ES2617682T3 - Supresión de tonos acústicos de cavidad - Google Patents

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Abstract

Sistema de cavidad, que comprende: una cavidad (2) y una pluralidad de varillas (4); en donde las varillas (4) se extienden en una dirección lejos de una base (3) de la cavidad (2) hasta una altura que se extiende más allá de 5 la altura de un borde principal (14) de la cavidad (2), en donde el borde principal (14) es relativo a una dirección del flujo (6) real o prevista de un fluido sobre la cavidad (2); las varillas (4) están posicionadas en la dirección del flujo y en la proximidad del borde principal (14) de la cavidad (2); en donde se proporcionan uno o más elementos de alteración de flujo (34, 38) en una o más varillas (4), caracterizado por que: por lo menos alguno de los elementos de alteración de flujo (34, 38) comprende o proporciona bordes adicionales en una o más varillas (4) que están además del borde o bordes proporcionados por la forma subyacente de la varilla o varillas (4).

Description

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DESCRIPCION
Supresion de tonos acusticos de cavidad Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a metodos y sistemas para la supresion de tonos acusticos y/o resonancia y/u otros efectos de tono acustico en cavidades para cuando se mueven con relacion a un fluido ambiente. La presente invencion se refiere en particular, pero no se limita, a tales metodos y sistemas para cavidades empotradas en una superficie, por ejemplo, en una superficie de un vehuculo, por ejemplo las cavidades de las aeronaves, por ejemplo compartimientos, cuando la aeronave viaja en el aire.
Antecedentes
Considerando el caso de una superficie con una cavidad empotrada en la superficie, cuando la superficie, y por lo tanto la cavidad empotrada, se mueve en fluido ambiente, por ejemplo cuando una aeronave con un compartimiento abierto, por ejemplo un compartimiento de armas abierto o un compartimiento del tren de aterrizaje abierto, se mueve en el aire, se forma una capa de cizallamiento entre (i) el aire del ambiente en movimiento que fluye a traves de la superficie y a traves de la parte superior de la cavidad empotrada, y (ii) el aire estatico en la cavidad (desde el punto de referencia de la aeronave). Un vortice se desprende desde el borde principal de la cavidad y crece conforme desciende por la capa de cizallamiento e impacta en la pared (de salida) posterior del compartimiento resultando en la emision de ruido. Tambien la onda acustica viaja en direccion opuesta al flujo dentro del compartimiento. La presion fluctuante de la onda acustica puede dar como resultado vortices que se desprenden desde el borde principal del reborde de la cavidad, o un aumento en la tasa de crecimiento de los vortices de modo tal que se forma una serie de vortices por debajo de la capa de cizallamiento a una tasa preferencial, la cual se relaciona con la frecuencia en direccion opuesta al flujo de la onda acustica. Los vortices crecen en estructuras de gran escala conforme se propagan en la direccion del flujo en la capa de cizallamiento y luego impactan la pared (de salida) posterior del compartimiento a una tasa caractenstica. Esto da como resultado ruido acustico que se genera a una tasa caractenstica la cual puede describirse como tonos acusticos de una frecuencia caractenstica.
La frecuencia de los tonos puede formularse usando la ecuacion de Rossiter. Puede observarse que hay un ciclo de retroalimentacion formado por el paso de los vortices y en direccion opuesta al flujo de propagacion de la onda acustica.
El documento N° US 5.340.054 describe una disposicion de supresion de oscilaciones de la cavidad de un fuselaje en la que se colocan multiples pasadores en direccion opuesta al flujo del borde principal de la cavidad (es decir, fuera de la cavidad). Otros ejemplos de disposiciones de supresion de oscilaciones/resonancia de cavidad que comprenden estructuras fijas anadidas (de las cuales todas se colocan por fuera de la cavidad, bien en direccion opuesta al flujo del borde principal o en la direccion del flujo del borde (de salida) posterior) incluyen los descritos en los documentos N° US 5.699.981; documento N° US 6.098.925; documento N° US 6.739.554; y en el documento N° US 3.934.846. El documento N° US 6.296.202, que se considera que es la tecnica anterior mas cercana y que describe todas las caractensticas del preambulo de la reivindicacion 1, describe una disposicion que comprende un deflector aerodinamico oscilante.
Mas generalmente, se conoce la toma auxiliar de aire u otras disposiciones similares a tuneles. Tales disposiciones, incluso si se considera que incluyen una cavidad como tal, no incluyen cavidades del tipo como las que se tratan en la presente invencion, por el contrario, incluyen cavidades empotradas en una superficie.
Compendio de la invencion
El presente inventor ha comprendido que sena deseable proporcionar una forma de supresion al generar multiples turbulencias a escala fina, es decir, que resultan en multiples vortices pequenos, dentro de la capa de cizallamiento, rompiendo de ese modo la formacion de vortices a gran escala en la capa de cizallamiento, los cuales son parte del proceso de generacion de tono, y ademas para proporcionar que las multiples turbulencias a escala fina tiendan a no combinarse en unas mas grandes. El presente inventor ha comprendido ademas, que un camino, por ejemplo, de disuadir la combinacion de la turbulencia a fina escala en la mas grande podna ser aumentar el espesor de la capa de cizallamiento formada en la cavidad (observese, por ejemplo, que en contraste, las disposiciones de la tecnica anterior descritos en los documentos de la tecnica anterior anteriormente mencionados no tienen una tendencia a espesar la capa de cizallamiento). El presente inventor ha comprendido que, convencionalmente, una onda acustica en direccion opuesta al flujo interactua con los vortices en la capa de cizallamiento en tiempos aproximadamente comunes, es decir, muestran una coherencia temporal. El presente inventor ha comprendido por el contrario, que al proporcionar un cizallamiento mas grueso, los vortices mas cercanos al caudal se propagaran mas rapido en la direccion del flujo que aquellos que estan mas cerca del aire estatico en el compartimiento. El presente inventor ha comprendido por lo tanto que, en algun momento en la direccion del flujo los vortices llegaran en tiempos diferentes entre sf. El presente inventor ha comprendido que esta perdida de coherencia temporal interrumpira la formacion de las estructuras turbulentas a gran escala convencionales que de otro modojuganan un papel clave en la generacion de tonos acusticos no deseados. El presente inventor se ha dado cuenta de que es ventajoso en sf proporcionar caractensticas de un sistema de supresion dentro de la cavidad en vez del exterior. Por ejemplo, el inventor ha
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comprendido que para cavidades cerrables esto permitina que las caractensticas fueran facilmente removidas de, por ejemplo, el flujo de aire de la aeronave cuando la cavidad esta cerrada.
En un primer aspecto, la invencion proporciona un sistema de cavidad que comprende: una cavidad y una pluralidad de varillas; varillas que se extienden en una direccion lejos de una base de la cavidad hasta una altura que se extiende mas alla de la altura de un borde principal de la cavidad, el borde principal es relativo con relacion a una direccion de flujo real o prevista de un fluido sobre la cavidad; las varillas estan posicionadas en la direccion del flujo y en la proximidad del borde principal de la cavidad, en donde se proporcionan uno o mas elementos de alteracion del flujo en una o mas varillas, caracterizado por que por lo menos alguno de los elementos de alteracion comprenden o proporcionan bordes adicionales a una o mas varillas que estan ademas del borde o bordes proporcionados por la forma subyacente de la varilla o varillas.
La cavidad puede ser una cavidad empotrada en una superficie. La superficie puede ser una superficie comprendida por un vehnculo. El vehfculo puede ser una aeronave o cualquier otro tipo de vehfculo, por ejemplo, un automovil o un camion, o una embarcacion mantima que incluye, por ejemplo, un submarino.
Una o mas varillas pueden extenderse a una altura diferente de una o mas de las otras varillas.
Una o mas varillas pueden colocarse en un desplazamiento longitudinalmente con respecto a una o mas de las otras varillas.
El desplazamiento longitudinal puede tener la forma de un patron zigzag.
Las varillas pueden fijarse en la cavidad de forma tal que les permite moverse de forma reversible hacia una configuracion adicional en la que estan completamente encerradas en la cavidad cuando la cavidad esta cerrada.
Las varillas pueden extenderse en la direccion lejos de la base de la cavidad desde una posicion que esta entre la base de la cavidad y la altura del borde principal de la cavidad.
Por lo menos alguno de los elementos de alteracion de flujo puede comprender un canal que pasa a traves de la varilla.
Por lo menos alguno de los elementos de alteracion de flujo puede comprender una saliente que se extiende desde la varilla.
Los elementos de alteracion de flujo pueden estar a alturas diferentes en las diferentes varillas.
Pueden proporcionarse por lo menos dos tipos diferentes de elementos de alteracion de flujo.
Las varillas pueden colocarse a una distancia desde el borde principal que es < 0,2 x la distancia entre el borde principal y un borde posterior.
Las varillas pueden colocarse a una distancia desde el borde principal que es < 0,1 x la distancia entre el borde principal y el borde posterior.
Las varillas pueden colocarse a una distancia desde el borde principal que es < 0,05 x la distancia entre el borde principal y el borde posterior.
Para una o mas varillas por lo menos una porcion de la varilla puede inclinarse en la direccion del flujo.
El efecto de las varillas puede aumentar el espesor de la capa de cizallamiento.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una ilustracion esquematica (no a escala) de una vista en perspectiva de un sistema de supresion de tonos acusticos de cavidad;
La Figura 2 es una vista esquematica en seccion transversal (no a escala) del sistema de supresion de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista en perspectiva de una varilla;
La Figura 4 es una vista en seccion transversal de la varilla de la Figura 3;
La Figura 5 es una vista en perspectiva de una varilla;
La Figura 6 es una vista en seccion transversal de la varilla de la Figura 5;
La Figura 7 muestra un sistema de supresion, visto desde arriba, en el cual las varillas se colocan relativas entre sf en una disposicion de zigzag;
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La Figura 8 muestra un sistema de supresion, visto desde arriba, en el cual las varillas se colocan relativas entre sf en una disposicion de zigzag;
La Figura 9 muestra un sistema de supresion, visto desde arriba, en el cual las varillas se colocan a lo largo de una lmea en un angulo oblicuo con respecto a la direccion del flujo;
La Figura 10 muestra un sistema de supresion en el que una o mas varillas son diferentes de rectas;
La Figura 11 muestra una vista esquematica en seccion transversal de una primera configuracion de un sistema de supresion;
La Figura 12 muestra una vista esquematica en seccion transversal de una segunda configuracion del sistema de supresion de la Figura 11;
La Figura 13 muestra una vista esquematica en seccion transversal de una segunda configuracion alternativa del sistema de supresion de la Figura 11;
La Figura 14 muestra una vista esquematica en seccion transversal de otra primera configuracion de un sistema de supresion; y
La Figura 15 muestra una vista esquematica en seccion transversal de una segunda configuracion del sistema de supresion de la Figura 14.
Descripcion detallada
Se apreciara que expresiones relativas tales como horizontal y vertical, superior e inferior, por encima y por debajo, delante y detras, y asf sucesivamente, se usaron anteriormente meramente para facilitar la referencia a las Figuras, y esas expresiones como tal, no son limitativas, y pueden implementarse en cualquiera de los dos sentidos diferentes en lugar de fielmente horizontal y vertical, superior e inferior, y asf sucesivamente. En particular, para conveniencia, en las Figuras se muestra una cavidad con la abertura en la parte superior de la pagina, y por conveniencia, la palabra “superior” se usa para significar la abertura de la cavidad, y la palabra “por encima” significa ademas, lejos de la cavidad. Sin embargo, se apreciara que la presente invencion tambien se refiere a cavidades colocadas, por ejemplo, por debajo del ala o del fuselaje de p. ej. una aeronave, es decir, al reves de lo que se muestra en las Figuras, pero la descripcion del uso de la palabra “superior” aun se referira a la parte de la abertura de la cavidad y la palabra “por encima” aun se referira a estar lejos de la cavidad.
La Figura 1 es una ilustracion esquematica (no a escala) de una vista en perspectiva de una primera realizacion de un sistema de supresion 1 de tonos acusticos de cavidad (referido de aqrn en adelante como el sistema de supresion 1). El sistema de supresion de tono acustico de cavidad comprende una cavidad 2 y una pluralidad de varillas 4. En esta realizacion la cavidad 2 esta en una superficie 19. Para claridad, solo se muestran siete varillas 4 en la Figura 1, aunque tfpicamente el sistema de supresion 1 comprendera mas de siete varillas, por ejemplo, veinte varillas.
En esta realizacion la cavidad 2 es una cavidad 2 empotrada en una superficie 19 de una aeronave (en la Figura 2 el lfmite externo de la superficie 19 se identifica esquematicamente por una lmea en zigzag para indicar en forma de estilo de dibujo convencional que la extension de la superficie 19 que se muestra esquematicamente no necesariamente se limita a la pagina del dibujo). La superficie 19 es sustancialmente plana, aunque no necesariamente llana y no necesariamente sin falta de uniformidad o elementos fijados a la misma. En esta realizacion, la cavidad 2 es rectangular y comprende una base plana 3. En la Figura 1 la base plana 3 se muestra esquematicamente con un achurado. La cavidad 2 comprende adicionalmente, definida con relacion a una direccion del flujo real o prevista 6 (la direccion del flujo 6 estando a traves, o sobre, la superficie 19 y la cavidad 2), una pared principal 8, una pared (de salida) posterior 10, y dos paredes laterales 12. En esta realizacion todas esas paredes estan perpendiculares a la base plana 3. En la parte superior de la cavidad 2, la cavidad 2 comprende para cada una de esas paredes, respectivamente, un borde principal 14, un borde (de salida) posterior 16, y dos bordes laterales 18.
En esta realizacion, las varillas 4 se montan en la base plana 3 y se extienden hacia arriba (es decir, perpendicular a la base plana 3) lejos de la base plana 3 hasta una altura que se extiende mas alla de la altura del borde principal 14.
En esta realizacion las varillas 4 se colocan en la direccion del flujo del borde principal 14 (es decir, en la cavidad 2), y las varillas 4 se colocan mas cerca del borde principal 14 de lo que estan del borde (de salida) posterior 16. Mas particularmente, en esta realizacion las varillas 4 se colocan de modo tal que la distancia de las varillas 4 desde el borde principal 14 es igual a 0,05 x la distancia total entre el borde principal 14 y el borde (de salida) posterior 14.
En esta realizacion, todas las varillas 4 tienen forma de seccion transversal circular cuando se ven desde arriba.
En esta realizacion todas las varillas 4 tienen la misma forma (circular) de seccion transversal que las otras cuando se ven desde arriba, y todas tienen el mismo diametro que las otras.
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En esta realizacion cada varilla tiene una forma de seccion transversal uniforme a lo largo de toda su altura.
En esta realizacion, todas las varillas tienen la misma altura que las otras.
En esta realizacion todas las varillas 4 estan colocadas espaciadas en una direccion de lmea recta comun, en donde la direccion de lmea recta es perpendicular a la direccion del flujo 6, es decir, paralela al borde principal 14. En esta realizacion todas las varillas 4 estan separadas equidistantemente entre sf
En esta realizacion las varillas 4 se colocan dentro de la cavidad 2 y se desplazan lejos de la pared principal 8 (mas cerca de la pared principal 8 que de la pared (de salida) posterior 10). En otras palabras hay una separacion entre las varillas 4 y la pared principal 8, y por lo tanto una separacion entre las varillas 4 y el borde principal 14.
Ahora sera descrita la tendencia del sistema de supresion 1 a suprimir tonos acusticos cuando esta en funcionamiento con referencia a la Figura 2. La Figura 2 es una vista (no a escala) esquematica en seccion transversal del sistema de supresion 1 de la Figura 1. Los elementos del sistema mostrado en la Figura 2 que tambien son mostrados en la Figura 1 son los siguientes: la cavidad 2, la base plana 3, una de las varillas 4, la direccion del flujo 6, la pared principal 8, la pared (de salida) posterior 10, el borde principal 14, el borde (de salida) posterior 16, y la superficie 19 (que tambien puede considerarse como el plano de la superficie).
Como puede apreciarse adicionalmente en la Figura 2, una separacion o un cambio significativo de orientacion en la superficie 19 en efecto proporciona la abertura de la cavidad 2, y la cavidad 2 tiene la forma de un hueco en la superficie 19. Se observa que la expresion “cavidad empotrada en una superficie” como se usa en la presente memoria, incluye casos donde el efecto global o la geometna de la cavidad es que se reconocera como una “cavidad empotrada en una superficie”, incluso si se esta hablando estrictamente de que la superficie 19 y/o una o mas de las paredes 8, 10, 12 y/o la base plana 3 no estan hechas de una sola pieza continua o tipo de material.
Para facilitar la explicacion mas adelante, tambien se muestra (en lmea discontinua) una extension hipotetica 20 de la superficie 19 sobre la cavidad 2.
En funcionamiento, un efecto de la pluralidad de varillas 4 es la tendencia a aumentar el espesor de la capa de cizallamiento 22 en comparacion con si las varillas 4 no estuvieran presentes. Esto es por lo menos en parte debido a que las varillas presentan un bloqueo del flujo de aire para desviar el flujo tanto dentro como fuera de la cavidad. Se representa esquematicamente la capa de cizallamiento 22 en la Figura 2 como la region entre una lmea que representa la parte superior 24 (es decir, mas alejada de la cavidad 2) de la capa de cizallamiento 22 y una lmea que representa la parte inferior 26 (es decir, mas cercana a la cavidad 2) de la capa de cizallamiento. El espesor 28 de la capa de cizallamiento 22 en cualquier punto a lo largo de la cavidad 2 es correspondientemente la distancia entre la parte superior 24 de la capa de cizallamiento 22 y la parte inferior 26 de la capa de cizallamiento 22.
En funcionamiento, un efecto adicional de la pluralidad de varillas 4 es la tendencia a proporcionar multiples fuentes de turbulencia a fina escala dando lugar a una pluralidad de pequenos vortices 30. Debido a, por lo menos en parte, la capa de cizallamiento 22 mas gruesa, los vortices 30 tienden a no combinarse en unos mas grandes. Por disposicion de la capa de cizallamiento 22 mas gruesa, los vortices 30 mas cercanos a la parte superior 24 de la capa de cizallamiento 22 (es decir, mas cercanos al flujo de fluido ambiente) se propagan en la direccion del flujo mas rapido que aquellos vortices 30 mas cercanos a la parte inferior 26 de la capa de cizallamiento 22 (es decir, mas cercanos al aire estatico en la cavidad 2). Por consiguiente, los vortices 30 llegan a dados puntos en la direccion del flujo en tiempos diferentes, es decir, hay una perdida de coherencia temporal, y consecuentemente hay una interrupcion de la tendencia convencional a la formacion de estructuras turbulentas a gran escala que, de otro modo, juegan un papel clave en la generacion de tonos acusticos indeseados.
En las realizaciones anteriores, las varillas 4 se montan en la base plana 3 y se extienden hacia arriba (es decir, perpendiculares a la base plana 3) lejos de la base plana 3 hasta una altura que se extiende mas alla de la altura del borde principal 14. Sin embargo, las varillas 4 no necesitan estar montadas en la base plana 3, y en otras realizaciones algunas o todas las varillas 4 pueden estar montadas en una instalacion o soportadas o colocadas de otra manera que no esten montadas en la base plana 3, aunque, sin embargo, aun se extiendan en una direccion lejos de la base 3 de la cavidad 2. Por ejemplo, alguna o todas las varillas 4 pueden montarse en, o de lo contrario estar soportadas por, una barra u otra instalacion que este suspendida a traves de la cavidad 2, de modo tal que la parte inferior de las varillas 4 se colocan en puntos entre la base 3 de la cavidad 2 y la altura del borde principal 14. Una realizacion en la que las varillas 4 se montan en dicha barra se describe en mayor detalle mas delante con referencia a la Figura 14 y la Figura 15.
En realizaciones adicionales, se proporcionan elementos de alteracion de flujo en una o mas (preferiblemente todas) varillas 4. Los elementos de alteracion de flujo pueden aumentar la desviacion de los vortices 30 dentro y/o fuera de la cavidad 2, de ese modo mejorando ademas el espesor de la capa de cizallamiento 22. Los elementos de alteracion de flujo pueden adicionalmente o alternativamente servir como fuentes adicionales de turbulencia a fina escala, dando lugar a nuevos pequenos vortices 30, por lo tanto, tiende a proporcionar aun mas perdida de coherencia temporal.
Las Figuras 3 y 4 son una ilustracion esquematica (no a escala) de una varilla 4 de una de dichas realizaciones con
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elementos de alteracion de flujo proporcionados en una o mas (preferiblemente todas) varillas 4. La Figura 3 es una vista en perspectiva de la varilla 4, y la Figura 4 es una vista en seccion transversal de la varilla 4.
La varilla 4 incluye un canal 34 (es dedr, en esta realizacion el elemento de alteracion de flujo es el canal 34) que pasa a traves de la varilla 4 (bien paralelo a la direccion del flujo 6 o en un angulo oblicuo con respecto a la direccion del flujo 6) y dispuesto de modo tal que, en funcionamiento, algo del fluido que impacta la varilla 4 pasa a traves del canal 34 y algo del fluido se desvfa alrededor de la varilla 4, de ese modo proporcionando fuentes adicionales de turbulencia a fina escala (por lo tanto, vortices 30 adicionales) y/o aumentando la desviacion de los vortices 30 dentro y/o fuera de la cavidad 2, de ese modo mejorando ademas el espesor de la capa de cizallamiento 22.
Las Figuras 5 y 6 son una ilustracion esquematica (no a escala) de una varilla 4 de una de dichas realizaciones con elementos de alteracion de flujo proporcionados en una o mas (preferiblemente todas) varillas 4. La Figura 5 es una vista en perspectiva de la varilla 4, y la Figura 6 es una vista en seccion transversal de la varilla 4.
La varilla 4 incluye una pluralidad de salientes 38, que sirven como elementos de alteracion de flujo, que se extienden desde la superficie de la varilla 4. En esta realizacion las salientes 38 son salientes 38 en forma de aleta. Las salientes se colocan y se disponen (por ejemplo, extendiendose hacia los lados de la varilla 4 para proporcionar una seccion transversal mas ancha a la direccion del flujo 6 de ambiente en partes de la varilla 4) de modo tal que, en funcionamiento, algo del fluido impacta las salientes 38, proporcionando de ese modo, fuentes adicionales de turbulencia a fina escala (por lo tanto, vortices 30 adicionales) y/o aumentando la desviacion de los vortices 30 dentro y/o fuera de la cavidad 2, mejorando de ese modo ademas el espesor de la capa de cizallamiento 22.
En realizaciones donde se proporcionan elementos de alteracion de flujo en una o mas varillas 4, tales como aquellas realizaciones descritas anteriormente con referencia a las Figuras 3-6, las siguientes variaciones (i) a (vii) son, por ejemplo, posibles.
(i) Para una o mas varillas proporcionadas con elementos de alteracion de flujo, la varilla puede comprender uno o multiples elementos de alteracion de flujo. Por ejemplo, donde cada elemento de alteracion de flujo es un canal a traves de una varilla, pueden proporcionarse dos o mas canales en una unica varilla (o en cada una de una pluralidad de varillas), estando por ejemplo, los canales dispuestos uno por encima del otro y/o junto al otro.
(ii) Donde los elementos de alteracion de flujo son salientes, y hay multiples salientes en una varilla dada, pueden proporcionarse todas las multiples salientes en el mismo lado de la varilla, o en ambos lados de la varilla.
(iii) Los elementos de alteracion de flujo pueden estar dispuestos perpendicular y/o paralelos a los lados y/o superficies de una varilla dada, o pueden estar a un angulo oblicuo con respecto a los mismos.
(iv) Los elementos de alteracion pueden estar dispuestos perpendicular y/o paralelos a la direccion del flujo, o pueden estar a un angulo oblicuo, es decir, inclinados.
(v) Para varillas con multiples elementos de alteracion de flujo proporcionados en la misma, todos los multiples elementos de alteracion de flujo pueden ser canales, o todos pueden ser salientes, o pueden ser una mezcla de cada uno.
(vi) En las realizaciones anteriores con elementos de alteracion de flujo en las varillas, los elementos de alteracion de flujo son canales a traves de una varilla y/o salientes en la varilla. Sin embargo, en otras realizaciones puede proporcionarse adicionalmente o alternativamente cualquier otra forma de elementos de alteracion de flujo. Por ejemplo, uno o mas de los elementos de alteracion de flujo puede comprender una ranura u otra perturbacion/irregularidad en la superficie o forma de la varilla.
(vii) Los elementos de alteracion de flujo pueden estar a alturas diferentes en las diferentes varillas 4.
(viii) En las realizaciones anteriores, un elemento de alteracion de flujo es un canal a traves de una varilla o una saliente en una varilla. Ambos tipos pueden considerarse como elementos que comprenden o proporcionan bordes adicionales en o a una o mas varillas que estan ademas del borde o bordes proporcionados por la forma subyacente de la varilla o varillas. En otras realizaciones, ademas de o en vez de los canales a traves de la varilla y/o salientes en una varilla, pueden proporcionarse otro tipo o tipos de elementos de alteracion de flujo adecuados que comprendan o proporcionen bordes adicionales en o a una o mas varillas que esten ademas del borde o bordes proporcionados por la forma subyacente de la varilla o varillas. Tambien en otras realizaciones adicionales, ademas de o en vez de elementos que comprenden o proporcionan bordes adicionales en o a una o mas varillas que estan ademas del borde o bordes proporcionados por la forma subyacente de la varilla o varillas, puede proporcionarse cualquier otro tipo o tipos de elementos de alteracion de flujo adecuados que alteren el flujo a fin de proporcionar fuentes adicionales de turbulencia a fina escala (por lo tanto, vortices 30 adicionales) y/o aumentar la desviacion de los vortices 30 dentro y/o fuera de la cavidad 2, de ese modo mejorando ademas el espesor de la capa de cizallamiento 22.
Volviendo a una discusion mas general de realizaciones adicionales, en las realizaciones anteriores todas las varillas 4 tienen forma de seccion transversal circular cuando se ven desde arriba. Sin embargo, este no necesita ser el
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caso, y en otras realizaciones, todas las varillas 4 pueden tener la misma forma de seccion transversal (cuando se ven desde arriba), donde cada forma es diferente de un drculo p. ej., una forma curvada no circular, o una forma no curvada, p. ej. rectangular.
En las realizaciones anteriores todas las varillas 4 tienen la misma altura que las otras. Sin embargo, este no necesita ser el caso, y en otras realizaciones una o mas varillas pueden estar a una altura diferente con respecto a una o mas de las otras varillas. De hecho, esto tendena a favorecer el desprendimiento de los vortices 30 para que se produzcan a diferentes profundidades en la capa de cizallamiento 2 (al proporcionar fuentes de turbulencia a fina escala a diferentes alturas), por lo tanto, tendiendo asf a aumentar la extension de la interrupcion de coherencia temporal entre los diferentes vortices 30.
En las realizaciones anteriores todas las varillas 4 estan colocadas espaciadas en una direccion de lmea recta comun, siendo la direccion de lmea recta perpendicular a la direccion del flujo 6, es decir, paralela al borde principal 14. Sin embargo, este no necesita ser el caso, y en otras realizaciones una o mas varillas 4 pueden colocarse de manera distinta que en lmea recta con las otras varillas 4, es decir, una o mas varillas pueden colocarse en un desplazamiento longitudinalmente desplazadas con respecto a una o mas de las otras varillas. Por ejemplo, las diferentes varillas 4 pueden colocarse una con respecto a la otra en una disposicion de zigzag, tal como la las disposiciones de colocacion de varillas mostradas esquematicamente en la Figura 7 y la Figura 8 (en la que el sistema de supresion 1 (no a escala) es visto desde arriba y en la que se usan los mismos numeros de referencia para las mismas caractensticas que las utilizadas en Figuras anteriores). Tambien en otras realizaciones adicionales, aunque las varillas 4 permanezcan en una direccion de lmea recta comun, esa direccion esta en un angulo oblicuo con respecto a la direccion del flujo, como por ejemplo el que se muestra esquematicamente (no a escala) en la Figura 9 (en la que el sistema de supresion 1 (no a escala) es nuevamente visto desde arriba y en la que los mismos numeros de referencia se usan nuevamente para las mismas caractensticas que las usadas en Figuras anteriores). En las realizaciones adicionales descritas en este parrafo, las disposiciones de desplazamiento longitudinal de algunas o todas las diferentes varillas 4 con relacion a ellas mismas (como se ha descrito en este parrafo) tienden a proporcionar un desplazamiento de tiempo temporal en el pasaje de cualquier pico de la onda acustica, lo que tiende a dar lugar a que el desprendimiento o crecimiento de los vortices 30 se produzca en tiempos diferentes a traves de la anchura (es decir, a traves del plano posterior) de la cavidad 2, lo que tiende a interrumpir aun mas la combinacion de los multiples vortices 30 pequenos en vortices de gran escala.
En general se apreciara que cualquier no uniformidad introducida en la forma de una o mas varillas 4 individuales (por ejemplo por, pero no limitado a, la inclusion de uno o mas elementos de alteracion de flujo como se ha descrito anteriormente) y/o cualquier no uniformidad introducida entre una o mas de las diferentes varillas 4 tendera a proporcionar la posibilidad de un numero aumentado o variaciones de fuentes de turbulencia a fina escala, con el correspondiente numero aumentado de pequenos vortices y/o capa de cizallamiento mas gruesa y/o aumento en la interrupcion de la coherencia temporal de los pequenos vortices, cualquiera de los efectos los cuales pueden mejorar aun mas el desempeno de supresion del sistema de supresion 1. Las siguientes realizaciones adicionales (i) a (v) son ejemplos adicionales de realizaciones que introducen o mejoran tal no uniformidad.
(i) En las realizaciones anteriores todas las varillas 4 tienen la misma forma (circular) de seccion transversal que las otras cuando se ven desde arriba, y todas tienen el mismo diametro que las otras. Sin embargo, este no necesita ser el caso, y en otras realizaciones una o mas varillas 4 pueden tener una forma diferente de seccion transversal cuando se ven desde arriba y/o pueden tener un diametro diferente u otra dimension relevante para las otras varillas 4.
(ii) En las realizaciones anteriores cada una de las varillas 4 tiene una forma de seccion transversal uniforme a lo largo de toda su altura. Sin embargo, este no necesita ser el caso, y en otras realizaciones una o mas varillas 4 pueden tener una forma no uniforme de seccion transversal a lo largo de toda su altura.
(iii) En las realizaciones anteriores cada una de las varillas 4 es recta (aunque una o mas puede tener un espesor variable), en el sentido de que se extiende desde la base de la cavidad en una direccion sustancialmente recta, es decir, sin dobleces o torceduras. Sin embargo, este no necesita ser el caso, y en otras realizaciones una o mas varillas 4 pueden ser distintas de rectas, es decir, pueden estar configuradas de modo tal que se extiende/extienden desde la base de la cavidad en una direccion que incluye una o mas dobleces o torceduras. Un ejemplo de tal realizacion se muestra en la Figura 10 (que es una vista esquematica en seccion transversal (no a escala) del sistema de supresion 1 y en la que se usan los mismos numeros de referencia para las mismas caractensticas que las usadas en Figuras anteriores). En esta realizacion, una porcion superior 42 de una o mas varillas 4 se extiende en un angulo oblicuo hacia una porcion inferior 44 de la varilla 4. En la realizacion que se muestra en la Figura 10 la porcion superior 42 es paralela a la direccion del flujo 6, sin embargo, en otras realizaciones la porcion superior 42 (u otra porcion angular en otros ejemplos) puede extenderse directamente u oblicuamente a traves de la direccion del flujo 6. El punto en el cual la varilla esta angulada, puede estar por debajo, nivelado, o por encima de la altura del borde principal 14.
(iv) En las realizaciones anteriores todas las varillas 4 estan separadas equidistantemente entre sL Sin embargo, este no necesita ser el caso, y en otras realizaciones una o mas de las distancias de separacion entre las varillas 4 adyacentes pueden ser desiguales con respecto a la distancia de separacion entre otras dos varillas 4 adyacentes.
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(v) En las realizaciones anteriores las varillas 4 se colocan dentro de la cavidad 2 y desplazadas lejos de la pared principal 8 (mas cercanas a la pared principal 8 que de la pared (de salida) posterior 10). En otras palabras hay una separacion entre las varillas 4 y la pared principal 8, y por lo tanto, una separacion entre las varillas 4 y el borde principal 14. Sin embargo, este no necesita ser el caso, y en otras realizaciones una o mas varillas 4 pueden estar apoyadas contra, o integradas con, la pared principal 8, de modo tal que no hay separacion entre una o mas varillas 4 y la pared principal 8/borde principal 14. Para el caso de realizaciones donde la pared principal 8 no es paralela a la direccion de extension de las varillas 4, en alguna de esas realizaciones, puede haber una separacion entre una o mas varillas 4 y el borde principal 14, pero no entre una o mas varillas 4 y la pared principal 8. O, viceversa, puede haber una separacion entre una o mas varillas 4 y la pared principal 8, pero no entre una o mas varillas 4 y el borde principal 14.
Volviendo a una discusion mas general de realizaciones adicionales, en las realizaciones anteriores las varillas 4 se colocan en la direccion del flujo del borde principal 14 (es decir, en la cavidad 2), y las varillas 4 se colocan mas cercanas al borde principal 14 de lo que estan del borde (de salida) posterior 16. Mas particularmente, en las realizaciones anteriores las varillas 4 se colocan de modo tal que la distancia de las varillas 4 desde el borde principal 14 es igual a 0,05 x la distancia total entre el borde principal 14 y el borde (de salida) posterior 14. Sin embargo este no necesita ser el caso, y en otras realizaciones las varillas 4 pueden colocarse en cualquier posicion en la direccion del flujo del borde principal que esta en la proximidad del borde principal. Esto puede incluir, por ejemplo, cualquier posicion en la direccion del flujo del borde principal que es mas cercana del borde principal 14 que del borde (de salida) posterior 16, ya que todavfa tendera a ocurrir algun grado de supresion. Sin embargo, preferiblemente las varillas 4 se colocan mas cercanas del borde principal que de ese, ya que tendera a ocurrir una mayor extension del efecto de supresion. Por ejemplo, asf como la colocacion preferida a una distancia en la direccion del flujo desde el borde principal de 0,05 x la distancia total entre el borde principal 14 y el borde (de salida) posterior 16, aun mas preferido es cualquier posicionamiento a una distancia de 0,05 x la distancia total, pero tambien se prefiere mas generalmente la colocacion a una distancia de 0,1 x la distancia total, y aun mas generalmente cualquier colocacion a una distancia de 0,2 x la distancia total.
En las realizaciones anteriores, la cavidad 2 es rectangular y comprende una base plana 3, la cavidad 2 comprende adicionalmente, definida con relacion a una direccion del flujo real o prevista 6, una pared principal 8, una pared (de salida) posterior 10, y dos paredes laterales 12, y todas las paredes son perpendiculares a la base plana 3. Sin embargo, esos detalles espedficos de la cavidad no son esenciales, y en otras realizaciones se puede presentar cualquier otra forma de cavidad. Por ejemplo, no se necesita que sean solo cuatro paredes, las paredes no necesitan ser rectas o perpendiculares, la cavidad puede estar definida por una o mas paredes que formen un penmetro curvo o parcialmente curvo en la cavidad, el penmetro puede tener una forma irregular, una o mas paredes pueden estar inclinadas, la base y/o una o mas paredes pueden estar onduladas o inclinadas, y asf sucesivamente. Sin embargo, la supresion tendera a ocurrir mas fuertemente cuanto mas se defina o se presente el borde principal (en comparacion con la direccion del flujo de aire real o prevista).
Tambien se apreciara que en realizaciones con formas de cavidad como las descritas anteriormente, incluyendo cavidades con formas irregulares, el experto en la tecnica modificara tales direcciones descritas anteriormente como paralelo, transversal, perpendicular, y similares que son adecuadas para cavidades con formas regulares, para proporcionar otras direcciones que alcancen las correspondientes funcionalidades, por lo menos hasta cierto punto, como las descritas anteriormente como paralelas, transversales, perpendiculares, y similares. Tambien, incluso cuando la cavidad tiene una forma regular, tambien en otras realizaciones adicionales, se pueden implementar direcciones que contengan una parte resuelta de las direcciones paralelas, transversales, perpendiculares, y similares descritas en vez de direcciones completamente paralelas, transversales, perpendiculares, y similares.
Como se ha mencionado anteriormente, el presente inventor ha comprendido que es ventajoso en sf proporcionar caractensticas de un sistema de supresion dentro de la cavidad en vez de afuera, ya que, por ejemplo, como se dio cuenta el inventor, en el caso de una cavidad cerrable se permitira que las caractensticas sean facilmente removibles de p. ej. el flujo de aire de una aeronave cuando la cavidad esta cerrada. Por lo tanto, en realizaciones adicionales, las varillas estan fijadas en la cavidad de forma tal que les permite moverse de forma reversible hacia una configuracion adicional en la que estan completamente encerradas en la cavidad cuando la cavidad esta cerrada. Esto tiende a ser particularmente ventajoso en aplicaciones donde la cavidad estara cerrada por periodos de tiempo relativamente largos, y/o frecuentemente, por ejemplo, en el compartimiento del tren de aterrizaje de una aeronave. La Figura 11 y la Figura 12 muestran una vista esquematica en seccion transversal (no a escala) de un ejemplo de tal realizacion de un sistema de supresion 1. En las Figuras 11 y 12 se usan los mismos numeros de referencia para las mismas caractensticas que las usadas en Figuras anteriores. La Figura 11 muestra una primera configuracion del sistema de supresion 1, en la que la cavidad 2 esta abierta, y por lo que las varillas 4 estan dispuestas de modo tal que se extienden hacia fuera de la cavidad 2, como en las realizaciones descritas anteriormente. La Figura 12 muestra una segunda configuracion del sistema de supresion 1, en la que la cavidad 2 esta cerrada, gracias a una cubierta 48 que cubre la abertura de la cavidad 2. En la segunda configuracion, las varillas 4 estan dispuestas de modo tal que no se extienden mas por fuera de la cavidad 2, y en vez de eso, estan totalmente encerradas dentro de la cavidad 2 cerrada. En esta realizacion las varillas estan dispuestas en esta configuracion gracias a que estan plegadas en comparacion con su primera colocacion de configuracion. Sin embargo, se apreciara que se puede usar cualquier proceso de reposicionamiento o reprocesamiento para proporcionar que las varillas sean redispuestas para encerrarse dentro de la cavidad cerrada.
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Otra posible realizacion para la segunda configuracion se muestra en la Figura 13, que nuevamente es una vista esquematica en seccion transversal (no a escala) del sistema de supresion 1. En esta realizacion, en la segunda configuracion las varillas 4 se retraen a traves de la base 3 de la cavidad 2 en el cuerpo en el que existe la cavidad 2. Esta configuracion potencialmente ventajosa se deriva del hecho de que las varillas se extienden lejos de la base de la cavidad y por lo tanto se retraen facilmente.
La Figura 14 y la Figura 15 muestran una vista esquematica en seccion transversal (no a escala) de una realizacion adicional de un sistema de supresion 1 con una primera y segunda configuracion. En las Figuras 14 y 15 se usan los mismos numeros de referencia para las mismas caractensticas que las usadas en Figuras anteriores. En esta realizacion, las varillas 4 se montan en una barra 50 giratoria que esta suspendida a traves de la cavidad 2 en una posicion de altura entre la base 3 de la cavidad 2 y la altura del borde principal 14, de manera que tambien las partes inferiores de las varillas 4 se colocan en puntos entre la base 3 de la cavidad 2 y la altura del borde principal 14. La Figura 14 muestra una primera configuracion del sistema de supresion 1, en la que la cavidad 2 esta abierta, y por lo tanto la barra 50 esta en una primera posicion de rotacion que disponen las varillas 4 para extenderse hacia fuera de la cavidad 2 en una direccion lejos de la base de la cavidad. La Figura 15 muestra una segunda configuracion del sistema de supresion 1, en la que la cavidad 2 esta cerrada, gracias a una cubierta 48 que cubre la abertura de la cavidad 2. En la segunda configuracion, la barra se gira hacia una segunda posicion de rotacion en la que las varillas 4 se disponen de modo tal que ya no se extienden hacia fuera de la cavidad 2, y en su lugar se encuentran completamente dentro de la cavidad 2 cerrada. En esta realizacion la segunda posicion de rotacion es tal que las varillas se extienden hacia abajo en una direccion hacia la base de la cavidad en la segunda configuracion. En otras versiones, las varillas nuevamente pueden situarse completamente dentro de la cavidad en la segunda configuracion, pero sin embargo, puede extenderse en otra direccion, p. ej. a lo largo de la cavidad.
Tambien en otras realizaciones adicionales, se proporcionan disposiciones reconfigurables en las que las varillas 4 pueden moverse entre configuraciones dentro y fuera de la cavidad 2, por ejemplo, como se describe con referencia a las Figuras 11 a 15, pero en donde la segunda configuracion la cavidad no esta cerrada, o solo esta parcialmente cerrada.
La superficie descrita anteriormente, en la que la cavidad esta empotrada puede ser una superficie de un vehfculo. El vehfculo puede ser una aeronave, o un misil, o cualquier otro tipo de vehfculo, por ejemplo un automovil o un camion, o embarcacion mantima, incluyendo por ejemplo un submarino.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema de cavidad, que comprende:
    una cavidad (2) y una pluralidad de varillas (4);
    en donde las varillas (4) se extienden en una direccion lejos de una base (3) de la cavidad (2) hasta una altura que se extiende mas alla de la altura de un borde principal (14) de la cavidad (2), en donde el borde principal (14) es relativo a una direccion del flujo (6) real o prevista de un fluido sobre la cavidad (2);
    las varillas (4) estan posicionadas en la direccion del flujo y en la proximidad del borde principal (14) de la cavidad
    (2);
    en donde se proporcionan uno o mas elementos de alteracion de flujo (34, 38) en una o mas varillas (4), caracterizado por que:
    por lo menos alguno de los elementos de alteracion de flujo (34, 38) comprende o proporciona bordes adicionales en una o mas varillas (4) que estan ademas del borde o bordes proporcionados por la forma subyacente de la varilla o varillas (4).
  2. 2. Un sistema segun la reivindicacion 1, en donde una o mas varillas (4) se extiende a una altura diferente de una o mas de las otras varillas (4).
  3. 3. Un sistema de cavidad segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en donde una o mas varillas (4) se posiciona en un desplazamiento longitudinalmente con respecto a una o mas de las otras varillas (4)
  4. 4. Un sistema de cavidad segun la reivindicacion 3, en donde el desplazamiento longitudinal tiene la forma de un patron zigzag.
  5. 5. Un sistema de cavidad segun cualquiera de las reivindicaciones 1a 4, en donde las varillas (4) fijadas en la cavidad (2) de forma que les permite moverse de forma reversible hacia una configuracion adicional en la que estan completamente encerradas en la cavidad (2) cuando la cavidad (2) esta cerrada.
  6. 6. Un sistema de cavidad segun cualquier reivindicacion precedente, en donde, por lo menos alguno de los elementos de alteracion de flujo (34, 38) comprende un canal (34) que pasa a traves de la varilla (4).
  7. 7. Un sistema de cavidad segun cualquier reivindicacion precedente, en donde por lo menos alguno de los elementos de alteracion de flujo (34, 38) comprende una saliente (38) que se extiende desde la varilla (4).
  8. 8. Un sistema de cavidad segun cualquier reivindicacion precedente, en donde los elementos de alteracion de flujo (34, 38) estan a alturas diferentes en varillas (4) diferentes.
  9. 9. Un sistema de cavidad segun cualquier reivindicacion precedente, en donde se proporcionan por lo menos dos tipos diferentes de elementos de alteracion de flujo (34, 38).
  10. 10. Un sistema de cavidad segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde las varillas (4) se colocan a una distancia desde el borde principal (14) que es < 0,2 x la distancia entre el borde principal (14) y un borde posterior (16).
  11. 11. Sistema de cavidad segun la reivindicacion 10, en donde las varillas (4) se colocan a una distancia desde el borde principal (14) que es < 0,1 x la distancia entre el borde principal (14) y el borde posterior (16).
  12. 12. Un sistema de cavidad segun la reivindicacion 11, en donde las varillas (4) se colocan a una distancia desde el borde principal (14) que es < 0,05 x la distancia (14) y el borde posterior (16).
  13. 13. Un sistema de cavidad segun cualquier reivindicacion precedente, en donde en una o mas varillas (4), por lo menos una porcion de la varilla (4) se inclina en la direccion del flujo (6).
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