Гофрированная панель с гомогенным наполнителем Российский патент 2021 года по МПК B32B3/30 

Изобретение относится к гофрированным конструкциям, которые находят применение в изделиях авиационной техники, судостроения и в отраслях машиностроения.

Известна гофрированная конструкция, состоящая из перфорированной и сплошной обшивок, соединенных с гофрированным заполнителем. «Обзор зарубежного опыта. Цельносварные слоистые конструкции». НИАТ 1978 г. стр. 98 (аналог).

Недостаток конструкции в том, что она обеспечивает поглощение шума в узком спектре частот.

Известна слоистая гофрированная панель. Патент №2297329 1332 В3/12 24.08.2004. Максименков В.И, Молод М.В. (Прототип).

Конструкция панели состоит из обшивок, одна из которых перфорированная. Заполнитель выполнен из чередующихся между собой верхних и нижних перфорированных и гофрированных полос. Между боковыми поверхностями упомянутых верхних и упомянутых нижних полос установлены сетки в поперечном направлении относительно последних. Однако данная конструкция не обеспечивает требуемых показателей по шумоглушению. Изобретение направлено на снижение шума и получение широкополосной картины поглощения шума.

Технический результат достигается за счет того, что гофрированная панель, включающая перфорированную обшивку и гофрированный заполнитель, выполненный из чередующихся между собой верхних и нижних перфорированных и гофрированных полос и сплошной обшивки, отличающийся тем, что в пространство между гофрированными полосами в средине панели в верхней и нижней части заполнителя на ¹/₂ высоты установлены вставки из гомогенных материалов.

Такое расположение вставок обеспечивает повышенный эффект шумоглушения и исключает разрушающее воздействие звуковых волн, а также фактор выдувания заполнителя.

Эффект шумоглушения обеспечивается явлением резонанса, возникающего в пространстве обшивка - гомогенный материал и эффекта поглощения звуковых волн различных частот гомогенным материалом, что обеспечивает широкополосное поглощение шума.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлена гофрированная панель, состоящая из перфорированной обшивки 1, сплошной обшивки 2, гофрированного заполнителя 3, вставок 4 и 5.

Пример

Гофрированный заполнитель выполнен из титанового сплава ОТ4-1, толщ. 0,5 мм со степенью перфорации 50%, заполняется вставками из гомогенного материала. В качестве гомогенного материала применяют волокна из оксида кремния Суперсилика M1, с плотностью 140 кг/м³ и с рабочей температурой 1100°С. Этот материал не содержит связующих, то есть при нагреве не выделяет газообразные вещества, что важно при использовании Суперсилика M1 в горячей части двигателя. Ленты из Суперсилика M1 - вставки укладывают в середине в верхней и нижней части заполнителя. Толщина вставок 6,0 мм.

Звуковые волны (Зона Б-Б) проходят через отверстия перфорированной обшивки 1 и перфорацию заполнителя 3 и теряют свою энергию. На расстоянии Н₁ наблюдается явление резонанса, а на высоте Н₂ вставки 4 звуковые волны теряют свою энергию, которая превращается в тепловую.

Звуковые волны (Зона В-В) проходят через отверстия перфорированной обшивки 1 и теряют свою энергию. На высоте Н₃ наблюдается явление резонанса, а на высоте Н₄ вставки 4 звуковые волны теряют свою энергию, которая превращается в тепловую. Выбор и обоснование параметров, соотношение воздушного пространства и толщины вставки заполнителя определяют на интерферометре по показателям импеданса отдельных элементов и всей конструкции. При этом выбирают оптимальный вариант конструкции в целом.

Выбранная конструкция прошла апробацию при испытании на стенде «канал с потоком» и показала убедительные результаты, которые заключались в ее эффективности, то есть поглощении шума в широком спектре частот. Ослабленные звуковые волны, прошедшие через вставки толщиной H₄ и Н₂ теряют свою энергию за счет явления второго резонанса. Наличие вставок из Суперсилика M1, установленных в средней части гофровой панели, фактически создает средний промежуточный слой, обеспечивая акустическую эффективность.

Изобретение может использоваться в изделиях авиационной техники, судостроения и в отраслях машиностроения. Гофрированная панель включает перфорированную обшивку 1, заполнитель 3, выполненный из чередующихся между собой верхних и нижних перфорированных и гофрированных полос, и сплошную обшивку. В пространства между гофрированными полосами в середине панели в верхней и нижней части заполнителя на ¹/₂ его высоты установлены вставки 4 из гомогенных материалов. Технический результат: снижение уровня шума в 1,5-2 раза, обеспечивая снижение шума в широком спектре частот. 1 пр., 2 ил.

Гофрированная панель, включающая перфорированную обшивку, заполнитель, выполненный из чередующихся между собой верхних и нижних перфорированных и гофрированных полос, и сплошную обшивку, отличающаяся тем, что в пространства между гофрированными полосами в середине панели в верхней и нижней части заполнителя на ¹/₂ его высоты установлены вставки из гомогенных материалов.