CN108706092A - 一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，包括设置在武器舱前沿表面的扰流板，所述扰流板包括底面基板和与底面基板连接的扰流片，所述扰流片通过连接点可以绕着底面基板转动，转动后的扰流片与底面基板的夹角为0°～90°之间的任一角度。扰流片横梁上下表面均为锯齿结构，可以大幅度提高对来流的控制效果；扰流片底部的间隙减小了装置在来流法向上的投影面积，从而降低了飞行器的气动阻力；通过改变扰流片与基板间的倾角，保证扰流片的高度与边界层厚度相当，在不同速度条件下均可对下游舱体产生最佳降噪效果。

Description

一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别是涉及一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置。

背景技术

內埋武器舱是现代先进战机的主要特征之一，当战机起/降、巡航等状态时舱门始终处于关闭状态，维持战机优秀的气动外形，以此降低飞行阻力，增强机动能力，提升隐身效果。当战机发射或投放武器时，武器舱的舱门处于打开状态，外部高速的气流撞击武器舱后壁会导致舱内的自持振荡现象，从而在舱内产生高强度气动噪声。高强度噪声环境不仅对舱体结构产生疲劳，影响其使用寿命，而且对设备仪器和人员健康产生很大危害。

目前，飞行器武器舱噪声抑制方式主要通过流动控制的方式改变舱体内的流场，从而达到抑制自持振荡的目的，其中包括主动控制和被动控制两种方式。主动流动控制通过在舱体内外安装射流或等离子装置，改变气流的流动方式，以此抑制腔内噪声的产生，然而这些装置较复杂，应用性较差；而被动流动控制主要通过在舱体的前缘安装扰流片，改变舱内剪切层的位置和速度，削弱对舱体的撞击，从而达到抑制舱内噪声的目的。

其中在舱体前缘安装锯齿扰流片是一种简单有效的噪声抑制手段，然而在进行流动控制的同时，锯齿结构也破坏了飞行器气动外形，从而增加了飞行器的气动阻力。另外，研究表明：当前缘锯齿的高度与舱体前缘处来流边界层厚度相当时，对舱内噪声的抑制效果最佳，不同飞行条件下来流边界层厚度并不相同，因而现有的固定高度的锯齿装置只能在特定飞行条件下产生最佳降噪效果。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提出一种新的锯齿结构，用于提高锯齿装置的降噪效果，降低前缘锯齿扰流装置的气动阻力，并增大最佳降噪效果的飞行速度范围。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，包括设置在武器舱前沿表面的扰流板，所述扰流板包括底面基板和与底面基板连接的扰流片，所述扰流片通过连接点可以绕着底面基板转动，转动后的扰流片与底面基板的夹角为0°～90°之间的任一角度。

在上述技术方案中，所述底面基板上与扰流片连接的端面为凸起结构，扰流片上的连接端为与凸起结构相匹配的凹形结构。

在上述技术方案中，所述扰流片包括两侧的侧边支撑条和连接侧边支撑条的横梁，横梁与侧边支撑条构成凹形结构。

在上述技术方案中，所述横梁的上缘和下缘均为锯齿结构。

在上述技术方案中，与横梁下缘相对应的底面基板的边缘为锯齿结构，横梁下缘的锯齿与底面基板边缘的锯齿相互啮合。

在上述技术方案中，所述扰流片与底面基板之间通过电动铰链连接，所述电动铰链可以调节扰流片与底面基板之间的夹角。

在上述技术方案中，扰流片在与底面基板的夹角大于0°时，扰流片横梁的下缘与底面基板的上平面之间为贯通的间隙。

在上述技术方案中，所述间隙减小了扰流片在气流来流方向上的投影面积。

在上述技术方案中，底面基板与扰流片嵌入设置于武器舱前缘表面，底面基板与飞行器表面紧密结合。

在上述技术方案中，武器舱舱门关闭时扰流片与基板间的夹角保持为0°，所述扰流板与飞行器表面位于同一平面，所述扰流片的横梁上缘与舱体前缘对齐。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

扰流片横梁上下表面均为锯齿结构，可以大幅度提高对来流的控制效果；

扰流片底部的间隙减小了装置在来流法向上的投影面积，从而降低了飞行器的气动阻力；

通过改变扰流片与基板间的倾角，保证扰流片的高度与边界层厚度相当，在不同速度条件下均可对下游舱体产生最佳降噪效果。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1装置结构分解图；

图2装置位置示意图；

图3 扰流片开启状态结构图；

图4 扰流片关闭状态结构图；

图5装置开启时侧向视图；

其中：1是底面基板，2是扰流片，3是电动铰链，4是横梁，5是侧边支撑条，6是腔体结构，7是气流的来流方向，8是边界层。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

实施例一

如图1 所示，本例中的扰流板包括底面基板和扰流片，扰流片为倒凹形结构、底面基板为凸起机构， 所示扰流片的整体宽度为w（略大于下游腔体的宽度），高度为h（大于最大来流边界层厚度），厚度为d。扰流片中部横梁部分与下游腔体等宽，上下表面均为锯齿结构，齿角60°，齿高为2mm，所有锯齿紧密相邻，上下缘锯齿齿尖距离约为0.3h，两侧支撑条部分宽度约5mm。

所述基板为凸形结构，宽度与扰流片宽度相同均为w，总高度约为2h，厚度为d。凸出部分宽度与腔体相同，上缘为锯齿结构，齿高2mm，齿角60°。基板的上部凸出部分与扰流片下部凹入部分相互契合。

底面基板的肩部与扰流片的侧边支撑条的底部通过电动铰链结构衔接。铰链的中心为圆柱形，直径约为0.5d，长度与扰流片上侧支撑边条宽度相同。通过电动铰链可以调节扰流片与基板间的夹角，当夹角为0°时，扰流片与基板位于同一平面，扰流片的凹槽与基板的凸出部分紧密结合。电动铰链结构轴向与武器舱宽度方向平行，位于基板肩部和扰流片两侧支撑条的底部，通过内置电机提供扭矩可以调节扰流片与基板间的夹角。

整个装置嵌于腔体前缘表面，位置如图2所示，其中7为来流方向。基板与腔体前缘表面紧密结合，并保持两者的外部表面处于同一平面。当时，装置为关闭状态，基板和扰流片处于同一平面，其结构如图3所示，此时扰流片的上缘紧贴腔体的前缘，且基板、扰流片和腔体表面保持在同一平面上，如图2所示；当装置打开时，其状态如图4和图5所示，扰流片上缘与腔体表面的垂直高度。在不同来流条件下，可根据边界层的厚度调节，使扰流片的高度h与边界层的厚度相当，从而使扰流装置对下游腔体的噪声抑制效果到达最佳状态。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，包括设置在武器舱前沿表面的扰流板，其特征在于所述扰流板包括底面基板和与底面基板连接的扰流片，所述扰流片通过连接点可以绕着底面基板转动，转动后的扰流片与底面基板的夹角为0°～90°之间的任一角度。

2.根据权利要求1所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于所述底面基板上与扰流片连接的端面为凸起结构，扰流片上的连接端为与凸起结构相匹配的凹形结构。

3.根据权利要求2所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于所述扰流片包括两侧的侧边支撑条和连接侧边支撑条的横梁，横梁与侧边支撑条构成凹形结构。

4.根据权利要求3所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于所述横梁的上缘和下缘均为锯齿结构。

5.根据权利要求4所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于与横梁下缘相对应的底面基板的边缘为锯齿结构，横梁下缘的锯齿与底面基板边缘的锯齿相互啮合。

6.根据权利要求1所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于所述扰流片与底面基板之间通过电动铰链连接，所述电动铰链可以调节扰流片与底面基板之间的夹角。

7.根据权利要求2～5任一所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于扰流片在与底面基板的夹角大于0°时，扰流片横梁的下缘与底面基板的上平面之间为贯通的间隙。

8.根据权利要求7所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于所述间隙减小了扰流片在气流来流方向上的投影面积。

9.根据权利要求1～6任一所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于底面基板与扰流片嵌入设置于武器舱前缘表面，底面基板与飞行器表面紧密结合。

10.根据权利要求9所述的一种锯齿形飞行器武器舱噪声抑制装置，其特征在于武器舱舱门关闭时扰流片与基板间的夹角保持为0°，所述扰流板与飞行器表面位于同一平面，所述扰流片的横梁上缘与舱体前缘对齐。