[發(fā)明專利]用于飛行器結(jié)構(gòu)的聲波吸收層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010713687.9
• 申請(qǐng)日: 2020-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN112407233A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 勞·奧爾默莫拉;塔馬拉·布蘭科巴雷拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 空中客車西班牙運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B64C1/40
• 分類號(hào): B64C1/40;B32B9/00;B32B9/04;B32B5/02;B32B5/12;B32B5/26;B32B17/04;B32B17/10;B32B17/12;B32B27/06;B32B7/12;B32B7/08;B32B7/02;B32B33/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 蔡勝有;孫雅雯

本發(fā)明屬于飛行器結(jié)構(gòu)和這些飛行器的結(jié)構(gòu)材料的領(lǐng)域，尤其屬于用于飛行器結(jié)構(gòu)的噪聲吸收材料的領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種用于飛行器結(jié)構(gòu)的聲波吸收層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，一種用于制造聲波吸收層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的方法以及一種飛行器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛行器結(jié)構(gòu)和這些飛行器的結(jié)構(gòu)材料的領(lǐng)域，尤其屬于用于飛行器結(jié)構(gòu)的噪聲吸收材料的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在飛行器的普通結(jié)構(gòu)件中，現(xiàn)有的碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)結(jié)構(gòu)不具有吸收噪聲(例如，來自飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲)的能力。在大多數(shù)情況下，需要降低這些結(jié)構(gòu)的噪聲影響，附加吸收材料層被定位在這種CFRP結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)上，以實(shí)現(xiàn)降噪。

關(guān)于將吸收材料整合到CFRP結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)有方案是基于通過粘合連接將彈性體材料的連續(xù)鋪層粘合至碳鋪層。由于缺乏剪切荷載傳遞，以及還由于材料的應(yīng)變不相容性，這種解決方案降低了此類結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

為了減少對(duì)特定飛行器結(jié)構(gòu)(即，客艙)的噪聲影響，而不影響結(jié)構(gòu)效率(重量/強(qiáng)度)，并且需要容易地將材料整合到特定的飛行器結(jié)構(gòu)。

因此，本發(fā)明提供一種用于飛行器結(jié)構(gòu)的層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，該層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)吸收聲波并且解決上述缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述問題，通過聲波吸收層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、用于制造聲波吸收層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的方法、以及飛行器提供一種替代性的解決方案。在本文中，還限定了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

在第一發(fā)明方面，本發(fā)明提供了一種用于飛行器結(jié)構(gòu)的聲波吸收層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，所述層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)包括混合復(fù)合材料的至少三個(gè)堆疊鋪層，每個(gè)混合復(fù)合材料鋪層包括以下組合：

-多個(gè)第一聚合物材料絲束，其布置成平行于經(jīng)線方向，其中，每個(gè)第一聚合物材料絲束具有第一寬度W₁，

-多個(gè)第二聚合物材料絲束，其布置成平行于緯線方向，其中，每個(gè)第二聚合物材料絲束具有第三寬度W₃，以及

-多個(gè)吸收材料絲束，其布置成平行于所述經(jīng)線方向，其中，每個(gè)吸收材料絲束具有第二寬度W₂，

其中，

所述聚合物材料絲束是碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)或玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(GFRP)絲束；并且

所述多個(gè)第一聚合物材料絲束和所述多個(gè)第二聚合物材料絲束以及所述多個(gè)吸收材料絲束布置成在它們之間互相交織形成每個(gè)混合材料鋪層的圖案，使得所述聲波吸收層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)對(duì)于具有符合以下公式的波長(zhǎng)λ的聲波實(shí)現(xiàn)改善的吸收水平：

λ＜(2×W₂+W₁)。

混合復(fù)合材料將被理解為不同性質(zhì)的材料的組合，尤其是塑料材料和吸收材料的組合。聚合物材料絲束和吸收絲束的這種交織提供了有利地增加聲音吸收效率而對(duì)剪切載荷傳遞影響低的混合復(fù)合材料鋪層。

聲波吸收層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)有利地將力轉(zhuǎn)移至相鄰的混合復(fù)合材料鋪層，并且能夠減少引入飛行器結(jié)構(gòu)的噪聲(即，引入飛行器機(jī)艙的馬達(dá)噪聲和湍流噪聲)。

本層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)包括至少三個(gè)堆疊的混合復(fù)合材料鋪層，這是層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)吸收幾乎整個(gè)波長(zhǎng)而不降低結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能所需要的最小鋪層數(shù)量。

第一聚合物材料絲束和第二聚合物材料絲束是由碳纖維(CF)或玻璃纖維(GF)增強(qiáng)的塑料材料。這些聚合物材料絲束為混合復(fù)合材料提供機(jī)械性能，并且充當(dāng)混合材料的主要基材。

本發(fā)明的層壓復(fù)合材料結(jié)構(gòu)歸功于這種至少三個(gè)混合復(fù)合材料鋪層的組合而會(huì)以同一結(jié)構(gòu)表現(xiàn)來吸收噪聲和傳遞剪切力。