Способ фокусирования звуковых волн в среде

(54) СПОСОБ ФОКУСИРОВАНИЯ ЗВУКОВЫ У ем.р, воздую компр с ют нывстрол Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при исследованиях излучения и приема звуковых волн в различных средах.Известен способ фокусирования звуковых волн в среде, основанный на созда 3 нии на пути распространения звуковых волн фокусируюшей области с акустическими параметрами, отличными от параметров среды, Эта область представляет собой1 Ф акустически жесткое осесимметричное тело с криволинейной поверхностью - акустический рефлектор, отражающий падающие на него звуковые волны, так что они фокусируются на ось системы 33.Недостатками этого способа являются высокие требования к качеству выполнения фокусируюшей области (форма и акустические параметры), а также невозможность регулирования параметров фокусируюа шей области.Наиболее близким по своей технической сущности к описываемому является способ фокусирования звуковых во н в сре де, заключающийся в создании на путираспространения звуковой волны фокусирующей области с акустическими параметрами; отличными от параметров среды 123Недостаток способа состоит в невозмож ности регулирования акустических параметров фокусирующей области.Бель изобретения - возможность регулирования акустических параметров фоксирующей области.Поставленная цель достигается за счет того, что производят сжатие вещества среды и испускают расширяющуюся струю вещества среды в направлении, противоположном направлению распространения звуковой волны, причем начальный диаметр испускаемой струи составляет 0,4-2 длины звуковой волны в среде, а скорость испускания составляет 0,1-0,9 скорости звука в среде.Способ поясняется чертежВещество среды (напримех сжимаю с, помощ сора, и 1 испус714472 НИИПИ Заказ 929 ираж 428 Поди чупадающим звуковым волнам с плоским фронтом 2 расширяющуюся струю 3, Звуковые волны, распространяясь против течения струи, переходят иэ областей с большей скоростью звука в области с меныцей скоростью звука. Это происходит в основ "ном за счет допплеровского уменьшения скорости распространении волн, вызванного увеличением скорости струи вверх по ее течению и в направлениях от пери О ферии к оси струи, как показывают профили 4 и 5 скоростей. Кроме того, скорость звука дополнительно уменьшается в указанных направлениях вследствие уменьшения температуры вещества струи. 15На пути распространении звуковых волн в среде создается фокусирующая область, подобная "звуковому каналу", с неравно мерным осесимметричным распределением скорости звука, причем ее минимум в каждом поперечном сечении находится на оси струи, При известном распределении Скоростей вещества в расширяющейся струе фронты звуковых Ъолн, распространяющихся против течения струи, постепенно искривляются, принимая формы 2 а и 26, таким образом, что осуществляется фокусировка звука на ось струи. При этом вследствие плавного изменения формы фронтов отсутствуют потери энергии на ЗО отражение от фокусирующей области., При изменении скорости истечения струи от 0,1 до 0,9 скорости звука в среде изменяется минимальная скорость распространения звуковых волн в фокуси- З 5 руюшей области в достаточно широкихпределах - для воздуха от 0,9 др 0,2скорости звука в среде. Такое регулирование обеспечивает фокусирование звукапрактически во всех случаях при умерен филиал ППП "Патент, .Ужгород, ул. Проектная,4 ных энергетических затратах на пспускание струи.Для оптимальной фокусировки звуканеобходимо обеспечить поперечные размеры фокусируюшей области в пределах от10 до 50 длин волн звука в среде. Этосоотношение выполняется, если начальныйдиаметр струи составляет 0,4-2,0 длинызвуковой волны.Использование изобретения позволитэффективно управлять процессом фокусирования и повышает надежность фокусирования. За счет этого улучшаются рабочиехарактеристики известных приемных и излучающих систем.формула изобретенияСпособ фоксирования звуковых волнв среде, заключающийся в создании напути распространения звуковой волны фокусирующей области с акустическими параметрами, отличными от параметров среды,отличающийся тем,что,сцелью воэможности регулирования акустических параметров фокусирующей области,производят сжатие вещества среды и испускают расширяющуюся струю веществасреды в направлении, противоположном направлению распространения звуковой волны, причем начальный диаметр испускаемой струи составляет 0,4-2 длины звуковой волны в среде, а скорость испускания0,1-0,9 скорости звука в среде.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Розенберг Л,Д. Звуковые фокусируюшие системы. М., Л., АН СССР, 1949.,с. 2 5-44.2. Каневский И.Н. фокусирование звуковых и ультразвуковых волн. М., "Наука,1977, с, 228-284 (прототип).