CN109808900A - 一种用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构，其包括翼身融合体机体和发动机；所述发动机设置在翼身融合体机体的背部；所述翼身融合体机体的后缘通过连接机构连接的有降噪部。
Description
技术领域
本发明涉及新型布局飞行器气动噪声抑制技术领域，具体涉及一种用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构。
背景技术
作为未来极具发展潜力的新概念飞机外形布局，翼身融合体飞机仍然需要在安全性、环保性和舒适性等方面进行进一步的优化和改进。在环保性方面，气动噪声的影响已经成为了包含翼身融合体飞机在内的各类航空航天器在研发过程中需要面对噪声问题中的重要因素。其中，发动机噪声作为在飞机整体噪声中最重要的气动噪声源，对它的噪声进行有效抑制，势必可以大大降低飞机的整体噪声。
根据飞机发动机噪声的产生机理，人们已经开发和验证了众多相关的噪声抑制技术，如：对转风扇技术、锯齿形喷管、声衬技术和噪声主动控制技术等。然而，对于翼身融合体飞机而言，为了降低发动机噪声对地面的影响，除了对发动机自身进行降噪外，也可以选择将发动机放置在机体背部的外形布局方式，利用机体部件对发动机噪声的遮挡作用进一步降低噪声对地面的影响。
截止目前，国外已经在该方面开展了一系列研究，主要以波音公司和NASA联合开展的项目为主，其中分别探讨了机体后缘补助翼（Elevon）攻角、后缘吸声内衬材料（Acoustic Lining）以及后缘与发动机相对位置等参数对发动机噪声的抑制效果，同时也做了翼身融合体垂直侧翼（Verticals）对发动机抑制效果方面的工作。而在国内，由于我国在航空领域上技术的相对落后，在翼身融合体飞机上的研究相比国外开展时间较晚，并且国内的已知研究中更多的是针对翼身融合体飞机的外形布局和空气动力学性能等方面的工作，关于利用机体部件的遮挡作用减小发动机噪声源对地面噪声影响的相关研究几乎没有，故至今没有开展利用吸声材料随厚度变薄呈现的流阻渐变特性来改善机体后缘上下两侧声压的突变，对噪声源的另一测衍射噪声实现进一步抑制，从而降低翼身融合体背部发动机噪声源对地面噪声衍射效果的工作。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
提供一种用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构，包括翼身融合体机体和发动机；所述发动机设置在翼身融合体机体的背部；所述翼身融合体机体的后缘通过连接机构连接的有降噪部。
进一步的，所述降噪部包括支撑框架和吸声材料，所述吸声材料设置在支撑框架内。
进一步的，所述支撑框架的外部造型跟随翼身融合体机体的造型渐变。
进一步的，所述支撑框架由板材构成。
进一步的，所述板材上设有若干孔洞。
进一步的，所述吸声材料为三聚氰胺棉、强韧性低雾化棉或三聚氰胺压制棉。
本发明的与现有技术相比：
1.将发动机设置在翼身融合体背部，利用翼身融合体机体的遮挡减少了部分发动机的噪音。
2.利用吸声材料在跟随支承框架的厚度变薄而呈现的流阻渐变特性来改善机体后缘上下两侧声压的突变，对噪声源的另一测衍射噪声实现进一步抑制。
3.整个机构不需要改变翼身融合体机体的原有外形布局，后缘所占整个翼身融合体机体的弦长根据降噪的需求可以进行改变，并不影响整体布局的气动性能，减小了开发成本和实验成本。
4.对翼身融合体机体后缘进行结构改进设计，工艺简单，费用低，便于一体化设计和规模化生产。
附图说明
图1为一种用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构的结构示意图。
其中，1、翼身融合体机体，2、发动机，3、支承框架，4、吸声材料，5、连接机构，6、板材。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例1
如图1所示，该用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构包括翼身融合体机体1和发动机2；发动机2设置在翼身融合体机体1的背部；翼身融合体机体1的后缘通过连接机构5连接的有降噪部。
当翼身融合体飞行器在高空中飞行时，发动机2作为噪声源会产生很大的噪声，这些噪声会向各个方位进行辐射，并绕过机体后缘末端向地面一侧衍射。对于处在声场中的障碍物而言，在它的边缘附近往往存在边缘效应，即：由于障碍物边缘附近声暴露边与另一边之间的声压出现了急剧突然的变化，会导致振动粒子因此产生很大的振动速度，并通过衍射作用进入到另一边声场。发动机2设置在翼身融合体机体1的背部，利用翼身融合体机体1的遮挡减少了部分发动机2的噪音。翼身融合体机体1的后缘的降噪部通过对声音的吸收进一步减少发动机2辐射的噪音。
实施例2
降噪部包括支撑框架3和吸声材料4，吸声材料4设置在支撑框架3内。支撑框架3的外部造型跟随翼身融合体机体1的造型渐变，即支撑框架3延远离翼身融合体机体1的方向变薄，同时吸声材料4也以相同的趋势变薄。利用吸声材料4跟随厚度变薄呈现的流阻渐变特性来改善翼身融合体机体1后缘上下两侧声压的突变。
实施例3
支撑框架3由板材6构成。板材6上设有若干孔洞。孔洞在减小板材6的重量的同时，使声波沿着这些孔洞可以深入吸声材料4内部，并且声波与洞缘发生摩擦将声能转化为热能，根据能量守恒定律，热能多了声能就少，实现了降噪的效果。
实施例4
吸声材料4为三聚氰胺棉、强韧性低雾化棉或三聚氰胺压制棉。在本实施例中列举的几种吸声材料4具有良好吸声系数的流阻材料，通过均匀的填充在穿孔板内部。即可以单独使用，也可以几种材料进行混合以适应不同条件下的降噪。
Claims (6)
1.一种用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构，其特征在于：包括翼身融合体机体（1）和发动机（2）；所述发动机（2）设置在翼身融合体机体（1）的背部；所述翼身融合体机体（1）的后缘通过连接机构（5）连接的有降噪部。
2.根据权利要求1所述的用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构，其特征在于：所述降噪部包括支撑框架（3）和吸声材料（4），所述吸声材料（4）设置在支撑框架（3）内。
3.根据权利要求2所述的用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构，其特征在于：所述支撑框架（3）的外部造型跟随翼身融合体机体（1）的造型渐变。
4.根据权利要求3所述的用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构，其特征在于：所述支撑框架（3）由板材（6）构成。
5.根据权利要求4所述的用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑制的结构，其特征在于：所述板材（6）上设有若干孔洞。
6.根据权利要求2所述的用于翼身融合体背部发动机对地面噪声衍射抑的制结构，其特征在于：所述吸声材料（4）为三聚氰胺棉、强韧性低雾化棉或三聚氰胺压制棉。
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