Elemento para la absorción de sonido en góndolas de aeronaves.

Elemento (26; 126) para la absorción de sonido destinado a montarse en componentes de aeronaves, tales como góndolas

(10); comprendiendo dicho elemento (26; 126):

- una capa (28) delantera que tiene al menos una región permeable al sonido;

- una capa (30) trasera que es reflectora de sonido; y

- una capa (32) de nido de abeja intercalada entre dicha capa (28) delantera y dicha capa (30) trasera, y que define una estructura de malla que tiene una pluralidad de celdas (34) huecas que bordean lateralmente unas a otras; estando previstas dichas celdas para hacer resonar dentro de sus paredes laterales las ondas sonoras que entran a través de dicha capa (28) delantera y que se desvían por dicha capa (30) trasera;

estando dicho elemento caracterizado porque comprende además un actuador (38, 40, 42, 44; 38, 40, 142, 44) de plasma previsto para generar, en al menos una de dichas celdas (34), al menos una descarga de plasma (D) que induce un flujo de partículas de aire ionizadas (A) que interaccionan con las ondas sonoras procedentes de dicha capa (28) delantera.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12195230.

Solicitante: ALENIA AERMACCHI S.P.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA ING. PAOLO FORESIO 1 21040 VENEGONO SUPERIORE (VA) ITALIA.

Inventor/es: FERRANTE,PIER GIORGIO, DUCCINI,GIANNI, COPIELLO,DIEGO, GURIOLI,ALESSANDRO, MERLO,EMANUELE, ROBERTO PERTILE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > PLANTAS MOTRICES DE PROPULSION A REACCION (disposición... > Plantas o instalaciones caracterizadas por la forma... > F02K1/82 (Paredes de los conductos del chorro, p. ej. revestimientos)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MOTORES DE COMBUSTION; PLANTAS MOTRICES DE GASES... > PLANTAS MOTRICES DE TURBINAS DE GAS; TOMAS DE AIRE... > Características, partes constitutivas, detalles... > F02C7/045 (que están provistas para eliminar el ruido)

PDF original: ES-2543582_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

detaiiada de ia invención

Haciendo referencia a la figura 1, el número de referencia 10 designa en su conjunto un componente de aeronave, por ejemplo una góndola de motor, para su uso en la industria de la aviación.

La góndola 10 de motor comprende una cubierta o carenado 12 que tiene una forma sustancialmente a modo de cuerpo cilindrico y que incluye una cavidad 14 pasante que se extiende en una dirección sustancialmente axial. El carenado 12 tiene una superficie 12a periférica externa (también conocida como "cilindro exterior") dirigida hacia fuera con respecto a la góndola 10 y una superficie 12b periférica interna (también conocida como "cilindro interior") que rodea la cavidad 14 pasante. Asimismo, el carenado 12 tiene una entrada 16 de aire, que está ubicada en un extremo de la cavidad 14 pasante y tiene la función de transportar aire externo hacia el interior del carenado.

La góndola 10 de motor comprende además un conjunto 18 de propulsión de tipo reactor contenido en la cavidad 14 y adaptado para recibir aire desde la entrada 16 de aire y acelerarlo con el fin de generar un empuje. A modo de ejemplo no limitativo, el conjunto 18 de propulsión comprende una soplante 20 y un motor 22, estando alojado la primera aguas arriba del segundo en el Interior de la cavidad 14 pasante, creando por tanto un motor de reacción, por ejemplo de tipo turborreactor con soplante. Preferiblemente, entre el carenado 12 y el motor 22 queda definido un conducto de derivación o región 24 anular en la cavidad 14 pasante para transportar la fracción de aire procedente de la soplante 20 que no ha de fluir a través del motor 22.

La estructura y el funcionamiento de un motor de turborreactor con soplante, como el mostrado esquemáticamente en la figura 1, se conocen per se en la Industria, y por motivos de simplicidad no se describirán en detalle a continuación. En dicho dibujo, el aire fluye a través de la góndola de motor tal como se muestra, a modo de ejemplo, por medio de una serle de flechas.

La góndola 10 comprende además una pluralidad de elementos para la absorción de sonido (también conocidos en la Industria de la aviación como "paneles de ¡nsonorlzaclón"), Indicados por 26 y diseñados según una primera realización a modo de ejemplo de la presente Invención. Unos elementos 26 están montados sobre la superficie 12b periférica Interior, por ejemplo en una región de entrada, comprendida entre la entrada 16 de aire y aguas arriba de la soplante 20, y una reglón de salida, aguas abajo de la soplante 20, donde está montado el motor 22. En la realización ¡lustrada, los elementos 26 forman la propia superficie 12b periférica Interior. Por ejemplo, un elemento 26 Individual forma un aro de entrada, que constituye la superficie 12b periférica Interior en dicha reglón de entrada; otro elemento 26 Individual forma un aro de salida, que constituye la superficie 12b periférica Interior en dicha reglón de salida.

Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, se muestra esquemáticamente la estructura de un elemento 26 según dicha primera realización. El elemento 26 está previsto para amortiguar el sonido y el ruido generado durante el funcionamiento del conjunto 18 de propulsión de la góndola 10.

El elemento 26 comprende, de manera conocida, una capa 28 delantera con capacidad de carga (o "chapa anterior") y una capa 30 trasera con capacidad de carga (o "chapa posterior"). Una capa 32 de nido de abeja Intermedia está "Intercalada" entre la capa 28 delantera y la capa trasera. Dichas capas 28, 30, 32 están acopladas entre sí; en la realización mostrada en el presente documento, están acopladas entre sí mediante cocurado de dichas capas durante un proceso de conformación en autoclave.

La capa 28 delantera es, al menos en parte, sustanclalmente permeable o atravesable acústicamente, es decir una parte importante de las ondas sonoras que Inciden sobre la misma desde el exterior puede pasar a través de la misma. La capa 28 delantera puede estar compuesta por un material compuesto, por ejemplo reforzado con capas de fibra de carbono o de vidrio.

Preferiblemente, la capa 28 delantera es porosa; en particular, tiene una pluralidad de aberturas (sin número), a través de las cuales pueden penetrar las ondas sonoras en la capa 32 de nido de abeja.

Preferiblemente, la capa 28 delantera se somete a un proceso de perforación con el fin de crear dichas aberturas. En la realización mostrada en el presente documento, el proceso para perforar la capa 28 delantera se lleva a cabo tras la conformación en autoclave del elemento 26.

La capa 30 trasera es sustancialmente reflectora de sonido, es decir puede reflejar o desviar de algún modo una parte importante de las ondas sonoras que inciden sobre la misma. Preferiblemente, la capa 30 trasera comprende una sección laminada multicapa.

Tal como es claramente visible en la figura 3, la capa 32 de nido de abeja define una estructura de malla que tiene una pluralidad de celdas 34 huecas que bordean lateralmente unas a otras. Los extremos axiales abiertos enfrentados entre sí de dichas celdas 34 están cubiertos por las capas 28, 30 con capacidad de carga. Preferiblemente, las celdas 34 se extienden en una dirección sustancialmente ortogonal a las capas 28, 30 con capacidad de carga. Preferiblemente, la sección transversal de las celdas 34 es de forma sustancialmente a modo de polígono regular o irregular (por ejemplo un hexágono), formando por tanto una disposición sustancialmente a modo de nido de abeja.

Las celdas 34 tienen la función de hacer resonar, en la cavidad definida dentro de sus paredes laterales, las ondas sonoras que entran a través de la capa 28 delantera con capacidad de carga y que se desvían o reflejan por la capa 30 trasera con capacidad de carga. De esta manera, el ruido se atenúa a través de una absorción al menos parcial de las ondas sonoras producidas por el conjunto 18 de propulsión a través de la capa 32 de nido de abeja.

El elemento 26 también incluye un actuador de plasma, por ejemplo del tipo que funciona a presión atmosférica, que está previsto para inducir en las celdas 34 un flujo de partículas de aire ionizadas A que interaccionan con las ondas sonoras procedentes de la capa 28 delantera, garantizando por tanto un efecto de amortiguación de sonido. Tal como resultará evidente más adelante, es concebible que dicho flujo de partículas de aire ionizadas A sólo se genere en algunas de las celdas 34.

Preferiblemente, el actuador de plasma es de tipo de descarga de barrera dieléctrica, también denominado comúnmente con la sigla DBD.

Preferiblemente, el actuador de plasma está previsto para transportar el flujo de fluido desde la capa 30 trasera hacia la capa 28 delantera. Más preferiblemente, el actuador de plasma está previsto para transportar el flujo de fluido en una dirección sustanclalmente perpendicular a la capa 30 trasera.

Preferiblemente, el actuador de plasma está dispuesto entre la capa 30 trasera y la capa 32 de nido de abeja Intermedia.

Preferiblemente, el actuador de plasma comprende una primera reglón 40 de electrodo conductora, una capa 38 de material dieléctrico que recubre la primera reglón 40 de electrodo y una segunda reglón 42 de electrodo conductora expuesta al aire. Haciendo referencia en particular a la figura 4, cuando al menos una de las reglones 40, 42 de electrodo se alimenta mediante una fuente 44 de alimentación eléctrica adecuada, en cada una de las celdas 34 orientadas hacia las reglones 40, 42 de electrodo se generan una pluralidad de descargas de plasma frío D, cuyo avance se muestra esquemáticamente mediante una línea continua. Las descargas de plasma frío D se extienden entre las reglones 40, 42 de electrodo. Como consecuencia, estas descargas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Elemento (26; 126) para la absorción de sonido destinado a montarse en componentes de aeronaves, tales como góndolas (10); comprendiendo dicho elemento (26; 126):

- una capa (28) delantera que tiene al menos una región permeable al sonido;

- una capa (30) trasera que es reflectora de sonido; y

- una capa (32) de nido de abeja intercalada entre dicha capa (28) delantera y dicha capa (30) trasera, y que define una estructura de malla que tiene una pluralidad de celdas (34) huecas que bordean lateralmente unas a otras; estando previstas dichas celdas para hacer resonar dentro de sus paredes laterales las ondas sonoras que entran a través de dicha capa (28) delantera y que se desvían por dicha capa (30) trasera;

estando dicho elemento caracterizado porque comprende además un actuador (38, 40, 42, 44; 38, 40, 142, 44) de plasma previsto para generar, en al menos una de dichas celdas (34), al menos una descarga de plasma (D) que induce un flujo de partículas de aire ionizadas (A) que interaccionan con las ondas sonoras procedentes de dicha capa (28) delantera.

Elemento (26; 126) según la reivindicación 1, en el que dicho actuador (38, 40, 42, 44; 38, 40, 142, 44) de plasma está previsto para transportar dicho flujo de partículas de aire ionizadas (A) desde dicha capa (30) trasera hacia dicha capa (28) delantera.

Elemento (26; 126) según la reivindicación 2, en el que dicho actuador (38, 40, 42, 44; 38, 40, 142, 44) de plasma está previsto para transportar dicho flujo de partículas de aire ionizadas (A) en una dirección sustancialmente perpendicular a dicha capa (30) trasera.

Elemento (26; 126) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho actuador (38, 40, 42, 44; 38, 40, 142, 44) de plasma es de tipo de descarga de barrera dieléctrica o DBD.

Elemento (26; 126) según la reivindicación 4, en el que dicho actuador de plasma comprende una primera región (40) de electrodo conductora, una capa (38) de material dieléctrico que recubre dicha primera reglón (40) de electrodo, y una segunda región (42; 142) de electrodo conductora expuesta al aire; estando prevista al menos una (40) de dichas regiones de electrodo para alimentarse por una fuente (44) de alimentación eléctrica, para generar así dicha al menos una descarga de plasma (D).

Elemento (26; 126) según la reivindicación 5, en el que dicha capa (30) trasera comprende dicha primera región (40) de electrodo.

Elemento (26; 126) según la reivindicación 6, en el que dicha primera región (40) de electrodo comprende una parte (46) conductora, por ejemplo una sección laminada compuesta por material conductor, prevista para conectarse eléctricamente a dicha fuente (44) de alimentación eléctrica, y una parte (48) dieléctrica, por ejemplo una sección laminada compuesta por material no conductor, que recubre dicha parte (46) conductora desde la banda opuesta con respecto a la capa (38) de material dieléctrico.

Elemento (26) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que dicha capa (32) de nido de abeja comprende - y preferiblemente constituye - dicha segunda región (42) de electrodo.

Elemento (26) según la reivindicación 8, en el que dicha capa (32) de nido de abeja intermedia está compuesta por material conductor, preferiblemente aluminio.

Elemento (126) según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que dicha segunda región (142) de electrodo está ubicada entre dicha capa (32) de nido de abeja y dicha capa (30) trasera.

Elemento (126) según la reivindicación 10, en el que dicha segunda región de electrodo es una red (142) de malla delgada compuesta por material conductor.

Elemento (26; 126) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios (52) de transductor previstos para emitir una señal eléctrica (P¡nc(t)) representativa de las propiedades acústicas de las ondas sonoras que inciden sobre dicho elemento (26; 126).

Elemento según la reivindicación 12, que comprende además una unidad (54) de control diseñada para controlar dicho actuador de plasma basándose en dicha señal eléctrica (P¡nc(t)).

Componente de aeronave, tal como una góndola (10), que comprende un elemento (26; 126) previsto para

la absorción de sonido según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 15. Aeronave que comprende un componente (10) según la reivindicación 14.