ИНТЕРЬЕРНАЯ ПАНЕЛЬ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С АКУСТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ
INTERIOR PANEL OF AIRCRAFT WITH ACOUSTIC MATERIALS

Перекрестная ссылка на родственные заявки
По данной заявке испрашивается приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 61/668614, поданной 6 июля 2012 г., которая включена в настоящий документ путем ссылки в полном объеме.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к интерьерной панели летательного аппарата и, более конкретно, к интерьерной панели летательного аппарата со свойствами ослабления шума.
Уровень техники
Коммерческие летательные аппараты, такие как Airbus A320 или Boeing 737, изготовлены из модульных компонентов, размер, вес и конструкция которых диктуются многими соображениями, в том числе размерами фюзеляжа, соображениями эстетики и безопасности. Многие из этих требований введены законом или нормативным актом. Все компоненты летательного аппарата, такие как верхние багажные полки, сиденья, санузлы, бортовые кухни, системы освещения и т.д., должны функционировать в строго ограниченном пространстве.
Производители летательных аппаратов постоянно совершенствуют дизайн интерьера летательных аппаратов для достижения большего комфорта и утилитарности для пассажиров и экипажа при введенных на перевозчика ограничениях на стоимость, вес, время простоя на техническое обслуживание и безопасность. Современные интерьерные стеновые панели, используемые в промышленности интерьеров летательных аппаратов, основаны на принципе наращивания, широко используемом в течение многих десятилетий. Композитная сэндвич-панель сегодня является главным элементом в промышленности интерьеров летательных аппаратов. Многие поставщики панелей и акустики ищут новые пути развития композитной сэндвич-панели, включая различные процедуры обработки оболочки панели.
Раскрытие изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложен узел панели, который включает в себя первую панель, имеющую внутреннюю поверхность и наружную поверхность, и вторую панель, имеющую внутреннюю поверхность и наружную поверхность. Вторая панель включает в себя множество образованных в ней реберных элементов, которые пролегают внутрь. Реберные элементы включают в себя внутреннюю поверхность и наружную поверхность. Между множеством реберных элементов образовано множество панельных участков. Панельные участки включают в себя внутреннюю поверхность и наружную поверхность. Внутренняя поверхность реберных элементов прикреплена к внутренней поверхности первой панели, а внутренняя поверхность панельных участков находится на расстоянии от внутренней поверхности первой панели, чтобы образовать по меньшей мере первую и вторую полости. В предпочтительном варианте осуществления узел панели включает в себя первый элемент акустической обработки, расположенный в первой полости. Первый элемент акустической обработки прикреплен по меньшей мере к одной внутренней поверхности первой панели или внутренней поверхности второй панели. Предпочтительно, что между первым элементом акустической обработки и одной внутренней поверхностью первой панели или внутренней поверхностью второй панели образовано пространство. В предпочтительном варианте осуществления первый элемент акустической обработки образован по меньшей мере первым и вторым слоями. Предпочтительно, что первый элемент акустической обработки прикреплен к внутренней поверхности второй панели, а вторая панель включает в себя множество образованных в ней выступающих участков. В предпочтительном варианте осуществления узел панели включает в себя второй элемент акустической обработки. Первый элемент акустической обработки прикреплен к внутренней поверхности первой панели, а второй элемент акустической обработки прикреплен к внутренней поверхности наружной панели, и между первым и вторым элементами акустической обработки образовано пространство. В одном варианте осуществления вторая полость образует канальное пространство и не включает в себя элемент акустической обработки. В предпочтительном варианте осуществления узел панели включает в себя наружный элемент акустической обработки, прикрепленный по меньшей мере к участку наружной поверхности второй панели, и декоративную панель, прикрепленную к наружной поверхности первого панельного элемента.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложена стенка фюзеляжа воздушного судна, которая включает в себя множество каркасных элементов и узел панели, который включает в себя первую панель, имеющую внутреннюю поверхность и наружную поверхность, и вторую панель, имеющую внутреннюю поверхность и наружную поверхность. Вторая панель включает в себя множество образованных в ней реберных элементов, которые пролегают внутрь и каждый образует наружную реберную полость. Реберные элементы включают в себя внутреннюю поверхность и наружную поверхность. Между множеством панельных участков образовано множество реберных элементов. Панельные участки включают в себя внутреннюю поверхность и наружную поверхность. Внутренняя поверхность реберных элементов прикреплена к внутренней поверхности первой панели, а внутренние поверхности панельных участков находятся на расстоянии от внутренней поверхности первой панели, чтобы образовать по меньшей мере первую и вторую полости. По меньшей мере некоторые из каркасных элементов вставлены по меньшей мере в некоторые из наружных реберных полостей.
В примерном варианте осуществления настоящее изобретение не включает в себя обработку мастикой, например, Bondo (тем не менее, в другом варианте осуществления обработка мастикой может быть выполнена). При применении настоящее изобретение может обеспечить снижение передачи шума примерно на 8-10% по сравнению с известным уровнем техники (тем не менее, данный диапазон приведен только в качестве примера и не является ограничением). Кроме того, процесс производства является энергоэффективным, и в нем предпочтительно используют многоразовые и пригодные для переработки материалы. Панели обеспечивают водопоглощение от нуля до небольших величин, легкую отделку поверхности, приблизительно шестьдесят секунд нагрузки под прессом и оберточный декор с соответствием FLAM. Панели могут быть изготовлены из таких материалов, как Ultem и волокнистый композитный материал, термоформованный материал в предпочтительном варианте осуществления. Панели могут иметь большое разнообразие форм со встроенными свойствами акустической обработки.
В предпочтительном варианте осуществления узел панели включает в себя две (внутреннюю и наружную) панели, скрепленные друг с другом. Внутренняя панель имеет гладкое поперечное сечение, а наружная панель имеет гофрированное поперечное сечение. Наружная панель обеспечивает жесткость узла панели с помощью встроенных опорных ребер. Специалистам в этой области техники понятно, что внутренние и наружные панели могут быть изготовлены из других материалов, например фенольных (например, выполненные способом ускоренного формования “Crush Core” сотовые панели или укладочные ламинаты). Путем пространственного отделения двух панелей друг от друга настоящее изобретение обеспечивает прочную конструкцию, что придает узлу панели прочность. Конструкция «двойная панель - стенка» и «пространство - полость» между ними обеспечивает акустический барьер.
В предпочтительном варианте осуществления полость между внутренней и наружной панелями включает в себя элементы акустической обработки, такие как один или несколько слоев одинаковых или разных материалов, которые создают акустический барьер. В предпочтительном варианте осуществления полость включает в себя многослойный элемент обработки. Слои элемента обработки выполнены из материалов, которые имеют различные акустические импедансы. Поэтому при прохождении через них шума на каждом стыке между различными материалами/слоями происходит уменьшение эффективности распространения звука, что ведет к снижению уровня шума. В одном из вариантов осуществления другой элемент акустической обработки может быть расположен снаружи гофрированной наружной панели для дополнительной акустической изоляции.
Как показано на чертежах, в примерном варианте осуществления настоящее изобретение сочетает в себе декоративную панель и первую конструктивную панель со второй конструктивной панелью, чтобы задать расстояние между ними и способность прикреплять акустические материалы к различным конструктивным поверхностям. Способность обеспечить несколько различных величин плотности материала (в том числе воздушные карманы) в слоях (ключ к шумопоглощению) увеличивается здесь при соблюдении предложенной технологии сборки.
Изобретение вместе с дополнительными признаками и преимуществами можно лучше понять, обратившись к последующему описанию.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в перспективе узла панели в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 - покомпонентный вид в перспективе узла панели по фиг. 1;
Фиг. 3 - вид в перспективе конца узла панели с фиг.1;
Фиг. 4 - вид в разрезе узла панели с фиг.1;
Фиг. 5 - вид в перспективе узла панели с фиг.1, встроенной в стенку летательного аппарата; и
Фиг. 6 - вид в разрезе, взятый по линии 6-6 по фиг.5.
Осуществление изобретения
Нижеследующее описание и чертежи являются иллюстративными и не должны быть истолкованы как имеющие ограничительный характер. Многочисленные конкретные детали описаны, чтобы обеспечить полное понимание изобретения. Тем не менее, в некоторых случаях хорошо известные или обычные детали не описаны во избежание усложнения описания. Ссылки на тот или иной вариант осуществления в настоящем описании могут быть, но не обязательно являются ссылками на один и тот же вариант осуществления изобретения; и такие ссылки подразумевают по меньшей мере один из вариантов осуществления изобретения.
Ссылка в данном описании на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с вариантом воплощения, включена по меньшей мере в один вариант осуществления изобретения. Появления фразы «в одном варианте» в различных местах в описании не обязательно относятся к одному и тому же варианту, а также к отдельным или к альтернативным вариантам осуществления, взаимоисключающим с другими вариантами осуществления. Кроме того, описаны различные признаки, которые могут быть изложены теми, а не иными вариантами осуществления. Кроме того, описаны различные требования, которые могут представлять собой требования для тех, а не иных вариантов осуществления.
Термины, используемые в данном описании, как правило, приведены в своих обычных значениях в уровне техники, в контексте описания, и в конкретном контексте, где использован каждый термин. Некоторые термины, которые использованы для описания изобретения, будут рассмотрены ниже или в другом месте в описании, чтобы обеспечить дополнительное руководство для практикующего специалиста в отношении описания изобретения. Для удобства некоторые термины могут быть выделены, например, курсивом и/или кавычками: использование выделения никак не влияет на объем и смысл термина; сфера применения и значение термина являются одинаковыми, в одинаковом контексте, вне зависимости от того, выделен он или нет. Следует иметь в виду, что одинаковый смысл может быть выражен более чем одним способом.
Соответственно, для любого одного или нескольких обсуждаемых здесь терминов могут быть использованы альтернативный язык и синонимы. Разработанным или обсуждаемым здесь терминам не придается каких-либо особых значений. Для некоторых терминов приведены синонимы. Перечисление одного или нескольких синонимов не исключает использования других синонимов. Использование примеров в любом месте в данном описании, включая примеры любых описанных здесь терминов, является только иллюстративным и не предназначено для дополнительного ограничения объема и смысла описания или любого приведенного в качестве примера термина. Кроме того, изобретение не ограничено различными вариантами осуществления, приведенными в данном описании.
Без намерения дополнительных ограничений объема изобретения ниже приведены примеры инструментов, устройств, способов и связанных с ними результатов в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что для удобства читателя в примерах могут быть использованы заголовки или подзаголовки, которые ни в коей мере не должны ограничивать объем изобретения. Если не указано иное, все используемые здесь технические и научные термины имеют значение, обычно придаваемое им специалистом в области техники, к которой относится данное изобретение. В случае противоречия приоритет имеет настоящий документ, включая определения.
Следует понимать, что такие термины, как «передний», «задний», «верхний», «нижний», «боковой», «короткий», «длинный», «вверх», «вниз» и «ниже», используемые здесь, приведены только для простоты описания и относятся к ориентации компонентов, как показано на чертежах. Следует понимать, что любая ориентация описанных здесь компонентов находится в пределах объема настоящего изобретения.
Как видим теперь из чертежей, на которых показаны виды, предназначенные для целей иллюстрации настоящего изобретения, а не в ограничительных целях, на фиг.1-6 показан узел 10 панели для использования в стенке 100 транспортного средства, например летательного аппарата. В частности, изобретение предполагается для использования на коммерческом пассажирском летательном аппарате. Тем не менее, это не является ограничением настоящего изобретения, и узлы панели могут быть использованы в других местах.
Как показано на фиг.1-4, в предпочтительном варианте осуществления узел 10 панели включает в себя первую панель 12, имеющую внутреннюю поверхность 12а и наружную поверхность 12b, а также вторую панель 14, имеющую внутреннюю поверхность 14а и наружную поверхность 14b. При расположении в летательном аппарате первая панель является внутренней панелью, а вторая панель является наружной панелью. В предпочтительном варианте осуществления вторая панель 14 является гофрированной, чтобы образовать множество реберных элементов 16 и множество панельных участков 18. Следует иметь в виду, что внутренние и наружные поверхности реберных элементов и панельные участки такие же, как и внутренние, и наружные поверхности наружной панели. Тем не менее, для простоты описания, реберные элементы 16 включают в себя внутреннюю поверхность 16а и наружную поверхность 16b, а панельные участки 18 включают в себя внутреннюю поверхность 18а и наружную поверхность 18b.
Предпочтительно, что вторая панель 14 включает в себя множество образованных в ней реберных элементов 16, которые ориентированы внутрь и каждый из которых образует наружную реберную полость 20. В предпочтительном варианте осуществления внутренняя поверхность 16а реберных элементов 16 прикреплена к внутренней поверхности 12а первой панели 12. Это может быть достигнуто любым способом, известным в данной области техники, таким как склеивание, присоединение, прикрепление, закрепление с помощью крепежа, сварка и т.д. Кроме того, элемент акустической обработки или слой и пр. может быть расположен между внутренней поверхностью 16а реберных элементов 16 и внутренней поверхностью 12а первой панели 12. Это входит в понятие «прикрепления» в рамках настоящего изобретения.
Как показано на фиг.3, внутренняя поверхность каждого панельного участка 18а находится на расстоянии от внутренней поверхности первой панели 12а, чтобы образовать множество полостей 22. В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере участок полостей 22 включает в себя расположенные в нем элементы 24 акустической обработки. Элементы 24 акустической обработки выполнены из материалов, которые, как известно, при прохождении через них снижают шум. Например, элементы 24 акустической обработки могут быть выполнены из любого сочетания (в различных слоях) следующих типов материалов: войлока Nomex или другого акустического войлока, такого как MC8-4596 от TEXTECH Industries; поверхностного звукопоглощающего материала, такого как ADC-006 от EAR Specialty Composites, K1050 или FR0540U от Damping Technologies, Inc .; резиновых или виниловых акустических листов, например, Isodamp C-1002 от EAR Specialty Composites. Ни один из этих материалов не является ограничительным, и элементы акустической обработки могут быть выполнены из любого материала с акустическими звукопоглощающими свойствами, известного в данной области техники.
В предпочтительном варианте осуществления элементы 24 акустической обработки включают в себя ряд слоев из различных материалов. Например, как лучше всего показано на фиг.2-3, элементы 24 акустической обработки включают в себя слои 26 и 28 из различных материалов, имеющих разную толщину.
Элементы 24 акустической обработки могут быть прикреплены к одной или обеим внутренним поверхностям первой панели 12 или второй панели 14. Другими словами, элементы 24 акустической обработки могут заполнить всю полость 22 или пространство между панельным участком 18 и первой панелью 12 либо пространство 30 может быть образовано между элементом 24 акустической обработки и первой панелью 12 или второй панелью 14. Как показано на фиг.3, в предпочтительном варианте осуществления вторая панель 14 включает в себя множество образованных в ней выступающих участков 32. Выступающие участки 32 создают воздушные карманы 34, чтобы дополнительно уменьшить распространение шума.
В предпочтительном варианте осуществления узел 10 панели также включает в себя наружный элемент 36 акустической обработки, который прикреплен к наружной поверхности 14b второй панели 14. Узел 10 панели также может включать в себя декоративную панель 38 или другие слои, прикрепленные или расположенные смежно наружной поверхности 12b первого панельного элемента 12.
На фиг. 5-6 показано множество узлов 10 панели, установленных в стенке 100 фюзеляжа летательного аппарата. Стенка 100 включает в себя каркасные элементы 102. Как показано на фиг. 5, в предпочтительном варианте осуществления некоторые из каркасных элементов 102 вставлены в некоторые из наружных реберных полостей 22. На фиг. 6 показано, как реберные элементы 16 примыкают к окну летательного аппарата.
Как показано на фиг. 5, в одном из вариантов осуществления изобретения некоторые из полостей 22 могут образовывать канальное пространство 40 и могут быть использованы для прокладывания систем, жгутов проводки, воздуховодов и т.д. Канальное пространство 40 может совпадать с пространством 30 в полостях 22, которые включают в себя элементы 24 акустической обработки, либо канальное пространство 40 может быть образовано в полостях 22, которые не включают в себя каких-либо элементов 24 акустической обработки, как показано на фиг.5. Канальное пространство 40 может быть использовано, чтобы уменьшить применение традиционных воздуховодов внутри летательного аппарата.
Если контекст ясно не требует иного по всему описанию и в формуле изобретения, слова «содержат», «содержащий» и т.п. должны быть истолкованы в охватывающем смысле, а не исключающем или исчерпывающем смысле; то есть в смысле «включающий в себя, но не ограничиваясь этим». Используемые здесь термины «соединен», «связан» или любой их вариант означают любое соединение или связь, прямую или косвенную, между двумя или более элементами; соединительная связь между элементами может быть физической, логической или их сочетанием. Кроме того, слова «здесь» «выше», «ниже» и слова аналогичного значения, при использовании в этой заявке, относятся к данной заявке в целом, а не к каким-либо отдельным частям этой заявки. Там, где позволяет контекст, слова в вышеприведенном подробном описании предпочтительных вариантов осуществления с использованием единственного или множественного числа могут также включать в себя множественное число или единственное число соответственно. Слово «или» со ссылкой на перечисление из двух или более элементов охватывает все из следующих интерпретаций слова: любой из элементов в перечислении, все элементы в перечислении и любое сочетание элементов в перечислении.
Приведенное выше подробное описание вариантов осуществления изобретения не является исчерпывающим или ограничительным по отношению к путям реализации описанной выше точной формы. При том что конкретные варианты осуществления и примеры для описания приведены выше в иллюстративных целях, как признают специалисты в данной области техники, в пределах объема изобретения возможны различные эквивалентные модификации. Например, в то время как способы или блоки представлены в заданном порядке, альтернативные варианты осуществления могут выполнять процедуры, имеющие этапы, или использовать системы, имеющие блоки, в другом порядке, и некоторые способы или блоки могут быть удалены, перемещены, добавлены, подразделены, объединены и/или модифицированы, чтобы обеспечить альтернативу или субкомбинации. Каждый из этих способов или блоков может быть реализован различными путями. Кроме того, в то время как способы или блоки могут временами показываться как последовательно выполняемые, эти способы или блоки могут вместо этого выполняться параллельно или могут выполняться в различные моменты времени. Кроме того, какие-либо конкретные цифры, упомянутые здесь, являются лишь примерами: в альтернативных способах реализации могут быть использованы иные значения или диапазоны.
Идеи представленного здесь изобретения могут быть применены к другим системам, а не обязательно к описанной выше системе. Элементы и действия различных вариантов осуществления, описанных выше, могут быть объединены, чтобы обеспечить дополнительные варианты осуществления.
Любые патенты и заявки и другие ссылки, указанные выше, в том числе любые те, которые могут быть указаны в сопровождающих заявочных документах, включены в данное описание посредством ссылки во всей своей полноте. Аспекты настоящего изобретения могут быть модифицированы, если это необходимо, для использования систем, функций и концепций согласно различным ссылкам, описанным выше, чтобы обеспечить иные дополнительные варианты осуществления изобретения.
Эти и другие изменения могут быть сделаны в изобретении в свете представленного выше подробного описания предпочтительных вариантов осуществления. Хотя приведенное выше описание описывает некоторые варианты осуществления изобретения и описывает наилучший предусмотренный режим, независимо от того, насколько подробно это описано в тексте, идеи могут быть осуществлены различными способами. Детали системы могут значительно различаться подробностями реализации, при этом они охвачены описанным здесь объектом изобретения. Как отмечено выше, особая терминология, используемая при описании некоторых функций или объектов изобретения, не должна восприниматься как терминология, преобразованная здесь таким образом, чтобы ограничиваться какими-либо конкретными характеристиками, признаками или объектами настоящего изобретения, связанными с этой терминологией. В общем термины, используемые в формуле изобретения, не должны рассматриваться как ограничивающие описание конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в данном описании, если только указанное подробное описание раздела предпочтительных вариантов осуществления явным образом не определяет такие термины. Соответственно, фактический объем изобретения охватывает не только раскрытые варианты осуществления, но и все эквивалентные способы применения на практике или реализации изобретения в соответствии с формулой изобретения.
Соответственно, хотя примерные варианты осуществления настоящего изобретения были показаны и описаны, понятно, что все используемые здесь термины являются описательными, а не ограничительными, и что многие изменения, модификации и замены могут быть выполнены специалистом в данной области техники в пределах сущности и объема настоящего изобретения.