[發明專利]具有主動聲開口的結構

有效

• 申請號: 201380031943.4
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN104364840B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 市橋文隆
• 申請（專利權）人: 赫克賽爾公司
• 主分類號: G10K11/172
• 分類號: G10K11/172
• 代理公司: 北京市嘉元知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11484
• 代理人: 劉彬

技術領域

本發明大體涉及用于衰減噪聲的聲結構。更具體的，本發明旨在提供在聲結構中使用的聲隔板材料，以提供用于衰減噪聲的相對低的非線性因素(NLF)。

背景技術

廣為認可的是，處理由特定聲源所產生的過量噪聲的最好方式是處理聲源處的噪聲。這通常通過向噪聲聲源的結構添加聲阻尼結構(聲處理結構)來完成。一個特別有問題的噪聲聲源為用在大多數客機上的噴氣發動機。該聲處理結構通常合并在發動機進口、短艙和排氣結構中。這些聲處理結構包括聲諧振腔，這些聲諧振腔包含具有數百萬個孔的較薄的聲學材料或柵格，對由發動機產生的聲能產生聲阻抗。

蜂窩體已經成為用于在飛機和宇航飛行器中使用的受歡迎的材料，因為它較堅固且重量輕。對于諸如發動機短艙的聲應用場合，聲學材料被添加到蜂窩體結構，使得蜂窩體單元格在遠離發動機定位的端部處在聲學上封閉并且在離發動機最近的端部處由多孔覆蓋件覆蓋。以這種方式用聲學材料封閉蜂窩體單元格，產生一種提供對噪聲進行衰減、阻尼或抑制的聲諧振腔。聲學隔板也通常位于蜂窩體單元格的內部，以便為諧振腔提供附加噪聲衰減性質。

用于形成聲隔板和其他的聲結構的材料通常包括作為材料的聲性質的主要部分的許多孔。所述孔通常通過用機械或者激光方式被鉆出來。一旦形成，孔的截面面積保持恒定。不能響應噪聲壓力和氣體速度的變化而主動改變隔板孔的大小和/或形狀，會出現關于噪聲聲源(例如噴氣發動機)的一定問題，在這些聲源中從發動機噴出的空氣或者氣體的速度隨著發動機的速度和位置變化。

非線性因素(NLF)是對隔板在一定流速范圍之上的噪聲衰減能力的標準度量。NLF通常通過測量低流速(例如20cm/s)和高流速(例如200cm/s) 時的隔板流動阻力來確定。低流速阻力與高流速阻力的比率即為NLF。理想的，NLF盡可能接近1。NLF為1意味著隨著通過隔板的空氣或者氣體的流動速度增加，隔板材料的流動阻力和聲音阻尼能力保持恒定。

常見的隔板材料為由某些聚合物(例如聚醚醚酮(PEEK))的單絲織物制成的。這些類型的織物隔板趨向于具有較低的NLF，其通常低于2。然而，這樣的單絲織物PEEK隔板相當昂貴。

便宜些的鉆孔隔板材料趨向于具有量級在大約4以上的NLF。理想的是，提供較為便宜的隔板，其由與鉆孔隔板相同的隔板材料制成，但是其中開口形成并定向成使得隔板的NLF可與單絲織物隔板材料相比。

發明內容

根據本發明，發現了如果在隔板中形成的孔具有能夠響應于通過隔板的空氣或者其他的含噪聲媒質的壓力和/或速度變化的截面面積，具有相對低的NLF的隔板層或者膜是可能的。這樣的主動截面面積變化通過提供可動的凸片或擋板作為隔板開口的部件來實現。發現了，凸片或者擋板響應于流動通過開口的媒質的速度變化而自動地彎曲。擋板的運動改變孔的截面面積，使得截面面積隨著媒質速度的增加而增加。發現了，這樣的根據媒質流動速度而變化的截面面積，提供了這樣一種的隔板材料，其NLF顯著低于那些包括固定開口的標準隔板材料所能獲得的NLF。

根據本發明，所提供的聲結構體包括具有聲開口的隔板，所述開口限定出響應于通過聲開口的含噪聲媒質的速度變化而變化的開口面積。隔板包括固定部分和一個或更多的可動擋板部分，其中，所述固定部分和/或擋板部分包括限定出通過隔板的聲開口的表面。聲開口具有由于可動擋板響應于通過聲開口的含噪聲媒質的速度變化而運動因而發生變化的開口面積。

作為本發明的一特征，可動擋板部分通過隔板中的限定出隔板的固定部分和擋板部分之間的過渡部分的折疊線被鉸接到隔板的固定部分。根據聲抑制需要和其他設計考慮，開口可包括多個擋板部分或者開口可包括單個擋板部分。

本發明特別適于提供相對低成本的聲阻尼隔板材料，其中需要低的NLF。這樣的低NLF材料用于阻尼來自于噴氣發動機或其他噪聲聲源的噪聲，其中，在工作期間，從聲源內部的特定部位發出的含噪聲媒質的速度變 化，并且/或者其中在聲源的不同部位處，媒質的速度變化。

本發明的上述和許多其他特征以及附隨的優點將通過參考下面結合附圖的詳細說明而更好地理解。

附圖說明

圖1顯示出根據本發明的示例性的蜂窩狀聲結構體，其包括具有可變的聲開口的隔板材料。

圖2為顯示出根據本發明的包括兩個擋板部分的單隔板開口的詳細視圖。所述開口示出為處于靜態的或者低流量位置中，其中，開口的表面面積最小。