RU2267628C1 - Sound-absorbing panel for turbofan passage - Google Patents
Sound-absorbing panel for turbofan passage Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267628C1 RU2267628C1 RU2004108878/06A RU2004108878A RU2267628C1 RU 2267628 C1 RU2267628 C1 RU 2267628C1 RU 2004108878/06 A RU2004108878/06 A RU 2004108878/06A RU 2004108878 A RU2004108878 A RU 2004108878A RU 2267628 C1 RU2267628 C1 RU 2267628C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wall
- path
- perforated
- passage
- layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно - к устройствам подавления шума турбовентиляторных авиационных двигателей.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, and in particular to noise suppression devices for turbofan aircraft engines.
Известна звукопоглощающая облицовка тракта турбореактивного двигателя, содержащая сотовый наполнитель, размещенный между наружной и внутренней стенками, первая из которых расположена с зазором относительно силового корпуса, а вторая выполнена перфорированной, при этом наружная стенка также выполнена перфорированной со степенью перфорации, составляющей 3-20%, а отношение зазора к расстоянию от внутренней стенки до корпуса равно 0,3-0,7 (RU, патент №1324376, F 02 C 7/24, 18.04.2003 г).A sound-absorbing lining of a turbojet engine path is known, comprising a honeycomb core placed between the outer and inner walls, the first of which is located with a gap relative to the power housing, and the second is perforated, while the outer wall is also perforated with a degree of perforation of 3-20%, and the ratio of the gap to the distance from the inner wall to the housing is 0.3-0.7 (RU, patent No. 1324376, F 02 C 7/24, 04/18/2003 g).
Недостатком известной конструкции является неполное использование возможности повышения эффективности поглощения звука в диапазоне частот 1250-5000 Гц дискретных гармоник тонального шума вентилятора, а также компрессора и турбины, что объясняется зависимостью акустической эффективности от режима работы двигателей. Также недостатком известной конструкции является невысокая конструктивная прочность стенки 4 силового корпуса, выполненной с зазором, без опор относительно перфорированной наружной стенки 2, а также низкая виброакустическая прочность звукопоглощающей облицовки преимущественно на переменных режимах при возникновении резонансных колебаний (флаттера).A disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of increasing the sound absorption efficiency in the frequency range 1250-5000 Hz of discrete harmonics of the tonal noise of the fan, as well as the compressor and turbine, which is explained by the dependence of the acoustic efficiency on the engine operating mode. Another disadvantage of the known design is the low structural strength of the wall 4 of the power housing, made with a gap, without supports relative to the perforated outer wall 2, as well as the low vibro-acoustic strength of the sound-absorbing lining mainly in variable conditions when resonant vibrations (flutter) occur.
Известна однослойная звукопоглощающая конструкция, содержащая металлические: стенку силового корпуса, перфорированную трактовую стенку и слой сотового заполнителя, скрепленные между собой сваркой или пайкой (Журнал "Аэрокосмический курьер" №2, 2003 г., стр.16, рис.2).A single-layer sound-absorbing structure is known containing metal: the wall of the power housing, the perforated path wall and the honeycomb layer bonded to each other by welding or soldering (Journal "Aerospace Courier" No. 2, 2003, p. 16, Fig. 2).
Известные сотовые звукопоглощающие панели имеют следующие недостатки. Применяемый в них метод резонансного звукопоглощения позволяет добиться высоких акустических характеристик в узком диапазоне частот - не более 500...1250 Гц, а частотный диапазон шума современных авиационных силовых установок с высокой степенью двухконтурности находится в пределах от 500 до 8000 Гц. Поэтому для достижения высоких показателей в широком диапазоне частот требуется увеличение строительной высоты панели или применение многослойных сотовых звукопоглощающих конструкций (ЗПК).Known cellular sound-absorbing panels have the following disadvantages. The method of resonant sound absorption used in them allows achieving high acoustic characteristics in a narrow frequency range - not more than 500 ... 1250 Hz, and the noise frequency range of modern aircraft power plants with a high bypass ratio is in the range from 500 to 8000 Hz. Therefore, to achieve high performance in a wide range of frequencies, an increase in the building height of the panel or the use of multilayer cellular sound-absorbing structures (ZPKs) is required.
В настоящее время для снижения шума отечественных самолетов с газотурбинными двигателями используются трех- и пятислойные сотовые панели, содержащие стенку силового корпуса, перфорированную трактовую стенку, перфорированную стенку в полости вне тракта, фронтовой слой сотового заполнителя, размещенный между перфорированной трактовой стенкой и стенкой в полости вне тракта, а также тыловой слой сотового заполнителя, размещенный между перфорированной стенкой в полости вне тракта и стенкой силового корпуса (Журнал "Аэрокосмический курьер", №2, 2003 г., стр.28, рис.1).At present, to reduce the noise of domestic aircraft with gas turbine engines, three- and five-layer honeycomb panels are used, containing a power housing wall, a perforated path wall, a perforated wall in the cavity outside the path, a front layer of honeycomb placed between the perforated path wall and the wall in the cavity outside the path, as well as the back layer of the honeycomb core, placed between the perforated wall in the cavity outside the path and the wall of the power building (Aerospace Courier Magazine ", №2, 2003, p.28, Figure 1).
Недостатком известной конструкции является неполное использование возможности повышения эффективности поглощения звука в диапазоне частот 1250...5000 Гц дискретных гармоник тонального шума вентилятора, а также шума компрессора и турбины. Это объясняется отсутствием определенной зависимости отношения площадей перфорации в трактовой стенке, расположенной в полости вне тракта, при определенном, по существу одинаковом между собой, отношении периметра ячеек фронтового и тылового слоев сотового заполнителя, без учета толщины трактовой стенки и панели. Применение звукопоглощающих панелей с несколькими сотовыми слоями с различной высотой ячеек может значительно расширить спектр поглощаемых частот шума. Однако изготовить такие конструкции с помощью сварки в настоящее время невозможно из-за недостаточного уровня производства.A disadvantage of the known design is the incomplete use of the possibility of increasing the efficiency of sound absorption in the frequency range 1250 ... 5000 Hz of discrete harmonics of the tonal noise of the fan, as well as the noise of the compressor and turbine. This is explained by the absence of a definite dependence of the ratio of the perforation areas in the path wall located in the cavity outside the path, with a certain substantially identical ratio of the perimeter of the cells of the front and rear layers of the honeycomb core, without taking into account the thickness of the path wall and panel. The use of sound-absorbing panels with several honeycomb layers with different cell heights can significantly expand the spectrum of absorbed noise frequencies. However, it is currently impossible to manufacture such structures by welding due to insufficient production levels.
Наиболее близкой к заявляемой конструкции является звукопоглощяющая акустическая панель гондолы турбовентиляторного двигателя с клиновидным обтекателем и передним цельным кольцом, содержащая стенку силового корпуса, перфорированную трактовую стенку, перфорированную стенку в полости вне тракта, фронтовой слой сотового заполнителя, размещенный между перфорированными трактовой стенкой и стенкой в полости вне тракта, а также тыловой слой сотового заполнителя, размещенный между перфорированной стенкой в полости вне тракта и стенкой силового корпуса (US, патент №6173807, F 02 K 1/00, 13.04.1989 г. - прототип).Closest to the claimed design is a sound-absorbing acoustic panel of a nacelle of a turbofan engine with a wedge-shaped fairing and a front integral ring, comprising a wall of the power casing, a perforated path wall, a perforated wall in the cavity outside the path, a front layer of honeycomb placed between the perforated path wall and the wall outside the path, as well as the back layer of the honeycomb core, located between the perforated wall in the cavity outside the path and the wall the front housing (US patent No. 6173807, F 02 K 1/00, 04/13/1989 - prototype).
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является неполное использование возможности оптимизации элементов звукопоглощающих конструкций: фронтового и тылового слоев сотового заполнителя по типу резонаторов Гельмгольца, адаптированных одновременно к акустической настройке резонаторов Гельмгольца фронтового и тылового слоев для комбинационного и широкополосного шумов вентилятора и компрессора для повышения виброакустической прочности и запасов по шуму двигателя согласно Главы 4 норм ИКАО (Международная организация гражданской авиации), вводимых с 2006 года.A disadvantage of the known design adopted as a prototype is the incomplete use of the possibility of optimizing elements of sound-absorbing structures: front and rear layers of a honeycomb core according to the type of Helmholtz resonators, adapted at the same time to the acoustic tuning of Helmholtz resonators of the front and rear layers for combinational and broadband noise of a fan and compressor to increase the acoustic vibration strength and noise reserves of the engine in accordance with Chapter 4 of ICAO standards (International Organization I am Civil Aviation) introduced since 2006.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности звукопоглощения конструкции для тракта турбовентиляторного двигателя без существенных потерь его тяги, преимущественно за счет демпфирования и уменьшения толщины пограничного слоя, а также снижения внутренних потерь при протекании воздуха в вентиляторном канале с импедансными границами.The technical problem to which the invention is directed is to increase the sound absorption efficiency of the structure for the turbofan engine path without significant loss of thrust, mainly due to damping and reducing the thickness of the boundary layer, as well as reducing internal losses during air flow in the fan duct with impedance boundaries .
Сущность технического решения заключается в том, что в звукопоглощающей панели для тракта турбовентиляторного двигателя, содержащей стенку силового корпуса, перфорированную трактовую стенку, перфорированную стенку в полости вне тракта, фронтовой слой сотового заполнителя, размещенный между перфорированными трактовой стенкой и стенкой в полости вне тракта, а также тыловой слой сотового заполнителя, размещенный между перфорированной стенкой в полости вне тракта и стенкой силового корпуса, согласно изобретению трактовая стенка и фронтовой слой сотового заполнителя выполнены каждый из слоев полимерных композитных материалов на основе тканевого или ленточного материалов, причем площадь перфорации трактовой стенки составляет 8,5%-11,5% ее площади, а стенка силового корпуса, перфорированная стенка в полости вне тракта и тыловой слой сотового заполнителя выполнены металлическими, причем площадь перфорации стенки в полости вне тракта составляет 1,5%-2,5% ее площади, при этом периметры ячеек фронтового и тылового слоев сотового заполнителя, а также толщина трактовой стенки связаны соотношением: Рф=К Рт Т, где: Рф - периметр ячеек фронтового слоя сотового заполнителя, Рт - периметр ячеек тылового слоя сотового заполнителя, Т - толщина трактовой стенки, К=0,707-3,16. Толщина трактовой стенки составляет 0,055-0,025 толщины панели, диаметр перфорации составляет 1,1-2,2 толщины трактовой стенки, а глубина отверстий перфорации не превышает половины высоты фронтового слоя сотового заполнителя. Между стенками силового корпуса и перфорированной трактовой стенкой размещены ряды втулок с отверстиями, сквозь которые эти стенки соединены крепежными элементами, причем максимальная высота каждой из втулок меньше минимальной высоты панели на величину толщины стенки силового корпуса. Вокруг каждой из втулок ячейки фронтового слоя сотового заполнителя заполнены материалом, плотность которого не превышает плотность материала трактовой стенки, при этом заполненные материалом ячейки образуют замкнутое вокруг втулки кольцо одного ряда. Плотность материала трактовой стенки составляет не более 2 г/см3, при этом содержание связующего составляет 35±5%, а степень полимеризации составляет не менее 93%.The essence of the technical solution lies in the fact that in the sound-absorbing panel for the turbofan engine duct, which contains the wall of the power casing, a perforated path wall, a perforated wall in the cavity outside the path, a front layer of honeycomb placed between the perforated path wall and the wall in the cavity outside the path, and also the back layer of honeycomb core, located between the perforated wall in the cavity outside the path and the wall of the power housing, according to the invention, the path wall and the front the honeycomb core layer, each of the layers of polymer composite materials based on fabric or tape materials is made, the perforation area of the path wall being 8.5% -11.5% of its area, and the wall of the power casing, the perforated wall in the cavity outside the path and the back layer the honeycomb core is made of metal, and the area of wall perforation in the cavity outside the path is 1.5% -2.5% of its area, while the cell perimeters of the front and rear layers of the honeycomb core, as well as the thickness of the bond wall by the relation: Pm of Russia = K T where: of - the perimeter of the front cell layer honeycomb Pm - perimeter cells rear layer honeycomb, T - Traktovaya wall thickness, K = 0,707-3,16. The thickness of the path wall is 0.055-0.025 of the thickness of the panel, the diameter of the perforation is 1.1-2.2 of the thickness of the path wall, and the depth of the perforation holes does not exceed half the height of the front layer of the honeycomb core. Between the walls of the power housing and the perforated path wall there are rows of bushings with holes through which these walls are connected by fasteners, the maximum height of each of the bushings being less than the minimum panel height by the wall thickness of the power housing. Around each of the bushings, the cells of the front layer of the honeycomb core are filled with material whose density does not exceed the density of the material of the path wall, while the cells filled with material form a ring of one row closed around the sleeve. The density of the material of the path wall is not more than 2 g / cm 3 , while the binder content is 35 ± 5%, and the degree of polymerization is at least 93%.
Выполнение трактовой стенки и фронтового слоя сотового заполнителя каждого из слоев полимерных композитных материалов на основе тканевого или ленточного материалов, причем площадь перфорации трактовой стенки составляет 8,5%-11,5% ее площади, обеспечивает совместно с другими выбранными параметрами настройку панели на вторую гармонику частоты следования лопаток вентилятора. Выход за пределы этой области снижает звукопоглощение на данной частоте ниже необходимого значения.The implementation of the path wall and the front layer of the honeycomb core of each of the layers of polymer composite materials based on fabric or tape materials, and the perforation area of the path wall is 8.5% -11.5% of its area, together with other selected parameters, provides panel tuning to the second harmonic fan blades repetition rates. Going beyond this area reduces sound absorption at a given frequency below the required value.
Выполнение стенки силового корпуса, перфорированной стенки в полости вне тракта и тылового слоя сотового заполнителя металлическими, причем площадь перфорации стенки в полости вне тракта составляет 1,5%-2,5% ее площади, что является одним из основных параметров, управляющих настройкой звукопоглощающей панели с двумя степенями свободы на первую гармонику частоты следования. Выход за пределы области перфорации 1,5...2,5% не дает необходимого звукопоглощения на этой частоте.The execution of the wall of the power housing, the perforated wall in the cavity outside the path and the back layer of the honeycomb core with metal, and the area of perforation of the wall in the cavity outside the path is 1.5% -2.5% of its area, which is one of the main parameters that control the setting of the sound-absorbing panel with two degrees of freedom at the first harmonic of the repetition rate. Going beyond the perforation region of 1.5 ... 2.5% does not provide the necessary sound absorption at this frequency.
Периметры ячеек фронтового и тылового слоев сотового заполнителя, а также толщина трактовой стенки связаны соотношением: Рф=К Рт Т, где: К=0,707-3,16, что обеспечивает возможность оптимизации элементов звукопоглощающих конструкций: фронтового и тылового слоев сотового заполнителя по типу резонаторов Гельмгольца для звукопоглощения тонального шума вентилятора, адаптированных одновременно к акустической настройке резонаторов Гельмгольца фронтового и тылового слоев заполнителя для комбинационного и широкополосного шумов вентилятора и компрессора. Это повышает эффективность максимального поглощения звука в диапазонах частот 1250...5000 Гц дискретных гармоник тонального шума вентилятора в условиях высоких уровней звукового давления (до 160 дБ), высокоскоростного потока (до 200 м/с), без снижения тяги двигателя, преимущественно за счет демпфирования пограничного слоя и снижения внутренних потерь при протекании воздуха в канале (вентиляторном) с импедансными границами. Кроме того, такое выполнение звукопоглощающей панели с максимальной эффективностью ослабляет или предотвращает ударные волны, распространяющиеся вверх или вниз по потоку, образующие характерный шум. Выход за пределы значений 0,707...3,16 для коэффициента К не обеспечивает необходимой ширины частотной полосы звукопоглощения.The cell perimeters of the front and rear layers of the honeycomb core, as well as the thickness of the path wall are related by the relation: Рф = К Рт Т, where: К = 0.707-3.16, which allows optimization of the elements of sound-absorbing structures: the front and rear layers of the honeycomb core by the type of resonators Helmholtz for sound absorption of tonal fan noise, adapted at the same time to the acoustic tuning of Helmholtz resonators of the front and rear filler layers for combinational and broadband fan noise and pressor. This increases the efficiency of maximum sound absorption in the frequency ranges 1250 ... 5000 Hz of discrete harmonics of the fan tonal noise under conditions of high sound pressure levels (up to 160 dB), high-speed flow (up to 200 m / s), without reducing engine traction, mainly due to damping of the boundary layer and reduction of internal losses during air flow in the channel (fan) with impedance boundaries. In addition, this embodiment of the sound-absorbing panel with maximum efficiency attenuates or prevents shock waves propagating up or downstream, forming a characteristic noise. Going beyond the values of 0.707 ... 3.16 for the coefficient K does not provide the necessary width of the frequency band of sound absorption.
Толщина трактовой стенки также является одним из основных параметров, определяющих настройку панели на вторую гармонику частоты следования. При толщине трактовой стенки 0,055-0,025 толщины панели, диаметре перфорации, составляющем 1,1-2,2 толщины трактовой стенки, и глубине отверстий перфорации, не превышающей половины высоты фронтового слоя сотового заполнителя обеспечивается максимальная эффективность поглощения звука ударной волны, распространяющейся вверх или вниз по потоку от вентилятора или компрессора, и образующей характерные шумы (визг дисковой пилы, визг дисков и др.), которые находятся в пределах норм Главы 3 ИКАО, но воспринимаются неадекватно пассажирами самолетов. При толщине трактовой стенки менее 0,025 толщины панели настройка сместится в сторону высоких частот на величину больше допустимой и наоборот, при толщине большей 0,055 частота второго резонанса сместится в сторону низких частот. Диаметр отверстий наряду с частотой перфорации определяет площадь перфорации и, соответственно, превышение допустимых пределов диаметра (1,1...2,2) приводит к снижению звукопоглощения на данной частоте.The thickness of the path wall is also one of the main parameters that determine the tuning of the panel to the second harmonic of the repetition rate. With a path wall thickness of 0.055-0.025 panel thickness, a perforation diameter of 1.1-2.2 path wall thickness, and a perforation hole depth not exceeding half the height of the front layer of the honeycomb core, maximum shock absorption sound propagating up or down downstream of a fan or compressor, and generating characteristic noises (screeching of a saw blade, screeching of discs, etc.) that are within the limits of ICAO Chapter 3, but are not adequately perceived by aircraft passengers. If the thickness of the path wall is less than 0.025 of the thickness of the panel, the setting will shift toward higher frequencies by an amount greater than the acceptable value and vice versa, if the thickness is greater than 0.055, the frequency of the second resonance will shift towards lower frequencies. The diameter of the holes along with the frequency of perforation determines the area of perforation and, accordingly, exceeding the permissible diameter limits (1.1 ... 2.2) leads to a decrease in sound absorption at a given frequency.
При размещении между стенкой силового корпуса и перфорированной трактовой стенкой рядов втулок с отверстиями, сквозь которые эти стенки соединены крепежными элементами, причем максимальная высота каждой из втулок меньше минимальной высоты панели на величину толщины стенки силового корпуса, повышается виброакустическая прочность звукопоглощающей панели, надежность и ресурс по техническому состоянию двигателя.When placed between the wall of the power housing and the perforated path wall of the rows of bushings with holes through which these walls are connected by fasteners, the maximum height of each of the bushings being less than the minimum height of the panel by the wall thickness of the power housing, the vibration-acoustic strength of the sound-absorbing panel increases, reliability and service life the technical condition of the engine.
При заполнении вокруг каждой из втулок ячейки фронтового слоя сотового заполнителя материалом, плотность которого не превышает плотность материала трактовой стенки, при этом заполненные материалом ячейки образуют замкнутое вокруг втулки кольцо одного ряда, повышается виброакустическая прочность мест крепления перфорированной трактовой стенки, перфорированной стенки в полости вне тракта и стенки силового корпуса, предотвращается, например, появление гальванопары (при использовании углестеклопластика) в местах крепления.When filling the front layer of the honeycomb filler around each of the cell bushings with a material whose density does not exceed the density of the path wall material, while the cells filled with the material form a ring of one row closed around the sleeve, the vibroacoustic strength of the attachment points of the perforated path wall, perforated wall in the cavity outside the path and walls of the power casing, for example, the appearance of a galvanic pair (when using carbon fiber reinforced plastic) at the attachment points is prevented.
При плотности материала трактовой стенки, составляющей не более 2 г/см3, содержании связующего, составляющего 35±5%, а степени полимеризации, составляющей не менее 93% обеспечивается требуемая надежность и ресурс по техническому состоянию двигателя. Это позволяет формировать материал трактовой стенки в двигателе, целенаправленно изменять размеры и форму ячеек фронтового слоя сотового заполнителя на основе препрегов - предварительно пропитанных связующим и частично высушенных тканевых или ленточных материалов, их весовые и прочностные характеристики. Так, например, за счет обеспечения натяга слоев материалов при полимеризации обеспечивается эффективное демпфирование виброакустических напряжений композитной части панели металлической. При плотности материала трактовой стенки более 2 г/см3, степени полимеризации менее 93%, а также при выходе содержания связующего за пределы 35±5% не обеспечивается несущая способность и весовые характеристики двигателя.When the density of the path wall material is not more than 2 g / cm 3 , the binder content is 35 ± 5%, and the degree of polymerization is not less than 93%, the required reliability and service life of the engine are ensured. This allows you to form the material of the path wall in the engine, to purposefully change the size and shape of the cells of the front layer of the honeycomb core based on prepregs - pre-impregnated with a binder and partially dried fabric or tape materials, their weight and strength characteristics. So, for example, due to the tightness of the layers of materials during polymerization, effective damping of the vibroacoustic stresses of the composite part of the metal panel is ensured. When the density of the material of the path wall is more than 2 g / cm 3 , the degree of polymerization is less than 93%, and also when the binder content exceeds 35 ± 5%, the bearing capacity and weight characteristics of the engine are not ensured.
На фиг.1 - изображен турбовентиляторный авиационный двигатель в мотогондоле самолета.Figure 1 - shows a turbofan aircraft engine in the engine nacelle of the aircraft.
На фиг.2 - элемент I на фиг.1 (меридианное сечение панели в двигателе).In Fig.2 - element I in Fig.1 (meridian section of the panel in the engine).
На фиг.3 - вид А на фиг.2 на фронтовой слой сотового заполнителя (без трактовой стенки).Figure 3 is a view A in figure 2 on the front layer of the honeycomb core (without path wall).
На фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2 поперек одного из мест крепления стенок панели.Figure 4 is a section bB in figure 2 across one of the mounting points of the panel walls.
Турбовентиляторный двигатель включает в себя вентилятор 1 с подпорными ступенями 2, спрямляющий аппарат 3 вентилятора, компрессор 4 высокого давления, камеру сгорания 5, турбины 6, 7 высокого и низкого давлений, смеситель 8 на выходе турбинного тракта 9 и реактивное сопло 10. Поз.11 - воздухозаборник мотогондолы самолета, а поз.12 - реверсивное устройство двигателя. Звукопоглощающая панель для тракта турбовентиляторного двигателя содержит стенку силового корпуса 13, перфорированную трактовую стенку 14, перфорированную стенку в полости вне тракта 15, фронтовой слой сотового заполнителя 16, размещенный между перфорированными трактовой стенкой 14 и стенкой в полости вне тракта 15, а также тыловой слой сотового заполнителя 17, размещенный между перфорированной стенкой в полости вне тракта 15 и стенкой силового корпуса 13. Трактовая стенка 14 и фронтовой слой сотового заполнителя 16 выполнены каждый из слоев полимерных композитных материалов на основе тканевого или ленточного материалов, причем площадь перфорации трактовой стенки 14 составляет 8,5%-11,5% ее площади, а стенка силового корпуса 13, перфорированная стенка в полости вне тракта 15 и тыловой слой сотового заполнителя 17 выполнены металлическими, причем площадь перфорации стенки в полости вне тракта 15 составляет 1,5%-2,5% ее площади. По меньшей мере, один край панели 18 в меридианном сечении воздухозаборника 11 или двигателя выполнен аэродинамически обтекаемым против потока 19. Периметры ячеек фронтового 16 и тылового слоев 17 сотового заполнителя, а также толщина Т трактовой стенки 14 связаны соотношением: Рф=К Рф Т, где: Рф - периметр ячеек фронтового слоя 16 сотового заполнителя, Рт - периметр ячеек тылового слоя 17 сотового заполнителя, Т - толщина трактовой стенки 14, К=0,707-3,16. Толщина Т трактовой стенки 14 составляет 0,055-0,025 толщины 20 панели, диаметр отверстий перфорации 21 составляет 1,1-2,2 толщины Т трактовой стенки 14, а глубина отверстий перфорации 21 (не показана) не превышает половины высоты 22 фронтового слоя сотового заполнителя 16. Высота 23 тылового слоя сотового заполнителя 17 выполнена, по существу, равной высоте 22 фронтового слоя сотового заполнителя 16. Между стенкой силового корпуса 13 и перфорированной трактовой стенкой 14 размещены ряды втулок 24 с отверстиями 25, сквозь которые эти стенки соединены крепежными элементами 26, причем максимальная высота каждой из втулок 24 меньше минимальной высоты 20 панели на величину толщины 27 стенки силового корпуса 13. Вокруг каждой из втулок 24 ячейки 28 фронтового слоя сотового заполнителя 16 заполнены материалом 29, плотность которого не превышает плотность материала трактовой стенки 14, выполненной из полимерного композитного материала, при этом заполненные материалом ячейки образуют замкнутое вокруг втулки кольцо одного ряда. Плотность материала трактовой стенки 14, выполненной из полимерных композитных материалов, составляет не более 2 г/см3, при этом содержание связующего составляет 35±5%, а степень полимеризации составляет не менее 93%.The turbofan engine includes a fan 1 with retaining steps 2, a rectifier apparatus 3 fans, a high pressure compressor 4, a combustion chamber 5, high and low pressure turbines 6, 7, a mixer 8 at the outlet of the turbine path 9 and a jet nozzle 10. Item 11 - the air intake of the nacelle of the aircraft, and pos.12 - the reversing device of the engine. The sound-absorbing panel for the turbofan engine duct includes a wall of the
Звукопоглощающая панель для тракта турбовентиляторного двигателя работает следующим образом. Определяющим параметром спектра шума со стороны перфорированной трактовой стенки 14 являются пики тонального шума вентилятора 1 и шум струи. Звуковое давление ~150...160 дБ, генерируемое дискретными гармониками тонального шума вентилятора 1 в условиях высокоскоростного (~200 м/с) потока воздуха вентилятора воспринимается перфорированной трактовой стенкой 14, пакетом 16 фронтового слоя сотового заполнителя в виде многочисленных сотовых ячеек 16 резонансных камер Гельмгольца и демпфируется перфорированной стенкой 15 в полости вне тракта. Далее пониженный уровень звукового давления воспринимается пакетом 17 тылового слоя заполнителя в виде многочисленных резонансных камер Гельмгольца и демпфируются стенкой силового корпуса 13. При толщине Т трактовой стенки 14, равной 1±0,2 мм, Рф=К Рт, где: Рф - периметр ячеек фронтового слоя заполнителя, Рт - периметр ячеек тылового слоя заполнителя, К=3,16 - акустический параметр канала наружного контура двигателя, соответствующий логарифмическому масштабу 5 дБ. При работе двигателя потоки воздуха 19, отбрасываемые лопатками вентилятора 1, деформируются таким образом, что происходит резонансная отсечка частоты следования лопаток вентилятора в сотовых ячейках - резонансных камерах Гельмгольца 16 и 17, отраженных стенкой 13 силового корпуса, звукопоглощающих панелей, размещенных в воздухозаборнике и двигателе. При этом происходит оптимальное, в диапазоне частот 1200...5000 Гц, поглощение звука при минимизации потерь давления и тяги двигателя. Заявляемое изобретение повышает эффективность звукопоглощения в турбовентиляторном авиационном двигателе и обеспечивает надежную виброакустическую прочность и запасы по шуму согласно Главы 4 норм ИКАО, вводимых с 2006 года.The sound-absorbing panel for the turbofan engine tract works as follows. The determining parameter of the noise spectrum from the side of the
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108878/06A RU2267628C1 (en) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | Sound-absorbing panel for turbofan passage |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004108878/06A RU2267628C1 (en) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | Sound-absorbing panel for turbofan passage |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004108878A RU2004108878A (en) | 2005-10-10 |
| RU2267628C1 true RU2267628C1 (en) | 2006-01-10 |
Family
ID=35850672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004108878/06A RU2267628C1 (en) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | Sound-absorbing panel for turbofan passage |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2267628C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450367C2 (en) * | 2007-02-28 | 2012-05-10 | Эрсель | Method for manufacturing of acoustic panel, in particular, for aircraft engine pod |
| RU2462768C2 (en) * | 2007-02-20 | 2012-09-27 | Эрбюс Операсьон (Сас) | Sound-absorbing panel |
| RU2477223C2 (en) * | 2007-10-16 | 2013-03-10 | Эрсель | Cellular structure for noise absorbing panels |
| RU2494929C2 (en) * | 2008-04-10 | 2013-10-10 | Эрбюс Операсьон Сас | Acoustic processing panel with integrated connection reinforcement |
| RU2594657C2 (en) * | 2011-09-08 | 2016-08-20 | Хексел Корпорейшн | Securing membranes in sound-absorbing cellular structure |
-
2004
- 2004-03-25 RU RU2004108878/06A patent/RU2267628C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462768C2 (en) * | 2007-02-20 | 2012-09-27 | Эрбюс Операсьон (Сас) | Sound-absorbing panel |
| RU2450367C2 (en) * | 2007-02-28 | 2012-05-10 | Эрсель | Method for manufacturing of acoustic panel, in particular, for aircraft engine pod |
| RU2477223C2 (en) * | 2007-10-16 | 2013-03-10 | Эрсель | Cellular structure for noise absorbing panels |
| RU2494929C2 (en) * | 2008-04-10 | 2013-10-10 | Эрбюс Операсьон Сас | Acoustic processing panel with integrated connection reinforcement |
| RU2594657C2 (en) * | 2011-09-08 | 2016-08-20 | Хексел Корпорейшн | Securing membranes in sound-absorbing cellular structure |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004108878A (en) | 2005-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7124856B2 (en) | Acoustic liner for gas turbine engine | |
| US6182787B1 (en) | Rigid sandwich panel acoustic treatment | |
| JP6786557B2 (en) | Acoustic liner with internal structure | |
| US11227576B2 (en) | Continuous degree of freedom acoustic cores | |
| US7540354B2 (en) | Micro-perforated acoustic liner | |
| EP1356168B1 (en) | Fluid pressurizing device | |
| US9670878B2 (en) | Cellular acoustic structure for a turbojet engine and turbojet engine incorporating at least one such structure | |
| US4421201A (en) | High efficiency broadband acoustic resonator and absorption panel | |
| US4091892A (en) | Phased treatment noise suppressor for acoustic duct applications | |
| US10876479B2 (en) | Acoustic liner having multiple layers | |
| US9334059B1 (en) | Acoustic panel liner for an engine nacelle | |
| US4122672A (en) | Duct linings | |
| RU2472042C2 (en) | Structural or non-structural connecting support of compressor crankcase of jet turbine engine; intermediate crankcase of jet turbine engine, and jet turbine engine | |
| RU2457344C2 (en) | Helicopter gas turbine engine noise killer and engine equipped with said noise killer | |
| KR20070020269A (en) | Absorber silencer for compressors | |
| GB2026622A (en) | Blade for Fluid Flow Machine | |
| WO2005057001A2 (en) | Low-noise fan exit guide vanes | |
| US7993099B2 (en) | Helicopter gas turbine engine with sound level lowered by ejector hush kitting | |
| RU2267628C1 (en) | Sound-absorbing panel for turbofan passage | |
| RU2230208C2 (en) | Sound-absorbing device in two-circuit turbojet engine | |
| US20190152618A1 (en) | Ring of turbojet vanes including an acoustic treatment structure | |
| RU2280186C2 (en) | Sound absorber of double-flow turbojet engine | |
| RU2260703C2 (en) | Gas-turbine engine duct noise-absorbing structure | |
| RU2277178C2 (en) | Noise-damping device for double-flow turbojet engine | |
| CN113423934A (en) | Noise reduction device with obliquely pierced honeycomb structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130326 |