專利名稱：進氣風門用基板以及包括該基板的進氣風門的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及APU進氣風門用基板。此外，本發(fā)明還涉及包括該基板的APU進氣風門。
背景技術：
APU (輔助動力裝置)進氣系統(tǒng)主要是用來為APU提供氣源以供其燃燒室燃燒，從而產(chǎn)生動力驅(qū)動APU的運轉(zhuǎn)。進氣風門的作用主要是將外部空氣通過沖壓作用進入APU進氣管道，在空中這種沖壓效果及作用更明顯。APU進氣系統(tǒng)噪聲較高，且頻帶主要為高頻噪聲。為了改變飛機停機坪的噪聲水 平，提高民用飛機的產(chǎn)品競爭力，往往需要較好的降噪防護方法。目前在已有的飛機上的APU進氣系統(tǒng)降噪方法主要采用的是APU進氣管路消聲器，然而該構(gòu)型的降噪水平直接取決于APU進氣管路的布置，要獲得較好的降噪效果，需要將進氣管路布置得盡可能長。但是，這會增大APU進氣系統(tǒng)的重量，并增大了管路的壓力損失，影響了 APU性能。增大系統(tǒng)重量對飛機來說是不可接受的，飛機上的重量是有嚴格的控制要求的；此外增加了管路的壓力損失會造成對APU性能的影響。針對APU進氣系統(tǒng)重量及性能要求及APU系統(tǒng)低噪聲水平要求之間產(chǎn)生的矛盾，本發(fā)明提出在不影響APU進氣構(gòu)型、重量、性能及強度要求的基礎上，對APU進氣風門進行聲襯處理以減少風門的反射噪聲，從而進一步降低APU進氣系統(tǒng)的噪聲水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)的APU進氣系統(tǒng)在降噪水平要求與進氣系統(tǒng)重量之間的矛盾，提出了一種聲襯處理的APU進氣風門構(gòu)型。本構(gòu)型在傳統(tǒng)的風門構(gòu)型基礎上,通過在風門的蜂窩結(jié)構(gòu)的面板上設置穿孔或增設金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而可以利用傳統(tǒng)的風門的蜂窩結(jié)構(gòu)(強度和重量考慮)降低風門的反射噪聲，進一步降低APU進氣系統(tǒng)噪聲，從而實現(xiàn)在不改變系統(tǒng)重量及強度的基礎上實現(xiàn)噪聲水平的進一步降低，達到噪聲指標要求，提高產(chǎn)品競爭力。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種進氣風門用基板，該基板具有相對的兩個表面以及位于所述兩個表面之間的蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)具有多個微型腔室，所述兩個表面之一上設有多個分別與所述微型腔室相通的消音孔。本發(fā)明還提供一種進氣風門用基板，該基板具有相對的兩個表面以及位于所述兩個表面之間的蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)具有多個微型腔室，所述兩個表面之一具有金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)設有多個分別與所述微型腔室相通的網(wǎng)孔。此外，本發(fā)明還提供一種進氣風門，其包括壁板和上述基板，所述基板被固定在所述壁板上，所述蜂窩結(jié)構(gòu)具有遠離所述壁板的開口，即，設有消音孔或具有金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的表面遠離所述壁板，基板內(nèi)的蜂窩結(jié)構(gòu)可以起到加強壁板的作用。其中，所述基板上設有沿氣流方向延伸的肋板，以及所述壁板的兩側(cè)上分別設有沿氣流方向延伸的側(cè)板，用于引導氣流進入進氣系統(tǒng)。其中，所述基板通過粘結(jié)劑被固定在所述壁板上。所述壁板由復合材料或金屬材料形成。此外，本發(fā)明還提供一種進氣風門，其由上述進氣風門用基板形成。本發(fā)明的有益效果 采用此構(gòu)型的APU進氣系統(tǒng)將至少會使得APU進氣系統(tǒng)噪聲進一步降低2_3dB，從而能夠降低飛機整體噪聲水平；同時，在合理定位飛機噪聲水平要求的基礎上，可以降低系統(tǒng)設計及制造成本。


下面結(jié)合附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的不同優(yōu)選實施例。圖I是根據(jù)本發(fā)明的進氣風門用基板的局部的前視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的進氣風門用基板的局部的剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的進氣風門的一個優(yōu)選實施例的立體圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的進氣風門系統(tǒng)的立體圖，其具有圖3中所示的進氣風門；圖5是根據(jù)本發(fā)明的進氣風門的另一個優(yōu)選實施例的立體圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的進氣風門系統(tǒng)的立體圖，其具有圖5中所示的進氣風門；圖7是根據(jù)本發(fā)明的進氣風門的消音原理圖。
具體實施例方式如圖I和圖2所示，其示出了本發(fā)明的進氣風門用基板的優(yōu)選實施例。本發(fā)明的進氣風門用基板10可以采用金屬材料或者復合材料制成，其具有相對的兩個表面或面板11、12，以及位于兩個表面11、12之間的蜂窩結(jié)構(gòu)13，該蜂窩結(jié)構(gòu)具有多個微型腔室14，其中表面12上設有多個消音孔15，消音孔15分別與蜂窩結(jié)構(gòu)13的微型腔室14相通，優(yōu)選地，消音孔15的數(shù)目與微型腔室14的數(shù)目相同，即，一個消音孔15與一個微型腔室14相通。表面12可以起到平滑氣流的作用，避免引起蜂窩結(jié)構(gòu)13對氣流流場的影響。在圖I所示的實施例中，消音孔15的大小相同，且均勻布置，相鄰的孔之間的距離相同。但是，在其它實施例中，根據(jù)具體的情形，消音孔15的大小可以不相同，相鄰的孔之間的距離也可以不相同。此外，孔的形狀也可以不相同，可以是圓形的，橢圓形的或其它形狀。在一個未不出的實施例中，表面12具有金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有多個網(wǎng)孔，該網(wǎng)孔分別與蜂窩結(jié)構(gòu)13上的微型腔室14相通。優(yōu)選地，網(wǎng)孔的數(shù)目與微型腔室14的數(shù)目相同，即，一個網(wǎng)孔與一個微型腔室14相通。如圖3和圖4所示，其示出了本發(fā)明的進氣風門20的一個優(yōu)選實施例，以及包括該進氣風門20的進氣系統(tǒng)30。進氣風門20包括壁板21和基板22。壁板21可以由已知的復合材料或金屬結(jié)構(gòu)組成的薄壁實心材料組成?；?2通過粘結(jié)劑或其它已知方式固定在壁板21上。其中，基板22具有和基板10相同的結(jié)構(gòu)，設有消音孔(金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu))的表面遠離壁板21，基板內(nèi)的蜂窩結(jié)構(gòu)可以起到加強壁板的作用。壁板21的兩側(cè)上分別設有沿氣流方向延伸的側(cè)板23，和/或基板22上可設有一個或多個沿氣流方向延伸的肋板24，主要起到支持或引導氣流順利進入APU進氣系統(tǒng)的管道的作用。如圖5和圖6所示，其示出了本發(fā)明的進氣風門40的一個優(yōu)選實施例，以及包括該進氣風門40的進氣系統(tǒng)50。進氣風門40包括兩個側(cè)板41、42以及上板43、中間板44和下板45，這些板可通過任何已知的方式結(jié)合在一起。當安裝在進氣系統(tǒng)50上時，通過旋轉(zhuǎn)進氣風門40來關閉進氣系統(tǒng)50。在圖中所示的實施例中，上板43、中間板44采用與進氣風門用基板10相同的結(jié)構(gòu)，當然下板45也可采用相同的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過蜂窩結(jié)構(gòu)和消音孔的設置，使得整個進氣風門成為了聲襯結(jié)構(gòu)，既起到加強風門的作用，又增加了消音的功能。在實施的過程中，通過合理分配管路消聲器及風門消聲器的各頻率段，然后以最小的蜂窩結(jié)構(gòu)厚度消除最合理的噪聲，可以使得處理后的風門構(gòu)型在消聲方面發(fā)揮最大的優(yōu)勢。如圖7所示，其示出了本發(fā)明的消音原理。當APU進氣系統(tǒng)噪聲入射到聲襯處理過的APU進氣風門20時，一部分噪聲會被APU進氣風門20的聲襯結(jié)構(gòu)通過腔體共振消耗掉，從而使得APU進氣系統(tǒng)噪聲水平進一步降低。對于消音孔或金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)孔的穿孔率 及穿孔孔徑的尺寸確定，需要根據(jù)Helmholtz共鳴腔的消聲特性或四分之一波長理論及聲源的特性合理設置孔間距、孔徑及選擇蜂窩結(jié)構(gòu)厚度，以使得Helmholtz或四分之一波長管的消聲頻率與期望的頻率相一致，從而達到降低噪聲的目的。綜上所述，將蜂窩結(jié)構(gòu)面板設置為穿孔結(jié)構(gòu)或金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)時可以利用已存在于進氣風門結(jié)構(gòu)中的蜂窩結(jié)構(gòu)起到消聲目的，從而降低噪聲。需要注意的是，在設計過程中需要合理安置消音孔的構(gòu)型、大小和位置，以防止蜂窩結(jié)構(gòu)中存在積液。傳統(tǒng)的風門構(gòu)型采用了蜂窩結(jié)構(gòu)在保證強度的情況下以減輕風門重量，但是從未考慮過消聲方面的功能；而本發(fā)明恰好是利用了傳統(tǒng)風門結(jié)構(gòu)的蜂窩結(jié)構(gòu)具有消音方面的功能，經(jīng)過更改蜂窩結(jié)構(gòu)的粘接面板從而使得傳統(tǒng)的風門構(gòu)型既具有消音功能又能保證最輕重量的優(yōu)勢。本發(fā)明中所述具體實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種進氣風門用基板，其特征在于，該基板具有相對的兩個表面以及位于所述兩個表面之間的蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)具有多個微型腔室，所述兩個表面之一上設有多個分別與所述微型腔室相通的消音孔。
2.一種進氣風門用基板，其特征在于，該基板具有相對的兩個表面以及位于所述兩個表面之間的蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)具有多個微型腔室，所述兩個表面之一具有金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所述金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)設有多個分別與所述微型腔室相通的網(wǎng)孔。
3.一種進氣風門，其特征在于，其包括壁板和根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的進氣風門用基板，所述基板被固定在所述壁板上，設有消音孔或具有金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)的表面遠離所述壁板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進氣風門，其特征在于，所述基板上設有沿氣流方向延伸的肋板，用于引導氣流進入進氣系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進氣風門，其特征在于，所述壁板的兩側(cè)上分別設有沿氣流方向延伸的側(cè)板，用于引導氣流進入進氣系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進氣風門，其特征在于，所述基板通過粘結(jié)劑被固定在所述壁板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進氣風門，其特征在于，所述壁板由復合材料或金屬材料形成。
8.一種進氣風門，其特征在于，其由根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的進氣風門用基板形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種APU進氣風門用基板，該基板具有相對的兩個表面以及位于所述兩個表面之間的蜂窩結(jié)構(gòu)，所述蜂窩結(jié)構(gòu)具有多個微型腔室，所述兩個表面之一上設有多個分別與所述微型腔室相通的消音孔。本發(fā)明還提供一種APU進氣風門，其包括上述進氣風門用基板和壁板，所述基板被固定在所述壁板上，所述蜂窩結(jié)構(gòu)具有遠離所述壁板的開口。本發(fā)明在不過大改變進氣風門重量及強度的基礎上，可以有效地降低APU進氣系統(tǒng)的噪聲水平。
文檔編號F02C7/045GK102777261SQ201110124610
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者唐力, 唐宏剛, 孫新波 申請人:中國商用飛機有限責任公司, 中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院