具有傾斜芯的聲音結構面板的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及燃氣渦輪機發(fā)動機，更具體地涉及用于燃氣渦輪機發(fā)動機的噪聲抑制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]燃氣渦輪機，諸如為現(xiàn)代商用飛行器提供動力的那些燃氣渦輪機，通常包括噪聲抑制結構。這些結構通常包括多個單元式結構或單元。這些單元通常被布置為格子，諸如類似多個“蜂窩”形單元的格子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在各個實施例中，飛行器機艙可包括噪聲抑制結構。噪聲抑制結構可包括位于穿孔材料層和非穿孔材料層之間的多個噪聲抑制單元。多個噪聲抑制單元可以以銳角(例如，相對于水平線在20和75度之間)與穿孔材料層和非穿孔材料層接觸，從而使得多個噪聲抑制單元與穿孔材料層和非穿孔材料層非正交。此外，在各個實施例中，多個噪聲抑制單元中的每個包括六邊形剖面輪廓。此外，在各個實施例中，噪聲抑制結構可包括支撐結構，支撐結構包括多個支撐構件，其中，多個噪聲抑制單元位于支撐結構內(nèi)。噪聲抑制結構可包括四邊形幾何形狀、三角形幾何形狀、六邊形幾何形狀等中的任何形狀(和/或任何組合)。在各個實施例中，多個噪聲抑制單元中的每個的壁限定單元深度。
[0004]在各個實施例中，用于噴氣式發(fā)動機的機艙可包括位于由多個交叉的支撐構件限定的支撐結構內(nèi)的多個噪聲抑制單元。噪聲抑制單元可與穿孔材料層非正交地延伸，并且可位于穿孔材料層和非穿孔材料層之間。此外，多個噪聲抑制單元可以以銳角與穿孔材料層接觸，從而使得多個噪聲抑制單元與穿孔材料層非正交。支撐結構可包括四邊形幾何形狀、三角形幾何形狀、六邊形幾何形狀等中的任何形狀(和/或任何組合)O在各個實施例中，多個噪聲抑制單元中的每個的壁限定單元深度。
【附圖說明】
[0005]在說明書的結尾部分具體指出并明確地要求保護本公開的主題。但是，對本公開的更全面理解可通過聯(lián)系附圖參照詳細描述和權利要求來最佳地獲得，其中，相似附圖標記表示相似元件。
[0006]圖1圖示根據(jù)各個實施例的噪聲抑制結構的頂視立體圖。
[0007]圖2圖示根據(jù)各個實施例的多個噪聲抑制單元的剖視圖。
[0008]圖3A圖示根據(jù)各個實施例的反射波前的多個噪聲抑制單元的剖視圖。
[0009]圖3B圖示根據(jù)各個實施例的多個噪聲抑制單元的剖視圖。
[0010]圖4A圖示根據(jù)各個實施例的包括四邊形支撐結構的機艙的立體圖。
[0011]圖4B圖示根據(jù)各個實施例的包括三角形支撐結構的機艙的立體圖。
[0012]圖5圖示根據(jù)各個實施例的能夠包括多個噪聲抑制結構的機艙。
【具體實施方式】
[0013]參照附圖對本文的示例性實施例進行詳細描述，附圖以實例方式來示出示例性實施例及其最佳實施方式。盡管充分詳細地描述了這些示例性實施例以使本領域技術人員能夠實踐本發(fā)明，但是應該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可實現(xiàn)其它實施例并且可進行邏輯、化學和機械改變。因此，本文的詳細描述僅為了例示而非限制。例如，在任何方法或過程描述中列舉的步驟可按任何順序執(zhí)行，并且未必受限于所示的順序。此外，對單數(shù)的任何描述包括復數(shù)實施例，并且對多于一個部件或步驟的任何描述可包括單個實施例或步驟。此外，對附接、固定、連接等的任何描述可包括永久的、可移除的、臨時的、部分的、完全的和/或任何其它可能的附接選擇。此外，對不接觸(或類似詞語)的任何描述還可包括減小的接觸或極小的接觸。
[0014]如本文所使用的，“尾向”指的是與飛行器的尾部(例如后端)相關的方向，或者總體上指的是燃氣渦輪機的排氣方向。如本文所使用的，“向前/前向”指的是與飛行器的頭部(例如前端)相關的方向，或者總體上指的是飛行或運動方向。
[0015]燃氣渦輪機發(fā)動機可包括噪聲抑制結構。這些結構可包括多個單元結構或單元。這些單元可被布置為格子，諸如類似多個“蜂窩”形單元的格子。每個單元可與一個或多個其它單元配合，作為較大噪聲抑制結構的一部分，以抵消或抑制由燃氣渦輪機發(fā)動機產(chǎn)生的噪聲。單元可位于第一材料層和第二材料層之間。任一材料層可包括聲波可通過其進入的多個穿孔。但是通常，這些層中的僅一層包括穿孔。
[0016]聲波可通過穿孔層進入噪聲抑制結構。當聲波進入單元時，聲波可行進通過單元的深度并從單元的非穿孔層或“背面”層反射。此反射波可行進返回通過單元的深度(或“單元深度”，如在下文定義的)并且與進入穿孔層的聲波異相地(例如，相差以四分之一波長、半個波長、四分之三波長等)離開穿孔層。因此，進入穿孔層的聲波可以與離開穿孔層的被反射且相移的聲波相干涉，更具體地相消干涉(即，抵消或基本抵消)。相消干涉可導致完全抵消(即，兩個波干涉以形成振幅為O的波)和/或基本抵消(即，兩個波干涉以形成振幅接近O的波)，除此之外還有其它相消干涉模式。
[0017]如本文所使用的，“單元深度”可指形成在第一材料層和第二材料層之間的單元壁的長度。于是，單元深度通常取決于待被抵消或抑制的聲音的頻率。更具體地，可通過具有第一單元深度的噪聲抑制結構來抑制較高頻率的聲波，而可通過具有更大的第二單元深度的噪聲抑制結構來抑制較低頻率的聲波(當聲波頻率降低時，其波長增加)。因此，通常在考慮特定發(fā)動機類型或尺寸的情況下設計噪聲抑制結構，因為第一類型的發(fā)動機所產(chǎn)生的聲音頻率可高于或低于第二類型的發(fā)動機所產(chǎn)生的聲音頻率。
[0018]此外，噪聲抑制結構通常結合在各種吞吐量的噴氣式發(fā)動機機艙中。機艙可包括入口、風扇罩、反推裝置等。具體地，一個或多個噪聲抑制結構可結合在機艙壁的內(nèi)表面和/或外表面附近。但是，與特定噪聲抑制結構相關的單元深度可取決于各種發(fā)動機設計要求(包括例如特定機艙壁附近可用的表面積和體積)而改變。因此，單元深度可受限，因此特定噪聲抑制結構能夠抑制的頻率范圍也受限。
[0019]例如，由于燃氣渦輪機發(fā)動機繼續(xù)變得更大且功率更大，由于它們的操作所產(chǎn)生的頻率也繼續(xù)降低。具體地，與較低旁通的傳統(tǒng)發(fā)動機相比，高旁通的現(xiàn)代發(fā)動機傾向于產(chǎn)生較低的操作聲音頻率。如前所述，較低的操作聲音頻率與噪聲抑制結構的增加的單元深度相關。但是，機艙壁附近可用的空間未增加成容納具有較大單元深度的噪聲抑制結構。實際上，許多現(xiàn)代發(fā)動機包括減小的或流線型的機艙輪廓。這些流線型輪廓可限制可用于結合噪聲抑制結構的空間。因此，流線型機艙輪廓可使噴氣式發(fā)動機受限于具有淺(或較淺)的單元深度的噪聲抑制結構，盡管需要較大的單元深度。因此，常規(guī)的噪聲抑制結構可能不能抑制大型(較新的)噴氣式發(fā)動機所產(chǎn)生的較低聲音頻率，尤其是當為了空氣動力學改進而將機艙輪廓形成為流線型時。
[0020]因此，在各個實施例中，并且參照圖1，示出了噪聲抑制結構100。如在此描述的，噪聲抑制結構100可以能夠抑制低頻聲音，即使在與噪聲抑制結構100相關的單元深度減小時。
[0021]在各個實施例中，噪聲抑制結構100可包括一個或多個單元結構或單元，諸如，為了例示，單元102a、102b和102c。這些單元102a、102b和102c可被布置為格子104。每個單元102a、102b和/或102c可包括各種剖面輪廓(例如，六邊形、八邊形、四邊形、三角形、圓形等)。因此，在各個實施例中，格子104可包括四棱柱形結構，諸如，矩形棱柱結構、正方形棱柱結構等。在各個實施例中，格子104還可包括圓柱形結構、三棱柱形結構、六棱柱形結構或“蜂窩”形結構等。
[0022]如參照圖2所示，每個單元102a、102b和102c可位于第一材料層202和第二材料層204之間和/或聯(lián)接到第一材料層202和第二材料層204。在各個實施例中，第一層202和/或第二層204中的任一者可包括任意各種薄膜、隔膜或“表皮”。
[0023]第一材料層202和/或第二材料層204中的任一者可進一步包括聲波可通過其進入的多個穿孔或孔。但是在各個實施例中，第一材料層202和第二材料層204中的僅一者包括穿孔。因此，在各個實施例中，如圖所示，第一層202可包括一個或多個穿孔，諸如，穿孔202a、202b、202c、202d和/或202e。因此，如本文所使用的，第一層202可被稱作“穿孔層”或“上層”。類似地，第二材料層204在本文可被稱作“背面層”。
[0024]此外，如圖所示，每個單元102a、102b和102c可被放置為使得每個單元壁(諸如單元壁206a、206b和/或206c)相對于第一材料層202和/或第二材料層204形成銳角208a和208b。在各個實施例中，相對于水平方向，角208a和/或208b可在約I度至89度的范圍內(nèi)。此外，在各個實施例中，相對于水平方向，角208a和/或208b可在20度至75度的范圍內(nèi)。因此，每個單元壁206a、206b和/或206c可相對于第一材料層202和/或第二材料層204傾斜或偏斜，從而使得單元102a、102b和102c與第一材料層202和/或第二材料層204非正交。由此，單元102a、102b和102c可被稱作“傾斜的”或“偏斜的”。單元102a、102b和102c在本文還可被稱作“傾斜芯”或“偏斜芯”，因為每個單元102a、102b和102c可被認為是噪聲抑制“芯”。
[0025]在操作中，如參照圖3A和3B所示，聲波302可通過形成在第一層202中的穿孔進入抑制結構100的單元102a、102b和102c。當聲波302行進通過每個單元102a、102b和102c時，聲波從第二層204反射，以在其返回形成在第一層202中的穿孔時離開。因此，當聲波302從第二層204反射時發(fā)生相移，并且頻率移位的波302可離開第一層202。在各個實施例中，反射聲波302可相移任何合適的度數(shù)，諸如，相移四分之一波長、半個波長、四分之三波長等。因此，當聲波302離開第一層202時，聲波302可與進入第一層202的聲波302的部分相抵消或基本抵消。
[0026]聲波302必須行進通過每個單元102a、102b和102c的距離304a、304b和/或304c大于，例如當通過其壁與第一層202和/或第二層204正交(或與其成小于角208a、208b和/或208c的角度)的單元時聲波302將行進通過的距離。更具體地