[发明专利]具有激光加工声学穿孔的发动机进气口的内筒

说明书

本申请涉及具有激光加工声学穿孔的发动机进气口的内筒，并公开一种成形系统，其包括飞秒激光器和控制单元，该控制单元包括可操作地连接到飞秒激光器的一个或多个处理器。飞秒激光器被配置为将激光脉冲发射到声学内筒的面板的内表面上。声学内筒包括声学芯，声学芯包含附接到面板的与内表面相对的外表面的六边形单体阵列。控制单元被配置为控制飞秒激光器经由在大约100飞秒和大约10,000飞秒之间的脉冲持续时间以及在超过100,000Hz的频率下发射激光脉冲以在面板中激光钻取多个穿孔，使得穿孔形成而不会烧坏面板或声学芯的围绕穿孔的部分。

技术领域

本公开的实施例总体涉及需要声学处理的各种不同结构的生产。

背景技术

商用客机在起飞和着陆期间必须满足一定的噪声标准。商用客机在起飞和着陆期间产生的大部分噪声是由客机上常用的燃气涡轮发动机产生的。用于降低燃气涡轮发动机的噪声水平的已知方法包括对发动机短舱的进气口部分进行声学处理。在这方面，燃气涡轮发动机进气口部分的内筒可以设置有在内筒的壁中形成的多个相对小的穿孔。这些穿孔吸收由发动机进气口部分处高速旋转的风扇叶片产生的一些噪声，并且因此降低燃气涡轮发动机的整体噪声输出。

用于在声学结构(诸如内筒)中形成穿孔的常规方法复杂和/或低效。例如，一些已知的方法利用镂铣机(router)和/或钻头机械地钻取穿孔，这可能耗时、不可靠和不精确。

用于在声学结构中形成穿孔的另一种方法包括使用激光的非接触钻取。由于来自激光束的高热传导，常规激光钻取方法可能是相对能量密集的，并且熔化和/或燃烧穿孔周围的内筒的材料。

发明内容

需要一种用于在声学结构中形成穿孔的系统和方法，该系统和方法以及时、节能和经济有效的方式精确地产生具有指定尺寸、形状和图案的均匀穿孔。与在声学结构(诸如发动机进气口组件的内筒)中形成穿孔相关联的上述需要通过本公开被具体地解决和缓和，本公开提供了一种用于形成发动机的进气口组件的方法。该方法包括将面板附接到声学芯，并且控制飞秒激光器以在面板中激光钻取多个穿孔而不会烧坏面板或声学芯的围绕穿孔的部分。

本公开的某些实施例提供了一种成形系统，该成形系统包括飞秒激光器和控制单元，该控制单元包括可操作地连接到飞秒激光器的一个或多个处理器。飞秒激光器被配置为将激光脉冲发射到声学内筒的面板的内表面上。声学内筒包括声学芯，该声学芯包括附接到面板的与内表面相对的外表面的六边形单体(cells)阵列。控制单元被配置为控制飞秒激光器，经由在大约100飞秒和大约10,000飞秒之间的脉冲持续时间和超过100,000Hz的频率下发射激光脉冲以在面板中激光钻取多个穿孔，使得形成穿孔而不会烧坏面板或声学芯的围绕穿孔的部分。

本公开的某些实施例提供了一种方法(例如，用于形成发动机进气口组件)。该方法包括将面板附接到声学芯，以及控制飞秒激光器在面板中激光钻取多个穿孔而不会烧坏面板或声学芯的围绕穿孔的部分。

本公开的某些实施例还提供了一种方法(例如，用于形成发动机进气口组件)。该方法包括经由在声学芯上自动纤维(auto-fiber)放置多个纤维增强材料层以在包括六边形单体阵列的声学芯的内侧上原位形成面板。该方法还包括控制飞秒激光器以在面板中激光钻取多个穿孔，该多个穿孔经由在大约100飞秒和大约10,000飞秒之间的脉冲持续时间和超过100,000Hz的频率下发射激光脉冲形成，使得形成穿孔而不会烧坏面板或声学芯的围绕穿孔的部分。控制包括控制飞秒激光器沿面板在多个穿孔位置中的每个处以序列一次一个地发射一个或多个激光脉冲，并多次重复该序列以在穿孔位置处逐渐形成穿孔。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，在附图中，相同的标记在整个附图中表示相同的部分，其中：

图1是包括燃气涡轮发动机的飞行器的透视图。

图2示出了图1中所示的燃气涡轮发动机的短舱的实施例。