[发明专利]包括具有内隔膜的蜂巢构件的噪声吸收结构

说明书

多段声学隔膜包括具有不同声阻性质的段。多段声学隔膜相对声学单元竖直地延伸并且能够增加声学单元的有效声学长度。由多个声学段提供的多个声学性质也使得可以将在声学单元的整个频率范围内的特定频率范围作为目标。

技术领域

本发明总体涉及用来使源自特殊源的噪声衰减的声学结构。更具体地，本发明涉及提供相对薄的声学结构，这些声学结构能够使宽范围的噪声频率衰减，所述宽范围的噪声频率包括相对低频噪声，诸如由飞机的发动机产生低频噪声。

背景技术

众所周知，处理由特定源产生的过量噪声的最佳方式为治理声源处的噪声。这通常通过添加声学阻尼结构(声学治理)到噪声源的结构来完成。一个特别严重的噪声源为在大多数客机上使用的喷气式发动机。声学治理通常被结合于在发动机进口、机舱和排气结构中。这些声学治理包括声学谐振腔，这些声学谐振腔包含具有数百万个孔的相对薄的声学材料或栅格，这些孔对由发动机产生的声能产生声学阻抗。

蜂巢构件已经成为用于飞机和航空车辆的受欢迎的材料，因为它相对强且重量轻。对于诸如发动机机舱的声学应用，将声学材料添加到蜂巢构件结构，使得蜂巢构件单元在定位成在远离发动机的一端处在声学上封闭并且在离发动机最近的一端处由多孔覆盖件覆盖。用声学材料以这种方式封闭蜂巢构件单元产生声学谐振腔，声学谐振腔提供对噪声的衰减、阻尼或抑制。声学隔膜也通常位于蜂巢构件单元的内部以便为谐振腔提供另外的噪声衰减性质。

声学工程师面对的基本问题是，将机舱制得尽可能薄且重量轻，同时在由喷气式发动机产生的整个噪声范围内，仍然提供对声波频率的充足的抑制或阻尼。这种基本设计问题因如下事实而复杂化：大型喷气式发动机的较新的模型中，趋向于在较低频率下产生另外的噪声。新发动机设计趋向于使用更少的风扇片，而更少的风扇片在更慢的速率下产生更多的旁通空气。这导致产生具有较低频率的发动机噪声。

由给定的蜂巢构件单元或谐振腔阻尼的噪声的具体频率与单元的深度直接相关。一般而言，随着噪声频率下降，单元的深度必须增加以便提供充足的阻尼或抑制。具有大约1英寸或更小的单元深度的相对薄的机舱对于吸收由喷气式发动机产生的较高频率范围而言是充足的。然而，需要更深的声学单元或谐振腔来吸收由更新的喷气式发动机产生的较低频率。

解决吸收较低频率喷气噪声的一个方法是简单地构建具有较深单元的机舱。然而，这导致机舱的大小和重量增加，这与提供尽可能薄且轻重量的机舱的设计目的相反。此外，特别是对于机舱的大小和重量为主要工程设计考虑因素的较大飞机发动机而言，吸收低频噪声所需的机舱的重量和大小增加可能是无法接受的。

另一种方法涉及将相邻单元在声学上连接在一起以便增加组合单元的有效声学深度。该方法确实提供较低频率吸收；然而，在任意给定的结构中，由于多个单元的组合以形成单个声学单元，所以有效的声学单元的数量减小。在美国专利申请No.13/466,232中详细地描述了为了增加低频率声吸收而进行的单元的声学互连。

目前，存在设计如下发动机机舱及其它声学结构的需要：其中，声学结构能够在不增加机舱声学结构的厚度或重量的情况下抑制宽范围的噪声频率。

此外，存在设计如下声学结构的当前需要：其中，在通过声学结构阻尼的总噪声频率范围内的多个特定噪声频率范围能够被作为目标并且特别地被阻尼。

发明内容

根据本发明，发现机舱或其它类型的声学结构的声学范围能够增加并且能够是针对通过使用多段隔膜而阻尼的特定频率范围。多段隔膜在声学单元内竖直地延伸以提供具有不同声学阻尼性质的各段隔膜。发现使用这样的三维分段隔膜不仅允许增加谐振腔的有效声学长度，而且允许把谐振腔的整个声学范围内的多个特定噪声频率作为目标。