Латексная мембрана сделает салоны самолетов тихими

Исследователи Университета штата Северная Каролина (NCSU) и Массачусетского технологического института (MIT) разработали тонкую мембрану из латексного каучука, которая позволит значительно снизить уровень шума в салоне летящего вертолета или самолета. Доклад об их исследовании опубликован на сайте журнала Applied Physics Letters.

Сама мембрана может наноситься в один или несколько слоев на внутреннюю или внешнюю сторону композиционных сэндвич-панелей с наполнителем из сотового метаматериала. Такие панели обладают достаточно высокой прочностью и малой массой. В авиации они используются в качестве внутренней обшивки стен, пола и потолка в салоне самолета.

По данным NCSU и MIT, сам по себе сотовый метаматериал плохо заглушает низкочастотный шум, исходящий от работающих двигателей. При этом шум определенной частоты может им даже усиливаться из-за явления резонанса, возникающего в сотах. В ходе экспериментов выяснилось, что сотовый метаматериал на арамидной основе снижает интенсивность шума всего на 0,2 децибелла.

Исследователи также провели эксперимент с сотовым материалом, на который были нанесены один и два слоя латексных мембран. Через них пропускали шум в частотном диапазоне от ста до 1600 герц. Среднее уменьшение интенсивности звука для метаматериала с одной мембраной составило 21 децибелл, а с двумя слоями — 37 децибелл. Наилучшие результаты мембрана показала на частотах ниже 500 герц.

Кроме того, был проведен эксперимент с использованием сэндвич-панели с наполнителем из сотового метаматериала. Такая панель без мембраны снижала интенсивность шума по всему спектру в среднем на 31 децибелл. При добавлении одной мембраны этот показатель увеличился до 40 децибелл, причем для частот менее 500 герц снижение интенсивности превышало 50 децибелл.

Толщина одной латексной мембраны составляет всего 0,25 миллиметра. Нанесение мембраны на сотовый метаматериал увеличивает его массу всего на шесть процентов. Исследователи использовали панель из сотового метаматериала массой 29,2 грамма. При нанесении мембраны ее масса увеличилась до 31 грамма.