本申请涉及一种包括至少一个旋转指向的声学元件的吸声结构、以及一种包括这种吸声结构的推进组件。
背景技术：
根据现有技术的实施例，推进组件包括短舱和定位在短舱内部的涡轮风扇发动机。短舱和涡轮风扇发动机的某些表面包括用于使噪声衰减的吸声结构。根据一个实施例，吸声结构包括多孔层、蜂窝状蜂窝层、以及反射层。
超高涵道比(uhbr)的涡轮风扇发动机具有以与目前在市场上的一些涡轮风扇发动机相比较低频率旋转的风扇，使得吸声结构必须被配置成用于使低频声波衰减。为了使这种声波衰减，蜂窝状蜂窝层需要具有显著高度，就重量、体积、以及生产而言这是不利的。
2013年5月27日至29日在德国柏林举办的第19届aiaa/ceas航空声学会议中，美国航空航天学会(americaninstituteofaeronauticsandastronautics，aiaa)2013-2176“宽频带特殊声学吸收器概念的航空声学衬里应用[aero-acousticlinerapplicationsofthebroadbandspecialacousticabsorberconcept]”的文件中描述了使得可以吸收低频声波的吸声结构。该吸声结构包括多个囊体，这些囊体由蒙皮密封、与声波在其中传播的介质相接触，以便各自界定腔体，空心锥体定位在该腔体中、远离囊体，该空心锥体具有出现在蒙皮处的底部。每个锥体包括至少一个声学孔口，该至少一个声学孔口使得可以将锥体的内部同锥体与囊体之间的空间相连接、根据所寻求的声学特性来定位并确定尺寸。此外，蒙皮至少在与每个锥体对正的地方是多孔的。
基于与赫姆霍兹共振器和四分之一波长谐振器相同的原理适当形成的吸声结构使得可以高效地使由uhbr类型的涡轮风扇发动机所发出的低频声音衰减。
因为蒙皮在与锥体对正的地方是多孔的并且这些锥体是穿孔的，所以在运行时，水或任何其他液体可能在每个锥体内部以及由每个锥体及其囊体界定的空间中积聚并滞留。水或液体的这种积聚影响吸声结构的正确运行。另外，在结冰的情况下，水转化成冰可能对吸声结构造成损害。
技术实现要素：
本发明的目的在于弥补现有技术的全部或一些缺陷。
为此目的，本发明的主题是一种吸声结构，所述吸声结构包括：
-至少部分多孔的表面层，所述表面层具有外表面以及与所述外表面相反的内表面，
-支撑层，所述支撑层链接至所述表面层，
-至少一个声学元件，所述至少一个声学元件定位在所述支撑层中、具有由至少一个封壳界定的至少一个腔体。
根据本发明，所述吸声结构包括排水系统，所述排水系统包括穿过所述封壳的至少一个第一排水孔口以及旋转指向系统，所述旋转指向系统使得能够将所述声学元件定位在所述支撑层中，使得至少一个第一排水孔口被定位在所述腔体的最低点处或附近。
凭借旋转指向系统，排水系统的排水孔口中的至少一个排水孔口被定位在腔体的低点处，从而大大地限制了液体在所述腔体中的滞留。
根据另一个特征，所述排水系统包括最多两个在直径上相反的第一排水孔口。
根据一个实施例，所述旋转指向系统包括在所述声学元件处的外部侧向壁、以及在所述支撑层处的用于所述声学元件的凹部，所述外部侧向壁不是回转形的，所述凹部具有与所述声学元件的外部侧向壁的形式互补或完全相同的形式。
根据另一个特征，所述外部侧向壁具有两个对称平面，并且所述排水系统包括两个第一排水孔口，所述第一排水孔口相对于所述对称平面定位，使得当所述声学元件位于其凹部中时，所述两个第一排水孔口中的一个第一排水孔口定位所述腔体的低点处或附近。
根据另一个特征，穿过所述两个第一排水孔口的直线包含在所述对称平面中的一个对称平面中。
根据另一个特征，所述外部侧向壁是管状的、并且由第一边缘和与所述第一边缘相反的第二边缘界定，所述第一边缘朝向所述表面层定向并且描绘成圆形的，所述第二边缘描绘成椭圆形形式。
根据另一个特征，所述外部侧向壁是管状的、并且由第一边缘和与所述第一边缘相反的第二边缘界定，所述第一边缘朝向所述表面层定向并且描绘成圆形的，所述第二边缘描绘成长形形式。
根据另一个实施例，所述旋转指向系统包括与所述声学元件成一体的、相对于外部侧向壁突出的定位装置(détrompeur)以及在所述支撑层中挖出的凹口，所述定位装置和所述凹口具有互补或完全相同的形式，使得所述声学元件仅能够在单个位置定位在其凹部中。此外，所述排水系统包括当所述定位装置与所述凹口合作时定位在所述腔体的低点处或附近的单个排水孔口。
根据另一个特征，所述声学元件包括：
-第一封壳，所述第一封壳具有第一孔径，所述第一孔径压靠所述表面层的内表面，使得所述第一封壳与所述表面层界定第一腔体，
-第二封壳，所述第一封壳定位在所述第二封壳中，所述第二封壳与所述第一封壳至少部分地间隔开，所述第二封壳具有第二孔径，所述第二孔径压靠所述第一封壳和/或可能地所述内表面，使得所述第二封壳和所述第一封壳以及可能地所述表面层界定第二腔体，
-至少一个声学孔口，所述至少一个声学孔口穿过所述第一封壳，以连接所述第一腔体和所述第二腔体，
-穿过所述第二封壳的一个或多个第一排水孔口。
根据另一个特征，所述吸声结构包括穿过所述第一封壳的至少一个第二排水孔口。
根据另一个特征，每个排水孔口定位在与穿过所述第二封壳的第一排水孔口相同的径向平面中。
本发明的另一个主题是一种包括至少一个根据前述特征之一所述的吸声结构的飞行器推进组件。
附图说明
其他特征和优点将从本发明的以下描述中显现，该描述仅仅是通过举例方式参照附图给出的，在附图中：
[图1]是飞行器的侧视图，
[图2]是包括展示了本发明的应用的吸声结构的主喷射管道的透视图，
[图3]是展示了本发明的实施例的吸声结构的透视截面，
[图4]是展示了本发明的第一实施例的吸声结构的声学元件的透视截面，
[图5]是图4中可见的声学元件的侧视图，
[图6]是图4中可见的声学元件的底部部分的透视图，
[图7]是图4中可见的声学元件的顶部部分的透视图，
[图8]是从展示了本发明的第一实施例的声学元件的底壁下方观察的视图，
[图9]是从展示了本发明的第二实施例的声学元件的底壁下方观察的视图，
[图10]是从在展示了本发明的实施例的吸声结构中正确定向的声学元件的下方观察的视图，
[图11]是在图10中可见的、在吸声结构中正确定向的声学元件的截面，
[图12]是在图3中可见的吸声结构的多个不同的元件的分解透视图，并且
[图13]是从装备有定位装置、定位在展示了本发明的第三实施例的吸声结构的蜂窝层中的声学元件上方观察的视图。
具体实施方式
图1示出了飞行器10，该飞行器包括机身12，布置在机身12两侧的两个机翼14、以及固定在机翼14下方的推进组件16。每个推进组件16包括短舱18和定位在短舱18内的涡轮风扇发动机20。
根据图2中可见的实施例，涡轮风扇发动机20包括在后部的主喷射管道22，涡轮风扇发动机20中燃烧的气体通过该主喷射管道逸出，该主喷射管道在外侧由主喷口24界定、并且在内侧由被喷口锥体28延长的内部结构26界定。
根据一种构型，内部结构26包括定位在蒙皮32处的吸声结构30，该吸声结构界定了主喷射管道22并且具有与经燃烧的气体相接触的外表面se以及与外表面se相反的内表面si。
尽管被描述成应用于主喷射管道22，但是本发明不限于这种应用。因此，吸声结构30可以定位在具有与声波在其中传播的介质相接触的外蒙皮se的任何蒙皮32处，例如，飞行器短舱的进气口的唇缘和管道、飞行器短舱的风扇壳体、或推进组件16的任何其他表面。因此，不论构型如何，推进组件16包括至少一个吸声结构30。
根据图3中可见的实施例，吸声结构30包括多孔层34、至少一个蜂窝层36、反射层38、以及多个声学元件40，该多孔层的一个面形成外表面se，这些声学元件定位在蜂窝层36中、各自具有被多孔层34遮挡的至少一个腔体。根据一种构型，蜂窝层36是具有用于容纳声学元件40的凹部62的蜂窝状结构(在图12中可见)。
根据构型，多孔层34可以在其全部表面上是多孔的、或仅在与声学元件40对正的地方包括多孔区域。
不论实施例如何，吸声结构30包括：
-至少部分多孔的表面层34，该表面层具有与声波在其中传播的介质相接触的外表面se以及与外表面se相反的内表面si，
-支撑层36，该支撑层链接至表面层34，以非穷举方式该支撑层可以是蜂窝状蜂窝层、泡沫层等，
-至少一个声学元件40，该至少一个声学元件定位在支撑层36中、具有与声波在其中传播的介质相连接的至少一个腔体。
根据图3中可见的实施例，声学元件40包括：
-第一封壳42(也称为锥体)，该第一封壳具有第一孔径44，该第一孔径由压靠表面层34的内表面si的边缘界定，使得第一封壳42与表面层34界定第一腔体46，该第一腔体经由多孔表面层34与声波在其中传播的介质相连接，
-第二封壳48(也称为囊体)，第一封壳42定位在该第二封壳中，该第二封壳与第一封壳42至少部分地间隔开，该第二封壳具有第二孔径50，该第二孔径由压靠第一封壳42和/或可能地表面层34的内表面si的边缘界定，使得第二封壳48和第一封壳42(以及可能地表面层34)界定第二腔体52，
-至少一个声学孔口54，该至少一个声学孔口穿过第一封壳42，以连接第一腔体46和第二腔体52。
根据图3中可见的布置，声学元件40布置成若干行和若干列。可以设想其他布置。
根据图3和图4中可见的实施例，第一封壳42是锥形的并且包括内部侧向壁56，该内部侧向壁由第一边缘56.1和与第一边缘56.1相反的第二边缘56.2界定，该第一边缘朝向表面层34定向并且形成第一孔径44，该第二边缘界定声学孔口54的边缘。
根据一种构型，内部侧向壁56的第一边缘56.1和第二边缘56.2是大致圆形的并且内部侧向壁56具有回转轴线ax。
显然，本发明不限于第一封壳42的这种几何形状。因此，第一封壳可以是锥形的或圆柱形的。除了内部侧向壁56之外，第一封壳可以包括内部底壁以封闭第一腔体42，该内部底壁定位在内部侧向壁56的第二边缘56.2处。根据构型，该一个或多个声学孔口54定位在内部侧向壁56和/或内部底壁上。
根据图3至图6中可见的实施例，第二封壳48包括外部侧向壁58和外部底壁60，该外部侧向壁由第一边缘58.1和与第一边缘58.1相反的第二边缘58.2界定，该第一边缘朝向表面层34定向、并且形成第二孔径50，该外部底壁定位在外部侧向壁58的第二边缘58.2处以便封闭第二腔体52。
根据一种构型，外部侧向壁58的第一边缘58.1是大致圆形的。
不论声学元件40的几何形状如何，支撑层36包括用于每个声学元件40的凹部62，该凹部具有使得可以容纳声学元件40的形式，使得第一封壳42的第一孔径44压靠表面层34。根据一种构型，凹部62具有与声学元件的第二封壳48的外部侧向壁58互补或完全相同的形式。
根据本发明的特征，声学元件40包括排水系统，以避免液体滞留在两个腔体46、52中的至少一个腔体内。
排水系统包括穿过第二封壳48的至少一个排水孔口64，该至少一个排水孔口定位在外部侧向壁58的第二边缘58.2处或附近。根据实施例，排水孔口64被定位成：
-在外部底壁60上并且在外部侧向壁58的第二边缘58.2附近，
-在外部侧向壁58上、在外部底壁60和第二边缘58.2附近，或者
-跨过外部侧向壁58和外部底壁60、在第二边缘58.2处。
根据图6、图8至图11中可见的第一实施例，第二封壳48包括两个在直径上相反的排水孔口64、64’。在这种情况下，声学元件40必须正确地定向，以使两个排水孔口64、64’中的一个排水孔口定位在第二腔体52的低点处或附近的，以使得滞留在第二腔体52内部的液体的体积尽可能小。为此目的，吸声结构30包括旋转指向系统66，该旋转指向系统被配置成用于根据相对于支撑层36的两个给定位置定位声学元件40。
根据第一实施例，旋转指向系统66包括声学元件40处的第二封壳48的外部侧向壁58、以及支撑层36处的凹部62，该外部侧向壁具有两个对称平面p1和p2，该凹部具有与第二封壳48的外部侧向壁58的形式互补或完全相同的形式。
根据尤其在图8中可见的第一实施例，外部侧向壁58的第二边缘58.2描绘成椭圆形并且具有两个对称平面p1和p2。
根据图9中可见的第二实施例，外部侧向壁58的第二边缘58.2描绘成长形形式，该长形形式具有两个对称平面p1和p2并且包括由两个半圆形部段68.3、68.4链接的两个直线且平行的部段68.1、68.2。
根据这两个实施例，外部侧向壁58具有设定的管状表面，该管状表面在第一端部支承在第一圆形边缘58.1上，并且在第二端部支承在第二边缘58.2上。外部侧向壁58不是回转形的。
根据这些两个实施例，两个排水孔口64、64’相对于第二封壳48的外部侧向壁58的对称平面进行定位，使得当声学元件40位于其凹部62中时，两个排水孔口64、64’中的一个排水孔口定位在第二腔体52的低点处或附近。
根据一种构型，穿过两个排水孔口64、64’的直线包含在第二封壳48的外部侧向壁58的对称平面之一中。
如图10和图11所展示的，当声学元件40位于其凹部62中时，孔口64、64’中的一个孔口必然被定位第二腔体52的最低点处或附近，这使得可以防止液体在所述第二腔体52中积聚。
根据图13中可见的第三实施例，第二封壳48包括单个排水孔口64。在这种情况下，声学元件40必须正确地定向，以使单个排水孔口64定位在第二腔体52的低点处或附近，以使得滞留在第二腔体52内部的液体的体积尽可能小。为此目的，吸声结构30包括旋转指向系统66，该旋转指向系统被配置成用于根据相对于支撑层36的单个给定位置定位声学元件40。
根据图13中可见的第三实施例，旋转指向系统66包括称为定位装置70的第一形式和称为凹口72的第二形式，该第一形式与声学元件40成一体、相对于外部侧向壁58突出，该第二形式在支撑层36中挖出，定位装置70和凹口72具有互补或完全相同的形式，使得声学元件40仅可以在单个位置定位在其凹部62中。
定位装置70和单个排水孔口64被定位成使得，当定位装置70与其凹口72合作时，单个排水孔口64定位在第二腔体52的低点处或附近。
即使第二封壳48的外部侧向壁58具有回转形的形式，也可以使用旋转指向系统的这个第三实施例。
不论实施例如何，第二封壳包括较小数量(最多两个)的排水孔口64、64’。这种有限数量的排水孔口64、64’使得可以限制排水孔口对声学元件40的声学效率的影响。
一般而言，第一腔体46中存在的液体可以流动穿过与第一腔体46对正的多孔表面层34和/或流经声学孔口54。
在某些情况下，声学元件40包括穿过第一封壳42的至少一个排水孔口74。一个或多个排水孔口74定位在第一封壳42的内部侧向壁56的第一边缘56.1和/或第二边缘56.1处或附近。根据图4中可见的第一构型，多个排水孔口74定位在内部侧向壁56的周边上。根据图10和图11中可见的另一种构型，每个排水孔口74定位在与穿过第二封壳48的排水孔口64、64’相同的径向平面(穿过回转轴线ax的平面)中。因此，当声学元件40位于其凹部62中时，穿过第一封壳42的排水孔口74中的至少一个排水孔口定位在第一腔体46的最低点处或附近。
不论实施例如何，排水系统包括穿过第一封壳42和/或第二封壳48的至少一个排水孔口64、64’、74以及旋转指向系统66，该旋转指向系统使得可以使声学元件40在支撑层36的封壳62中在旋转意义上固定不动，使得至少一个排水孔口64、64’、74定位在第一腔体46和/或第二腔体52的最低点处或附近。腔体的低点从腔体的流体凭借重力流动到的点延伸。
在同一封壳中，排水系统包括最多两个排水孔口64、64’、74，以便对声学元件的运行不会产生过大影响。
当排水系统包括至少一对各自穿过第一封壳42和第二封壳48的第一排水孔口64和第二排水孔口74时，同一对的第一排水孔口64和第二排水孔口74布置在同一径向平面中。
不论实施例如何，凭借旋转指向系统，排水系统的排水孔口64、74中的至少一个排水孔口定位在第一腔体46和/或第二腔体52的低点处，从而大大地限制了液体在所述第一腔体46和/或第二腔体52中的滞留。
1.一种吸声结构，所述吸声结构包括：
-至少部分多孔的表面层(34)，所述表面层具有外表面(se)以及与所述外表面(se)相反的内表面(si)，
-支撑层(36)，所述支撑层链接至所述表面层(34)，
-至少一个声学元件(40)，所述至少一个声学元件定位在所述支撑层(36)中、具有由至少一个封壳(42，48)界定的至少一个腔体(46，52)，
其特征在于，所述吸声结构包括排水系统，所述排水系统包括穿过所述封壳(42，48)的至少一个排水孔口(64，64’，74)以及旋转指向系统(66)，所述旋转指向系统使得能够将所述声学元件(40)定位在所述支撑层(36)中，使得至少一个排水孔口(64，74)被定位在所述腔体(46，52)的最低点处或附近。
2.根据权利要求1所述的吸声结构，其特征在于，所述排水系统包括最多两个在直径上相反的第一排水孔口(64，64’)。
3.根据前一权利要求所述的吸声结构，其特征在于，所述旋转指向系统(66)包括在所述声学元件(40)处的外部侧向壁(58)、以及在所述支撑层(36)处的用于所述声学元件(40)的凹部(62)，所述外部侧向壁不是回转形的，所述凹部具有与所述声学元件(40)的外部侧向壁(58)的形式互补或完全相同的形式。
4.根据前一权利要求所述的吸声结构，其特征在于，所述外部侧向壁(58)具有两个对称平面(p1，p2)，并且其特征在于，所述排水系统包括两个第一排水孔口(64，64’)，所述第一排水孔口相对于所述对称平面(p1，p2)定位，使得当所述声学元件(40)位于其凹部(62)中时，所述两个第一排水孔口(64，64’)中的一个第一排水孔口定位在所述腔体(52)的低点处或附近。
5.根据前一权利要求4所述的吸声结构，其特征在于，穿过所述两个第一排水孔口(64，64’)的直线包含在所述对称平面(p1，p2)中的一个对称平面中。
6.根据前述权利要求4或5所述的吸声结构，其特征在于，所述外部侧向壁(58)是管状的、并且由第一边缘(58.1)和与所述第一边缘(58.1)相反的第二边缘(58.2)界定，所述第一边缘朝向所述表面层(34)定向并且描绘成圆形的，所述第二边缘描绘成椭圆形形式。
7.根据权利要求4或5所述的吸声结构，其特征在于，所述外部侧向壁(58)是管状的、并且由第一边缘(58.1)和与所述第一边缘(58.1)相反的第二边缘(58.2)界定，所述第一边缘朝向所述表面层(34)定向并且描绘成圆形的，所述第二边缘描绘成长形形式。
8.根据权利要求1或2所述的吸声结构，其特征在于，所述旋转指向系统(66)包括与所述声学元件(40)成一体的、相对于外部侧向壁(58)突出的定位装置(70)以及在所述支撑层(36)中挖出的凹口(72)，所述定位装置(70)和所述凹口(72)具有互补或完全相同的形式，使得所述声学元件(40)仅能够在单个位置定位在其凹部(62)中，并且其特征在于，所述排水系统包括当所述定位装置(70)与所述凹口(72)合作时定位在所述腔体(52)的低点处或附近的单个排水孔口(64)。
9.根据前述权利要求之一所述的吸声结构，其特征在于，所述声学元件(40)包括：
-第一封壳(42)，所述第一封壳具有第一孔径(44)，所述第一孔径压靠所述表面层(34)的内表面(si)，使得所述第一封壳(42)与所述表面层(34)界定第一腔体(46)，
-第二封壳(48)，所述第一封壳(42)定位在所述第二封壳中，所述第二封壳与所述第一封壳(42)至少部分地间隔开，所述第二封壳具有第二孔径(50)，所述第二孔径压靠所述第一封壳(42)和/或可能地所述内表面(si)，使得所述第二封壳(48)和所述第一封壳(42)以及可能地所述表面层(34)界定第二腔体(52)，
-至少一个声学孔口(54)，所述至少一个声学孔口穿过所述第一封壳(42)，以连接所述第一腔体(46)和所述第二腔体(52)，
-穿过所述第二封壳(48)的一个或多个所述第一排水孔口(64，64’)。
10.根据前一权利要求所述的吸声结构，其特征在于，所述吸声结构包括穿过所述第一封壳(42)的至少一个第二排水孔口(74)。
11.根据前一权利要求所述的吸声结构，其特征在于，每个排水孔口(74)定位在与穿过所述第二封壳(48)的第一排水孔口(64，64’)相同的径向平面中。
12.一种飞行器推进组件，所述飞行器推进组件包括至少一个根据前述权利要求之一所述的吸声结构。
技术总结