用于夹芯板的可扩展蜂窝系统
阅读说明：本技术 用于夹芯板的可扩展蜂窝系统 (Expandable cellular system for sandwich panels ) 是由 贝特朗·德若约 大卫·席尔瓦·德瓦松塞洛 弗朗索瓦·泰拉德 弗洛朗·布荣 于 2020-02-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于飞机涡轮喷气发动机的机舱(100)的夹芯板(10),包括：外蒙皮(14、141),其用于与气流接触；内蒙皮(12、120、121、122、123),其与外蒙皮(14、141)相对；以及中间系统(15),其包括连接内蒙皮(12、120、121、122、123)和外蒙皮(14、141)的隔板(16、161)以形成单元(18、180、181、182、183),至少一个单元(18、180、181、182、183)的内蒙皮(12、120、121、122、123)具有至少一个起伏部,以允许夹芯板的构成材料在热变化的情况下变形。(The invention relates to a sandwich panel (10) for a nacelle (100) of an aircraft turbojet engine, comprising: an outer skin (14, 141) for contact with the airflow; an inner skin (12, 120, 121, 122, 123) opposite the outer skin (14, 141); and an intermediate system (15) comprising bulkheads (16, 161) connecting the inner skin (12, 120, 121, 122, 123) and the outer skin (14, 141) to form cells (18, 180, 181, 182, 183), the inner skin (12, 120, 121, 122, 123) of at least one cell (18, 180, 181, 182, 183) having at least one relief to allow the constituent material of the sandwich panel to deform in the event of thermal variations.)
技术领域
本发明涉及用于夹芯板的蜂窝系统，更具体地，涉及用于经受热梯度或温度变化的夹芯板的蜂窝系统，例如用于装备飞机涡轮喷气发动机的机舱的喷射喷嘴的夹芯板。
背景技术
众所周知，夹芯板包括两个基本平行的蒙皮，由包括横向于蒙皮的隔板的中间系统连接。这些横向隔板与由此连接的蒙皮一起形成蜂窝系统。
在一个实施例中，夹芯板的蒙皮是实心的。这被称为结构板。
这种结构板具有加固功能。
在另一个实施例中，夹芯板的一个蒙皮是穿孔的，也就是说，在声学上是可渗透的，而另一个蒙皮是可穿孔或不穿孔的声学反射器。这被称为隔音板。
这种隔音板允许声学衰减。
更具体地，本发明将关于结构或隔音夹芯板进行描述，其用于装备飞机涡轮喷气发动机的机舱的喷射喷嘴，但不限于此。
喷射喷嘴以已知方式布置在飞机涡轮喷气发动机的后部，更具体地，布置在涡轮喷气发动机的涡轮的下游，与护罩同心，护罩依次固定在涡轮喷气发动机燃烧室的下游边缘上。
术语“上游”和“下游”应理解为相对于涡轮喷气发动机排气的流向。
通常，喷嘴包括至少一个外围夹芯板，其具有一个与涡轮喷气发动机出口处的热气流接触的蒙皮(称为外蒙皮)和一个相对的蒙皮(称为内蒙皮)。
这种布置在喷射喷嘴周围的夹芯板在与热气流接触的外蒙皮一侧经受高温。夹芯板的内蒙皮和外蒙皮之间存在热梯度。两个蒙皮之间的温度梯度可能达到200℃，也可能达到300℃。
蒙皮之间的这种热梯度会在形成夹芯板的材料层面产生机械应力。这些应力也可能是由于面板的组成材料的不同的热膨胀系数造成的。如果这些机械应力高于材料的强度，则这种机械应力可能会导致夹芯板破裂。
必须减少这些机械应力，以便能够使用强度较低且具有较轻优点的材料，例如陶瓷。
已知的解决方案包括在平行于内蒙皮和外蒙皮的平面上将中间系统的每个隔板分成两部分，以便每个隔板具有连接到内蒙皮的第一部分和连接到外蒙皮的第二部分，第一和第二部分通过连杆系统彼此连接。这种连杆系统可以降低机械应力，但其缺点是增加了夹芯板的质量。此外，在平行于内外蒙皮的平面上，每个隔板被分成两部分，它们不与内外蒙皮形成蜂窝系统。因此，此类面板不能用作隔音板。
用于隔音板的另一种已知解决方案是，使中间结构单元在外蒙皮处打开，从而使所述单元部分封闭。因此，外蒙皮由多个蒙皮元件封闭。这种解决方案的缺点是，这些开口会导致大量空气泄漏，从而降低声学衰减效率。
发明内容
本发明旨在克服上述缺点，同时减少由热梯度引起的机械应力。
为此，本发明的目的是一种用于飞机涡轮喷气发动机的机舱的夹芯板，包括：
-所谓的外蒙皮，用于与气流接触，
-所谓的内蒙皮，与外蒙皮相对，
-一个中间系统，包括连接内蒙皮和外蒙皮的隔板，以形成多个单元，
其特征在于，至少一个单元的内蒙皮具有至少一个起伏部，至少一个起伏部用于使夹芯板的组成材料在热变化的情况下能够变形。
这种起伏部使得夹芯板的组成材料在热变化的情况下变形，从而避免机械应力。
起伏部可被理解为非平面表面，起伏部可以由一个或多个弯曲部和/或一个或多个剪切部组成。
剪切部可被理解为有台阶的棱角状起伏部，也称为折线。因此，波浪状内蒙皮可以是具有由边缘连接的小平面的表面的形式。
以这种方式，夹芯板的组成材料可以在热变化的情况下变形并且避免机械应力。
根据本发明的其他特征，本发明的夹芯板包括单独考虑或根据任何可能的组合考虑的以下可选特征中的一个或多个。
根据一个特征，内蒙皮在至少两个方向上具有至少一个起伏部。
根据一个特征，内蒙皮具有至少一个横向于热气流的起伏部。
根据一个特征，所述至少一个单元的内蒙皮在其与至少一个横向于外蒙皮的平面的相交处具有折线和/或曲线。
根据一个特征，所述至少一个单元的内蒙皮在其与横向于外蒙皮的至少两个平面的相交处具有折线和/或曲线，所述平面交叉且优选地是垂直的。
根据一个特征，所述至少一个单元的内蒙皮在其与横向于外蒙皮的任何平面的相交处具有折线和/或曲线。
根据一个特征，所述至少一个单元的至少一个隔板具有至少一个波浪形区域。
波浪形区域可被理解为具有至少一个起伏部的非平面表面，该起伏部可以包括弯曲部和/或剪切部。
剪切部可被理解为有台阶的棱角状起伏部，也称为折线。因此，波浪状内蒙皮可以是具有由边缘连接的小平面的表面的形式。
根据一个特征，所有隔板至少具有一个波浪形区域。
优选地，隔板的波浪形区域设置为与内蒙皮接触。
隔板的波浪形区域设置在隔板高度的至少一部分上。
隔板的波浪区域具有根据垂直和/或水平方向的起伏部，并且优选地具有根据垂直和水平方向的起伏部。
根据一个特征，外蒙皮是穿孔的，内蒙皮是声学反射器，使得夹芯板具有声学衰减功能。
根据该特征，夹芯板是隔音板。
根据该特征，内蒙皮是实心的或者是穿孔的。
根据一个特征，夹层板的构成材料是金属和/或复合材料，例如OMC或CMC。
附图说明
本发明的其他特征和优点将在阅读以下描述和检查附图后显现，其中：
图1是包括根据本发明的夹芯板的飞机涡轮喷气发动机的机舱的示意图；
图2是根据本发明第一实施例的夹芯板的局部示意图；
图3是根据本发明第二实施例的夹芯板的单元的透视示意图；
图4是根据本发明第三实施例的夹芯板的单元的透视示意图；
图5是根据本发明第四实施例的夹芯板的单元的透视示意图；
图6是根据本发明第五实施例的夹芯板的单元的透视示意图；
图7A是根据平行于单元的外蒙皮的第一平面的根据本发明第六实施例的夹芯板的单元的截面示意图；
图7B是根据平行于单元的外蒙皮的第二平面的图7A中的单元的截面示意图；
图8是根据本发明第七实施例的夹芯板的单元的截面示意图。
具体实施方式
在以下的说明书描述和权利要求中，为了便于描述，相同、相似或类似的部件将通过相同的附图标记来表示，术语“上游”、“下游”、“内部”、“外部”、“水平”、“垂直”等将参考附图不受限制地使用。
以下描述的附图是非限制性实施例。
图1显示了悬挂在挂架111上的机舱100，用于固定在飞机(未示出)的机翼(未示出)上。机舱100包括一个外部结构101，该外部结构101包括一个上游段102，该上游段102包括一个唇口103以形成一个进气道F1，一个中间段104接收涡轮喷气发动机(未示出)的风扇(未示出)，以及一个下游段105。
外部结构101限定了外部气动表面106和内部气动表面107，通过形成进气道唇口103的前缘壁连接到上游。
机舱100还包括与外部结构101的下游段105同心的内部固定结构108，所述内部固定结构108围绕涡轮喷气发动机的上游部分(未示出)。
内部固定结构108和外部结构101限定了环形流动路径，该环形流动路径限定了所谓的次级冷气流F2的通道。
机舱100还包括喷射喷嘴109，也称为喷射导管，和气体喷射塞110。喷射塞110和喷射喷嘴109限定了用于从涡轮喷气发动机出来的热气流F3的通道。
机舱100包括夹芯板10(图2)，从而允许确保加固和/或声学衰减功能。
这些夹芯板10经受热梯度，特别是在外部结构101的下游段105、内部固定部分108和喷嘴109处，因为它们靠近涡轮喷气发动机，并且与冷气流F1和热气流F2接触。
图2示出了根据本发明第一实施例的用于机舱100(图1)的夹芯板10。
夹芯板10包括由中间系统15连接的内蒙皮12和外蒙皮14，中间系统15包括设置在垂直于外蒙皮14的平面中的隔板16。
内蒙皮12和外蒙皮14基本平行。
在本实施例中，夹层板10设置在喷嘴109上。因此，外蒙皮14与从环形流动路径出来的冷气流F2接触，内蒙皮12与从涡轮喷气发动机出来的热气流F3接触。
内蒙皮12与外蒙皮14相对。
隔板16与内蒙皮12和外蒙皮14一起形成具有基本上为平行六面体形状的单元18。
在图2中，仅示出了每个单元18的两个隔板16。横向于内蒙皮和外蒙皮的其他隔板(未示出)允许封闭这些单元18。
每个单元18的外蒙皮14基本上是平面的。
每个单元18的内蒙皮12具有起伏部，该起伏部包括至少一个横向于热气流F3的弯曲部。
在未示出的变形中，夹芯板10设置在外部结构101的下游段105之上。因此，外蒙皮14与外部气流(未示出)接触，而内蒙皮12处于与从环形流道动路径出来的冷气流F2接触。
图3示出了根据本发明第二实施例的夹芯板的单元180。单元180由外蒙皮14和内蒙皮120形成，内蒙皮和外蒙皮由六个隔板16隔开。单元180具有六边形形状。
每个单元的外蒙皮14基本上是平面的。
根据由单元180构成的夹芯板10的布置，每个单元180的内蒙皮120具有一个起伏部，该起伏部包括至少一个设置为横向于热气流F3或冷气流F2的弯曲部。
内蒙皮120在其与横向于外蒙皮14的第一平面P1相交处具有第一曲线20。
有利地，第一平面P1横向于热气流F3或冷气流F2。
内蒙皮120在其与横向于外蒙皮14的第二平面P2的相交处还具有第二曲线22，第二平面P2与第一平面P1交叉。
第一和第二曲线20、22具单一方向的弯曲部，弯曲部也可以彼此不同。
在未示出的变形中，第一和第二平面P1、P2是垂直的。
更具体地，内蒙皮120在其与横向于外蒙皮14的任何平面的相交处具有曲线20、22。
图4示出了根据本发明第三实施例的夹芯板的单元181。单元181由外蒙皮14和内蒙皮121形成，内蒙皮和外蒙皮由六个隔板16隔开。单元181具有六边形形状。
每个单元的外蒙皮14基本上是平面的。
根据由单元181构成的夹芯板10的布置，每个单元181的内蒙皮121具有一个起伏部，该起伏部包括至少一个设置为横向于热气流F3或冷气流F2的弯曲部。
内蒙皮121在其与横向于外蒙皮14的第一平面P1相交处具有第一曲线201。
有利地，第一平面P1横向于热气流F3或冷气流F2。
内蒙皮121在其与横向于外蒙皮14的第二平面P2的相交处还具有第二曲线221，第二平面P2与第一平面P1交叉。
第一和第二曲线201、221中的每一个都具有多个弯曲部。
在未示出的变形中，第一和第二平面P1、P2是垂直的。
更具体地，内蒙皮121在其与横向于外蒙皮14的任何平面的相交处具有曲线201、221。
图5示出了根据本发明第四实施例的夹芯板的单元182。单元182由外蒙皮14和内蒙皮122形成，内蒙皮和外蒙皮由六个隔板16隔开。单元182具有六边形形状。
每个单元的外蒙皮14基本上是平面的。
根据由单元182构成的夹芯板10的布置，每个单元182的内蒙皮122具有一个起伏部，该起伏部包括至少一个横向于热气流F3或冷气流F2的剪切部。
内蒙皮122在其与横向于外蒙皮14的第一平面P1的相交处具有第一折线202。
有利地，第一平面P1横向于热气流F3或冷气流F2。
内蒙皮122在其与横向于外蒙皮14的第二平面P2的相交处还具有第二折线222，第二平面P2与第一平面P1交叉。
在该实施例中，起伏部是剪切部。
第一和第二折线202、222具有多个台阶，分别为202a、202b和222a、222b。
在未示出的变形中，第一和第二平面P1、P2是垂直的。
更具体地，内蒙皮122在其与横向于外蒙皮14的任何平面的相交处具有折线202、222。
在未示出的变形中，单元的内蒙皮包括起伏部，该起伏部包括至少一个弯曲部和至少一个剪切部。
图6示出了根据本发明第五实施例的夹芯板的两个单元183。单元183由具有穿孔142的穿孔外蒙皮141和声学反射器形式的内蒙皮123形成，内蒙皮和外蒙皮被五个隔板161隔开。单元183具有五边形形状。
包括这种单元183的夹芯板是隔音板。
每个单元的外蒙皮141基本上是平面的。
根据由单元183构成的夹芯板10的布置，每个单元183的内蒙皮123包括至少一个弯曲部的起伏部，该弯曲部设置为横向于热气流F3或冷气流F2，基本上与图4描述的弯曲部相同。
每个隔板161具有设置在隔板161的高度H的至少一部分上的至少一个波浪形区域24。在图6的示例中，隔板161沿着与外蒙皮141的接触具有一条直线接触线，并且沿着与内蒙皮123的接触具有一条波浪形接触线。
波浪形区域24是非平面表面，其可根据水平和垂直方向具有多个弯曲部。
图7A和7B示出了根据P1和P2平面的根据第六实施例的单元184的两个部分，该P1和P2平行于具有穿孔142'的外蒙皮141'。单元184具有根据水平方向，即根据平行于外蒙皮141'或剖面P1、P2的方向的波浪状隔板161'。
隔板161'的起伏部在第一平面P1和第二平面P2中是不同的。
图8示出了一种变形，其中单元185具有隔板161”，隔板161”具有剪切形式的波浪区域。
在此变形中，相邻单元185'具有与剪切隔板161”相交的直隔板16'。因此，当直隔板16'的尺寸因温差的影响而增大或减小时，剪切隔板161'容易弯曲变形，从而避免高机械应力。
在该变形中，内蒙皮(未示出)也具有起伏部，与剪切隔板161”同时变形。波浪状内蒙皮如图3至图6所示。
在未示出的变形中，单元包括两个至八个隔板，例如四个隔板。
此外，在未示出的变形中，本发明的夹芯板包括根据不同变形的单元。
有利地，本发明的夹芯板的构成材料是金属。
可选择地，本发明的夹芯板的构成材料是复合材料，例如OMC或CMC。
在其他变形中，本发明的夹芯板的内蒙皮和外蒙皮由复合材料例如CMC制成，并且隔板是金属的(例如由镍合金或钛制成)。
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