[发明专利]用于飞行器结构的声波吸收层压复合材料结构

说明书

本发明属于飞行器结构和这些飞行器的结构材料的领域，尤其属于用于飞行器结构的噪声吸收材料的领域。本发明提供了一种用于飞行器结构的声波吸收层压复合材料结构，一种用于制造声波吸收层压复合材料结构的方法以及一种飞行器。

技术领域

本发明属于飞行器结构和这些飞行器的结构材料的领域，尤其属于用于飞行器结构的噪声吸收材料的领域。

背景技术

在飞行器的普通结构件中，现有的碳纤维增强聚合物(CFRP)结构不具有吸收噪声(例如，来自飞行器发动机的噪声)的能力。在大多数情况下，需要降低这些结构的噪声影响，附加吸收材料层被定位在这种CFRP结构的关键点上，以实现降噪。

关于将吸收材料整合到CFRP结构中的现有方案是基于通过粘合连接将弹性体材料的连续铺层粘合至碳铺层。由于缺乏剪切荷载传递，以及还由于材料的应变不相容性，这种解决方案降低了此类结构的结构强度。

为了减少对特定飞行器结构(即，客舱)的噪声影响，而不影响结构效率(重量/强度)，并且需要容易地将材料整合到特定的飞行器结构。

因此，本发明提供一种用于飞行器结构的层压复合材料结构，该层压复合材料结构吸收声波并且解决上述缺点。

发明内容

本发明针对上述问题，通过声波吸收层压复合材料结构、用于制造声波吸收层压复合材料结构的方法、以及飞行器提供一种替代性的解决方案。在本文中，还限定了本发明的优选实施例。

在第一发明方面，本发明提供了一种用于飞行器结构的声波吸收层压复合材料结构，所述层压复合材料结构包括混合复合材料的至少三个堆叠铺层，每个混合复合材料铺层包括以下组合：

-多个第一聚合物材料丝束，其布置成平行于经线方向，其中，每个第一聚合物材料丝束具有第一宽度W₁，

-多个第二聚合物材料丝束，其布置成平行于纬线方向，其中，每个第二聚合物材料丝束具有第三宽度W₃，以及

-多个吸收材料丝束，其布置成平行于所述经线方向，其中，每个吸收材料丝束具有第二宽度W₂，

其中，

所述聚合物材料丝束是碳纤维增强聚合物(CFRP)或玻璃纤维增强聚合物(GFRP)丝束；并且

所述多个第一聚合物材料丝束和所述多个第二聚合物材料丝束以及所述多个吸收材料丝束布置成在它们之间互相交织形成每个混合材料铺层的图案，使得所述声波吸收层压复合材料结构对于具有符合以下公式的波长λ的声波实现改善的吸收水平：

λ＜(2×W₂+W₁)。

混合复合材料将被理解为不同性质的材料的组合，尤其是塑料材料和吸收材料的组合。聚合物材料丝束和吸收丝束的这种交织提供了有利地增加声音吸收效率而对剪切载荷传递影响低的混合复合材料铺层。

声波吸收层压复合材料结构有利地将力转移至相邻的混合复合材料铺层，并且能够减少引入飞行器结构的噪声(即，引入飞行器机舱的马达噪声和湍流噪声)。

本层压复合材料结构包括至少三个堆叠的混合复合材料铺层，这是层压复合材料结构吸收几乎整个波长而不降低结构的机械性能所需要的最小铺层数量。

第一聚合物材料丝束和第二聚合物材料丝束是由碳纤维(CF)或玻璃纤维(GF)增强的塑料材料。这些聚合物材料丝束为混合复合材料提供机械性能，并且充当混合材料的主要基材。

本发明的层压复合材料结构归功于这种至少三个混合复合材料铺层的组合而会以同一结构表现来吸收噪声和传递剪切力。