CN107672785A - 用于掩蔽由飞行器的蒙皮的元件产生的声音信号的方法 - Google Patents

用于掩蔽由飞行器的蒙皮的元件产生的声音信号的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种掩蔽方法，包括：‑选择步骤，该选择步骤选择作为飞行器(100)的蒙皮(102)的一部分的产生元件(104a)，‑第一步骤，该第一步骤测量由产生元件(104a)发出的声音信号的基频，‑选定步骤，该选定步骤选定作为蒙皮(102)的一部分的掩蔽元件(104b)，‑第二步骤(808)，该第二步骤测量由掩蔽元件(104b)发出的另一声音信号的基频，‑修改步骤，该修改步骤将掩蔽元件(104b)的结构修改成使掩蔽元件(104b)发出的声音信号的基频转变成比由产生元件(104a)发出的声音信号的基频低的频率。因此，这样的掩蔽方法使得能够通过由掩蔽元件发出的声音信号来掩蔽由产生元件发出的声音信号。

Description

用于掩蔽由飞行器的蒙皮的元件产生的声音信号的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对在空气流中由飞行器的蒙皮的元件产生的声音信号进行掩蔽的方法，其中，所述蒙皮在所述气流中具有至少一个其他元件，并且本发明涉及包括蒙皮的飞行器，其中，蒙皮的所述另一元件的结构已通过掩蔽方法的实现被修改。
背景技术
飞行器包括蒙皮，蒙皮包围飞行器的结构并且与飞行器在其中移动的气流接触。这种蒙皮具有也突伸到气流中的许多元件。这些元件例如是在蒙皮中形成的空腔或比如为随后突出的天线的附加物。
由于气流，这些不同的元件产生声音信号，特别是产生啸声。
在空腔的情况下，这些声音信号是由于在上游边缘处产生的涡流在空腔的下游边缘的冲击而产生的。在这种冲击的位置处，发生了涡流的减速和变形，涡流的减速和变形产生了声波并且引起：
-空腔中的流体的振荡，该振荡激发空腔的模式中的一种模式，并且接着啸声频率由空腔的形状决定，或者
-通过空腔上方的气流的剪切层的自我维持的振荡，因为在冲击时产生的声波沿着空腔返回并激发在上游边缘处发出的涡流，并且因此激发上游边缘处的声强等。
为了消除由此产生的声音信号，已知的是添加防止引发啸声的现象产生的装置。这些装置例如是安装在空腔或偏转器上游的涡流发生器，其中，偏转器使再附着点移动超过空腔。
虽然这些各种解决方案从减少声音信号的角度来看是令人满意的，但是它们需要在蒙皮上安装装置，并且这些装置增加了飞行器的重量并且潜在地增加了飞行器的阻力。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种用于掩蔽由飞行器的蒙皮的元件在气流中产生的声音信号的方法。
为此，提出了一种掩蔽方法，包括：
-选择步骤，在选择步骤期间，选择产生元件，所述产生元件是飞行器的蒙皮的一部分并且处于气流中，
-第一测量步骤，在该第一测量步骤期间，频率计测量由所述产生元件因所述气流而发出的声音信号的基频，
-选定步骤，在所述选定步骤期间，从多个可能的掩蔽元件中选定掩蔽元件，所述掩蔽元件是蒙皮的一部分并且处于气流中，
-第二测量步骤，在该第二测量步骤期间，频率计测量由掩蔽元件因所述气流而发出的另一声音信号的基频，
-修改步骤，在修改步骤期间，
-掩蔽元件的结构被修改为将由掩蔽元件发出的声音信号的基频转变成比由产生元件发出的声音信号的基频低的频率，或者
-产生元件的结构被修改为将由产生元件发出的声音信号的基频转变成比由掩蔽元件发出的声音信号的基频高的频率。
因此，这样的掩蔽方法使得可以通过由掩蔽元件发出的信号来掩蔽由产生元件发出的声音信号。
根据一个特定实施方式，产生元件是空腔，并且修改步骤包括通过将突出边缘改变成斜面来修改空腔的下游边缘。此外，下游斜面进一步降低了产生元件的啸声的强度并且有利于由掩蔽元件掩蔽声音。
根据另一特定实施方式，掩蔽元件是空腔，并且修改步骤包括通过将突出边缘改变成斜面来修改空腔的上游边缘。上游斜面将增大掩蔽元件的啸声的强度并且有利于发生元件的声音掩蔽。
根据另一特定实施方式，掩蔽元件是蒙皮的在产生元件的附近的区域，并且修改步骤包括将杆附接到所述区域上。
根据另一特定实施方式，掩蔽元件采取空气动力学轮廓的形式，并且修改步骤包括截断掩蔽元件的下游边缘。
根据另一特定实施方式，掩蔽元件采取空气动力学轮廓的形式，并且修改步骤包括增厚掩蔽元件的下游边缘。
根据另一特定实施方式，掩蔽元件采取空气动力学轮廓的形式，并且修改步骤包括延长和减薄掩蔽元件的下游边缘。
本发明还提出了一种飞行器，该飞行器包括：处于气流中的蒙皮，并且蒙皮具有由于所述气流而产生声音信号的产生元件；以及由于所述气流而产生另一声音信号的掩蔽元件，所述掩蔽元件和所述产生元件被选择，并且掩蔽元件和产生元件中的一者或者另一者的结构通过根据上述变型中的一者的掩蔽方法的实现被修改。
附图说明
上面提到的本发明的特征以及其他特征将在阅读示例性实施方式的以下描述时更清楚地显现，所述描述参照附图给出，在附图中：
图1示出了根据本发明的飞行器的侧视图，
图2示出了根据第一实施方式修改的空腔的几何形状，
图3示出了根据第二实施方式修改的空腔的几何形状，
图4示出了根据第三实施方式修改的空腔的几何形状，
图5至图7示出了根据不同实施方式的突出元件的轮廓的侧视图，
图8示出了根据本发明的掩蔽方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了飞行器100，飞行器100包括围绕飞行器100延伸的蒙皮102。飞行器100在气流中移动，气流在本文中由箭头10表示。
蒙皮102具有多个元件104a至104b，多个元件104a至104b也在气流10中并且例如是在蒙皮中形成的空腔或比如为随后突出的天线的附加物。这些元件104a至104b中的每一者由于气流10而产生声音信号。
在后续的描述中，被标记为104a的元件被称为产生元件104a，也就是说，产生元件104a是产生必须被掩蔽的声音信号的元件，并且被标记为104b的元件被称为掩蔽元件，也就是说掩蔽元件是产生另一声音信号的元件，用于掩蔽由产生元件104a产生的声音信号。
本发明的原理不是消除由产生元件104a产生的声音信号，而是通过创建由掩蔽元件104b发出的并且叠加在由产生元件104a产生的声音信号上的新的声音信号来消除在飞行器行进时观察者所感到的不适的声音。
本发明的原理是基于人耳的功能。实际上，当存在具有接近频率的两个声音信号时，如果最低频率的信号的振幅足够高，人耳就倾向于只感知具有最低频率的信号。
图8示出了根据本发明的掩蔽方法的流程图800。掩蔽方法800包括：
-选择步骤802，在选择步骤802期间，产生元件104a被选择，
-第一测量步骤804，在第一测量步骤804期间，频率计测量由产生元件104a因气流10而发出的声音信号的基频，
-选定步骤806，在选定步骤806期间，从多个可能的掩蔽元件104b中选定掩蔽元件104b，
-第二测量步骤808，在第二测量步骤808期间，频率计测量由掩蔽元件104b因所述气流10而发出的另一声音信号的基频，
-修改步骤810，在修改步骤810期间，
-掩蔽元件104b的结构被修改为将由掩蔽元件104b发出的声音信号的基频转变成比由产生元件104a发出的声音信号的基频低的频率，或者
-产生元件104a的结构被修改为将由产生元件104a产生的声音信号的基频转变成比由掩蔽元件104b发出的声音信号的基频高的频率。
因此，由产生元件104a发出的声音信号被由掩蔽元件104b发出的声音信号覆盖，并且随之，观察者在听觉上较少受到扰动。
要修改的掩蔽元件104b在产生元件104a的附近被选择。
掩蔽元件104b的结构被修改成修改了围绕掩蔽元件104b的空气动力学流。
图2示出了蒙皮102中的空腔202，空腔202构成在气流10中要被修改的产生元件104a的示例。空腔202具有产生涡流的上游边缘。这些涡流冲击空腔202的下游边缘，并且为了改变这种冲击的结果，空腔202的下游边缘被修改为呈现斜面204。因此，空腔202尺寸的增加允许降低由空腔202发出的信号的基频，以便变得更接近于掩蔽元件的频率。此外，涡流将冲击柔和形状的下游边缘，并且在下游边缘处的涡流的局部变形比在突出边缘上弱，这使得可以降低产生元件104a的啸声的强度。
因此，修改步骤810包括通过将突出边缘改变成斜面204来修改空腔202的下游边缘。
图3示出蒙皮102中的空腔302，空腔302构成在气流10中的要被修改的掩蔽元件104b的示例。空腔302具有产生涡流的上游边缘。这些涡流冲击空腔302的下游边缘，并且为了改变这种冲击的结果，空腔302的上游边缘被修改为呈现斜面304。因此，由于空腔302的纵向长度的增加，空腔302发出的声音信号的基频降低，以致于变得低于产生元件的频率。上游空腔304将增加掩蔽元件104b的啸声的强度，并且有利于发声元件的声音遮蔽。
因此，修改步骤810包括通过将突出边缘改变成斜面304来修改空腔302的上游边缘。
这样的修改使得可以覆盖由产生元件104a发出的较高基频的声音信号。
在特定的实施方式中，在飞行器100的情况下，因此可以修改飞行器100的起落架的元件的旋转轴的空腔，以掩蔽FOPP(英文表示“燃油过压保护器(Fuel Over PressureProtector)”)空腔的啸声。
图4示出了下述实施方式：其中，要修改的掩蔽元件104b是蒙皮102的在产生元件104a附近的区域，并且在这里例如是空腔402。掩蔽元件104b呈杆404的形式，杆404附接至蒙皮102的在空腔402附近的区域上，特别是附接至与空腔402相距等于杆404的直径的距离处的蒙皮102的区域上，以便不会在空气动力学方面扰乱空腔402。杆404以其轴线垂直于蒙皮102的方式附接。杆404的直径根据期望产生的频率被计算。
因此，修改步骤810包括通过将杆404附接至蒙皮102的在产生元件104a附近的区域来修改该区域。
图5至图7示出了应用于掩蔽元件502、602、702的不同改型，掩蔽元件502、602、702具有空气动力学轮廓的形式，比如例如在声音信号必须被掩蔽的产生元件104a的附近附接至蒙皮102的天线。
在图5所示的实施方式中，掩蔽元件502被截断，以便获得具有比在不被截断的轮廓的情况下的基频的低的基频的啸声。事实上，截断的后缘504产生涡流，该涡流在与轮廓分离时发出啸声。啸声的基频与后缘504的厚度有关，其中，后缘504越厚，基频越低。
因此，修改步骤810包括截断呈轮廓的形式的掩蔽元件502的后缘504。
在图6所示的实施方式中，掩蔽元件602的后缘604被加厚以获得具有比在轮廓不增厚的情况下的基频低的基频的啸声。
因此，修改步骤810包括增厚呈轮廓的形式的掩蔽元件602的后缘604。
在图7所示的实施方式中，掩蔽元件602的后缘704被延长和减薄，以获得具有比在轮廓不被延长和减薄的情况的基频高的基频的啸声。
因此，修改步骤810包括延长和减薄呈轮廓的形式的掩蔽元件702的后缘704。
因此，根据本发明的飞行器100包括气流10中的蒙皮102，并且蒙皮102具有由于所述气流10而产生声音信号的产生元件104a，以及由于所述气流10而产生另一声音信号的掩蔽元件104b，所述掩蔽元件104b和所述产生元件104a被选择，并且掩蔽元件104b和产生元件104a中的一者或者另一者的结构通过上述掩蔽方法800的实现被修改。
各种修改也使得可以使所有的声源相协调以便具有可接受的表现形式。然后，每个修改被设计成产生良好定义的声音频率，例如与音符相关联，使得产生的所有声音频率一起形成音乐和弦。

Claims (8)

1.一种掩蔽方法(800)，包括：
-选择步骤(802)，在所述选择步骤(802)期间，选择产生元件(104a)，所述产生元件(104a)是飞行器(100)的蒙皮(102)的一部分并且处于气流(10)中，
-第一测量步骤(804)，在所述第一测量步骤(804)期间，频率计测量由所述产生元件(104a)因所述气流(10)而发出的声音信号的基频，
-选定步骤(806)，在所述选定步骤(806)期间，从多个可能的掩蔽元件(104b)中选定掩蔽元件(104b)，所述掩蔽元件(104b)是所述蒙皮(102)的一部分并且处于所述气流(10)中，
-第二测量步骤(808)，在所述第二测量步骤(808)期间，频率计测量由所述掩蔽元件(104b)因所述气流(10)而发出的另一声音信号的基频，
-修改步骤(810)，在所述修改步骤(810)期间，
-所述掩蔽元件(104b)的结构被修改为将由所述掩蔽元件(104b)发出的所述声音信号的所述基频转变成比由所述产生元件(104a)发出的所述声音信号的所述基频低的频率，或者
-所述产生元件(104a)的结构被修改为将由所述产生元件(104a)发出的所述声音信号的所述基频转变成比由所述掩蔽元件(104b)发出的所述声音信号的所述基频高的频率。
2.根据权利要求1所述的掩蔽方法(800)，其特征在于，所述产生元件(104a、202)是空腔，并且，所述修改步骤(810)包括通过将突出边缘改变成斜面(204)来修改所述空腔(202)的下游边缘。
3.根据权利要求1所述的掩蔽方法(800)，其特征在于，所述掩蔽元件(104b、302)是空腔，并且，所述修改步骤(810)包括通过将突出边缘改变成斜面(304)来修改所述空腔(302)的上游边缘。
4.根据权利要求1所述的掩蔽方法(800)，其特征在于，所述掩蔽元件(104b)是所述蒙皮(102)的在所述产生元件(104a)的附近的区域，并且，所述修改步骤(810)包括将杆(404)附接到所述区域上。
5.根据权利要求1所述的掩蔽方法(800)，其特征在于，所述掩蔽元件(104b、502)采取空气动力学轮廓的形式，并且，所述修改步骤(810)包括截断所述掩蔽元件(502)的下游边缘(504)。
6.根据权利要求1所述的掩蔽方法(800)，其特征在于，所述掩蔽元件(104b、602)采取空气动力学轮廓的形式，并且，所述修改步骤(810)包括增厚所述掩蔽元件(502)的下游边缘(604)。
7.根据权利要求1所述的掩蔽方法(800)，其特征在于，所述掩蔽元件(104b、702)采取空气动力学轮廓的形式，并且，所述修改步骤(810)包括延长和减薄所述掩蔽元件(502)的下游边缘(704)。
8.一种飞行器(100)，所述飞行器(100)包括处于气流(10)中的蒙皮(102)，并且所述蒙皮(102)具有由于所述气流(10)而产生声音信号的产生元件(104a)，以及由于所述气流(10)而产生另一声音信号的掩蔽元件(104b)，所述掩蔽元件(104b)和所述产生元件(104a)被选择，并且所述掩蔽元件(104b)和所述产生元件(104a)中的一者或者另一者的结构通过根据前述权利要求中的一者所述的掩蔽方法(800)的实现被修改。
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