Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
Известные реверберационные камеры имеют объемы 50 — 5000м . Наблюдается тенденция к еще большему увеличению объема камер.
В состав реверберационных камер входят (рис. 2.66):
— испытательный бокс;
— препараторская;
— система генераторов звука;
— согласующие устройства (рупоры);
— система питания генераторов звука сжатым воздухом;
— система формирования и управления спектрами акустической нагрузки;
— информационно-измерительная система;
— шумоглушитель для вывода рабочего тела звуковых генераторов.
При конструировании реверберационных камер суммарная акустическая мощность источников шума в соответствующих частотных по-
162
лосах должна быть распределена на минимальное количество согласующих устройств (рупоров). При этом должна достигаться высокая эффективность излучения звука рупором, условием выбора геометрических размеров которого является
где <1 — размер выходного сечения рупора; а — скорость звука; д — критическая частота рупора, ниже которой эффективность излучения резко падает.
7к 8
Г
^///////////////ЛЖГ^^^
6
Рис. 2.66. Схема реверберационной камеры: 1 - испытательный бокс; 2 - корпус камеры; 3 - ворота; 4 - рупоры сирен; 5 - вибростенд; б - воздуховод; 7 - сирены; 8 - бокс генераторов звука; 9 - выхлопная труба
Наибольшая эффективность излучения звука у экспоненциального рупора.
При этой форме поперечное сечение рупора увеличивается на одинаковую процентную величину через каждую единицу его осевой длины. Это приращение определяет нижнюю граничную частоту рупора.
На рис. 2.67 представлена зависимость процентного приращения поперечного сечения на 1 см осевой длины от нижней граничной частоты. Так, например, чтобы получить нижнюю граничную частоту 60 Гц, площадь поперечного сечения рупора надо увеличивать на 2% через каждый сантиметр его осевой длины. Эту зависимость можно представить и в виде формулы
/гр= 6,25-10^(0,01^+1) , где К — приращение площади поперечного сечения, %.
163
Для приращений К, меньших 20%, и, следовательно, для граничных частот, меньших 500 Гц, формула может быть представлена в следующем виде:
/гр = 27К.
В рупоре круглого или квадратного сечения диаметр круга или сторона квадрата должны увеличиваться на каждый сантиметр длины
рупора на чК%. В рупоре прямоугольного сечения с постоянной высотой ширина сечения должна увеличиваться на К % на каждый сантиметр длины рупора.
Для хорошего воспроизведения низких частот нужно также обеспечивать достаточные размеры выходного отверстия рупора — устья. Его диаметр должен быть не менее Хгр/п. Следовательно, для нижней граничной частоты 100 Гц, для которой длина волны составляет 3,4 м, диаметр устья должен быть около 110 см. Для более низких граничных частот размеры устья рупора будут еще больше. В области низких частот в полосе 25 < / < 100 Гц более эффективным является катенои-дальный рупор.
Расчет рупора следует начинать, задавшись размерами устья по-выбранной нижней граничной частоте, уменьшая сечение на К% на каждый сантиметр осевой длины до тех пор, пока не получим сечение, равное площади диффузора или диафрагмы звукового генератора. При этом в месте сопряжения сечения звукового генератора и рупора должны иметь одну форму. Если же форма сечения рупора отличается от формы выходного отверстия звукового генератора, то сопряжение осуществляется с помощью промежуточной камеры. Интенсивность акустического поля в камере зависит от места расположения ис*
164
т0чников звука. При расположении источника на стене камеры средня интенсивность звука в два раза, а при установке в углу — в четыре раза выше, чем при установке его в центре.
Для повышения равномерности звукового поля в камере прямоугольной формы рекомендуется брать следующие соотношения линейных размеров:
/х=1; 1у= Ч21х; 12= Ч41х.
Так как в подобных камерах звуковые нагрузки обычно имеют широкополосные спектры частот с неравномерной спектральной плотностью, на стендах необходимо создавать согласованное (программное) управление генераторами, формирующими спектр звуковых давлений. Это осуществляется при помощи многоканальной управляющей системы (рис. 2.68).
Исходный сигнал звукового давления задается генератором белого шума ?, имеющего полосу частот 20 Гц — 20 кГц. Из этой широкой полосы при помощи фильтров устройства 9 выделяют ряд более узких полос, чаще всего 1/3-октавных. В каждой из полос уровень сигнала может регулироваться в пределах 40 — 60 дБ. Просуммированный на выходе фильтров формируемый сигнал поступает в параллельно
Рис. 2.68. Схема многоканальной управляющей системы: / - источник питания сирен сжатым воздухом; 2 - воздухораспределительные устройства; 3,4,5 - сирены; 6 - бокс-камеры; 7 - усилитель мощности сирены; 8 - генератор шума; 9 - устройство формирования спектра; 10 - стойка Управления; 11- ЭВМ; 12 - графопостроитель; 13 - микрофоны; 14 - микрофонный усилитель; 15 - анализатор спектра; 16 - коммутатор; 17 - детектор
165
включенные усилители мощности генераторов звука — сирен 3> 4, 5 создающих акустическое поле в боксе камеры б.
В каждом генераторе шума предусмотрен независимый канал уп> равления сжатия воздухом, включающий обычные для воздухораспределительных систем устройства: электрозадвижку, дроссель, регул*, тор давления, воздушный фильтр, ресивер.
