ITMI20010078A1 - Pannello acustico a struttura composita migliorato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un pannello acustico a struttura composita migliorato, atto alla riduzione del rumore prodotto dal motore di aeroplani con motore a getto.

Le gondole motore installate sugli aeroplani con motore a getto sono dotate di rivestimenti assorbenti, detti pannelli acustici, per la riduzione del rumore prodotto dal motore stesso.

Tali pannelli acustici sono progettati per fornire un'impedenza al suono prodotto.

In particolare, il valore di tale impedenza deve avvicinarsi il più possibile a quello necessario per ottenere la massima attenuazione.

Questo valore ottimo di impedenza varia in funzione dello spettro di rumore emesso e delle condizioni operative del motore.

I pannelli acustici attualmente utilizzati comprendono solitamente un foglio prevalentemente resistivo in materiale poroso, o foglio superiore, incollato ad una struttura a nido d'ape, a sua volta incollata, dal lato opposto, ad un foglio fonoriflettente, o foglio inferiore.

Ulteriori varianti alla realizzazione descritta possono contenere strati addizionali di materiale resistivo interposti a strutture a nido d'ape.

I fogli superiori, inoltre, possono essere di tipo perforato o (acusticamente) lineare.

I fogli perforati sono costituiti da strati di materiale avente una foratura regolare con fori a diametro dato ed uniformemente spaziati, in modo tale da presentare le caratteristiche di porosità desiderata. La resistenza acustica di questo tipo di materiale mostra una elevata sensibilità alla velocità acustica locale delle particelle. Per questi pannelli, la velocità acustica locale delle particelle è dipendente dal livello di pressione acustica e dal numero di Mach del flusso d'aria che lambisce il pannello.

I fogli cosiddetti "lineari" sono costituiti da strati di tessuto, la cui porosità produce una resistenza acustica che presenta una variazione minima in funzione della velocità acustica.

Lo strato di tessuto, che può essere di qualsiasi materiale, viene incollato ad un foglio di supporto che può essere realizzato con diversi materiali, metallici e non.

Tuttavia, può risultare difficile ottenere una resistenza acustica che costituisca il miglior compromesso per ciascuna condizione operativa del motore.

Scopo della presente invenzione è, quindi, quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati e, in particolare, quello di proporre un pannello acustico a struttura composita migliorato, che presenti un'attenuazione sonora più efficiente.

Altro scopo della presente invenzione è quello di proporre un pannello acustico a struttura composita migliorato, che consenta di prevedere e controllare adeguatamente la resistenza acustica in funzione del livello di pressione sonora.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un pannello acustico a struttura composita migliorato, che mantenga una adeguata integrità strutturale anche in condizioni severe di funzionamento.

Questi ed altri scopi sono raggiunti da un pannello acustico a struttura composita migliorato, secondo la rivendicazione 1, a cui si rimanda per brevità.

In modo vantaggioso, l'invenzione si propone di descrivere un pannello acustico, adatto alla riduzione del rumore di motori aeronautici, avente valori desiderati di resistenza nominale e di variabilità di quest'ultima con la velocità acustica e con livello di pressione sonora.

Tale tipo di pannello può quindi essere impiegato al fine di ottenere un migliore adattamento alle caratteristiche ottimali definite per ciascuna condizione di funzionamento del motore.

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione che segue e dai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio esplicativo e non limitativo, in cui:

la figura 1 è una vista isometrica parziale di un pannello acustico a struttura composita migliorato, secondo la presente invenzione;

la figura 2 è una sezione verticale parziale del pannello acustico a struttura composita migliorato di cui alla figura 1, secondo l'invenzione. Con riferimento alle figure menzionate, la struttura complessiva del pannello acustico migliorato, secondo la presente invenzione, comprende almeno uno strato intermedio a nido d'ape, indicato con 2, che prevede una disposizione standard di molteplici cellette 3, tutte adiacenti fra loro, uno strato o foglio superiore 4, che prevede una serie di fori 6 di diametro sostanzialmente costante e prefissato, ed uno strato o foglio di tessuto 7, a copertura del foglio di supporto perforato 4.

Lo strato di tessuto 7 può essere costituito da fibre metalliche (es. acciaio) o da altro materiale o mescola di materiali fibrosi, quali grafite, nylon o altro .

Il foglio di supporto 4 assicura compattezza e resistenza alla struttura 1 ed influenza le proprietà acustiche del pannello.

Il materiale con cui vengono realizzati, di preferenza, lo strato intermedio 2 e gli strati superiore 4, 7 e inferiore 5, nel caso in cui la struttura 1 venga sottoposta ad un impiego in condizioni critiche di funzionamento (quali quelle riscontrabili nell'impiego di pannelli acustici per gondole motore di aeroplani con motore a getto), è generalmente lega di alluminio, grazie alle sue ottime caratteristiche meccaniche, in particolare, al rapporto tra la resistenza strutturale e/o peso; tuttavia, si possono utilizzare altri metalli e/o altri materiali opportunamente selezionati in base alle loro caratteristiche fisiche e meccaniche.

Lo strato intermedio 2 a nido d'ape può essere realizzato in resina fenolica, materiale plastico, carta, Kevlar ® o altri materiali aventi le stesse o simili proprietà fisiche e meccaniche.

Lo strato o foglio di supporto perforato 4 prevede una pluralità di fori 3, che risultano spaziati secondo disposizioni prefissate, potendo così ottenere la POA (percentuale di area aperta) desiderata.

Il foglio o strato inferiore adempie alla duplice funzione di superficie acusticamente fonoriflettente e di componente strutturale del pannello sandwich. La suddetta struttura 1 funziona, in definitiva, secondo il principio delle cavità risonanti di Helmholtz. Lo strato di tessuto 7 è adagiato ed incollato, tramite un sottile strato adesivo, alla superficie superiore del foglio di supporto 4, mentre il foglio inferiore 5 è incollato sulla superficie inferiore dello strato a nido d'ape 2.

Nella struttura 1 del pannello acustico secondo l'invenzione, il foglio superiore 4, 7 viene modificato in modo da ottenere un valore nominale della resistenza alla velocità acustica locale ed una dipendenza da quest'ultima di tipo lineare e di entità desiderata.

A tal fine, lo strato superiore 7 di tipo convenzionale, vale a dire, come già menzionato, costituito da tessuto avente una resistenza poco variabile con la velocità acustica e vincolato al foglio di supporto 4 ad elevata porosità, viene modificato sostituendo il tessuto con un tipo di tessuto diverso, avente una maggiore sensibilità alla velocità acustica locale. Il foglio di supporto 4, inoltre, può essere sostituito con un foglio avente una porosità uguale o inferiore rispetto all'arte nota.

Scegliendo opportunamente le caratteristiche dello strato di tessuto 7 e del foglio di supporto 4, è possibile ottenere un valore desiderato di resistenza nominale alla velocità acustica e di variazione di tale resistenza con la velocità stessa.

In pratica, un tessuto 7 di data resistenza nominale e variazione nota della resistenza con la velocità acustica viene incollato su un foglio di supporto 4, che può essere realizzato con qualunque materiale adatto, avente una porosità predefinita.

La combinazione dei due strati 4 e 7 costituisce uno strato superiore avente caratteristiche desiderate di resistenza nominale e di variazione di questa con SPL (livello di pressione sonora). Con l'ulteriore combinazione di tale strato superiore con lo strato intermedio 2 a nido d'ape e il foglio inferiore 5, di tipo convenzionale, si ottiene così la possibilità di realizzare una struttura 1 di pannello acustico avente caratteristiche ottimali per ogni condizione operativa del motore e, quindi, migliore attenuazione complessiva del suono, rispetto a strutture di pannelli acustici appartenenti all'arte nota.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche ottimali per ogni condizione operativa del motore e, quindi, migliore attenuazione complessiva del suono, rispetto a strutture di pannelli acustici appartenenti all'arte nota.

E' chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate al pannello acustico, secondo l'invenzione, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell'idea inventiva, cosi come è chiaro che, nella pratica attuazione dell'invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pannello acustico a struttura (1) composita migliorato, atto alla riduzione del rumore di motori aeronautici, in cui uno strato superiore, costituito da un tessuto (7), avente una elevata sensibilità alla velocità acustica, e da un foglio di supporto (4) a porosità predefinita, è combinato con uno o più strati intermedi a nido d'ape separati da un setto poroso di resistenza data, e chiuso da uno strato inferiore (5) a copertura finale della struttura (1).
2. 2. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto foglio di supporto (4) prevede una serie di orifizi (6), che producono una data percentuale di area aperta.
3. 3. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, per il quale lo strato di tessuto può essere costituito da materiale metallico (es. acciaio inossidabile) o da altri materiali (es. grafite, nylon).
4. 4. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, per il quale il foglio di supporto può essere realizzato in alluminio, carbonio o altri materiali opportunamente selezionati in base alle loro caratteristiche fisiche e meccaniche.
5. 5. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, per il quale gli strati intermedi (2) a nido d'ape sono realizzati in resina fenolica, materiale plastico, carta, Kevlar® o altri materiali aventi simili proprietà fisiche e meccaniche.
6. 6. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, per il quale il setto poroso, se usato, è realizzato da un tessuto o da un perforato, di qualsiasi materiale adatto.
7. 7. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, per il quale lo strato di tessuto è incollato, tramite un sottile strato adesivo, alla superficie superiore di detto foglio di supporto (4), mentre detto foglio inferiore (5) è incollato alla superficie inferiore di detto strato intermedio (2) a nido d'ape.
8. 8. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, per il quale il foglio di tessuto (7) presenta una maggiore sensibilità alla velocità acustica, rispetto ai fogli di tessuto di tipo tradizionale.
9. 9. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, per il quale il foglio di supporto (4) presenta una porosità predefinita.
10. 10. Pannello acustico come alla rivendicazione 1, per il quale la combinazione di detti strati di tessuto (7) e di supporto (4) costituisce uno strato superiore avente caratteristiche desiderate di resistenza nominale e di variazione di questa con l'intensità acustica.
11. 11. Pannello acustico a struttura composita migliorato (1) come sostanzialmente descritto e rivendicato e per gli scopi specificati.