[發明專利]寬帶降噪聲襯及其制造方法

無效

• 申請號: 200710177116.2
• 申請日: 2007-11-09
• 公開（公告）號: CN101149296A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 徐力平;鄒正平;劉火星
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01K11/16
• 分類號: G01K11/16;F04D29/66;F02K1/82
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 王麗琴

技術領域

本發明涉及降噪技術領域，特別涉及寬帶降噪聲襯及其制造方法。

背景技術

目前隨著人類環保意識的增強和對乘坐舒適性的要求，對民用飛機的噪聲污染控制的要求也越來越苛刻。民用飛機的噪聲主要來源于發動機的噪聲，因此如何降低噪聲就成為民用大涵道比渦扇發動機設計中所面臨的一個重要問題。現代民用大涵道比渦扇發動機的噪聲主要包括風扇噪聲和排氣噪聲，降低這些噪聲主要是通過選擇適當的發動機循環參數和先進的部件降噪設計技術等來實現，包括可變面積噴管，低噪聲設計的風扇和低壓渦輪，先進聲學襯墊和機身屏蔽等。其中，聲襯作為一種有效的降噪手段，在民用航空領域得到了較為廣泛的應用。聲襯是一種開有消聲孔的襯墊，其降噪的原理是利用非定常流動從聲襯的消聲孔邊緣處脫落，在此過程中聲能轉化成渦動能，而生成的渦發聲效率極低，其絕大部分能量耗散為熱，從而達到降噪的目的。圖1為在大涵道比渦扇發動機中使用聲襯的位置示意圖；包括位于進氣短艙上的聲襯1、位于外涵道上的聲襯2和位于噴管上的聲襯3。聲襯的使用使得發動機前傳和后傳的噪聲有不同程度的降低。

但是，目前使用的聲襯在應用效果上也存在一些不盡人意的地方。圖2為現有的單頻率聲襯結構圖：包括聲襯基板201和位于聲襯基板201上具有單一尺寸的消聲孔202。由于單一尺寸的消聲孔只對特定頻率的噪音起作用；因此，如圖2所示的只有單一尺寸消聲孔202的聲襯只能針對某一特定頻率的噪聲具有良好的降噪效果，對于其他頻率的噪聲則沒有明顯效果。圖3為現有的多頻率聲襯結構圖，該聲襯采用分段設計，由具有三種尺寸的消聲孔301、302和303的單頻率聲襯304、305和306拼接而成，通過三個單頻聲襯的拼接，可以對三種頻率的噪聲產生降噪效果。由于消聲孔的尺寸變化間隔較大，所以只能對少數幾種頻率的噪聲產生作用，而在聲襯拼接部位307還會產生噪聲散射，降低了聲襯的降噪效果。

綜上可以看出，現有的聲襯主要針對偶級子聲源如激波或轉靜干涉引起的純頻或多純頻噪音具有較好的效果。而眾所周知，在航空發動機等產品中，不但存在由于特定頻率非定常流動引起的純頻偶級子聲源，而且存在由邊界層和尾跡等流動狀態與湍流相關的噪聲源，其通常對應的是四級子聲源，具有非常寬廣的頻率范圍，且噪聲頻率呈較為連續的分布，而現有的聲襯并不能對這種連續分布的寬頻率范圍的噪聲產生有效的降噪效果。

發明內容

本發明實施例提供一種寬帶降噪聲襯，可對較寬頻率范圍內連續分布的噪聲產生良好的降噪效果。

本發明實施例提供一種寬帶降噪聲襯的制造方法，可對較寬頻率范圍內連續分布的噪聲產生良好的降噪效果。

為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的：

一種寬帶降噪聲襯，包括聲襯基板，所述聲襯基板上隨機分布有多個尺寸大小不等且間隔連續變化的消聲孔。

一種寬帶降噪聲襯的制造方法，該方法包括：

通過數值模擬或試驗手段獲取降噪對象所產生的噪聲的頻率范圍和該頻率范圍內對應頻率上的噪聲的強度數據；

根據獲取的降噪對象所產生的噪聲的頻率范圍數據，計算出降噪對象所產生的噪聲的頻率范圍對應在聲襯中消聲孔的尺寸范圍；

根據降噪對象的頻率變化間隔計算對應消聲孔的尺寸變化間隔；

根據獲取的降噪對象所產生的噪聲的頻率范圍對應的噪聲的強度數據，計算出聲襯中對應的不同尺寸消聲孔的分布密度；

按照計算出的聲襯中消聲孔的尺寸范圍、尺寸變化間隔和分布密度數據，在聲襯基板上制作消聲孔。

由上述技術方案可見，本發明的這種寬帶降噪聲襯在聲襯基板上制作隨機分布尺寸連續變化的消聲孔，可以對較寬范圍頻率的噪聲產生降噪效果，并且由于其是整體成型的，無須拼接，因此不會產生由于聲襯接縫引起的噪聲散射現象，而影響降噪效果。在制造寬帶降噪聲襯的過程中，通過數值模擬或試驗手段獲取降噪對象產生的噪聲的頻率和相應噪聲的強度的數據，并計算出所需要的消聲孔的尺寸范圍、尺寸變化間隔和分布密度，并在制造時將需要的、尺寸連續變化的消聲孔隨機分布于聲襯基板上，實現對降噪對象有效地降噪。

附圖說明

圖1為現有大涵道比渦扇發動機中使用聲襯降噪的示意圖；

圖2為現有單頻率降噪聲襯的結構示意圖；

圖3為現有多頻率降噪聲襯的結構示意圖；

圖4為本發明實施例的寬帶降噪聲襯的結構示意圖；

圖5為本發明實施例的寬帶降噪聲襯的制造方法流程圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發明進一步詳細說明。