BRPI0615458A2

BRPI0615458A2 - elemento absorvedor de som e método para produzir um elemento absorvedor de som

Info

Publication number: BRPI0615458A2
Application number: BRPI0615458-1A
Authority: BR
Inventors: Klaus Boock
Original assignee: Airbus Gmbh
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2011-05-17
Also published as: EP1928735A1; RU2414384C2; JP2009510494A; JP5180080B2; EP1928735B1; RU2008116157A; CA2615590C; US20080196968A1; CA2615590A1; DE102005045844B3; US7717228B2; CN100572194C; WO2007039153A1; CN101272949A

Abstract

ELEMENTO ABSORVEDOR DE SOM E METODO PARA PRODUZIR UM ELEMENTO ABSORVEDOR DE SOM, A presente invenção refere-se a um elemento absorvedor de som (1), a um método para produzir tal elemento absorvedor de som (1) , bem como a uma aeronave na qual pelo menos um componente é projetado na forma de um tal elemento absorvedor de som (1) O elemento absorvedor de som (1), de acordo com a invenção, compreende uma primeira área de parede (2) , uma segunda área de parede (3) bem como uma pluralidade de elementos de mola (4) Nesse arranjo a primeira área de parede (2) e a segunda área de parede (3) são dispostas de modo a serem separadas por um espaço livre (7) , no qual a pluralidade de elementos de mola (4) é disposta que conectam a primeira área de parede (2) e a segunda área de parede (3) entre si. Para obter o melhor desacoplamento possível da primeira área de parede (2) a partir da segunda área de parede (3) os elementos de mola (4) são pré-tensionados.

Description

"ELEMENTO ABSORVEDOR DE SOM E MÉTODO PARA PRODUZIRUM ELEMENTO ABSORVEDOR DE SOM"

Esse pedido reivindica o benefício da data de de-pósito do pedido de patente provisional norte-americana no.60/720 640 depositado em 26 de setembro de 2005, e do pedidode patente alemã no. 10 2005 045 844.0 depositado em 26 desetembro de 2005, cujas revelações são incorporadas aqui atítulo de referência.

Campo técnico

A presente invenção refere-se genericamente aocampo técnica de acústica. Em particular, a presente inven-ção refere-se a um elemento absorvedor de som pelo qual boasmedições de absorção de som no espectro total de freqüênciae em particular no espectro de baixa freqüência podem serobtidas. Além disso, a invenção refere-se a um método deprodução para um tal elemento absorvedor de som, bem como auma aeronave na qual pelo menos um componente pode ser pro-jetado na forma de um tal elemento absorvedor de som.

Antecedentes da invenção

Elementos absorvedores de som conhecidos são fre-qüentemente projetados como sistemas de parede dupla. Taissistemas de parede dupla como regra consistem em duas áreasde parede que são conectadas entre si, separadas, por meiode conexões mecânicas. Acima de tudo, quando os sistemas deparede dupla por motivos de espaço devem ser finos, as medi-ções de absorção de som de sistemas de parede dupla, conhe-cidos, em particular, na faixa de baixa freqüência, são re-lativamente modestas. Nesse caso, as duas áreas de parededos sistemas de parede dupla conhecido são acopladas entresi no modo mais desfavorável por meio do ar que é retido en-tre as áreas de parede, onde além disso o acoplamento pormeio das conexões mecânicas necessárias ocorre, como resul-tado do que o som a partir de uma área de parede pode sertambém transferido para a outra área de parede. Como resul-tado desse desenho, sistemas de parede dupla, conhecidos,entretanto, resultam somente em medições de absorção de sommodestas, uma situação que aparece, entretanto, em particu-lar na área de tecnologia espacial e de aeronave, como sendoinadequada visando o conforto do passageiro.

O estado da técnica adicional inclui uma unidadede vidro de isolamento, revelado em DE3014207C2, com uma vi-draça interior, uma vidraça exterior e um enchimento de gásno espaço livre. Pelo menos um dos aros de pelo menos umadas vidraças é retido, por intermédio de uma unidade extremaelástica, em um modo deslocável de modo a oscilar quando ex-posto ao som. Na região central a característica elástica daunidade extrema compreende uma seção essencialmente horizon-tal, ao longo da qual o ponto operacional da unidade extre-ma se desloca quando submetido a som.

Sumário da invenção

Iniciando com as desvantagens associadas aos sis-temas de parede dupla descritos, pode haver necessidade defornecer um elemento absorvedor de som que compreende pelomenos uma parede dupla, em cujo elemento absorvedor de som oacoplamento das paredes individuais é reduzido quando compa-rado com sistemas de parede dupla conhecidos.Desse modo, de acordo com um primeiro aspecto e-xemplar um elemento absorvedor de som compreende uma primei-ra área de parede, uma segunda área de parede e uma plurali-dade de elementos de mola. Nesse arranjo a primeira área deparede é disposta de modo a ser separada a partir do segundoelemento absorvedor de som por um espaço livre. Nesse espaçolivre uma pluralidade de elementos de mola é disposta, cujoselementos de mola conectam a primeira área de parede e a se-gunda área de parede entre si. Esses elementos de mola têmcaracterísticas de mola decrescentes e pelo pré-tensionamento pode ser levadas a um estado no qual sua cons-tante de mola se aproxima de zero, de modo que o acoplamentodinâmico entre a primeira e a segunda área de parede pór in-termédio de molas também.se aproxima muito de zero. Para ob-ter o maior desacoplamento dinâmico possível entre a primei-ra área de parede e a segunda área de parede, pode ser dessemodo possível pré-tensionar uma pluralidade de elementos demola, como resultado do que, em particular na faixa de baixafreqüência, o desacoplamento de longo alcance entre as pri-meira e a segunda área de parede pode ser obtido. Embora nadescrição acima o elemento absorvedor de som compreenda duasáreas de parede que são separadas entre si, o elemento ab-sorvedor de som também pode compreender três ou mais áreasde parede, cada uma sendo desacoplada entre si por elementosde mola.

Para gerar possivelmente a pré-tensão necessáriaque atua sobre as molas, o espaço livre através do qual aprimeira área de parede e a segunda área de parede estãovoltadas uma em direção à outra pode ser submetido à pressãonegativa, como resultado do que a pluralidade de elementosde mola é pré-tensionada. Além do efeito de pré-tensão, quepode ser obtido por essa evacuação do espaço livre, submeteresse espaço livre à pressão negativa pode ter um efeito po-sitivo adicional de que, como resultado disso, o acoplamentoda primeira e da segunda parede pelo ar que é normalmenteretido no espaço livre, pode ser minimizado. As cargas ele-vadas que podem ocorrer como resultado dessa evacuação doespaço livre são absorvidas por intermédio de elementos demola, cuja constante de mola na faixa de carga resultando dapressão negativa é ajustada de tal modo que se aproxima dezero, como resultado do que dinamicamente quase nenhuma car-ga pode ser mais transferida.

Para obter possivelmente tal constante de mola, deacordo com uma modalidade exemplar cada um da pluralidade deelementos de mola tem uma característica de mola F (x) quepelo menos em seções tem uma região decrescente. Desse modo,a característica de mola F(x) pode ser curva em um modo côn-cavo em uma certa região, em que compreende preferivelmenteum ponto elevado ou máximo, no qual a constante de mola seajusta em zero, como resultado de formação de gradiente. Naregião em torno desse ponto elevado, a constante de mola,enquanto como resultado de formação de gradiente não é exa-tamente zero, não obstante se aproxima de zero, o que comuma visão de absorção de som, pode ter um efeito favorávelem que nessa região dinamicamente quase nenhuma carga é maistransferida.Uma tentativa é feita para acumular pré-tensão atéum tal ponto que a constante de mola na área de caracterís-ticas de mola decrescentes se ajusta em zero; entretanto,como regra esse ponto será difícil de se ajustar. Entretan-to, bons resultados podem ser obtidos mesmo se os elementosde mola individual da pluralidade de elementos de mola forempré-tensionados até uma região na qual o gradiente, em ou-tras palavras a constante de mola, seja menor do que 5% dovalor máximo do gradiente da região inteira da característi-ca de mola.

Embora quaisquer elementos de mola desejados pos-sam ser utilizados que tenham uma característica de mola de-crescente em seções, os experimentos mostraram, entretanto,que bons resultados podem ser obtidos com o uso de molas depires ou molas de disco como elementos de mola.

Para evitar possivelmente que a pressão negativagerada no espaço livre entre a primeira área de parede e asegunda área de parede se dissipe, de acordo com uma modali-dade exemplar a primeira área de parede e a segunda área deparede são dotados de aro por um elemento de vedação flexí-vel que veda o espaço livre a partir da atmosfera.

Para evitar possivelmente a "ação de ceder" doselementos de mola na região na qual seu gradiente é quasezero, de acordo com uma modalidade exemplar a primeira áreade parede e a segunda área de parede podem além disso, semutuamente sustentadas por intermédio de outros elementos demola como batentes extremos, cujos elementos de mola compre-endem uma característica de mola linear, progressiva ouqualquer outro tipo de característica de mola, que não exibaum efeito de ceder, ou cujo ponto elevado esteja em uma fai-xa de excursão diferente do que o ponto elevado dos elemen-tos de mola primeiramente mencionados no contexto da presen-te invenção. Desse modo, uma situação pode ser obtida naqual quando os elementos de mola mencionados primeiramentetendem a ceder, as cargas geradas como resultado do vácuopodem ser adicionalmente absorvidas pelos elementos de molaque nesse documento são os segundos elementos de mola men-cionados .

Como já foi explicado na introdução, elementos ab-sorvedores de som finos com parede dupla, conhecidos, emparticular na faixa de baixa freqüência, podem obter somentemodesta medições de absorção de soma. Ao contrário, com odesenho de um elemento absorvedor de som, de acordo com umamodalidade exemplar da invenção, pode-se obter aperfeiçoa-mentos consideráveis.

De acordo com outro aspecto exemplar da presenteinvenção, um método para produzir um elemento de som com in-vólucro duplo é fornecido, no qual em uma primeira etapa umaprimeira área de parede é conectada a uma segunda área deparede por intermédio de uma pluralidade de elementos de mo-la de modo que a primeira área de parede e a segunda área deparede são dispostas de modo a serem separadas entre si porum espaço livre. Nesse arranjo o espaçamento do espaço livreé determinado pelo alongamento dos elementos de mola. Em umaetapa adicional a pluralidade de elementos de mola é pré-tensionada de tal modo que a primeira área de parede e asegunda área de parede são muito dinamicamente desacopladasmecanicamente. Em vez de separação somente de duas áreas deparede por intermédio de uma pluralidade de elementos de mo-la é evidentemente também possível dispor uma terceira ouainda mais áreas de parede por elementos de mola distantesda primeira ou da segunda área de parede de modo que surgeum pacote inteiro de áreas de parede que são dispostas sepa-radas entre si.

Uma vez que um modo particularmente simples depré-tensionar a pluralidade de elementos de mola e de redu-zir a transmissão de som por ar pode consistir em aplicarpressão negativa no espaço livre entre o primeiro e o segun-do elemento de parede, de acordo com uma modalidade exemplaro espaço livre entre o primeiro elemento de parede e o se-gundo elemento de parede é vedado da atmosfera por um ele-mento de vedação que limita a primeira área de parede e asegunda área de parede. Por essa vedação pode-se obter umasituação na qual pressão negativa gerada no espaço livrepermanece constante com o passar do tempo em vez de igualarem relação à atmosfera exterior. Como alternativa, por umbocal de sucção e uma bomba de sucção conectada ao mesmo apressão negativa exigida pode ser casada com as condições deuso.

Como descrito acima, de acordo com uma modalidadeexemplar os elementos de mola utilizados devem ter uma ca-racterística de mola decrescente pelo menos em seções, emcuja fixa a característica de mola forma um ponto elevado.Bom desacoplamento da primeira e segunda área de parede podeser gerado em que a pluralidade de elementos de mola é pré-tensionada até um tal ponto que o gradiente da característi-ca de mola, isto é, a constante de mola, tem um valor de ze-ro. Uma vez que esse ponto é, entretanto, difícil de ajus-tar, pode ser suficiente, como regra, pré-tensionar a plura-lidade de elementos de mola até uma região na qual sua cons-tante de mola tenha um valor que é menor do que 5% de suaconstante de mola máxima. Se a constante de mola for ajusta-da em um tal valor, aperfeiçoamentos substancialmente em ab-sorção de som podem ser obtidos.

De acordo com um aspecto exemplar, adicional dainvenção, além disso, uma aeronave é fornecida, na qual pelomenos o anteparo de proteção contra gelo na região de hélicee o invólucro de fuselagem que está situado embaixo do mesmoem alguma distância pequena são projetados como elemento ab-sorvedor de som, como descrito acima. Em particular, no an-teparo contra gelo, que é fixado na fuselagem para protegera fuselagem contra gelo que caiu de uma hélice, níveis deruído extremamente elevados ocorrem, que têm de ser mantidoslonge do interior da cabine por motivos de conforto dos pas-sageiros, é por esta razão em particular que o desenho doanteparo contra gelo na forma do elemento absorvedor de som,de acordo com uma modalidade exemplar da invenção, pode pro-var ser vantajoso.

Breve descrição dos desenhos

Abaixo, a presente invenção é explicada em um modoexemplar com referência aos desenhos em anexo. A modalidadeexemplar descrita nas figuras somente como exemplo serve pa-ra entender melhor a invenção; não deve, em particular, serinterpretada de modo algum como limitando o âmbito de prote-ção da invenção. As seguintes são mostradas:

A figura 1 mostra um modelo de armação de arame emperspectiva do elemento absorvedor de som, de acordo com umamodalidade exemplar da invenção;

A figura 2 mostra uma seção transversal de um ele-mento absorvedor de som, de acordo com uma modalidade exem-plar da invenção; e

A figura 3 mostra uma característica de mola exem-plar de um elemento de mola do elemento absorvedor de som,de acordo com uma modalidade exemplar da invenção.

Em todas as figuras, elementos idênticos ou simi-lares têm os mesmos sinais de referência ou sinais corres-pondentes. Os diagramas não são necessariamente em escala,porém são apropriados para reproduzir relações de tamanhoqualitativas.

Descrição de uma modalidade exemplar

A figura 1 mostra uma vista em perspectiva de umelemento absorvedor de som 1, de acordo com uma modalidadeexemplar da invenção, em cujo elemento absorvedor de som 1uma primeira área de parede 2 e uma segunda área de parede 3são dispostas de modo a serem separadas por uma pluralidadede elementos de mola 4, que no arranjo mostrado são molas depires 4. Para fins de clareza a primeira área de parede 2 émostrada de modo a ser transparente, para melhor mostrar ointerior do elemento absorvedor de som 1, de acordo com umamodalidade exemplar da invenção. Nesse arranjo as molas depires 4 são dispostas em uma grade retangular regular em re-lação mútua de modo que, tanto quanto possível, um desaco-plamento da primeira área de parede 2 a partir da segundaárea de parede 3 seja obtido.

Como pode ser visto melhor na figura 2 a primeiraárea de parede 2 e a segunda área de parede 3 são dispostasseparadas entre si por um espaço livre 7. Nesse espaço livrena modalidade mostrada duas molas de pires 4 são dispos-tas, que conectam a primeira área de parede 2 e a segundaárea de parede 3 entre si. Embora as molas de pires 4 possamser pré-tensionadas em qualquer modo desejado, desde que nãose origine contato entre as áreas de parede 2, 3, há entre-tanto uma opção particularmente simples de pré-tensionar asmolas de pires 4 em que pressão negativa é aplicada ao espa-ço livre 7 por intermédio de sucção 6, como resultado do queas molas de pires 4 são pré-tensionadas. Para manter pressãonegativa que foi gerada desse modo, no espaço livre 7 com opassar do tempo, op elemento absorvedor de som 1 é limitadonos aros da primeira área de parede 2 e segunda área de pa-rede 3 por um elemento de vedação de borracha flexível 5,que veda o espaço livre 7 a partir da atmosfera exterior.Como alternativa a isso a pressão negativa pode ser ajustadae mantida por intermédio de uma bomba de sucção que é conec-tada ao bocal de sucção 6. Pressão negativa pode significarque a pressão é mais baixa do que uma pressão que está pre-sente em um espaço fora do espaço livre, por exemplo, umapressão que é mais baixa do que uma pressão de ar do ar am-biente .Com referência à figura 3, finalmente uma caracte-rística de mola F(x) é apresentada, que uma mola de pires 4pode ter para implementar o desacoplamento, de acordo com amodalidade exemplar da invenção, da primeira área de parede2 a partir da segunda área de parede 3. 0 diagrama mostradona figura 3, mostra a excursão χ no eixo geométrico x, e aforça de mola ou carga F (x) no eixo geométrico y. Iniciandoa partir de zero, a força de mola aumenta de forma subpro-porcional até o ponto elevado da característica de mola, cu-ja característica de mola é genericamente mencionada comosendo decrescente ou em declínio. Uma vez que, como sabido,o gradiente na característica de mola em uma posição χ re-presenta a constante de mola da mola, a constante de mola,na característica de mola mostrada na figura 3, é máxima noponto de origem, porque naquele ponto o gradiente máximo o-corre. Até o ponto elevado o aumento na característica demola continua a diminuir, o que ao mesmo tempo significa quea constante de mola, também, diminui gradualmente. No pontoelevado, finalmente, o gradiente ou elevação na caracterís-tica de mola é igual a zero, o que significa que nesse pontoa constante de mola é zero.

Se uma mola de pires for pré-tensionada até a re-gião em torno do ponto elevado, então com uma excursão dinâ-mica adicional da mola de pires como resultado de som, a mo-la de pires não mais será capaz de transmitir cargas adicio-nais, como resultado do que é possível obter desacoplamentode longo alcance com o uso de uma mola de pires com essa ca-racterística de mola. Para ter certeza, o melhor desacopla-mento resulta se a mola de pires for pré-tensionada precisa-mente até o ponto elevado de sua característica de mola; en-tretanto, uma vez que esse ponto é difícil de definir, podeser suficiente se as molas de pires 4 forem pré-tensionadasaté um tal ponto que o valor de seu gradiente SF / Sx é me-nor do que 5% do valor de gradiente máximo SF / Sx na regiãointeira da característica de mola F (χ) , que com as caracte-rísticas de mola mostradas é obtida na origem. Na figura 3uma região tracejada é mostrada na qual uma capacidade de carga é elevada e a constante de mola é baixa, isto é dF /dx « 0 .

Claims

1. Elemento absorvedor de som (1), CARACTERIZADOpor compreender:uma primeira área de parede (2);uma segunda área de parede (3); euma pluralidade de elementos de mola (4);em que a primeira área de parede (2) e a segundaárea de parede (3) são dispostas de modo a serem separadasentre si por um espaço livre (7), em cujo espaço livre (7) édisposta a pluralidade de elementos de mola (4) que conectama primeira área de parede (2) e a segunda área de parede (3)entre si, e em que cada elemento de mola individual da plu-ralidade de elementos de mola (4) é pré-tensionado para de-sacoplar a primeira área de parede (2) da segunda área deparede (3), onde pressão negativa é aplicada ao espaço livre(7), como resultado do que a pluralidade de elementos de mo-la (4) é pré-tensionada.

2. Elemento absorvedor de som, de acordo com areivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada elemen-to individual da pluralidade de elementos de mola (4) temuma característica de mola F(x) pelo menos em parte com umaregião decrescente.

3. Elemento absorvedor de som, de acordo com areivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que cadaelemento individual da pluralidade de elementos de mola (4)tem uma característica de mola F(x) com pelo menos uma regi-ão na qual o gradiente ÕF / õx se aproxima de zero.

4. Elemento absorvedor de som, de acordo com areivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralida-de de elementos de mola (4) é pré-tensionada até uma regiãona qual o valor do gradiente ÔF / õx é menor do que 5% dovalor máximo do gradiente dF / õx na região inteira da ca-racteristica de mola F(x).

5. Elemento absorvedor de som, de acordo com qual-quer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelofato de que a pluralidade de elementos de mola (4) é formadacomo molas de pires.

6. Elemento absorvedor de som, de acordo com qual-quer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO porcompreender ainda:um elemento de vedação (5) que limita a primeiraárea de parede (2) e a segunda área de parede (3) e que vedao espaço livre (7) a partir da atmosfera.

7. Método para produzir um elemento absorvedor desom e invólucro duplo, CARACTERIZADO por compreender as eta-pas de:conectar uma primeira área de parede (2) a uma se-gunda área de parede (3) por intermédio da pluralidade deelementos de mola (4) de modo que a primeira área de parede(2) e a segunda área de parede (3) sejam dispostas separadasentre si por um espaço livre (7);pré-tensionar a pluralidade de elementos de mola(4) de modo que a primeira área de parede (2) e a segundaárea de parede (3) sejam dinamicamente desacopladas,em que o pré-tensionamento da pluralidade de ele-mentos de mola (4) ocorre em que a pressão negativa é apli-cada ao espaço livre (7) .

8. Método de produção, de acordo com a reivindica-ção 7, CARACTERIZADO por ter a etapa adicional de:vedar o espaço livre (7) a partir da atmosfera comum elemento de vedação (5) que limita a primeira área de pa-rede e a segunda área de parede.

9. Método de produção, de acordo com a reivindica-ção 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de ele-mentos de mola (4) é pré-tensionada até uma região na qual ovalor de sua constante de mola é menor do que 5% de suaconstante máxima de mola.

10. Aeronave, CARACTERIZADA por compreender pelomenos um componente do grupo de componentes que consiste emum anteparo de proteção contra gelo e um invólucro de fuse-lagem, do qual pelo menos um é projetado como elemento ab-sorvedor de som de acordo com uma das reivindicações 1 a 6.