[發(fā)明專利]高聲強聲場的模擬裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410328554.4
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104091590A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉大志;方貴前;劉錚;向樹紅;張俊剛;晏廷飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號: G10K9/02
• 分類號: G10K9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器動力學(xué)試驗領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明涉及一種高聲強聲場模擬裝置。

背景技術(shù)

目前國內(nèi)外對航天器(包括衛(wèi)星、載人飛船、深空探測器)聲試驗的重要性和做法已經(jīng)取得共識：系統(tǒng)級航天器高聲強環(huán)境試驗仍是航天器受聲振環(huán)境最好的地面模擬試驗方法。MIL-STD-810F以及MIL-STD-1540E規(guī)定系統(tǒng)級航天器研制必須進(jìn)行原型噪聲試驗。對照國外的混響室設(shè)備指標(biāo)和噪聲試驗，我部在混響室的容積水平上相差不大，但是在總聲壓級和控制精度上距離國外的先進(jìn)水平還有一定的差距，如美國早在阿波羅探月工程中的噪聲試驗量級就已達(dá)到了165dB。而我部現(xiàn)有混響室聲場模擬能力的最大總聲壓級僅為154dB，甚至更低。

目前以二代導(dǎo)航衛(wèi)星為代表的我國衛(wèi)星朝多元化發(fā)展，如深空探測衛(wèi)星、高軌道衛(wèi)星、載人航天二期等，對地面試驗?zāi)M能力要求越來越高。載人航天的返回艙，返回式衛(wèi)星以及在發(fā)射過程中出現(xiàn)故障時進(jìn)行逃逸時都有暴露在大氣中的高速運動的過程，在這種情況下，勢必經(jīng)歷高聲強的聲學(xué)環(huán)境。因此，為保證導(dǎo)航二代衛(wèi)星和今后更多航天器研制任務(wù)的順利進(jìn)行，滿足未來深空探測的需要；有必要研制一套具有高聲強模擬能力的噪聲試驗設(shè)備，對高聲強聲源系統(tǒng)進(jìn)行研究，獲得總聲壓級能達(dá)到165dB的聲場。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠進(jìn)行高聲壓級行波聲場的聲場模擬裝置，用于進(jìn)行航天器部件產(chǎn)品的環(huán)境模擬試驗。

本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

高聲強聲場的模擬裝置，包括依次連接的聲發(fā)生器、喇叭、行波管，最后接入消聲終端，其中，喇叭分為三段，由聲發(fā)生器到行波管依次為圓喇叭、變換喇叭、方喇叭；

圓喇叭的沿軸向剖面的側(cè)壁曲線為指數(shù)曲線，法向截面為圓形，圓直徑變化滿足以下公式：

φ=φ0emx2]]>

式中：φ₀－聲發(fā)生器出口的直徑；

m－蜿展常數(shù)；蜿展常數(shù)公式如下：

m=4πf0c]]>

式中：f₀－喇叭的下限截至頻率；

x－為聲發(fā)生器至擴充段的軸向距離；

c－空氣中聲傳播的速度，

變換喇叭的法向截面由圓形逐漸過渡為方形，橫截面積滿足以下公式：

S＝S₀e^mx

式中：S₀－為喇叭喉部截面面積；

x－為喉部至擴充段的軸向距離；

m－蜿展常數(shù)，蜿展常數(shù)的定義同上；

方喇叭的法向截面為矩形，截面邊長變化滿足公式：

a＝a₀e^mx/2

式中：a₀－變換喇叭出口的正方形邊長；

x－為變換喇叭入口至擴充段的軸向距離；

m－蜿展常數(shù)，蜿展常數(shù)的定義同上；

行波管的截面積采用矩形截面，按照矩形行波管的特征方程式計算模態(tài)頻率：