Устройство снижения шума от осевого вентилятора космического объекта
Владельцы патента RU 2287092:
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)
Изобретение относится к космической технике, авиастроению, судостроению, машиностроению и т.д. На вход и/или выход осевого вентилятора устанавливается устройство снижения шума, выполненное в виде насадка из чередующихся слоев эластичного материала с высокой и низкой плотностью, соединенного элементом крепления в местах стыка. При этом слой эластичного материала с высокой плотностью заключен между слоями эластичного материала с низкой плотностью, причем оба материала помещены в чехол из воздухонепроницаемой ткани для предотвращения выдувания потоком воздуха слоев эластичных материалов с высокой и низкой плотностью. Для придания заданной формы насадки входа и/или выхода воздуха контактируют с формообразующим каркасом. Экспериментальные исследования показали, что на частотах ниже 1000 Гц предлагаемое устройство работает не хуже прототипа, а на частотах выше 1000 Гц устройство позволяет снизить шум от осевого вентилятора, установленного в космическом объекте, на 2-10 дБ и одновременно упростить технологию монтажа в условиях космического полета при уменьшении его массогабаритных характеристик. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Данное изобретение относится к космической технике, авиастроению, судостроению, машиностроению и т.д.
Известно устройство снижения шума, состоящее из жесткого корпуса, звукопоглотителя (материала низкой плотности) [1] (стр.134, рис.43).
Недостатком его являются большие габариты, наличие жесткого корпуса (что увеличивает весовые характеристики).
Известно также устройство снижения шума, состоящее из жесткого корпуса, звукопоглотителя (материала низкой плотности) [2] (стр.83, рис.41).
Недостатком его являются большие габариты, наличие жесткого корпуса (что увеличивает весовые характеристики).
Известно также устройство снижения шума, состоящее из жесткого корпуса, звукопоглотителя (материала низкой плотности), перфорированной трубы [3] (стр.227, рис.7.22). Данное устройство выполнено в виде насадка на выходе воздуха, состоящего из двух цилиндров разного диаметра, один из которых находится внутри другого. Между цилиндрами находится звукопоглотитель (материал низкой плотности). Внешний цилиндр выполняет роль жесткого корпуса. Внутренний цилиндр имеет перфорацию и служит для удержания звукопоглотителя (материала низкой плотности).
Недостатком его является наличие жесткого корпуса (что увеличивает весовые характеристики), наличие перфорированной трубы (что увеличивает весовые характеристики; не обеспечивает достаточной защиты звукопоглотителя (материала низкой плотности) от выдувания; способствует переотражению звуковой волны, ухудшающей звукопоглощающие характеристики устройства).
Задачей изобретения является снижение уровня шума от осевого вентилятора, установленного в космическом объекте, а также уменьшение массогабаритных характеристик при транспортировке наземным транспортом и доставке его на орбиту, упрощение техники монтажа в условиях космического полета, а также уменьшение массы при штатной эксплуатации.
Задача решается тем, что на вход и/или выход осевого вентилятора устанавливается устройство снижения шума, выполненное в виде насадка из чередующихся слоев эластичного материала с высокой и низкой плотностью, соединенного элементом крепления в местах стыка. При этом слой эластичного материала с высокой плотностью заключен между слоями эластичного материала с низкой плотностью, причем оба материала помещены в чехол из воздухонепроницаемой ткани для предотвращения выдувания потоком воздуха слоев эластичных материалов с высокой и низкой плотностью. Для придания заданной формы насадки входа и/или выхода воздуха контактируют с формообразующим каркасом.
Техническим результатом изобретения является снижение шума от осевого вентилятора при упрощении технологии монтажа в условиях космического полета и уменьшение массогабаритных характеристик.
На фиг.1 приведен прототип устройства снижения шума от осевого вентилятора.
На фиг.2 приведено предлагаемое устройство для снижения шума от осевого вентилятора космического объекта.
На фиг.3 представлены результаты измерений в виде 1/3-октавных спектров.
На этих фигурах:
1 - осевой вентилятор;
2 - насадок на входе воздуха;
3 - насадок на выходе воздуха;
4 - слой эластичного материала с высокой плотностью;
5 - слой эластичного материала с низкой плотностью;
6 - чехол из воздухонепроницаемой ткани;
7 - жесткий корпус;
8 - формообразующий каркас;
9 - защитная сетка вентилятора;
10 - элемент крепления;
11 - спектр шума при работе вентилятора без устройства снижения шума;
12 - спектр шума при работе вентилятора с прототипом устройства снижения шума на выходе воздуха;
13 - спектр шума при работе вентилятора с предлагаемым устройством снижения шума на входе или выходе воздуха;
14 - спектр шума при работе вентилятора с предлагаемым устройством снижения шума на входе и выходе воздуха.
В предложенном устройстве снижения шума от осевого вентилятора 1 космического объекта имеются насадки на входе воздуха 2 и/или на выходе воздуха 3, каждый из которых выполнен в виде, например, цилиндрического насадка из чередующихся слоев эластичного материала с высокой плотностью 4 и эластичного материала с низкой плотностью 5 и соединенного элементом крепления 10 в местах стыка. При этом слой эластичного материала с высокой плотностью 4 заключен между слоями эластичного материала с низкой плотностью 5, при этом оба материала помещены в чехол из воздухонепроницаемой ткани 6. Для придания заданной формы насадок(ки) входа воздуха 2 и/или выхода воздуха 3 контактирует(ют) с формообразующим каркасом 8. При установке насадка(ов) слой материала с высокой плотностью 4 расположен по оси вентилятора 1.
Основной принцип работы устройства снижения шума заключается в ослаблении звуковой волны при прохождении сквозь чередующиеся слои эластичных материалов разной плотности: высокой плотности, выполненный, например, из нетканого иглопробивного или, например, резиноподобного материала и низкой плотности, выполненного, например, из рыхловолокнистого материала. При этом происходит следующее. Звуковая волна от вентилятора 1 входит в слой материала с низкой плотностью 5 и частично затухает. Далее ослабленная звуковая волна входит в слой материала с высокой плотностью 4, теряя энергию, переходящую в энергию нагрева, и проходит слой материала с низкой плотностью 5, затухая еще больше. При этом часть звуковой волны, отражаясь от слоя материала с высокой плотностью 4, идет в обратном направлении, затухая в слое материала с низкой плотностью 5.
Наличие слоя материала с низкой плотностью 5 с внешней стороны насадка дает возможность частично погасить звуковую волну, исходящую от другого источника шума.
Наличие чехла из воздухонепроницаемой ткани 6 предотвращает выдувание потоком воздуха слоев эластичных материалов с высокой плотностью 4 и низкой плотностью 5, что способствует длительной работе устройства без снижения звукопоглощающих свойств.
Экспериментальные исследования показали, что на частотах ниже 1000 Гц предлагаемое устройство работает не хуже прототипа, а на частотах выше 1000 Гц устройство позволяет снизить шум от осевого вентилятора, установленного в космическом объекте, на 2-10 дБ и одновременно упростить технологию монтажа в условиях космического полета при уменьшении его массогабаритных характеристик.
Литература
[1] - Л.Ф.Лагунов, Г.Л.Осипов "Борьба с шумом в машиностроении", Москва, Машиностроение, 1980.
[2] - А.С.Погодин "Шумоглушащие устройства", Москва, Машиностроение, 1973.
[3] - Справочник по судовой акустике под общей редакцией д.т.н. И.И.Клюкина и к.т.н. И.И.Боголепова, Ленинград, Судостроение, 1978 г.
1. Устройство снижения шума от осевого вентилятора космического объекта, содержащее насадок выхода воздуха, причем насадок, установленный на входе и/или выходе воздуха, выполнен из чередующихся слоев эластичного материала с высокой и низкой плотностью, соединенного элементом крепления в местах стыка, при этом слой эластичного материала с высокой плотностью заключен между слоями эластичного материала с низкой плотностью.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чередующиеся слои эластичных материалов с высокой и низкой плотностью помещены в чехол из воздухонепроницаемой ткани.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что материал с высокой плотностью выполнен из нетканого иглопробивного или резиноподобного материала.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что материал с низкой плотностью выполнен из рыхловолокнистого материала.
