[发明专利]一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法

说明书

本发明涉及一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法，属于结构/功能一体化复合材料成型技术领域，主要涉及复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬组件及其成型工艺方法和应用，具体涉及芳纶纤维及玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料铺层、高分子声学隔膜材料的应用、热压罐固化成型，通过激光加工方法在复合材料层板上加工出大量微孔，Nomex芳纶纸蜂窝芯与复合材料面板及背板通过膜状胶粘剂粘接固化形成一种微穿孔板复合材料消音降噪声衬，所述声衬可为单自由度声衬结构，也可为多自由度声衬结构，可以实现航空发动机的声学降噪功能。

技术领域

本发明涉及一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法，属于结构/功能一体化复合材料成型技术领域，主要涉及复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬组件及其成型工艺方法和应用，具体涉及芳纶纤维及玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料预浸料铺层、热压罐固化成型，通过激光加工方法在复合材料层板上加工出大量微孔，Nomex芳纶纸蜂窝芯与复合材料面板及背板通过膜状胶粘剂粘接固化形成一种微穿孔板复合材料消音降噪声衬，可以实现航空发动机的声学降噪功能。

背景技术

随着航空发动机气动设计技术、结构设计技术和复合材料技术的发展，复合材料在大涵道比涡扇发动机上的应用越来越受到世界各主要发动机厂商和研究机构的重视，这主要在于复合材料部件的应用，可以进一步提高飞机的推重比和燃油效率，并大大提高发动机的寿命及安全可靠性，同时降低噪声和有害气体排放，增加舒适性、经济性和环境适用性，满足适航要求。复合材料具有金属材料无法比拟的高比强度和高比刚度等轻质高强特性以及优异的疲劳性能。采用复合材料可以减轻风扇及发动机重量，提高比刚度、疲劳性能、损伤和缺陷容限等，发动机采用先进复合材料是同时实现更高涵道比和减重的唯一途径，这也为扩大复合材料在发动机上的用量提供了最大的机遇。

飞机在起飞、降落和飞行过程中伴随着各种类型的噪声，噪声源众多，频带分布广，难以全面控制乃至消除。由于飞机的噪声主要来源于发动机，所以发动机噪音控制是飞机降噪的关键点，只要能够有效的控制和降低发动机的噪声，便能够有效的解决飞机的噪声。随着高涵道比发动机的应用，喷流噪声已不再是航空发动机最主要的噪声源，取而代之的是风扇噪声。风扇噪声通过短舱进口和管道出口分别向前和向后传播，而基于海姆霍兹共振腔吸声原理的声衬降噪技术是降低发动机风扇噪声的主要手段。

国内的复合材料消音降噪声衬，采用蜂窝夹层结构，面板采用金属丝网形成多孔结构用于声源的入射。国外航空发动机发动机声衬降噪结构采用双层板材，面板采用金属TA1纯钛，面板厚度为0.5mm。由于消音降噪声衬所处的特殊位置及工作环境，使得声衬组件比较容易出现面板与蜂窝芯的脱粘，甚至面板掉块、飞脱等现象。而且金属面板在抗冲击性、耐化学腐蚀、耐疲劳性能等方面存在不足，且重量较大，不利于消音降噪声衬的结构减重及安全性能要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服上述现有技术的不足，提供一种复合材料消音降噪声衬及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：

一种复合材料消音降噪声衬，该声衬为复合材料微孔面板蜂窝夹层结构消音降噪声衬，包括复合材料微孔面板、纸蜂窝芯中间层和复合材料背板；纸蜂窝芯中间层位于复合材料微孔面板和复合材料背板之间；

所述的复合材料微孔面板的材料为芳纶纤维复合材料或玻璃纤维复合材料；所述的复合材料微孔面板上带有微孔，微孔孔径在0.5-2.0mm之间，孔间距在4.0-8.0mm之间，穿孔率1-10％；所述的复合材料微孔面板上的四个侧边上均带有翻边，平行于航向的两个侧边上带有的翻边部分上有排水孔，排水孔的直径为2-5mm；

所述的纸蜂窝芯中间层的材料为Nomex芳纶纸蜂窝芯，密度为40-55kg/m³，所述的纸蜂窝芯中间层与背板连接的面上带有排水槽；

所述的复合材料背板的材料为芳纶纤维复合材料或玻璃纤维复合材料；