Устройство для излучения звуковых колебаний

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (11932532 (61) Дополнительное к авт, свид-ву 9 669378 (22) Заявлено 010780 (21) 2948901/18-10 (51) М. Кл. з

С 10 К 7/02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

ГОсударственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 534.86 (088. 8) Опубликовано 3005.82. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 30.05.82 1

I (72) Авторы изобретения

Л.В. Новиков и A Ã. Семенов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ЗВУКОВЫХ

КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к приборостроению, может быть использовано для излучения мощных звуковых колебаний.

По основному авт. св. Р 669378 известно устройство для излучения звуковых колебаний, состоящее из корПуса, внутри которого расположен модулятор, соединенный.с источником сжатого газа и рупором, причем модулятор выполнен в виде симметричного аэродинамического профиля, заостренного со стороны рупора и установлен. ного на оси, проходящей через центр тяжести поперечного сечения профиля и смонтированной симметрично относительно стенок корпуса с возможностью поворота, причем ширина профиля равна ширине корпуса (1).

Недостатки известного устройства состоят в том, что настройку его можно осуществлять только методом проб, меняя геометрию и массу профиля после пробных пусков, кроме того, вследствие наличия диссипативных сил (например, значительного трения в подшипниках) профиль либо невозбуждается вообще (отсутствие самовозбуждения), либо для возбуждения требуется значительное начальное отклонение (жесткое возбуждение),либо генерация звука идет нестабильно — амплитуда колебаний произвольно изменяется во времени.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей за счет изменения частоты излучаемых звуковых колебаний в процессе работы.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве ocb выполнена полой, а осесимметричный аэродинамический профиль выполнен с полыми секциями, при этом полые секции через установленные в них выходные и входные управляемые клапаны связаны соответственно со сквозным каналом и внутренним объемом оси.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Мощный источник 1 сжатого газа соединен со сквозным каналом 2, который образуют стенки корпуса 3, соединенные в жесткую коробчатую конструкцию, например, прямоугольного

25 сечения. Канал через рупор 4 сообщается с окружающей средой 5. Внутри канала на полой оси 6 установлен модулятор, выполненный в виде симметричного аэродинамического профиля 7, 30 ширина которого равна ширине корпу932532 са 3. Заостренная часть профиля 7 направлена к рупору 4.

Ось 6 проходит через центр тяжести профиля 7 и установлена в подшипниках на двух противоположных стенках корпуса 3 с возможностью вращения 5 профиля 7 до упора в обе стороны.

К полой оси 6 присоединен через гибкий шланг резервуар с жидкостью под давлением (не показан), а на самой оси установлены управляемые впуск- 10 ные клапаны 8. Выпускные клапаны 9 и 10 установлены внутри полостей 11 и 12.

Профиль 7 делит канал 2 на два изолированных один от другого канала 15 переменного поперечного сечения,расположенных по обе его стороны. В положении профиля 7, когда его продольная ось совпадает с осью основного канала 2, оба канала, образо- 20 ванные горизонтальными стенками и профилем 7, имеют одинаковую форму и геометрические размеры.

При этом каждый из каналов со стороны рупора 4 имеет короткую сужающую ся часть и более протяженную расширяющуюся .часть, т.е. каждый из каналов представляет собой сверхзвуковое сопло, а все устройство по существу представляет сверхзвуковое двухканальное сопло.

От источника 1 сжатого газа подают сжатый газ, который, разгоняясь, проходит в канал 2. С помощью профиля 7 газовый поток рассекается на два и задается режим работы, при котором реализуется сверхзвуковой поток за критическими сечениями сопел, но на некотором расстоянии от выходного сечения проходит срыв потока и переход его в дозвуковой (при 40 центральном положении профиля 7) .

В этом случае в критических сечениях сопел возникает течение газа в звуковом диапазоне, далее происходит верх у расширение пото- 45 ков до срыва, которое меньше давления окружающей среды, возникает прямой скачек уплотнения или система скачков более сложной конфигурации, через которые поток переходит в дозвуковой. Давление в дозвуковом потоке близко к давлению окружающей среды.

При повороте профиля 7 вокруг оси 6 на некоторый угол сужающиеся участки каналов сопел, включая критические сечения, практически сохраняют размеры, а на расширяющихся участках форма и размеры изменяются.

У сопла-, расположенного в направлении поворота, площадь выходного се- О0 чения и степень расширения уменьшаются; у сопла, расположенного в про тивоположной стороне, площадь выходного сечения и степень расширения увеличиваются. 6S

При повороте на угол полураствора профиля 7 канал, расположенный в направлении поворота, на всем протя. жении становится сужающимся. В сопле, расположенном в направлении поворота, срыв потока происходит позже, а в сопле с противоположной стороны — раньше, на профиль 7 начинает действовать неуравновешенная сила от давления в дозвуковом потоке, которая направлена в сторону поворота и увеличивает отклонение профиля 7. При ,дальнейшем отклонении профиля 7 в сопле, расположенном в направлении поворота, вследствие уменьшения его степени расширения сверхзвуковой поток распространяется на все сопло, давление в нем повышается и в некотором положении профиля 7 силы, действующие с двух его сторон, уравновешиваются.

Дальнейшее отклонение профиля 7 приводит к уменьшению числа Маха потока на выходе иэ узкого канала вплоть до значения числа Маха равного единице. Давление в этом канале возрастает, возникает неуравновешенная сила, действующая в сторону, противоположную отклонению профиля 7.

Процесс идет в обратном направлении.

Профиль 7 вовлекается в процесс незатухающих колебаний, характеризующийся непрерывными изменениями характера течения от дозвукового до сверхзвукового, в процессе чего происходит эффективная генерация звуковых колебаний.

Для увеличения момента инерции профиля частично или полностью заполняют полости 11 и 12 через входные клапаны 8 жидкостью. При этом система клапанов 8-10 позволяет заполнять емкости 12 и 11 как раздельно, так и одновременно, а количество баластной жидкости в отсеках 11 и 12 может быть уменьшено в каждом отсеке отдельно. Все это осуществляется без остановки устройства и позволяет находить оптимальный для данных испытаний режим работы, режим самовозбуждения и выход на предельный цикл генерации, форму спектра излучаемых колебаний.

Использование предлагаемого устройства позволяет получить необходимый спектр излучения, повысить производительность труда на устройстве за счет сокращения времени его наладки в десятки раз и исключения пробных пусков, значительно расширить диапазон используемых режимов при устойчивом и мягком самовоэбуждении излучателя и высокой его стабильности работы.

Формула изобретения

Устройство для излучения звуко..— вых колебаний по авт. св. Р 669 8, 932532

ЖидяиОРФ

Составитель A. Трегубов

Редактор М. Ткач Техред И. Гайду Корректор О. Билак

Заказ 3790/71 Тираж 389 Подпи сн ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений. и,открытий

113035,. Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет изменения частоты излучаемых звуковых колебаний в процессе работы, ось в устрой стве выполнена полой, а осесимметричный аэродинамический профиль выполнен с полыми секциями, при этом полые секции через установленные в них выходные и входные управляемые клапаны связаны соответственно со сквозным каналом и внутренним объемом оси»

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 669378, кл. G 10 К 7/02.