Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 2.70. Схема устройства электродинамического громкоговорителя
168
ц1айбы 6. Эта шайба, также гофрированная, охватывает по внутренне-му контуру вершину диффузора и звуковую катушку, а по внешнему крепится к специальному кольцу.
Такие источники удобны при испытаниях радиоэлектронного оборудования. Основным недостатком такого источника является сравнительно невысокий (порядка 140 дБ) уровень звукового давления.
3. Сирены, в свою очередь, подразделяются на динамические и статические. Работа динамической сирены основана на прерывании вращающимся ротором потока сжатого воздуха, проходящего через отверстия статора.
Динамические сирены могут воспроизводить дискретный спектр частот и широкополосный спектр частот.
Генераторы с дискретным спектром частот. Основным элементом, генерирующим звуковые колебания, является вращающийся диск 2 (рис. 2.71) с отверстиями, установленный в струе воздуха, истекающего из сопел форкамеры 3. Число сопел в форкамере и шаг распределения по окружности соответственно равны числу и шагу распределения аналогичных отверстий в рабочем колесе (диске 2). Попеременное открывание и закрывание отверстий приводит к резкому изменению газодинамических параметров струи и, следовательно, к возникновению пульсаций давления в горле рупора 7, которые возмущают звуковые колебания воздушной среды. Частота звуковых колебаний зависит от частоты вращения ротора; низшая гармоническая составляющая
тп
Т~ 60 '
где тп — число отверстий форкамеры; п — частота вращения ротора, мин"1; при этом частоты гармоник 7/ , 3/ к/ .
Число отверстий в диске рабочего колеса и число отверстий в форкамере выбирают в соответствии с требующимся диапазоном частот для испытания. Геометрические размеры форкамеры выбирают такими, чтобы заключенный в ней объем воздуха не со-
Рис. 2.71. Схема сирены дискретного
действия: 1 - рупор; 2 - диск; 3 - форкамера; 4 - электродвигатель; 5 - датчик обратной связи; 6 - тиристорный привод электродвигателя; 7 - задвижка; 8 - дроссель; 9 - ресивер
169
здавал резонанса на нижней собственной частоте. Для уменьшения пуль» саций давления внутренние поверхности ее облицовывают звукопоглощающим материалом. Рабочий диапазон давления воздуха в форкамерс 104 — 3 105 Па. Повышение давления свыше 3 105 нецелесообразно, так как интенсивность звука при этом увеличивается незначительно. Для поддержания заданной частоты в приводе генератора устанавливают датчик обратной связи 5, показания которого подаются на сравнивающее ус-тройство тиристорного привода б, питающего электродвигатель 4. Точность поддержания частоты должна быть не ниже 1 — 1,5%.
Генераторы широкополосного спектра частот. Такие генераторы применяют для воспроизведения случайных процессов акустического нагружения. Они имеют несколько модулирующих дисков. У дисков разное число и размеры проходных отверстий для воздуха. Отверстия по окружности располагают с нерегулярным шагом. Во вращение диски приводятся от отдельных двигателей. Для того чтобы процесс был нецикличным, отношение частот вращения дисков выбирают некратным, при этом мгновенные комбинации положений дисков не повторяются в течение довольно длительного времени.
Генерирование звука в таких сиренах (рис. 2.72) происходит следующим образом. При перепаде давлений между форкамерой 1 и рупором 5 в проточном канале корпуса 7 сирены образуется струя воздуха, поперечное сечение которой вследствие вращения дисков изменяется от нуля (когда отверстия в дисках не совпадают) до некоторой текущей величины, случайно изменяющейся во времени. Так как параметры струи вследствие модуляции ее ротором изменяются с большой скоростью, в горле рупора образуется система газодинамических импульсов давления, которые возбуждают звуковые волны с такой же случайной последовательностью, с какой изменяется площадь проходных отверстий в роторе. Отношение пневматической и акустической мощностей (КПД) в сиренах этого типа примерно 8 — 10%.
Рабочий диапазон давлений воздуха перед ротором 5104—3,5 10 5 Па.
Недостаток сирен такого типа — сложность воспроизведения требуемого спектра шума и автоматического управления им. Этого недостатка лишены генераторы с электродинамическим и электрогидравлическим приводом.
Статические (газоструйные) сирены. Принцип работы статических сирен основан на эффекте, заключающемся в том, что при продувании через коническое сопло потока воздуха со сверхзвуковой скоростью в воздушном потоке перед соплом создается периодическое распределение давления с участками нестабильности (рис. 2.73). Помещая резонатор в эти участки, получают излучение звуковых волн в окружающее резонатор пространство. Статические сирены создают уровни звукового давления до 180 дБ и выше при широком диапазоне частот.
170
Рис. 2.72. Схема широкополосной сирены: / - форкамера; 2 - обтекатель; 3 - электродвигатель; 4 - тиристорний привод двигателя; 5 - рупор; б - ротор; 7 - корпус сирены; 8 - шкифы привода; 9 - ресивер; 10 - дроссель; 11 - задвижка
Электропневматические генераторы. Электропневматические генераторы используются для создания высокоинтенсивных звуковых полей с управляемым широкополосным спектром частот. Такие генераторы подразделяются на высокочастотные и низкочастотные.
