用于降低飞行器发动机噪声的吸声夹层板的制造方法技术

一种吸声板(10)的制造方法，该吸声板具有夹层结构以用于降低航空发动机的噪声影响，该方法依次包括以下步骤：步骤a)提供热塑性聚合物材料的第一蒙皮(12)；步骤b)通过对第一蒙皮(12)进行机械冲孔来制造多个穿过第一蒙皮(12)的微孔(18)；步骤c)通过在第一蒙皮(12)和中心层(14)之间布置结构性粘合层以及/或者通过第一蒙皮(12)和中心层(14)之间的热焊接将所述第一蒙皮(12)固定到中心层(14)；以及步骤d)通过在中心层(14)和第二蒙皮(16)之间布置结构性粘合层以及/或者通过中心层(14)和第二蒙皮(16)之间的热焊接将所述中心层(14)固定到第二蒙皮(16)。到第二蒙皮(16)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于降低飞行器发动机噪声的吸声夹层板的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于航空用途的吸声板的制造方法以及相关的吸声板。

技术介绍

[0002]吸声板的使用在航空领域中是公知的，特别是当将吸声板布置在发动机周围的发动机舱上以便吸收其散布的声功率时。通常，这些吸声板具有所谓的“夹层”结构，或者具有包括一对外蒙皮和位于外蒙皮之间的中间层的结构。通常，中心层由蜂窝结构制成，并且面向发动机的蒙皮设置有多个孔；这样，声波可进入中心层并保持限制在容积部的还称为共振室的蜂窝结构中。外蒙皮的层通常由具有热固性基质(例如环氧树脂)的复合材料或由铝制成。
[0003]例如，从US 9,856,030B2中已知一种用于航空用途的吸声板，其中图1示出了这样的吸声板，该吸声板具有穿孔的第一蒙皮、带有蜂窝结构的中间层并具有第二蒙皮。
[0004]例如，在专利公开CN 105346152A、GB 2,452,476B、US 4,817,756A、US 7,631,483B2、US 7,640,961B2、US 9,194,293B2、US 2005/0060982A1、US 2005/0082112A1、US 2015/0315972A1和EP 2,017,077A2中示出了用于航空用途的吸声板的其他实例。后一文献特别地示出了使用不同材料的可能性，但是没有示出使用热塑性材料来制造穿孔的蒙皮的可能性。事实上，由于难以将热塑性材料的层粘合到不同材料(例如铝、间位芳族聚酰胺基材料或用玻璃纤维增强的酚醛树脂基复合材料)的层上，所以这种热塑性材料的使用是复杂的。
[0005]为了在面向发动机的蒙皮中形成孔，通常使用激光钻孔工艺，这是因为更便宜的传统机械冲孔工艺不适于机加工复合材料。事实上，复合材料的钻孔可能涉及一系列特定的问题和材料的缺陷，例如分层(即，多个材料层彼此分离)和碎裂(即，增强纤维在孔的区域中的磨损)。事实上，复合材料的机械钻孔导致材料的纤维部分的断裂，并且因为作为不良热导体的复合材料不产生碎屑，所以在机加工期间产生的热量对于材料的树脂相而言也是问题。因此，为了实现精确的切割，就工具和方法而言必须采用特定的方法，这意味着用复合材料制造吸声板决不是经济的工艺。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种用于制造用于航空用途的吸声板的方法，该方法不具有现有技术的缺点。
[0007]根据本专利技术，由于如所附独立权利要求1中限定的制造方法，完全实现了这些和其他目的。
[0008]在从属权利要求中说明了本专利技术的有利实施方式，从属权利要求的内容被视为形成说明书的组成部分。
[0009]简而言之，本专利技术基于这样的构思，即不使用将根据对复合材料钻孔的特定技术而进行钻孔的复合材料的第一蒙皮，而是使用热塑性聚合物材料的第一蒙皮，通过该第一
蒙皮，首先借助于机械冲孔以传统方式形成多个微孔，然后借助于热焊接和/或胶合工艺将该第一蒙皮固定到吸声板的其他部件，该热焊接和/或胶合工艺可以由共固化或共聚或所谓的共胶接工艺来支持(通过插入粘合层来支持共固化)。
[0010]由于可以以传统的方式制造多个微孔，所以显著降低了制造吸声板的成本。
[0011]此外，由于使用热焊接和/或胶合，所以可以将热塑性材料的层胶合到不同类型的材料上。
附图说明
[0012]从以下参考附图以非限制性实例的方式给出的详细描述中，本专利技术的特性和优点将变得更加清楚，在附图中：
[0013]图1是吸声板的局部横截面的透视图；以及
[0014]图2是具有吸声板的发动机舱的一部分的剖视图。
具体实施方式
[0015]参考图1和图2，具有夹层结构以用于降低航空发动机噪声影响(noise impact，噪声冲击)的吸声板总体上用10表示。吸声板10基本上包括第一蒙皮12、中心层或中间层(也称为芯层)14以及第二蒙皮16。
[0016]吸声板10能够用于形成绝缘覆盖物，该绝缘覆盖物作为整体具有大致柱形的形状或者适于至少部分地包围航空发动机的发动机舱的形状。例如，在一个实施方式中，航空发动机的隔音是通过接合多个吸声板10而获得的，这些吸声板具有柱形表面的部分的形状。在其他实施方式中，吸声板可以具有基本上扁平或稍微弯曲的形状。
[0017]第一蒙皮12具有基本上薄的或膜状的结构，或者具有比其他两个维度小得多的厚度，并且当吸声板10装配好以供使用时，该第一蒙皮布置成面向声源；特别地，第一蒙皮12在发动机舱的径向内部方向上面向发动机。
[0018]第一蒙皮12可以由不同的热塑性聚合物材料制成。在一些仅通过实例描述的非限制性实施方式中，第一蒙皮12可以由包括在以下所列项中的热塑性聚合物材料制成：PEEK(聚醚醚酮)、PEK(聚醚酮)、PEI(聚醚酰亚胺)、尼龙、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PAEK(聚芳基醚酮)、PPS(聚对苯硫醚)、PA(聚酰胺)、PPSU(聚苯砜)、PC(聚碳酸酯)和PP(聚丙烯)。
[0019]第一蒙皮12可以优选地具有大约300微米至大约1500微米之间的厚度。还更优选地，第一蒙皮12具有大约500微米至大约1200微米之间的厚度。
[0020]第一蒙皮12设置有多个贯穿的微孔18，这些微孔通过传统的机械冲孔工艺制成并且分布在第一蒙皮的整个区域上。微孔18适于使得声波能够从吸声板10的外部通过到达吸声板的中心层14。这些微孔18可以以各种方式分布在第一蒙皮12的表面上方。
[0021]优选地，微孔18以规则和重复的模式分布，例如如图1所示的偏移的行。优选地，微孔18覆盖第一蒙皮12的面积的大约3％至大约50％之间的百分比，更优选地大约3％至大约15％之间的百分比。优选地，微孔18的直径在大约100微米和大约3000微米之间。还更优选地，微孔18具有大约1000微米至大约1500微米之间的直径。然而，微孔18覆盖的面积的百分比和微孔的直径二者可以小于或大于这里仅通过非限制性实例描述的。微孔18的直径和数量取决于待抵消的噪声的性质。为此，在航空发动机的不同部件中将使用不同的微孔18。例
如，根据与气流一致的噪声的频率和传播，虽然在发动机的前部(根据向前传播的噪声)使用一些直径和开口百分比，但是在发动机的旁通管道中必须使用不同的百分比和直径。
[0022]第一蒙皮12的厚度、微孔18的数量及微孔的直径根据待降低的噪声的性质(等级和频率)通过一组数学模型来计算，这组数学模型利用申请人所拥有的实验测试来验证。然后评估理想的蒙皮12的机械阻力和可维护性以及可修复性要求。通过在耐受性和需要最小厚度的声学性能之间进行折衷来限定最佳范围。
[0023]通常，本文优选地相对于微孔18的直径、微孔18在第一蒙皮12上的百分比以及第一蒙皮12的厚度描述的尺寸范围特别适合于在民用飞行器中应用。
[0024]中心层14可以由几种材料制成。纯粹作为非限制性实例，中心层14可由热塑性聚合物材料制成或铝制成，或者甚至由具有用玻璃纤维增强的酚醛树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种吸声板(10)的制造方法，所述吸声板具有夹层结构以用于降低航空发动机的噪声影响，所述方法依次包括以下步骤：步骤a)提供热塑性聚合物材料的第一蒙皮(12)；步骤b)通过对所述第一蒙皮(12)进行机械冲孔来制造多个穿过所述第一蒙皮(12)的微孔(18)；步骤c)通过在所述第一蒙皮(12)和中心层(14)之间布置结构性粘合层以及/或者通过所述第一蒙皮(12)和所述中心层(14)之间的热焊接将所述第一蒙皮(12)固定到所述中心层(14)；以及步骤d)通过在所述中心层(14)和第二蒙皮(16)之间布置结构性粘合层以及/或者通过所述中心层(14)和所述第二蒙皮(16)之间的热焊接将所述中心层(14)固定到所述第二蒙皮(16)。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述第一蒙皮(12)、所述中心层(14)和所述第二蒙皮(16)中的至少两者包括未固化的可聚合材料，并且其中，所述步骤c)和/或所述步骤d)还包括以下步骤：步骤e)使所述第一蒙皮(12)、所述中心层(14)和所述第二蒙皮(16)在具有真空袋的高压釜中根据特定的压力和温度循环经历固化过程，以用于对未固化的组分进行共固化。3.根据权利要求1或权利要求2所述的制造方法，还包括以下步骤：步骤a0)使所述第一蒙皮(12)在模具上经历热成形工艺。4.根据权利要求3所述的制造方法，其中，所述步骤a0)在所述步骤b)之后。5.一种吸声板(10)，所述吸声板是通过根据前述权利要求中任一项所述的方法获得的。6.根据权利要求5所述的吸声板，其中，所述中心层(14)由热塑性材料、铝、间位芳族聚酰胺基材料或者用玻璃纤维增强的酚醛树脂基复合材料制成。7.根据权利要求5或权利要求6所述的吸声板，其中，所述中心层(14)具有蜂窝结构。8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科，
申请(专利权)人：莱昂纳多有限公司，
类型：发明
国别省市：