本申請涉及夾層面板,并且更具體地涉及具有用于聲音抑制的帶孔襯板的夾層面板。
背景技術(shù):
夾層面板通常由夾在兩個襯板之間的芯體形成。與襯板相比,芯體可以相對厚,但是重量輕。襯板可以相對薄,但是堅硬。因此,夾層面板在相對低的重量下通常具有相對高的強度和硬度。這樣,夾層面板被廣泛地用于各種航天應(yīng)用中。
像傳統(tǒng)的夾層面板,聲學(xué)夾層面板包括夾在兩個襯板之間的芯體。一個襯板是帶孔的,而另一個襯板不帶孔。芯體作為塊體并且限定多個空腔。由帶孔襯板限定的開口將空腔與周圍環(huán)境流體地耦接。因此,當(dāng)空氣流過聲學(xué)夾層面板的帶孔襯板時,芯體中的空腔起到亥姆霍茲共振器(Helmholtz resonator)的作用,并且減弱相關(guān)氣流的聲音。
因為聲學(xué)夾層面板相對重量輕和消音的能力,所以它已經(jīng)被用于包括航天行業(yè)等各種行業(yè)。例如,聲學(xué)夾層面板通常被并入旁路燃氣渦輪飛行器發(fā)動機,諸如被并入入口內(nèi)部襯套、風(fēng)扇導(dǎo)管壁和/或排氣噴嘴,以減弱與高體積氣流相關(guān)的噪音。
即便已經(jīng)取得了進步,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員還在聲學(xué)夾層面板領(lǐng)域繼續(xù)努力研究和開發(fā)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在一個實施例中,公開的夾層面板可以包括具有第一主側(cè)面和相對的第二主側(cè)面的芯體,該芯體限定空腔,第一襯板連接到第一主側(cè)面,第一襯板限定開口,其中每個開口提供與相關(guān)空腔的流體連通,以及接收在至少一部分空腔中的塊體吸收器材料。
在另一個實施例中,公開的夾層面板可以包括具有第一主側(cè)面和相對的第二主側(cè)面的芯體,該芯體限定空腔,第一襯板連接到第一主側(cè)面,第一襯板限定開口,其中每個開口提供與相關(guān)空腔的流體連通,以及接收在至少一部分空腔中的熱導(dǎo)體材料。
在另一個實施例中,公開的夾層面板可以包括具有第一主側(cè)面和相對的第二主側(cè)面的芯體,該芯體限定空腔,第一襯板連接到第一主側(cè)面,第一襯板限定開口,其中每個開口提供與相關(guān)空腔的流體連通,以及接收在至少一部分空腔中的塊體吸收器材料和熱導(dǎo)體材料的組合。
在另一個實施例中,公開的夾層面板可以包括具有第一主側(cè)面和相對的第二主側(cè)面的芯體,該芯體限定多個空腔,第一襯板連接到第一主側(cè)面,第一襯板限定多個開口,每個開口提供與相關(guān)空腔的流體連通,第二襯板連接到第二主側(cè)面,以及接收在空腔中的多個嵌件,其中每個嵌件包括塊體吸收器材料和熱導(dǎo)體材料中的至少一個。
在一個實施例中,公開的用于制造聲學(xué)夾層面板的方法可以包括以下步驟:(1)裝配具有第一主側(cè)面、第二主側(cè)面并且限定多個空腔的芯體;(2)將第一襯板應(yīng)用到第一主側(cè)面,第一襯板限定多個開口;(3)將第二襯板應(yīng)用到第二主側(cè)面;并且(4)將多個嵌件引入到多個空腔,其中多個嵌件中的每個嵌件包含塊體吸收器材料和/或熱導(dǎo)體材料。
從下面的具體實施方式、附圖和附屬權(quán)利要求中,公開的聲學(xué)夾層面板和方法的其他實施例將變得顯然。
附圖說明
圖1是公開的聲學(xué)夾層面板的一個實施例的透視圖;
圖2是圖1的聲學(xué)夾層面板的一部分的俯視平面圖;
圖3是圖1的聲學(xué)夾層面板的一部分的截面圖;
圖4是說明用于制造聲學(xué)夾層面板的方法的流程圖;
圖5是用于依據(jù)圖4的方法裝配芯體的示例方法的示意圖;
圖6是用于依據(jù)圖4的方法引入塊體吸收器材料和/或熱導(dǎo)體材料的一種方法的示意圖;
圖7是用于依據(jù)圖4的方法引入塊體吸收器材料和/或熱導(dǎo)體材料的另一種方法的示意圖;
圖8是用于依據(jù)圖4的方法引入塊體吸收器材料和/或熱導(dǎo)體材料的又另一種方法的示意圖;
圖9是飛行器制造和維護方法的流程圖;以及
圖10是飛行器的方框圖。
具體實施方式
公開的是聲學(xué)夾層面板,其將塊體吸收器材料和/或熱導(dǎo)體材料合并到由聲學(xué)夾層面板限定的空腔內(nèi)。使用適當(dāng)?shù)牟牧虾土康倪x擇、特定的相向的(vis-à-vis)空腔尺寸、塊體吸收器材料和/或熱導(dǎo)體材料的添加可以增大相關(guān)聲學(xué)夾層面板的聲音衰減和/或散熱特性。
參考圖1-3,公開的聲學(xué)夾層面板的一個實施例(總體指定為10)可以包括芯體12、第一襯板14、第二襯板16和多個嵌件50。芯體12、第一襯板14和第二襯板16形成層狀結(jié)構(gòu)20(圖3),并且嵌件50被定位在層狀結(jié)構(gòu)20的芯體12內(nèi)。
雖然聲學(xué)夾層面板10的層狀結(jié)構(gòu)20被示出且被描述為具有三層(芯體12、第一襯板14和第二襯板16),但是額外的層,諸如額外的芯體層、額外的襯板和/或額外的其他層也可以包括在層狀結(jié)構(gòu)20內(nèi),而不脫離本公開的范圍。在某些應(yīng)用中,第二襯板16是可選的(或由于應(yīng)用而成為可選的)并且因此,可以從聲學(xué)夾層面板10的層狀結(jié)構(gòu)20中省略,這不脫離本公開的范圍。
聲學(xué)夾層面板10的芯體12可以包括第一主側(cè)面22和相對的第二主側(cè)面24。第一襯板14可以被連接(例如,粘結(jié)、焊接、熔接(braised)、機械緊固等)到芯體12的第一主側(cè)面22,而第二襯板16可以被連接(例如,粘結(jié)、焊接、熔接、機械緊固等)到芯體12的第二主側(cè)面24,由此將芯體12夾在第一襯板14與第二襯板16之間,并且形成層狀結(jié)構(gòu)20。
聲學(xué)夾層面板10的芯體12的橫截面厚度T1與第一襯板14的橫截面厚度T2和第二襯板16的橫截面厚度T3相比可以相對厚(例如,T1>T2且T1>T3)。在一種表述中,芯體12的截面厚度T1可以是第一襯板14的截面厚度T2的至少1.5倍大。在另一種表述中,芯體12的截面厚度T1可以是第一襯板14的截面厚度T2的至少2倍大。在另一種表述中,芯體12的截面厚度T1可以是第一襯板14的截面厚度T2的至少5倍大。在另一種表述中,芯體12的截面厚度T1可以是第一襯板14的截面厚度T2的至少10倍大。在另一種表述中,芯體12的截面厚度T1可以是第一襯板14的截面厚度T2的至少20倍大。在又一種表述中,芯體12的截面厚度T1可以是第一襯板14的截面厚度T2的至少40倍大。即使芯體12相對厚,但是當(dāng)與第一襯板14和第二襯板16的密度比較時,芯體12可以具有相對更低的密度(基本重量除以截面厚度)。
聲學(xué)夾層面板10的芯體12可以限定多個空腔30。每個空腔30可以具有體積V1,其可以被芯體12、第一襯板14和可選地第二襯板16劃定界限。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,每個空腔30的體積V1可以是一種設(shè)計考慮。
在一個特定的實現(xiàn)中,聲學(xué)夾層面板10的芯體12可以具有包括緊湊封裝單元34的陣列的蜂窩狀結(jié)構(gòu)32,其中蜂窩狀結(jié)構(gòu)32的每個單元34限定相關(guān)的空腔30(以及空腔體積V1)。蜂窩狀結(jié)構(gòu)32的單元34可以是管狀的并且可以具有截面形狀(如圖2最佳所示),諸如六邊形、方形、矩形、圓形、卵形等。蜂窩狀結(jié)構(gòu)32的單元34可以沿軸線A延伸(圖3),軸線A大致垂直于與第一襯板14的外表面36(圖3)一致的平面。因此,由蜂窩狀結(jié)構(gòu)32的單元34限定的空腔30可以從第一襯板14連續(xù)地延伸穿過芯體12到達第二襯板16。
雖然已經(jīng)示出且描述了具有帶有均勻的且規(guī)則形狀的單元34的蜂窩狀結(jié)構(gòu)32的芯體12,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以使用具有不同三維形狀(不管是規(guī)則的還是不規(guī)則的)的空腔30,這不脫離本公開的范圍。因此,蜂窩狀結(jié)構(gòu)32只是聲學(xué)夾層面板10的芯體12的適合的結(jié)構(gòu)的一種具體的非限制性的示例。
在成分方面,聲學(xué)夾層面板10的芯體12可以由各種材料或材料組合形成。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是,除了其他可能的考慮之外,材料選擇將基于預(yù)期的應(yīng)用。作為一個示例,芯體12可以由金屬或金屬合金構(gòu)成,諸如鋼、鈦、鈦合金、鋁或鋁合金。作為另一個示例,芯體12可以由復(fù)合材料構(gòu)成,諸如碳纖維增強的復(fù)合材料或玻璃纖維復(fù)合材料。仍作為另一個示例,芯體12可以由陶瓷材料構(gòu)成。
聲學(xué)夾層面板10的第一襯板14可以被層鋪在芯體12的第一主側(cè)面22上,由此沿第一主側(cè)面22至少部分地封閉芯體12的空腔30。第一襯板14與芯體12的之間的連接可以使用任意合適的技術(shù)被實現(xiàn),所選的技術(shù)可能需要考慮芯體12的成分與第一襯板14的成分??梢杂糜趯⒌谝灰r板14連接到芯體12的技術(shù)的示例包括但不限于焊接、熔接、軟焊、粘結(jié)、粘附和/或機械緊固。
在成分方面,聲學(xué)夾層面板10的第一襯板14(其可以是單片層或多片層的)可以由各種材料或材料組合構(gòu)成。第一襯板14的成分可以與芯體12的成分相同、相似或不同。作為一個示例,第一襯板14可以由金屬或金屬合金構(gòu)成,諸如鋼、鈦、鈦合金、鋁或鋁合金。作為另一個示例,第一襯板14可以由復(fù)合材料形成,諸如碳纖維增強的復(fù)合材料或玻璃纖維復(fù)合材料。仍作為另一個示例,第一襯板14可以由陶瓷材料構(gòu)成。
聲學(xué)夾層面板10的第一襯板14可以是帶孔的。特別地,第一襯板14可以限定延伸穿過其中的多個開口40。第一襯板14的每個開口40可以提供與下層芯體12中的相關(guān)的空腔30的流體連通。雖然圖1-3中示出了每個空腔30的單個開口40,但是在可替換的構(gòu)造中,在第一襯板14中可以形成每個空腔30的兩個或多個開口40。
因此,如圖3最佳所示,每個開口40可以將相關(guān)的空腔30與移動穿過聲學(xué)夾層面板10的第一側(cè)15(圖3)的氣流F流體耦接。因此,氣流F與聲學(xué)夾層面板10的芯體12中的空腔30之間的流體連通(通過第一襯板14的開口40的方式)可以允許空腔30起到亥姆霍茲共振器的作用,由此衰減氣流F的聲音。
聲學(xué)夾層面板10的第二襯板16可以被層鋪在芯體12的第二主側(cè)面24上,由此沿第二主側(cè)面24封閉芯體12的空腔30。第二襯板16與芯體12之間的連接可以使用任意合適的技術(shù)被實現(xiàn),所選的技術(shù)可能需要考慮芯體12的成分與第二襯板16的成分??梢杂糜趯⒌诙r板16連接到芯體12的技術(shù)的示例包括但不限于焊接、熔接、軟焊、粘結(jié)、粘附和/或機械緊固。
在成分方面,聲學(xué)夾層面板10的第二襯板16(其可以是單片層或多片層的)可以由各種材料或材料組合形成。第二襯板16的成分可以與芯體12的成分相同、相似或不同。同樣,第二襯板16的成分可以與第一襯板14的成分相同、相似或不同。作為一個示例,第二襯板16可以由金屬或金屬合金構(gòu)成,諸如鋼、鈦、鈦合金、鋁或鋁合金。作為另一個示例,第二襯板16可以由復(fù)合材料構(gòu)成,諸如碳纖維增強的復(fù)合材料或玻璃纖維復(fù)合材料。仍作為另一個示例,第二襯板16可以由陶瓷材料構(gòu)成。
與帶孔的聲學(xué)夾層面板10的第一襯板14不同,第二襯板16可以不帶孔。因此,第二襯板16可以不提供芯體12的空腔30與聲學(xué)夾層面板10的外部環(huán)境之間的流體連通。
就此而言,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,圖1-3只示出了聲學(xué)夾層面板10的一部分,而聲學(xué)夾層面板10的整體尺寸和形狀可以取決于終端應(yīng)用。此外,雖然圖1-3中示出了聲學(xué)夾層面板10是基本上平面的結(jié)構(gòu),但是也可以預(yù)期非平面的聲學(xué)夾層面板10(例如,彎曲的聲學(xué)夾層板10)。例如,公開的聲學(xué)夾層面板10可以被用作形成旁路燃氣渦輪飛行器發(fā)動機的入口內(nèi)壁、風(fēng)扇導(dǎo)管和/或排氣噴嘴的壁面板,并且因此可以相應(yīng)地被設(shè)定尺寸、形狀和輪廓。
如圖3最佳所示,多個嵌件50可以被嵌入聲學(xué)夾層面板10的芯體12的空腔30內(nèi)。芯體12的每個空腔30都可以容納嵌件50。然而,通過只在芯體12的一些(不是所有)空腔30內(nèi)提供嵌件50仍可以獲得優(yōu)勢。作為一個示例,芯體12的空腔30的至少10%可以容納嵌件50。作為另一個示例,芯體12的空腔30的至少25%可以容納嵌件50。作為另一個示例,芯體12的空腔30的至少50%可以容納嵌件50。作為另一個示例,芯體12的空腔30的至少75%可以容納嵌件50。作為另一個示例,芯體12的空腔30的至少90%可以容納嵌件50。仍作為另一個示例,芯體12的空腔30的大約100%可以容納嵌件50。
在第一實施方式中,聲學(xué)夾層面板10的嵌件50可以是(或可以包括)塊體吸收器材料。不局限于任何特定的理論,可以認(rèn)為芯體12的空腔30中的塊體吸收器材料(嵌件50)的存在可以進一步促進聲音衰減,特別是針對移動穿過聲學(xué)夾層面板10的第一側(cè)15(圖3)的氣流F而言。
各種塊體吸收器材料(包括塊體吸收器材料的組合)可以用做聲學(xué)夾層面板10的嵌件50。作為一個特定的非限制性示例,塊體吸收器材料可以是氧化鋁纖維,諸如可以從英國柴郡的賽菲爾公司(Saffil Ltd.)商業(yè)獲得的氧化鋁纖維。合適的塊體吸收器材料的其他非限制性示例包括碳纖維球(carbon fiber batting)、陶瓷球、玻璃纖維球(例如,來自紐約奧爾巴尼的奧爾巴尼國際公司(Albany International Corp.)的球)、芳綸纖維材料諸如對位芳綸纖維(特拉華州威明頓市的杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company))和間位芳綸纖維(杜邦公司)、聚酰亞胺纖維材料(例如,來自奧爾巴尼國際公司的氈)、聚氨酯泡沫、聚酯泡沫、聚酰亞胺泡沫、金屬(例如,銅或鎳)泡沫、鋁和陶瓷開孔泡沫材料、硅橡膠泡沫和陶瓷磚(例如,氧化鋁和/或二氧化硅)。
因此,合適的塊體吸收器材料具有各種物理形式,諸如但不限于泡沫材料、纖維材料、席墊材料、球(batting)材料、氈材料、紡織物和無紡布。因此,當(dāng)聲學(xué)夾層面板10的嵌件50是(或包括)塊體吸收器材料時,嵌件50可以被提供為各種物理形式。僅僅為了說明的目的,嵌件50在圖3中示出為簡單塊體(每個空腔30一個)。然而,如本文所用的,術(shù)語“嵌件”(單數(shù)或復(fù)數(shù))指的是相關(guān)空腔內(nèi)的所有塊體吸收器材料和/或熱導(dǎo)體材料,不管嵌件是否為單塊材料(a single mass of material)(例如,整體的主體)或由多個分離件組成(例如,纖維簇)。
就此而言,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是,可以使用塊體吸收器材料(嵌件50)的聲音衰減量,并且聲音衰減量可以由聲學(xué)夾層面板10的芯體12中的空腔30的尺寸和塊體吸收器材料(嵌件50)的成分以及其他因素等指示。
為了獲得塊體吸收器材料的聲音衰減量,塊體吸收器材料可以占據(jù)聲學(xué)夾層面板10的芯體12的每個空腔30的體積V1的至少一部分。也就是說,每個嵌件50可以具有塊體體積V2,并且每個嵌件50的體積V2可以大于零并且小于(或等于)相關(guān)空腔30的體積V1。在一個表述中,每個塊體吸收器嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少10%。在另一個表述中,每個塊體吸收器嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少20%。在另一個表述中,每個塊體吸收器嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少30%。在另一個表述中,每個塊體吸收器嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少40%。在另一個表述中,每個塊體吸收器嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少50%。在另一個表述中,每個塊體吸收器嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少60%。在另一個表述中,每個塊體吸收器嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少70%。在另一個表述中,每個塊體吸收器嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少80%。
在第二實施方式中,聲學(xué)夾層面板10的嵌件50可以是(或可以包括)熱導(dǎo)體材料。不限于任何特定的理論,可以認(rèn)為芯體12的空腔30中熱導(dǎo)體材料(嵌件50)的存在可以通過聲學(xué)夾層面板10的方式改善散熱,特別是當(dāng)氣流F移動穿過聲學(xué)夾層面板10的第一側(cè)15(圖3)時。
各種熱導(dǎo)體材料可以被用作聲學(xué)夾層面板10的嵌件50。如本文所使用的,“熱導(dǎo)體材料”指的是具有至少10W/(m·K)的熱導(dǎo)率的任何材料。在一個表述中,熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以具有至少50W/(m·K)的熱導(dǎo)率。在另一個表述中,熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以具有至少100W/(m·K)的熱導(dǎo)率。在另一個表述中,熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以具有至少150W/(m·K)的熱導(dǎo)率。在另一個表述中,熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以具有至少200W/(m·K)的熱導(dǎo)率。在另一個表述中,熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以具有至少250W/(m·K)的熱導(dǎo)率。在又一個表述中,熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以具有至少300W/(m·K)的熱導(dǎo)率。
在組成成分上,各種熱導(dǎo)體材料的使用可被預(yù)計。作為一個普遍的非限制性示例,熱導(dǎo)體材料可以是金屬或金屬合金。作為一個特定的非限制性示例,熱導(dǎo)體材料可以是鋼。作為另一個特定非限制性示例,熱導(dǎo)體材料可以是鈦或鈦合金。作為另一個特定的非限制性示例,熱導(dǎo)體材料可以是鎳或鎳合金。作為又一個特定的非限制性示例,熱導(dǎo)體材料可以是鋁或鋁合金。非金屬熱導(dǎo)體材料的使用也是可預(yù)計的。
熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以被用于各種物理形式中。作為一個特定的非限制性示例,熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以具有線纜或管的形式。作為另一個特定的非限制性示例,熱導(dǎo)體材料(嵌件50)可以具有網(wǎng)狀形式。其他形式諸如粉末、固體塊、獨塊巨石(monolith)等也可以被預(yù)計。
可以使用各種量的熱導(dǎo)體材料(嵌件50)??梢愿鶕?jù)需要(例如,需要的散熱量),和聲學(xué)夾層面板10的芯體12中的空腔30的尺寸以及熱導(dǎo)體材料(嵌件50)的成分(熱導(dǎo)率)指示使用的特定量。
當(dāng)導(dǎo)熱體材料被嵌入到聲學(xué)夾層面板10的芯體12中的空腔30內(nèi)時,熱導(dǎo)體材料將占據(jù)每個空腔30的體積V1的至少一部分(體積V2)。在一個表述中,每個熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少2%。在另一個表述中,每個熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少5%。在另一個表述中,每個熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少10%。在另一個表述中,每個熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少20%。在另一個表述中,每個熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少30%。在另一個表述中,每個熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少40%。在另一個表述中,每個熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少50%。
在第三實施方式中,聲學(xué)夾層面板10的嵌件50可以是(或可以包括)塊體吸收器材料和熱導(dǎo)體材料的組合。不限于任何特定的理論,可以認(rèn)為芯體12的空腔30中的塊體吸收器材料(嵌件50)和熱導(dǎo)體材料(嵌件50)的存在可以進一步促進聲音衰減并且可以增強散熱,并且因此可以在飛行器發(fā)動機的構(gòu)造中(諸如旁路燃氣渦輪飛行器發(fā)動機的風(fēng)扇導(dǎo)管壁)特別有利。
在第三實施方式的一個變體中,在組成成分上,嵌件50的塊體吸收器材料組分可以不同于嵌件50的熱導(dǎo)體材料組分。例如,嵌件50可以通過分離地引入塊體吸收器材料和熱導(dǎo)體材料而被引入到空腔30。可替換地,在引進到空腔30之前,復(fù)合嵌件50可以被制備,例如通過將熱導(dǎo)體材料并入(例如,裹住、編織、浸漬等)到塊體吸收器材料(或反之亦然)。
在第三實施方式的另一個變體中,在組成成分上,嵌件50的塊體吸收器材料組分與嵌件50的熱導(dǎo)體材料組分可以是一個并且是相同的。例如,塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50可以是金屬泡沫,諸如銅泡沫和/或鎳泡沫,它們可以起到塊體吸收器材料和熱導(dǎo)體材料兩者的作用。
用于每個嵌件50的塊體吸收器/熱導(dǎo)體材料的量可以基于包括特定應(yīng)用、相關(guān)空腔30的尺寸和嵌件50的成分的各種因素。在一個表述中,每個塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少10%。在另一個表述中,每個塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少20%。在另一個表述中,每個塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少30%。在另一個表述中,每個塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少40%。在另一個表述中,每個塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少50%。在另一個表述中,每個塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少60%。在另一個表述中,每個塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少70%。在另一個表述中,每個塊體吸收器/熱導(dǎo)體嵌件50的體積V2可以是相關(guān)空腔30的體積V1的至少80%。
針對圖1-3所示的聲學(xué)夾層面板10,現(xiàn)在特別參考圖4,公開的用于制造聲學(xué)夾層面板(總體標(biāo)識為100)的方法的一個實施例可以在方框102處開始,方框102的步驟為裝配芯體12。芯體12可以被裝配使得芯體12限定多個空腔30。
可以使用多種方法裝配(方框102)芯體12,而不脫離本公開的范圍。參考圖5,一種特定的裝配方法(總體標(biāo)識為200)可以開始于方框202,方框202的步驟為提供多個芯體材料(例如,金屬諸如鋼、鈦合金或鋁合金)板。在方框204處,芯體材料的板可以諸如通過沖壓、軋制等形成,以獲得具有設(shè)計的(例如,波狀的)截面輪廓的成型的板。然后,在方框206處,成型的板可以被堆疊以形成期望的蜂窩狀結(jié)構(gòu)并且諸如通過焊接被連接在一起。
針對圖1-3所示的聲學(xué)夾層面板10再次參考圖4,在方框104處,第一襯板14可以被應(yīng)用到芯體12的第一主側(cè)面22。第一襯板14可以限定多個開口40,該開口可以被定位為與芯體12中的相關(guān)空腔30對準(zhǔn)。第一襯板14可以諸如通過焊接、熔焊、軟焊、粘附和/或機械緊固被固定到芯體12。
在方框106處,第二襯板16可以被應(yīng)用到芯體12的第二主側(cè)面24。第二襯板16可以諸如通過焊接、熔焊、軟焊、粘附和/或機械緊固被固定到芯體12。
在方框108處,嵌件50可以被引進到由聲學(xué)夾層面板10的芯體12限定的空腔30。嵌件50可以包括塊體吸收器材料、熱導(dǎo)體材料或塊體吸收器材料和熱導(dǎo)體材料兩者。如線120、130、140、150所示,嵌件50可以在方法100的各個階段被引入。方法100可以在方框110處結(jié)束。
在另一個方面,參考圖6,在芯體12的裝配期間,可以將嵌件50引入到芯體12的空腔30(見圖4的線120)。例如,相互連接的嵌件50的條帶300可以被定位在兩個相鄰的成型的板302、304之間(見圖5的方框204)。然后,在條帶300已經(jīng)按需要被定位在成型的板之間之后,成型的板可以(例如,通過焊接)被連接,如圖5的方框206所示。
在另一個方面,參考圖7,在芯體12的裝配之后但是在將最終襯板(例如,第二襯板16)應(yīng)用到芯體12之前,可以將嵌件50引入到芯體12的空腔30(見圖4中的線130、140)。因此,如圖7所示,嵌件50可以被直接放置到在芯體12內(nèi)的預(yù)成型的空腔30內(nèi)。例如,機器人402(例如,取放型(pick-and-place)機器人)的機械臂400可以將嵌件50精確地定位到芯體12的相關(guān)空腔30內(nèi)。
仍在另一個方面,參考圖8,在最終襯板(例如,第二襯板16)應(yīng)用到芯體12之后(見圖4中的線150),嵌件50可以被引入到芯體12的空腔30。特別地,如圖8所示,一旦應(yīng)用了最終襯板,則可以通過第一襯板14中的開口40的方式將嵌件50引入到空腔30。例如,噴嘴450可以通過開口40的方式將嵌件50噴射到相關(guān)空腔30內(nèi)。噴射過程可以被監(jiān)控(例如,實時地)以確保期望量(例如,預(yù)定的線纜長度和/或預(yù)定的體積)的塊體吸收器/熱導(dǎo)體材料被傳送到每個空腔30內(nèi)。
因此,公開的方法100(圖4)可以通過將塊體吸收器材料和/或熱導(dǎo)體材料并入到由聲學(xué)夾層面板的芯體限定的亥姆霍茲共振器空腔內(nèi)而獲得聲學(xué)夾層面板。
本公開的示例可以在圖9中示出的飛行器制造和維護方法500以及圖10中所示的飛行器600的背景中被描述。在預(yù)生產(chǎn)期間,說明性方法500可以包括飛行器600的規(guī)格和設(shè)計(如在方框502處所示),以及材料采購106(如在方框504處所示)。在生產(chǎn)期間,可以進行飛行器600的組件和子裝配件制造(如在方框506處所示)以及系統(tǒng)集成(如在方框508處所示)。隨后,飛行器600可以經(jīng)歷認(rèn)證和交付(如在方框510處所示)以投入使用(如在方框512處所示)。在使用時,飛行器600可以按計劃進行例行維修和維護(如在方框514處所示)。例行維修和維護可以包括飛行器600的一個或多個系統(tǒng)的改造、重新配置、翻新等。
說明性方法500的每個處理可由系統(tǒng)集成商、第三方和/或運營商(例如,客戶)來執(zhí)行或完成。為了描述的目的,系統(tǒng)集成商可包括但不限于任何數(shù)量的飛機制造商和主系統(tǒng)分包商;第三方可包括但不限于任何數(shù)量的賣方、分包商和供應(yīng)商;并且運營商可以是航空公司、租賃公司、軍方實體、服務(wù)組織等。
如圖10所示,由說明性方法500(圖9)生產(chǎn)的飛行器600可以包括具有多個高水平系統(tǒng)604和內(nèi)部606的機身602。高水平系統(tǒng)604的示例可以包括推進系統(tǒng)608、電氣系統(tǒng)610、液壓系統(tǒng)612和環(huán)境系統(tǒng)614中的一個或多個??梢园ㄈ我鈹?shù)量的其他系統(tǒng)。雖然在此示出的是航空航天示例,但是在此公開的原理也可以被應(yīng)用到其他行業(yè),諸如汽車產(chǎn)業(yè)和海洋產(chǎn)業(yè)。因此,除了飛行器600以外,本文公開的原理可以被應(yīng)用到其他交通工具(例如,陸地交通工具、海洋交通工具、太空交通工具等)。
在制造和維護方法500的任意一個或多個階段期間,可以應(yīng)用公開的聲學(xué)夾層面板。例如,對應(yīng)于組件和子裝配件制造(方框506)的組件或子裝配件可以使用公開的聲學(xué)夾層面板生產(chǎn)或制造。同樣,在生產(chǎn)階段(方框506和508)期間,可以利用公開的聲學(xué)夾層面板,例如,以充分地加速飛行器600(諸如,機身602和/或內(nèi)部606)的裝配或降低飛行器600的成本。類似地,例如但不限于,在飛行器600投入使用(方框512)和/或在維修和維護階段(方框514)期間可以利用公開的聲學(xué)夾層面板。
進一步,本公開包含根據(jù)如下條款所述的實施例:
條款1.一種夾層面板,包含:
具有第一主側(cè)面和相對的第二主側(cè)面的芯體,所述芯體限定多個空腔;
連接到所述第一主側(cè)面的第一襯板,所述第一襯板限定多個開口,所述多個開口中的每個開口提供與所述多個空腔的相關(guān)空腔的流體連通;以及
接收在所述多個空腔的至少一部分中的塊體吸收器材料。
條款2.根據(jù)條款1所述的夾層面板,其中所述芯體包含蜂窩狀結(jié)構(gòu)。
條款3.根據(jù)條款1所述的夾層面板,其中所述芯體具有第一截面厚度,并且所述第一襯板具有第二截面厚度,并且其中所述第一截面厚度是所述第二截面厚度的至少1.5倍。
條款4.根據(jù)條款1所述的夾層面板,進一步包含連接到所述第二主側(cè)面的第二襯板。
條款5.根據(jù)條款1所述的夾層面板,其中所述多個空腔的至少10%接收所述塊體吸收器材料。
條款6.根據(jù)條款1所述的夾層面板,其中所述多個空腔的至少75%接收所述塊體吸收器材料。
條款7.根據(jù)條款1所述的夾層面板,其中所述塊體吸收器材料是泡沫材料和氈材料其中之一。
條款8.根據(jù)條款1所述的夾層面板,其中所述塊體吸收器材料包含氧化鋁纖維。
條款9.根據(jù)條款1所述的夾層面板,其中所述塊體吸收器材料包含碳纖維球、陶瓷球、玻璃纖維球、芳綸纖維材料、聚酰亞胺纖維材料、聚氨酯泡沫、聚酯泡沫、聚酰亞胺泡沫、金屬泡沫、陶瓷開孔泡沫、硅橡膠泡沫和陶瓷磚中的至少一個。
條款10.根據(jù)條款1所述的夾層面板,其中所述多個空腔中接收所述塊體吸收器材料的所述部分中的每個空腔具有體積,并且其中所述體積的至少10%被所述塊體吸收器材料占據(jù)。
條款11.根據(jù)條款10所述的夾層面板,其中所述體積的至少30%被所述塊體吸收器材料占據(jù)。
條款12.根據(jù)條款10所述的夾層面板,其中所述體積的至少50%被所述塊體吸收器材料占據(jù)。
條款13.根據(jù)條款1所述的夾層面板,進一步包含接收在所述多個空腔的接收所述塊體吸收器材料的所述部分中的熱導(dǎo)體材料。
條款14.根據(jù)條款13所述的夾層面板,其中所述熱導(dǎo)體材料具有至少50W/(m·K)的熱導(dǎo)率。
條款15.一種夾層面板,包含:
具有第一主側(cè)面和相對的第二主側(cè)面的芯體,所述芯體限定多個空腔;
連接到所述第一主側(cè)面的第一襯板,所述第一襯板限定多個開口,所述多個開口中的每個開口提供與所述多個空腔的相關(guān)空腔的流體連通;
連接到所述第二主側(cè)面的第二襯板;以及
接收在所述多個空腔中的多個嵌件,其中所述多個嵌件中的每個嵌件包含塊體吸收器材料和熱導(dǎo)體材料中的至少一個。
條款16.根據(jù)條款15所述的夾層面板,其中所述多個嵌件中的每個嵌件包含所述塊體吸收器材料和所述熱導(dǎo)體材料兩者。
條款17.一種用于制造聲學(xué)夾層面板的方法,包含:
裝配具有第一主側(cè)面、第二主側(cè)面并且限定多個空腔的芯體;
將第一襯板應(yīng)用到所述第一主側(cè)面,所述第一襯板限定多個開口;
將第二襯板應(yīng)用到所述第二主側(cè)面;并且
將多個嵌件引入到所述多個空腔,其中所述多個嵌件中的每個嵌件包含塊體吸收器材料和熱導(dǎo)體材料中的至少一個。
條款18.根據(jù)條款17所述的方法,其中在所述裝配步驟期間執(zhí)行所述引入步驟。
條款19.根據(jù)條款17所述的方法,其中在所述裝配步驟之后執(zhí)行所述引入步驟。
條款20.根據(jù)條款19所述的方法,其中在所述應(yīng)用所述第一襯板步驟和所述應(yīng)用所述第二襯板步驟兩者完成之前執(zhí)行所述引入步驟。
條款21.根據(jù)條款17所述的方法,其中所述多個嵌件通過所述多個開口的方式被引入到所述多個空腔。
雖然顯示和說明了所公開的聲學(xué)夾層面板和方法的各種實施例,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本說明書后可進行修改。本申請包括這些修改并且僅被權(quán)利要求的范圍限制。