RU2816604C1 - Поглотитель энергии звука - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам шумоподавления. Поглотитель энергии звука, облицованный защитной звукопрозрачной оболочкой массив пористого волокнистого или открыто ячеистого пенистого звукопоглощающего материала и акустический режекторный фильтр. Режекторный фильтр образован цилиндрическим трубчатым корпусом и расположенной на одном из его торцов диафрагмой с отверстием, а также установленным в корпусе поршнем и штоком поршня, расположенным на оппозитной к диафрагме стороне поршня. Поршень установлен с возможностью его вариативного дистанцирования относительно диафрагмы. Противолежащие поверхности диафрагмы и поршня, расположенный между ними участок внутренних стенок корпуса, а также отверстие диафрагмы выполнены с возможностью образования, соответственно, резонаторной камеры и горла резонатора Гельмгольца. Достигается повышение эффективности поглощения низкочастотных мод, а также возможность осуществления частотной подстройки низкочастотных компонентов поглотителя. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам шумоподавления, расположенным в отсеках / выгородках, где установлены излучающие акустический шум агрегаты - электрические двигатели и генераторы, гидравлические двигатели или насосы, двигатели внутреннего сгорания (далее - ДВС) по отдельности или в любой их совокупности - например, в отсеках транспортных средств, в низкошумных помещениях, в частности, в испытательных (измерительных) акустических безэховых (полностью заглушенных) камерах.

Из патента на изобретение RU 2756657, B60R 13/08, G10K 11/16, F02B 77/13, публ. 04.10.2021, известен поглотитель энергии звука, содержащий сформированную из плотного полимерного материала оболочку, образованную герметично соединёнными первым и вторым дистанцировано расположенными щитами, стенками, расположенными вдоль периферии щитов, и по меньшей мере одной, расположенной между щитами и стенками перегородкой. Где щиты, периферийные стенки и перегородка (перегородки) оболочки поглотителя выполнены с образованием резонаторных камер; каждая из резонаторных камер снабжена входным отверстием (горлом), расположенным на участке стенки, формирующей данную конкретную камеру, а также звукопоглощающей футеровкой, образованной листовым пористым звукопоглощающим материалом, закреплённым в камере на формирующем камеру участке одного из щитов, а также защитной звукопрозрачной плёночной облицовкой звукопоглощающего материала. При этом звукопоглощающая футеровка может быть выполнена перфорированной с образованием каналов, пронизывающих и слой из пористого звукопоглощающего материала, и слой из защитной звуко прозрачной плёнки.

Любая из резонаторных камер формирует собой резонатор Гельмгольца, поглощающий энергию волн резонансной для резонатора частоты (зависит от величин объёма резонаторных камер, площади и динамической толщины входных отверстий), а пористый звукопоглощающий материал, облицованный звукопрозрачной плёнкой, обеспечивает поглощение (степень поглощения зависит от физических свойств материалов, применённых в составе футеровки, и от их толщины) энергии волн части спектра из диапазона относительно высоких частот. Согласно описанию - применение в составе поглотителя звука комбинации пористого звукопоглощающего материала и резонаторных камер обеспечивает эффект снижения шума в широкополосном частотном диапазоне, включая диапазон низких и средних частот 200…800 Гц.

Недостатком решения по RU 2756657 является большая площадь внешней поверхности оболочки поглотителя, которая обладает достаточно высокой звукоотражающей способностью, что, в ряде случаев, исключает возможность применения данного решения.

Из патента на изобретение RU 2217726, G01M 15/00, публ. 27.11.2003, известен акустический динамометрический стенд, включающий в себя безэховую камеру, стены, потолок и составной пол, которой покрыты звукопоглощающими клиньями (кулисами), решётчатые (звукопрозрачные) слани, балансирную (нагрузочную/приводную) электрическую машину, расположенную под полом безэховой камеры в отдельном вибро изолированном боксе перекрытие которого является составной частью пола безэховой камеры, каркас с несущей рамой, сформированные с возможностью размещения выше уровня сланей тестируемого ДВС, ременную передачу ведущее звено которой расположено в боксе балансирной машины и кинематически связано с балансирной машиной, а ведомое расположено выше уровня сланей и выполнено с возможностью кинематического соединения с коленчатым валом испытываемого ДВС. Где ременная передача выполнена снабжённой кожухом ремня, каркас выполнен закреплённым на перекрытии бокса балансирной машины, а несущая рама каркаса - сформированной из труб прямоугольного сечения. При этом известно, что картеры и поддоны картеров поршневых ДВС являются их наиболее шумовиброактивными частями.

Недостатком решения по RU 2217726 является существенная площадь звукоотражающей поверхности несущей рамы каркаса и её близость к наиболее шумовиброактивным частям тестируемого ДВС, что, с одной стороны, способствует переотражению рамой звуковых волн, излучаемых ДВС, в зону расположения измерительных микрофонов, а с другой стороны, способствует акустическому излучению рамой структурного шума, формируемого в раме динамическими (вибрационными) нагрузками испытываемого ДВС. Указанное оказывает отрицательное влияние на точность и качество акустических исследовательских работ.

Совершенно очевидно, что поверхность несущей рамы каркаса, с целью снижения вносимых искажений в свободное акустическое поле безэховой камеры, должна быть оснащена маскирующей (звукопоглощающей) облицовкой и применение решения по RU 2756657 для указанной цели не является оптимальным.

Из патента на полезную модель RU 23502, G01M 17/00, публ. 20.06.2002, известен акустический динамометрический стенд, во многом аналогичный предыдущему, также содержащий каркас и несущую раму каркаса, сформированные с возможностью размещения выше уровня сланей тестируемого ДВС. При этом акустический стенд по RU 23502 выполнен снабжённым поглотителями энергии звука, последовательно и вплотную уложенными на раму каркаса со стороны ДВС, каждый из которых сформирован в виде прямоугольной призмы или объёмного П-образного жёлоба, выполненных из звукопоглощающего пористого волокнистого или пенистого материала толщиной не менее длины волны излучаемого двигателем звука самой низкой частоты звукового спектра, облицованных защитной звукопрозрачной оболочкой / звукопрозрачным материалом. В качестве вариантного исполнения любой из поглотителей может содержать полость, образованную сквозным цилиндрическим каналом, сформированным в звукопоглощающем материале, и прилегающими к устьям канала участками звукопрозрачной оболочки. При этом формирующий полость канал, в составе установленного на раме поглотителя, выполнен с возможностью расположения его образующей симультанно к маскируемой поверхности и поперечно, относительно продольной геометрической оси маскируемого прогона рамы.

Поглотители энергии звука, применяемые в конструкции акустического стенда по RU 23502, эффективны в ограниченном высокочастотном диапазоне звукового спектра. Энергию звуковых волн (шума), излучаемых в среднем и низкочастотном спектральном диапазоне, указанные поглотители не уменьшают ввиду того, что все известные, в настоящее время, пористые звукопоглощающие материалы имеют высокий коэффициент звукопоглощения начиная с частоты 0,8 кГц. При этом наличие в поглотителях акустически сквозных каналов может привести к резонансному усилению звуковых волн, кратных длины упомянутых каналов.

Из патента на изобретение RU 2775681, G01M 15/04, публ. 06.07.2022, известен акустический динамометрический стенд, в целом аналогичный предыдущим, также содержащий каркас и несущую раму каркаса, сформированные с возможностью размещения выше уровня сланей тестируемого ДВС. Акустический стенд по RU 2775681 выполнен снабжённым поглотителями энергии звука, вплотную уложенными на несущую раму каркаса со стороны ДВС, каждый из которых выполнен в виде прямоугольной призмы, заполненной пористым волокнистым или открыто ячеистым пенистым звукопоглощающим материалом, облицованной, защитной звукопрозрачной оболочкой. Где каждый из поглотителей выполнен снабжённым по меньшей мере одним акустическим режекторным фильтром, интегрированным в структуру массива звукопоглощающего материала.

Любой из режекторных фильтров выполнен образованным неподвижно соединёнными трубчатым цилиндрическим корпусом и расположенной на одном из его торцов диафрагмой (от греч. - перегородка). Корпус выполнен сформированным из жёсткого звуко отражающего материала относительно низкой плотности и снабжён перфорацией, а диафрагма выполнена глухой и сформированной из жёсткого звуко отражающего материала высокой плотности. При этом внутренние стенки корпуса и обращённая вовнутрь корпуса поверхность диафрагмы сформированы с образованием четвертьволнового резонатора.

В состав поглотителя режекторный фильтр (режекторные фильтры) интегрирован (ы) с позиционированием устья резонатора на одной из граней массива звукопоглощающего материала. При этом поглотитель сформирован с возможностью ориентации стенок корпуса резонатора симультанно к маскируемой поверхности и поперечно, относительно продольной геометрической оси маскируемого прогона рамы.

В описании к RU 2775681 указано, что массив пористого волокнистого или открыто ячеистого пенистого материала, за счёт диссипативного рассеивания энергии звуковых волн, поглощает звуковые волны средних и высоких частот (1…10 кГц), резонаторы же реализуют поглощение энергии звуковых волн дискретных частот f_s, величина которых зависит от длины и диаметра резонатора, а также от температуры воздуха, установившейся в зоне размещения резонатора.

Поглотитель звука по RU 2775681 принят в качестве прототипа.

К недостаткам поглотителей RU 2775681, следует отнести возможность поглощения ими звуковых волн средних и высоких частот, а низкочастотных волн лишь на дискретных частотах, величины которых зависят от габаритных параметров режекторных фильтров.

Из патента на изобретение RU 2715727, G10K 11/00, Е04В 1/84, G10K 11/02, публ. 03.03.2020, известно заключающее в себя излучающие шум агрегаты низкошумное техническое помещение (бокс / выгородка / отсек), внутренние поверхности ограждающих конструкций которого (стены и потолок) облицованы множеством поглотителей энергии звука, размещённых с отступом от маскируемой поверхности и с интервалом, друг относительно друга, каждый из которых сформирован в виде прямоугольной призмы, содержащей тыльную, обращаемую в сторону маскируемой поверхности, лицевую, обращаемую во внутрь помещения, и периферийные, ортогонально ориентированные к маскируемой поверхности, грани. При этом каждый из поглотителей включает в себя покрытый защитной звукопрозрачной оболочкой массив звукопоглощающего материала и, по меньшей мере, два акустических режекторных фильтра, любой из которых являет собой резонатор Гельмгольца, резонаторные камеры и горла каждого из которых образованы, соответственно, полостями и каналами, сформированными в структуре массива звукопоглощающего материала. Стенки полостей, формирующих собой резонаторные камеры режекторных фильтров, выполнены оклеенными воздухонепродуваемой эластичной звукопрозрачной пленкой; стенки каналов, формирующих собой горла режекторных фильтров, могут быть выполнены или оклеенными воздухонепродуваемой эластичной звукопрозрачной пленкой, или обналиченными трубкой, сформированной из твёрдого воздухонепродуваемого звукоотражающего материала.

Устья горл акустических режекторных фильтров каждого из поглотителей энергии звука выполнены размещёнными на его периферийных гранях.

К недостаткам поглотителей RU 2715727, следует отнести возможность поглощения ими звуковых волн средних и высоких частот, а низкочастотных волн лишь на дискретных частотах, величины которых зависят от габаритных параметров резонаторных камер и горл режекторных фильтров.

Акустический шум отрицательно влияет на психофизиологическое состояние обслуживающего агрегаты или рядом находящегося персонала, а применительно к измерительным акустическим безэховым камерам - на результаты акустических испытаний (измерений).

Многообразие излучающих шум агрегатов, вариативность скоростных и/или нагрузочных режимов их работы, имеющие место в эксплуатации и, тем более, при акустических испытаниях, может сопровождаться соответствующим спектральным набором низкочастотных резонансных усилений излучаемого агрегатами шума, которые невозможно компенсировать при использовании типового ряда поглотителей энергии звука, не имеющих конструктивной возможности низкочастотной подстройки (согласования состояния / состояний поглотителя / поглотителей энергии звука с нюансами акустического шума).

Задачей изобретения является расширение у поглотителя звука диапазона заглушаемых низких частот с возможностью осуществления частотной подстройки низкочастотных компонентов поглотителя.

Задача решается в поглотителе энергии звука, выполненном в виде прямоугольной призмы, содержащей облицованный защитной звукопрозрачной оболочкой массив пористого волокнистого или открыто ячеистого пенистого звукопоглощающего материала и акустический режекторный фильтр, интегрированный в структуру массива звукопоглощающего материала.

Технический результат достигается тем, что:

Режекторный фильтр образован цилиндрическим трубчатым корпусом и расположенной на одном из его торцов диафрагмой, а также установленным в корпусе поршнем и штоком поршня, расположенным на оппозитной к диафрагме стороне поршня.

Где корпус, диафрагма и шток поршня выполнены сформированными из жёсткого звуко отражающего материала относительно низкой плотности, поршень выполнен из жёсткого звуко отражающего материала высокой плотности и установлен с возможностью его вариативного дистанцирования (настройки позиционирования) относительно диафрагмы, шток поршня выполнен сформированным с возможностью его частичного выступания из корпуса, а диафрагма выполнена неподвижно соединённой с корпусом и снабжённой отверстием.

При этом:

- противолежащие поверхности диафрагмы и поршня, расположенный между ними участок внутренних стенок корпуса, а также отверстие диафрагмы выполнены сформированными с возможностью образования, соответственно, резонаторной камеры и горла резонатора Гельмгольца;

- расположенный со стороны штока участок внутренних стенок корпуса, смежная со штоком поверхность поршня, а также обращённые в сторону внутренних стенок корпуса поверхности штока и расположенное со стороны штока устье корпуса выполнены сформированными с образованием, соответственно, резонаторных камер и устьев четвертьволновых резонаторов (учитывая, что под устьем любого канала понимают геометрический контур, образованный пересечением внутренних стенок канала с внешней поверхностью содержащего канал объекта, а также фигуральную аналогию устьев четвертьволновых резонаторов и горл резонаторов Гельмгольца, длина и диаметр которых, в ряде случаев, может иметь соотношения, приводящие к функционированию горла резонатора в режиме отверстия, далее в отношении устья четвертьволнового резонатора будет также использован термин горло);

- В состав поглотителя режекторный фильтр интегрирован с расположением горл резонаторов (четвертьволнового и Гельмгольца) на оппозитных гранях массива звукопоглощающего материала.

В вариантных исполнениях режекторного фильтра:

- шток поршня может быть выполнен в виде полосы (то, что имеет продолговатую форму) миделевые (периферийные) кромки которой выполнены с возможностью плотного прилегания к внутренним стенкам корпуса;

- шток поршня может быть выполнен в виде трёх или четырёх - лучевой, в поперечном сечении, звезды, миделевые (периферийные) кромки которой выполнены с возможностью плотного прилегания к внутренним стенкам корпуса;

- поршень, со стороны штока, может быть выполнен плоским;

- поршень, со стороны штока, может быть выполнен снабжённым выступами, величина, расположение и форма которых согласованы с конструктивным исполнением штока.

Изобретение основано на использовании известных из уровня техники зависимостей:

1. Геометрические размеры любого из четвертьволновых резонаторов задают с учетом их необходимой теоретической частотной настройки, обеспечивающей эффективное подавление звукового излучения на заданных, условиями применения поглотителя энергии звука, дискретных частотах шума, генерируемого узлами оборудования:

где f _ч - собственная резонансная частота четвертьволнового резонатора, Гц;

L _ч - геометрическая длина четвертьволнового резонатора, м;

d _пр - приведенный диаметр проходного сечения четвертьволнового резонатора, м;

,

где S _T - площадь проходного сечения устья четвертьволнового резонатора, м²;

π = 3,14;

t - температура воздуха, установившаяся в пространстве испытательной камеры, °С.

2. Геометрические размеры любого из резонаторов Гельмгольца задают с учетом их необходимой теоретической частотной настройки, обеспечивающей эффективное подавление звукового излучения на заданных, условиями применения поглотителя энергии звука, дискретных частотах шума, генерируюемого узлами оборудования:

где f _Г - собственная резонансная частота резонатора Гельмгольца, Гц;

V _k - объем камеры резонатора Гельмгольца, м³;

S _g - площадь проходного сечения горла резонатора (отверстия в диафрагме м²;

t - температура воздуха, установившаяся в пространстве испытательной камеры, °С.

π = 3,14;

Изобретение поясняется следующими графическими материалами:

Фиг. 1, где схематично изображен внешний вид режекторного фильтра со стороны устьев (горл) четвертьволновых резонаторов, сформированных с участием штока, выполненного в виде полосы.

Фиг. 2, где изображён вид четвертьволновых резонаторов со стороны штока, сформированного в виде полосы.

Фиг. 3, где изображено продольное сечение режекторного фильтра, шток которого сформирован в виде полосы.

Фиг. 4, 5, 6, где изображено продольное сечение режекторного фильтра при различном дистанцировании поршня от диафрагмы (показан шток, сформированный в виде полосы).

Фиг. 7, где изображено продольное сечение режекторного фильтра, оснащённого поршнем, расположенная со стороны штока поверхность которого содержит выступ (показан шток, сформированный в виде полосы), что обеспечивает формирование четвертьволновых резонаторов различных длин.

Предлагаемые в изобретении поглотители энергии звука могут быть использованы для облицовки нуждающихся в маскировании звукоотражающих компонентов акустических динамометрических стендов или низкошумных помещений.

В акустических динамометрических стендах, содержащих, как и стенды по патентам RU 2217726 и RU 23502, безэховую камеру, стены, потолок и пол которой покрыты звукопоглощающими кулисами, раму каркаса и звукопрозрачные слани, таким звукоотражающим компонентом является рама каркаса, сформированная с возможностью несения в условиях безэховой камеры ДВС, предназначенных для акустических испытаний / измерений; в низкошумных помещениях такими звукоотражающими компонентами являются ограждающие помещение конструкции, в первую очередь, в силу их существенной площади, стены и потолок (перекрытие).

Конструктивное исполнение маскируемых поглотителями энергии звука отражающих звук компонентов не имеет принципиального значения, априори будем считать, что поверхность любого из них способна быть облицованной уложенными непосредственно на маскируемую поверхность или установленными с отступом от маскируемой поверхности поглотителями энергии звука, каждый из которых сформирован в виде прямоугольной призмы.

Таким образом изобретение может быть реализовано в поглотителе энергии звука, выполненном в виде прямоугольной призмы, содержащей в своём составе массив звукопоглощающего материала, который может быть сформирован волокна содержащим (например, с использованием базальтовых или стеклянных волокон) или пористым пенистым (например, с использованием открытоячеистого пенополиуретана, полиэфира, полиэстера).

Массив звукопоглощающего материала может быть размещен внутри пространственного несущего каркаса, сформированного из металлических или полимерных трубок или стержней малого поперечного сечения. Извне несущий каркас и массив звукопоглощающего материала (при отсутствии каркаса массив звукопоглощающего материала) выполнены облицованными защитной звукопрозрачной оболочкой, сформированной, например, из тонкой стеклоткани, алюминизированной лавсановой пленки, уретановой пленки и т.п.

Применение в конструкции поглотителя энергии звука несущего каркаса обеспечивает сохранение геометрической формы поглотителя при длительной эксплуатации.

Поглотитель энергии звука может быть выполнен с возможностью образования неразъёмного, с маскируемой поверхностью, покрытия или съёмным. Выполнение поглотителя съёмным обеспечивает возможность проведения ремонтных работ, тем или иным образом связанных с маскируемой поверхностью, а в случае использования поглотителя в составе акустических динамометрических стендов - работ по установке / смене исследуемого объекта и связанных с этим регулировочных работ.

Обозначенные выше конструктивные особенности поглотителя энергии звука и возможные варианты их реализации, кроме наличия призматического, как вариант облицованного звукопрозрачной оболочкой, массива звукопоглощающего материала, не имеют отношения к нюансам заявляемого и, в силу очевидности, не нуждаются в графической прорисовке.

Для целей решаемой в изобретении задачи поглотитель энергии звука выполнен снабжённым интегрированным в структуру массива звукопоглощающего материала по меньшей мере одним акустическим режекторным фильтром.

Режекторный фильтр образован цилиндрическим трубчатым корпусом 1 и расположенной на одном из его торцов диафрагмой 2, а также установленным в корпусе 1 поршнем 3 и штоком 4 поршня 3, расположенным на оппозитной к диафрагме 2 стороне поршня 3.

Корпус 1, диафрагма 2 и шток 4 поршня выполнены сформированными из жёсткого звуко отражающего материала относительно низкой плотности, поршень 3 выполнен из жёсткого звуко отражающего материала высокой плотности и установлен с возможностью его вариативного дистанцирования (настройки позиционирования) относительно диафрагмы 2. Шток 4 поршня 3 выполнен сформированным с возможностью его частичного выступания из корпуса 1, а диафрагма 2 выполнена неподвижно соединённой с корпусом 1 и снабжённой отверстием 5.

Противолежащие поверхности диафрагмы 2 и поршня 3, расположенный между ними участок внутренних стенок корпуса 1, а также отверстие 5 диафрагмы 2 выполнены сформированными с возможностью образования, соответственно, резонаторной камеры 6 и горла 5 резонатора Гельмгольца (смещение поршня 3 к диафрагме 2 до их взаимного прилегания приводит к уменьшению объёма резонаторной камеры до предельно малых величин и, как следствие, ведёт к исчезновению реализуемой резонатором Гельмгольца физической функции).

Расположенный со стороны штока 4 участок внутренних стенок корпуса 1, смежная со штоком 4 поверхность поршня 3, а также обращённые в сторону внутренних стенок корпуса поверхности штока 4 и расположенное со стороны штока 4 устье корпуса 1 выполнены сформированными с образованием, соответственно, резонаторных камер 7 и горл 8 четвертьволновых резонаторов.

В первом вариантном исполнении режекторного фильтра шток 4 поршня 3 может быть выполнен в виде полосы боковые (миделевые / периферийные) кромки которой выполнены с возможностью плотного прилегания к внутренним стенкам корпуса 1. В данном исполнении расположенный со стороны штока 4 участок внутренних стенок корпуса 1, смежная со штоком 4 поверхность поршня 3, а также обращённые в сторону внутренних стенок корпуса поверхности штока 4 и расположенное со стороны штока 4 устье корпуса 1 выполнены сформированными с образованием двух параллельно расположенных четвертьволновых резонаторов.

Во втором и третьем вариантах исполнении режекторного фильтра шток 4 поршня 3 может быть выполнен в виде трёх или четырёх - лучевой (не проиллюстрировано), в поперечном сечении, звезды радиальные (миделевые / периферийные) кромки которой выполнены с возможностью плотного прилегания к внутренним стенкам корпуса 1. В данных исполнениях расположенный со стороны штока 4 участок внутренних стенок корпуса 1, смежная со штоком 4 поверхность поршня 3, а также обращённые в сторону внутренних стенок корпуса поверхности штока 4 и расположенное со стороны штока 4 устье корпуса 1 выполнены сформированными с образованием, соответственно, трёх или четырёх параллельно расположенных четвертьволновых резонаторов.

Поршень 3, со стороны штока 4, может быть выполнен плоским, обеспечивающим формирование параллельно расположенных четвертьволновых резонаторов одинаковой длины.

Поршень 3, со стороны штока 4, может быть выполнен фасонным, снабжённым одним выступом 9, при выполнении штока 4 в виде полосы, одним или двумя выступами 9 (не показано), при выполнении штока 4 в виде трёх-лучевой звезды, одним, двумя или тремя выступами 9 (не показано), при выполнении штока 4 в виде четырёх-лучевой звезды. При этом величина выступа (выступов), расположение и их поперечное сечение согласованы с конструктивным исполнением штока 4. Выполнение поршня 3, со стороны штока 4, снабжённым выступами обеспечивает формирование параллельно расположенных четвертьволновых резонаторов различной длины.

В состав поглотителя режекторный фильтр интегрирован с расположением горл резонаторов (четвертьволнового и Гельмгольца) на оппозитных гранях массива звукопоглощающего материала (не показано, очевидно).

Звуковыми колебаниями в газообразной среде являются периодические чередующиеся уплотнения и разряжения частиц среды, расходящиеся в звуковом пространстве от источника возбуждения колебаний в направлениях распространения звука.

Когда фронт сжатия звуковой волны достигает горла любого типа резонатора, в конечном итоге, происходит сжатие частиц среды, содержащейся в его полости, и, соответственно, накопление энергии, сопровождаемое, в соответствие с законом сохранения энергии, частичным отбором энергии у возбуждающего камеру фронта волны.

В устье любого типа резонатора давление неизменно, равно атмосферному и является реперным уровнем, на котором действуют фронты уплотнения и разряжения звуковых волн.

Следующий за фронтом сжатия фронт разряжения звуковой волны провоцирует отдачу энергии, накопленной в резонаторной камере в течение предшествующего такта, которая сопровождается «выплеском» из горла резонатора содержащихся в нём частиц среды.

«Выплеск» среды формирует в значительной степени линейную (для длинных горл относительно малого диаметра) или сферическую (для коротких горл относительно большого диаметра) звуковую волну, которая, в зависимости от расположения горла резонатора относительно направления излучения подавляемого звука, «размывает» формируемую источником звука волну и/или ей противостоит.

Поочередная смена фронтов сжатия и разряжения инициирующей звуковой волны формирует в четвертьволновых резонаторах и в горлах резонаторов Гельмгольца (на резонансном режиме среда в резонаторных камерах резонаторов Гельмгольца малоподвижна) бегущие волны. При приближении какой-либо из мод акустического шума к резонансной частоте резонатора амплитуда излучаемых резонатором колебаний стремится, в идеальном случае, к величине, характерной для резонирующей моды возбуждающей резонатор волны, при этом давление, создаваемое возбуждающей резонатор волной, синфазно со скоростью частиц в горле резонатора.

Длина волны, переизлучаемой резонатором Гельмгольца или четвертьволновым резонатором, на их резонансных частотах, зависит только от геометрических характеристик резонаторов.

Буквенными обозначениями на фиг. 2, 4 - 7 обозначены:

d _пр1, d _пр2 - приведенные диаметры проходного сечения соответственно первого и второго четвертьволнового резонаторов;

L ₁ч₁, L ₂ч₁, L ₃ч₁, L ₄ч₁, L ₅ч₁, - длины первого четвертьволнового резонатора;

L ₁ч₂, L ₂ч₂, L ₃ч₂, L ₄ч₂, L ₅ч₂, - длины второго четвертьволнового резонатора;

V ₁ч₁, V ₂ч₁, V ₃ч₁, V ₄ч₁, V ₅ч₁, - объемы внутренней полости первого четвертьволнового резонатора;

V ₁ч₂, V ₂ч₂, V ₃ч₂, V ₄ч₂, V ₅ч₂, - объемы внутренней полости второго четвертьволнового резонатора;

f ₁ч₁, f ₂ч₁, f ₃ч₁, f ₄ч₁, f ₅ч₁, - собственные резонансные частоты первого четвертьволнового резонатора;

f ₁ч₂, f ₂ч₂, f ₃ч₂, f ₄ч₂, f ₅ч₂, - собственные резонансные частоты второго четвертьволнового резонатора;

V ₁г, V ₂г, V ₃г, V ₄г, - объемы камеры резонатора Гельмгольца;

f ₁г, f ₂г, f ₃г, f ₄г, - собственные резонансные частоты резонатора Гельмгольца.

Изменение позиционирования поршня относительно оппозитно расположенных диафрагмы и устья корпуса акустического режекторного фильтра изменяет геометрические параметры формируемых в его составе резонатора Гельмгольца и четвертьволновых* резонаторов, что, соответственно, изменяет частотные настройки режекторного фильтра.

Возможность изменения позиционирования поршня в корпусе режекторного фильтра обеспечивает реализацию дополнительной (ситуативно необходимой) частотной подстройки режекторного фильтра в пределах его расчётного частотного диапазона теоретически возможных настроек.

При этом из части 1 «Справочной книги оптико-механика» под ред. Л.Г.Титова, ОНТИ НЕТП СССР, Главная редакция литературы по машиностроению и металлообработке, М. - Л., 1936, стр. 303, рис.211 и 212, известны вставные (пластинчатые) и вращающиеся (револьверные), а из книги «Оптико-механические приборы», С.В. Кулагин и др., М. «Машиностроение», 1975, стр. 135, см. рис.7.1, шторковые диафрагмы. Применение в составе режекторного фильтра диафрагм, сформированных с возможностью изменения поперечного сечения отверстия (горла резонатора Гельмгольца), может расширить диапазон частотной подстройки реализуемых в составе фильтра резонаторов Гельмгольца.

Практическая реализация предлагаемой конструкции поглотителя энергии звука позволит повысить его звукопоглощающие свойства за счет применения режекторных фильтров, обеспечивающих поглощение энергии низких частот, а также за счёт их частотной, ситуативно необходимой, подстройки.

Claims (6)

1. Поглотитель энергии звука, выполненный в виде прямоугольной призмы, содержащей облицованный защитной звукопрозрачной оболочкой массив пористого волокнистого или открыто ячеистого пенистого звукопоглощающего материала и акустический режекторный фильтр, интегрированный в структуру массива звукопоглощающего материала, отличающийся тем, что режекторный фильтр образован цилиндрическим трубчатым корпусом и расположенной на одном из его торцов диафрагмой, а также установленным в корпусе поршнем и штоком поршня, расположенным на оппозитной к диафрагме стороне поршня, где корпус, диафрагма и шток поршня выполнены сформированными из жёсткого звукоотражающего материала относительно низкой плотности, поршень выполнен из жёсткого звукоотражающего материала высокой плотности и установлен с возможностью его вариативного дистанцирования относительно диафрагмы, шток поршня выполнен сформированным с возможностью его частичного выступания из корпуса, а диафрагма выполнена неподвижно соединённой с корпусом и снабжённой отверстием, при этом противолежащие поверхности диафрагмы и поршня, расположенный между ними участок внутренних стенок корпуса, а также отверстие диафрагмы выполнены сформированными с возможностью образования, соответственно, резонаторной камеры и горла резонатора Гельмгольца, расположенный со стороны штока участок внутренних стенок корпуса, смежная со штоком поверхность поршня, а также обращённые в сторону внутренних стенок корпуса поверхности штока и расположенное со стороны штока устье корпуса выполнены сформированными с образованием, соответственно, резонаторных камер и горл четвертьволновых резонаторов, в состав поглотителя режекторный фильтр интегрирован с расположением горл четвертьволнового резонатора и резонатора Гельмгольца на оппозитных гранях массива звукопоглощающего материала.

2. Поглотитель энергии звука по п.1, отличающийся тем, что шток поршня выполнен в виде полосы, миделевые кромки которой выполнены с возможностью плотного прилегания к внутренним стенкам корпуса.

3. Поглотитель энергии звука по п.1, отличающийся тем, что шток поршня выполнен в виде трёх-лучевой, в поперечном сечении, звезды, миделевые кромки которой выполнены с возможностью плотного прилегания к внутренним стенкам корпуса.

4. Поглотитель энергии звука по п.1, отличающийся тем, что шток поршня выполнен в виде четырёх-лучевой, в поперечном сечении, звезды, миделевые кромки которой выполнены с возможностью плотного прилегания к внутренним стенкам корпуса.

5. Поглотитель энергии звука по п.1, отличающийся тем, что поршень, со стороны штока, выполнен плоским.

6. Поглотитель энергии звука по п.1, отличающийся тем, что поршень, со стороны штока, выполнен снабжённым выступами, величина, расположение и форма которых согласованы с конструктивным исполнением штока.