三、聲襯
進氣風扇噪聲已成為現代大涵道比航空發動機噪聲的主要來源。在進氣道內鋪設聲襯是航空發動機消聲降噪的重要方式之一。聲襯所具有的穿孔板蜂窩結構可視為數個并聯的亥姆霍茲共振結構。當其共振頻率與噪聲頻率匹配時起到消聲效果。傳統單自由度聲襯噪聲吸收頻帶較窄,多自由度聲襯雖能拓寬吸聲頻帶,但也存在加工工藝復雜、尺寸較大、結構增重較多的問題。
基于以上問題,赫氏公司開發了商品名為Acousti-Cap的隔帽內嵌式蜂窩。由表面穿孔柔性材料(如聚醚醚酮,PEEK)折疊成隔帽形狀嵌入蜂窩腔中膠粘定位,從而起到雙自由度聲襯中聲學隔膜的作用。蜂窩聲阻抗特性可以由以下3個因素調節:(a)蜂窩腔中隔帽數量;(b)蜂窩腔中隔帽位置;(c)不同種類聲阻抗特性隔帽。相比傳統多自由度聲襯,采用該種蜂窩制備聲襯厚度較薄所需安裝空間小,聲襯整體結構強度較高。目前此蜂窩已用于通用電氣、羅·羅、CFM國際等公司生產的多型航空發動機,不僅減輕了質量而且實現了多達30%的噪聲衰減。
傳統進氣道消聲板為拼接分片式設計,拼接造成進氣道壁面聲阻抗不連續削弱了消聲效果。受益于復合材料進氣道無拼接聲襯設計,歐洲空中客車公司(Airbus)早期A320飛機發動機進氣道聲襯拼縫為3片15 cm,之后A340-600飛機發動機為2片7.5cm寬。采用樹脂基復合材料整體成型工藝后,A380飛機發動機為環形無拼接聲襯。
(未完待續)
來源:航空發動機人