Устройство для излучения звуковых колебаний

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2357 0 К 70 ЕНИ ВТОРСКО ЕТЕЛЬСТВ ьский институт изКудаков и В ьство СССР06, 1977. УЧЕНИЯ ЗВ ится к испытательь использовано для х звуковых полей. ышение КПД и расонных возможнозменения частоты еских колебаний(Л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОВЫХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относ ной технике и может быт воспроизведения мощнь Цель изобретения - пов ширение эксплуатаци стей за счет плавного и и амплитуды акустич 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 сопла плавно переходит в акустический рупор. 2 ил.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) Икр, где Ькр - высота критического сечения сопла, а высота модулятора у входной поверхности равна глубине ниши. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 - 8 О. 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 тру 5бопроводах. 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 8 О,В этой точке находится входная кромка осциллятора 5, внутренняя поверхность которого расположена относительно оси сопла 3 и течения воздуха под углом в = 6 - 8 О. Осцилляторразмещен 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 щ своего поворота относительно оси сопла 3 и потока воздуха. При1723578 Редактор А. Лежнина оставитель Г. Пушкаревехред М.Моргентал Корректор мчик аказ 1065 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, 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 ф. 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 занный с ним осциллятор 5 колеблется на оси, изменяя угол в своего наклона относительно оси сопла 3 с частотой вибратора. С этой же частотой колеблется косой скачок 9 уплотнения в пределах угла ф, 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 ю отклонения потока (фиг. 25 2) можно видеть, что наибольшие угловые смещения косого скачка Ла достигаются при наименьших угловых смещениях Ьв в диапазоне углов а 60 - 70, а щ - 12 - 17.30 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 результате 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 коси 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) Икр, где Ькр - высота критического сечения сопла, а высота модулятора у входной поверхности равна глубине ниши.