Акустический вкладыш

В авиационных двигателях , обычно турбовентиляторных , используются акустические вкладыши для гашения шума двигателя. двигателя Вкладыши нанесены на внутренние стенки гондолы , как во впускном, так и в перепускном канале, и используют принцип резонанса Гельмгольца для рассеивания падающей акустической энергии.

Конфигурации

Акустическая облицовка представляет собой сэндвич-панель, изготовленную из:

пористый верхний слой, называемый лицевым слоем;
обеспечивающая сотовая структура, внутренние перегородки;
непроницаемый слой, называемый тыльной стороной или задней кожей;

В нижней половине вкладыша имеются специальные внутренние прорези для дренажа жидкости во избежание образования льда или опасности возгорания. С акустической точки зрения это означает, что верхняя акустическая панель представляет собой локально реагирующую облицовку , тогда как нижняя представляет собой нелокально реагирующую облицовку . ^{[ 1 ]}

Акустические вкладыши различают по внутренней конфигурации в зависимости от количества слоев сотовых ячеек:

Облицовки с одинарной степенью свободы (SDOF) представляют собой сэндвич-панели базовой конфигурации, лицевая сторона которых соединена с сотовым слоем и закрыта задней обшивкой. Часто для обеспечения связи используется метод «выпрямления».
Вкладыши с двойной степенью свободы (DDOF) состоят из двух слоев сотовых ячеек, разделенных пористой перегородкой. В частности, подкладка DDOF состоит из верхнего облицовочного листа, первого сотового слоя, пористой перегородки, второго сотового слоя и, наконец, непроницаемой задней обшивки. Таким образом, лайнер DDOF соединяет два резонатора Гельмгольца последовательно.

Пористые слои (например, перегородка и лицевой лист) могут представлять собой, например, перфорированную пластину, проволочную сетку или металлический войлок. Соты могут быть изготовлены из алюминия или стекловолокна, а размер ячеек выбирается достаточно малым, чтобы обеспечить наличие в ячейке плоской акустической волны для всей интересующей частоты. Лицевая и задняя обшивка могут быть металлическими или изготовленными из углеродного волокна . Чтобы получить цилиндрический корпус, части панели конструктивно соединяются друг с другом, что приводит к частичной потере акустической площади, известной как соединение. Современные акустические материалы изготавливаются без сращиваний и известны как вкладыши с нулевым сращиванием. Например, эволюция ширины стыков в семействе Airbus варьируется от трех стыков шириной около 15 см для Airbus A320 до вкладыша с нулевым стыком для Airbus A380 . ^{[ 2 ]}

Акустические характеристики

Работоспособность акустических вкладышей можно проверить на специальных экспериментальных испытательных стендах. ^{[ 3 ]} с помощью виртуальных прототипов или путем наземных испытаний на натурных двигателях. ^{[ 4 ]} Оба типа испытаний и моделирования позволяют определить затухание звука в дальней зоне. Кроме того, акустические характеристики связаны с акустическим импедансом, который можно измерить одним из следующих методов:

Импедансная трубка или трубка Кундта ;
Проточные каналы ^{[ 5 ]}
Метод in-situ или метод Дина ^{[ 6 ]}

Все эти методы позволяют измерить нормальный импеданс лейнера. Однако только средства проточных каналов и метод in-situ позволяют измерить импеданс в присутствии скользящего потока, который может повлиять на сам импеданс. ^{[ 5 ]} Более того, метод in-situ является единственным методом, позволяющим измерить импеданс непосредственно на полномасштабных акустических лайнерах. ^{[ 4 ]}^{[ 7 ]}

Ссылки

^ Мюррей, П., Ферранте, П., и Скофано, А., Влияние дренажных щелей акустической панели гондолы самолета на затухание воздуховода. На 13-й конференции по аэроакустике AIAA/CEAS (28-я конференция по аэроакустике AIAA), 2007 г.
^ Кемптон, А., «Акустические вкладыши для современных авиационных двигателей», 15-й семинар CEAS-ASC и 1-й научный семинар X-Noise EV, 2011.
^ Ферранте, П.Г., Копиелло, Д., и Бютке, М.. Проектирование и экспериментальная проверка акустических вкладышей с «настоящим нулевым сращиванием» в модульной установке универсальной вентиляторной установки (UFFA). На 17-й конференции AIAA/CEAS по аэроакустике, AIAA-2011-2728, Портленд, Орегон.
^ Jump up to: ^а ^б Шустер Б., Либер Л. и Вавалле А. Оптимизация бесшовной входной облицовки с использованием эмпирически подтвержденного метода прогнозирования. На 16-й конференции AIAA/CEAS по аэроакустике, Стокгольм, Швеция.
^ Jump up to: ^а ^б Джонс М.Г., Трейси М.Б., Уотсон В.Р. и Пэрротт Т.Л. Влияние геометрии хвостовика на акустический импеданс. Бумага AIAA, 2446, 2002.
^ Дин, доктор медицинских наук, Метод измерения акустического импеданса стенки в воздуховоде на месте , Журнал звука и вибрации, № 34 (1), 1974
^ Гаэта, Р.Дж., Мендоса, Дж.М., и Джонс, М.Г., Реализация методов измерения импеданса на месте в полномасштабной системе авиационного двигателя. На 13-й конференции AIAA/CEAS по аэроакустике, документ AIAA 2007 (том 3441).

[Murray2007-1] Мюррей, П., Ферранте, П., и Скофано, А., Влияние дренажных щелей акустической панели гондолы самолета на затухание воздуховода. На 13-й конференции по аэроакустике AIAA/CEAS (28-я конференция по аэроакустике AIAA), 2007 г.

[Kempton2011-2] Кемптон, А., «Акустические вкладыши для современных авиационных двигателей», 15-й семинар CEAS-ASC и 1-й научный семинар X-Noise EV, 2011.

[Ferrante2011-3] Ферранте, П.Г., Копиелло, Д., и Бютке, М.. Проектирование и экспериментальная проверка акустических вкладышей с «настоящим нулевым сращиванием» в модульной установке универсальной вентиляторной установки (UFFA). На 17-й конференции AIAA/CEAS по аэроакустике, AIAA-2011-2728, Портленд, Орегон.

[Schuster2010-4] Jump up to: ^а ^б Шустер Б., Либер Л. и Вавалле А. Оптимизация бесшовной входной облицовки с использованием эмпирически подтвержденного метода прогнозирования. На 16-й конференции AIAA/CEAS по аэроакустике, Стокгольм, Швеция.

[Jones202-5] Jump up to: ^а ^б Джонс М.Г., Трейси М.Б., Уотсон В.Р. и Пэрротт Т.Л. Влияние геометрии хвостовика на акустический импеданс. Бумага AIAA, 2446, 2002.

[Dean1974-6] Дин, доктор медицинских наук, Метод измерения акустического импеданса стенки в воздуховоде на месте , Журнал звука и вибрации, № 34 (1), 1974

[Gaeta2010-7] Гаэта, Р.Дж., Мендоса, Дж.М., и Джонс, М.Г., Реализация методов измерения импеданса на месте в полномасштабной системе авиационного двигателя. На 13-й конференции AIAA/CEAS по аэроакустике, документ AIAA 2007 (том 3441).

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]