Акустический лайнер - Acoustic liner

Акустические вкладыши на входе в реактивный двигатель
Композитная многослойная акустическая облицовка (A) с перфорированной лицевой панелью (B) сотовым заполнителем (C) и задней стенкой (D)

Авиационные двигатели обычно турбовентиляторы, использовать акустические лайнеры глушить шум двигателя. На внутренние стенки двигателя нанесены вкладыши. гондола, как во впускном, так и в байпасном каналах, и использовать Резонанс Гельмгольца принцип рассеяния падающей акустической энергии.

Конфигурации

(A) Вкладыш SDOF с лицевым листом из перфрата, (B) вкладыш SDOF с лицевым листом из проволочной сетки, (C) Вкладыш из DDOF с перегородкой из проволочной сетки.

Акустический лайнер - это сэндвич-панель, изготовленная:

  • пористый верхний слой, называемый лицевой панелью;
  • а сотовая структура обеспечение внутренних перегородок;
  • непроницаемый слой, называемый задним листом или задним покрытием;

В нижней половине вкладыша есть специальные внутренние прорези для дренажа жидкости и предотвращения образования льда или возгорания. С акустической точки зрения это означает, что верхняя акустическая панель представляет собой локально реагирующий лайнер, а нижний - нелокально реагирующий лайнер.[1]

Акустические лайнеры можно отличить по их внутренней конфигурации на основе количества слоев сотовых ячеек:

  • Футеровки Single Degree of Freedom (SDOF) представляют собой сэндвич-панели с базовой конфигурацией, лицевая сторона которых приклеена к сотовому слою и закрыта задней обшивкой. Часто для того, чтобы убедиться, что связь задана, используется метод «повторения».
  • Вкладыши Double Degree of Freedom (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 оболочки. Следовательно, лайнер DDOF соединяет два резонатора Гельмгольца последовательно.

Пористые слои (например, перегородка и лицевая поверхность) могут представлять собой, например, перфорированную пластину, проволочную сетку или войлочный металл. Сота может быть из алюминия или стекловолокна, и размер ячеек выбирается достаточно маленьким, чтобы обеспечить акустическую плоскую волну в ячейке для всей интересующей частоты. Лицевая сторона и задняя обшивка могут быть металлическими или металлическими. углеродное волокно. Чтобы иметь цилиндрический корпус, части панели конструктивно соединяются вместе, что приводит к частичной потере акустической зоны, известной как стык. Современные акустические системы изготавливаются без сращивания и известны как лайнеры с нулевым сращиванием. Например, изменение ширины стыков на Airbus семья составляет от трех стыков около 15 см для Airbus A320 к лайнеру с нулевым сращиванием для Airbus A380.[2]

Акустические характеристики

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

  • Трубка импеданса или трубка Кундта;
  • Проточные воздуховоды[5]
  • Метод на месте или метод Дина[6]

Все эти методики измеряют нормальный импеданс лайнера. Однако только устройства с проточными воздуховодами и метод на месте позволяют измерять импеданс в присутствии скользящего потока, который может повлиять на сам импеданс.[5] Более того, метод «на месте» - единственный способ измерить импеданс непосредственно на полномасштабных акустических лайнерах.[4][7]

Рекомендации

  1. ^ Мюррей, П., Ферранте, П., Скофано, А., Влияние дренажных прорезей для дренажа акустической панели гондолы самолета на затухание в воздуховоде. На 13-й конференции AIAA / CEAS по аэроакустике (28-я конференция по аэроакустике AIAA), 2007 г.
  2. ^ Кемптон, А., "Акустические вкладыши для современных авиационных двигателей", 15-й семинар CEAS-ASC и 1-й научный семинар по X-Noise EV, 2011 г.
  3. ^ Ферранте П. Г., Копьелло Д. и Бейтке М. Разработка и экспериментальная проверка акустических облицовок с «истинным нулевым сращиванием» в модульной установке универсального вентиляционного оборудования (UFFA) ». На 17-й конференции AIAA / CEAS по аэроакустике, AIAA-2011-2728, Портленд, Орегон.
  4. ^ 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.
  5. ^ а б Джонс, М. Г., Трейси, М. Б., Уотсон, В. Р., и Паррот, Т. Л., Влияние геометрии лайнера на акустический импеданс. Бумага AIAA, 2446, 2002.
  6. ^ Дин, П. Д.,Метод измерения акустического импеданса стен в проточном канале на месте, Журнал звука и вибрации, № 34 (1), 1974 г.
  7. ^ Гаэта, Р. Дж., Мендоза, Дж. М., и Джонс, М. Г., Реализация методов импеданса на месте в полномасштабной системе авиационного двигателя. На 13-й конференции AIAA / CEAS по аэроакустике, AIAA Paper 2007 (Vol. 3441).