Устройство для излучения звуковых колебаний

 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для воспроизведения мощных звуковых полей. Цель изобретения - повышение КПД и расширение эксплуатационных возможностей за счет плавного изменения частоты и амплитуды акустических колебаний. Предрупорная камера возбудителя выполнена в виде прямоугольного сверхзвукового сопла, в дозвуковую часть 1 которого поступает сжатый воздух давлением 4-5 105 Па. Осциллятор 5, жестко связанный с электродинамическим вибратором 6, шарнирно укреплен в нише 4 нижней стенки сверхзвуковой части 3 сопла под углом 6-8° к его оси, причем входная кромка осциллятора расположена на уровне внутренней части нижней стенки сопла на расстоянии 20-30 мм от его критического сечения 2, ширина осциллятора 5 равна ширине сопла в критическом сечении 2, верхняя стенка 7 сопла, расположенная напротив осциллятора 5, выполнена под углом 70-72° относительно оси сопла, при этом за осциллятором 5 сверхзвуковое сопло плавно переходит в акустический рупор. 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 10 К 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

V (л) (Л

00

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4735969/10 (22) 07.09.89 (46) 30.03.92. Бюл. N 12 (71) Научно-исследовательский институт измерительной техники (72) Г.М. Пушкарев, Д.И. Кудаков и В.С. Лузгин (53) 534.86(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 666699337788,, к л, G 01 К 7/06, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для воспроизведения мощных звуковых полей.

Цель изобретения — повышение КПД и расширение эксплуатационных возможностей за счет плавного изменения частоты и амплитуды акустических колебаний.

„„Я2„„1723578 А1

Предрупорная камера возбудителя выполнена в виде прямоугольного сверхзвукового сопла, в дозвуковую часть 1 которого поступает сжатый воздух давлением 4 — 5 10

Па. Осциллятор 5, жестко связанный с электродинамическим вибратором 6, шарнирно укреплен в нише 4 нижней стенки сверхзвуковой части 3 сопла под углом.6 — 8 к его оси, причем входная кромка осциллятора расположена на уровне внутренней части нижней стенки сопла на расстоянии

20 — 30 мм от его критического сечения 2, ширина осциллятора 5 равна ширине сопла в критическом сечении 2, верхняя стенка 7 сопла, расположенная напротив осциллятора 5, выполнена под углом 70-72 относительно оси сопла, при этом за осциллятором

5 сверхзвуковое сопла плавно переходит в акустический рупор. 2 ил.

1723578

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для воспроизведения мощных звуковых полей при испытаниях изделий на воздействие акустических колебаний.

Известен возбудитель акустических колебаний, в котором акустические колебания генерируются путем модуляции сжатого воздуха. Модуляция осуществляется при открывании и закрывании сопел, выполненных в виде щелевых отверстий в подвижном и неподвижном патрубках, вставленных один в другой. Подвижный патрубок приводится в возвратно-поступательное движение в направлении его оси при помощи электродинамического вибратора. Сжатый воздух, подаваемый в форкамеру, облегающую неподвижный патрубок, модулируется, проходя через щелевые сопла.

Известен также возбудитель акустических колебаний, в котором акустические колебания генерируются путем открывания и закрывания отверстий для прохода воздуха с помощью тарельчатого клапана, приводимого в колебательное движение электродинамическим вибратором.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является возбудитель акустических колебаний, содержащий модулятор в виде аэродинамического профиля на оси, расположенной в, предрупорной камере, являющейся одновременно соплом, через которое с большой скоростью истекает сжатый воздух, При продувании сжатого воздуха аэродинамический профиль вступает в автоколебания, модулируя при этом поток и возбуждая акустические колебания.

Цель изобретения — повышение КПД и расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения плавного изменения частоты и амплитуды акустических колебаний.

Поставленная цель достигается тем что в возбудитель акустических колебаний, содержащий предрупорную камеру в виде сверхзвукового сопла, соединенную с рупором, и модулятор акустических колебаний введен вибропривод, жестко связанный с модулятором, шарнирно укрепленным в выполненной в одной из стенок сопла нише под углом 6 — 8 к оси сопла, причем стенка рупора, расположенная напротив ниши, установлена под углом 70-72 к оси сопла, входная поверхность модулятора расположена от критического сечения сопла на расстоянии (1,5 2,5) h„p, где h„p — высота критического сечения сопла, а высота модулятора у входной поверхности равна глубине ниши.

На фиг. 1 представлена схема возбудителя акустических колебаний, разрез; на фиг. 2 — график зависимости направления косого скачка от угла отклонения потока.

Предрупорная камера возбудителя выполнена в виде сверхзвукового сопла, состоящего из дозвуковой части 1, критического сечения 2 и сверхзвуковой части 3, В сверхзвуковой части 3 сопла в нише

4 его нижней стенки укреплен на оси осциллятор 5, жестко связанный с электродинамическим вибратором 6. Внутренняя плоскость осциллятора 5 образует относительно оси сопла 3 угол 6 — 8О. Входная кромка осциллятора 5, т.е. кромка, обращенная к направлению потока воздуха, расположена на уровне внутренней части нижней стенки сопла 3 на расстоянии 20 — 30 мм от его критического сечения 2. Ширина осциллятора 5 равна ширине сопла 3 в критическом сечении 2, которое до конца осциллятора 5 имеет неизменную ширину.

Верхняя стенка 7 сопла 3, расположенная напротив осциллятора 5, выполнена под углом 70 — 72 относительно сопла 3. За осциллятором 5 сверхзвуковая часть 3 сопла плавно переходит в акустический рупор 8.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха от заводской разводки давлением 6 . 10 Па в дозвуковое сопло 1 вследствие больших расходов, достигающих 0,5 — 0,7 м /с, в доз звуковой части сопла давление снижается до 4,0 — 5,0 10 Па вследствие потерь в тру5 бопроводах. Воздух проходит критическое сечение 2 сопла 1 — 3 в точке, отстоящей от критического сечения 2 на 20 — 30 мм, при угле д раствора сверхзвуковой части сопла, равном 8О, В этой точке находится входная кромка осциллятора 5, внутренняя поверхность которого расположена относительно оси сопла 3 и течения воздуха под углом в = 6 — 8О.

Осциллятор g размещен в нише 4 нижней стенки сопла 3 для исключения потерь сжатого воздуха. Участки 1 и 3 сопла имеют прямоугольную форму, что диктуется необходимостью достижения равных условий обтекания осциллятора 5 потоком воздуха.

Воздух при скорости 1,5-1,.7 м, натекая на осциллятор 5, изменяет направление своего течения, так как осциллятор занимает всю ширину прямоугольного сопла 3, при этом образуется косой скачок 9 уплотнения, При включении вибратора 6 жестко связанный с ним осциллятор 5 колеблется на оси, изменяя угол в своего поворота относительно оси сопла 3 и потока воздуха. При

1723578

/7

Составитель Г. Пушкарев

Техред М.Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор А. Лежнина

Заказ 1065 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 изменении угла а отклонения потока изменяется и угол а направления косого скачка

9 относительно оси сопла в пределах угла Р.

Отклонение косого скачка 9 от оси потока на угол а, больший 70, невозможен. Поэтому 5 верхняя стенка 7 сопла 3 напротив осциллятора 5 повернута на угол 70 — 72 так, чтобы скачок 9 свободно проникал в акустический рупор 8.

При включении вибратора 6 жестко свя- 10 занный с ним осциллятор 5 колеблется на оси, изменяя угол всвоего наклона относительно оси сопла 3 с частотой вибратора. С этой же частотой колеблется косой скачок 9 уплотнения в пределах угла Р, при этом 15 генерируются акустические волны высокой интенсивности и требуемой частоты. С целью получения максимальных амплитуд колебаний скачка 9 уплотнения и достижения при этом наибольших амплитуд 20 акустических колебаний внутренняя поверхность осциллятора 5 повернута относительно оси потока на угол в = 6 — 8 . Из графика зависимости направления а косого скачка от угла N отклонения потока (фиг.

2) можно видеть, что наибольшие угловые смещения косого скачка Ла> достигаются при наименьших угловых смещениях Асов диапазоне углов а 60 — 70, а в — 12 — 17 .

Поэтому осциллятору придан начальный угол в = 6 — 8 из расчета, что при работе вибратора угол и изменяется от 0 до 12 при

М = =1,5 и от 0 до 17 при М = 1,7. В резуль тате достигаются наибольшие угловые колебания скачка и максимальные уровни звукового давления.

Формула изобретения

Устройство для излучения звуковых колебаний, содержащее предрупорную камеру в виде сверхзвукового сопла, соединенную с рупором, и модулятор акустических колебаний, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения плавного изменения частоты и амплитуды акустических колебаний, в него введен вибропривод, жестко связанный с модулятором, шарнирно укрепленным в выполненной в одной из стенок сопла нише под углом 6-8 к оси сопла, причем стенка рупора, расположенная напротив ниши, установлена под углом 70 — 72 к оси сопла, входная поверхность модулятора расположена от критического сечения сопла на расстоянии (1,5 — 2,5) hap, где Ькр— высота критического сечения сопла, а высота модулятора у входной поверхности равна глубине ниши.