Сотовая панель
HONEYCOMB PANEL

Изобретение относится к области проектирования и изготовления конструкций панелей с сотовым заполнителем, позволяющей обеспечить эффективное поглощение шума и может быть использовано в самолетостроении и двигателестроении.
Известная конструкция с сотовым заполнителем, трехслойная панель, состоящая из несущих слоев, сотового заполнителя, расположенного между несущими слоями и элементов каркаса, несущие слои с сотовым заполнителем и элементами каркаса соединяются склеиванием. В. Ф. Панин «конструкции с сотовым заполнителем» М. «Машиностроение» 1982 г. Стр. 6-7. Недостатки: при использовании данных панелей недостаточен эффект шумоглушения (аналог).
Наиболее близким техническим решением из известных, является решение, описанное в книге «Труды центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского», выпуск 2185, Авиационная акустика. Издательский отдел ЦАГИ, Москва 1982 г. Стр. 10. В данном решении сотовая конструкция состоит из двух слоев сотового заполнителя, соединенных между собой. Недостатки - при использовании данной конструкции недостаточный эффект шумоглушения (прототип).
Технический результат - снижение шума за счет применения модифицированной сотовой панели, содержащей обшивки, две из которых перфорированные, одна сплошная и два слоя сотового заполнителя с вертикальными гранями ячеек, отличающаяся тем, что грани ячеек верхнего слоя сотового заполнителя расположены на встречу к фронту звуковой волны под углом наклона 45-60°. В предложенной конструкции двухслойной панели применение наклонных граней ячейки увеличивает их длину по сравнению с длиной вертикальных граней сотового заполнителя на 30%, что способствует возрастанию частоты максимального звукопоглощения.
В предложенной конструкции за счет применения наклонных граней ячеек, направленных навстречу фронта звуковой волны возникает препятствие к распространению звука. Применение в верхнем слое сотового заполнителя наклонных граней ячеек уменьшает высоту сотового заполнителя более чем на 30% и в целом строительную высоту всей панели и соответственно снижает вес конструкции. Модифицированная сотовая панель состоит из перфорированной обшивки 1, сотового заполнителя с наклонными гранями ячеек 2, средней перфорированной обшивки 3, сотового заполнителя второго слоя 4, сплошной обшивки 5.
Пример реализации двухслойной модифицированной сотовой панели
Имеется панель длиной 1000 мм с высотой слоев сотового заполнителя 15 мм. Угол наклона граней ячеек верхнего слоя сотового заполнителя равен 45°. Перфорированные и сплошная обшивки 1, 3 и 4 и сотовый заполнитель верхнего и нижнего слоев выполнены из композиционного материала ССП. При высоте верхнего слоя сотового заполнителя равной 15 мм. длина наклонной грани ячейки равна 20 мм, что составляет 33%. А учитывая, что увеличение длины граней ячейки способствует повышению эффекта поглощения шума, то наличие второго слоя сотового заполнителя обеспечивает получение более широкого спектра звукопоглощения. В конструкции, имеющей угол наклона граней ячейки, направленных навстречу фронту звуковой волны, возникает препятствие к распространению звука. При этом звуковая волна, попадая через перфорацию обшивки 1 в наклонную грань ячейки 2, теряет свою энергию, после чего проходит через перфорацию средней обшивки 3, где происходит дробление звуковой волны на ослабленные струйки, которые попадают в ячейки сотового заполнителя второго слоя 4. При этом потеря их энергии увеличивается. Настройка слоев панели на интерферометре на заданные частоты и получение модифицированной двухслойной сотовой панели, и последующие испытания на стенде «канал с потоком» подтвердили эффективность данной конструкции с углами наклона граней ячеек 45-60°. В целом модифицированная сотовая панель обеспечивает повышение эффективности шумоглушения более чем в 1,5 раза, при этом уменьшается строительная высота панели более чем на 16% и снижается ее вес, что определяет перспективу ее применения.