Akustická vložka - Acoustic liner - Wikipedia

Akustické vložky na vstupu tryskového motoru
Kompozitní sendvičová akustická vložka (A) s perforovaným lícovým plechem (B) voštinovým jádrem (C) a zadní vrstvou (D)

Letecké motory, typicky turboventilátory, použijte akustické vložky k tlumení hluku motoru. Vložky se nanášejí na vnitřní stěny motoru gondola, a to jak v sacím, tak v obtokovém potrubí, a použití Helmholtzova rezonance princip pro rozptyl dopadající akustické energie.

Konfigurace

(A) SDOF vložka s perofrátovou čelní fólií, (B) SDOF vložka s drátěnou čelní fólií, (C) DDOF vložka s drátěnou přepážkou.

Akustická vložka je sendvičový panel vyrobený:

  • porézní vrchní vrstva, zvaná lícní vrstva;
  • A voštinová struktura poskytování interních oddílů;
  • nepropustná vrstva, nazývaná zadní vrstva nebo zadní kůže;

Spodní polovina vložky má vyhrazené vnitřní štěrbiny, které umožňují odtok kapaliny, aby se zabránilo tvorbě ledu nebo nebezpečí požáru. Z akustického hlediska to znamená, že horní akustický panel je a lokálně reagující vložka, zatímco spodní je a nemístně reagující vložka.[1]

Akustické vložky lze odlišit podle jejich vnitřní konfigurace na základě počtu vrstev voštinových buněk:

  • Podšívky Single Stupeň svobody (SDOF) jsou sendvičové panely se základní konfigurací, lícovou fólií spojenou s voštinovou vrstvou a uzavřenou zadní vrstvou. K zajištění propojení se často používá metoda „usměrňování“.
  • Vložky Double Stupeň svobody (DDOF) jsou tvořeny dvěma vrstvami voštinových buněk dělených porézní přepážkou. Zejména je DDOF vložka tvořena vrchním lícovým listem, první voštinovou vrstvou, porézní přepážkou, druhou voštinovou vrstvou a nakonec nepropustnou zadní vrstvou. Proto vložka DDOF spojuje dva Helmholtzovy rezonátory do série.

Porézní vrstvy (např. Přepážka a lícní deska) mohou být například perforovaná deska, drátěné pletivo nebo plstěný kov. Voština může být z hliníku nebo skleněného vlákna a velikost buněk je zvolena dostatečně malá, aby zajistila akustickou rovinnou vlnu v buňce pro celou sledovanou frekvenci. Čelní strana a zadní strana mohou být buď kovové, nebo dovnitř uhlíkové vlákno. Aby bylo možné mít válcovou hlaveň, jsou panelové části konstrukčně spojeny dohromady, což vede k částečné ztrátě akustické oblasti známé jako spoj. Současné nejmodernější akustické systémy jsou vyráběny bez spojů a jsou známy jako vložky s nulovým spojem. Například vývoj šířky spojů na Airbus rodina se pohybuje od tří spojů asi 15 cm pro Airbus A320 k vložce s nulovým spojem pro Airbus A380.[2]

Akustický výkon

Výkon akustických vložek lze ověřit ve specializovaných experimentálních zkušebních zařízeních,[3] pomocí virtuálních prototypů nebo pozemními zkouškami motorů v plném rozsahu.[4] Oba tyto typy testů a simulací umožňují určit akustický útlum ve vzdáleném poli. Akustický výkon je navíc spojen s akustickou impedancí, kterou lze měřit jednou z následujících technik:

  • Impedanční trubice nebo Kundtova trubice;
  • Průtočné potrubí[5]
  • Metoda in situ nebo Deanova metoda[6]

Všechny tyto metodiky měří normální impedanci vložky. Avšak pouze zařízení pro vedení toku a metoda in-situ umožňují měření impedance v přítomnosti pastevního toku, což může ovlivnit samotnou impedanci.[5] Kromě toho je metoda in-situ jediná, která dokáže měřit impedanci přímo na akustických vložkách v plném rozsahu.[4][7]

Reference

  1. ^ Murray, P., Ferrante, P., a Scofano, A., Vliv drenážních slotů pro akustické panely letadel Nacelle na útlum potrubí. Na 13. konferenci o aeroakustice AIAA / CEAS (28. konference o aeroakustice AIAA), 2007.
  2. ^ Kempton, A, „Akustické vložky pro moderní letecké motory“, 15. workshop CEAS-ASC a 1. vědecký workshop X-Noise EV, 2011.
  3. ^ Ferrante, P. G., Copiello, D., & Beutke, M .. Návrh a experimentální ověření akustických vložek „true zero-splice“ v modulární sestavě přizpůsobení zařízení pro univerzální ventilátory (UFFA), “. Na 17. hodině Aeroacoustics Conference AIAA / CEAS, AIAA-2011-2728, Portland, OR.
  4. ^ A b Schuster, B., Lieber, L. a Vavalle, A., Optimalizace hladké vstupní vložky pomocí empiricky ověřené predikční metody. Na 16. konferenci o aeroakustice AIAA / CEAS, Stockholm, Švédsko.
  5. ^ A b Jones, M. G., Tracy, M. B., Watson, W. R. a Parrott, T. L., Účinky geometrie vložky na akustickou impedanci. AIAA Paper, 2446, 2002.
  6. ^ Dean, P. D.,Metoda měření akustické impedance stěny v průtokovém potrubí na místě, Journal of Sound and Vibration, No. 34 (1), 1974
  7. ^ Gaeta, R. J., Mendoza, J. M., & Jones, M. G., Implementation in-situ impedance techniques on a full scale aero-engine system. Na 13. konferenci o aeroakustice AIAA / CEAS, AIAA Paper 2007 (sv. 3441).