Устройство для излучения звуковых колебаний

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублик(22) Заявлено 0 1.0780 (21) 2948901/18-10 31 М, Кп,з С 10 К 7/02 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 3005,82, Бюллетень Мо 20 Дата опубликования описания 30,05,82 ЙЪт э(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ЗВУКОВЫХКОЛЕБАНИЙ Изобретение относится к приборостроению, может быть использованодля излучения мощных звуковых колебаний,По основному авт. св. Р 669378известно устройство для излучениязвуковых колебаний, состоящее из корПуса, внутри которого расположенмодулятор, соединенный.с источникомсжатого газа и рупором, причем модулятор выполнен в виде симметричногоаэродинамического профиля, заостренного со стороны рупора и установленного на оси, проходящей через центртяжести поперечного сечения профиляи смонтированной симметрично относительно стенок корпуса с возможностьюповорота, причем ширина профиля равна ширине корпуса 1.Недостатки известного устройствасостоят в том, что настройку егоможно осуществлять только методомпроб, меняя геометрию и массу профиля после пробных пусков, кроме того,вследствие наличия диссипативныхсил (например, значительного тренияв подшипниках) профиль либо невозбуждается вообще (отсутствие самовозбуждения), либо для возбуждениятребуется значительное начальное отклонение (жесткое возбуждение),либо генерация звука идет нестабильно - амплитуда колебаний произвольноизменяется во времени.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей за счетизменения. частоты излучаемых звуковых колебаний в процессе работы,Указанная цель достигается тем,что в устройстве ось выполнена полой, а осесимметричный аэродинамический профиль выполнен с полыми.секциями, при этом полые секции черезустановленные в них выходные и входные управляеьне клапаны связаны соответственно со сквозным каналом ивнутренним объемом оси.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Мощный источник 1 сжатого газасоединен со сквозным каналом 2, который образуют стенки корпуса 3, соединенные в жесткую коробчатую конструкцию, например, прямоугольного 25 сечения. Канал через рупор 4 сообщается с окружающей средой 5. Внутриканала на полой оси 6 установлен модулятор, выполненный в виде симметричного аэродинамического проФиля 7, ЗО ширина которого равна ширине корпу 932532са 3. Заостренная часть профиля 7направлена к рупору 4.Ось 6 проходит через центр тяжести профиля 7 и установлена в подшипниках на двух противоположных стенках корпуса 3 с возможностью вращения 5профиля 7 до упора в обе стороны.К полой оси 6 присоединен черезгибкий шланг резервуар с жидкостьюпод давлением (не показан), а на самой оси установлены управляемые впускные клапаны 8. Выпускные клапаны 9и 10 установлены внутри полостей 11и 12,Профиль 7 делит канал 2 на дваизолированных один от другого канала 15переменного поперечного сечения,расположенных по обе его стороны. В положении профиля 7, когда его продольная ось совпадает с осью основного канала 2, оба канала, образованные горизонтальными стенками ипрофилем 7, имеют одинаковую форму игеометрические размеры.При этом каждый из каналов со стороны рупора 4 имеет короткую сужающуюся часть и более протяженную расширяющуюся .часть, т.е. каждый из каналов представляет собой сверхзвуковое сопло, а все устройство по существу представляет сверхзвуковоедвухканальное сопло.От источника 1 сжатого газа подают сжатый газ, который, разгоняясь,проходит в канал 2, С помощью профиля 7 газовый поток рассекается надва и задается режим работы, при З 5котором реализуется сверхзвуковойпоток за критическими сечениями сопел, но на некотором расстоянии отвыходного сечения проходит срыв потока и переход его в дозвуковой (при 40центральном положении профиля 7) .В этом случае в критических сечениях сопел возникает течение газав звуковом диапазоне, далее происходит сверхзвуковое расширение потоков до срыва, которое меньше давления окружающей среды, возникает прямой скачек уплотнения или системаскачков более сложной конфигурации,через которые поток переходит в дозвуковой. Давление в дозвуковомпотоке близко к давлению окружающейсреды.При повороте профиля 7 вокругоси 6 на некоторый угол сужающиесяучастки каналов сопел, включая критические сечения, практически сохраняют размеры, а на расширяющихсяучастках форма и размеры изменяются.У сопла., расположенного в направлении поворота, площадь выходного сечения и степень расширения уменьшаются; у сопла, расположенного в противоположной стороне, плошадь выходного сечения и степень расширенияувеличиваются. 65 При повороте на угол полураствора профиля 7 канал, расположенный в направлении поворота, на всем протя жении становится сужающимся. В сопле, расположенном в направлении поворота, срыв потока происходит позже, а в сопле с противоположной стороны - раньше, на профиль 7 начинает действовать неуравновешенная сила от давления в дозвуковом потоке, которая направлена в сторону поворота и увеличивает отклонение профиля 7. При ,дальнейшем отклонении профиля 7 в сопле, расположенном в направлении поворота, вследствие уменьшения его степени расширения сверхзвуковой поток распространяется на все сопло, давление в нем повышается и в некотором положении профиля 7 силы, действующие с двух его сторон, уравновешиваются.Дальнейшее отклонение профиля 7 приводит к уменьшению числа Маха потока на выходе иэ узкого канала вплоть до значения числа Маха равного единице. Давление в этом канале возрастает, возникает неуравновешенная сила, действующая в сторону, противоположную отклонению профиля 7. Процесс идет в обратном направлении. Профиль 7 вовлекается в процесс незатухающих колебаний, характеризующийся непрерывными изменениями характера течения от дозвукового до сверхзвукового, в процессе чего происходит эффективная генерация звуковых колебаний.Для увеличения момента инерции профиля частично или полностью заполняют полости 11 и 12 через входные клапаны 8 жидкостью. При этом система клапанов 8-10 позволяет заполнять емкости 12 и 11 как раздельно, так и одновременно, а количество баластной жидкости в отсеках 11 и 12 может быть уменьшено в каждом отсеке отдельно. Все это осуществляется без остановки устройства и позволяет находить оптимальный для данных испытаний режим работы, режим самовозбуждения и выход на предельный цикл генерации, форму спектра излучаемых колебаний.Использование предлагаемЬго устройства позволяет получить необходимый спектр излучения, повысить производительность труда на устройстве за счет сокращения времени его наладки в десятки раз и исключения пробных пусков, значительно расширить диапазон используемых режимов при устойчивом и мягком самовоэбуждении излучателя и высокой его стабильности работы.Формула изобретения Устройство для излучения звуковых колебаний по авт. св, Р 669 8,932532 Жида 3 ООФ Составитель А. ТрегубовТкач Техред И. Гайду Корректор О. Бил Ред 71 Тираж 389ВНИИПИ Государспо делам иэоб113035, Москва, Ж одпи сна СССРийб д. аказ 37 енного комиттений. и,откры5, Раушская лиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей за счет изменениячастоты излучаемых звуковых колебаний в процессе работы, ось в устройстве выполнена полой, а осесимметричный аэродинамический профиль выполнен с полыми секциями, при этомполые секции через установленные в них выходные и входные управляемыеклапаны связаны соответственно сосквозным каналом и внутренним объемом оси Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 669378, кл, С 10 К 7/02.