ГЕНЕРАТОР АКУСТИЧЕСКИХ ШУМОВ Советский патент 1973 года по МПК B06B1/18 

Изобретение относится к испытательному оборудованию и предназначено для испытаний на надежность и работоспособность издел.ий радиотехнической, авиационной, оборонной и других отраслей промышленности.

Известны генераторы акустических шумов, содержащие корпус, крышку, воздухопровод, газо.струйные излучатели, диски и диффузоры. Недостатком их является генерация шумов с периодическим повторением излучаемых частот в ограниченном диапазоне или шумов однотонального характера, что не обеспечивает имитации реальных условий эксплуатации издеЛИЙ.

Цель .изобретения - создание акустических шумов со случайными амплитудно-частотными характеристиками и их п рограммированпе. Это достигается тем, что генератор снабжен реактивной турбиной с .внутренними воздушными каналами и сопловыми отвер.стиями различных критических сечен-ий, расположениыми по образуюш,ей Внеш-ней поверхности турбины под углом к ее диаметральным плоскостям, концентрично с ней укрепленными бесконтактными электротормозами, соосно с ними вращаюш,имися резонаторными цилиндрами, по образуюпдим боковых поверхносгей которых под различными углами к их диаметральным плоскостям выполнены глухие отверстия-резонаторы разных диаметров и глубин, И Дисками с отверстиями рйзЛйЧНЫх пЛбщадей поперечного сечения, совпадающих при Е.ращении со щелями в основании одного из диффузоров, а основание другого диффузора, концентричного первому, расположено напротив кольцевого отражателя излучения резонаторного цилиндра, выполненного в виде уг.чублевия в крышке корпуса.

На фиг. 1 показан генератор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез по Л-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1.

Генератор содержит основание /, корпус 2 с диффузорами 3 и 4, крышку 5 корпуса, реактивную турбину 6, резонаторные ципиндры 7 (12 цилиндров), воздухопровод 5, электромагниты 9 и якоря 10 электромагнитов. Основание состоит из сваренных листовых деталей и служит для крепления генератора на фундаменте. Корпус 2 с диффузорами 3 и 4 и крышка 5 корпуса предназначены для монтажа рабочих органов генератора и направленного излучения шумов. Диффузоры .располагаются концентрично и образуют два кольцевых канала. В основании // внешнего диффузора имеются прямоугольные щели 12 (см. фиг. 3) с различными площадями прямоугольников. Щ-ели расположены по кольцу основания с переменным шагом. В основании 13 ВНутреннего диффузора сделано двенадцать отверстий 14 с шагом 30°. Все отверстия имеют одинаковую форму и площадь и расположены также по кольцу. Диффузоры 3 и 4 скреплены косынками 15, являющимися конструктивными элементами корпуса в целом. Рабочим органом и приводом генератора служит реактивная турбина 6 с внутренними воздушными .каналами. По образующей внешней поверхности турбины сделаны сопловые отверстия 16 (см. фиг. 2), предназначенные для истечения воздуха из ее внутренних полостей. Сопла расположены под некоторым углом к диаметральным плоскостям турбины и имеют разные диаметры мрит1ически1х сечений. Реактивная турбина посажена на подшипники. В основании турбина имеет полость 17, которая служит приемником сжатого воздуха из воздухопровода 8. Отверстия 18 в воздухопроводе и полость /7 турбины представляют собой воздушный коллектор, через который подается воздух из малистрали в генератор.

По периферии реактивной турбины 6, концентрично ей, находятся резонаторные цилиндры 7. Они установлены в подшипниках качания на крышке 5 корпуса 2. По образующей боковых поверхностей цилиидр01В 7 имеются глухие отверстия J9 разного дна-метра и засве.рлениые иа разную глубину. Указанные отверстия выполняют роль резонаторов. Оси этих отверстий располол ены лод некоторым углом к диаметральным плоскостям цилиндров. Сопловые отверстия 16 турбины, резонаторы цилиндров 7 и отверстия 14 в основании 13 цредставляют собой тазоструйный нзлучатель с переменными параметрами (генерируемый частотой и интенсивностью излучения). Роль отражателя 20 излучателя выполняет кольцевой выступ с проточкой на крыщке 5 корпуса. На цилиндрах 7 укреплены соосные с ними диски. В каждом диске 21 пропилены прямоугольные отверстия 22.

Количество отверстий на дисках различно и пропилены они с переменными шагами. Кроме того, площади поперечных сечений отверстий тоже различны. В определенных положениях дисков 21 их отверстия 22 и щели 12 в основании 11 внешнего диффузора 4 совпадают. При этом происходит истечение воздуха на внутренней полости генератора через диффузор 4 в атмосферу. На крышке 5 корпуса соосно с резоиаторными цилиндрами 7 смонтированы электромагниты 9, и на хвостовиках 23 цилиндров укреплены якоря 10 электромагнитов, вращающихся совместно с цилиндрами. Между магнитопроводами электромагнитов и их якорями имеется постоянный воздушный зазор. Каждый электромагнит и его якорь представляют собой бесконтактный электромагнитный тормоз для своего резонаторного цилиндра.

Генератор работает следующим образом.

Сжатый воздух из магистрали через вэздущный коллектор воздухопровода 8 подается во внутренние каналы реактивной турбины 5 и в сонловые отверстия 16. Истекая из сопловых отверстий, воздух приводит во вращение турбину 6, попадает в резонаторы цИлиндров 7, приводя во вращение и резонаторные цилиндры. Сопловые отверстия турбины выполнены таким образом, что истечение воздуха из них происходит со сверхзвуковой скоростью. При совпадении выходных сечений сопел турбины и резонаторов цилиндров происходит наполнение последних воздухом и, следовательно, генерация звука. Зто объясняется тем, что в пространстве Между соплом и резонатором образуется колеблющийся скачок уплотнения. При схождении и расхождении ВЫХОДНОГО сечения сопла турбины и входного сечения резонатора цилиндр а имеет место изменение сечения взаимодействующего воздушного потока сопла и резонатора, а также изменение угла между их осями. Это вызывает изменение частоты и амплитуды колебания скачка уплотнения. Вращение турбины

и резонаторных цилиндров обеспечивает постоянную смену геометрических размеров газоструйных излучателей, чем достигается широкополосность и практическая случайность генерируемого щума. Скорость вращения кажДого резонаторного цилиндра может регуяираваться с помощью электромагнитных тормозов, напряжение питания которых представляется возможными регулировать по любому закону, что, ,в свою очередь, способствует расширению и изменению спектра генерируемого шума. Звуковой ноток из зоны источников щумового 1ПОЛЯ направляется отражателем 20 через отве(рстия 14 и горловину диффузора 3 на облучаемый объект. Отработанный воздух из

реактивной турбины создает во ваутренней -полости корпуса 2 избыточное давление и через отверстия 22 щели 12 диффузор 4 сбрасывается в атмосферу. Истечение воздуха мз BHyt реиней нолости генератора в атмосферу сопро

вождается возбуждением звуковых колебаний. Воздушный поток, истекающий че(рез щели .12, постоянно модулируется дисками 21. При этом в каждый момент времени суммарное сечение истекающего воздушного потока различно,

так как возможны различные комбинации совпадения отверстий 22 и щелей 12. Это вызывается различными площадями как отверстий 22, так и щелей, неравномерностью щага «Х расположения, различной скоростью вращения каждого из дисков 21. Такое выполнение рабочих элементов сирены позволяет проиавести многотональную модуляцию потока и получить щирокополосный излучатель щума.

Предмет изобретения

Генератор акустических щумое, содержащий корпус, крыщку, воздухопровод, газоструйные излучатели, диски и диффузоры, отличающийся тем, что, с целью создания акустических шумов со случайными амплитудно-частотными характеристиками и их программирования, он снабжен реактивной турбиной с внутренними воздушными каналами и сопловыми отверстиями различных критичесюих сеченнй, расноложенными по образующей внещней поверхности турбины под углом к ее диаметральным плоскостям, концентрично с ней укрепленными бесконтактными электротормозами, соосно с ними вращающимися резонаторнымИ цилиндрами, по образующим боковых поверхностей -которых под различными углами к их диаметральным плоскостям выполнены глухие отверстия - резонаторы разных диаметров и глубин, и дисками с отверстиями различных площадей поперечного сечепия, совпадающих при .вращении со щелями в основании одного из диффузо.ров, а основание другого диффузора, концентричного первому, .расположено напротив кольцевого отражателя излучения резонатор.ного цилиндра, выполненного в .виде углубления s корпусе.

ZO

23

IB

t