[发明专利]宽带降噪声衬及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及降噪技术领域，特别涉及宽带降噪声衬及其制造方法。

背景技术

目前随着人类环保意识的增强和对乘坐舒适性的要求，对民用飞机的噪声污染控制的要求也越来越苛刻。民用飞机的噪声主要来源于发动机的噪声，因此如何降低噪声就成为民用大涵道比涡扇发动机设计中所面临的一个重要问题。现代民用大涵道比涡扇发动机的噪声主要包括风扇噪声和排气噪声，降低这些噪声主要是通过选择适当的发动机循环参数和先进的部件降噪设计技术等来实现，包括可变面积喷管，低噪声设计的风扇和低压涡轮，先进声学衬垫和机身屏蔽等。其中，声衬作为一种有效的降噪手段，在民用航空领域得到了较为广泛的应用。声衬是一种开有消声孔的衬垫，其降噪的原理是利用非定常流动从声衬的消声孔边缘处脱落，在此过程中声能转化成涡动能，而生成的涡发声效率极低，其绝大部分能量耗散为热，从而达到降噪的目的。图1为在大涵道比涡扇发动机中使用声衬的位置示意图；包括位于进气短舱上的声衬1、位于外涵道上的声衬2和位于喷管上的声衬3。声衬的使用使得发动机前传和后传的噪声有不同程度的降低。

但是，目前使用的声衬在应用效果上也存在一些不尽人意的地方。图2为现有的单频率声衬结构图：包括声衬基板201和位于声衬基板201上具有单一尺寸的消声孔202。由于单一尺寸的消声孔只对特定频率的噪音起作用；因此，如图2所示的只有单一尺寸消声孔202的声衬只能针对某一特定频率的噪声具有良好的降噪效果，对于其他频率的噪声则没有明显效果。图3为现有的多频率声衬结构图，该声衬采用分段设计，由具有三种尺寸的消声孔301、302和303的单频率声衬304、305和306拼接而成，通过三个单频声衬的拼接，可以对三种频率的噪声产生降噪效果。由于消声孔的尺寸变化间隔较大，所以只能对少数几种频率的噪声产生作用，而在声衬拼接部位307还会产生噪声散射，降低了声衬的降噪效果。

综上可以看出，现有的声衬主要针对偶级子声源如激波或转静干涉引起的纯频或多纯频噪音具有较好的效果。而众所周知，在航空发动机等产品中，不但存在由于特定频率非定常流动引起的纯频偶级子声源，而且存在由边界层和尾迹等流动状态与湍流相关的噪声源，其通常对应的是四级子声源，具有非常宽广的频率范围，且噪声频率呈较为连续的分布，而现有的声衬并不能对这种连续分布的宽频率范围的噪声产生有效的降噪效果。

发明内容

本发明实施例提供一种宽带降噪声衬，可对较宽频率范围内连续分布的噪声产生良好的降噪效果。

本发明实施例提供一种宽带降噪声衬的制造方法，可对较宽频率范围内连续分布的噪声产生良好的降噪效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种宽带降噪声衬，包括声衬基板，所述声衬基板上随机分布有多个尺寸大小不等且间隔连续变化的消声孔。

一种宽带降噪声衬的制造方法，该方法包括：

通过数值模拟或试验手段获取降噪对象所产生的噪声的频率范围和该频率范围内对应频率上的噪声的强度数据；

根据获取的降噪对象所产生的噪声的频率范围数据，计算出降噪对象所产生的噪声的频率范围对应在声衬中消声孔的尺寸范围；

根据降噪对象的频率变化间隔计算对应消声孔的尺寸变化间隔；

根据获取的降噪对象所产生的噪声的频率范围对应的噪声的强度数据，计算出声衬中对应的不同尺寸消声孔的分布密度；

按照计算出的声衬中消声孔的尺寸范围、尺寸变化间隔和分布密度数据，在声衬基板上制作消声孔。

由上述技术方案可见，本发明的这种宽带降噪声衬在声衬基板上制作随机分布尺寸连续变化的消声孔，可以对较宽范围频率的噪声产生降噪效果，并且由于其是整体成型的，无须拼接，因此不会产生由于声衬接缝引起的噪声散射现象，而影响降噪效果。在制造宽带降噪声衬的过程中，通过数值模拟或试验手段获取降噪对象产生的噪声的频率和相应噪声的强度的数据，并计算出所需要的消声孔的尺寸范围、尺寸变化间隔和分布密度，并在制造时将需要的、尺寸连续变化的消声孔随机分布于声衬基板上，实现对降噪对象有效地降噪。

附图说明

图1为现有大涵道比涡扇发动机中使用声衬降噪的示意图；

图2为现有单频率降噪声衬的结构示意图；

图3为现有多频率降噪声衬的结构示意图；

图4为本发明实施例的宽带降噪声衬的结构示意图；

图5为本发明实施例的宽带降噪声衬的制造方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。