复合吸声模块和飞机隔音盥洗室门的制作方法

1.本发明涉及一种用于消除盥洗室中真空抽水马桶及其他噪声源发出噪声的隔音盥洗室门。利用无源的内嵌式吸声降噪层结构吸收盥洗室内的噪声。本发明还涉及用于该门的吸声降噪层的复合吸声模块。


背景技术：

2.随着科学技术和工艺发展，商用飞机客舱环境变得越来越安静，相比之下，仍然存在部分环境没有太多改善，比如盥洗室，严重影响客舱中乘客的飞行体验。
3.飞机盥洗室的最大噪声源是真空抽水马桶在冲水时产生的中高频噪声，由于其受传统声学机理的约束，很难穿透盥洗室的厚实内壁板传递到客舱，一般而言，是经过盥洗室的轻薄折叠门透射到客舱中。此类中高频噪声较为刺耳，会影响客舱乘客的休息，另外也会造成使用者的尴尬。
4.现有技术中，飞机盥洗室门没有针对真空马桶使用时产生的噪声进行专门的吸声降噪设计。
5.因此，仍然存在对现有盥洗室门作进一步改进的需求，针对盥洗室内产生的噪声进行吸声降噪结构设计，降低客舱环境噪声。


技术实现要素：

6.针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种宽带高效吸收盥洗室内产生的噪声的盥洗室门，降低客舱环境噪声。
7.为解决上述问题，本发明提供了一种复合吸声模块，其中，复合吸声模块包括微穿孔板，微穿孔板处在复合吸声模块的一侧上；以及卷曲背腔，卷曲背腔包括一个横向隔板和彼此平行并且偏移布置的多个纵向隔板，卷曲背腔通过多个纵向隔板限定成卷曲折叠腔的形式，横向隔板设置在多个纵向隔板中预定的相邻的两个纵向隔板之间，并且卷曲折叠腔经由横向隔板分隔为不连通的第一吸声模块和第二吸声模块，其中，第一吸声模块和第二吸声模块分别连通微穿孔板的第一带孔部段和第二带孔部段，其中，第一吸声模块的有效传播路径大于第二吸声模块，其中，第一吸声模块的共振频率和第二吸声模块的共振频率都在目标噪声频段范围内，并且其中，第一吸声模块与第二吸声模块通过声学耦合效应实现覆盖目标频段的宽带吸声。
8.根据本发明的一个方面，多个纵向隔板包括彼此平行并且偏移布置的第一纵向隔板、第二纵向隔板和第三纵向隔板，并且横向隔板设置在相邻的第二纵向隔板和第三纵向隔板之间，并且其中，在卷曲背腔中经由第一纵向隔板、第二纵向隔板、第三纵向隔板以及横向隔板来限定第一吸声模块，并且其中，在卷曲背腔中经由第二纵向隔板、第三纵向隔板以及横向隔板来限定第二吸声模块。
9.根据本发明的一个方面，多个纵向隔板包括彼此平行并且偏移布置的第一纵向隔板、第二纵向隔板、第三纵向隔板、第四纵向隔板和第五纵向隔板，并且横向隔板设置在相
邻的第三纵向隔板和第四纵向隔板之间，并且其中，在卷曲背腔中经由第一纵向隔板、第二纵向隔板、第三纵向隔板、第四纵向隔板以及横向隔板来限定第一吸声模块，并且其中，在卷曲背腔中经由第三纵向隔板、第四纵向隔板、第五纵向隔板以及横向隔板来限定第二吸声模块。
10.根据本发明的一个方面，微穿孔板的孔径、厚度、穿孔率和卷曲背腔的尺寸根据目标噪声频段来调节。
11.根据本发明的一个方面，横向隔板在多个纵向隔板中预定的相邻的两个纵向隔板之间与微穿孔板的第一间距根据目标噪声频段和卷曲背腔的尺寸来调节。
12.根据本发明的一个方面，多个纵向隔板之间均以第二间距间隔开并且根据目标噪声频段和卷曲背腔的尺寸来调节。
13.根据本发明的一个方面，卷曲背腔呈长方体的形式，并且其中，卷曲背腔的垂直于微穿孔板所在平面的纵向尺寸和卷曲背腔的横向尺寸根据目标噪声频段来调节，并且其中，卷曲背腔的垂直于纵向尺寸和横向尺寸的深度尺寸是基于目标噪声频段的预设的固定厚度。
14.本发明还提供了一种飞机隔音盥洗室门，其中，飞机隔音盥洗室门包括第一壁板，第一壁板处在飞机隔音盥洗室门朝向飞机盥洗室的一侧上，第二壁板，第二壁板处在飞机隔音盥洗室门朝向飞机客舱的一侧上，并且第一壁板平行于第二壁板；以及吸声降噪层，吸声降噪层夹在第一壁板和第二壁板之间，其中，吸声降噪层包括：层框架，以及吸声模块层，吸声模块层安装在层框架中，其中吸声模块层包括呈矩阵式布置的多个复合吸声模块，其中每个复合吸声模块都是根据权利要求1的复合吸声模块，并且微穿孔板设置在卷曲背腔朝向第一壁板的一侧上。
15.根据本发明的一个方面，多个复合吸声模块布置成平行于第一壁板的单一层或者多层。
16.根据本发明的一个方面，吸声模块层通过卡扣式接口连接到层框架，复合吸声模块通过卡扣式接口彼此连接，并且层框架由第一壁板和第二壁板完全封围。
17.本发明针对盥洗室门对厚度和降噪量双重限制下的隔声降噪挑战，在经典微穿孔板结构的基础上，利用微穿孔板的宽带高效吸声性能和卷曲结构的超薄特性提出了一种满足隔声性能和空间约束的盥洗室门。
18.构成本发明的吸声模块中的吸声单元通过卷曲折叠结构延长声波传播的路径实现在不增加空间厚度的条件下，提高整个盥洗室门的隔声降噪效果。
19.本发明的盥洗室门的吸声降噪层具有宽频带、高效吸收、可设计性、超薄、材料普适性，在目标频段隔声效果突出的特点。既克服了空间重量的约束，也提高了飞机盥洗室门的整体隔声效果。
附图说明
20.为了描述可获得本发明的上述和其他特征的实施方式，将参考附图中示出的本发明的示例性实施例来呈现以上简要描述的本发明的更具体描述。可以理解，这些附图只描绘了本发明的各示例性实施例，而不应当被认为是对其范围的限制，将通过使用附图并利用附加特征和细节来描述和解释本发明。
21.附图比例是示意性，不必按比例绘制，而是旨在更清楚说明。在附图中：
22.图1是根据本发明的优选实施例的飞机隔音盥洗室门的侧视截面视图；
23.图2是根据本发明的优选实施例的飞机隔音盥洗室门的吸声降噪层的正视图；
24.图3是图2中所示的吸声降噪层的层框架的示意图；
25.图4是图2中所示的吸声降噪层的吸声模块层的示意图；
26.图5是图4中所示的吸声模块层中的复合吸声模块的优选实施例的示意图；
27.图6是图4中所示的吸声模块层中的复合吸声模块的另一实施例的示意图。
28.附图标记列表：
[0029]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一壁板
[0030]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二壁板
[0031]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
吸声降噪层
[0032]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
层框架
[0033]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
吸声模块层
[0034]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
复合吸声模块
[0035]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
微穿孔板
[0036]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
孔
[0037]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
纵向尺寸
[0038]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
横向尺寸
[0039]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一间距
[0040]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二间距
具体实施方式
[0041]
下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
[0042]
在本发明的各实施例中，定义“横向方向”为图5的左-右方向，“纵向方向”为图5的上-下方向，“深度方向”为垂直于图5的图纸平面的方向。
[0043]
图1示意性地示出了本发明的优选实施例的飞机隔音盥洗室门1，其包括两块分别处在内、外部的壁板4、5以及夹在两块壁板之间的吸声降噪层6。内部的壁板处在飞机隔音盥洗室门1朝向飞机盥洗室的一侧上，即第一壁板4，并且外部的壁板处在飞机隔音盥洗室门朝向飞机客舱的一侧上，即第二壁板5，其中第一壁板4总体上平行于第二壁板5。
[0044]
图2示意性地示出了本发明的优选实施例的飞机隔音盥洗室门1的吸声降噪层6的正视图。图3示意性地示出了吸声降噪层6的层框架8，并且图4示意性地示出了吸声降噪层6的吸声模块层9。
[0045]
在优选实施例中，根据本发明的吸声降噪层6包括层框架8以及安装在层框架中的吸声模块层9，其中吸声模块层9包括呈矩阵式布置的多个复合吸声模块10。
[0046]
较佳地，多个复合吸声模块10布置成平行于第一壁板4的单一层。在需要时，也可以布置成重叠的多层。
[0047]
较佳地，吸声模块层9可以通过卡扣式接口连接到层框架。较佳地，吸声模块层9中的多个复合吸声模块10可以通过卡扣式接口彼此连接。可以理解，在此的连接方式不限于卡扣式接口，可以是固定彼此相对位置的任意连接方式，例如通过螺钉紧固、通过卡配紧固、通过粘合剂或通过热塑性铆接固定等。
[0048]
较佳地，第一壁板4和第二壁板5各自具有预设的凹槽，允许层框架8置于其中，因此层框架8整体上由第一壁板4和第二壁板5完全封围于其中。可以理解的是，层框架8也可以通过上述任意方式固定到第一壁板4和第二壁板5。
[0049]
现在转到图5，图5示意性地示出了图4中所示的吸声模块层9中的多个复合吸声模块10之一的优选实施例。
[0050]
在优选实施例中，复合吸声模块10整体上呈长方体的形式，并且包括微穿孔板11和卷曲背腔(在声学中也称为背腔，图5中处在微穿孔板下方)。其中，卷曲背腔的垂直于微穿孔板11所在平面的纵向尺寸13和卷曲背腔的横向尺寸14根据目标噪声频段来调节，并且其中，卷曲背腔的垂直于纵向尺寸和横向尺寸的深度尺寸是基于目标噪声频段的预设的固定厚度。
[0051]
较佳地，微穿孔板11处在复合吸声模块10的朝向第一壁板4的一侧上。较佳地，卷曲背腔包括一个横向隔板和彼此平行并且偏移布置的多个纵向隔板，卷曲背腔通过这些纵向隔板限定成卷曲折叠腔的形式。较佳地，卷曲折叠腔填充空气。
[0052]
较佳地，微穿孔板可由金属或者复合材料等材料制成。较佳地，隔板由金属材料或者复合材料等材料制成。
[0053]
在优选实施例中，如图5示意性地示出，多个纵向隔板是彼此平行并且偏移布置的(从左到右依次为)第一纵向隔板、第二纵向隔板和第三纵向隔板，并且横向隔板设置在相邻的第二纵向隔板和第三纵向隔板之间。
[0054]
在优选实施例中，卷曲折叠腔经由横向隔板分隔为不连通的两个单体的吸声模块，即第一吸声模块和第二吸声模块。具体地，在卷曲背腔中经由第一纵向隔板、第二纵向隔板、第三纵向隔板以及横向隔板来限定第一吸声模块，并且在卷曲背腔中经由第二纵向隔板、第三纵向隔板以及横向隔板来限定第二吸声模块。该第一吸声模块和第二吸声模块可以视为两个独立并且互相作用的单体的吸声单元。
[0055]
目标噪声频段主要包括真空抽水马桶的5000+hz的中高频的噪声，同时也包括开关盖，说话，穿脱衣服的500hz-1500hz的低频噪声。
[0056]
较佳地，根据本发明优选实施例的第一吸声模块的有效传播路径大于第二吸声模块，因此也可以将第一吸声模块称为低频吸声模块，将第二吸声模块称为高频吸声模块。较佳地，第一吸声模块的共振频率和第二吸声模块的共振频率都在目标噪声频段范围内。较佳地，第一吸声模块与第二吸声模块设计成通过声学耦合效应实现覆盖目标频段的宽带吸声。
[0057]
较佳地，采用理论计算、计算机仿真并且经过多次迭代，根据本发明的复合吸声模块10的第一吸声模块和第二吸声模块能够吸收超过80％的中高频噪声，超过50％的低频噪声，大大提高了飞机盥洗室门的整体隔声效果。
[0058]
较佳地，第一吸声模块和第二吸声模块分别连通微穿孔板11的第一带孔部段和第二带孔部段。可以理解的是，微穿孔板11的各孔12之孔径、厚度、穿孔率等可以根据目标噪
声频段和卷曲背腔的尺寸来调节。
[0059]
较佳地，横向隔板在多个纵向隔板中预定的相邻的两个纵向隔板之间与微穿孔板11的第一间距15根据目标噪声频段和卷曲背腔的尺寸来调节。以此进一步调节两个单体吸声模块的共振频率和彼此的耦合作用。通过吸声单元之间的耦合效应，实现覆盖目标噪声频率内的高效吸收效果。
[0060]
较佳地，多个纵向隔板之间均以第二间距16间隔开并且根据目标噪声频段和卷曲背腔的尺寸来调节。因此，可以根据实际需要，减小第二间距16，因此可调节卷曲折叠腔的曲折的数量，以此延长声波在结构内的有效传播路径，从而能对更低频率的噪声高效吸收。将进一步参考图6进行描述。
[0061]
图6示意性地示出了图4中所示的吸声模块层中的复合吸声模块的另一实施例。其中，多个纵向隔板包括彼此平行并且偏移布置的(从左到右依次为)第一纵向隔板、第二纵向隔板、第三纵向隔板、第四纵向隔板和第五纵向隔板，并且横向隔板设置在相邻的第三纵向隔板和第四纵向隔板之间。
[0062]
在该实施例中，具体地，在卷曲背腔中经由第一纵向隔板、第二纵向隔板、第三纵向隔板、第四纵向隔板以及横向隔板来限定第一吸声模块，并且在卷曲背腔中经由第三纵向隔板、第四纵向隔板、第五纵向隔板以及横向隔板来限定第二吸声模块。
[0063]
本发明的核心思想是，确定盥洗室内的噪声频段，设计两个中心频率位于目标频段内的单体吸声模块，进一步通过单体吸声模块之间的耦合效应实现覆盖盥洗室目标频段的宽带吸声。
[0064]
本发明设计一种嵌入式隔声盥洗室门，该吸声降噪盥洗门可以根据特定的噪声频段定制盥洗室门的吸声结构，能够有效吸收宽频带噪声，具有较好的吸声效果，避免飞机盥洗室真空抽水马桶及其他噪声的传播，提高飞机乘客舒适性；该吸声降噪盥洗室门设计轻薄，满足盥洗室门空间要求；该吸声降噪盥洗门降噪效果不依赖所选材料，可以根据飞机适航鉴定标准所需材料进行调整，可选金属材料、复合材料和高分子材料，从而满足足够的刚度和强度要求。
[0065]
尽管以上已经描述了各种实施例，但应当理解，它们以示例而非限制的方式提出。对相关领域技术人员而言显而易见的是，所公开的主题可以其它特定的形式实施而不脱离其精神和必要特征。
[0066]
本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。
[0067]
因此，以上所描述的实施例在所有方面被认为是示例性而非限制性的，并不作为对本发明做任何限制的依据。

技术特征：
1.一种复合吸声模块，其特征在于，所述复合吸声模块包括微穿孔板(11)，所述微穿孔板(11)处在所述复合吸声模块(10)的一侧上；以及卷曲背腔，所述卷曲背腔包括一个横向隔板和彼此平行并且偏移布置的多个纵向隔板，所述卷曲背腔通过所述多个纵向隔板限定成卷曲折叠腔的形式，所述横向隔板设置在所述多个纵向隔板中预定的相邻的两个纵向隔板之间，并且所述卷曲折叠腔经由所述横向隔板分隔为不连通的第一吸声模块和第二吸声模块，其中，所述第一吸声模块和所述第二吸声模块分别连通所述微穿孔板(11)的第一带孔部段和第二带孔部段，其中，所述第一吸声模块的有效传播路径大于所述第二吸声模块，其中，所述第一吸声模块的共振频率和所述第二吸声模块的共振频率都在目标噪声频段范围内，并且其中，所述第一吸声模块与所述第二吸声模块通过声学耦合效应实现覆盖目标频段的宽带吸声。2.根据权利要求1所述的复合吸声模块，其特征在于，所述多个纵向隔板包括彼此平行并且偏移布置的第一纵向隔板、第二纵向隔板和第三纵向隔板，并且所述横向隔板设置在相邻的所述第二纵向隔板和所述第三纵向隔板之间，并且其中，在所述卷曲背腔中经由所述第一纵向隔板、所述第二纵向隔板、所述第三纵向隔板以及所述横向隔板来限定所述第一吸声模块，并且其中，在所述卷曲背腔中经由所述第二纵向隔板、所述第三纵向隔板以及所述横向隔板来限定所述第二吸声模块。3.根据权利要求1所述的复合吸声模块，其特征在于，所述多个纵向隔板包括彼此平行并且偏移布置的第一纵向隔板、第二纵向隔板、第三纵向隔板、第四纵向隔板和第五纵向隔板，并且所述横向隔板设置在相邻的所述第三纵向隔板和所述第四纵向隔板之间，并且其中，在所述卷曲背腔中经由所述第一纵向隔板、所述第二纵向隔板、所述第三纵向隔板、所述第四纵向隔板以及所述横向隔板来限定所述第一吸声模块，并且其中，在所述卷曲背腔中经由所述第三纵向隔板、所述第四纵向隔板、所述第五纵向隔板以及所述横向隔板来限定所述第二吸声模块。4.根据权利要求1所述的复合吸声模块，其特征在于，根据所述的目标噪声频段来调节所述微穿孔板(11)的孔径、厚度、穿孔率和所述卷曲背腔的尺寸。5.根据权利要求1所述的复合吸声模块，其特征在于，所述横向隔板在所述多个纵向隔板中预定的相邻的两个纵向隔板之间与所述微穿孔板(11)的第一间距(15)根据所述目标噪声频段和所述卷曲背腔的尺寸来调节。6.根据权利要求1所述的复合吸声模块，其特征在于，所述多个纵向隔板之间均以第二间距(16)间隔开并且根据所述目标噪声频段和所述卷曲背腔的尺寸来调节。7.根据权利要求1所述的复合吸声模块，其特征在于，
所述卷曲背腔呈长方体的形式，并且其中，所述卷曲背腔的垂直于所述微穿孔板(11)所在平面的纵向尺寸(13)和所述卷曲背腔的横向尺寸(14)根据所述目标噪声频段来调节，并且其中，所述卷曲背腔的垂直于所述纵向尺寸和所述横向尺寸的深度尺寸是基于所述目标噪声频段的预设的固定厚度。8.一种飞机隔音盥洗室门，其特征在于，所述飞机隔音盥洗室门包括第一壁板(4)，所述第一壁板(4)处在所述飞机隔音盥洗室门朝向飞机盥洗室的一侧上，第二壁板(5)，所述第二壁板(5)处在所述飞机隔音盥洗室门朝向飞机客舱的一侧上，并且所述第一壁板(4)平行于所述第二壁板(5)；以及吸声降噪层(6)，所述吸声降噪层(6)夹在所述第一壁板(4)和所述第二壁板(5)之间，其中，所述吸声降噪层(6)包括：层框架(8)，以及吸声模块层(9)，所述吸声模块层(9)安装在所述层框架中，其中所述吸声模块层包括呈矩阵式布置的多个复合吸声模块(10)，其中每个所述复合吸声模块(10)都是根据权利要求1所述的复合吸声模块，并且所述微穿孔板(11)设置在所述卷曲背腔朝向所述第一壁板(4)的一侧上。9.根据权利要求8所述的飞机隔音盥洗室门，其特征在于，多个所述复合吸声模块(10)布置成平行于所述第一壁板(4)的单一层或者多层。10.根据权利要求8所述的飞机隔音盥洗室门，其特征在于，所述吸声模块层(9)通过卡扣式接口连接到所述层框架，多个所述复合吸声模块(10)通过卡扣式接口彼此连接，并且所述层框架(8)由所述第一壁板(4)和所述第二壁板(5)完全封围。

技术总结
本发明涉及复合吸声模块和飞机隔音盥洗室门。复合吸声模块包括微穿孔板，微穿孔板处在复合吸声模块的一侧上；以及卷曲背腔，卷曲背腔通过多个纵向隔板限定成卷曲折叠腔的形式，横向隔板设置在多个纵向隔板中预定的相邻的两个纵向隔板之间，并且卷曲折叠腔经由横向隔板分隔为不连通的第一吸声模块和第二吸声模块，第一吸声模块和第二吸声模块分别连通微穿孔板的第一带孔部段和第二带孔部段，第一吸声模块的有效传播路径大于第二吸声模块，第一吸声模块的共振频率和第二吸声模块的共振频率都在目标噪声频段范围内，第一吸声模块与第二吸声模块通过声学耦合效应实现覆盖目标频段的宽带吸声。段的宽带吸声。段的宽带吸声。


技术研发人员：李东庭 杨玉玲 丁浩磊 王鸿鑫 吕绍玮
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/4/18