ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩАЯ ПАНЕЛЬ ГОНДОЛЫ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ, ОСНАЩЕННАЯ ВСТРОЕННЫМИ КРЕПЕЖНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ Российский патент 2016 года по МПК F02C7/45 

Настоящее изобретение относится к звукопоглощающей панели ячеистого типа, в частности для конструкции гондолы турбореактивного двигателя, причем указанная звукопоглощающая панель оснащена крепежными средствами.

Конкретнее, данная панель предназначена для оснащения гондолы турбореактивного двигателя, а более конкретно для кожуха вентилятора турбореактивного двигателя

Авиационные турбореактивные двигатели создают значительное шумовое загрязнение. Существуют высокие требования к уменьшению этого загрязнения, в частности, ввиду того, что применяемые турбореактивные двигатели становятся все более мощными. В значительной степени на уменьшение этого шумового загрязнения влияет конструкция гондолы, окружающей турбореактивный двигатель.

Чтобы дополнительно улучшить звукопоглощающие характеристики летательных аппаратов, гондолы оснащают звукопоглощающими панелями, которые уменьшают шумы, как за счет циркуляции потоков воздуха через турбореактивный двигатель, так и за счет вибрации конструктивных элементов гондолы. Таким образом, звукопоглощающие панели обычно расположены вдоль канала циркуляции потоков воздуха, создаваемых турбореактивным двигателем, от находящегося спереди воздухозаборника до расположенного сзади выходного отверстия.

Звукопоглощающие панели - это конструкции типа «сэндвич», широко известные для поглощения таких шумов. Эти панели обычно содержат один или несколько слоев сердцевины ячеистой конструкции (обычно называемой «сотовой» конструкцией). Так называемая «наружная», т.е. наиболее удаленная от аэродинамического потока, поверхность этих слоев затем может быть покрыта воздухонепроницаемой обшивкой, называемой «сплошной», а внутренняя, т.е. ближайшая к аэродинамическому потоку поверхность - воздухопроницаемой перфорированной обшивкой, называемой «звукопоглощающей».

Конструкция ячеистой сердцевины известным образом выполнена из скрепленных ячеистых блоков, имеющих обычно шестигранные или эллиптические ячейки.

Могут применяться другие конструкции, специально отвечающие конкретным требованиям звукопоглощения. К примерам, в частности, относятся панели с линейной степенью свободы (LDOF), где на звукопоглощающую обшивку наклеена тонкая металлическая решетка, и, так называемые, панели с двойной степенью свободы (2DOF), содержащие два уровня ячеистой сердцевины, разделенные пористой перегородкой.

В общем, настоящее изобретение не ограничивается какой-либо конкретной конструкцией звукопоглощающей панели и будет совместимо с различными конструкциями.

Одним из главных недостатков является крепление этих панелей. Фактически, эти панели обычно крепят винтами, которые можно развинчивать, что обеспечивает возможность техобслуживания и замены и упрощает выполнение этих операций.

Эти винты также могут проходить через сотовую сердцевину панели, которую в этом случае местно упрочняют, в частности, путем добавления смолы, твердого упрочнителя или вставки, или они могут проходить через панель в так называемой зоне возврата обшивки, где соты локально отсутствуют.

Во всех случаях следует понимать, что в результате звукопоглощающая поверхность панели уменьшится.

Другая возможность заключается в приклеивании панели или в прикреплении ее заклепками к ее сплошной наружной обшивке, как, например, раскрывается в документе ЕР 1,020,845, но в этом случае панели будет невозможно разъединить. Кроме того, в отношении документа ЕР 1,020,845 следует отметить, что заклепки все равно проникают внутрь панели, что уменьшает эффективную звукопоглощающую поверхность.

В настоящем изобретении ставится задача устранения этих недостатков и предлагается система крепления, обеспечивающая размещение панелей без потерь звукопоглощающей поверхности.

В документе US 2009/0242321 предлагается одно такое решение за счет обеспечения боковых крепежных кромок. Тем не менее, следует отметить, что наличие этих крепежных кромок удлиняет панель, что может создавать проблемы при определенном и жестко ограниченном пространстве. В этом случае при одинаковой длине будут иметь место потери звукопоглощающей поверхности.

Кроме того, должна иметься возможность обеспечения соответствующей стационарной области крепления, а такая возможность бывает не всегда.

Таким образом, настоящее изобретение предлагает альтернативное техническое решение, устраняющее вышеуказанные недостатки и с этой целью включающее в себя звукопоглощающую панель, содержащую по меньшей мере одну ячеистую сердцевину, расположенную между по меньшей мере внутренней обшивкой и наружной обшивкой, отличающуюся тем, что в указанную наружную обшивку встроен по меньшей мере один крепежный элемент, выполненный с возможностью образования разъемного соединения с ответным крепежным элементом, взаимодействующим с конструкцией, к которой ее следует прикрепить.

Таким образом, за счет того, что крепежные элементы встроены непосредственно в наружную обшивку, в сердцевине ничто не перекрывается и не разрушается этим крепежом. Следовательно, звукопоглощающие свойства сохраняются. Кроме того, будучи установленными с задней стороны панели, крепежные элементы обеспечивают большую подгоняемость относительно стенки, вдоль которой следует установить панели. Этот способ крепления также учитывает объем, занимаемый панелью.

Понятие «встроенные» означает, что крепежные элементы, по меньшей мере, частично, встроены или вмонтированы в наружную обшивку или, в частности, введены в слои, если гондола выполнена из композитного материала.

Согласно первому альтернативному варианту реализации заявленного изобретения, крепежный элемент представляет собой винт, а ответный крепежный элемент - гайку, или наоборот.

Согласно второму альтернативному варианту реализации заявленного изобретения крепежный элемент и ответный крепежный элемент образуют быстрое крепление поворотом одного из указанных элементов относительно другого на четверть оборота.

Согласно третьему варианту реализации заявленного изобретения, крепежный элемент представляет собой гайку, а ответный крепежный элемент - винт.

Согласно первому варианту реализации, крепежный элемент встроен в наружную обшивку посредством формовки. В частности, крепежный элемент может быть встроен в наружную обшивку на шаге формовки по меньшей мере части панели.

Согласно второму варианту реализации, крепежный элемент встроен в наружную обшивку с использованием при этом приклеивания или приваривания к наружной обшивке.

Согласно третьему варианту реализации, крепежный элемент закреплен в наружной обшивке посредством заклепок.

Предпочтительно, крепежный элемент встроен в наружную обшивку основанием.

Предпочтительно, звукопоглощающая панель содержит множество крепежных элементов, по меньшей мере, часть которых ориентирована в направлении, по существу, параллельном направлению установки панели.

Согласно одному альтернативному варианту реализации заявленного изобретения, наружная обшивка звукопоглощающей панели имеет криволинейную поверхность.

Предпочтительно, чтобы крепежный элемент был встроен в наружную обшивку с возможностью поворота относительно по меньшей мере одной оси вращения.

Настоящее изобретение будет более понятным в свете нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых

фиг. 1 - это схематический вид продольного разреза гондолы турбореактивного двигателя, где внутренний канал циркуляции воздуха покрыт звукопоглощающей панелью согласно изобретению;

фиг. 2 - общее схематическое изображение звукопоглощающей панели, используемой в изобретении;

фиг. 3 и 4 - схематические виды продольных разрезов задней обшивки звукопоглощающей панели согласно первому варианту реализации заявленного изобретения;

фиг. 5 - частичный вид продольного разреза задней обшивки звукопоглощающей обшивки согласно третьему варианту реализации заявленного изобретения;

фиг. 6-8 иллюстрируют случай криволинейной звукопоглощающей панели, содержащей приспособленные крепежные элементы согласно заявленному изобретению.

Данная гондола 1 имеет, по существу, трубчатую наружную конструкцию, окружающую турбореактивный двигатель 2 и определяющую канал 3 для циркуляции воздушного потока вокруг последнего.

На фиг. 1 также схематически показаны пути распространения звуковых волн (заштрихованные области со стрелками), в частности, создаваемых лопастями 4 турбореактивного двигателя 2.

Чтобы ослабить звуковые волны и ограничить их распространение, гондола 1 оснащена, в частности, от воздухозаборника и вдоль канала 3 для циркуляции воздуха, звукопоглощающими панелями 5, покрывающими одну или более внутренних стенок гондолы 1.

Типичная конструкция звукопоглощающей панели 5 показана на фиг. 2. Подобная звукопоглощающая панель 5 обычно содержит сотовую сердцевину 51, расположенную между внутренней обшивкой 52, которая перфорирована и обращена внутрь гондолы 1, чтобы воспринимать подлежащие поглощению звуковые волны, и наружной обшивкой 53, которая является сплошной и предназначена обеспечивать крепление звукопоглощающей панели 5.

Согласно заявленному изобретению, такую звукопоглощающую панель 5 можно прикрепить к гондоле, используя крепежные элементы, встроенные в наружную обшивку 53.

На фиг. 3-5 показаны различные варианты исполнения таких встроенных крепежных элементов.

На фиг. 3 представлен первый вариант исполнения крепежного элемента, оснащающего звукопоглощающую панель 5. Этот крепежный элемент выполнен в виде винта 65, содержащего стержень с резьбой, отходящий от пластины 612 в направлении наружу панели.

Согласно заявленному изобретению, винт 61 встроен в наружную обшивку звукопоглощающей панели посредством формовки указанной наружной обшивки 53 вокруг пластины 612. Для этого пластину располагают между одним или более внутренними слоями 53b наружной обшивки 53 и одним или более наружными слоями 53а наружной обшивки 53.

Как показано на фиг. 4, резьбовой стержень 611 проходит через соответствующее отверстие 7, выполненное в стенке 8, к которой прикрепляют звукопоглощающую панель 5, и входит в соответствующую гайку 9, фиксирующую крепление, которое остается разъемным.

На фиг. 5 показан второй способ, посредством которого встроен винт 61, оснащающий заднюю обшивку 53 звукопоглощающей панели 5. Винт 61 закреплен в задней обшивке заклепками 10, проходящими через пластину 612.

В этом случае предпочтительным будет усиление задней обшивки 53, по меньшей мере, локальное, в частности, за счет локального увеличения числа слоев, образующих заднюю обшивку 53.

На фиг. 6-8 проиллюстрирован случай криволинейной звукопоглощающей панели 500.

Предпочтительно, крепежные элементы для таких панелей 500, в данном случае - винты 61, предпочтительно, будут ориентированы в направлении установки (по стрелке) панели 500, которое может не совпадать с направлением нормали к панели 500.

Винты 61 могут быть установлены неподвижно в этом направлении или с возможностью поворота, так чтобы их можно было ориентировать.

Для этого, как показано на фиг. 7 и 8, каждый винт 61 подвижно установлен внутри неподвижного элемента 90, закрепленного в задней обшивке 53, в частности, посредством формовки между слоями 53а, 53b задней обшивки, и имеющего, по существу, сферическую опорную поверхность.

На фиг. 8 проиллюстрирован шаг прикрепления звукопоглощающей панели к стенке гондолы 1.

Чтобы обеспечить надлежащее закрепление и хорошее техобслуживание для гайки 9 и звукопоглощающей панели 5, следует обеспечить подклинивающий узел 11, позволяющий регулировать угол крепления.

Несмотря на то, что выше раскрыт лишь один конкретный вариант реализации, заявленное изобретение, разумеется, никоим образом не ограничивается этим вариантом и охватывает все технические эквиваленты вышеописанных средств, а также их комбинации, если они находятся в пределах объема заявленного изобретения.

Звукопоглощающая панель содержит, по меньшей мере, одну ячеистую сердцевину, расположенную между внутренней обшивкой и наружной обшивкой. В наружную обшивку встроен, по меньшей мере, один крепежный элемент, выполненный с возможностью образования разъемного соединения с ответным крепежным элементом, взаимодействующим с конструкцией, к которой следует прикрепить звукопоглощающую панель. Крепежный элемент встроен в наружную обшивку с возможностью поворота относительно, по меньшей мере, одной оси вращения. Изобретение позволяет упростить крепление звукопоглощающей панели при сохранении ее звукопоглощающих свойств. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Звукопоглощающая панель (5), содержащая по меньшей мере одну ячеистую сердцевину (51), расположенную между, по меньшей мере, внутренней обшивкой (52) и наружной обшивкой (53), отличающаяся тем, что в указанную наружную обшивку встроен по меньшей мере один крепежный элемент (61), выполненный с возможностью образования разъемного соединения с ответным крепежным элементом (9), взаимодействующим с конструкцией, к которой ее следует прикрепить, причем крепежный элемент (61) встроен в наружную обшивку (53) с возможностью поворота относительно по меньшей мере одной оси вращения.

2. Звукопоглощающая панель (5) по п. 1, отличающаяся тем, что крепежный элемент представляет собой винт (61), а ответный крепежный элемент - гайку (9), или наоборот.

3. Звукопоглощающая панель (5) по п. 1, отличающаяся тем, что крепежный элемент (61) и ответный крепежный элемент (9) образуют быстрое крепление поворотом одного из указанных элементов относительно другого на четверть оборота.

4. Звукопоглощающая панель (5) по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что крепежный элемент (61) встроен в наружную обшивку (53) посредством формовки.

5. Звукопоглощающая панель (5) по п. 4, отличающаяся тем, что крепежный элемент (61) встроен в наружную обшивку (53) посредством формовки на шаге формовки, по меньшей мере, части панели.

6. Звукопоглощающая панель (5) по любому из пп. 1-3, 5, отличающаяся тем, что крепежный элемент (61) встроен в наружную обшивку (53) с использованием приклеивания или приваривания к наружной обшивке.

7. Звукопоглощающая панель (5) по любому из пп. 1-3, 5, отличающаяся тем, что крепежный элемент (61) закреплен в наружной обшивке (53) посредством заклепок.

8. Звукопоглощающая панель (5) по любому из пп. 1-3, 5, отличающаяся тем, что крепежный элемент (61) встроен в наружную обшивку (53) основанием (612).

9. Звукопоглощающая панель (5) по любому из пп. 1-3, 5, отличающаяся тем, что она содержит множество крепежных элементов (61), по меньшей мере, часть которых ориентирована в направлении, по существу, параллельном направлению установки панели.

10. Звукопоглощающая панель (500) по любому из пп. 1-3, 5, отличающаяся тем, что наружная обшивка (61) имеет криволинейную поверхность.