[發(fā)明專利]寬帶降噪聲襯及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710177116.2
• 申請日: 2007-11-09
• 公開（公告）號: CN101149296A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐力平;鄒正平;劉火星
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王麗琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及降噪技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及寬帶降噪聲襯及其制造方法。

背景技術(shù)

目前隨著人類環(huán)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(fā)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(fā)動機設(shè)計中所面臨的一個重要問題。現(xiàn)代民用大涵道比渦扇發(fā)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?shù)陌l(fā)動機循環(huán)參數(shù)和先進的部件降噪設(shè)計技術(shù)等來實現(xiàn)，包括可變面積噴管，低噪聲設(shè)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(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)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(zhuǎn)化成渦動能，而生成的渦發(fā)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(fā)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(fā)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(yīng)用效果上也存在一些不盡人意的地方。圖2為現(xiàn)有的單頻率聲襯結(jié)構(gòu)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(xiàn)有的多頻率聲襯結(jié)構(gòu)圖，該聲襯采用分段設(shè)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(chǎn)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(shù)幾種頻率的噪聲產(chǎn)生作用，而在聲襯拼接部位307還會產(chǎn)生噪聲散射，降低了聲襯的降噪效果。

綜上可以看出，現(xiàn)有的聲襯主要針對偶級子聲源如激波或轉(zhuǎn)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(fā)動機等產(chǎn)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(tài)與湍流相關(guān)的噪聲源，其通常對應(yīng)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(xù)的分布，而現(xiàn)有的聲襯并不能對這種連續(xù)分布的寬頻率范圍的噪聲產(chǎn)生有效的降噪效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種寬帶降噪聲襯，可對較寬頻率范圍內(nèi)連續(xù)分布的噪聲產(chǎn)生良好的降噪效果。

本發(fā)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(nèi)連續(xù)分布的噪聲產(chǎn)生良好的降噪效果。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)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(xù)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(shù)值模擬或試驗手段獲取降噪對象所產(chǎn)生的噪聲的頻率范圍和該頻率范圍內(nèi)對應(yīng)頻率上的噪聲的強度數(shù)據(jù)；

根據(jù)獲取的降噪對象所產(chǎn)生的噪聲的頻率范圍數(shù)據(jù)，計算出降噪對象所產(chǎn)生的噪聲的頻率范圍對應(yīng)在聲襯中消聲孔的尺寸范圍；

根據(jù)降噪對象的頻率變化間隔計算對應(yīng)消聲孔的尺寸變化間隔；

根據(jù)獲取的降噪對象所產(chǎn)生的噪聲的頻率范圍對應(yīng)的噪聲的強度數(shù)據(jù)，計算出聲襯中對應(yīng)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(shù)據(jù)，在聲襯基板上制作消聲孔。

由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)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(xù)變化的消聲孔，可以對較寬范圍頻率的噪聲產(chǎn)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(chǎn)生由于聲襯接縫引起的噪聲散射現(xiàn)象，而影響降噪效果。在制造寬帶降噪聲襯的過程中，通過數(shù)值模擬或試驗手段獲取降噪對象產(chǎn)生的噪聲的頻率和相應(yīng)噪聲的強度的數(shù)據(jù)，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(xù)變化的消聲孔隨機分布于聲襯基板上，實現(xiàn)對降噪對象有效地降噪。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有大涵道比渦扇發(fā)動機中使用聲襯降噪的示意圖；

圖2為現(xiàn)有單頻率降噪聲襯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有多頻率降噪聲襯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的寬帶降噪聲襯的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)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(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。