Устройство для излучения звуковых колебаний Советский патент 1982 года по МПК G10K7/02 

Изобретение относится к приборостроению, может быть использовано для излучения мощных звуковых колебаний.

По основному авт. св. № 669378 известно устройство для излучения звуковых колебаний, состоящее из корпуса, внутри которого расположен модулятор, соединенный с источником сжатого газа и рупором, причем модулятор выполнен в виде симметричного аэродинамического профиля, заостренного со стороны рупора и установленного на оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения профиля и смонтированной симметрично относительно стенок корпуса с возможностью поворота, причем ширина профиля равна ширине корпуса 1.

Недостатки известного устройства состоят в том, что настройку его можно осуществлять только методом проб, меняя геометрию и массу профиля посде пробных пусков, кроме того, вследствие наличия диссипативных сил (например, значительного трения в подшипниках) профиль либо невозбуждается вообще (отсутствие самовозбуждения) , либо для возбуждения требуется значительное начальное

отклонение (жесткое возбуждение),либо генерация звука идет нестабильно - амплитуда колебаний произвольно изменяется во времени.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет изменения частоты излучаемых звуковых колебаний в процессе работы.

Указанная цель достигается тем,

10 что в устройстве ось выполнена полой, а. осесимметричный аэродинамический профиль выполнен с полыми секциями, при этом полые секции через установленные в них выходные и вход15ные управляекые клапаны связаны соответственно со сквозным каналом и внутренним объемом оси.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

20

Модный источник 1 сжатого газа соединен со сквозным каналом 2, который образуют стенки корпуса 3, соединенные в жесткую коробчатую конструкцию, например, прямоугольного

25 сечения. Канал через рупор 4 сообщается с окружающей средой 5. Внутри канала на полой оси 6 установлен модулятор, выполненный в виде симметричного аэродинамического профиля 7,

30 ширина которого равна гаирчие корпуса 3. Заостренная часть профиля 7 направлена к рупору 4. Ось 6 проходит через центр тяжес ти профиля 7 и установлена в подшип никах на двух противоположных стенках корпуса 3 с возможностью вращен профиля 7 до упора в обе стороны. К подои оси 6 присоединен через гибкий шланг резервуар с жидкостью под давлением (не показан), а на са мой оси установлены управляемые впуск ные клапаны 8. Выпускные клапаны 9 и 10 установлены внутри полостей 11 и 12. Профиль 7 делит канал 2 на два изолированных один от другого канал переменного поперечного сечения,рас положенных по обе его стороны. В по ложении профиля 7, когда его продольная ось совпадает с осью основного канала 2, оба канала, образованные горизонтальными стенками и профилем 7, имеют одинаковую форму геометрические размеры. При этом каждый из каналов со ст роны рупора 4 имеет короткую сужающ ся часть и более протяженную расширяющуюся .часть, т.е. каждый из кана лов представляет собой сверхзвуковое сопло, а всё устройство по существу представляет сверхзвуковое двухканальное сопло. От источника 1 сжатого газа подают сжатый газ, который, разгоняяс проходит в канал 2. С помощью профи ля 7 газовый поток рассекается на два и задается режим работы, при котором реашизуется сверхзвуковой поток за критическими сечениями сопел, но на некотором расстоянии от выходного сечения проходит срыв потока и переход его в дозвуковой (пр центральном положении профиля 7). В этом случае в критических сечениях сопел возникает течение газа в звуковом диапазоне, далее происходит сверхзвуковое расширение пото ков до срыва, которое меньше давления окружающей среды, возникает пря мой скачек уплотнения или система скачков более сложной конфигурации, через которые поток переходит в дозвуковой. Давление в дозвуковом потоке близко к давлению окружающей среды. При повороте профиля 7 вокруг оси 6 на некоторый угол сужающиеся участки каналов сопел, включая крит ческие сечения, практически сохраняют размеры, а на расширяющихся участках форма и размеры изменяются У сопла-, расположенного в направлении поворота, площадь выходного сечения и степень расширения уменьшаются; у сопла, расположенного в про тивоположной CTOpOEie, площадь выход ного сечения и степень расширения увеличиваются. При повороте на угол полураствора профиля 7 канал, расположенный в направлении поворота, на всем протяжении становится сужающимся. В сопле , расположенном в направлении поворота, срыв потока происходит позже, а в сопле с противоположной стороны - раньше, на профиль 7 начинает действовать неуравновешенная сила от давления в дозвуковом потоке, которая направлена в сторону поворота и увеличивает отклонение профиля 7. При дальнейшем отклонении профиля 7 в сопле, расположенном в направлении поворота, вследствие уменьшения его степени расширения сверхзвуковой поток распространяется на все сопло/ давление в нем повышается и в некотором положении профиля 7 силы,действующие с двух его сторон, уравновешиваются. Дальнейшее отклонение профиля 7 приводит к уменьшению числа Маха потока на выходе из узкого канала вплоть до значения числа Маха равного единице. Давление в этом канале возрастает, возникает неуравновешенная сила, действующая в сторону, противоположную отклонению профиля 7. Процесс идет в обратном направлении. Профиль 7 вовлекается в процесс незатухающих колебаний, характеризующийся непрерывными изменениями характера течения от дозвукового до сверхзвукового, в процессе чего происходит эффективная генерация звуковых колебаний. Для увеличения момента инерции профиля частично или полностью заполняют полости 11 и 12 через входные клапаны 8 жидкостью. При этом система клапанов 8-10 позволяет заполнять емкости 12 и 11 как раздельно, так и одновременно, а количество баластной жидкости в отсеках 11 и 12 может быть уменьшено в каждом отсеке отдельно. Все это осуществляется без остановки устройства и позволяет находить оптимальный для данных испытаний режим работы, режим самовозбуждения и выход на предельный цикл генерации, форму спектра излучаемых колебаний. Использование предлагаемого устройства позволяет получить необходимый спектр излучения, повысить производительность труда на устройстве за счет сокращения времени его наладки в десятки раз и исключения пробных пусков, значительно расширить диапазон используемых режимов при устойчивом и мягком самовозбуждении излучателя и высокой его стабильности работы. Формула изобретения Устройство для излучения звуковых колебаний по авт. св. W 66 9Я,

отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет изменения частоты излучаемых звуковых колебаний в процессе работы, ось в устрой стве выполнена полой, а осесимметричный аэродинамический профиль выполнен с полыми секциями, при этом полые секции через установленные

в них выходные и входные управляемые, клапаны связаны соответственно со сквозным каналом и внутренним объемом оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 669378, кл. G 10 К 7/02.