика, который содержит параллельно расположенные верхнюю и нижнюю обшивки и заполнитель, выполненные из волокнистого наполнителя, пропитанного полимерным связующим, при этом заполнитель выполнен в виде ряда сдвоенных гофров прямоугольной формы, гофры склеены внутри каждого ряда между собой по вертикальным касательным стенкам совмещенных гофр, указанные гофры жестко соединены клеевым соединением с обшивками по плоскостям их верхушек [4].A layered product with a corrugated filler of fibrous plastic is known, which contains parallel upper and lower sheathing and a filler made of a fibrous filler impregnated with a polymer binder, the filler is made in the form of a series of double rectangular corrugations, the corrugations are glued inside each row between each other vertical tangent walls of the combined corrugations, these corrugations are rigidly connected by glue connection with the skin along the planes of their tops [4].

К недостаткам известного технического решения относится то, что несмотря на то, что данная конструкция имеет высокую удельную жесткость, обеспеченную высокой прочностью композиционного материала (волокнистого наполнителя, пропитанного полимерным связующим), она имеет высокую трудоемкость изготовления и материалоемкость, а также ограниченные возможности применения, обусловленные жесткостью конструкции, которая неприменима для облицовки криволинейных поверхностей сложной формы (на толщину слоев ограничений не накладывается). К недостаткам известного технического решения относится также и то, что данное слоистое изделие с гофрированным заполнителем из волокнистого пластика предусматривает применение в авиа- и судостроении при изготовлении панелей интерьеров, перегородок, но не решает задачи облегчения конструкции и звукопоглощения, что сужает эксплуатационные свойства панелей.The disadvantages of the known technical solutions include the fact that despite the fact that this design has a high specific stiffness provided by the high strength of the composite material (a fibrous filler impregnated with a polymeric binder), it has a high manufacturing complexity and material consumption, as well as limited application possibilities due to structural rigidity, which is not applicable for facing curved surfaces of complex shape (no restrictions are imposed on the thickness of the layers). The disadvantages of the known technical solution also include the fact that this laminated product with corrugated filler made of fiber plastic provides for application in aircraft and shipbuilding in the manufacture of interior panels, partitions, but does not solve the problem of facilitating the design and sound absorption, which narrows the operational properties of the panels.

Известна звукопоглощающая конструкция, которая содержит гладкую и перфорированную стенки, между которыми размещено два слоя звукопоглощающих элементов, при этом первый слой, который выполнен более твердым, изготовлен из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, и состоит из последовательно соединенных поверхностей второго порядка, второй слой, который выполнен более мягким, расположенный в фокусе звукоотражающих поверхностей первого слоя, и состоит из тел вращения, скрепленных стрежнем, причем указанный стрежень размещен параллельно перфорированной стенке и жестко связан с гладкой стенкой с помощью вертикальных связей [5].A sound-absorbing structure is known that contains smooth and perforated walls, between which two layers of sound-absorbing elements are placed, the first layer, which is harder, is made of a material whose sound reflection coefficient is greater than the sound absorption coefficient and consists of series-connected surfaces second order, the second layer, which is made softer, located at the focus of the sound-reflecting surfaces of the first layer, and consists of bodies of revolution, fastened together by a rod m, and the specified rod is placed parallel to the perforated wall and rigidly connected with a smooth wall using vertical ties [5].

К недостаткам известного технического решения относится то, что оно имеет сравнительно невысокую эффективность шумопоглощения за счет частичного отражения звуковых волн от звукопоглотителя, а также сравнительно узкий (исключительно высокие частоты) диапазон шумопоглощения. Технический результат - повышение эффективности шумопоглощения за счет расширения частотного диапазона и вторичного поглощения звуковых волн, отраженных от звукопопоглотителя, недостаточен из-за того, что второй слой, представленный отдельными телами вращения, является прерывистым и не в состоянии обеспечить равномерного звукопоглощения по всей поверхности слоя. К недостаткам известного технического решения относится также и то, что:The disadvantages of the known technical solution include the fact that it has a relatively low noise absorption efficiency due to the partial reflection of sound waves from the sound absorber, as well as a relatively narrow (extremely high frequency) noise absorption range. The technical result - increasing the efficiency of sound absorption by expanding the frequency range and the secondary absorption of sound waves reflected from the sound absorber, is insufficient due to the fact that the second layer, represented by individual bodies of revolution, is intermittent and unable to provide uniform sound absorption over the entire surface of the layer. The disadvantages of the known technical solutions also include the fact that:

- крепление вышеуказанных тел вращения с помощью стрежня приводит к плохой акустической развязке звукопоглощающей конструкции в целом потому, что звук будет иметь возможность передаваться по жестким вертикальным связям, которые соединяют стрежень с гладкой стенкой;- attaching the above bodies of revolution with a rod leads to poor acoustic isolation of the sound-absorbing structure as a whole because the sound will be able to be transmitted via rigid vertical connections that connect the rod to a smooth wall;

- выполнение первого слоя из материала, у которого коэффициент отражения звука больше, чем коэффициент звукопоглощения, приводит к уменьшению звукопоглощающей способности первого слоя в целом;- the implementation of the first layer of material in which the reflection coefficient of sound is greater than the sound absorption coefficient, leads to a decrease in the sound absorption capacity of the first layer as a whole;

- применение перфорированных стенок в газотурбинных двигателях будет приводить к нежелательной утечке рабочего тела, которая вызовет снижение тяги двигателя;- the use of perforated walls in gas turbine engines will lead to undesirable leakage of the working fluid, which will cause a decrease in engine thrust;

- эксплуатационное загрязнение отверстий приводит к изменению частотных акустических параметров панели (на толщину слоев заполнителя ограничений не накладывается).- operational pollution of the holes leads to a change in the frequency acoustic parameters of the panel (no restrictions are imposed on the thickness of the layers of aggregate).

Известна звукопоглощающая панель, которая представляет собой две обшивки - перфорированную и сплошную и размещенный между ними зигзагообразный заполнитель, который в сечении представляет трапецию, во впадинах которого размещены вкладыши, профиль которых представляет профиль заполнителя в поперечном сечении, при этом вкладыши и заполнитель перфорированы по основаниям и боковым граням, причем заполнитель с обшивками соединен контактной сваркой [6].A sound-absorbing panel is known, which consists of two claddings - perforated and solid and a zigzag filler placed between them, which in section represents a trapezoid, in the hollows of which there are liners whose profile represents a profile of the filler in cross section, while the liners and the filler are perforated along the bases and side faces, and the filler with sheathing is connected by contact welding [6].

Недостатком известной конструкции является то, что акустические характеристики перфорированных конструкций сильно зависят от уровней звукового давления. Кроме того, они имеют узкую полосу эффективного звукопоглощения. Изготовление подобной звукопоглощающей панели довольно трудоемко, необходимо осуществлять дополнительные операции:A disadvantage of the known design is that the acoustic characteristics of perforated structures are highly dependent on sound pressure levels. In addition, they have a narrow band of effective sound absorption. The manufacture of such a sound-absorbing panel is quite time-consuming, it is necessary to carry out additional operations:

- перфорацию материала верхней обшивки и заполнителя;- perforation of the material of the upper skin and aggregate;

- нарезку, размещение и соединение вкладышей с зигзагообразным заполнителем.- cutting, placement and connection of inserts with a zigzag filler.

К недостаткам известного технического решения относится и то, что оно имеет сравнительно невысокую эффективность шумопоглощения за счет частичного отражения звуковых волн от звукопоглотителя, а также сравнительно узкий (исключительно высокие частоты) диапазон шумопоглощения.The disadvantages of the known technical solution include the fact that it has a relatively low noise absorption efficiency due to the partial reflection of sound waves from the sound absorber, as well as a relatively narrow (extremely high frequency) noise absorption range.

Известна многослойная панель, которая содержит верхнюю и нижнюю обшивки и размещенный между ними зигзагообразный гофрированный заполнитель, разворачивающийся на плоскость, с боковыми гранями, расположенными под углом одна к другой с образованием чередующихся выступов и впадин, которые имеют площадки контакта с верхней и нижней обшивками с легким заполнителем из гофрированного листового материала, ребра гофров выполнены в виде чечевицеобразных элементов, размещенных при впадинах боковых граней, площадки контакта выполнены криволинейными в виде композиционного материала, расположенного между боковыми гранями заполнителя при его вершинах [7].A multilayer panel is known that contains upper and lower casing and a zigzag corrugated filler placed between them, deployed on a plane, with side faces at an angle to one another with the formation of alternating protrusions and depressions that have contact areas with upper and lower casing with a light filler from corrugated sheet material, the ribs of the corrugations are made in the form of lenticular elements located at the depressions of the side faces, the contact area is made of curvature GOVERNMENTAL a composite material disposed between the side faces of the filler during its vertices [7].

Недостатком данной панели является низкая прочность на сжатие и вероятность распространения трещин по всей поверхности при локальных нагрузках. К недостаткам известного технического решения относится и то, что оно имеет сравнительно невысокую эффективность шумопоглощения за счет частичного отражения звуковых волн от звукопоглотителя, а также сравнительно узкий (исключительно высокие частоты) диапазон шумопоглощения.The disadvantage of this panel is its low compressive strength and the likelihood of crack propagation over the entire surface at local loads. The disadvantages of the known technical solution include the fact that it has a relatively low noise absorption efficiency due to the partial reflection of sound waves from the sound absorber, as well as a relatively narrow (extremely high frequency) noise absorption range.

Известна многослойная панель, которая содержит внешние обшивки, соединенные с помощью композиционного материала с размещенным между ними гофрированным заполнителем зигзагообразной структуры с чередующимися выступами и впадинами, при этом на криволинейных участках сгиба материала заполнителя выполнена строчная перфорация [8].A multilayer panel is known that contains external claddings connected with a composite material to a corrugated filler of a zigzag structure placed between them with alternating protrusions and depressions, while perforation is performed in curved sections of the bend of the filler material [8].

Недостатком данной панели является низкая прочность на сжатие при применении панелей в конструкциях, подвергнутых силовой нагрузкам, недостаточная стойкость плоских боковых граней. К недостаткам данной панели относится также сложность конфигурации гофра в его поперечном разрезе, который требует при изготовлении заполнителя наличия конструктивно сложного и дорогого формообразующего оборудования. Кроме того, технологические трудности делают практически невозможным получение канавок на выступах и впадинах гофра при относительно малой его высоте. Наличие в конфигурации гофра дополнительной складки без опоры впадины канавки на обшивке уменьшают жесткость заполнителя в плоскости панели и снижают его точность по высоте, что отрицательно сказывается на заполнителе.The disadvantage of this panel is the low compressive strength when using panels in structures subjected to power loads, insufficient resistance of flat side faces. The disadvantages of this panel also include the complexity of the configuration of the corrugation in its cross section, which requires the construction of aggregate the presence of structurally complex and expensive forming equipment. In addition, technological difficulties make it almost impossible to obtain grooves on the protrusions and depressions of the corrugation at a relatively low height. The presence of an additional fold in the corrugation configuration without supporting the trench grooves on the skin reduces the rigidity of the filler in the plane of the panel and reduces its accuracy in height, which negatively affects the filler.

Известна многослойная панель, которая содержит обшивки, листовой гофрированный зигзагообразный заполнитель и подпирающий элемент, при этом обшивки соединены с помощью клеющего композиционного материала, листовой гофрированный зигзагообразный заполнитель размещен между обшивками, указанный листовой гофрированный зигзагообразный заполнитель выполнен с чередующимися выступами и впадинами, плоские боковые грани которых соединены между собой зигзагообразными линиями, подпирающий элемент выполнен в виде дополнительного усиливающего заполнителя из затвердевшей пены, указанный дополнительный усиливающий заполнитель из затвердевшей пены введен в пространство между обшивками и листовым гофрированным зигзагообразным заполнителем и расположен по обеим сторонам срединной плоскости панели, проходящей через половину ее высоты [9].A multilayer panel is known which comprises casing, a sheet of corrugated zigzag filler and a supporting element, the casing being connected by means of an adhesive composite material, a sheet of corrugated zigzag filler is placed between the casing, said corrugated sheet of zigzag filler is made with alternating protruding sides and valleys interconnected in zigzag lines, the supporting element is made in the form of an additional reinforcing hardened foam filler, said additional reinforcing hardened foam filler introduced into the space between the skin and the sheet corrugated zigzag filler and is located on both sides of the median plane of the panel passing through half its height [9].

К недостаткам известного технического решения относится то, что оно имеет сравнительно невысокую эффективность шумопоглощения за счет частичного отражения звуковых волн от звукопоглотителя, а также сравнительно узкий (исключительно высокие частоты) диапазон шумопоглощения.The disadvantages of the known technical solution include the fact that it has a relatively low noise absorption efficiency due to the partial reflection of sound waves from the sound absorber, as well as a relatively narrow (extremely high frequency) noise absorption range.

Наиболее близким техническим решением как по сути, так по задаче, которая решается, выбранным за ближайший аналог (прототип), является звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя, которая содержит обшивки - внутреннюю и внешнюю, между которыми последовательно размещены взаимозависимые между собой слои заполнителя, при этом каждый слой заполнителя выполнен гофрированным, каждый слой заполнителя выполнен толщиной, не меньше толщины внутренней или внешней обшивок [10].The closest technical solution, both in essence and in the problem to be solved, chosen for the closest analogue (prototype), is the soundproof panel of the gas turbine engine, which contains the casing - internal and external, between which interconnected layers of aggregate are placed in series, each the aggregate layer is corrugated, each aggregate layer is made not less than the thickness of the inner or outer skin [10].

К недостаткам звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя, которая выбрана за ближайший аналог (прототип), относится то, что конструкция панели не обеспечивает эффективность звукопоглощения шума двигателя и тем самым соответствия его характеристик действующим стандартам диапазона частот звуковых колебаний.The disadvantages of the soundproofing panel of a gas turbine engine, which is selected for the closest analogue (prototype), are that the panel design does not provide sound absorption efficiency of the engine noise and, therefore, its characteristics comply with the current standards of the frequency range of sound vibrations.

В основу полезной модели положена задача путем рационального подбора соответствующих геометрических форм и размеров звукопоглощающих слоев, их взаимного расположения, а также выбора определенного соотношения размеров звукопоглощающих слоев в панели обеспечить повышение эффективности звукопоглощения звукоизоляционных панелей при соответствии их характеристик действующим стандартам диапазона частот звуковых колебаний.The utility model is based on the task of rational selection of the appropriate geometric shapes and sizes of sound-absorbing layers, their relative position, as well as the selection of a certain ratio of the sizes of sound-absorbing layers in the panel to increase the sound-absorption efficiency of sound-insulating panels when their characteristics comply with the current standards of the frequency range of sound vibrations.

Суть технического решения в звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя, которая содержит обшивки - внутреннюю и внешнюю, между которыми последовательно размещены взаимозависимые между собой слои заполнителя, при этом каждый слой заполнителя выполнен гофрированным, каждый слой заполнителя выполнен толщиной, не меньше толщины внутренней или внешней обшивок, заключается в том, что внутренняя обшивка выполнена звукопроницаемой и направленной к источнику звука, внешняя обшивка выполнена звуконепроницаемой, каждый из упомянутых слоев заполнителя отдельно представляет собой параллельные однонаправленные смежные ряды звукоотражающих элементов - рефлекторов, которые выполнены в виде поверхностей второго порядка, указанные гофрированные слои заполнителя закреплены неподвижно, в соседних рядах звукоотражающих элементов со стороны соединенных криволинейных поверхностей и перпендикулярно им выполнены технологические пазы. Сущность полезной модели состоит и в том, что гофрированные слои заполнителя отделены друг от друга звукопоглощающими промежуточными слоями, расположенными в фокусе звукоотражающих поверхностей каждого из гофрированных слоев, а соотношение толщин упомянутых гофрированных слоев заполнителя выбрано согласно числовому ряду Фибоначчи близким к 1,618. Сущность полезной модели состоит также и в том, что внутренняя обшивка звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя выполнена из композиционного материала, в частности из стеклопластика, который обеспечивает звукопроницаемость, внешняя обшивка изготовлена из металла, который обеспечивает необходимую механическую жесткость всей конструкции панели и ее звуконепроницаемость, а многослойный заполнитель звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя, а именно, гофрированные слои и разделяющие их промежуточные слои выполнены из материала с высоким коэффициентом поглощения акустической энергии, в частности, из углепластика.The essence of the technical solution in the soundproofing panel of a gas turbine engine, which contains the casing - internal and external, between which interconnected layers of aggregate are placed in series, each layer of filler is corrugated, each layer of filler is made not less than the thickness of the inner or outer casing, in that the inner skin is soundproof and directed toward the sound source, the outer skin is soundproof, each of which Oev aggregate separately represents a unidirectional parallel adjacent rows sound reflecting elements - reflectors, which are formed as surfaces of second degree, said corrugated layers filler fixedly secured, in adjacent rows sound reflecting elements connected by curved surfaces, and perpendicular to them are made technological recesses. The essence of the utility model consists in the fact that the corrugated aggregate layers are separated from each other by sound-absorbing intermediate layers located at the focus of the sound-reflecting surfaces of each of the corrugated layers, and the thickness ratio of the said corrugated aggregate layers is selected according to the Fibonacci number series close to 1.618. The essence of the utility model also lies in the fact that the inner lining of the soundproofing panel of a gas turbine engine is made of composite material, in particular fiberglass, which provides sound permeability, the outer lining is made of metal, which provides the necessary mechanical rigidity of the entire panel structure and its soundproofness, and multilayer the filler of the soundproof panel of the gas turbine engine, namely, the corrugated layers and the intermediate layers separating them are made of material with a high coefficient of absorption of acoustic energy, in particular of carbon fiber.

Сравнительный анализ технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя, которая заявляется, отличается тем, что внутренняя обшивка выполнена звукопроницаемой и направлена к источнику звука, внешняя обшивка выполнена звуконепроницаемой, каждый из упомянутых слоев заполнителя отдельно представляет собой параллельные однонаправленные смежные ряды звукоотражающих элементов - рефлекторов, которые выполнены в виде поверхностей второго порядка, указанные гофрированные слои заполнителя закреплены неподвижно, гофрированные слои заполнителя отделены друг от друга звукопоглощающими промежуточными слоями, расположенными в фокусе звукоотражающих поверхностей каждого из гофрированных слоев, соотношение толщин упомянутых гофрированных слоев заполнителя выбрано согласно числовому ряду Фибоначчи близким к 1,618, внутренняя обшивка звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя выполнена из композиционного материала, в частности из стеклопластика, который обеспечивает звукопроницаемость, внешняя обшивка изготовлена из металла, который обеспечивает необходимую механическую жесткость всей конструкции панели и ее звуконепроницаемость, а многослойный заполнитель звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя, а именно, гофрированные слои и разделяющие их промежуточные слои выполнены из материала с высоким коэффициентом поглощения акустической энергии, в частности из углепластика.A comparative analysis of the technical solution with the prototype allows us to conclude that the sound insulation panel of the gas turbine engine, which is claimed to be distinguished by the fact that the inner casing is made sound-permeable and directed towards the sound source, the outer casing is made soundproof, each of the above-mentioned filler layers separately represents parallel unidirectional adjacent rows sound-reflecting elements - reflectors, which are made in the form of second-order surfaces, these corrugated layers the filler is fixed, the corrugated filler layers are separated from each other by sound-absorbing intermediate layers located at the focus of the sound-reflecting surfaces of each of the corrugated layers, the thickness ratio of the said corrugated filler layers is selected according to the Fibonacci number series close to 1.618, the inner lining of the soundproof panel of the gas turbine engine is made of composite , in particular of fiberglass, which provides sound permeability, external cladding made of metal, which provides the necessary mechanical rigidity of the entire panel structure and its soundproofness, and the multilayer filler of the soundproof panel of a gas turbine engine, namely, the corrugated layers and the intermediate layers separating them, are made of a material with a high absorption coefficient of acoustic energy, in particular carbon fiber.

Таким образом, звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя, которая заявляется, отвечает критерию полезной модели «новизна».Thus, the soundproof panel of the gas turbine engine, which is claimed, meets the criterion of the utility model of "novelty."

Суть технического решения в звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя объясняется с помощью иллюстраций, где:The essence of the technical solution in the soundproof panel of a gas turbine engine is explained using illustrations, where:

- на фиг. 1 показано схематическое изображение газотурбинного двигателя с обозначением местоположений звукоизоляционной панели, которая заявляется,- in FIG. 1 shows a schematic representation of a gas turbine engine with the locations of the soundproof panel, which is claimed,

- на фиг. 2 показана конструктивно-компоновочная схема части звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя (как вариант конструктивного выполнения),- in FIG. 2 shows a structural layout of a part of a soundproof panel of a gas turbine engine (as an embodiment of a structural embodiment),

- на фиг. 3 показана звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя, которая заявляется, в сечении А-А,- in FIG. 3 shows a sound insulation panel of a gas turbine engine, which is claimed to be in section AA,

- на фиг. 4 показана функция параметра поглощения энергии шума звукоизоляционной панелью газотурбинного двигателя, которая заявляется, в частотной области.- in FIG. 4 shows the function of the noise energy absorption parameter by the sound insulation panel of a gas turbine engine, which is claimed in the frequency domain.

Заявляема звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя предназначена для газотурбинного (турбореактивного) двигателя 1, в частности турбовентиляторного с передним расположением вентилятора 2 (см. схему на фиг. 1). Вентилятор 2 турбовентиляторного двигателя 1 установлен с возможностью вращения в обводном канале 3 (канал внешнего контура), который определяется корпусом 4 компрессора низкого давления и корпусом 5 вентилятора 2. Звукоизоляционная панель (позиция «a») установлена в канале 3 с внутренней стороны корпуса 5 вентилятора 2, а дальше указанная панель (позиция «a») окружает внешнюю поверхность корпуса 4 компрессора (позиция «b») (см. схему на фиг. 1).The inventive soundproofing panel of a gas turbine engine is intended for a gas turbine (turbojet) engine 1, in particular a turbofan with a front location of fan 2 (see the diagram in Fig. 1). The fan 2 of the turbofan engine 1 is mounted rotatably in the bypass channel 3 (the channel of the external circuit), which is determined by the housing 4 of the low-pressure compressor and the housing 5 of the fan 2. The soundproof panel (position “a”) is installed in the channel 3 from the inside of the fan housing 5 2, and then the indicated panel (position “ a ”) surrounds the outer surface of the compressor housing 4 (position “b”) (see the diagram in Fig. 1).

Конструктивно-компоновочная схема звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя представлена в поперечном разрезе ее возможного выполнения (см. схему на фиг. 2). Заявляемая звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя выполнена многослойной с расчетным количеством взаимозависимых между собой слоев, число которых может быть любым непарным больше трех (например, как вариант конструктивного выполнения, который описан - пять слоев). Под «слоем» имеется ввиду отдельная конструктивная часть звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя, которая осуществляет процессы отражения, рассеивания и поглощения энергии источника звука. Этими процессами осуществляют реализацию положительного эффекта - изоляцию источника звука от приемника.The structural layout of the soundproof panel of a gas turbine engine is presented in cross section of its possible implementation (see diagram in Fig. 2). The inventive soundproofing panel of a gas turbine engine is multilayer with the estimated number of interdependent layers, the number of which can be any unpaired more than three (for example, as an embodiment, which is described - five layers). By “layer” is meant a separate structural part of the soundproof panel of a gas turbine engine, which implements the processes of reflection, dispersion and absorption of energy from a sound source. These processes realize the realization of a positive effect - isolation of the sound source from the receiver.

Заявляемая звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя представляет собой конструкцию, которая содержит внутреннюю обшивку 6, внешнюю обшивку 7 и размещенный между ними многослойный заполнитель (позиция «H»), который в частности содержит пять слоев. Упомянутый заполнитель (позиция «H») представляет собой совокупность гофрированных слоев (позиции 8, 9, 10), которые чередуются, и разделяющие их промежуточных слоев - позиции 11 и 12.The inventive soundproofing panel of a gas turbine engine is a structure that contains an inner lining 6, an outer lining 7 and a multilayer aggregate (position "H") placed between them, which in particular contains five layers. Mentioned filler (position "H") is a set of corrugated layers (positions 8, 9, 10) that alternate, and intermediate layers separating them - positions 11 and 12.

Внутренняя (обращенная к звуку) обшивка 6 - звукопроницаемая, кольцевая и выполняется из композиционного материала (в частности, из стеклопластика).The inner (facing the sound) casing 6 is sound-permeable, annular and is made of composite material (in particular, fiberglass).

Внешняя обшивка 7 - звуконепроницаемая, кольцевая, выполняется из металла.The outer skin 7 is soundproof, annular, made of metal.

Промежуточные слои 11 и 12 - звукоизоляционные, кольцевые и выполняются из композиционного звукопоглощающего материала (в частности, из углепластика).The intermediate layers 11 and 12 are soundproof, annular and are made of composite sound-absorbing material (in particular, carbon fiber).

Отдельно каждый из гофрированных слоев 8, 9, 10 представляет собой деталь, штампованную из листового материала, и удерживает следующие элементы (см. схему на фиг. 3):Separately, each of the corrugated layers 8, 9, 10 represents a part stamped from sheet material and holds the following elements (see diagram in Fig. 3):

- однонаправленные ряды звукоотражающих элементов 13 - рефлекторов;- unidirectional rows of sound-reflecting elements 13 - reflectors;

- соединяющие соседние ряды звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) криволинейные поверхности 14;- connecting adjacent rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors) curved surface 14;

- технологические пазы 15.- technological grooves 15.

Отдельный ряд звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) представляет собой поверхность, образованную беспрерывным параллельным перемещением прямолинейной образующей, которая пересекает ту самую направляющую кривую второго порядка, которая определяется уравнением параболы. Таким образом, форма поперечного разреза описываемого ряда звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) - парабола. Ряды звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) в каждом отдельном гофрированном слое 8, 9, 10 параллельны друг другу.A separate series of sound-reflecting elements 13 (reflectors) is a surface formed by the continuous parallel movement of a rectilinear generatrix, which intersects the very second-order directing curve, which is determined by the parabola equation. Thus, the cross-sectional shape of the described series of sound-reflecting elements 13 (reflectors) is a parabola. The rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors) in each individual corrugated layer 8, 9, 10 are parallel to each other.

Соседние ряды звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов), отдельно каждый, концами областей своих парабол последовательно и волнообразно взаимозависимы друг с другом с помощью соединительных криволинейных поверхностей 14, радиус которых определяется расстоянием между слоями. Указанные криволинейные поверхности 14 - цилиндрические, выгнуты относительно парабол звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов). Таким образом, каждый отдельно гофрированный слой 8, 9 и 10 представляет собой совокупность параллельных рядов звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) и соединяющих их криволинейных поверхностей 14, что образует циклический ряд.The adjacent rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors), each separately, with the ends of their parabola regions are successively and wave-like interconnected with each other using connecting curved surfaces 14, the radius of which is determined by the distance between the layers. These curved surfaces 14 are cylindrical, curved relative to the parabolas of the sound-reflecting elements 13 (reflectors). Thus, each individually corrugated layer 8, 9 and 10 represents a combination of parallel rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors) and curved surfaces 14 connecting them, which forms a cyclic row.

В соседних рядах звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) со стороны соединительных криволинейных поверхностей 14 и перпендикулярно им выполнены технологические пазы 15. Указанные технологические пазы 15 позволяют изготовлять гофрированные слои 8, 9 и 10 заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя двойной измененной кривизны. Таким образом, существует возможность изготовления как вогнутых (позиция «a», см. схему на фиг. 1) звукоизоляционных панелей, так и выпуклых (позиция «b», см. схему на фиг. 1). При этом геометрические параметры (длина, ширина и шаг выполнения) описываемых технологических пазов 15 определяются конструктивными и технологическими параметрами, которые обеспечивают необходимую прочность, жесткость и радиус кривизны всей заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя.In adjacent rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors) from the side of the connecting curved surfaces 14 and perpendicular to them, technological grooves 15 are made. These technological grooves 15 allow the manufacture of corrugated layers 8, 9 and 10 of the inventive soundproof panel of a gas turbine engine of double modified curvature. Thus, there is the possibility of manufacturing both concave (position "a", see the diagram in Fig. 1) soundproof panels, and convex (position "b", see the diagram in Fig. 1). Moreover, the geometric parameters (length, width and step) of the described technological grooves 15 are determined by the structural and technological parameters that provide the necessary strength, rigidity and radius of curvature of the entire claimed soundproofing panel of a gas turbine engine.

Заявляемая звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя в сборе (относительно турбовентиляторного двигателя - см. схему на фиг. 1) конструктивно выполнена следующим образом.The inventive soundproof panel of a gas turbine engine assembly (relative to a turbofan engine - see the diagram in Fig. 1) is structurally made as follows.

Внутренняя обшивка 6 (см. схему на фиг. 2) окружает газодинамический тракт, например воздушный канал 3 (см. схему на фиг. 1) контура вентилятора 2 турбовентиляторного двигателя 1 (позиция «a»). В то же время внешняя обшивка 7 (см. схему на фиг. 2) неподвижно закреплена в окружном направлении на внутренней поверхности корпуса 5 вентилятора (позиция «b», см. схему на фиг. 1).The inner lining 6 (see the diagram in Fig. 2) surrounds the gas-dynamic path, for example, the air duct 3 (see the diagram in Fig. 1) of the fan circuit 2 of the turbofan engine 1 (position “a”). At the same time, the outer casing 7 (see the diagram in Fig. 2) is fixedly fixed in the circumferential direction on the inner surface of the fan casing 5 (position "b", see the diagram in Fig. 1).

Изнутри, под внутренней обшивкой 6 (см. схему на фиг. 3) и непосредственно с ней, неподвижно закреплен гофрированный слой 8, который является первым слоем заполнителя (позиция «H») заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя. Соединение упомянутого гофрированного слоя 8 с внутренней обшивкой 6 происходит по вершинам парабол рядов звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов). С противоположной стороны гофрированный слой 8 неподвижно соединен с промежуточным слоем 11 по соединительным криволинейным поверхностям 14 (см. схему на фиг. 2).Inside, under the inner skin 6 (see the diagram in Fig. 3) and directly with it, the corrugated layer 8 is fixedly fixed, which is the first layer of aggregate (position “H”) of the inventive soundproof panel of a gas turbine engine. The connection of the corrugated layer 8 with the inner lining 6 occurs along the vertices of the parabolas of the rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors). On the opposite side, the corrugated layer 8 is fixedly connected to the intermediate layer 11 along the connecting curved surfaces 14 (see the diagram in Fig. 2).

Промежуточный слой 11 является вторым слоем заполнителя (позиция «H») заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя и отделяет гофрированный слой 8 от гофрированного слоя 9 в окружном направлении. При этом гофрированный слой 9 (третий слой заполнителя) неподвижно соединен с промежуточным слоем 11 по вершинам парабол своих рядов звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов), а с противоположной стороны неподвижно связан с промежуточным слоем 12 (четвертым слоем заполнителя) по соединительным криволинейным поверхностям 14.The intermediate layer 11 is the second layer of aggregate (position "H") of the inventive soundproofing panel of a gas turbine engine and separates the corrugated layer 8 from the corrugated layer 9 in the circumferential direction. At the same time, the corrugated layer 9 (the third filler layer) is fixedly connected to the intermediate layer 11 at the vertices of the parabolas of its rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors), and on the opposite side is fixedly connected to the intermediate layer 12 (fourth filler layer) along the connecting curved surfaces 14.

Гофрированный слой 9 расположен так, что ряды его звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) не параллельны рядам звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) гофрированного слоя 8. В частности, ряды звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) упомянутых гофрированных слоев 8 и 9 перпендикулярны друг другу (на схеме на фиг. 3 гофрированный слой 9 условно повернут на 90° для наглядности).The corrugated layer 9 is located so that the rows of its sound-reflecting elements 13 (reflectors) are not parallel to the rows of the sound-reflecting elements 13 (reflectors) of the corrugated layer 8. In particular, the rows of the sound-reflecting elements 13 (reflectors) of the corrugated layers 8 and 9 are perpendicular to each other (in the diagram in Fig. 3, the corrugated layer 9 is conventionally rotated 90 ° for clarity).

Гофрированный слой 9 в окружном направлении отделен от гофрированного слоя 10 (пятого слоя заполнителя) промежуточным слоем 12. При этом гофрированный слой 10 развернут относительно гофрированного слоя 8 на 180°. Таким образом, гофрированный слой 10 с одной стороны по соединительным криволинейным поверхностям 14 неподвижно соединен с промежуточным слоем 12, а с противоположной стороны - вершинами парабол своих рядов звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) с внешней обшивкой 7. Таким образом, соседние слои заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя неподвижно соединены между собой по соответствующим поверхностям контакта с помощью клеевого соединения (как вариант технологического процесса).The corrugated layer 9 is circumferentially separated from the corrugated layer 10 (fifth layer of aggregate) by the intermediate layer 12. In this case, the corrugated layer 10 is rotated relative to the corrugated layer 8 by 180 °. Thus, the corrugated layer 10 on one side along the connecting curved surfaces 14 is fixedly connected to the intermediate layer 12, and on the opposite side - the vertices of the parabolas of their rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors) with an outer skin 7. Thus, adjacent layers of the inventive soundproof panel of a gas turbine the motor are motionlessly interconnected on the respective contact surfaces by means of an adhesive joint (as an option of the technological process).

Толщины внутренней обшивки 6, внешней обшивки 7, а также промежуточных слоев 11 и 12 определяются конструктивными требованиями с учетом эффективности работы, технологией изготовления и материалом.The thicknesses of the inner lining 6, the outer lining 7, as well as the intermediate layers 11 and 12 are determined by the design requirements taking into account work efficiency, manufacturing technology and material.

Толщины h₈, h₉, h₁₀ (соответственно гофрированных слоев 8, 9 и 10) находятся в соотношении h₉/h₈=h₁₀/h₉≈1,618…, где 1,618… - отвечает иррациональному числу Фибоначчи.The thicknesses h ₈ , h ₉ , h ₁₀ (corrugated layers 8, 9 and 10, respectively) are in the ratio h ₉ / h ₈ = h ₁₀ / h ₉ ≈1.618 ..., where 1.618 ... corresponds to the irrational Fibonacci number.

Внутренняя обшивка 6 заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя выполнена из композиционного материала, в частности из стеклопластика, который обеспечивает звукопроницаемость. Внешняя обшивка 7 изготовлена из металла, который обеспечивает необходимую механическую жесткость всей конструкции заявляемой панели и ее звуконепроницаемость. Пятислойный заполнитель звукоизоляционной панели, а именно гофрированные слои 8, 9 и 10 и разделяющие их промежуточные слои 11 и 12, выполнены из материала с высоким коэффициентом поглощения акустической энергии, в частности из углепластика.The inner lining 6 of the inventive soundproofing panel of a gas turbine engine is made of composite material, in particular fiberglass, which provides sound permeability. The outer skin 7 is made of metal, which provides the necessary mechanical rigidity of the entire structure of the claimed panel and its soundproofness. The five-layer filler of the soundproofing panel, namely the corrugated layers 8, 9 and 10 and the intermediate layers 11 and 12 separating them, are made of a material with a high absorption coefficient of acoustic energy, in particular carbon fiber.

Использование в составе заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя функциональных композиционных материалов, которые имеют меньшую плотность в сравнении с металлом, позволяет снизить массу конструкции указанной заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя при сохранении ее прочности и эксплуатационной надежности, а также повысить ее звукозащитные характеристики.The use of functional composite materials, which have a lower density in comparison with metal, as part of the inventive soundproofing panel of a gas turbine engine, allows to reduce the weight of the structure of the specified soundproofing panel of a gas turbine engine while maintaining its strength and operational reliability, as well as to increase its soundproof characteristics.

Принцип работы заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя состоит в следующем.The principle of operation of the inventive soundproof panel of a gas turbine engine is as follows.

Энергия, создаваемая источником звука (в частности, лопатками вентилятора 2 (см. схему на фиг. 1) турбовентиляторного двигателя 1), попадает на внутреннюю звукопроницаемую обшивку 6 (см. схему на фиг. 2) звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя, частично отражается от нее и рассеивается. При этом основная часть звуковой энергии проникает сквозь внутреннюю звукопроницаемую обшивку 6 в слои заполнителя звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя. Попадая в гофрированный слой 8, звук многократно отражается и поглощается параболическими поверхностями рядов звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов), фокусируясь в отдельные пятна. Упомянутые пятна фокусирования расположены на промежуточном слое 11. Их местоположение определяется продольной осью отдельного ряда звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов), которая перпендикулярна вертикальной оси (оси симметрии) рассмотренных параболических поверхностей. При этом часть акустической энергии, которая попала на соединительные криволинейные поверхности 14, веерообразно рассеивается в пространство между внутренней обшивкой 6 и промежуточным слоем 11.The energy generated by the sound source (in particular, the blades of the fan 2 (see the diagram in Fig. 1) of the turbofan engine 1) falls on the internal soundproof casing 6 (see the diagram in Fig. 2) of the soundproof panel of the gas turbine engine, is partially reflected from it and dissipates. In this case, the main part of the sound energy penetrates through the inner sound-permeable casing 6 into the filler layers of the soundproof panel of the gas turbine engine. Once in the corrugated layer 8, the sound is repeatedly reflected and absorbed by the parabolic surfaces of the rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors), focusing on individual spots. The said focusing spots are located on the intermediate layer 11. Their location is determined by the longitudinal axis of a separate row of sound-reflecting elements 13 (reflectors), which is perpendicular to the vertical axis (axis of symmetry) of the considered parabolic surfaces. In this case, a part of the acoustic energy that has entered the connecting curved surfaces 14 is fan-shapedly scattered into the space between the inner skin 6 and the intermediate layer 11.

Сфокусированная в пятно отдельными рядами звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов) энергия звука вызывает вибрацию промежуточного слоя 11 и поглощается им. Эффективное звукопоглощение происходит благодаря композиционному материалу, в частности углепластику, который имеет высокий коэффициент поглощения акустической энергии, из которого выполнен упомянутый промежуточный слой 11.Focused in a spot in separate rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors), the sound energy causes vibration of the intermediate layer 11 and is absorbed by it. Effective sound absorption occurs due to the composite material, in particular carbon fiber, which has a high absorption coefficient of acoustic energy, from which said intermediate layer 11 is made.

Потом звук попадает в гофрированный слой 9, который состоит из идентичных, по аналогии с гофрированным слоем 8, рядов звукоотражающих элементов 13 (рефлекторов). При этом гофрированный слой 9 расположен под углом к гофрированному слою 8, в частности, они перпендикулярны друг другу. Такое расположение гофрированных слоев 8 и 9 приводит к дроблению звукового потока для более эффективного звукопоглощения. В гофрированном слое 9 происходят те же звуковые процессы, что и в гофрированном слое 8. Промежуточный слой 12 по выполняемым функциям и конструктивным особенностям аналогичен промежуточному слою 11.Then the sound falls into the corrugated layer 9, which consists of identical, by analogy with the corrugated layer 8, rows of sound-reflecting elements 13 (reflectors). While the corrugated layer 9 is located at an angle to the corrugated layer 8, in particular, they are perpendicular to each other. This arrangement of the corrugated layers 8 and 9 leads to a fragmentation of the sound stream for more efficient sound absorption. In the corrugated layer 9, the same sound processes occur as in the corrugated layer 8. The intermediate layer 12 is similar to the intermediate layer 11 in terms of its functions and design features.

В связи с тем, что внешняя обшивка 7 не является звукопоглощающим слоем, а обеспечивает жесткость конструкции всей звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя, гофрированный слой 10 является последним, замыкающим, звукопоглощающим слоем. Для того чтобы локализовать остаточную энергию звука в звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя и максимально эффективно в ней поглотить, гофрированный слой 10 развернут относительно гофрированного слоя 8 на 180°.Due to the fact that the outer skin 7 is not a sound-absorbing layer, but provides the structural rigidity of the entire sound-insulating panel of a gas turbine engine, the corrugated layer 10 is the last, closing, sound-absorbing layer. In order to localize the residual sound energy in the soundproof panel of a gas turbine engine and absorb it as efficiently as possible, the corrugated layer 10 is rotated relative to the corrugated layer 8 by 180 °.

Собственные частоты вибрирующих гофрированный слоев 8, 9 и 10 формируются конструкцией панели, некогерентные и находятся в отношении, близкому к иррациональному, обусловленному числом Фибоначчи. Суперпозиция вибраций слоев будет иметь модулированную огибающую частоту, которая находится в низкочастотной (слабослышимой) области спектра. Процесс вибрации слоев с этой частотой поглощает энергию источника звука и обеспечивает реализацию положительного эффекта -изоляцию источника звука от приемника. Одновременно с этим звуковые волны высокой частоты рассеиваются ребристыми поверхностями упомянутых слоев 6, 11 и 12. Коэффициент поглощения акустической энергии определяется отношением толщин близлежащих гофрированных слоев 8, 9 и 10. Это отношение должно быть близким к иррациональному, в частности, к числу Фибоначчи. Таким образом, эффект звукоизоляции обеспечивается за счет отражения и поглощения путем суперпозиции процессов внутреннего отражения и поглощения энергии звуковой волны, которая повышает эффективность звукопоглощения звукоизоляционной панели, которая заявляется, в децибелах мощности (dbm).The natural frequencies of the vibrating corrugated layers 8, 9 and 10 are formed by the design of the panel, incoherent and are in a ratio close to irrational, due to the Fibonacci number. The superposition of layer vibrations will have a modulated envelope frequency, which is in the low-frequency (hard of hearing) region of the spectrum. The process of vibration of the layers with this frequency absorbs the energy of the sound source and provides a positive effect - isolation of the sound source from the receiver. At the same time, high-frequency sound waves are scattered by the ribbed surfaces of the mentioned layers 6, 11 and 12. The absorption coefficient of acoustic energy is determined by the ratio of the thicknesses of the adjacent corrugated layers 8, 9 and 10. This ratio should be close to irrational, in particular, to the Fibonacci number. Thus, the effect of sound insulation is provided by reflection and absorption by superposition of the processes of internal reflection and absorption of sound wave energy, which increases the sound absorption efficiency of the sound insulation panel, which is claimed in decibels of power (dbm).

Эффективность заявляемого технического решения экспериментально определялась функцией коэффициента прозрачности (обратная величина коэффициента затухания) в частотной области. Таким образом, проведенные испытания показали, что заявляемая звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя эффективнее прототипа, прозрачность которого принята за 0 децибел мощности (dbm), как минимум, на 1 dbm (см. график на фиг. 4) в эффективном слуховом диапазоне частот, который определяется нормативными документами.The effectiveness of the proposed technical solution was experimentally determined by the function of the transparency coefficient (the reciprocal of the attenuation coefficient) in the frequency domain. Thus, the tests showed that the inventive soundproof panel of a gas turbine engine is more effective than the prototype, the transparency of which is taken as 0 decibel power (dbm) by at least 1 dbm (see the graph in Fig. 4) in the effective auditory frequency range, which is determined regulatory documents.

Заявляемая звукоизоляционная панель газотурбинного двигателя проходит доводочный этап с последующей установкой ее на авиационном турбореактивном двухконтурном двигателе Д-18 серии 3М. Созданные звукопоглощающие конструкции, за счет высокой эффективности в широком диапазоне частот, позволят самолету с этими двигателями отвечать существующим нормам Главы 4 IKAO.The inventive soundproofing panel of a gas turbine engine undergoes a finishing stage with its subsequent installation on an aircraft turbojet dual-circuit engine D-18 3M series. The created sound-absorbing structures, due to their high efficiency in a wide frequency range, will allow an aircraft with these engines to meet the existing standards of IKAO Chapter 4.

Повышение эффективности применения заявляемой звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя в сравнении с прототипом достигается тем, что путем рационального подбора соответствующих геометрических форм и размеров звукопоглощающих слоев, их взаимного расположения, а также выбора определенного соотношения размеров звукопоглощающих слоев в панели обеспечивается повышение эффективности звукопоглощения звукоизоляционной панели при соответствии ее характеристик действующим стандартам диапазона частот звуковых колебаний. Таким образом обеспечивается повышение эффективности работы существующей звукоизоляционной панели газотурбинного двигателя, которая заявляется.Improving the efficiency of the inventive soundproofing panel of a gas turbine engine in comparison with the prototype is achieved by the fact that by rational selection of the appropriate geometric shapes and sizes of sound-absorbing layers, their relative position, as well as the selection of a certain ratio of the sizes of sound-absorbing layers in the panel, the sound absorption of the sound-proof panel is improved if it is consistent characteristics of the current standards for the frequency range of sound vibrations. This provides an increase in the efficiency of the existing soundproof panel of the gas turbine engine, which is claimed.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. «Конвенции в международной гражданской авиации». Приложение 16 «Охрана окружающей среды», том 1 «Авиационный шум», раздел «Авиационная акустика».1. "Conventions in international civil aviation." Appendix 16 “Environmental Protection”, Volume 1 “Aviation Noise”, section “Aviation Acoustics”.

2. Авторское свидетельство СССР №1038260, «Многослойная панель». Заявлено 28.08.1983 г., кл. МПК⁶ B32B 3/28, E04 2/24 - аналог.2. USSR Author's Certificate No. 1038260, “Multilayer Panel”. Stated August 28, 1983, class IPC ⁶ B32B 3/28, E04 2/24 - analogue.

3. Патент Российской Федерации №2307216, «Звукопоглощающая панель» от 27.09.2007, кл. МПК⁷ E04B 1/86, G10K 11/16 - аналог.3. Patent of the Russian Federation No. 2307216, “Sound-absorbing panel” from 09/27/2007, cl. IPC ⁷ E04B 1/86, G10K 11/16 - analogue.

4. Патент Российской Федерации №2144469, «Слоистое изделие с гофрированным заполнителем из волокнистого пластика и способ его изготовления» от 20.01.2000, кл. МПК⁷ B32B 3/12, 3/30 - аналог.4. Patent of the Russian Federation No. 2144469, “Laminated product with corrugated filler of fibrous plastic and method for its manufacture” from 01.20.2000, cl. IPC ⁷ B32B 3/12, 3/30 - analogue.

5. Патент Российской Федерации №2344490, «Звукопоглощающая конструкция» от 20.01.2009, кл. МПК⁷ G10K 11/16, E04B 1/82 - аналог.5. Patent of the Russian Federation No. 2344490, “Sound-absorbing construction” from 01.20.2009, cl. IPC ⁷ G10K 11/16, E04B 1/82 - analog.

6. Патент Российской Федерации №2249258, «Звукопоглощающая панель» от 27.03.2005, кл. МПК⁷ G10K 11/16, E04B 1/8 - аналог.6. Patent of the Russian Federation No. 229258, “Sound-absorbing panel” dated 03/27/2005, cl. IPC ⁷ G10K 11/16, E04B 1/8 - analog.

7. Патент Российской Федерации №2038265, «Многослойная панель» от 27.06.1995, кл. МПК⁶ B64C 3/26 - аналог.7. Patent of the Russian Federation No. 2038265, "Multilayer panel" from 06/27/1995, cl. IPC ⁶ B64C 3/26 - analogue.

8. Патент Российской Федерации №2265552, «Многослойная панель» от 10.12.2005, бюл. №34, кл. МПК⁷ B64C 3/26 - аналог.8. Patent of the Russian Federation No. 2265552, "Multilayer panel" dated 10.12.2005, bull. No. 34, cl. IPC ⁷ B64C 3/26 - analogue.

9. Патент Российской Федерации №2560473, «Многослойная панель» от 10.12.2005, бюл. №34, кл. МПК⁷ B64C 3/26 - аналог.9. Patent of the Russian Federation No. 2560473, “Multilayer panel” dated 10.12.2005, bull. No. 34, cl. IPC ⁷ B64C 3/26 - analogue.

10. Авторское свидетельство СССР SU №1646196 A1, «Многослойная панель» от 27.12.1996. - Бюллетень №36, кл. МПК⁶ B64C 3/26 - прототип.10. USSR author's certificate SU No. 1646196 A1, "Multilayer panel" dated 12/27/1996. - Bulletin No. 36, cl. IPC ⁶ B64C 3/26 - prototype.

Claims

1. The soundproofing panel of the gas turbine engine, containing sheathing - internal and external, between which interconnected layers of aggregate are successively placed, each layer of aggregate is corrugated, each layer of aggregate is made not less than the thickness of the inner or outer skin,

characterized in that the inner lining is made sound-permeable and directed towards the sound source, the outer lining is made soundproof, each of the said filler layers separately represents parallel unidirectional adjacent rows of sound-reflecting elements - reflectors, which are made in the form of second-order surfaces, these corrugated filler layers are fixed motionless in adjacent rows of sound-reflecting elements from the side of the connected curved surfaces and perpendicular to them Execute technological grooves, wherein the corrugated layers aggregate separated by sound-absorbing intermediate layers, disposed at the focus of the sound reflecting surface of each corrugated layers, wherein the thickness ratio of said corrugated layers of filler selected according to numerical Fibonacci number close to 1,618.

2. The soundproofing panel of the gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the inner lining of the soundproofing panel of the gas turbine engine is made of composite material, in particular fiberglass, which provides sound permeability, the outer lining is made of metal, which provides the necessary mechanical rigidity of the entire panel structure and its soundproofness.

3. The sound insulation panel of a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the multilayer filler of the sound insulation panel of a gas turbine engine, namely, the corrugated layers and the intermediate layers separating them, are made of a material with a high absorption coefficient of acoustic energy, in particular carbon fiber.