一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，安裝在武器艙（11）開(kāi)口處，包括沿氣流方向連接的口小腔大的駐室（2）和設(shè)置噴流出口（6）的噴流口蓋（4），橫截面呈細(xì)長(zhǎng)矩形的噴流出口（6）位于武器艙（11）前緣。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)安裝在武器艙內(nèi)部，利用環(huán)境氣體作為氣源，通過(guò)向武器艙開(kāi)口處噴射氣流以降低武器艙開(kāi)啟時(shí)艙內(nèi)的噪聲強(qiáng)度，既不破壞飛行器氣動(dòng)外形，又不需要額外提供高壓氣源，使用壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定可靠。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及航空航天
，具體是指一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置。
技術(shù)介紹
現(xiàn)代軍用戰(zhàn)機(jī)一般采用武器艙攜帶武器，這是因?yàn)楫?dāng)戰(zhàn)機(jī)處于起/降、巡航等狀態(tài)時(shí)，武器艙的艙門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)，這種武器攜帶方式能夠有效改善戰(zhàn)機(jī)的飛行性能，如提高隱身能力、增強(qiáng)機(jī)動(dòng)性能、降低飛行阻力等。當(dāng)戰(zhàn)機(jī)發(fā)射或投放武器時(shí)，武器艙的艙門(mén)處于打開(kāi)狀態(tài)，由于環(huán)境氣體流速較高、武器艙內(nèi)氣體流速較低，不同流速氣體之間會(huì)在武器艙開(kāi)口區(qū)域形成過(guò)渡層，該過(guò)渡層氣體稱(chēng)為剪切層。當(dāng)剪切層撞擊到武器艙艙壁時(shí)，艙內(nèi)極易出現(xiàn)流激振蕩現(xiàn)象，產(chǎn)生高強(qiáng)度氣動(dòng)噪聲。高強(qiáng)度噪聲環(huán)境不僅對(duì)武器艙系統(tǒng)具有破壞作用，如導(dǎo)致艙內(nèi)電控設(shè)備失靈、艙壁結(jié)構(gòu)疲勞等，還增加了戰(zhàn)機(jī)的維護(hù)成本。目前，用于飛行器武器艙噪聲抑制裝置主要包括前緣擾流片和微孔射流兩種方式，前者的缺點(diǎn)在于：擾流片破壞了飛行器外形，增加了飛行阻力，并且其適用范圍較小，在超聲速飛行條件下，裝置的降噪能力顯著下降甚至失效；后者的缺點(diǎn)在于：微孔射流需要額外高壓氣源供氣，高壓氣源不僅不便于攜帶，而且射流出口流量受到氣源影響，導(dǎo)致降噪裝置的使用時(shí)間受到限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，安裝在武器艙前緣的噪聲抑制裝置利用環(huán)境氣體作為氣源，通過(guò)向武器艙前緣橫向噴射氣流以降低武器艙開(kāi)啟時(shí)艙內(nèi)的噪聲強(qiáng)度，既不破壞飛行器氣動(dòng)外形，又不需要額外提供高壓氣源。本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、不破壞飛行器氣動(dòng)外形；2、環(huán)境氣體通過(guò)本專(zhuān)利技術(shù)所述的噪聲抑制裝置向武器艙開(kāi)口處噴射氣流，在亞/跨/超聲速下，尤其是在跨/超聲速下，降噪效果明顯，效率較高；3、能夠根據(jù)飛行速度自動(dòng)調(diào)節(jié)噴流參數(shù)，具有自適應(yīng)飛行速度的特點(diǎn)；4、無(wú)需額外提供高壓氣源即可實(shí)現(xiàn)武器艙開(kāi)啟時(shí)的降噪，無(wú)需攜帶高壓氣源裝置可有效減輕飛行器的重量。本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，安裝在武器艙前緣，包括沿氣流方向連接的口小腔大的駐室和設(shè)置噴流出口的噴流口蓋，橫截面呈細(xì)長(zhǎng)矩形的噴流出口位于武器艙前緣。本專(zhuān)利技術(shù)安裝在武器艙前緣模型平臺(tái)上，噴流口蓋上開(kāi)設(shè)的噴流出口位于武器艙前緣，一定量的環(huán)境氣體進(jìn)入口小腔大的駐室，流速變慢、壓力增大，形成壓力均勻的高壓氣體，高壓氣體從位于武器艙前緣的細(xì)長(zhǎng)的噴流出口射出，形成噴流；噴流進(jìn)入武器艙上游流場(chǎng)，能夠改變武器艙開(kāi)口區(qū)域的剪切層運(yùn)動(dòng)軌跡，從而減弱剪切層與武器艙的艙壁之間的碰撞，進(jìn)而降低武器艙的噪聲強(qiáng)度。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，所述駐室其腔室沿氣流方向依次分為駐室入口、主室、駐室出口，駐室入口、駐室出口的橫截面均為矩形，主室在縱截面上的輪廓線為首尾依次連接的入口輪廓線、上輪廓線、出口輪廓線、下輪廓線，且上輪廓線、下輪廓線均為光滑過(guò)渡線段。優(yōu)化設(shè)計(jì)，上輪廓線與下輪廓線沿軸線對(duì)稱(chēng)。所述上輪廓線、下輪廓線均為光滑過(guò)渡線段，所對(duì)應(yīng)的主室結(jié)構(gòu)即為壁面光滑過(guò)渡的結(jié)構(gòu)，保證環(huán)境氣體在主室內(nèi)平穩(wěn)通過(guò)。所述上輪廓線、下輪廓線可以是光滑過(guò)渡的樣條曲線段，可以是光滑過(guò)渡的多個(gè)圓弧線段組成的多弧線段，也可以是光滑過(guò)渡的多直線段，還可以是曲線段與直線段共同組成的多段線段。經(jīng)過(guò)模擬器分析及多次實(shí)物實(shí)驗(yàn)分析，上輪廓線、下輪廓線均為樣條曲線時(shí)相比較于其他形式的光滑過(guò)渡線段，在降噪效果方面最佳，也就是說(shuō)本專(zhuān)利技術(shù)優(yōu)選上輪廓線、下輪廓線均為樣條曲線。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，所述上輪廓線為僅由多個(gè)曲線段組成的樣條曲線，且沿氣流方向依次設(shè)置的M、X、Y、Z、N五個(gè)節(jié)點(diǎn)將樣條曲線分為MX曲線段、XY曲線段、YZ曲線段、ZN曲線段四個(gè)光滑過(guò)渡的曲線段，M位于駐室入口且N位于駐室出口；所述MX曲線段、XY曲線段、YZ曲線段、ZN曲線段構(gòu)成光滑過(guò)渡段；所述MX曲線段的曲率半徑為ρMX，XY曲線段的曲率半徑為ρXY，YZ曲線段的曲率半徑為ρYZ，ZN曲線段的曲率半徑為ρZN，節(jié)點(diǎn)M處曲率半徑為ρM，節(jié)點(diǎn)N處曲率半徑為ρN，曲率半徑為正時(shí)對(duì)應(yīng)凹曲線且曲率半徑為負(fù)時(shí)對(duì)應(yīng)凸曲線，滿足：ρMX＞0、ρXY＜0、ρYZ＜0、ρZN＞0。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，所述ρMX、ρXY、ρYZ、ρZN、ρM、ρN還滿足：|ρMX|≤|ρXY|、ρM＝ρN＝0。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，所述主室內(nèi)設(shè)置調(diào)整氣流方向的整流裝置。對(duì)應(yīng)上輪廓線設(shè)置M、X、Y、Z、N五個(gè)節(jié)點(diǎn)的主室，所述XY曲線段與YZ曲線段之間的位置設(shè)置調(diào)整氣流方向的整流裝置。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，所述整流裝置整體為薄板狀并設(shè)置多個(gè)貫穿的、用于氣流穩(wěn)定通過(guò)的整流孔。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，所述上輪廓線為由直線與曲線共同組成的多段線，且沿氣流方向依次設(shè)置的P、A、B、C、D、Q六個(gè)節(jié)點(diǎn)將多段線分為PA曲線段、AB曲線段、BC等直段、CD直線段、DQ直線段五個(gè)光滑過(guò)渡的線段，P位于駐室入口且Q位于駐室出口；所述PA曲線段、AB曲線段構(gòu)成光滑過(guò)渡段；所述PA曲線段的曲率半徑為ρPA，AB曲線段的曲率半徑為ρAB，節(jié)點(diǎn)P處曲率半徑為ρP，節(jié)點(diǎn)B處曲率半徑為ρB，節(jié)點(diǎn)Q處曲率半徑為ρQ，曲率半徑為正時(shí)對(duì)應(yīng)凹曲線且曲率半徑為負(fù)時(shí)對(duì)應(yīng)凸曲線，滿足：ρPA＞0、ρAB＜0、|ρPA|≤|ρAB|、ρP＝ρB＝ρQ＝0。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，所述駐室入口高度為H1，駐室出口高度為H2，光滑過(guò)渡段跨度為L(zhǎng)且光滑過(guò)渡段最高點(diǎn)的高度為H3，滿足：H2≤H1、2H1≤H3≤5H1、6.5H1≤L≤7.5H1。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，還包括設(shè)置在駐室入口端的進(jìn)氣管和連接駐室出口與噴流口蓋的導(dǎo)流管；所述進(jìn)氣管其進(jìn)氣端為唇口，唇口的寬度不變，唇口的高度沿氣流方向由大變小且唇口的末端與駐室入口一致。進(jìn)一步地，為了更好的實(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利技術(shù)，所述導(dǎo)流管的出口端設(shè)置有螺釘支架，并通過(guò)安裝在螺釘支架處的螺栓連接件將導(dǎo)流管與噴流口蓋固定連接。本專(zhuān)利技術(shù)中，進(jìn)氣管、駐室、導(dǎo)流管、噴流口蓋依次連接，對(duì)接的接口結(jié)構(gòu)匹配且密封安裝。本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：(1)本專(zhuān)利技術(shù)中通過(guò)設(shè)置口小腔大的駐室，使得一定量的環(huán)境氣體通過(guò)駐室時(shí)，流速變慢，壓力增大，形成壓力均勻的高壓氣體，高壓氣體通過(guò)導(dǎo)流管從位于武器艙開(kāi)口的細(xì)長(zhǎng)的噴流出口射出，形成噴流而降低武器艙的噪聲強(qiáng)度，安裝在武器艙前緣而不破壞飛行器的氣動(dòng)外形；(2)本專(zhuān)利技術(shù)無(wú)需提供額外的高壓氣源，僅利用環(huán)境氣體即可實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟武器艙時(shí)的減噪；(3)本專(zhuān)利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、可靠性高；(4)本專(zhuān)利技術(shù)來(lái)流條件適用范圍廣，在亞/跨聲速來(lái)流條件下，均具有較好的武器艙噪聲抑制效果；(5)本專(zhuān)利技術(shù)具有自適應(yīng)于飛行速度的特點(diǎn)，可以隨來(lái)流速度的不同，自適應(yīng)調(diào)節(jié)噴流出口流量。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A-A面的縱截面剖視圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)的安裝狀態(tài)示意圖；圖4為實(shí)施例3中上輪廓線與下輪廓線不對(duì)稱(chēng)時(shí)駐室的縱截面剖視圖；圖5為實(shí)施例3中上輪廓線前后不對(duì)稱(chēng)時(shí)駐室的縱截面剖視圖；圖6為實(shí)施例4、實(shí)施例5中上輪廓線為樣條曲線時(shí)駐室的縱截面剖視圖；圖7為實(shí)施例6中主室內(nèi)安裝整流裝置時(shí)駐室的縱截面剖視圖；圖8為實(shí)施例6中整流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為實(shí)施例7中上輪廓線為多段線時(shí)駐室的縱截面剖視圖；圖10為實(shí)施例8中本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，安裝在武器艙(11)開(kāi)口處上游位置，其特征在于，包括沿氣流方向連接的口小腔大的駐室(2)和設(shè)置噴流出口(6)的噴流口蓋(4)，橫截面呈細(xì)長(zhǎng)矩形的噴流出口(6)位于武器艙(11)前緣。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，安裝在武器艙(11)開(kāi)口處上游位置，其特征在于，包括沿氣流方向連接的口小腔大的駐室(2)和設(shè)置噴流出口(6)的噴流口蓋(4)，橫截面呈細(xì)長(zhǎng)矩形的噴流出口(6)位于武器艙(11)前緣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，其特征在于，所述駐室(2)其腔室沿氣流方向依次分為駐室入口(7)、主室(12)、駐室出口(8)，駐室入口(7)、駐室出口(8)的橫截面均為矩形，主室(12)在縱截面上的輪廓線為首尾依次連接的入口輪廓線、上輪廓線、出口輪廓線、下輪廓線，且上輪廓線、下輪廓線均為光滑過(guò)渡線段。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，其特征在于，所述上輪廓線為僅由多個(gè)曲線段組成的樣條曲線，且沿氣流方向依次設(shè)置的M、X、Y、Z、N五個(gè)節(jié)點(diǎn)將樣條曲線分為MX曲線段、XY曲線段、YZ曲線段、ZN曲線段四個(gè)光滑過(guò)渡的曲線段，M位于駐室入口(7)且N位于駐室出口(8)；所述MX曲線段、XY曲線段、YZ曲線段、ZN曲線段構(gòu)成光滑過(guò)渡段；所述MX曲線段的曲率半徑為ρMX，XY曲線段的曲率半徑為ρXY，YZ曲線段的曲率半徑為ρYZ，ZN曲線段的曲率半徑為ρZN，節(jié)點(diǎn)M處曲率半徑為ρM，節(jié)點(diǎn)N處曲率半徑為ρN，曲率半徑為正時(shí)對(duì)應(yīng)凹曲線且曲率半徑為負(fù)時(shí)對(duì)應(yīng)凸曲線，滿足：ρMX＞0、ρXY＜0、ρYZ＜0、ρZN＞0。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，其特征在于，所述ρMX、ρXY、ρYZ、ρZN、ρM、ρN還滿足：|ρMX|≤|ρXY|、ρM＝ρN＝0。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于環(huán)境氣體噴流的武器艙噪聲抑制裝置，其特征在于，所述主室內(nèi)設(shè)置調(diào)整氣流方向的整流裝置(13)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王顯圣，鄭曉東，路波，吳軍強(qiáng)，楊黨國(guó)，張征宇，吳繼飛，楊可，劉俊，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心高速空氣動(dòng)力研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51