CN112799436A - 一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置和方法 - Google Patents

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高飞
胡陈映
顾金桃
王美燕
肖乾
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Abstract

本发明属于飞机噪声控制领域，提供一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置和方法，降低空腔内部噪声。装置包括：空腔(1)、吹气管道(2)、气源装置(3)、管道控制阀(4)、主动控制器(5)、动态压力传感器(6)；吹气管道(2)的出口位于空腔(1)上，管道控制阀(4)安装在吹气管道(2)上，由主动控制器(5)进行调节控制，吹气管道(2)的入口与气源装置(3)连接，动态压力传感器(6)安装在空腔(1)壁板上，动态压力传感器(6)与主动控制器(5)连接。分析表明，空腔不同区域壁板表面噪声平均降低6dB。

Description

一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置和方法
技术领域
本发明属于飞机噪声控制领域，涉及一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置和方法。
背景技术
空腔结构是飞机常见结构，例如起落架舱、缝翼/襟翼舱、设备舱和弹舱等。在飞机起降过程和飞行过程中，当舱门打开时，空腔暴露于气流中，空腔前部的来流剪切层与空腔内部气流相互作用，有可能产生自激振荡，产生强噪声。一方面强噪声会影响机场周围的环境，造成噪声污染；另一方面，强烈空腔噪声将导致空腔内部结构损坏、设备失灵或误操作，严重时会危及飞行安全。
当前常见的空腔噪声控制装置是在空腔前缘安装扰流装置，如斜板装置、平板装置、锯齿装置、圆柱装置、穿孔板装置等。这些装置对空腔噪声具有抑制效果，但是这些装置与来流速度有密切关系。目前也有空腔前缘射流抑制空腔噪声的装置，但是射流不能应对变化的来流进行噪声控制，适用性低。
发明内容
本发明的目的是：
提供一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置和方法，降低空腔内部噪声。
本发明的技术方案是：
一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置，包括：
空腔1、吹气管道2、气源装置3、管道控制阀4、主动控制器5、动态压力传感器6；
吹气管道2的出口位于空腔1上，管道控制阀4安装在吹气管道2上，由主动控制器5进行调节控制，吹气管道2的入口与气源装置3连接，动态压力传感器6安装在空腔1壁板上，动态压力传感器6与主动控制器5连接。
动态压力传感器6与主动控制器5通过控制器连接线缆7连接；管道控制阀4与主动控制器5通过控制器连接线缆7连接。
吹气管道2的出口位于空腔1前缘，或者空腔1前部壁板，侧部壁板或者底部壁板，或者后部壁板；吹气管道2出口最少1个，吹气管道2出口布置方法为：沿空腔1宽度方向对称布置；或者按照空腔1的深度或者长度方向排列。
调节吹气管道2和气源装置3流量，由主动控制器5发出指令，驱动管道控制阀4进行控制，从各个吹气管道2单独或者至少两个同时按照连续脉冲的变化规律吹气。
调节吹气管道2和气源装置3流量，由主动控制器5发出指令，驱动管道控制阀4进行控制，从各个吹气管道2单独或者至少两个同时按照半正弦波变化规律吹气。
调节吹气管道2和气源装置3流量，由主动控制器5发出指令，驱动管道控制阀4进行控制，从各个吹气管道2单独或者至少两个同时以恒定流量吹气。
一种空腔噪声控制的主动吹气控制方法，包括：
在空腔前缘、前壁、侧壁、底部和后壁选择位置设置吹气出口，由气源装置按照一定的规律供气，改变空腔内部流场；同时在空腔内部布置传感器测量空腔壁面的动态响应，并反馈至气源装置主动调节吹气流量。
气源装置供气规律包括：
从各个吹气管道2单独或者至少两个同时按照连续脉冲的变化规律吹气；
从各个吹气管道2单独或者至少两个同时按照半正弦波变化规律吹气；
从各个吹气管道2单独或者至少两个同时以恒定流量吹气。
气源装置供气规律还包括：吹气所使用的气体包括不同密度或者温度的气体。
空腔内部布置传感器测量空腔壁面的动态响应，如果当前气源装置供气规律不能降低当前空腔内部噪声，改变当前气源装置供气规律。
本发明的技术效果是：
本发明根据空腔噪声产生机理，在空腔前缘、前壁、侧壁、底部和后壁适当位置设置吹气出口，由气源装置按照一定的规律供气，改变空腔内部流场；同时在空腔内部布置传感器测量空腔壁面的动态响应，并反馈至气源装置主动调节吹气流量，因此可以降低空腔内部噪声。分析表明，空腔不同区域壁板表面噪声平均降低6dB。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
如图1所示，一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置，包括：空腔1、吹气管道2、气源装置3、管道控制阀4、主动控制器5、动态压力传感器6和控制器连接线缆7。
吹气管道2的出口可以位于空腔1前缘，或者前部壁板，或者侧部壁板，或者底部壁板，或者后部壁板的适当位置。气源装置3布置在空腔下方的位置。
动态压力传感器安装在空腔1壁板上，可以位于空腔1前部壁板，或者底部壁板，或者后部壁板的适当位置。
管道控制阀门4安装在管道2上，由主动控制器5进行调节控制。
动态压力传感器6采集信号，通过控制器连接线缆7传输至主动控制器5。主动控制器5发出控制信号，通过连接线缆7传输至管道控制阀4，主动调节管道流量进行噪声控制。
布置在空腔1前缘或者壁板上的吹气管道2出口最少1个，也可以有多个。吹气管道2出口布置方法为：沿空腔1宽度方向对称布置；或者按照空腔1的深度或者长度方向排列。吹气管道2越多，空腔1噪声控制效果越好。
气源装置3可以使用不同密度或者温度的气体，可以从发动机引气、利用风机供气或者气罐供气等方式。
调节吹气管道2和气源装置3的流量，由主动控制器5发出指令，驱动管道控制阀4进行控制，从各个吹气管道2单独吹气或者同时吹气，可以改变空腔1内部流场，降低空腔1内部噪声。流量越大，噪声控制效果越好。
调节吹气管道2和气源装置3流量，由主动控制器5发出指令，驱动管道控制阀4进行控制，从各个吹气管道2单独或者同时按照连续脉冲的变化规律吹气，可以改变空腔1内部流场，并对内部流动增加连续脉冲形式的扰动，有利于降低空腔1噪声。流量越大，噪声控制效果越好；适当改变脉冲吹气的时间间隔，可以降低空腔噪声。
调节吹气管道2和气源装置3流量，由主动控制器5发出指令，驱动管道控制阀4进行控制，从各个吹气管道2单独或者同时按照半正弦波变化规律吹气，可以改变空腔1内部流场，并对内部流动增加半正弦波形式的扰动，有利于降低空腔1噪声。流量越大，噪声控制效果越好；适当改变半正弦吹气周期，可以降低空腔噪声。
调节吹气管道2和气源装置3流量，由主动控制器5发出指令，驱动管道控制阀4进行控制，从各个吹气管道2单独或者同时以恒定流量吹气，可以改变空腔1内部流场，降低空腔1内部噪声。流量越大，噪声控制效果越好。
一种空腔噪声控制的主动吹气控制方法，包括：
在空腔前缘、前壁、侧壁、底部和后壁选择位置设置吹气出口，由气源装置按照一定的规律供气，改变空腔内部流场；同时在空腔内部布置传感器测量空腔壁面的动态响应，并反馈至气源装置主动调节吹气流量。
气源装置供气规律包括：
从各个吹气管道2单独或者至少两个同时按照连续脉冲的变化规律吹气；
从各个吹气管道2单独或者至少两个同时按照半正弦波变化规律吹气；
从各个吹气管道2单独或者至少两个同时以恒定流量吹气。
气源装置供气规律还包括：吹气所使用的气体包括不同密度或者温度的气体。
空腔内部布置传感器测量空腔壁面的动态响应，如果当前气源装置供气规律不能降低当前空腔内部噪声，改变当前气源装置供气规律。
本发明根据空腔噪声产生机理，在空腔前缘、前壁、底部和后壁适当位置设置吹气出口，由气源装置按照一定的规律供气，改变空腔内部流场；同时在空腔内部布置传感器测量空腔壁面的动态响应，并反馈至气源装置主动调节吹气流量，因此可以降低空腔内部噪声。

Claims (10)

1.一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置，其特征在于，包括：
空腔(1)、吹气管道(2)、气源装置(3)、管道控制阀(4)、主动控制器(5)、动态压力传感器(6)；
吹气管道(2)的出口位于空腔(1)上，管道控制阀(4)安装在吹气管道(2)上，由主动控制器(5)进行调节控制，吹气管道(2)的入口与气源装置(3)连接，动态压力传感器(6)安装在空腔(1)壁板上，动态压力传感器(6)与主动控制器(5)连接。
2.如权利要求1所述的一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置，其特征在于，
动态压力传感器(6)与主动控制器(5)通过控制器连接线缆(7)连接；管道控制阀(4)与主动控制器(5)通过控制器连接线缆(7)连接。
3.如权利要求1所述的一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置，其特征在于，
吹气管道(2)的出口位于空腔(1)前缘，或者空腔(1)前部壁板，侧部壁板或者底部壁板，或者后部壁板；吹气管道(2)出口最少1个，吹气管道(2)出口布置方法为：沿空腔(1)宽度方向对称布置；或者按照空腔(1)的深度或者长度方向排列。
4.如权利要求1所述的一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置，其特征在于，
调节吹气管道(2)和气源装置(3)流量，由主动控制器(5)发出指令，驱动管道控制阀(4)进行控制，从各个吹气管道(2)单独或者至少两个同时按照连续脉冲的变化规律吹气。
5.如权利要求1所述的一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置，其特征在于，
调节吹气管道(2)和气源装置(3)流量，由主动控制器(5)发出指令，驱动管道控制阀(4)进行控制，从各个吹气管道(2)单独或者至少两个同时按照半正弦波变化规律吹气。
6.如权利要求1所述的一种空腔噪声控制的主动吹气控制装置，其特征在于，
调节吹气管道(2)和气源装置(3)流量，由主动控制器(5)发出指令，驱动管道控制阀(4)进行控制，从各个吹气管道(2)单独或者至少两个同时以恒定流量吹气。
7.一种空腔噪声控制的主动吹气控制方法，其特征在于，包括：
在空腔前缘、前壁、侧壁、底部和后壁选择位置设置吹气出口，由气源装置按照一定的规律供气，改变空腔内部流场；同时在空腔内部布置传感器测量空腔壁面的动态响应，并反馈至气源装置主动调节吹气流量。
8.如权利要求7所述的一种空腔噪声控制的主动吹气控制方法，其特征在于，
气源装置供气规律包括：
从各个吹气管道(2)单独或者至少两个同时按照连续脉冲的变化规律吹气；
从各个吹气管道(2)单独或者至少两个同时按照半正弦波变化规律吹气；
从各个吹气管道(2)单独或者至少两个同时以恒定流量吹气。
9.如权利要求8所述的一种空腔噪声控制的主动吹气控制方法，其特征在于，
气源装置供气规律还包括：吹气所使用的气体包括不同密度或者温度的气体。
10.如权利要求9所述的一种空腔噪声控制的主动吹气控制方法，其特征在于，
空腔内部布置传感器测量空腔壁面的动态响应，如果当前气源装置供气规律不能降低当前空腔内部噪声，改变当前气源装置供气规律。
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